KR101040059B1 - 나노섬유 제조장치 및 나노섬유 제조방법 - Google Patents

나노섬유 제조장치 및 나노섬유 제조방법 Download PDF

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이재환
김익수
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신슈 다이가쿠
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Abstract

균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 염가의 제조비용으로 대량생산하는 것이 가능한 나노섬유 제조장치를 제공한다.
복수의 상향 노즐 및 폴리머 용액 공급 경로를 가지는 노즐 블록(110)을 구비하고, 복수의 상향 노즐로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 나노 섬유를 전계방사하는 동시에, 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 재이용하는 것을 가능하게 한 나노섬유 제조장치로서, 원료 탱크(200)와, 재생 탱크(270, 272)와, 중간 탱크(230)와, 재생 탱크(270, 272)로 폴리머 용액을 이송하는 제1 이송장치(250)와, 중간 탱크(230)로 폴리머 용액을 이송하는 제2 이송장치(210)와, 제1 및 제2 이송장치의 이송동작을 제어하는 제1 및 제2 이송제어장치(260, 220)를 추가로 구비하는 나노섬유 제조장치.

Description

나노섬유 제조장치 및 나노섬유 제조방법{An Apparatus for manufacturing nano-fiber And The method for manufacturing nano-fiber}
본 발명은, 나노섬유 제조장치 및 나노섬유 제조방법 에 관한 것이다. 그리고, 본 발명에 있어서, 「나노 섬유」란, 폴리머 재료로 이루어지고, 평균 직경이 수nm~수천nm인 섬유를 말한다. 또한, 「폴리머 용액」이란, 폴리머를 용매에 용해시킨 용액을 말한다.
복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하게 한 나노섬유 제조장치가 알려져 있다(일본국 특허 제4402695호 공보 참조). 도 6은, 종래의 나노섬유 제조장치(900)를 설명하기 위한 도면이다.
종래의 나노섬유 제조장치(900)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 폴리머 용액을 토출구로부터 상향으로 토출하는 복수의 상향 노즐(912) 및 해당 복수의 상향 노즐(912)에 폴리머 용액을 공급하는 폴리머 용액 공급 경로(914)를 가지는 노즐 블록(910)과, 노즐 블록(910)과 컬렉터(920)사이에 고전압을 인가하는 전원장치(930)와, 나노 섬유의 원료가 되는 폴리머 용액을 저장하는 탱크(940)와, 탱크(940)에 저장된 폴리머 용액을 노즐 블록(910)의 폴리머 용액 공급 경로(914)에 공급하는 계량 펌프(950)와, 복수의 상향 노즐(912)의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 탱크(940)에 되돌리는 회수 펌프(960)를 구비한다.
종래의 나노섬유 제조장치(900)에 의하면, 복수의 상향 노즐(912)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계 방사 하기 때문에, 종래의 하향 노즐을 이용한 나노섬유 제조장치의 경우에 보여지는 드롭 렛 현상(하향 노즐로부터 방사 되지 않았던 폴리머 용액의 덩어리가 그대로 장척시트에 부착하는 현상)이 발생하는 일이 없고, 고품질의 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.　
또한, 종래의 나노섬유 제조장치(900)에 의하면, 복수의 상향 노즐(912)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 나노 섬유를 전계 방사 하기 때문에, 항상 충분한 양의 폴리머 용액이 상향 노즐에 공급되고, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.　
또한, 종래의 나노섬유 제조장치(900)에 의하면, 복수의 상향 노즐(912)의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것이 가능하기 때문에, 원료의 사용료를 줄이는 것이 가능해지는 결과, 염가의 제조비용으로 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 이것은 자원 절약화의 흐름에도 따르는 것이 된다.
그러나, 본 발명의 발명자의 연구 결과, 종래의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 실제적으로는 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 대량생산 하는 것이 곤란하다라는 문제가 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 종래의 나노 섬유 제조장치에 있어서는, 회수한 폴리머 용액을 직접 탱크에 되돌리는 구성을 갖기 때문에, 그 과정에서 용매가 휘발하는 일 등으로 인하여 회수한 폴리머 용액의 조성이 원래의 폴리머 용액과는 다른 것이 된다. 그 결과, 전계방사과정에 있어서의 방사조건(이 경우, 폴리며 용액의 조성)을 장시간에 결쳐서 일정하게 유지할 수 없게 되고, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 대량 생산하는 것이 곤란해지게 되는 것이다.
그러므로, 본 발명은, 상기한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 염가의 제조비용으로 대량생산하는 것이 가능한 나노섬유 제조장치 및 나노섬유 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 나노섬유 제조장치는, 폴리머 용액을 토출구로부터 상향으로 토출하는 복수의 상향 노즐 및 해당 복수의 상향 노즐에 상기 폴리머 용액을 공급하는 폴리머 용액 공급 경로를 가지는 노즐 블록과, 상기 노즐 블록보다 윗쪽에 배치된 컬렉터와, 상기 복수의 상향 노즐과 상기 컬렉터와의 사이에 고전압을 인가하는 전원 장치를 구비하고, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우 시키면서 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 상기 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계방사하는 동시에, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 회수하여 상기 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하게 한 나노섬유 제조장치로서, 상기 노즐 블록은 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 회수하는 폴리머 회수 경로를 추가로 갖고, 상기 나노섬유 제조장치는, 상기 나노 섬유의 원료가 되는 상기 폴리머 용액을 저장하는 원료 탱크와, 회수된 상기 폴리머 용액을 재상하기 위한 재생탱크로서, 재생된 상기 폴리머 용액을 저장하는 재생탱크와, 상기 원료 탱크 또는 상기 재생 탱크로부터 공급된 상기 폴리머 용액을 저장하는 중간탱크와, 상기 노즐 블록의 상기 폴리머 용액 회수 경로로부터 상기 재생 탱크로 상기 폴리머용액을 이송하는 제1 이송장치와, 상기 제1 이송장치의 이송동작을 제어하는 제1 이송제어장치와, 상기 원료 탱크 및 상기 재생 탱크로부터 상기 중간 탱크로 상기 폴리머 용액을 이송하는 제2 이송장치와, 상기 제2 이송장치의 이송동작을 제어하는 제2 이송제어장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 「이송장치」에는, 폴리머 용액을 통하는 파이프, 폴리머 용액을 이송하는 펌프 등이 포함된다. 또한, 「이송제어장치」에는, 폴리머 용액의 통과여부 및 통과 량을 제어하는 밸브, 해당 밸브나 상기 한 펌프의 동작을 제어하는 제어장치 등이 포함된다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 제2이송제어장치는, 상기 폴리머 용액을 상기 원료탱크 및 상기 재생탱크 중 어느 하나의 탱크로부터 상기 중간탱크로 이송할지에 대하여 제어하는 것이 바람직하다.
그리고, 「원료탱크 및 재생탱크 중 어느 하나의 탱크」란, 원료탱크 또는 재생탱크 중 한 쪽의 탱크인 경우와, 원료탱크 및 재생탱크의 양 쪽의 탱크인 경우의 양 쪽을 포함한다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 재생탱크로서, 복수의 재생탱크를 구비하고, 상기 제1이송제어장치는, 상기 폴리머 용액을 상기 복수의 재생탱크 중 어느 하나의 재생탱크로 이송할지에 대하여 제어하고, 상기 제2이송제어장치는, 상기 폴리머 용액을 상기 재생탱크로부터 상기 중간탱크로 이송할 경우에는, 상기 폴리머 용액을 상기 복수의 재생탱크 중 어느 하나의 재생탱크로부터 이송할지에 대해서도 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 중간탱크는, 상기 폴리머 용액이 공급되는 공급부위를 덮는 격벽과, 해당 격벽의 저부에 배설된 기포제거필터로, 상기 기포제거필터에 의해 기포가 제거되기 전의 상기 폴리머 용액을 저장하는 제1저장부와, 상기 기포제거필터에 의해 기포가 제거된 후의 상기 폴리머 용액을 저장하는 제2저장부가 구성되고, 상기 제2저장부에 저장된 상기 폴리머 용액이 상기 노즐블록의 폴리머 용액 공급 경로에 공급되는 것이 바람직하다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 중간탱크는, 상기 제2 저장부에 있어서의 상기 폴리머 용액의 액면높이를 측정하는 제1 센서를 갖고, 상기 제2 이송제어장치는 상기 제1센서로 계측된 액면높이에 따라서, 상기 제2 이송장치의 이송동작을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 노즐블록은, 상기 폴리머 용액 회수 경로에 있어서의 상기 폴리머 용액의 액면높이를 측정하는 제2센서를 추가로 갖고, 상기 제1이송제어장치는, 상기 제2센서로 측정된 상기 폴리머 용액의 액면높이에 따라서, 상기 제1이송장치의 이송동작을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 폴리머 용액 회수 경로는, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 받는 수용부와, 상기 수용부를 덮는 동시에 각 상향 노즐을 통하는 복수의 노즐용 구멍을 갖는 덮개부와, 상기 복수의 노즐용 구멍으로부터 돌출하는 각 상향 노즐의 측면을 덮는 복수의 재킷부로부터 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 중간탱크는 해당 중간탱크의 하단이 각 상향 노즐의 상단보다 위쪽에 위치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 중간탱크와 상기 노즐 블록과의 사이에는, 상기 중간탱크에 저장된 상기 폴리머 용액을 상기 노즐 블록의 폴리머 공급경로에 공급하는 계량펌프가 배설되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 장척시트를 이송하는 이송장치를 추가로 구비하는 동시에, 상기 노즐 블록과 상기 컬렉터를 적어도 구비하고, 상기 장척시트의 표면에 나노섬유를 퇴적시키는 전계방사장치로서, 상기 장척시트이 이송방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 나노섬유 제조방법은, 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 상기 폴리머 용액을 토출하여 나노섬유를 전계방사하는 동시에, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 회수하여 상기 나노섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하게 하는 나노섬유 제조방법으로서, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 재생탱크에 일단 회수하는 동시에, 회수한 상기 폴리머 용액에 있어서의 용매의 함유율을 측정하고, 해당 측정결과를 기초로 하여, 상기 폴리머 용액에 필요한 양의 용매를 첨가함으로써, 상기 폴리머 용액을 나노섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 종래의 나노섬유 제조장치의 경우와 마찬가지로, 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계 방사 하기 때문에, 종래의 하향 노즐을 이용한 나노섬유 제조장치의 경우에 보여지는 드롭 렛 현상이 발생하는 일이 없고, 고품질의 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 종래의 나노섬유 제조장치의 경우와 마찬가지로, 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 나노 섬유를 전계 방사 하기 때문에, 항상 충분한 양의 폴리머 용액이 상향 노즐에 공급되고, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.　
또한, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 종래의 나노섬유 제조장치의 경우와 마찬가지로, 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것이 가능하기 때문에, 원료의 사용료를 줄이는 것이 가능해지는 결과, 염가의 제조비용으로 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 이것은 자원 절약화의 흐름에도 따르는 것이 된다.　
또한, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 회수한 폴리머 용액을 재생탱크에 이송한 후, 해당 폴리머 용액의 조성을 측정하는 동시에, 해당 측정결과에 따라서 폴리머 용액에 용매 그 외의 필요한 성분을 첨가함으로써, 해당 폴리머 용액을 원래의 폴리머 용액의 조성과 같든지, 극히 가까운 조성을 갖는 폴리머 용액으로 재생하는 것이 가능해진다. 이 때문에,　본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 오버플로우하나 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용 가능해지면서, 전계방사과정에 있어서의 방사조건(이 경우 폴리머 용액의 조성)을 장시간에 걸쳐서 일정하게 유지하는 것이 가능해지며, 균일한 품질을 갖는 나노 섬유를 대량생산하는 것이 가능해진다.
그 결과, 본 발명의 나노섬유 제조장치는 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 염가의 제조비용으로 대량생산하는 것이 가능한 나노 섬유 제조장치가 된다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 재생된 폴리머 용액이 재생탱크내에 저장되어 있지 않을 때 또는 충분히 저장되어 있지 않을 때에는, 원료탱크로부터 중간탱크로 폴리머 용액을 이송하고, 재생된 폴리머 용액이 재생탱크 내에 충분히 저장되어 있을 때에는, 재생탱크로부터 중간탱크로 폴리머 용액을 이송함으로써, 재생탱크내에 저장되는 폴리머용액의 양에 따라서 중간탱크로 이송하는 폴리머용액의 공급원을 적절히 제어하는 것이 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 복수의 재생탱크를 순차적으로(교대로) 사용하게 되고, 나노섬유의 제조를 멈추는 일 없이 회수한 폴리머 용액의 재생을 실시하는 것이 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 기포제거필터에 의해 기포가 제거된 폴리머 용액이 항상 각 상향 노즐에 공급되기 때문에, 보다 한층 균일한 품질을 갖는 나노섬유를 제조하는 것이 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 원료탱크 및 재생탱크에 저장되어 있는 폴리머 용액의 양에 관계없이, 항상 소정의 압력으로 안정되게 폴리머 용액을 상향 노즐로 공급하는 것이 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 폴리머 용액이 폴리머 용액 회수 경로에 어느 정도 모인 곳에서 해당 폴리머 용액을 재생탱크로 이송하는 것이 가능해지기 때문에, 폴리머 용액의 재생탱크로의 이송을 효율 좋게 실시하는 것이 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 재킷부의 동작에 의해, 오버플로우한 폴리머 용액의 비산을 방지하면서 해당 폴리머 용액을 효율적으로 회수하는 것이 가능해진다. 또한, 상기한 덮개부의 동작에 의해 폴리머 용액으로부터의 용매의 휘발을 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 중력을 이용하여, 폴리머 용액을 상향 노즐로 안정적으로 공급하는 것이 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 계량펌프를 이용하여, 항상 원하는 압력으로 폴리머 용액을 상향 노즐로 안정적으로 공급하는 것이 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 나노섬유를 보다 한층 높은 생산성으로 대량생산하는 것이 가능해진다. 또한, 나노섬유를 두껍게 퇴적시킨 제품이나, 여러 종류의 나노섬유를 퇴적시킨 제품 등을 대량생산하는 것도 가능해진다.
본 발명의 나노섬유 제조방법은, 나노섬유 제조장치와 마찬가지로, 균일한 품질을 갖는 나노섬유를 염가의 제조비용으로 대량생산하는 것이 가능해진다.
그리고, 본 발명의 나노섬유 제조방법에 있어서는, 회수한 폴리머 용액에 있어서의 용매 이외의 물질(예를 들면, 폴리머, 첨가제 등)의 함유율을 측정하는 동시에, 해당 측정결과에 따라서, 상기 용매 이외의 물질(예를 들면, 폴리머, 첨가제 등)을 첨가하는 것으로 해도 좋다.
본 발명의 전계방사장치 또는 나노섬유 제조장치에 의하면, 고기능.고감성 텍스타일 등의 의료(衣料)품, 헬스케어, 스킨케어 등 미용관련용품, 와이핑 클로스, 필터 등 산업재료, 이차전지의 세퍼레이터, 콘덴서의 세퍼레이터, 각종 촉매의 담체(擔體), 각종 센서재료 등의 전자.기계재료, 재생의료재료, 바이오 메디칼 재료, 의료용 MEMS재료, 바이오센서 재료 등의 의료재료, 그 밖의 폭넓은 용도로 사용가능한 나노섬유를 제조할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치의 정면도이다.
도 2는 실시예 1에 있어서의 전계방사장치의 정면도이다.
도 3은 실시예 1에 있어서의 노즐 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 실시예 2에 있어서의 전계방사장치의 정면도이다.
도 5는 실시예 3에 관한 나노섬유 제조장치의 정면도이다.
도 6은 종래의 나노섬유 제조장치의 정면도이다.
이하, 본 발명의 나노섬유 제조장치 및 나노섬유 제조방법을 실시예를 기초로 하여 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
1은, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치의 정면도이다.
2는, 실시예 1에 있어서의 전계방사장치의 정면도이다. 그리고, 도 1 및 도 2에 있어서는, 케이스(100), 노즐 블록(110), 원료 탱크(200), 중간 탱크(230) 및 재생 탱크(270, 272)에 대해서는 단면도로서 표시하고 있다.
도 3은, 실시예 1에 있어서의 노즐 블록을 설명하기 위한 도면이다. 도 3(a)는 노즐 블록의 단면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)에 있어서의 A의 범위를 확대해서 나타내는 도면이다.
그리고, 각 도면은 모식도이고, 각 구성요소의 크기는, 반드시 현실에 맞는 것은 아니다.
1. 실시예 1에 관한 나노 섬유 제조장치(1)의 구성
실시예 1에 관한 나노 섬유 제조장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 장척시트(W)를 소정의 이송속도로 이송하는 이송장치(10)와, 이송장치(10)에 의해 이송되고 있는 장척시트(W)에 나노 섬유를 퇴적시키는 전계방사장치(20)와, 나노섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)를 가열하는 가열장치(30)와, 전계방사장치(20)에 의해 나노섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)의 통기도를 계측하는 통기도 계측장치(40)와, 통기도 계측장치(40)에 의해 계측된 통기도를 기초로 하여 이송속도를 제어하는 이송속도 제어장치(50)(도시하지 않음.)와, 「이송장치(10), 전계방사장치(20), 가열장치(30), 통기도 계측장치(40), 이송속도 제어장치(50), 수술하는 VOC처리장치(70)」를 제어하는 주제어장치(60)(도시하지 않음.)와, 장척시트(W)에 나노 섬유를 퇴적시킬 때에 발생하는 휘발성 성분을 연소하여 제거하는 VOC 처리장치(70)(도시하지 않음.)를 구비한다.
실시예 1에 관한 나노 섬유 제조장치(1)에 있어서는, 전계방사장치로서, 장척시트(W)가 이송되어 가는 소정의 이송방향을 따라서 직렬로 배치된 2대의 전계방사장치(20)를 구비한다.
이송장치(10)는 장척시트(W)를 투입하는 투입 롤러(11) 및 장척시트(W)를 권취하는 권취 롤러(12) 및 투입 롤러(11)와 권취 롤러(12)와의 사이에 위치하는 보조 롤러(13)를 구비한다. 투입 롤러(11) 및 권취 롤러(12)는, 도시하지 않는 구동 모터에 의해 회전구동되는 구조로 이루어져 있다.
전계방사장치(20)의 구성에 대해서는 후술한다.
가열장치(30)는 전계방사장치(20)와 통기도 계측장치(40)와의 사이에 배치되고, 나노 섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)를 가열한다. 가열온도는, 장척시트(W)나 나노 섬유의 종류에 따라서 다르지만, 예를 들면, 장척시트(W)를 50도~300도의 온도로 가열할 수 있다.
통기도 계측장치(40)로서는, 일반적인 통기도 계측장치를 사용할 수 있다.
이하, 전계방사장치(20)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
전계방사장치(20)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 케이스(100)와, 노즐 블록(110)과, 컬렉터(150)와, 전원장치(160)와, 보조 벨트장치(170)와, 원료 탱크(200)와, 제2 이송장치(210)와, 제2 이송제어장치(220)와, 중간 탱크(230)와, 공급장치(240)와, 공급제어창지(242)와, 제1 이송장치(250)와, 제1 이송제어장치(260)와, 재생 탱크(270, 272)를 구비한다.
케이스(100)는 도전체로 이루어진다.
노즐 블록(110)은 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 복수의 상향 노즐(126), 폴리머 용액 공급 경로(114), 폴리머 용액 회수 경로(120) 및 제2센서(142)를 갖는다.
본 발명의 나노섬유 제조장치에는 다양한 크기 및 다양한 형상을 갖는 노즐블록을 이용할 수 있지만, 노즐블록(110)은, 예를 들면, 상면으로부터 보았을 때에 일변이 0.5m~3m의 장방형(정방형을 포함)으로 보이는 크기 및 형상을 갖는다.
복수의 상향 노즐(126)은, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 상향 노즐의(126)의 기단부인 노즐 기단부(130), 상향노즐(126)의 중간부인 노즐 중간부(128) 및 상향 노즐(126)의 선단부인 노즐 선단부(132)로 이루어진다. 상향 노즐(126)은, 도면 표시에 의해 상세한 설명을 생략했지만, 상향 노즐(126)의 기단부(노즐기단부(130)의 기단측)에 폴리머 용액 공급경로측 나사부(118)(후술)와 대응하는 상향 노즐측 나사부를 갖는다. 상향 노즐(126)의 내부는 동굴로 이루어져 있고, 해당 동굴은 폴리머 용액 공급 경로(114)내의 동굴과 연통하고 있다. 상향 노즐(126)은, 폴리머 용액을 토출구로부터 상향으로 토출한다. 상향 노즐(126)은 도전체, 예를 들면, 동, 스텐레스강 알루미늄 등으로 이루어진다.
복수의 상향노즐(126)은, 예를 들면, 1.5cm~6.0cm의 피치로 배열되어 있다.
복수의 상향노즐(126)의 수는, 예를 들면, 36개(가로세로 같은 수로 배열한 경우 6개*6개)~21904개(가로세로로 배열한 경우, 148개*148개)이다.
노즐 선단부(132)는 원통을 해당 원통의 축과 비스듬히 교차하는 평면을 따라서 절단한 형상으로 이루어진다. 원통의 축과 평면이 이루는 각도는 50°이다.
노즐선단부(132)의 선단측에는 경사면부(133)가 형성되고, 해당 경사면부(133)의 선단은, 재킷(134)의 선단보다 위쪽에 위치한다. 또한, 경사면부(133)의 기단은, 재킷(134)의 선단보다 아래에 위치한다.
노즐 중간부(128)는, 대략 원통형상으로 이루어진다.
노즐 기단부(130)는 육각형의 원통형상으로 이루어진다.
폴리머 용액 공급 경로(114)는, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 대략 직방체형상을 갖고, 내부에 동굴을 갖고, 이 내부의 동굴을 통하여 공급장치(240)로부터의 폴리머 용액을 복수의 상향노즐(126)로 공급한다. 폴리머 용액 공급 경로(114)는, 공급장치와의 접속부(116)를 갖고, 해당 공급장치와의 접속부(116)의 곳에서 공급장치(240)와 접속되어 있다. 또한, 폴리머 용액 공급 경로(114)는 폴리머 용액공급경로측 나사부(118)을 추가로 갖는다. 나노섬유 제조장치(1)에 있어서는, 폴리머 용액공급경로측 나사부(118)와 상향 노즐측나사부와의 감합에 의해 폴리머 용액공급경로(114)와 상향 노즐(126)이 결합되어 있다.
폴리머 용액 회수 경로(120)는, 수용부(121), 홈부(124), 덮개부(123) 및 복수의 재킷부(134)로부터 형성되어 이루어진다. 폴리머 용액 회수 경로(120)는 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수한다.
수용부(121)는, 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 받는다. 수용부(121)는 폴리머 용액 공급 경로(114)의 상부에 배치되어 있다. 수용부(121)에는, 홈부(124)를 향하여 약간 경사지게 형성되어 있고, 수용된 폴리머 용액을 홈부(124)를 향하여 인도하는 기능을 갖는다.
홈부(124)는, 수용부(121)의 측방에 배치되어 있다. 홈부(124)는, 저면에 있어서 제1 이송장치와의 접속부(125)를 갖고, 해당 제1 이송장치와의 접속부(125)에서 제1 이송장치(250)와 접속되어 있다.
덮개부(123)는, 수용부(121)를 덮는 동시에 각 상향 노즐(126)을 통하는 복수의 노즐용 구멍을 갖는다. 또한, 덮개부(123)는 노즐용 구멍의 주위에 덮개부측 나사부(122)를 갖는다.
재킷(134)은, 복수의 노즐용 구멍으로부터 돌출하는 각 상향 노즐(126)의 측면을 덮는다. 재킷(134)은, 재킷(134)의 기단측인 재킷 기단부(138)와, 재킷(134)의 선단부인 재킷 선단부(140)를 갖는다. 재킷(134)에 있어서는, 재킷 선단부(140)는 굵기가 일정한 원통형의 형상을 갖고, 재킷 선단부(140)는 해당 재킷 선단부(140)와 재킷부 기단부(138)와의 접속부(136)로부터 선단에 걸쳐서 서서히, 구체적으로는 일정 비율로 굵기가 감소하는 형상을 갖는다.
재킷(134)은, 도면 표시에 의한 상세한 설명을 생략했지만, 재킷 기단부(138)의 기단측에 덮개부측 나사부(122)와 대응하는 재킷측 나사부를 갖는다.
나노섬유 제조장치(1)에 있어서는, 덮개부측 나사부(122)와 재킷측 나사부와의 감합에 의해 덮개부(123)와 재킷(134)이 결합되어 있다.
제2센서(142)는, 폴리머 용액 회수 경로(120)에 있어서의 폴리머 용액의 액면높이를 측정한다. 구체적으로는, 제2센서(142)는 홈부(124)의 벽면에 배치되어 있고, 홈부(124)에 고인 폴리머 용액의 액면높이를 측정한다. 제2센서(124)는 예를 들면 광화이버 센서로 이루어진다.
컬렉터(150)는, 노즐 블록(110)보다 윗쪽에 배치되어 있다. 컬렉터(150)는 도전체로 이루어지고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 절연부재(152)를 통하여 케이스(100)에 취부되어 있다.
전계방사장치(20)는 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계방사한다.
전원장치(160)는 복수의 상향 노즐(126)과 컬렉터(150)와의 사이에 고전압을 인가한다. 전원장치(160)의 정극은, 컬렉터(150)에 접속되고, 전원장치(160)의 부극은, 케이스(100)를 통하여 노즐 블록(110)에 접속되어 있다.
보조 벨트 장치(170)는 장척시트(W)의 이송속도에 동기하여 회전하는 보조벨트(172)와, 보조벨트(172)의 회전을 돕는 5개의 보조벨트용 롤러(174)를 갖는다. 5개의 보조 벨트용 롤러(174) 중 하나 또는 2개 이상의 보조벨트용 롤러가 구동 롤러이고, 나머지 보조벨트용 롤러가 종동롤러이다. 컬렉터(150)와 장척시트(W)와의 사이에 보조벨트(172)가 배설되어 있기 때문에, 장척시트(W)는 정의 고정압이 인가되어 있는 컬렉터(150)에 끌어 당겨지는 일이 없이 부드럽게 이송되도록 이루어진다.
원료 탱크(200)는, 나노 섬유의 원료가 되는 폴리머 용액을 저장한다. 원료 탱크(200)는 폴리머 용액의 분리나 응고를 방지하기 위한 교반장치(201)를 내부에 갖는다. 원료 탱크(200)에는 제2 이송장치(210)의 파이프(212)가 접속되어 있다.
제2 이송장치(210)는, 원료 탱크(200) 또는 재생 탱크(270, 272)로부터 중간 탱크(230)로 폴리머 용액을 이송한다. 제2 이송장치(210)는 원료 탱크(200)와 중간 탱크(230)를 접속하는 파이프(212)와, 재생 탱크(270, 272)와 중간 탱크(230)를 접속하는 파이프(214)를 갖는다. 그리고, 파이프(212)의 발단은 제1 저장부(236)(후술)에 접속되어 있고, 파이프(214)의 말단은 파이프(212)에 접속되어 있다.
제2 이송제어장치(220)는 제2 이송장치(210)의 이송동작을 제어한다. 제2 이송제어장치(220)는, 밸브(222, 224, 226, 228)를 갖는다.
밸브(222)는 원료 탱크(200)로부터의 폴리머 용액의 이송을 제어한다.
밸브(224)는 원료 탱크(200) 및 재생탱크(270, 272)로부터 중간 탱크(230)에 유입하는 폴리머 용액의 양을 제어한다. 밸브(224)에 의한 제어는, 후술하는 제1센서(239)로 계측된 약면높이에 따라서 실시한다.
밸브(226)는 재생 탱크(270)로부터의 폴리머 용액의 이송을 제어한다.
밸브(228)은 재생 탱크(272)로부터의 폴리머 용액의 이송을 제어한다.
제2 이송제어장치(220)는 상기한 밸브(222, 224, 226, 228)에 의해, 폴리머 용액을, 원료 탱크(200) 및 재생 탱크(270, 272) 중 어느 하나의 탱크로부터 중간 탱크(230)로 이송할지에 대하여 제어한다. 또한, 제2 이송제어장치(220)는 밸브(224)에 의해 제1센서(239)로 계측된 액면높이에 따라서, 제2 이송장치(210)의 이송동작을 제어한다. 또한 제2 이송제어장치(220)는, 밸브(226, 228)에 의해, 폴리머 용액을 재생 탱크(270, 272)로부터 중간 탱크(230)로 이송할 경우에는, 폴리머 용액을 복수의 재생 탱크(270, 272) 중 어느 하나의 재생 탱크로부터 이송할지에 대해서도 제어한다.
중간 탱크(230)는 원료 탱크(200) 또는 재생 탱크(270, 272)로부터 공급된 폴리머 용액을 저장한다. 중간 탱크(230)는 해당 탱크(230)의 하단이 각 상향 노즐(126)의 상단보다 윗쪽에 위치하도록 배치되어 있다.
중간 탱크(230)는 격벽(232)과, 기포제거필터(234)와, 제1센서(239)를 갖는다.
격벽(232)은, 폴리머 용액이 공급되는 공급부위를 덮는다.
기포제거필터(234)는 격벽(232)의 저부에 배치되고, 통과하는 폴리머 용액으로부터 기포를 제거한다. 기포제거필터(234)는 예를 들면, 0.1mm 정도의 눈을 갖는 그물 형상의 구조를 갖는다.
중간 탱크(230)에 있어서는, 격벽(232) 및 기포제거필터(234)에 의해, 기포제거필터(234)에 의해서 기포가 제거되기 전의 폴리머 용액을 저장하는 제1저장부(236)와, 기포제거필터(234)에 의해서 기포가 제거된 후의 폴리머 용액을 저장하는 제2저장부(238)이 구성되어 있다.
제2저장부(238)는, 공급 경로(240)에 의해 폴리머 용액 공급 경로(114)와 접속되어 있고, 이에 따라, 나노 섬유 제조장치(1)에 있어서는, 제2저장부(238)에 저장된 폴리머 용액이 노즐 블록(110)의 폴리머 용액 공급 경로(114)에 공급된다.
제1센서(239)는 제2저장부(238)에 있어서의 폴리머 용액의 액면높이를 측정한다. 제1센서는 예를 들면, 광섬유 센서로 이루어진다.
공급장치(240)는 1대의 파이프로 이루어지고, 중간 탱크(230)의 제2저장부(238)에 저장된 폴리머 용액을 노즐 블록(110)의 폴리머 용액 공급 경로(114)에 공급한다. 그리고, 공급장치는 하나의 노즐블록에 대해서 최저 1개이면 좋다.
공급제어장치(242)는 공급장치(240)에 설치된 1개의 파이프로 이루어지고, 공급장치(240)의 공급동작을 제어한다.
제1 이송장치(250)는 파이프(252) 및 펌프(254)를 갖고, 노즐 블록(110)의 폴리머 용액 회수 경로(120)로부터 재생 탱크(270, 272)로 폴리머 용액을 이송한다.
펌프(254)는 노즐 블록(110) 근방보다 윗쪽에 있는 재생 탱크(270, 272)로 폴리머 용액을 이송하는 동력을 발생시킨다.
제1 이송제어장치(260)는 제1 이송장치(250)의 이송동작을 제어한다. 제1 이송제어장치(260)는 밸브(264, 266) 및 펌프(254)의 제어장치(도시하지 않음.)를 구비한다.
밸브(264)는 폴리머 용액 회수 경로로부터 재생 탱크(270)로의 폴리머 용액의 이송동작을 제어한다.
밸브(266)는 폴리머 용액 회수 경로로부터 재생 탱크(272)로의 폴리머 용액의 이송동작을 제어한다.
제1 이송제어장치(260)는 상기 밸브(264, 266)에 의해, 폴리머 용액을 복수의 재생 탱크(270, 272) 중 어느 하나의 재생 탱크로 이송할지에 대하여 제어한다.
또한, 제1 이송제어장치(260)는 상기 밸브(264, 266) 및 펌프(254)의 제어장치에 의해 제2센서(142)로 측정된 폴리머 용액의 액면높이에 따라서, 제1 이송장치(250)의 이송동작을 제어한다.
복수의 재생 탱크(270, 272)는, 회수된 폴리머 용액을 재생하기 위한 재생 탱크로서, 재생된 폴리머 용액을 저장한다. 재생 탱크(270, 272)는, 폴리머 용액의 분리나 응고를 방지하기 위한 교반장치(271, 273)를 각각 내부에 갖는다.
상기 구성요소에 의해, 실시예 1에 관한 나노 섬유제조장치(1)는 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하게 한 나노섬유 제조장치가 된다.
2. 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)를 이용한 나노섬유 제조방법
실시예 1에 관한 나노 섬유 제조방법은, 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계방사하는 동시에 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하게 하는 나노섬유 제조방법이다.
우선, 폴리머 용액을 제2 이송장치(210)의 파이프(212)를 이용하여, 원료 탱크(200)로부터 중간 탱크(230)로 이송한다. 이어서, 중간 탱크(230)내에서 기포제거필름(234)를 통하여 제1 저장부(232)로부터 제2저장부(234)에 이동한 폴리머 용액을 공급장치(240)을 통하여 폴리머 용액 공급 경로(114)에 공급한다. 나노섬유 제조장치(1)는 해당 폴리머 용액 공급경로(114)에 공급된 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계방사한다.
또한, 나노섬유 제조장치(1)는 오버플로우한 폴리머 용액을 폴리머 용액 회수 경로(120)에서 회수한다. 폴리머 용액이 폴리머 용액 회수 경로(120)의 홈부(124)에 어느 정도 모인 곳에서 제1 이송장치(250)를 이용하여 재생 탱크(270)로 이송하고, 회수한다.
재생 탱크(270)에 소정 량의 폴리머 용액이 모인 후에, 제1 이송제어장치(260)에 의해 제1 이송장치(250)에 의한 이송처를 재생 탱크(272)로 변환시킨다. 이에 따라, 오버플로우한 폴리머 용액은 재생 탱크(272)에 회수되게 되고, 재생 탱크(270)에서 뒤의 공정을 실시하고 있을 때에, 재생 탱크(270)에 오버플로우한 폴리머 용액이 들어가 버리는 일이 없다.
이어서, 회수한 폴리머 용액에 있어서의 용매 및 첨가제의 함유율을 측정한다. 해당 측정은, 재생 탱크(270) 중의 폴리머 용액의 일부를 샘플로하여 추출하고, 해당 샘플을 분석함으로써 실시할 수 있다. 폴리머 용액의 분석은 이미 알려진 방법으로 행할 수 있다.
이어서, 해당 측정결과를 기초로 하여, 필요한 양의 용매 및 첨가제 그 밖의 성분을 폴리머 용약에 첨가한다. 이에 따라, 회수된 폴리머 용액이 재생된다. 그 후에, 해당 재생 탱크(270)내의 폴리머 용액을 제2 이송장치(210)의 파이프(212)를 이용하여, 원료 탱크(200)로부터 중간 탱크(230)로 이송한다. 재생 탱크(270)내의 폴리머 용액을 원료 탱크(200)내의 폴리머 재료를 대신하여, 또한 원료 탱크(200)내의 폴리머 재료와 함께 전계방사에 이용함으로써, 재생 탱크(270)내의 폴리머 용액을 나노 섬유의 원료로서 재이용할 수 있다.
그리고, 재생 탱크(272)에 소정량의 폴리머 용액이 모인 후에는, 재생 탱크(270)에 소정량의 폴리머 용액이 남은 후에 한 것과 마찬가지의 방법에 의해 재생 탱크(272)내의 폴리머 용액을 나노 섬유의 원료로서 재이용할 수 있다.
이하에, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조방법에 있어서의 방사조건을 예시적으로 나타낸다.
장척시트로서는, 각종 재료로 이루어지는 부직포, 직물, 편물 등을 이용할 수 있다. 장척시트의 두께는, 예를 들면 5um~500um의 것을 이용할 수 있다. 장척시트의 길이는, 예를 들면 10m~10km의 것을 이용할 수 있다.
나노 섬유의 원료가 되는 폴리머로서는, 예를 들면, 폴리유산(PLA), 폴리프로필렌(PP), 폴리초산비닐(PVAc), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET), 폴리에틸린 텔레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PUR), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에틸이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리유산 글리롤산(PLGA), 실크, 셀룰로오스, 키토산 등을 이용할 수 있다.
폴리머 용액에 이용하는 용매로서는, 예를 들면, 디클로로메탄, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드, 메틸에틸케톤, 클로로포름, 아세톤, 물, 포름산, 초산, 시클로헥산, THF 등을 이용할 수 있다. 복수 종류의 용매를 혼합하여 이용해도 좋다. 폴리머 용액에는, 도전성 향상제 등의 첨가제를 함유시켜도 좋다.
제조하는 나노섬유 부직포의 통기도는, 예를 들면, 0.15cm3/cm2/s∼200cm3/cm2/s로 설정할 수 있다. 이송속도는, 예를 들면, 0.2m/분~100m/분으로 설정할 수 있다. 노즐 블록(110)과 컬렉터(150)에 인가하는 전압은, 10kV~80kV로 설정할 수 있고, 50kV 부근으로 설정하는 것이 바람직하다.
방사구역의 온도는, 예를 들면 25℃로 설정할 수 있다. 방사구역의 습도는 예를 들면 30％로 설정할 수 있다.
3. 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1) 및 나노섬유 제조방법의 효과
실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 종래의 나노섬유 제조장치의 경우와 마찬가지로, 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계방사하기 때문에, 종래의 하향 노즐을 이용한 나노섬유 제조장치의 경에 보여지는 드롭 렛 현상이 발생하는 일이 없고, 고품질의 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 종래의 나노섬유 제조장치의 경우와 마찬가지로, 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 나노 섬유를 전계방사하기 때문에, 항상 충분한 양의 폴리머 용액이 상향 노즐에 공급되고, 균일한 품질을 갖는 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 종래의 나노섬유 제조장치의 경우와 마찬가지로, 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것이 가능해지기 때문에, 원료의 사용료를 줄이는 것이 가능해지는 결과, 염가의 제조비용으로 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 이것은 자원 절약화의 흐름에도 따르는 것이 된다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 상기한 구성을 구비하기 때문에, 회수한 폴리머 용액을 재생 탱크(270, 272)에 이송한 후, 해당 폴리머 용액의 조성을 측정하는 동시에, 해당 측정결과에 따라서 폴리머 용액에 용매 그 밖의 필요한 성분을 첨가함으로써, 해당 폴리머 용액을 원래의 폴리머 용액의 조성과 동일하던지 극히 가까운 조성을 갖는 폴리머 용액으로 재생하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용가능해지면서, 전계방사과정에 있어서의 방사조건(이 경우 폴리머 용액의 조성)을 장시간에 걸쳐서 일정하게 유지하는 것이 가능해지고, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 대량생산하는 것이 가능해진다.
그 결과, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)는 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 염가의 제조비용으로 대량생산하는 것이 가능한 나노섬유 제조장치가 된다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 제2 이송제어장치(210)는, 폴리머 용액을 원료 탱크(200) 및 재생 탱크(270, 272) 중 어느 하나의 탱크로부터 중간 탱크(230)로 이송할지에 대하여 제어하기 때문에, 재생 탱크(270, 272)내에 저장되는 폴리머 용액의 양에 따라서 중간 탱크(230)로 이송하는 폴리머 용액의 공급원을 적절히 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 재생 탱크로서, 복수의 재생 탱크(270, 272)를 구비하고, 제1 이송제어장치(260)는 폴리머 용액을 복수의 재생 탱크(270, 272) 중 어느 하나의 재생 탱크로 이송할지에 대하여 제어하고, 제2 이송제어장치(220)는 폴리머 용액을 재생 탱크(270, 272)로부터 중간 탱크(230)로 이송할 경우에는, 폴리머 용액을 복수의 재생 탱크(270, 272) 중 어느 하나의 재생 탱크로부터 이송할지에 대해서도 제어하기 때문에, 회수한 폴리머 용액을 재생하는 탱크로서, 복수의 재생 탱크(270, 272)를 순서대로(교대로) 사용함으로써, 나노 섬유의 제조를 멈추는 일 없이 회수한 폴리머 용액의 재생을 실시하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 중간 탱크(230)는 폴리머 용액이 공급되는 공급부위를 덮는 격벽(232)과, 해당 격벽(232)의 저부에 배설된 기포제거필름(234)으로, 기포제거필름(234)에 의해 기포가 제거되기 전의 폴리머 용액을 저장하는 제1저장부(236)와, 기포제거필름(234)에 의해 기포가 제거된 후의 폴리머 용액을 저장하는 제2저장부(238)가 구성되고, 제2저장부(238)에 저장된 폴리머 용액이 노즐 블록(110)의 폴리머 용액 공급경로(114)에 공급되기 때문에, 기포제거필름(234)에 의해 기포가 제거된 폴리머 용액이 항상 각 상향 노즐(126)에 공급되기 때문에, 보다 한층 더 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 중간 탱크(230)는 제2저장부(238)에 있어서의 폴리머 용액의 액면높이를 측정하는 제1센서(239)를 갖고, 제2 이송제어장치(220)는, 제1센서(239)로 측정된 액면높이에 따라서, 제2 이송장치(210)의 이송동작을 제어하기 때문에, 원료탱크(200) 및 재생 탱크(270, 272)에 저장되어 있는 폴리머 용액의 양에 관계없이, 항상 원하는 압력으로 안정되게 폴리머 용액을 상향 노즐에 공급하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 노즐 블록(110)은 폴리머 용액 회수 경로(120)에 있어서의 폴리머 용액의 액면높이를 측정하는 제2센서(142)를 추가로 갖고, 제1 이송제어장치(260)는 제2센서(142)로 측정된 폴리머 용액의 액면높이에 따라서, 제1 이송장치(250)의 이송동작을 제어하기 때문에, 폴리머 용액이 폴리머 용액 회수 경로(120)에 어느 정도 남은 곳에서 해당 폴리머 용액을 재생 탱크(270, 272)에 이송하는 것이 가능해지고, 폴리머 용액의 재생 탱크로의 이송을 효율 좋게 실시하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 폴리머 용액 회수 경로(120)는 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 받는 수용부(121)와, 수용부(121)를 덮는 동시에 각 상향 노즐을 통하는 복수의 노즐용 구멍을 갖는 덮개부(123)와, 복수의 노즐용 구멍으로부터 돌출하는 각 상향 노즐(126)의 측면을 덮는 복수의 재킷(134)로부터 형성되어 이루어지기 때문에, 재킷(134)의 동작에 의해, 오버플로우한 폴리머 용액의 비산을 방지하면서 해당 폴리머 용액을 효율적으로 회수하는 것이 가능해진다. 또한, 상기한 덮개부(123)의 동작에 의해, 폴리머 용액으로부터의 용매의 휘발을 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 중간 탱크(230)는 해당 중간 탱크(230)의 하단이 각 상향 노즐(126)의 상단보다도 윗쪽으로 위치하도록 배치되어 있기 때문에, 중력을 이용하여, 폴리머 용액을 상향 노즐에 안정공급하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 장척시트(W)를 이송하는 이송장치(10)를 추가로 구비하는 동시에, 전계방사장치로서, 장척시트(W)의 이송방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치(20)를 구비하기 때문에, 나노 섬유를 보다 한층 더 높은 생산성으로 대량생산하는 것이 가능해진다. 또한, 나노 섬유를 두껍게 퇴적시킨 제품이나, 여러 종류의 나노 섬유를 퇴적시킨 제품 등을 대량생산하는 것도 가능해진다.
또한, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조방법에 의하면, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)의 경우와 마찬가지로, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 염가의 제조비용으로 대량생산하는 것이 가능해진다.
［실험예］　
실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)을 이용하여, 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우 시키면서 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노섬유를 전계 방사 하는 동시에, 복수의 상향 노즐(126)의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노섬유의 원료로서 재이용했다. 구체적으로는, 회수한 폴리머 용액을 재생 탱크(270, 272)에 이송한 후, 해당 폴리머 용액의 조성을 측정하는 동시에, 해당 측정 결과에 따라 폴리머 용액에 용매 그 밖의 필요한 성분을 첨가하는 것으로써 폴리머 용액을 재생했다.
표 1은, 원료가 되는 폴리머 용액의 조성을 나타내는 표이다. 표 2는, 회수한 폴리머 용액의 조성을 나타내는 표이다. 표 3은, 재생한 폴리머 용액의 조성을 나타내는 표이다. 그리고, 표 1 내지 표 3에 있어서의 「상대 중량」은, 폴리우레탄의 중량을 100으로 했을 때에 있어서의 각 물질의 상대 중량을 나타내고 있다.
[표 1]
물질명 상대 중량
폴리우레탄(폴리머) 100.0
디메틸 포름 아미드(용매) 240.0
디메틸 에틸 케톤(용매) 160.0
[표 2]
물질명 상대 중량
폴리우레탄(폴리머) 100.0
디메틸 포름 아미드(용매) 199.2
디메틸 에틸 케톤(용매) 85.4
[표 3]
물질명 상대 중량
폴리우레탄(폴리머) 100.0
디메틸 포름 아미드(용매) 240.0
디메틸 에틸 케톤(용매) 160.0
표 1~표 3에 나타내는 바와 같이, 실험예에 의하면, 해당 폴리머 용액을 원래의 폴리머 용액의 조성과 같든지 극히 가까운 조성을 가지는 폴리머 용액으로 재생할 수 있었다.
그리고, 실험예에 있어서는, 회수한 폴리머 용액에, 폴리우레탄 100g 당 40.8g의 디메틸 폼 아미드 및 74.6g의 메틸 에틸 케톤을 첨가함으로써, 폴리머 용액을 재생했다.
[실시예 2]
도 4는, 실시예 2에 있어서의 전계방사장치(22)의 정면도이다. 그리고, 도 4에 있어서는, 노즐 블록(110), 원료 탱크(200), 중간 탱크(230), 재생 탱크(270) 및 저장 탱크(280)에 대해서는 단면도로서 표시하고 있다.
실시예 2에 관한 나노섬유 제조장치(2)(부호는 도면 표시하지 않음)는, 기본적으로는 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)와 마찬가지의 구성을 갖지만, 재생 탱크의 수 및 제1 이송장치의 구성이 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)의 경우와는 다르다. 또한, 그것에 수반하여 제1 이송제어장치, 제2 이송장치 및 제2 이송제어장치의 구성도 다르다. 이하, 실시예 2에 관한 나노섬유 제조장치(2)에 대하여 설명하지만, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)와 동일한 부호를 붙인 것은, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)의 것과 기본적으로 동일한 구성을 갖기 때문에, 설명을 생략한다.
실시예 2에 관한 나노섬유 제조장치(2)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 하나의 전계방사장치(22)에 대하여 하나의 재생 탱크(270)를 구비한다. 또한, 실시예 2에 있어서의 제1 이송장치(251)는, 노즐 블록(110)의 폴리머 용액 회수 경로(120)(부호를 도시하지 않음.)와 펌프(252)와의 사이에, 저장 탱크(256)를 구비한다. 저장 탱크(256)는, 재생 탱크(270)에 있어서 폴리머 용액을 재생하는 사이, 오버플로우한 용액을 일시적으로 저장하는 기능을 갖는다.
제1 이송제어장치(266)는 하나의 밸브 및 펌프(254)의 제어장치(도시하지 않음.)를 구비하고, 제1 이송장치(251)의 이송동작을 제어한다.
제2 이송장치(211)는, 원료 탱크(200) 또는 재생 탱크(270)로부터 중간 탱크(230)로 폴리머 용액을 이송한다. 제2 이송장치(210)는, 원료 탱크(200)와 중간 탱크(230)를 접속하는 파이프(212)와, 재생 탱크(270)와 중간 탱크(230)을 접속하는 파이프(213)를 갖는다.
제2 이송장치(221)는, 제2 이송장치(211)의 이송동작을 제어한다. 제2 이송제어장치(221)는, 밸브(222, 224, 226)를 갖는다.
상기와 같이, 실시예 2에 관한 나노섬유 제조장치(2)는, 재생 탱크의 수 및 제1 이송장치의 구성이 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)의 경우와는 다르지만, 상기한 구성을 구비하기 때문에, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)와 마찬가지로, 회수한 폴리머 용액을 재생 탱크(270)에 이송한 후, 해당 폴리머 용액의 조성을 측정하는 동시에, 해당 측정결과에 따라서 폴리머 용액에 용매 그 밖의 필요한 성분을 첨가함으로써, 해당 폴리머 용액을 원래의 폴리머 용액의 조성과 같든지 극히 가까운 조성을 가지는 폴리머 용액으로 재생하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 실시예 2에 관한 나노섬유 제조장치(2)에 의해서도, 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용가능하게 하면서, 전계방사과정에 있어서의 방사조건(이 경우 폴리머 용액의 조성)을 장시간에 걸쳐서 일정하게 유지하는 것이 가능해지고, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 대량생산하는 것이 가능해진다. 그 결과, 실시예 2에 관한 나노섬유 제조장치(2)도, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 염가의 제조비용으로 대량생산하는 것이 가능한 나노섬유 제조장치가 된다.
그리고, 실시예 2에 관한 나노섬유 제조장치(2)는, 재생 탱크의 수 및 제1 이송장치의 구성이외는, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)와 마찬가지의 구성을 갖기 때문에, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)가 갖는 효과 중 해당하는 효과를 그대로 갖는다.
도 5는, 실시예 3에 관한 나노섬유 제조장치(3)의 정면도이다. 그리고, 도 5에 있어서는, 노즐블록(110), 원료탱크(200), 중간탱크(230)(부호를 도시하지 않음.), 재생탱크(270, 272) 및 저장탱크(280)에 대해서는 단면도로서 표시하고 있다.
실시예 3에 관한 나노섬유 제조장치(3)는, 기본적으로는 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)와 마찬가지의 구성을 갖지만, 원료탱크 및 재생탱크가 전계방사장치의 밖에 있는 점이 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)의 경우와는 다르다. 즉, 실시예 3에 관한 나노섬유 제조장치(3)에 있어서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 원료탱크(200) 및 재생탱크(270, 272)가 전계방사장치(24)의 밖에 있고, 하나의 원료탱크와 270과 2개의 재생탱크(270, 272)를, 2개의 전계방사장치(24)가 공유한다.
상기와 같이, 실시예 3에 관한 나노섬유 제조장치(3)는, 원료탱크 및 재생탱크가 전계방사장치의 밖에 있는 점이 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)의 경우와는 다르지만, 상기한 구성을 구비하기 때문에, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)와 마찬가지로, 회수한 폴리머 용액을 재생 탱크(270)에 이송한 후, 해당 폴리머 용액의 조성을 측정하는 동시에, 해당 측정결과에 따라서 폴리머 용액에 용매 그 밖의 필요한 성분을 첨가함으로써, 해당 폴리머 용액을 원래의 폴리머 용액의 조성과 같든지 극히 가까운 조성을 가지는 폴리머 용액으로 재생하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 실시예 3에 관한 나노섬유 제조장치(3)에 의해서도, 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용가능하게 하면서, 전계방사과정에 있어서의 방사조건(이 경우 폴리머 용액의 조성)을 장시간에 걸쳐서 일정하게 유지하는 것이 가능해지고, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 대량생산하는 것이 가능해진다. 그 결과, 실시예 3에 관한 나노섬유 제조장치(3)도, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 염가의 제조비용으로 대량생산하는 것이 가능한 나노섬유 제조장치가 된다.
그리고, 실시예 3에 관한 나노섬유 제조장치(3)는, 원료탱크 및 재생탱크가 전계방사장치의 밖에 있는 점 이외는, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)와 마찬가지의 구성을 갖기 때문에, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)가 갖는 효과 중 해당하는 효과를 그대로 갖는다.
이상, 본 발명을 상기의 실시예를 기초로 하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러가지 형태에 있어서 실시하는 것이 가능하고, 예를 들면, 다음과 같은 변형도 가능하다.
(1) 상기 각 실시예에 있어서의 각 구성요소의 수, 위치관계, 크기는 예시이고, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
(2) 상기 실시예 2에 있어서는, 제1 이송장치(251)에 있어서 저장 탱크(256)를 가지는 전계방사장치(22)를 이용하여 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 장소(예를 들면, 재생 탱크의 후단)에 저장 탱크를 갖는 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 또한, 폴리머 용액 회수 수단이 폴리머 용액을 저장하기에는 충분한 용량을 갖고, 저장 탱크를 갖지 않는 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
(3) 상기 각 실시예에 있어서는, 하단이 각 상향 노즐(126)의 상단보다 윗쪽에 위치하도록 배치되어 있는 중간 탱크(230)를 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 하단이 각 상향 노즐의 상단보다 아래쪽에 위치하도록 배치되어 있는 중간 탱크를 이용해도 좋다. 이 경우에는, 중간 탱크와 노즐 블록과의 사이에는 중간 탱크에 저장된 폴리머 용액을 노즐 블록의 폴리머 공급 경로에 공급하는 계량 펌프가 배설되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 계량펌프를 이용하여, 항상 원하는 압력으로 폴리머 용액을 노즐에 안정공급하는 것이 가능해진다.
(4) 상기 각 실시예에 있어서는, 재생 탱크와 접속하고 있는 파이프의 말단이 파이프(212)에 접속되어 있는 제2 이송장치를 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 재생 탱크와 접속되어 있는 파이프의 말단이 제1저장부에 접속되어 있는 제2 이송장치를 이용해도 좋다.
(5) 상기 실시예 1에 관한 나노섬유 제조방법은, 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치(1)를 이용하여 실시하는 것으로 했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 나노섬유 제조방법은, 여러 종류의 「복수의 상향 노즐 및 재생 탱크를 구비하는 나노섬유 제조장치」를 이용하여 실시할 수 있다.
(6) 상기 각 실시예에 있어서는, 전계방사장치로서 2대의 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치를 예로써 본 발명의 나노섬유 제조방법을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 1대 또는 3대 이상의 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
(7) 상기 각 실시예에 있어서는, 전원장치(160)의 정극이 컬렉터(150)에 접속되고, 전원장치(160)의 부극이 노즐 블록(110)에 접속된 전계방사장치를 이용하여 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수 있다.
(8) 상기 각 실시예에 있어서는, 노즐 선단부가, 원통을 해당 원통의 축과 비스듬하게 교차하는 평면을 따라서 절단한 형상을 갖는 상향 노즐(126)과, 각 상향 노즐(126)의 측면을 덮는 복수의 재킷(134)이 형성되어 이루어지는 폴리머 용액 회수경로(120)를 구비하는 나노섬유 제조장치를 예로써 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 노즐 선단부가 원통을 해당 원통의 축과 수평으로 교차하는 평면을 따라서 절단한 형상을 갖는 상향 노즐을 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있고, 재킷이 형성되어 있지 않은 폴리머 용액 회수경로를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하며, 상기한 상향 노즐과 폴리머 용액 회수경로를 양쪽 다 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
(9) 상기 각 실시예에 있어서는, 하나의 전계방사장치에 하나의 노즐블록이 배설된 나노섬유 제조장치를 이용하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 하나의 전계방사장치에 2개의 노즐블록이 배설된 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있고, 2개 이상의 노즐블록이 배설된 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
이 경우, 모든 노즐블록으로 노즐배열 피치를 동일하게 할 수도 있고, 각 노즐블록으로 노즐배열 피치를 다르게 할 수도 있다. 또한, 모든 노즐블록으로 노즐블록의 높이위치를 동일하게 할 수도 있고, 각 노즐블록으로 노즐블록의 높이위치를 다르게 할 수도 있다.
(10) 본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 장척시트의 폭방향을 따라서 노즐블록을 소정의 왕복운동주기로 왕복운동시키는 기구를 구비해도 좋다. 해당 기구를 이용하여 노즐블록을 소정의 왕복운동주기로 왕복운동시키면서 전계방사를 실시함으로써, 장척시티의 폭방향을 따른 폴리머 섬유의 퇴적량을 균일화 할 수 있다. 이 경우, 노즐블록의 왕복운동주기나 왕복거리를 전계방사장치마다 또는 노즐블록마다 독립하여 제어가능하게 해도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 모든 노즐블록을 동일 주기로 왕복운동시키는 것이 가능하고, 각 노즐블록을 다른 주기로 왕복운동시키는 것도 가능하다. 또한, 모든 노즐블록으로 왕복운동의 왕복거리를 동일하게 하는 것이 가능하고, 각 노즐블록으로 왕복운동의 왕복거리를 다르게 하는 것도 가능하다.
1나노섬유 제조장치, 10이송장치, 11투입 롤러, 12권취 롤러,
13보조 롤러, 20, 22전계방사장치, 30가열장치, 40통기도 계측장치,
100케이스, 110, 910노즐 블록, 112노즐 블록 본체부,
114폴리머 용액 회수경로, 116공급장치와의 접속부,
118폴리머 용액 공급경로측 나사부, 120폴리머 용액 회수 경로,
121수용부, 122덮개측 나사부, 123덮개부, 124홈부,
125제1 이송장치와의 접속부, 126상향 노즐, 128노즐 중간부,
130노즐 기단부, 132노즐 선단부, 134재킷,
136재킷 선단부와 재킷 기단부와의 접속부, 138재킷 기단부,
140재킷 선단부, 150컬렉터, 152절연체, 160전원장치,
170보조 벨트 장치, 172보조 벨트, 174보조 벨트용 롤러,
200원료 탱크, 201, 271, 273교반장치, 210, 211제2 이송장치,
212, 213, 214파이프, 220, 221제2 공급제어장치,
222, 224, 226, 228, 264밸브, 230중간 탱크, 232격벽,
234기포제거필터, 236제1저장부, 238제2저장부, 240공급장치,
242공급제어장치, 250, 251제1 이송장치, 254펌프, 256저장 탱크,
260, 266제1 이송제어장치, 270, 272재생 탱크, W장척시트

Claims (11)

  1. 폴리머 용액을 토출구로부터 상향으로 토출하는 복수의 상향 노즐 및 해당 복수의 상향 노즐에 상기 폴리머 용액을 공급하는 폴리머 용액 공급 경로를 갖는 노즐 블록과,
    상기 노즐 블록보다 윗쪽에 배치된 컬렉터와,
    상기 복수의 상향 노즐과 상기 컬렉터와의 사이에 고전압을 인가하는 전원장치를 구비하고,
    상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 상기 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계방사하는 동시에, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 회수하여 상기 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하기 한 나노섬유 제조장치에 있어서,
    상기 노즐 블록은, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 회수하는 폴리머 용액 회수 경로를 추가로 갖고,
    상기 나노섬유 제조장치는,
    상기 나노 섬유의 원료가 되는 상기 폴리머 용액을 저장하는 원료 탱크와,
    회수된 상기 폴리머 용액을 재생하고 저장하는 재생 탱크와,
    상기 원료 탱크 또는 상기 재생 탱크로부터 공급된 상기 폴리머 용액을 저장하는 중간 탱크와,
    상기 노즐 블록의 상기 폴리머 용액 회수 경로로부터 상기 재생 탱크로 상기 폴리머용액을 이송하는 제1 이송장치와,
    상기 제1 이송장치의 이송동작을 제어하는 제1 이송제어장치와,
    상기 원료 탱크 및 상기 재생 탱크로부터 상기 중간 탱크로 상기 폴리머 용액을 이송하는 제2 이송장치와,
    상기 제2 이송장치의 이송동작을 제어하는 제2 이송제어장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 이송제어장치는, 상기 폴리머 용액을, 상기 원료 탱크 및 상기 재생 탱크 중 어느 하나의 탱크로부터 상기 중간 탱크로 이송할지에 대하여 제어하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 재생 탱크는 복수개로 구비되고,
    상기 제1 이송제어장치는 상기 폴리머 용액을 상기 복수의 재생 탱크 중 어느 하나의 재생 탱크로 이송할지에 대하여 제어하고,
    상기 제2 이송제어장치는 상기 폴리머 용액을 상기 재생 탱크로부터 상기 중간 탱크로 이송할 경우에는, 상기 폴리머 용액을 상기 복수의 재생 탱크 중 어느 하나의 재생 탱크로부터 이송할지에 대해서도 제어하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  4. 제 1 내지 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 중간 탱크는 상기 폴리머 용액이 공급되는 공급부위를 덮는 격벽과, 해당 격벽의 저부에 배정된 기포제거필터로, 상기 기포제거필터에 의해 기포가 제거되기 전의 상기 폴리머 용액을 저장하는 제1저장부와, 상기 기포제거필터에 의해 기포가 제거된 후의 상기 폴리머 용액을 저장하는 제2저장부가 구성되고,
    상기 제2저장부에 저장된 상기 폴리머 용액이 상기 노즐 블록의 폴리머 용액 공급 경로에 공급되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중간 탱크는 상기 제2저장부에 있어서의 상기 폴리머 용액의 액면높이를 측정하는 제1센서를 갖고,
    상기 제2 이송제어장치는 상기 제1센서로 계측된 액면높이에 따라서, 상기 제2 이송장치의 이송동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 노즐 블록은, 상기 폴리머 용액 회수 경로에 있어서의 상기 폴리머 용액의 액면높이를 측정하는 제2센서를 추가로 갖고,
    상기 제1 이송제어장치는, 상기 제2센서로 측정된 상기 폴리머 용액의 액면높이에 따라서, 상기 제1 이송장치의 이송동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 폴리머 용액 회수 경로는 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 받는 수용부와, 상기 수용부를 덮는 동시에 각 상향 노즐을 통하는 복수의 노즐용 구멍을 갖는 덮개부와, 상기 복수의 노즐용 구멍으로부터 돌출하는 각 상향 노즐의 측면을 덮는 복수의 재킷으로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 중간 탱크는 해당 중간 탱크의 하단이 각 상향 노즐의 상단보다 윗쪽에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 중간 탱크와 상기 노즐 블록과의 사이에는 상기 중간 탱크에 저장된 상기 폴리머 용액을 상기 노즐 블록의 폴리머 공급 경로에 공급하는 계량펌프가 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    장척시트를 이송하는 이송장치를 추가로 구비하는 동시에,
    상기 노즐 블록과 상기 컬렉터를 적어도 구비하고, 상기 장척시트의 표면에 나노 섬유를 퇴적시키는 전계방사장치로서, 상기 장척시트의 이송방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  11. 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 상기 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계방사하는 동시에, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 회수하여 상기 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하게 하는 나노섬유 제조방법으로서,
    상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우한 상기 폴리머 용액을 재생 탱크에 일단 회수하는 동시에, 회수한 상기 폴리머 용액에 있어서의 용매의 함유율을 측정하고, 해당 측정결과를 기초로 하여, 상기 폴리머 용액에 필요한 양의 용매를 첨가함으로써, 상기 폴리머 용액을 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조방법.
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