KR101056255B1 - 전기방사용 절연 노즐팩 및 이를 포함하는 전기방사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기방사장치의 압출기에 연결되는 절연 노즐팩으로서, 상기 압출기에 연결되는 압출기 연결부와, 상기 압출기 연결부에 연결되고, 비전도성 소재로 구성되어 전기가 차폐되는 노즐 본체 및 상기 노즐 본체의 선단부에 결합되고, 전기장이 인가되는 전기장인가부와 방사재료가 방사되는 방사공을 포함하는 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사용 절연 노즐팩에 관한 것으로, 본 발명의 절연 노즐팩에 의하면 노즐에만 직접 전압을 인가하여 방사효율을 높여주고, 절연 노즐팩 자체의 내구성을 향상시키며, 고전압에 의한 전기방사장치의 파손을 보호할 수 있다.

전기방사, 절연 노즐팩, 압출기 연결부, 노즐 본체, 노즐부, 전기장 인가부

Description

전기방사용 절연 노즐팩 및 이를 포함하는 전기방사장치{INSULATING NOZZLE PACK FOR ELECTROSPINNING AND ELECTROSPINNING DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 전기방사용 절연 노즐팩 및 이를 포함하는 전기방사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절연 노즐팩의 노즐에만 직접 전압을 인가하여 방사효율을 높여주고, 노즐팩 자체의 내구성을 향상시키며, 고전압에 의한 전기방사장치의 파손을 보호할 수 있는 전기방사용 절연 노즐팩 및 이를 포함하는 전기방사장치에 관한 것이다.

전기방사(Electrospinning)는 섬유 원료 용액을 하전 상태에서 방사하여 미세 직경의 섬유를 제조하는 기술로서 최근에는 나노미터급 섬유를 제조하기 위한 기술로 이용되어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 전기방사법은 전극의 한 극은 방사노즐부에, 다른 한 극은 컬렉터에 위치한 서로 반대 극성을 가지는 두 전극 사이에서, 하전된 방사 재료를 방사노즐부를 거쳐 공기 중으로 토출하고, 이어서 공기 중에서 하전 필라멘트의 연신 및 또 다른 필라멘트 분기를 거쳐 극세섬유를 제조하는 방법이다. 즉, 하전된 토출 필라멘트는 노즐과 컬렉터 사이에 형성된 전기장 내에서 상호 반발 등 전기적 영향으로 심한 요동을 거치면서 극세화된다.

전기방사에 의해 제조되는 섬유는 직경이 마이크로미터 두께에서 나노미터 두께가 되는데, 이와 같이 두께가 줄어들면 전혀 새로운 특성들을 나타낸다. 예를 들어, 체적에 대한 표면적 비율의 증가와 표면 기능성 향상, 장력을 비롯한 기계적 물성의 향상 등이 그것이다. 이러한 우수한 특성에 의해서 나노섬유는 많은 중요한 응용 분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 나노섬유로 구성된 웹은 다공성을 갖는 분리막형 소재로서 각종 필터류, 상처치료용 드레싱, 인공지지체 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.

전기방사를 위한 전기방사장치는 통상적으로 방사용액을 보관하는 방사용액 주탱크, 방사용액의 정량 공급을 위한 계량펌프, 방사용액을 토출하는 다수개의 노즐이 배열된 노즐팩, 상기 노즐팩과 대향하여 위치하며 방사되는 섬유들을 집적하는 컬렉터 및 고전압을 발생시키는 고전압 발생장치들로 구성되어 있다.

이러한 전기방사장치를 이용하여 나노 섬유를 제조하는 경우, 나노 섬유의 특성을 결정하는 요인으로는 고분자 용액의 농도, 유전특성, 표면장력 등의 물질 특성과, 노즐과 컬렉터 사이의 거리, 노즐과 컬렉터 사이의 전압, 전기장 전하밀도, 노즐 내에서의 정전기적 압력, 고분자 용액의 주입속도와 같은 제어변수 등을 들 수 있다.

이와 관련하여, 종래의 전기방사장치에 있어서는 용융된 고분자 용액이 방사 되는 노즐팩에 양전압 또는 음전압을 인가하고 컬렉터에 노즐팩과 반대의 전압을 인가하여 노즐팩과 컬렉터 사이에 전기장을 형성하였다. 그러나 이러한 장치에서는 노즐팩 전체에 전압이 인가되기 때문에 고분자 용액에 집중적인 전기장이 형성되지 않는 문제점이 있다. 또한, 노즐팩에 인가된 고전압에 의해 노즐팩이 쉽게 파손되는 것은 물론, 노즐팩에 접하는 다른 구성부품들도 통전된 고전압에 의해 손상되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은 전도성 재료로 구성된 압출기 연결부와 노즐부 사이에 비전도성 재료로 구성된 노즐 본체를 포함하여 방사재료에 효율적인 전기장이 형성되도록 함으로써 방사효율을 향상시키고 고전압에 의한 전기방사장치의 파손을 보호할 수 있는 전기방사용 절연 노즐팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 방사 효율을 향상시킬 수 있고, 더욱 더 가는 섬유를 전기방사할 수 있는 전기방사장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,

전기방사장치의 압출기에 연결되는 절연 노즐팩으로서,

상기 압출기에 연결되는 전도성 재료로 구성된 압출기 연결부와,

상기 압출기 연결부에 연결되고, 비전도성 재료로 구성되어 전기가 차폐되는 노즐 본체; 및 상기 노즐 본체의 선단부에 결합되고, 전기장이 인가되는 전기장인가부와 방사재료가 방사되는 방사공을 포함하는 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사용 절연 노즐팩에 관한 것이다.

상기 압출기 연결부 및 상기 노즐부는 강철재로 형성되며, 상기 노즐 본체는 세라믹, 테프론, 베이클라이트로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 구성될 수 있다.

상기 노즐 본체의 노즐부와 연결되는 전방 외주연에는 전기장의 차폐를 강화하는 날개부가 추가로 형성될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은,

방사 재료를 공급하는 방사 재료 공급부; 상기 방사 재료 공급부로부터 공급된 방사 재료를 압출하여 방사하는 압출기; 상기 압출기 선단에 연결된 노즐팩, 상기 압출기에 대향하여 위치되고 상기 압출기에서 노즐팩을 통해 방사되는 섬유를 집적하는 컬렉터; 상기 노즐팩과 컬렉터 사이에 고전압을 인가하는 고전압 발생기를 포함하는 전기방사장치로서, 상기 압출기는 선단에 본 발명의 절연 노즐팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치에 관한 것이다.

본 발명의 전기방사용 절연 노즐팩 및 이를 포함하는 전기방사장치에 의하면, 노즐부위에만 전기장이 인가되고 노즐팩의 본체에는 전기장이 차폐되기 때문에, 방사되는 방사재료에 효과적인 전기장 형성을 가능하게 하여 미세하고 균일한 두께의 나노 섬유의 제조를 가능하게 하는 장점이 있으며, 노즐팩 본체에는 전기장이 통전되지 않기 때문에 노즐팩 자체의 내구성이 향상됨은 물론, 전기방사장치의 파손이 예방되는 우수한 효과가 있다.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구현 예들에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 구현예의 전기방사용 절연 노즐팩은 압출기에 단독 또는 다수로 설치되어 방사재료에 전기장을 인가하여 방사하는 것으로, 압출기에 연결되는 압출기 연결부, 전기가 차폐되는 노즐 본체 및 전기장이 인가되는 노즐부를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 절연 노즐팩의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 절연 노즐팩의 일부절개사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 전기방사용 절연 노즐팩(10)은 압출기에 연결되는 압출기 연결부(100), 상기 압출기 연결부(100)에 결합되는 노즐 본체(200) 및 상기 노즐 본체(200)에 결합되어 방사재료를 방사하는 노즐부(300)를 포함한다.

상기 압출기 연결부(100), 노즐 본체(200) 및 노즐부(300)는 관체(管體)로 형성되어 내측에 방사재료가 이동하는 유로(150, 250, 350)가 각각 형성된다.

상기 압출기 연결부(100)는 압출기에 연결되는데, 도 3을 참조하면, 압출기(100)에 연결되는 일단부 외주면에는 숫나사부(110)가 형성되고, 노즐 본체(200)와 연결되는 타단부 외주면에는 숫나사부(120)가 형성된다. 상기 노즐 본체(200)의 상기 압출기 연결부(100)와 연결되는 단부의 내주면에는 상기 압출기 연결부(100)의 숫나사부(120)와 맞물리는 암나사부(220)가 형성되고, 대향하는 단부의 내주면에는 암나사부(230)가 형성되며, 상기 노즐부(300)의 상기 노즐 본체(200)와 연결되는 단부의 외주면에는 상기 노즐 본체(200)의 암나사부(230)와 맞물리는 숫나사부(330)가 형성된다.

상기 압출기 연결부(100)의 숫나사부(110)는 압출기 끝단의 암나사부와 나사결합되고, 상기 압출기 연결부(100)의 상기 숫나사부(120)는 노즐 본체(200)의 암나사부(220)에 나사결합되며, 노즐부(300)와 연결되는 암나사부(230)는 노즐부(300)의 숫나사부(330)와 나사결합되어 절연 노즐팩이 조립될 수 있다. 이때, 경우에 따라서 결합부위의 기밀을 유지하는 O링과 같은 기밀유지부재(미도시)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 압출기연결부(110)와 상기 본체연결부(120)의 사이에는 플랜지(130)가 형성되어 견고하게 결합되도록 한다.

본 발명에서 압출기 연결부(100), 노즐 본체(200) 및 노즐부(300)의 연결 방법은 반드시 이러한 구성으로 제한되는 것은 아니다.

상기 압출기 연결부(100)는 강철재로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 노즐 본체(200)는 방사재료가 상기 노즐부(300)로 이동되도록 하는 것으로, 비전도성 소재로 구성되어 상기 노즐부(300)에 인가된 전기장이 차폐되도록 한다. 상기 노즐 본체(200)를 형성하는 소재는 세라믹으로 형성되는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 테프론, 베이클라이트 등 절연성을 가진 공지의 재료를 사용할 수 있다.

상기 노즐 본체(200)의 길이는 특별히 제한되지 않으나, 예로 전압의 세기, 고분자 방사재료의 체류 시간 등을 감안해서 10 mm 내지 200 mm 사이로 할 수 있다.

한편, 도 4는 상기 노즐 본체(200)의 다른 실시예를 나타내는 절개사시도이다. 도 4를 참조하면, 상기 노즐 본체(200)에는 상기 노즐부(300)에 인가된 전기장이 효과적으로 차폐될 수 있도록 하는 날개부(210)가 추가로 형성될 수 있다. 상기 날개부(210)는 상기 노즐 본체(200)의 노즐부(300)와 연결되는 전방 외주연에 돌출되도록 형성되어 상기 노즐부(300)에 인가된 전기장이 상기 노즐 본체(200)의 후방으로 전도되는 것을 방지한다.

상기 노즐부(300)는 방사재료가 방사공(310)으로 토출되어 방사되도록 하는 것으로, 상기 노즐 본체(200)의 선단부에 나사결합된다. 상기 노즐부(300)는 그의 일측에는 전기장이 인가될 수 있도록 형성된 전기장인가부(320)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 노즐부(300)는 상기 전기장인가부(320)에 인가된 전기장이 토출되는 방사재료에 인가될 수 있도록 전기전도성 재료, 예컨대, 강철재로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 전기장인가부(320)에는 10 ~ 200 kV 의 범위 내의 전압이 인가되는 것 이 바람직하며, 인가된 전압은 상기 노즐부(300)의 유로(350)에 위치한 방사재료에 하전되고, 하전 상태의 방사재료는 상기 방사공(310)을 통과하면서 미세 필라멘트 형태로 방사된다.

이때, 상기 노즐부(300)의 전기장인가부(320)에 인가된 전압은 상기 노즐 본체(200)로는 통전되지 않기 때문에 토출되는 방사재료에의 집중적인 하전이 가능하다.

한편, 상기 절연 노즐팩(10) 내의 유로(150,250,350)의 내경은 동일하게 형성되며, 상기 노즐부(300)의 유로(350)는 상기 방사공(310) 방향으로 내경이 좁아지게 형성되어 토출되는 방사재료의 토출압력이 높아지도록 구성될 수 있다.

상기 방사공(310)의 내경은 방사재료, 원하는 방사 섬유의 섬도 등을 고려하여 적의 선택할 수 있는데, 일례로 0.1 mm 내지 0.8 mm로 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상은, 전기방사용 방사재료를 공급하는 방사재료 공급부, 상기 방사재료 공급부로부터 이송된 방사재료를 공기 중으로 방사하는 노즐팩, 상기 노즐팩으로부터 토출된 섬유를 집적하는 컬렉터, 상기 노즐팩과 컬렉터 사이에 고전압을 인가하는 고전압 발생기를 포함하는 전기방사장치로서, 상기 노즐팩은 전술한 본 발명에 따른 전기방사용 절연 노즐팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치에 관한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 전기방사용 절연 노즐팩을 포함하는 전기방사장치의 각 구성요소를 개략적으로 도시한 모식도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 전기방사장치는 방사 재료를 공급하는 방사 재료 공급부(1); 상기 방사 재료 공급부로부터 공급된 방사 재료를 압출하여 방사하는 압출기(2); 상기 압출기 선단에 연결된 노즐팩(10), 상기 압출기에 대향하여 위치되고 상기 압출기에서 노즐팩을 통해서 방사되는 섬유를 집적하는 컬렉터(4); 상기 노즐팩과 컬렉터 사이에 고전압을 인가하는 고전압 발생기(5)를 포함하는 전기방사장치로서, 상기 노즐팩은 이상에서 설명한 본 발명의 절연 노즐팩(10)을 포함한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 전기 방사장치에서 상기 방사재료 공급부(1)는 섬유 원료가 되는 방사재료가 공급되어 압출기(2)로 이송시켜주는 부분이다. 도시된 구현예에서, 방사재료 공급부(1)는 고분자칩을 용융하는 가열수단(미도시), 용융된 폴리머 용융액을 이송하는 이송수단(미도시)을 구비할 수 있다.

방사재료 공급부(1)는 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 대안으로, 압출기에 공급할 폴리머를 저장하는 방사재료 저장탱크, 저장된 폴리머를 시간당 일정한 양으로 압출기에 공급해주는 조절장치인 정량펌프 및 공급관을 포함할 수 있다.

본 발명에서 사용가능한 방사재료는 폴리머 용액, 폴리머 용해물, 용해된 유리 물질 및 이들의 혼합물을 포함한다. 본 발명에서 사용가능한 대표적인 방사재료의 비제한적인 예들은 불소 중합체, 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리락타이드, 폴리에스테르, 폴리카프로락톤, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리우레탄 등을 포함하며, 이들을 단독 혹은 둘 이상의 혼합된 상태로 사용할 수 있다. 또한 본 발명에서 폴리머 용액 또 는 용융 폴리머에는 물성의 향상을 위하여 기타 첨가제가 첨가될 수 있다.

상기 방사재료 공급부(1)에서 이송된 방사재료를 섬유상으로 토출하는 압출기(2)는 방사 재료의 유량을 시린지 보다 더 정확하게 조절하여 토출량에 따른 나노 섬유 굵기 제어 및 균일한 섬유 굵기를 얻을 수 있다. 상기 압출기(2)는 수평식과 수직식의 두 가지 방식이 모두 가능하다. 압출기(2)는 폴리머를 녹이는 압출기로 3 내지 6개로 온도를 설정할 수 있는 히터(미도시)와 폴리머를 이송할 수 있는 트윈 스크류 또는 싱글 스크류(미도시) 및 이러한 히터 온도, 스크류의 속도 등을 조절할 수 있는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 절연 노즐팩(10)은 압출기(2)로부터 용융된 방사 재료를 받아서 방사액을 토출하는 하나 이상의 노즐이 배열된 절연 노즐팩이다.

상기 전기방사용 절연 노즐팩(10)은 본 발명에 따른 전기방사용 절연 노즐팩(10)으로 이루어지며, 상기 전기방사용 절연 노즐팩(10)의 구성은 전술한 바와 동일하므로, 중복설명은 생략한다.

상기 컬렉터(4)는 상기 전기방사용 절연 노즐팩(10)에 인가된 전압의 극성과 반대의 극성이 인가되는 것으로, 상기 방사공(310)을 통해 방사된 미세 필라멘트 형태의 방사재료와 강력한 전기장을 형성하여 필라멘트가 나노급의 직경으로 방사되어 집적되도록 한다.

상기 컬렉터(4)는 전도성이 우수한 금속재가 사용되며, 이송롤러와 같은 이송수단으로 상기 전기방사용 절연 노즐팩(10)에 대하여 연속적으로 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 하전되어 방사된 필라멘트는 직물, 부직포, 종이 등과 같은 비금속성기재 위에 집적시킬 수도 있는데, 이 경우에는 상기 컬렉터(4)의 전면에 기재를 위치하고 집적시켜 웹을 형성할 수 있으며, 웹이 형성된 기재는 이동수단을 통해 이동되어 상, 하 히팅장치(미도시)를 통과하면서 가열되어 캘린더링(calendering)되며, 최종적으로 권취롤러(미도시)에 권취된다.

한편, 본 발명의 일 구현예에서, 상기 압출기(2)와 컬렉터(4)는 수평방향으로 대향하여 배치되어 있으나, 여기에 한정되지 않으며 수직방향으로도 대향하여 배치될 수 있다. 즉 본 발명의 절연 노즐팩 및 전기방사장치는 횡방향식 방사장치뿐만 아니라 상방식 또는 하방식 방사장치에도 적용될 수 있다.

상기 고전압 발생기(5)는 당업계에서 공지된 방식을 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게 상기 고전압 발생기(5)에서 인가되는 전압은 10 ~ 200 kV의 범위 내에 해당하도록 하는 것이 나노미터급의 방사를 위해 적합하다.

여기서, 상기 고전압 발생기(5)에서 인가되는 전압은 본 발명에 따른 절연 노즐팩(10)의 노즐부(300)에만 인가되고, 본체(200)로는 인가되지 않기 때문에 토출되는 고분자 재료에 집중적인 하전이 가능하여서, 방사되는 방사재료와 상기 컬렉터 사이에는 더욱 강력한 전기장이 형성된다.

상기 노즐부(300)에 인가된 전압은 비전도성 재질로 형성되는 본체(200)에 의해 차폐되며, 또한 상기 노즐 본체(200)에 형성되는 날개부(210)에 의해 완전히 차단되어 압출기(2) 또는 방사재료 공급부(1)와 같은 다른 구성 부위가 고장나거나 파손되는 것이 방지된다.

또한 본 발명의 일 구현예의 절연 노즐팩은 상기 압출기(2)와 상기 컬렉터(4) 사이에 설치되고, 상기 노즐부(300)에서 방사되는 섬유 주위 분위기 온도를 일정하게 유지하는 히팅 챔버(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 절연 노즐팩 및 전기방사장치를 이용하여 제조될 수 있는 나노섬유는 필터소재, 광화학 센서소재, 카본 나노튜브 등 탄소 소재, 전자소자용 소재, 생체 의학용 소재, 조직 공학용 소재, 약물 전달용 소재, DNA 제조용 기초소재 및 미용소재 등으로 광범위하게 응용될 수 있다. 예를 들어, 나노섬유는 부피에 비해 표면적이 매우 크기 때문에 필터용으로 응용시 탁월한 효과를 나타내며, 전기전도성을 지닌 고분자를 나노 섬유로 제조해 유리에 코팅하면 햇빛의 양을 감지해 창문의 색을 변하게 할 수 있다. 전도성 나노섬유를 리튬이온전지의 전해질로 사용할 경우, 전해액의 누출을 막으면서 도전지의 크기와 무게를 크게 줄일 수 있다. 또한 생체조직과 흡사하게 만든 인공단백질로 나노섬유를 만들면 상처가 아물면서 바로 몸속으로 흡수되는 붕대나 인조피부 제조에도 이용될 수 있다.

그러면 이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 전기방사장치의 동작에 대하여 설명하기로 한다. 먼저, 방사재료 공급부(1)로부터 압출기(2) 측으로 원료 용액이 정량공급되면, 압출기(2) 내의 히터 및 스크류에 의해 폴리머 재료가 용융되면서 절연 노즐팩(10)을 통해 토출된다. 이 때 제어부에 의해 온도가 조절될 수 있다.

압출기(2) 내에 공급된 중합 재료는 압출기 내의 스크류의 회전에 의해 공급되면서 압축·탈포 또는 혼합·용융되어 균일한 용융액이 되어 다음 공정으로 공급된다. 압출되는 동안에는 중합 재료의 융융 상태를 유지하기 위해 가열되는데, 가 열은 압출기 외벽에 장착된 히터에 의해 이루어진다. 중합 재료는 여과장치에 의해 여과되어 방사 시 사절의 원인이 되는 이물질을 제거한다. 필터에 의해 여과된 중합 재료는 절연 노즐팩에 공급되어 공기 중으로 토출된다.

본 발명의 전기방사장치에서는 압출기(2)에 직접 고전압 발생기가 연결되는 것이 아니고 절연 노즐팩(10)의 노즐부에 고전압 발생기(5)가 연결된다. 구체적으로 상기 절연 노즐팩(10)의 노즐부의 일측에 형성된 전기장인가부에 고전압 발생기가 연결된다. 압출기(2) 선단의 절연 노즐팩(10)에서 방사되는 방사액은 고전압 발생기(5)를 통해 하전된다. 상기 방사재료 공급부(1)의 폴리머 방사액은 절연되고 노즐팩(10)을 통해서 토출된다. 방사액은 노즐부를 거치면서 미세 필라멘트 형태로 연신되어 대향하는 컬렉터(4) 측으로 토출된다. 이때 컬렉터(4)와 하전 필라멘트 간에 형성되는 강력한 전기장으로 인해 방사 섬유 (700)가 테일러 콘 형상의 위핑 모션(whipping motion)에 의해 나노급의 직경이 되도록 연신되며 방사된다. 본 발명의 전기방사장치에서는 절연 노즐팩의 노즐부에 의해서 방사노즐에 직접 고전압을 인가하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있기 때문에 강한 전기장이 형성되어 극대화된 위핑 효과로 인해서 더욱더 가는 섬유를 제조할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다. 예를 들어, 본원에서는 압출기를 이용하는 전기방사장치에 관해서 주로 설명하였으나, 도 6에 도시한 바와 같이 방사팩이 폴리머 재료를 정량 공급하는 정량 펌프(12), 상기 정량펌프(12)로부터 공급된 폴리머 재료를 균일한 형태의 흐름으로 변환시키는 시린지 튜브(10) 및 상기 시린지 튜브로부터의 폴리머 재료를 방사하는 하나 이상의 방사 니들을 포함하는 전기방사장치에서도 응용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 절연 노즐팩의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 절연 노즐팩의 일부절개사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 절연 노즐팩의 분해단면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 전기방사용 절연 노즐팩의 일부절개사시도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사장치의 개략도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전기방사장치의 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 전기방사용 절연 노즐팩 100 : 압출기 연결부

200 : 노즐 본체 210 : 날개부

300 : 노즐부 310 : 방사공

320 : 전기장인가부 150, 250, 350 : 유로

1 : 방사재료 공급부 2 : 압출기

4 : 컬렉터부 5 : 고전압 발생기

11 : 방사재료 저장탱크 12 : 정량펌프

Claims (6)

1. 전기방사장치의 압출기에 연결되는 절연 노즐팩으로서,

   상기 압출기에 연결되는 전도성 재료로 구성된 압출기 연결부와,

   상기 압출기 연결부에 연결되고, 비전도성 재료로 구성되어 전기가 차폐되는 노즐 본체; 및

   상기 노즐 본체의 선단부에 결합되고, 일측에 형성된 전기장이 인가되는 전기장인가부와 방사재료가 방사되는 방사공을 포함하는 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사용 절연 노즐팩.
2. 제 1항에 있어서, 상기 압출기 연결부는 일단부 외주면에 숫나사부가 형성되고, 타단부 외주면에는 숫나사부가 형성되며, 상기 노즐 본체의 상기 압출기 연결부와 연결되는 단부는 내주면에 상기 압출기 연결부의 숫나사부와 맞물리는 암나사부가 형성되고, 대향하는 단부의 내주면에는 암나사부가 형성되며, 상기 노즐부의 상기 노즐 본체와 연결되는 단부의 외주면에는 상기 노즐 본체의 암나사부와 맞물리는 숫나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 전기방사용 절연 노즐팩.
3. 제 1항에 있어서, 상기 압출기 연결부 및 상기 노즐부는 강철재로 구성되고, 상기 노즐 본체는 세라믹, 테프론, 베이클라이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기방사용 절연 노즐팩.
4. 제 1항에 있어서, 상기 노즐 본체의 노즐부와 연결되는 전방 외주연에는 전기장의 차폐를 강화하는 날개부가 형성된 것을 특징으로 하는 전기방사용 절연 노즐팩.
5. 방사 재료를 공급하는 방사 재료 공급부; 상기 방사 재료 공급부로부터 공급된 방사 재료를 압출하여 방사하는 압출기; 상기 압출기 선단에 연결된 절연 노즐팩, 상기 압출기에 대향하여 위치되고 상기 압출기에서 절연 노즐팩을 통해서 방사되는 섬유를 집적하는 컬렉터; 상기 절연 노즐팩과 컬렉터 사이에 고전압을 인가하는 고전압 발생기를 포함하는 전기방사장치로서, 상기 압출기는 선단에 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 절연 노즐팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 절연 노즐팩은 상기 압출기와 상기 컬렉터 사이에 설치되고, 상기 노즐부(300)에서 방사되는 섬유 주위 분위기 온도를 일정하게 유지하 는 히팅챔버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.

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