KR101235836B1 - 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법 - Google Patents

잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법 Download PDF

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권대희
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법이 개시된다. 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법은, 튜빙 스레드(tubing thread)와, 튜빙 스레드에 연결되어 고분자 용액을 상기 튜빙 스레드에 주입하는 제1 주입관로와, 튜빙 스레드를 통과한 상기 고분자 용액이 이동되는 팩킹부와, 팩킹부를 따라 이동된 고분자 용액이 배출되는 글라스 프린트부와, 제1 주입관로에 연결되어 고분자 용액이 공급되는 압력을 제공하는 펌핑부를 포함한다.

Description

잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법{INK-JET PRINT HEAD AND PROCESS FOR PREPARING POLYMER PARTICLES}
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고분자 용액이 주입되는 관로가 설치되는 잉크젯 프린트 헤드를 이용하여 다양한 형상의 입자를 제조하는 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 1 에서 20 ㎛ 사이의 크기를 가지는 마이크로 입자는 약물 전달 시스템이나 바이오 이미징 등과 같은 바이오 메디칼 응용분야에서 매우 유용하다. 특히 이러한 입자들은 그 크기와 모양이 기능성과 밀접한 연관성을 가진다.
고분자 마이크로 입자를 제작하는 방법 중 하나는 가교 속도를 빠르게 조절할 수 있는 고분자를 이용하여 입자를 고안된 크기와 모양으로 만드는 것이다.
이러한 고분자 마이크로 입자를 제조하기 위해 고분자와 가교제의 선정과 더불어, 제조되는 입자의 크기와 모양을 조절하는 것이 중요한 핵심 기술이다. 열역학적인 평형 상태로 입자가 자연스럽게 형성되는 나노 입자의 경우와 달리, 마이크로 스케일의 입자들은 모양과 크기를 제어하는 기술이 필요 불가결하다.
본 발명의 일 실시예들은 마이크로 입자를 원하는 모양과 크기로 용이하게 제조할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는, 튜빙 스레드(tubing thread)와, 튜빙 스레드에 연결되어 고분자 용액을 상기 튜빙 스레드에 주입하는 제1 주입관로와, 튜빙 스레드를 통과한 상기 고분자 용액이 이동되는 팩킹부와, 팩킹부를 따라 이동된 고분자 용액이 배출되는 글라스 프린트부와, 제1 주입관로에 연결되어 고분자 용액이 공급되는 압력을 제공하는 펌핑부를 포함한다.
글라스 프린트부에 연결되어 펌핑부의 공급 압력으로 글라스 프린트부의 내부로 용액을 주입하는 제2 주입관로를 포함할 수 있다.
글라스 프린트부는, 튜빙 스레드에 결합되며 제2 주입관로가 연결되는 헤드 본체와, 헤드 본체에 착탈 가능하게 결합되어 고분자 용액을 배출하는 노즐과, 노즐과 헤드 본체의 사이에 설치되어 노즐을 수축하여 고분자 용액을 배출하도록 하는 압전 액추에이터(piezo actuator)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는, 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조방법은, (a) 제조하고자 하는 입자의 크기 및 형상을 결정하는 단계와, (b) 압전 액추에이터의 작동에 의해 노즐에서 용액이 분사되는 잉크젯 프린트 헤드에 제1 주입관로를 설치하고 상기 (a) 단계에서 제조하고자 하는 입자의 원료인 고분자 용액을 주입하는 단계와, (c) 상기 (b) 단계의 상기 잉크젯 프린트 헤드 내부의 압력을 변동시켜 (b) 단계에서 주입된 고분자 용액이 노즐에서 토출하는 속도를 가변시키는 단계와, (d) 상기 노즐의 토출부의 단면 형상을 변동시켜 상기 고분자 용액을 상기 노즐에서 토출하는 단계와, (e) 노즐에서 토출된 고분자 용액을 경화하는 단계를 포함한다.
(c) 단계는, 압전 액추에이터의 작동 속도를 조절하여 노즐의 수축되는 정도를 가변하여 고분자 용액이 노즐로 공급되는 속도를 가변시킬 수 있다.
(c) 단계는, 제1 주입관로로 공급압력을 제공하는 펌핑부의 압력을 변화시켜 노즐에서 토출되는 고분자 용액의 토출 속도를 가변시킬 수 있다.
(d) 단계는, 노즐을 잉크젯 프린트 헤드에 착탈 가능하게 결합하여 토출부의 형상이 변경된 노즐을 선택하여 잉크젯 프린트 헤드에 결합할 수 있다.
(e) 단계의 고분자 용액의 경화는, 고분자 용액에 가교제를 첨가하여 경화시킬 수 있다.
(e) 단계의 고분자 용액의 경화는, 고분자 용액에 자외선을 가하여 경화시킬 수 있다.
(f) 상기 (a) 내지 (e) 단계로 제조된 고분자 입자에 고분자 용액을 재차 흘려 고분자 입자를 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 주입 관로를 통해 잉크젯 프린트 헤드에 주입된 고분자 용액을 압전 액추에이터의 작용으로 노즐을 통해서 분사하고, 분사된 고분자 용액의 액적을 경화하여 원하는 형상 및 크기의 입자를 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 튜빙 스레드에 제1 고분자 용액 주입관로가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 잉크젯 프린트 헤드를 구성하는 글라스 프린트부에 제2 고분자 용액 주입관로가 설치된 상태를 부분 절개하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하 본 발명의 실시예들에 따른 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 이용한 고분자 입자 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 튜빙 스레드에 제1 고분자 용액 주입관로가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는, 튜빙 스레드(tubing thread, 10)와, 튜빙 스레드(10)에 연결되어 고분자 용액(21)을 튜빙 스레드(10)에 주입하는 제1 주입관로(20)와, 튜빙 스레드(10)를 통과한 고분자 용액(21)이 이동되는 팩킹부(30)와, 팩킹부(30)를 따라 이동된 고분자 용액(21)이 배출되는 글라스 프린트부(40)와, 제1 주입관로(20)에 연결되어 고분자 용액(21)이 공급되는 압력을 제공하는 펌핑부(50)를 포함한다.
튜빙 스레드(10)는 글라스 프린트부(40)에서 토출하고자 하는 용액이 주입되는 부분이다. 튜빙 스레드(10)에는 후술하는 글라스 프린트부(40)를 통해서 토출되는 고분자 용액(21)을 주입하기 위한 제1 주입관로(20)가 설치된다.
고분자 용액(21)으로 제조되는 입자는 바이오 메디칼(biomedical) 분야에 적용할 수 있는 다기능성 입자로 적용 가능하다. 다기능성 입자의 생체적합 고분자로는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리락타이드코글리콜라이드(PLGA), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리알킬렌비닐알코올, 폴리젖산, 폴리알킬렌옥사이드, 셀룰로오스아세테이트, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리알킬렌 비닐아세테이트, 폴리카프로락톤, 폴리하이드록시알킬(메트)아크릴레이트, 콜라겐, 젤라틴, 케라틴, 알기네이트(alginate), 알긴산(alginic acid), 및 키틴, Poly hyaluronate, 폴리포스파젠, 키토산, 다양한 폴리펩타이드 (예를 들면 폴리라이신, 폴리시스테인 등) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
또한, 고분자 용액(21)은 X-선 조영을 위한 조영제 또는 초음파 조영을 위한 조영제 또는 형광 조영제를 사용하는 것도 가능하다.
그리고 본 실시예에서 제조되는 입자는 전열장치(solar energy collector), 태양 에너지 이동장치(solar energy transporter) 또는 태양 에너지 저장장치(solar energy storage) 분야에 적용되는 경우에는 전도성 고분자로 적용될 수 있다. 전도성 고분자의 예로서는 Poly(flourene)s, Polypyrenes, Polyyazulenes, Polynaphthalenes, Poly(acetylene) 등이 이용될 수 있으나. 반드시 이에 한정되지는 않는다. 이와 같은 성분을 가질 수 있는 고분자 용액(21)은 제1 주입관로(20)를 통해서 튜빙 스레드(10)의 내부로 주입된다.
제1 주입관로(20)는 튜빙 스레드(10)에 일체로 연결되거나, 소정의 체결 수단으로 튜빙 스레드(10)에 연결되는 것도 가능하다. 제1 주입관로(20)는 고분자 용액(21)의 원활한 주입을 위해 튜빙 스레드(10)를 사이에 두고 한 쌍으로 설치되는 것도 가능하다. 제1 주입관로(20)로 주입되는 고분자 용액(21)은 펌핑부(50)를 이용하여 주입하는 것이 가능하다.
펌핑부(50)의 작동은 전기적인 신호로 조절이 되는 것으로서, 이 펌핑부(50)의 작동에 따라 고분자 용액(21)의 감압 및 가압 조건의 변동된다. 따라서, 펌핑부(50)로 고분자 용액(21)이 잉크젯 프린트 헤드(100)의 내부로 주입되는 압력을 변화시키면, 노즐(43)에서 토출되어 제조되는 입자의 크기를 변화시킬 수 있다. 즉, 제조되는 입자의 크기는 노즐(43)에서 토출되는 고분자 용액(21)의 액적(droplet)의 부피에 따르고, 그 부피는 입자의 토출 속도와 노즐 반경의 제곱에 비례하고, 토출 주파수에 반비례하게 된다. 따라서, 펌핑부(50)를 이용하여 고분자 용액(21)이 공급되는 압력을 변화시키면, 노즐(43)에서 배출되는 고분자 용액(21)의 액적의 토출 속도가 가변되어 입자 크기의 변동이 가능하게 된다. 노즐(43)에서 토출되는 액적의 토출 속도의 가변은 후술하는 압전 액추에이터(45)의 작용에 의해서도 가능하다.
제1 주입관로(20)로 주입된 고분자 용액(21)은 팩킹부(30)로 주입된다.
팩킹부(30)는 제1 주입관로(20)와 글라스 프린트부(40)를 연결하는 튜브(tube) 형태로 설치될 수 있다. 물론, 팩킹부(30)는 튜브 형태에 한정되지 않고 원기둥 또는 다각 기둥 형태 등의 다양한 형상으로 형성되는 것도 가능하다. 팩킹부(30)는 알루미늄(Aluminum) 소재로 형성될 수 있다. 팩킹부(30)에는 주입된 고분자 용액(21)이 배출되는 글라스 프린트부(40)가 결합된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 헤드 본체에 제2 고분자 용액 주입관로가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 글라스 프린트부(40)는 튜빙 스레드(10)에 결합되는 헤드 본체(41)와, 헤드 본체(41)에 연결되어 고분자 용액을 공급받는 제2 주입관로(60)와, 헤드 본체(41)에 착탈 가능하게 연결되어 용액을 배출하는 노즐(43)과, 노즐(43)과 헤드 본체(41)의 사이에 설치되어 노즐(43)을 수축하여 용액을 배출하도록 압력을 가하는 압전 액추에이터(piezo actuator, 45)를 포함한다.
헤드 본체(41)는 팩킹부(30)의 단부에 결합된다. 본 실시예에서 헤드 본체(41)는 가장자리를 따라 단차가 형성되어 팩킹부(30)에 삽입된 상태로 결합될 수 있다. 헤드 본체(41)에는 제2 주입관로(60)가 설치된다.
제2 주입관로(60)는 헤드 본체(41)의 측면에 설치되어 노즐(43)에 보조적인 용액을 주입할 수 있다. 제2 주입관로(60)를 통해 주입되는 용액은 압전 액추에이터(45)를 거치지 않고 노즐(43)에 직접적으로 주입될 수 있다.
제2 주입관로(60)를 통해 주입되는 보조적인 용액은 노즐(43)을 통과한 고분자 용액(21)의 액적을 경화하기 위한 가교제 등이 주입될 수 있다. 그러나, 제2 주입관로(60)를 통해 주입되는 용액은 가교제에 한정되지 않고 제1 주입관로(20)를 통해 주입되는 고분자 용액(21)과 동일한 용액이 주입되는 것도 가능하다.
노즐(43)은 헤드 본체(41)의 하부로 일정 길이 연장되어 고분자 용액(21)이 이동된다. 이러한 노즐(43)의 상단의 일부는 압전 액추에이터(45)에 결합된다. 따라서, 노즐은 압전 액추에이터(piezo actuator, 45)의 작동에 따라 수축 작용이 반복적으로 이루어져 고분자 용액(21)이 분출될 수 있다.
한편, 노즐(43)은 헤드 본체(41)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 이는 노즐(43)을 교체하여 노즐(43)로 토출되는 입자의 크기를 변화시키고자 하기 위함이다. 즉, 노즐(43)의 단면 형상을 비원형(noncircular)의 형상으로 변화시키면, 노즐(43)에서 토출되는 고분자 용액(21)의 액적 단면 역시 비원형의 형상으로 변화될 수 있다. 따라서, 고분자 용액(21)의 입자의 크기 및 형상에 대응하는 규격을 가지는 다른 노즐을 헤드 본체(41)에 선택적으로 설치함으로써, 원하는 형상 및 크기의 입자의 제조가 가능하다.
전술한 노즐(43)의 단면의 형상을 비원형으로 변화시키는 것에 의해 원하는고분자 입자의 형성하는 것을 이하에서 보다 구체적으로 설명한다. 먼저 기존의 원형의 노즐 단면을 이용하여 액적을 형성하는 것을 설명하면, 원형 단면의 노즐에서 토출된 액적은 액적의 낙하 방향으로 긴축을 가지면서 진동한다. 이어서 원형 단면의 노즐에서 토출된 액적은 진동 에너지를 모두 잃어 버리면 그 점성에 의해 구형의 형상을 유지하게 된다. 그러나, 본 실시예에서와 같이, 노즐(43)의 단면을 비원형으로 형성하면, 노즐(43)에서 토출된 액적은 비원형의 노즐 단면에 대응하여 상대적으로 긴축과 상대적으로 작은 축을 가지면서 낙하된다. 여기서 비원형의 단면의 노즐(43)에서 토출된 액적은 긴축과 작은축이 서로간에 교차되면서 일정한 진동 주파수를 갖게 된다. 이러한 진동 주파수는 비원형의 단면의 노즐의 형상에 따라 변화된다. 따라서 액적을 경화시키는데 걸리는 시간 또는 거리를 계산하여 액적을 형성함에 따라 고분자 입자의 형태를 선택하는 것이 가능하게 된다.
압전 액추에이터(45)는 헤드 본체(41)의 내부에서 노즐(43)의 일부가 삽입된 상태로 설치되어 노즐(43)의 수축 작용을 제어한다.
압전 액추에이터(45)는 전기적 신호에 의해 동작되어 노즐(43)의 수축되는 정도의 조절이 가능하다. 따라서 노즐(43)에 내재되어 있는 고분자 용액(21)에는 압전 액추에이터(45)의 작동에 따라 파장 에너지가 형성되고, 이 파장 에너지에 의해 노즐(43)에서 고분자 용액(21)이 미세 액적(DROPLET)의 형태로 토출될 수 있다.
한편, 압전 액추에이터(45)의 작동 속도를 가변하면 노즐(43)에서 토출되는 고분자 용액(21)의 액적의 토출 속도가 가변되어 액적의 입자의 크기를 변화시키는 것이 가능하다.
압전 액추에이터(45)의 작동 속도의 가변에 따른 작용을 이하에서 보다 구체적으로 설명한다. 먼저, 압전 액추에이터(45)의 작동으로 노즐(43) 내부로 고분자 용액(21)을 공급한다. 그리고, 압전 액추에이터(45)의 작동을 일시적으로 정지시켜 노즐(43) 내부로 고분자 용액(21)의 공급을 일시적으로 차단한다. 이에 따라, 노즐(43) 내부로 유입되는 고분자 용액(21)의 연결 고리는 일시적으로 끊어진다.
이어서, 압전 액추에이터(45)를 재차 작동시켜 일정 길이의 고분자 용액(21)이 노즐(43) 내부에 충진되는 과정을 반복한다.
전술한 과정을 반복하게 되면, 압전 액추에이터(45)의 온/오프의 반복 작동에 의해 고분자 용액(21)의 고분자 연결 고리가 끊어지고 재차 결합되는 과정을 반복하게 된다. 이어서, 노즐(43)의 외부로 토출된 고분자 용액(21)의 액적을 경화하면, 원하는 형상의 입자의 제조가 가능하다.
이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 압전 액추에이터(45)의 작동 속도를 빠르게 조절하면, 고분자 용액(21)이 노즐(43) 내부로 공급되는 속도가 빠르게 되어 연속적으로 고분자 용액(21)의 공급이 이루어진다. 이에 반해, 압전 액추에이터(45)의 작동 속도를 느리게 하면, 고분자 용액(21)의 연결 고리가 일정한 간격으로 떨어진 구조를 얻게된다. 따라서 전술한 고분자 용액을 경화하게 되면, 모양과 크기가 조절된 고분자 입자의 제조가 가능하게 된다.
노즐(43)에서 배출된 고분자 용액(21)은 경화 작용을 거치면서 마이크로 입자로 제조된다. 고분자 용액(21)을 경화하는 것은 고분자 용액(21)에 가교제를 첨가하거나 자외선을 가하여 경화시킬 수 있다.
가교제는 전술한 바와 같이, 제2 주입관로(60)를 이용하여 공급되는 것도 가능하고, 별도의 주입수단을 이용하여 고분자 용액(21)의 액적에 공급되는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 1 및 도 2와 동일 참조 번호는 동일 기능의 동일 부재를 말한다. 이하에서는 도 1 및 도 2와 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
먼저, 제조하고자 하는 입자의 크기와 형상을 결정한다.(S10)
다음, 잉크젯 프린트 헤드(100)에 고분자 용액(21)을 주입한다.(S20) 잉크젯 프린트 헤드(100)에 고분자 용액(21)을 주입하는 것은, 잉크겟 프린트 헤드(100)를 구성하는 튜빙 스레드(10)에 제1 주입관로(20)를 통하여 주입할 수 있다. 제1 주입관로(20)에는 펌핑부(50)가 연결된다. 따라서 펌핑부(50)의 작동에 따라 제1 주입관로(20)를 통하여 고분자 용액(21)의 주입이 가능하다.
이어서, 상기 (S10) 단계의 잉크젯 프린트 헤드 내부의 압력을 변동시켜 (S20) 단계에서 주입된 고분자 용액(21)이 노즐(43)에서 토출하는 속도를 가변시킨다.(S30), 이 (S30) 단계는 (S10) 단계에서 결정된 입자의 크기에 대응하는 입자의 크기를 형성하기 위함이다.
여기서, 잉크젯 프린트 헤드 내부의 압력을 변동시키는 방법은, 제1 주입관로(20)로 공급압력을 제공하는 펌핑부(50)의 공급 압력을 변화시켜 노즐(43)에서 토출되는 고분자 용액(21)의 토출 속도를 가변시킬 수 있다. 즉, 고분자 입자의 제조되는 크기는 노즐(43)에서 토출되는 고분자 용액(21)의 액적(droplet)의 부피에 따르고, 그 부피는 입자의 토출 속도와 노즐 반경의 제곱에 비례하고, 토출 주파수에 반비례하게 된다. 따라서, 펌핑부(50)를 이용하여 고분자 용액(21)이 공급되는 압력을 변화시키면, 노즐(43)에서 배출되는 고분자 용액(21)의 액적의 토출 속도가 가변되어 입자 크기의 변동이 가능하게 된다.
(S30) 단계는 압전 액추에이터(45)의 작동 속도를 조절하여 노즐(43)의 수축되는 정도를 가변하여 고분자 용액(21)이 노즐로 공급되는 속도를 가변시키는 것도 가능하다. 압전 액추에이터(45)는 전기적 신호에 의해 동작되어 노즐(43)의 수축되는 정도의 조절이 가능하다. 따라서 노즐(43)에 내재되어 있는 고분자 용액(21)에는 압전 액추에이터(45)의 작동에 따라 파장 에너지가 형성되고, 이 파장 에너지에 의해 노즐(43)에서 고분자 용액(21)이 미세 액적(DROPLET)의 형태로 토출될 수 있다. 따라서 압전 액추에이터(45)의 작동 속도를 빠르게 또는 느리게 조절하면 노즐(43)의 수축되는 정도가 가변되어, 고분자 용액(21)이 노즐(43)에서 토출되는 속도의 조절이 가능하다.
한편, 압전 액추에이터(45)는 그 작동을 일시적으로 차단하는 과정을 반복하여고분자 입자의 크기를 변동시키는 것도 가능하다. 보다 구체적으로 설명하면, 압전 액추에이터(45)의 작동을 일시적으로 정지시켜 노즐(43) 내부로 고분자 용액(21)의 공급을 일시적으로 차단하면, 노즐(43) 내부로 유입되는 고분자 용액(21)의 연결 고리는 일시적으로 끊어진다. 그리고, 압전 액추에이터(45)를 재차 작동시켜 일정 길이의 고분자 용액(21)이 노즐(43) 내부에 충진되는 과정을 반복한다. 이어서 노즐(43)에서 토출된 고분자 용액을 후술하는 단계(S60)에서 경화시키면, 입자의 크기를 변동시킬 수 있다.
다음, 노즐(43)의 토출부의 단면 형상을 변동시켜 고분자 용액을 상기 노즐에서 토출한다.(S40) 여기서 노즐(43)의 토출부의 단면의 형상을 변경하는 것은, 토출부의 형상이 변경된 다른 노즐(43)을 잉크젯 프린트 헤드(100)에 장착하는 것으로 가능하다. 이에 따라 노즐(43)은 잉크젯 프린트 헤드(100)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 만약 노즐(43)의 토출부의 단면의 형상을 비원형으로 하게 되면, 제조되는 입자의 형상도 비원형의 토출부의 단면의 형상에 대응하여 변형될 수 있다.
다음, (S40) 단계를 거친 고분자 용액(21)은 노즐(43)을 통해서 액적(drop let)의 형태로 배출된다.(S50)
마지막으로, (S50) 단계의 노즐(43)에서 배출된 고분자 용액(21)은 경화된다.(S60) 고분자 용액(21)을 경화하는 것은 자외선을 이용하거나 가교제를 이용하여 경화될 수 있다. 가교제의 주입은 잉크젯 프린트 헤드(100)에 제2 주입관로(60)를 설치하여 주입할 수 있다. 이러한 가교제는 압전 액추에이터의 작용에 의하여 배출되지 않고, 제2 주입관로(60)에 공급 압력을 제공하는 펌핑부(50)의 압력에 의해 노즐(43)에서 배출되어 제공될 수 있다. 물론, 가교제는 노즐(43)에서 공급되지 않고 다른 공급 수단에 의해 고분자 용액(21)에 직접적으로 제공되는 것도 가능하다.
한편, 전술한 (S10) 단계 내지 (S60) 단계를 거치면서 제조된 고분자 입자에 상기 (b) 단계의 고분자 용액(21)을 재차 흘리면, 제조된 입자의 코팅도 가능하다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10...튜빙 스레드 20...제1 주입관로
21...고분자 용액 30...팩킹부
40...글라스 프린트부 41...헤드 본체
43...노즐 45...압전 액추에이터
50...펌핑부 60...제2 주입관로

Claims (10)

  1. 튜빙 스레드(tubing thread);
    상기 튜빙 스레드에 연결되어, 고분자 용액을 상기 튜빙 스레드에 주입하는 제1 주입관로;
    상기 튜빙 스레드를 통과한 상기 고분자 용액이 이동되는 팩킹부;
    상기 팩킹부를 따라 이동된 상기 고분자 용액이 배출되는 글라스 프린트부; 및
    상기 제1 주입관로에 연결되어 상기 고분자 용액이 공급되는 압력을 제공하는 펌핑부;
    를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 글라스 프린트부에 연결되어 상기 펌핑부의 공급 압력으로 상기 글라스 프린트부의 내부로 용액을 주입하는 제2 주입관로;를 더 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 글라스 프린트부는,
    상기 튜빙 스레드에 결합되며 상기 제2 주입관로가 연결되는 헤드 본체;
    상기 헤드 본체에 착탈 가능하게 결합되어 상기 고분자 용액을 배출하는 노즐; 및
    상기 노즐과 상기 헤드 본체의 사이에 설치되어 상기 노즐을 수축하여 상기 고분자 용액을 배출하도록 하는 압전 액추에이터(piezo actuator);
    를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
  4. (a) 제조하고자 하는 입자의 크기 및 형상을 결정하는 단계;
    (b) 압전 액추에이터의 작동에 의해 노즐에서 용액이 분사되는 잉크젯 프린트 헤드에 제1 주입관로를 설치하고, 상기 (a) 단계에서 제조하고자 하는 입자의 원료인 고분자 용액을 주입하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계의 상기 잉크젯 프린트 헤드 내부의 압력을 변동시켜 상기 (b) 단계에서 주입된 상기 고분자 용액이 상기 노즐에서 토출하는 속도를 가변시키는 단계;
    (d) 상기 노즐의 토출부의 단면 형상을 변동시켜 상기 고분자 용액을 상기 노즐에서 토출하는 단계; 및
    (e) 상기 노즐에서 토출된 상기 고분자 용액을 경화하는 단계;
    를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 압전 액추에이터의 작동 속도를 조절하여 상기 노즐의 수축되는 정도를 가변하여 상기 고분자 용액이 노즐로 공급되는 속도를 가변시키는 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 제1 주입관로로 공급압력을 제공하는 펌핑부의 압력을 변화시켜 상기 노즐에서 토출되는 상기 고분자 용액의 토출 속도를 가변시키는 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 노즐을 상기 잉크젯 프린트 헤드에 착탈 가능하게 결합하여 토출부의 형상이 변경된 노즐을 선택하여 상기 잉크젯 프린트 헤드에 결합하는 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 (e) 단계의 상기 고분자 용액의 경화는, 상기 고분자 용액에 가교제를 첨가하여 경화시키는 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 (e) 단계의 상기 고분자 용액의 경화는, 상기 고분자 용액에 자외선을 가하여 경화시키는 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    (f) 상기 (a) 내지 (e) 단계로 제조된 상기 고분자 입자에 상기 고분자 용액을 재차 흘려 상기 고분자 입자를 코팅하는 단계;를 더 포함하는 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 고분자 입자 제조 방법.
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