KR101400280B1 - An apparatus for electrospinning - Google Patents

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KR101400280B1
KR101400280B1 KR1020130070470A KR20130070470A KR101400280B1 KR 101400280 B1 KR101400280 B1 KR 101400280B1 KR 1020130070470 A KR1020130070470 A KR 1020130070470A KR 20130070470 A KR20130070470 A KR 20130070470A KR 101400280 B1 KR101400280 B1 KR 101400280B1
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heat
nanofibers
nanofiber web
collector
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KR1020130070470A
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이재영
주현재
유승운
박대근
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(주)우리나노필
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Abstract

The present invention relates to an electrospinning device which includes: at least one spinning nozzle which is provided with a solution containing dissolved fiber materials, and spins nanofibers; a collector which collects spun nanofibers in an integrated web form, and on which nanofibers move during an integration process; and a heat supply device which heats the collector to indirectly supply heat energy to a nanofiber web moving on the collector for enhancing the bonding between the nanofibers through re-melting of the nanofibers.

Description

전기방사 장치{AN APPARATUS FOR ELECTROSPINNING}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an electrospinning apparatus,

본 개시는 전체적으로 전기방사 장치에 관한 것으로, 특히 집적되는 나노섬유 웹에서 나노섬유 간의 결합을 강화할 수 있는 전기방사 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates generally to electrospinning devices and, more particularly, to electrospinning devices capable of enhancing bonding between nanofibers in an integrated nanofiber web.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present disclosure is provided, and these are not necessarily meant to be known arts.

의류용 원단, 특히 투습방수 원단으로 나노섬유로 이루어진 웹이 고려되고 있다. 이러한 나노섬유 웹은 전기방사(electrospinning) 또는 전기브로우 방사(electroblow-spinning)에 의해 제조될 수 있다. 그러나 이러한 기술을 이용하여 제조된 기존의 투습방수 원단은 기공 크기가 작다고 하더라도 모세관 현상으로 인하여 물이 스며들어 충분한 방수 성능을 얻을 수 없으며, 강도가 약한 단점도 있다. 또한 세탁과 같은 물리적인 힘이 가해질 경우 섬유 간 슬립의 발생으로 인하여 기공이 벌어져 방수도가 저하되는 단점이 있으며, 방사 공정에서 부득이하게 발생하는 핀홀에 의해서도 방수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Webs made of nanofibers are being considered for garment fabrics, particularly breathable waterproof fabrics. Such nanofiber webs can be prepared by electrospinning or electroblow-spinning. However, the conventional moisture permeable and waterproof fabric manufactured using such a technology can not obtain sufficient waterproof performance due to the water penetration due to the capillary phenomenon even if the pore size is small, and there is also a disadvantage that the strength is weak. In addition, when a physical force such as washing is applied, there is a disadvantage that the pores are opened due to occurrence of slip between the fibers and the waterproofness is lowered. Also, the waterproofness may be deteriorated due to pinholes that are inevitably generated in the spinning process.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 나노섬유 웹의 표면에 얇은 PU 혹은 PVdF 층을 코팅하여 제작된 투습방수 원단이 제작되고 있다. 한국 등록특허공보 제10-0993943호에는 전기방사된 나노섬유 웹에 수분산 폴리우레탄(PUD)을 부분 코팅하여 방수성 및 내구성이 향상된 투습방수 원단 제조기술이 제시되어 있다. 그러나 이 기술에서는 나노섬유 웹으로 제조된 원단의 가장 중요한 특징인 기공을 막아 통기도 및 투습도가 감소하는 단점이 있으며, 나노섬유의 경량성 또한 감소하여 쾌적성이 감소하며 추가 코팅공정을 통한 제조 단가가 증가하는 등의 문제가 있다. 또한 나노섬유 웹 이면에 코팅층을 추가할 경우 나노섬유 웹 내부에 남아있는 서로 물리적인 힘에 의해 교락되지 않은 섬유상에 의하여 세탁 후 나노섬유 웹의 기공 및 모폴로지 변화에 의하여 방수성이 현격히 감소하는 단점이 있다.In order to solve the above problems, a breathable and waterproof fabric made by coating a thin PU or PVdF layer on the surface of a nanofiber web is manufactured. Korean Patent Registration No. 10-0993943 discloses a technique for manufacturing a moisture permeable and waterproof fabric having improved water resistance and durability by partially coating water dispersed polyurethane (PUD) on an electrospun nanofiber web. However, this technology has the disadvantage of decreasing the air permeability and moisture permeability by blocking the pores, which is the most important characteristic of the fabric made of the nanofiber web, and the lightness of the nanofiber is also decreased, thereby decreasing the comfort. And the like. In addition, when the coating layer is added to the back surface of the nanofiber web, there is a disadvantage that the waterproof property of the nanofiber web is drastically reduced due to the pore and morphology change of the nanofiber web after washing by the fibrous phase not entangled by the physical forces remaining inside the nanofiber web .

도 1은 전기방사 장치의 일 예를 나타내는 도면으로서, 전기방사 장치(40)는 용융 상태의 섬유 원료용 고분자 물질을 공급하기 위한 공급 유니트(110)와, 공급 유니트(110)로부터 공급된 고분자 용액을 하전된 필라멘트 또는 섬유 형태로 토출시키기 위한 복수의 방사노즐들(122)을 구비하는 방사 유니트(120)와, 방사 유니트(120)로부터 방사된 필라멘트를 소정 두께로 집적시키기 위해 방사노즐들(122)과 소정간격 이격 배치된 컬렉터(130)와, 방사 유니트(120)의 적어도 양측에 설치된 제어 유니트(140)와, 필라멘트 스트림을 둘러싸도록 제어 유니트(140)와 컬렉터(130) 사이에 설치된 유도 유니트(150)와, 방사 유니트(120)와 컬렉터(130) 사이의 공간으로 공기를 주입하고, 이 공간 내의 용매를 증발시켜 외부로 배출시키기 위한 공조 유니트(160)를 구비한다. 공급 유니트(110)는 섬유 원료가 되는 고분자 물질이 용해된 용액이 저장되는 저장 용기(112)와, 저장 용기(112)에 저장된 용액을 가압하여 방사 유니트(120)측으로 정량 공급하기 위한 펌프(114) 및 용액을 각각의 노즐들로 분배하기 위한 분배기(116) 및 이송관(118)을 구비한다. 방사 유니트(120)는 공급 유니트(110)로부터 공급되는 섬유 원료 용액을 하전시킨 상태에서 미세 필라멘트 형태로 컬렉터(130) 방향으로 방사하는 기능을 수행한다. 방사 유니트(120)는 복수의 방사노즐들(122)이 배치된 적어도 하나 이상의 방사노즐팩(126)을 구비한다. 방사노즐팩(126)을 구성하는 방사노즐들(122)의 개수 또는 방사 유니트(120)를 구성하는 방사노즐팩(126)의 개수는 제조될 웹의 사이즈나 두께, 생산속도 등을 종합적으로 고려하여 결정된다. 여러 고분자 물질이 방사될 경우에, 별도의 방사노즐팩이 구비될 수 있다. 컬렉터(130)는 방사 유니트(120)에 인가되는 전압에 대하여 전위차를 갖도록 접지되거나, 혹은 음극성(-)의 전압으로 인가될 수 있다. 컬렉터(130)는 방사 유니트(120)로부터 토출된 하전 필라멘트를 집적하기 위한 것으로서, 예컨대, 롤러(132)와 같은 이송수단을 통해 컨베이어 벨트 방식으로 연속적으로 이동되도록 구성할 수 있다. 제어 유니트(140)는 각각의 방사노즐들(122)로부터 방사되는 필라멘트 스트림이 서로 반발하여 퍼지는 것과 같이 경로를 벗어나는 경우를 방지하기 위한 것이며, 제어 유니트(140)는 방사노즐팩(126)의 적어도 길이 방향의 양측에 설치된다. 유도 유니트(150)는 제어 유니트(140)와 동일한 극성의 전압이 인가된다. 유도 유니트(150)는 연신되는 하전 필라멘트 스트림의 둘레에 설치되어 스트림의 진행 방향을 가이드하기 위한 것이다. 유도 유니트(150)는 도체판 혹은 도체봉의 형태로 마련된다. 유도 유니트(150)는 하전 필라멘트와 동일 극성으로 대전됨으로써 컬렉터(130) 상면의 제한된 영역에 필라멘트가 집적되도록 유도한다. 공조 유니트(160)는 방사 유니트(120)와 컬렉터(130) 사이의 공간에서 하전 필라멘트에 용해되어 있는 용매를 휘발시켜 외부로 배기시키기 위한 것으로서, 예를 들어, 흡입팬, 배기팬과 같은 용매 흡,배기 수단과 다수의 공기유입슬롯(162)을 구비한다. 양극성(+) 전압은 고전압 유니트(170)의 출력 전압에 의해 여기된다. 고전압 유니트(170)는 10kV 내지 120kV 범위의 직류 전압을 출력한다. 공급 유니트(110)에 저장된 원료 용액이 펌프(114)와 분배기(116)를 통해 방사 유니트(120)로 정량공급되면, 방사 유니트(120)의 각각의 방사노즐팩(126) 내부의 통전부를 통해 용액이 하전 된다. 이어서, 하전 상태의 용액은 방사노즐(122)의 캐피러리 튜브를 통과하면서 미세 필라멘트 형태로 컬렉터(130) 측으로 토출된다. 여기서, 컬렉터(130)와 하전 필라멘트 간에 형성되는 강력한 전기장에 의해 필라멘트는 나노급의 직경이 되도록 연신되면서 방사된다. 이러한 방사과정에 있어서, 필라멘트간의 반발력으로 인해 진행 경로를 벗어나 외곽으로 퍼지려는 스트림은 제어 유니트(140)에 의해 원위치로 돌아가게 되고 올바른 진행 경로를 유지할 수 있게 된다. 한편, 컬렉터(130) 상측에는 토출되는 스트림을 둘러싸도록 유도 유니트(150)가 설치되어 있으므로, 유도 유니트(150)에 의해 경로를 벗어나려고 하는 스트림은 컬렉터(130) 상의 제한된 집적 영역에 유도된다. 상기와 같이 유도된 필라멘트들은 컨베이어 벨트 혹은 회전드럼 형태의 컬렉터(130) 상에 연속적으로 집적되거나, 아니면, 롤러(180)에 의해 이송되는 필름, 모조지, 부직포와 같은 기재(182)의 상면에 집적되어 나노섬유로 이루어지는 웹 형태의 다공막으로 제조된다. 이러한 전기방사 장치의 일 예가 미국 등록특허공보 제7,351,052호에 제시되어 있다.Fig. 1 shows an example of an electrospinning device. The electrospinning device 40 includes a supply unit 110 for supplying a polymer material for a fiber material in a molten state, a polymer solution supplied from the supply unit 110 A plurality of spinning nozzles 122 for discharging the filaments emitted from the spinning unit 120 in the form of charged filaments or fibers and spinning nozzles 122 A control unit 140 installed at least on both sides of the radiation unit 120 and a control unit 140 installed between the control unit 140 and the collector 130 so as to surround the filament stream, And an air conditioning unit 160 for injecting air into a space between the radiation unit 120 and the collector 130, and evaporating the solvent in the space to discharge the air to the outside. The supply unit 110 includes a storage container 112 for storing a solution in which a polymer material as a fiber material is dissolved, a pump 114 for pressurizing the solution stored in the storage container 112 and supplying the solution to the radiation unit 120 in a quantitative manner And a distributor 116 and a transfer tube 118 for distributing the solution to the respective nozzles. The radiation unit 120 performs a function of radiating the fiber raw material solution supplied from the supply unit 110 in the direction of the collector 130 in the form of a fine filament in a charged state. The radiation unit 120 has at least one radiation nozzle pack 126 in which a plurality of radiation nozzles 122 are disposed. The number of the spinning nozzles 122 constituting the spinning nozzle pack 126 or the number of the spinning nozzle packs 126 constituting the spinning unit 120 is determined in consideration of the size, . When a plurality of polymer materials are emitted, a separate spinning nozzle pack may be provided. The collector 130 may be grounded to have a potential difference with respect to the voltage applied to the radiation unit 120, or may be applied with a negative (-) voltage. The collector 130 is for collecting the charged filaments discharged from the radiation unit 120 and can be configured to be continuously moved in a conveyor belt manner via a conveying means such as the roller 132. [ The control unit 140 is provided to prevent the filament stream radiated from each spinning nozzle 122 from escaping from the path such that the filament streams repel each other and the control unit 140 controls at least the spinning nozzle pack 126 Are provided on both sides in the longitudinal direction. The voltage of the same polarity as that of the control unit 140 is applied to the induction unit 150. [ The induction unit 150 is installed around the drawn charged filament stream to guide the traveling direction of the stream. The induction unit 150 is provided in the form of a conductive plate or a conductive rod. The induction unit 150 is charged with the same polarity as the charged filament, thereby inducing the filaments to be accumulated in a limited area on the upper surface of the collector 130. The air conditioning unit 160 volatilizes the solvent dissolved in the charged filament in the space between the radiation unit 120 and the collector 130 and exhausts the solvent to the outside. For example, the air conditioning unit 160 may include a suction fan , Exhaust means and a plurality of air inlet slots (162). The positive (+) voltage is excited by the output voltage of the high voltage unit 170. The high voltage unit 170 outputs a DC voltage in the range of 10 kV to 120 kV. When the raw material solution stored in the supply unit 110 is supplied to the radiation unit 120 through the pump 114 and the distributor 116 in a fixed amount, the current passing portion inside each radiation nozzle pack 126 of the radiation unit 120 The solution is charged. Then, the solution in the charged state passes through the capillary tube of the spinning nozzle 122 and is discharged toward the collector 130 in the form of a fine filament. Here, due to the strong electric field formed between the collector 130 and the charged filaments, the filaments are drawn while being stretched so as to have a nano-scale diameter. In this spinning process, the stream which is to be spread out to the outside due to the repulsive force between the filaments is returned to the original position by the control unit 140 and the correct traveling path can be maintained. On the other hand, since the induction unit 150 is provided above the collector 130 so as to surround the discharged stream, the stream which is going to be out of the path by the induction unit 150 is guided to the limited accumulation region on the collector 130. The filaments thus derived may be continuously integrated on a conveyor belt or rotary drum type collector 130 or may be integrated on the top surface of a substrate 182 such as a film, And is made of a web-type porous film made of nanofibers. An example of such an electrospinning device is shown in U.S. Patent No. 7,351,052.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다.(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).SUMMARY OF THE INVENTION Herein, a summary of the present disclosure is provided, which should not be construed as limiting the scope of the present disclosure. all of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 섬유원료 물질이 용해된 용액을 공급받아 나노섬유를 방사하는 적어도 하나의 방사노즐; 방사되는 나노섬유가 나노섬유 웹 형태로 집적되며, 집적 도중의 나노섬유가 그 위에서 이동하는 컬렉터; 및 나노섬유의 리멜팅을 통한 나노섬유 간 결합 강화를 위해 컬렉터 위에서 이동하는 나노섬유 웹에 간접적으로 열 에너지를 공급하도록, 컬렉터를 가열하는 열 공급기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치를 제공한다. According to one aspect of the present disclosure, at least one spinneret for spinning nanofibers upon receipt of a solution in which the fiber raw material is dissolved; A collector in which the radiated nanofibers are integrated into a nanofiber web, the nanofibers traveling on the collecting being moved thereon; And a heat supplier for heating the collector to indirectly supply heat energy to the nanofiber web moving on the collector for enhancing the bond between the nanofibers through remelting of the nanofibers do.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.

도 1은 전기방사 장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 본 개시에 따른 전기방사 장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 전기방사 장치의 다른 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 전기방사 장치의 또 다른 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 리멜팅되지 않은 나노섬유 웹 표면의 전자현미경 사진,
도 6은 120℃ 온도의 복사열로 리멜팅된 나노섬유 웹 표면을 보여주는 전자현미경 사진,
도 7은 100℃ 온도의 열풍으로 리멜팅된 나노섬유 웹 표면을 보여주는 전자현미경 사진,
도 8은 100℃ 온도의 열풍과 150℃의 복사열로 리멜팅된 나노섬유 웹 표면을 보여주는 전자현미경사진,
도 9는 본 개시에 따른 전기방사 장치를 사용하여 제조된 나노섬유 웹의 투습도, 내수압, 공기투과도의 측정결과를 열처리를 통한 리멜팅 이전의 나노섬유 웹과 비교한 표.1 is a view showing an example of an electrospinning device,
2 is a view showing an example of an electrospinning device according to the present disclosure,
3 is a view showing another example of the electrospinning device according to the present disclosure,
4 is a view showing still another example of the electrospinning device according to the present disclosure,
Figure 5 is an electron micrograph of a non-remelmed nanofiber web surface,
6 is an electron micrograph showing a nanofiber web surface remelted by radiation at a temperature of 120 < 0 > C,
7 is an electron micrograph showing the nanofiber web surface remelted by hot air at a temperature of 100 < 0 > C,
Figure 8 is an electron micrograph showing nanofiber web surfaces remoisted with hot air at 100 ° C and radiant heat at 150 ° C,
FIG. 9 is a table comparing the measurement results of the moisture permeability, water pressure, and air permeability of the nanofiber web prepared using the electrospinning apparatus according to the present disclosure with the nanofiber web before the remelting through heat treatment.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)). The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 개시에 따른 전기방사 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an example of an electrospinning apparatus according to the present disclosure.

전기방사 장치(100)는, 각각 섬유원료 물질이 용해된 용액을 공급받아 나노섬유를 방사하는 복수의 방사노즐(122)을 구비하는 복수의 방사노즐팩(126), 방사되는 나노섬유가 나노섬유 웹 형태로 집적되며 집적 도중의 나노섬유가 그 위에서 이동하는 컬렉터(130), 컬렉터 위에서 이동하는 나노섬유 웹에 간접적으로 열 에너지를 공급하도록 컬렉터를 가열하는 열 공급기(80)를 포함한다. The electrospinning apparatus 100 includes a plurality of spinning nozzle packs 126 each having a plurality of spinning nozzles 122 that receive a solution of the fiber raw material dissolved therein to spin the nanofibers, A collector 130 that is integrated in the form of a web and in which the nanofibers move during integration, and a heat supplier 80 that heats the collector to indirectly provide thermal energy to the nanofiber web moving on the collector.

방사노즐팩(126)은 나노섬유 웹의 이동 흐름을 가로지르는 방향으로 길쭉하게 형성되는 몸체 및 몸체에 설치되는 복수의 방사노즐(122)을 구비한다. 방사노즐팩(126)은 복수로 제공되며, 복수의 방사노즐팩(126)은 나노섬유 웹의 이동 흐름 방향을 따라 배열된다. 각 방사노즐팩(126)에 구비되는 방사노즐(122)의 개수와 제공되는 방사노즐팩(126)의 개수는 제조될 나노섬유 웹의 사이즈나 두께, 생산속도 등을 종합적으로 고려하여 결정된다. 여러 고분자 물질이 별도로 방사될 필요가 있는 경우에, 별도의 방사노즐팩이 구비될 수 있다. 방사노즐팩(126)은 저장 용기(112)로부터 섬유 원료물질이 용해된 용액을 펌프(114)를 통해 공급받아, 고전압 유니트(170)에 의해 인가되는 고전압으로 용액을 하전시킨 다음 복수의 방사노즐(122)을 통해 나노섬유 형태로 컬렉터(130) 방향으로 방사하는 기능을 수행한다. The spinneret nozzle pack 126 includes a body that is elongated in a direction transverse to the movement flow of the nanofiber web and a plurality of spinning nozzles 122 mounted on the body. A plurality of spinneret nozzle packs 126 are provided and a plurality of spinneret packs 126 are arranged along the direction of movement of the nanofibrous web. The number of spinning nozzles 122 provided in each spinning nozzle pack 126 and the number of spinning nozzle packs 126 provided are determined in consideration of the size, thickness, production rate, etc. of the nanofiber web to be manufactured. If several polymeric materials need to be radiated separately, a separate spinneret pack may be provided. The spinning nozzle pack 126 receives the solution of the fiber raw material dissolved from the storage container 112 through the pump 114 and charges the solution to a high voltage applied by the high voltage unit 170, And radiates in the direction of the collector 130 in the form of nanofibers through the collector 122.

컬렉터(130)는, 방사노즐들(122)로부터 방사된 나노섬유를 소정 두께로 집적시켜 나노섬유 웹을 형성하기 위한 것으로서, 방사노즐들(122)과 소정간격 이격 배치된다. 컬렉터(130)는 방사노즐(122) 측에 인가되는 전압에 대하여 전위차를 갖도록 접지되거나, 혹은 음극성(-)의 전압으로 인가될 수 있다. 컬렉터(130)는 롤러(132)와 같은 이송수단을 통해 컨베이어 벨트 방식으로 연속적으로 이동되도록 구성할 수 있다. 즉, 컬렉터(130)는 집적 도중의 나노섬유가 그 위에서 이동하는 벨트(135)를 포함한다. 벨트(135)는 수 미터 내지 수십 미터의 길이를 같도록 형성될 수 있으며, 우수한 열전달 특성을 얻기 위해 금속 재료로 제작되는 것이 바람직하다. The collector 130 is for separating the nanofibers emitted from the spinning nozzles 122 to a predetermined thickness to form a nanofiber web. The collector 130 is spaced apart from the spinning nozzles 122 by a predetermined distance. The collector 130 may be grounded to have a potential difference with respect to the voltage applied to the spinning nozzle 122, or may be applied with a negative (-) voltage. The collector 130 may be configured to be continuously moved in a conveyor belt fashion via a conveying means such as a roller 132. That is, the collector 130 includes a belt 135 on which the nanofibers move during accumulation. The belt 135 may be formed to have the same length of several meters to several tens of meters, and is preferably made of a metallic material to obtain excellent heat transfer characteristics.

열 공급기(80)는 복수로 구비되며, 나노섬유의 리멜팅을 통한 나노섬유 간 결합 강화를 위해 컬렉터(130)의 벨트(135) 위에서 이동하는 나노섬유 웹(183)에 간접적으로 열 에너지를 공급하도록, 컬렉터(130)의 벨트(135)를 가열한다. 구체적으로, 열 공급기(80)는, 도 2에 도시된 것과 같이, 벨트(135) 내부에 나노섬유 웹의 흐름을 가로지르는 방향으로 설치되어, 나노섬유 웹이 집적되는 벨트(135)의 표면 측이 아닌 벨트(135)의 이면 측으로 열 에너지를 공급하며, 이와 같이 열 에너지를 받아 가열된 벨트(135)는 그 위에서 이동하는 나노섬유 웹으로 열 에너지를 전달하여 나노섬유 간 결합 강화를 위한 나노섬유의 리멜팅을 유발한다. The heat supplier 80 is provided in a plurality of ways and indirectly supplies heat energy to the nanofiber web 183 moving on the belt 135 of the collector 130 for strengthening the bonding between the nanofibers through remelting of the nanofibers. To heat the belt 135 of the collector 130. 2, the heat supplier 80 is installed in a direction across the flow of the nanofiber web inside the belt 135, so that the surface 135 of the belt 135 on which the nanofiber web is integrated And the heated belt 135 receives heat energy and transfers heat energy to the nanofiber web moving thereon, thereby forming nanofibers for reinforcing the bonding between the nanofibers To cause remelting.

열 공급기(80)는, 벨트(135) 내부에서, 나노섬유 웹(183)의 이동 흐름 방향을 기준으로 나노 섬유의 집적이 시작되는 벨트(135)의 상류 측과 나노 섬유의 집적이 완료되는 벨트(135)의 하류 측 사이에 설치될 것이다. 구체적인 설치 위치는 벨트(135)가 나노섬유에 최적의 리멜팅 효과를 제공하기 위한 온도 분포를 보이도록, 벨트(135)의 상류 측과 하류 측 사이에서 조절될 수 있을 것이다. 열 공급기(80)는 생산하고자 하는 나노섬유 웹의 크기와 두께에 따라 하나 이상의 장치로 구성될 수 있으며, 벨트(135) 내부에 나노섬유 웹의 이동 흐름 방향을 따라 간격을 두고 설치될 수도 있을 것이다. 이때 열 공급기(80) 사이의 간격은 벨트(135)의 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 점진적으로 좁아질 것이다. The heat supply device 80 includes a belt 135 in which the upstream side of the belt 135 at which the accumulation of the nanofibers is started based on the moving flow direction of the nanofiber web 183, Lt; RTI ID = 0.0 > 135 < / RTI > The specific mounting position may be adjusted between the upstream side and the downstream side of the belt 135 so that the belt 135 exhibits a temperature distribution for providing the optimum remelting effect to the nanofibers. The heat supplier 80 may be constituted by one or more devices according to the size and thickness of the nanofiber web to be produced and may be installed at intervals along the moving flow direction of the nanofiber web inside the belt 135 . At this time, the gap between the heat feeders 80 will gradually become narrower from the upstream side to the downstream side of the belt 135. [

도 3은 본 개시에 따른 전기방사 장치의 다른 일 예를 나타내는 도면이다. 3 is a view showing another example of the electrospinning apparatus according to the present disclosure.

열 공급기(90)는, 도 3에 도시된 것과 같이, 벨트(135) 외부에 나노섬유 웹의 흐름을 가로지르는 방향으로 설치되어, 나노섬유 웹(183)이 집적되는 벨트(135)의 표면 측으로 열 에너지를 공급하도록 할 수 있다. 복수의 열 공급기(90)가 벨트(135) 외부에 나노섬유 웹(183)의 이동 흐름 방향을 따라 간격을 두고 설치될 수 있다. 열 공급기(90)는 나노섬유 웹(183)이 집적되는 벨트(135)의 표면 측에서 벨트(135)를 가열하여 열 에너지를 공급하며, 이와 같이 열 에너지를 받아 가열된 벨트(135)는 그 위에서 이동하는 나노섬유 웹으로 열 에너지를 전달하여 나노섬유 간 결합 강화를 위한 나노섬유의 리멜팅을 유발하게 된다. 그러나, 이와 같이 벨트(135)의 외부에만 열 공급기(90)가 설치되면, 나노섬유의 집적이 시작되는 벨트(135)의 상류 측의 온도가 가장 높고 하류 측으로 갈수록 자연 냉각에 의해 점진적으로 온도가 낮아질 수밖에 없는 등, 벨트(135) 상의 나노섬유 웹과 접촉하는 영역에서 나노섬유 웹의 흐름 방향에 따른 영역별 온도 조절이 용이하지 않을 수 있다. 3, the heat supplier 90 is installed outside the belt 135 in a direction transverse to the flow of the nanofiber web, so that the nanofiber web 183 is conveyed to the surface side of the belt 135 on which the nanofiber web 183 is accumulated It is possible to supply heat energy. A plurality of heat feeders 90 may be provided spaced apart from the belt 135 along the direction of movement of the nanofiber web 183. The heat supplier 90 heats the belt 135 on the surface side of the belt 135 on which the nanofiber web 183 is integrated to supply the heat energy and the heated belt 135, The transfer of heat energy to the nanofiber web moving above induces the remelting of the nanofibers to enhance the bond between the nanofibers. However, when the heat supply device 90 is installed only on the outer side of the belt 135, the temperature at the upstream side of the belt 135 at which the accumulation of the nanofibers is started is highest, and the temperature gradually increases toward the downstream side It may not be easy to control the temperature of each zone in the region of contact with the nanofiber web on the belt 135 according to the flow direction of the nanofiber web.

도 4는 본 개시에 따른 전기방사 장치의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다. 4 is a view showing still another example of the electrospinning apparatus according to the present disclosure.

나노섬유 웹이 리멜팅되기 위한 충분한 열에너지를 공급하기 위해, 도 4에 도시된 것과 같이, 열 공급기(80,90)는 복수로 구비됨과 더불어 벨트(135) 내부뿐만 아니라 벨트(135) 외부에도 설치될 수 있을 것이다. 구체적으로, 벨트 외부에 설치되는 열 공급기(90)는 벨트(135)가 나노섬유의 집적이 시작되는 위치에 도달하기 이전에 벨트(135)를 예열하는 역할을 수행하고, 벨트(135) 내부에 설치되는 열 공급기(90)는 나노섬유가 집적되고 있는 영역에서 벨트(135)를 구간별로 설정 온도에 맞게 조절하는 역할을 수행한다. 좀더 구체적으로, 벨트(135) 내부에는 복수의 열 공급기(80)가 설치되며, 복수의 열 공급기(80)는 나노섬유의 집적이 시작되는 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 점진적으로 좁은 간격으로 배열된다. 이와 같은 열 공급기의 배열은 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 집적되는 나노섬유 웹의 두께가 점진적으로 증가하는 것을 고려한 것이다. As shown in FIG. 4, in order to supply sufficient heat energy for the nano fiber web to be remelted, a plurality of heat feeders 80 and 90 are provided and also installed inside the belt 135 as well as outside the belt 135 . Specifically, the heat supply device 90 installed outside the belt serves to preheat the belt 135 before the belt 135 reaches the position where the accumulation of the nanofibers is started. Inside the belt 135, The installed heat supplier 90 functions to adjust the belt 135 in the region where the nanofibers are integrated according to the set temperature for each section. More specifically, a plurality of heat feeders 80 are provided in the interior of the belt 135, and the plurality of heat feeders 80 are arranged at increasingly narrow intervals from the upstream side to the downstream side where the accumulation of the nanofibers begins. This arrangement of heat sources takes into account the gradual increase in the thickness of the nanofiber webs being integrated from the upstream side to the downstream side.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 방사노즐(122)로부터 방사되는 나노섬유는 벨트의 표면과 접촉하도록 집적될 수도 있지만, 도 4에 도시된 것과 같이, 벨트 위로 이송되는 필름, 이형지, 모조지, 부직포와 같은 기재(182)의 상면에 나노섬유가 집적되어 나노섬유 웹(183)으로 제조될 수도 있다. 이와 같이, 기재(182)의 위에 나노섬유 웹(183)이 형성되는 경우에는, 나노섬유 웹(183)이 벨트(135)를 벗어난 이후의 공정에서 기재(182)와 나노섬유 웹(183)을 박리하는 과정이 필요하다. 또한, 이 경우 양호한 리멜팅을 효과를 얻기 위해, 벨트(135)로부터 나노섬유 웹(183)으로의 열 에너지의 공급이 기재(182)에 의해 방해되는 것이 고려되어야 할 것이다. 따라서, 벨트(135)의 온도를 조절하거나 벨트(135)의 이송 속도를 늦추는 방법 등이 고려될 수 있을 것이다. On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the nanofibers emitted from the spinning nozzle 122 may be integrated to contact the surface of the belt, but as shown in FIG. 4, The nanofibers may be integrated into the nanofibrous web 183 on the upper surface of the base material 182 such as an imitation or nonwoven fabric. As described above, when the nanofiber web 183 is formed on the base material 182, the base material 182 and the nanofiber web 183 are separated from each other in the process after the nanofiber web 183 leaves the belt 135 The process of peeling is necessary. It should also be considered that the supply of heat energy from the belt 135 to the nanofiber web 183 is disturbed by the substrate 182 in order to obtain a good remelting effect in this case. Therefore, a method of adjusting the temperature of the belt 135 or slowing the conveyance speed of the belt 135 may be considered.

도 2 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 열 공급기(80,90)는 벨트(135)의 내부나 외부에 또는 내부와 외부 모두에 설치될 수 있으며, 설치되는 열 공급기(80,90)의 개수와 구체적인 설치 위치는 나노섬유에 최적의 리멜팅 효과를 제공하기 위해 조절될 수 있을 것이다. 2 to 4, the heat feeders 80 and 90 can be installed inside or outside of the belt 135, or both inside and outside, and the number of installed heat feeders 80 and 90 And specific mounting locations may be adjusted to provide the optimum remelting effect for the nanofibers.

상기한 열 공급기(80,90)는 열풍에 의한 열전달 및 복사열에 의한 열전달 방식으로 구성될 수 있다. The heat sources 80 and 90 may be constructed by a heat transfer method by hot air or by a radiant heat.

열풍에 의한 열전달 방식의 열 공급기(90)는, 도 3에 도시된 것과 같이, 전기 히터 또는 열교환 장치를 구비한 열풍 발생기(82)로부터 열풍을 공급받아 벨트(135)를 향해 열풍을 분사하는 방식으로 열을 전달한다. 도 3에는 벨트(135) 외부에 설치되는 열 공급기(90)를 예시하고 있지만 벨트(135) 내부에 설치되는 열 공급기(80) 또한 열풍에 의한 열전달 방식으로 열 에너지를 공급할 수 있다. 열 공급기(80,90)는 고온고압의 열매체를 효율적으로 공급하여 열전달 효율을 높이기 위해, 나노섬유 웹의 이동 흐름을 가로지르는 방향으로 길쭉하게 형성되는 몸체 및 몸체에 설치되는 복수의 에어노즐을 구비하는 에어노즐팩 또는 에어나이프 등과 같은 형태로 제공될 수 있다. 이때 사용가능한 열매체로는 제습된 공기, 질소, 아르곤과 같은 불활성 기체가 사용가능하다. 에어노즐팩의 경우, 노즐 간격은 에어노즐의 크기에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 2~50mm 간격으로 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 열 공급기(80,90)는 컬렉터(130) 내부 또는 외부에서 나노섬유 웹의 흐름을 가로지르는 방향으로 설치되어 열 에너지를 벨트(135)로 공급하는 것이 바람직하다. 에어노즐 간 간격이 너무 넓으면 열전달이 전체적으로 고르지 않아 벨트 상에서 온도 균일성이 떨어지므로, 리멜팅되는 고분자의 열적특성에 따라 에어느즐 간의 간격을 고려해야한다. 에어노즐의 크기는 내경이 0.1~5mm 인 것이 적당하나 작업환경에 따라 달라질 수 있으므로 특별히 제한하지는 않지만 내경이 0.1mm이하인 경우 공기저항이 커져 유량이 줄어들게 됨에 따라 에어 압력이 필요 이상으로 높아야 할 필요가 있을 수 있고, 내경이 5mm 이상인 경우 에어 압력이 급격하게 줄어 많은 유량이 요구된다. As shown in FIG. 3, the heat-supplying type heat supplier 90 by hot air is a system that receives hot air from a hot air generator 82 having an electric heater or a heat exchanger and blows hot air toward the belt 135 . 3 illustrates a heat supplier 90 installed outside the belt 135. The heat supplier 80 installed inside the belt 135 may also supply heat energy by heat transfer by hot air. The heat supply devices 80 and 90 include a body formed elongated in a direction transverse to the moving flow of the nanofiber web and a plurality of air nozzles installed in the body in order to efficiently supply the heating medium at a high temperature and a high pressure, Such as an air nozzle pack or an air knife. At this time, dehumidified air, inert gas such as nitrogen and argon can be used as the heating medium. In the case of the air nozzle pack, although the nozzle spacing may vary depending on the size of the air nozzle, it is generally preferable to arrange the spacing in the range of 2 to 50 mm. That is, the heat sources 80 and 90 are preferably installed in a direction transverse to the flow of nanofibrous web inside or outside the collector 130 to supply heat energy to the belt 135. If the gap between the air nozzles is too wide, the heat transfer becomes uneven throughout and the temperature uniformity on the belt is lowered. Therefore, the gap between the air nozzles must be considered according to the thermal characteristics of the polymer to be remyelinated. The size of the air nozzle is suitably 0.1 to 5 mm in inner diameter, but may vary depending on the working environment. However, if the inner diameter is less than 0.1 mm, the air pressure needs to be higher than necessary And when the inner diameter is 5 mm or more, the air pressure is sharply reduced and a large flow rate is required.

원활한 열전달을 위한 에어노즐팩과 벨트(135) 간의 거리는 1~50cm, 바람직하게는 5~30cm로서, 에어노즐팩과 벨트(135)가 너무 가까워지면 이동하는 벨트(135)가 에어노즐팩과의 형상적인 간섭으로 인하여 파손될 수 있고, 너무 멀어지게 되면 벨트(135)로 부터의 열공급이 원활하지 않게 된다. 따라서 열풍공급이 적절하게 이루어지는 간격과 열공급기(80,90)로부터 공급되는 열풍의 온도와 유량 및 유속을 조절함으로서, 벨트(135)의 온도를 조절할 수 있다.The distance between the air nozzle pack for smooth heat transfer and the belt 135 is 1 to 50 cm, preferably 5 to 30 cm. When the air nozzle pack and the belt 135 are brought too close to each other, It may be damaged due to the shape interference. If the belt 135 is too far away, heat supply from the belt 135 may not be smooth. Therefore, the temperature of the belt 135 can be adjusted by controlling the temperature and the flow rate and the flow rate of the hot air supplied from the heat supply devices 80 and 90 at appropriate intervals of the hot air supply.

복사열 전달 방식의 열 공급기(80,90)는, 나노섬유 웹의 이동 흐름을 가로지르는 방향으로 길쭉하게 형성되는 것이 바람직하며, 복사열을 발생시키기 위한 열원으로서 적외선 히터, 라인형 전자빔 히터, 전기열선 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 복사열 방식의 열 공급기(80)와 벨트(135) 간의 거리는 1~50cm, 바람직하게는 2~30cm로서, 열 공급기와 벨트(135)가 너무 가까워지면 이동하는 벨트(135)가 열 공급기와 형상적인 간섭을 일으켜 열 공급기(80)가 파손될 수 있고, 너무 멀어지게 되면 벨트(135)로의 열전달이 원활하지 않게 된다. 복사열에 의한 열 공급기(80)는 열원의 출력을 조절함으로써, 벨트(135)의 온도를 조절할 수 있다. It is preferable that the radiation heat transfer type heat sources 80 and 90 are elongated in a direction transverse to the movement flow of the nanofiber web, and an infrared heater, a line-type electron beam heater, Can be used. The distance between the heat source 80 and the belt 135 is 1 to 50 cm and preferably 2 to 30 cm so that when the heat supply and the belt 135 are too close to each other, The heat supplier 80 may be damaged due to the shape interference, and if it is too far away, the heat transfer to the belt 135 may not be smooth. The radiant heat source 80 can regulate the temperature of the belt 135 by regulating the output of the heat source.

이와 같이 열공급기(80,90)는 벨트의 내부, 외부 또는 내부와 외부, 외부와 내부로 단일구성형태 및 혼합형태로 나노섬유 웹에 열 에너지를 공급하여 리멜팅을 유발할 수 있으며, 열에너지의 형태는 열풍에 의한 전달과 전기적인 히팅장치에 의한 복사열전달 등 다양하게 구성하여 적용할 수 있다.As such, the heat feeders 80 and 90 can cause remelting by supplying thermal energy to the nanofiber web in a single configuration and in a mixed form inside, outside, inside or outside, outside and inside of the belt, Can be applied in various configurations such as transfer by hot air and radiation heat transfer by an electric heating device.

도 5는 리멜팅되지 않은 나노섬유 웹 표면의 전자현미경 사진이고, 도 6은 120℃ 온도의 복사열로 리멜팅된 나노섬유 웹 표면을 보여주는 전자현미경 사진이며, 도 7은 100℃ 온도의 열풍으로 리멜팅된 나노섬유 웹 표면을 보여주는 전자현미경 사진이고, 도 8은 100℃ 온도의 열풍과 150℃의 복사열로 리멜팅된 나노섬유 웹 표면을 보여주는 전자현미경사진이다.FIG. 5 is an electron micrograph of a non-remyelinated nanofiber web surface, FIG. 6 is an electron micrograph showing a nanofiber web surface remodeled by radiation at a temperature of 120 ° C., FIG. FIG. 8 is an electron micrograph showing a nanofiber web surface remodeled by hot air at a temperature of 100 ° C. and a radiant heat of 150 ° C. FIG. 8 is an electron micrograph showing a melted nanofiber web surface.

나노섬유 웹의 리멜팅을 유발하기 위한 벨트(135)로의 열 에너지 공급은 나노섬유 웹이 완전히 녹아 필름상 또는 그와 유사한 막이 되지 않는 범위 내에서, 도 6 내지 도 8에 도시한 것과 같이, 섬유상이 살아있으며 섬유 간 결합이 형성되어 결합 강화를 이룰 수 있는 조건 하에서 이루어져야 한다. 벨트(135)의 온도가 낮으면, 도 5에 도시한 것과 같이, 리멜팅 효과가 없고, 너무 높으면 나노섬유 전체가 완전히 녹아 필름상으로 진행될 우려가 높다. The supply of thermal energy to the belt 135 to cause remelting of the nanofiber web is carried out within a range such that the nanofiber web is completely melted and does not become a film or similar film, Should be made under conditions that are alive and that the bond between the fibers is formed so that the bond can be strengthened. If the temperature of the belt 135 is low, there is no remelting effect as shown in Fig. 5, and if it is too high, the entire nanofiber may completely melt and proceed to the film.

벨트(135)의 온도는 나노섬유 소재의 열적 특성에 따라 달리 설정되어야 한다. 그리고, 설정된 벨트(135)의 온도에 따라 열 공급기(80,90)가 제어되어야 할 것이다. The temperature of the belt 135 should be set differently according to the thermal properties of the nanofiber material. Then, the heat supply devices 80 and 90 should be controlled according to the temperature of the set belt 135.

리멜팅 된 나노섬유를 얻기 위한 벨트(135)의 온도 설정에 있어서, 2가지 요소가 고려되어야 한다. 하나는 나노섬유 내부에 미증발된 상태로 잔류하는 용제(solvent)가 주변의 온도가 높아짐에 따라 나노화된 섬유의 리멜팅을 활성화하여 나노섬유 소재의 융점 온도 이하에서도 리멜팅이 가능하다는 점이고, 다른 하나는 전기방사에 의해 섬유가 나노화됨에 따라 리멜팅이 가능한 온도가 낮아진다는 점이다. 따라서, 벨트(135)의 온도 설정은, 섬유 원료 고분자 물질의 본래 열적 특성과 상기한 2가지 요소를 고려하여 설정되어야 할 것이다. 더불어, 도 4에 도시된 것과 같이, 만약 나노섬유 웹(183)이 벨트(135)의 표면 위에 직접 접촉하도록 집적되는 것이 아니라, 기재(182) 위에 집적되는 경우에는, 벨트(135)에서 발생되는 열이 기재(182) 위에 집적된 나노섬유로 전달될 때 기재(182)에 의한 열전달 방해를 받게 된다는 점을 벨트(135)의 온도 설정에 고려되어야 할 것이다. In setting the temperature of the belt 135 to obtain the remelted nanofibers, two factors must be considered. One is that remineralization can be performed at a temperature lower than the melting point of the nanofiber material by activating the remelting of the nanofibrated fiber as the solvent remaining in the nanofiber is evaporated to a high temperature as the surrounding temperature increases, One is that as the fibers are nanoized by electrospinning, the temperature at which remelting is possible is lowered. Therefore, the temperature setting of the belt 135 should be set in consideration of the inherent thermal characteristics of the fibrous raw material polymer material and the above two factors. 4, if the nanofiber web 183 is integrated on the substrate 182 rather than being integrated directly into contact with the surface of the belt 135, It should be considered in the temperature setting of the belt 135 that the heat is disturbed by the substrate 182 when it is transferred to the nanofibers integrated on the substrate 182.

이와 같이, 나노섬유의 원료 물질의 종류에 따라 벨트(135)의 온도가 설정되면, 이에 맞춰 벨트(135)로 열을 전달하기 위한 열 공급기(80,90)의 열 에너지 공급이 조절되어야 한다. 열풍에 의한 열전달 방식의 열 공급기는 공급되는 열풍의 온도를 조절하거나, 유량과 유속을 조절하는 방식으로 열 에너지 공급을 조절할 수 있을 것이다. 복사열에 의한 열전달 방식의 열 공급기(80,90)는 열원의 출력을 조절하는 방식으로 열 에너지 공급을 조절할 수 있을 것이다. Thus, when the temperature of the belt 135 is set according to the type of the raw material of the nanofibers, the supply of heat energy to the heat supply devices 80 and 90 for transferring heat to the belt 135 should be adjusted accordingly. The heat transfer type heat source by the hot wind can control the temperature of the supplied hot air or adjust the supply of heat energy by adjusting the flow rate and the flow rate. Heat transfer heat sources 80,90 by radiant heat will be able to regulate the supply of heat energy in a manner that regulates the output of the heat source.

상기한 바와 같이, 열 공급기(80)(90)가 컬렉터(130)를 구성하는 벨트(135)를 가열하고, 가열된 벨트(135)가 나노섬유 웹에 열 에너지를 공급하는 간접적인 열전달 방식으로 나노섬유 웹의 리멜팅을 위한 열 에너지 공급을 수행하면, 넓은 영역에 고르게 열 에너지를 공급할 수 있음에 따라 제한적인 영역에 과도하게 열이 집중되는 것을 막을 수 있다. 따라서, 벨트(135) 위에 점진적으로 집적되는 나노섬유 웹 전체가 균일하게 리멜팅을 통해 결합 강화될 수 있다. 또한, 열 공급기(80)(90)를 통해 벨트(135)를 경유하여 나노섬유 웹으로 전달되는 열 에너지는 집적도중의 나노섬유 웹을 효과적으로 건조하는데 도움을 주기도 한다. 따라서, 컬랙터(130) 하류 측에 집적이 완료된 나노섬유 웹을 건조시키기 위해 구비될 수 있는 별도의 건조기(미도시)를 생략할 수도 있다.As described above, the heat sources 80 and 90 heat the belt 135 constituting the collector 130, and the heated belt 135 is heated by an indirect heat transfer method that supplies heat energy to the nanofiber web Providing thermal energy for remelting of the nanofiber web can provide an even distribution of heat energy over a large area, thereby preventing excessive heat from concentrating in a limited area. Accordingly, the entire nanofiber web gradually accumulated on the belt 135 can be uniformly bonded and strengthened through remelting. In addition, the thermal energy delivered to the nanofiber web via the heat exchanger (s) 80 (90) via the belt 135 also helps to effectively dry the nanofiber web in the dense degree. Accordingly, a separate dryer (not shown), which may be provided to dry the integrated nanofiber web at the downstream side of the collector 130, may be omitted.

이하 이상과 같은 전기방사 장치의 작동 방법을 설명한다. Hereinafter, an operation method of the electrospinning apparatus will be described.

이상과 같은 전기방사 장치(100)는, 저장 용기(112)에 담긴 섬유 원료물질이 용해된 용액을 펌프(114)를 사용하여 방사노즐팩들(126)에 공급하고, 방사노즐팩(126)에 고전압을 인가한 상태에서, 방사노즐들(122)을 통해 컬렉터(130) 위로 나노섬유를 전기방사를 하여 나노섬유 웹을 형성한다. 열 공급기에 의한 리멜팅이 일어나지 않는다면, 나노섬유 웹은 도 5에 도시한 것과 같은 상태가 될 것이다. 방사노즐들(122)에 의해 벨트(135) 위로 방사되어 집적되는 나노섬유 웹은 열 공급기(80,90)를 통해 가열되는 벨트(135)로부터 간접적으로 열 에너지를 공급받게 되어, 나노섬유 내·외부에 리멜팅 효과가 발생하며, 따라서 나노섬유 간 결합이 강화된 나노섬유 웹을 제공하게 된다. 리멜팅이 일어난 나노섬유 웹은, 도 6 또는 도 7에 도시된 것과 같이, 리멜팅에 의해 나노섬유들이 교차하는 부분에 결합이 형성된 상태가 될 것이다. The electrospinning apparatus 100 as described above is configured such that the solution in which the fiber raw material contained in the storage container 112 is dissolved is supplied to the spinneret nozzle packs 126 using the pump 114, The nanofibers are electrospinned onto the collector 130 through the spinning nozzles 122 to form a nanofiber web. If the remelting by the heat feeder does not occur, the nanofiber web will be in a state as shown in Fig. The nanofiber web that is radiated and accumulated on the belt 135 by the spinning nozzles 122 is indirectly supplied with heat energy from the belt 135 heated through the heat feeders 80 and 90, A remelting effect is exerted on the outside, thereby providing a nanofiber web having enhanced bonding between nanofibers. As shown in Fig. 6 or 7, the remover-induced nanofiber web will be in a state in which bonds are formed at the intersections of the nanofibers by remelting.

나노섬유 웹을 사용하여 제조될 수 있는 원단은 매우 다양하다. 그 중에서, 투습방수 원단은 평균 직경이 50~1,000nm인 나노섬유에 의해 구성된다. 1,000nm 초과하는 섬유직경으로 구성된 웹은 기공 크기가 너무 커져 방수기능이 불량해서 투습방수원단으로 기능하기가 어렵고, 내수압 특성도 나빠질 수 있다. 또한 섬유직경이 50nm보다 작아지면, 기공 크기가 너무 작아지는 문제점을 가진다. 이러한 수치범위를 갖는 나노섬유들에 의해 형성된 투습방수 원단에는 직경 0.01~2um의 무수한 많은 기공들이 존재하며, 바람직하게는 0.05~1um 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 기공 직경이 0.05um이하로 너무 작으면 통기성 및 투습성이 떨어져 격한 운동에 의해 순간적으로 많은 땀이 발생할 때 짧은 시간에 땀 배출 기능이 떨어지며, 기공 직경이 1um이상으로 크면 높은 압력 범위에서 방수 기능이 떨어져 내수압 기능을 감소시킨다. 이에 따라 투습방수 원단은 인체에서 발생하는 직경 0.0004um의 땀이나 습기는 통과시키고, 자연 상태에서 발생하는 직경 50~600um의 안개나 빗방울 등의 수분 입자는 차단하여 투습 기능과 방수 기능을 모두 제공하게 된다. 여기에 전체 공극률은 투습방수 기능 및 보온성, 경량성을 감안할 때 50~90%인 것이 바람직하다. 50%이하의 공극률은 통기량이 낮아 나노섬유의 장점인 쾌적성 및 경량성이 떨어진다. 이를 보완하기 위해 두께가 얇아져야 하는데 그렇게 되면 내수압에 나쁜 영향으로 나타나며 기계적 강도가 떨어져 작업중 처리가 힘들어진다. 또한 공극률이 낮아지면 내부 공기층이 줄어들게 되고 내외부의 온도 차이에도 열손실을 막아주는 공기층이 줄어들면 보온성이 떨어지는 효과로 나타난다. 90%이상의 공극률은 기계적 강도가 떨어져 작업성이 나빠지며 내수압이 떨어지고 통기량이 너무 높아 보온성이 오히려 떨어진다. 투습방수 원단의 두께는 섬유의 적층량에 의해 결정되는데 투습도와 내수압 특성을 고려하여 2~50um 정도가 적당하나, 이보다 바람직하게는 5~30um 두께가 적당하다. 투습방수 원단의 전체적인 두께가 너무 얇으면 방수성을 보증할 수 없으며 기계적 강도가 약해져 작업 중 찢어지는 문제가 수반되며, 두께가 50um이상으로 두꺼워지면 제조단가가 급격하게 증가되고 단위면적당 원단 무게가 증가되어 경량화에 불리해진다. There are a wide variety of fabrics that can be made using nanofiber webs. Among them, the breathable and waterproof fabric is composed of nanofibers having an average diameter of 50 to 1,000 nm. Webs composed of fiber diameters exceeding 1,000 nm have a pore size that is too large to function as a breathable and waterproof fabric, and water pressure characteristics may be deteriorated. Further, if the fiber diameter is smaller than 50 nm, the pore size becomes too small. In the moisture-permeable and waterproof fabric formed by the nanofibers having such a numerical range, there are a myriad of numerous pores having a diameter of 0.01 to 2 μm, preferably in the range of 0.05 to 1 um. If the pore diameter is less than 0.05um, ventilation and moisture permeability will be deteriorated. If sweating occurs momentarily due to heavy exercise, sweat discharge function will be shortened in a short time. If pore diameter is bigger than 1um, Decrease water pressure function. As a result, the breathable and waterproof fabric passes the sweat and moisture of the diameter of 0.0004um generated from the human body and blocks the moisture particles such as fog and raindrops of 50 ~ 600um in diameter occurring in the natural state and provides both the moisture permeation function and the waterproof function do. The total porosity is preferably 50 to 90% in consideration of the moisture permeable and waterproof function, warmth and light weight. The porosity of 50% or less has a low air permeability, resulting in poor comfort and light weight, which are advantages of nanofibers. In order to compensate for this, the thickness must be thinned, which causes bad influence on the water pressure. In addition, when the porosity is lowered, the inner air layer is reduced, and when the air layer which prevents the heat loss from being caused by the temperature difference between inside and outside is decreased, The porosity of 90% or more is poor in mechanical strength and workability is poor, water pressure is low, and the amount of ventilation is too high, resulting in deteriorating the warmth. The thickness of the breathable and waterproof fabric is determined by the lamination amount of the fibers. The thickness of the breathable and waterproof fabric is suitably 2 to 50 μm, preferably 5 to 30 μm, in consideration of the moisture permeability and the water pressure. If the overall thickness of the breathable and waterproof fabric is too thin, waterproofness can not be guaranteed, the mechanical strength is weakened, and the tearing is accompanied by the problem. When the thickness is more than 50um thick, the manufacturing cost increases sharply and the fabric weight per unit area increases It is disadvantageous in weight reduction.

투습방수 원단을 이루는 섬유의 원료가 되는 고분자 물질로는 일반적으로 폴리우레탄(PU), TPU(Thermoplastic polyurethane), 불소계고분자 또는 이들을 포함한 이성분 이상의 혼합 물질이 사용되어진다. 우레탄은 표면점착성이 높아 섬유간 마찰이 크고 섬유가닥간 연결력이 형성되나 강한 힘에 의해 섬유가닥간 미끄럼이 발생되고 이때 부분적으로 기공이 열려 내수압이 떨어지는 현상이 나타난다. 뿐만 아니라 세탁 후에는 섬유간 변형이 더욱 심해져 기공이 불균일해지고 내수압은 현저히 떨어지는 원인이 된다. 이러한 이유로 표면 마찰 또는 점착성이 없는 소재로 형성된 나노섬유 웹의 문제점들은 더욱 심각하여 나노섬유 웹으로 투습방수 원단 적용이 불가능하지만 본 개시에 따른 전기방사 장치에 적용된 리멜팅 기술은 나노섬유 간 결합 강화를 유발시켜 이러한 문제점들을 현격하게 완화시키면서 다른 소재들이 지닌 장점을 활용할 수 있게 한다. 특히 불소계 수지는 발수성, 발오성이 우수하여 투습방수용 소재에 적합하지만 나노섬유 웹으로 제조된 불소계 섬유는 자기들끼리의 결합력이 없어 섬유간 미끌림 현상이 나타나 투습방수용으로 사용되기에 한계가 있었다. 본 개시에 의하면, 이러한 문제점을 해결함과 동시에 소재 장점을 살릴 수 있다. 폴리우레탄과 더불어 나노섬유에 사용될 수 있는 소재로는 불소계 고분자, 아미드(amide)계 고분자, 아크릴계 고분자, 설폰계 고분자, 폴리에스터계 고분자, 폴리비닐알코올(PVA), 및 이들의 혼합 물질(Blend) 등 용제에 녹을 수 있거나 또는 전기방사가 가능한 고분자는 모두 사용가능하다. 또한 이들의 각각의 물질을 교차방사 또는 멀티방사 하여 혼합 나노섬유 웹을 제조하여서도 사용가능하다.Polyurethane (PU), thermoplastic polyurethane (TPU), fluoropolymer, or a mixture of two or more of these materials is generally used as the raw material of the fiber forming the breathable waterproof fabric. Urethane has high surface tackiness and high interfiber friction, and it forms a connecting force between the fiber strands, but the sliding of the fiber strands occurs due to the strong force. At this time, the pore is partially opened and the water pressure drops. In addition, after washing, deformation of the fibers becomes more severe, which causes non-uniformity of the pores and causes the water pressure to drop significantly. For this reason, the problems of the nanofiber web formed of a material having no surface friction or non-stickiness are more serious, so that it is not possible to apply the moisture-permeable and waterproof fabric to the nanofiber web, but the remelting technique applied to the electrospinning device according to the present disclosure To significantly alleviate these problems and to exploit the advantages of other materials. Particularly, the fluororesin is suitable for the waterproofing and waterproofing material because of its excellent water repellency and ductility. However, the fluororesin made from the nanofiber web has no binding force between the fibers and slip between the fibers. According to the present disclosure, it is possible to solve such a problem and to take advantage of the material advantages. Examples of materials usable for the nanofiber in addition to polyurethane include fluorinated polymers, amide polymers, acrylic polymers, sulfonic polymers, polyester polymers, polyvinyl alcohol (PVA), and blends thereof. Any polymer capable of dissolving in a solvent or electrospinning can be used. It is also possible to manufacture mixed nanofiber webs by cross-spinning or multi-spinning each of these materials.

이상에서 주로 투습방수 원단의 관점에서 나노섬유 웹을 설명하였지만, 본 개시에 따른 전기방사 장치는 결합 강화가 필요한 경우라면 어떠한 종류의 나노섬유 웹 형성에도 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.
Although the nanofiber web has been described mainly from the viewpoint of the breathable and waterproof fabric, the electrospinning apparatus according to the present disclosure can be effectively used for forming nanofiber webs of any kind if bonding strengthening is required.

이하, 본 개시에 따른 전기방사 장치를 사용한 나노섬유 웹의 제작 예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a production example of a nanofiber web using the electrospinning device according to the present disclosure will be described in detail.

제작예Production Example 1 One

나노섬유 웹의 제조Manufacture of nanofiber webs

열가소성 폴리우레탄수지(TPU; 수평균 분자량 90,000g/mol)를, N,N-디틸메틸포름아마이드(DMF)와 아세톤(Acetone)이 무게비 50:50으로 섞인 혼합 용매에 15중량% 농도를 갖도록 방사 용액을 제조하였다. 이때, 제조된 방사 용액을 점도계(Rheometer DV, Brookfield co., USA)를 이용하며 측정한 점도가 400cps이었다. 제조된 고분자 방사 용액을 도 2에 도시된 전기방사 장치를 이용하여 직경 200 ~ 400nm 섬유로 형성된 나노섬유 웹을 제조하였다. (TPU) having a number average molecular weight of 90,000 g / mol was added to a mixed solvent of N, N-dimethylmethylformamide (DMF) and acetone (Acetone) in a weight ratio of 50:50 Solution. The viscosity of the prepared spinning solution was measured with a viscometer (Rheometer DV, Brookfield co., USA) at 400 cps. Using the electrospinning apparatus shown in FIG. 2, a nanofiber web having a diameter of 200 to 400 nm fibers was prepared.

나노섬유 웹Nanofiber web 의of 후처리 After treatment

상기 방법으로 제조되는 방사영역 중간부와 말단부에 각각, 적외선 히터를 사용하여 복사열 형태로 열 에너지를 공급하는 열 공급기(80)를 사용하여 나노섬유 리멜팅을 위한 복사열을 공급하여 투습방수 원단용 나노섬유 웹을 제조하였다. 이때의 온도는 120℃, 거리 8cm로 하여 투습방수 원단용 나노섬유 웹을 제조하였다.
The heat source 80 for supplying heat energy in the form of radiant heat by using an infrared heater is provided at the middle part and the end part of the radiating area manufactured by the above method to supply radiant heat for remyelination of the nano- Fiber webs. At this time, the nanofiber web for breathable and waterproof fabric was prepared at a temperature of 120 ° C and a distance of 8 cm.

제작예Production Example 2 2

상기 제작예 1과 동일한 방법으로 전기방사하여 나노섬유 웹을 제조하였고, 도 3에 도시된 바와 같은 열풍 형태로 열 에너지를 공급하는 열 공급기(90)를 사용하여 나노섬유 리멜팅을 위한 열 에너지를 공급하였다. 이때, 나노섬유 웹(183)이 집적되는 벨트(135)와 열 공급기(90)의 에어노즐 간의 간격은 15cm로 유지하였으며, 온도 100℃로 세팅한 상태에서 열풍을 공급하여, 투습방수 원단용 나노섬유 웹을 제조하였다.
A nanofiber web was prepared by electrospinning in the same manner as in Production Example 1, and a heat source 90 for supplying heat energy in the form of hot air as shown in FIG. 3 was used to generate heat energy for remelting the nanofibers Respectively. At this time, the interval between the belt 135 on which the nanofiber web 183 is integrated and the air nozzle of the heat supplier 90 was maintained at 15 cm, and hot air was supplied while the temperature was set at 100 ° C., Fiber webs.

제작예Production Example 3 3

상기 제작예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 도 4에 도시된 바와 같이, 온도 100℃로 세팅한 열풍 형태로 열 에너지를 공급하는 열 공급기(90)를 사용하여 벨트(135)를 예열하고, 방사영역 중간부와 말단부에 각각 온도 150℃ 및 거리 8cm로 세팅한 복사열 형태로 열 에너지를 공급하는 열 공급기(80)를 사용하여 나노섬유 리멜팅을 위한 복사열을 공급하여 투습방수 원단용 나노섬유 웹을 제조하였다.
As shown in FIG. 4, the belt 135 was preheated by using a heat supplier 90 for supplying heat energy in the form of hot air set at a temperature of 100 ° C., A thermal feeder 80 for supplying thermal energy in the form of radiant heat set at a temperature of 150 ° C and a distance of 8 cm at the middle and at the end of the region is used to supply radiant heat for remyelination of the nanofibers, .

나노섬유 웹이 후처리되는 조건은 나노섬유 웹이 완전히 녹아 필름상 또는 그와 유사한 막이 되지 않는 범위 내에서 섬유상이 살아있으며 섬유간 결합이 형성되는 조건이어야 한다. 제조된 나노섬유 웹으로 이루어진 투습방수 원단의 투습도 및 내수압을 KS 규격에 의거하여 측정 분석하였으며, 공기투과도는 JIS L 1096:2010규격에 의거하여 측정하였다.The conditions under which the nanofiber web is post-treated should be such that the nanofiber web is completely melted and the fibrous phase is alive and interfiber bond is formed within a range that does not become a film-like or similar film. The moisture permeability and water pressure of the breathable and waterproof fabric made of the manufactured nanofiber web were measured and analyzed according to the KS standard, and the air permeability was measured according to JIS L 1096: 2010 standard.

제작예 1에 의해 제작된 나노섬유 웹의 리멜팅 전의 표면을 도 5의 전자현미경(SEM) 결과에 나타내었다. 직경 200 ~ 400nm의 나노섬유로 집적된 망상구조 웹의 형상이 확인되었고, 이를 다시 제작예 1, 2 및 3의 방법에 의해 리멜팅한 결과를 도 6, 도 7 및 도 8로 확인하였다. 제작예 1 에 의해 제조된 나노섬유 웹은 적외선히터에 의해 공급되는 복사열에 의해 나노섬유가 이웃하는 부분과 결합되어 섬유상을 띄는 것이 확인되며, 보다 많은 열량이 전달되는 조건인 제작예 3에서 리멜팅 효과가 큰 것을 도 8에서 비교 확인할 수 있다. 또한 열 공급기(90)에서 열풍에 의해 열 에너지를 공급하는 제작예 2의 경우에도 전체적으로 나노섬유 웹이 리멜팅되어 나노섬유간 결합이 형성된 것을 도 7에 의해 확인할 수 있다.The surface of the nanofiber web prepared in Production Example 1 before remelting was shown in the electron microscope (SEM) result of FIG. The morphology of the mesh web integrated with nanofibers having a diameter of 200 to 400 nm was confirmed, and the results of the remyelination by the methods of Production Examples 1, 2 and 3 were confirmed in FIGS. 6, 7 and 8. The nanofiber web produced in Production Example 1 was confirmed to be fibrous with the neighboring portions of the nanofibers due to the radiant heat supplied by the infrared heater. In Production Example 3 in which more heat was transferred, A large effect can be confirmed by comparison in Fig. Also, in the case of Production Example 2 in which thermal energy is supplied by the hot air from the heat supplier 90, the nanofiber web as a whole is remyelinated to form a bond between the nanofibers.

도 9는 본 개시에 따른 전기방사 장치를 사용하여 제조된 나노섬유 웹의 투습도, 내수압, 공기투과도의 측정결과를 열처리를 통한 리멜팅 이전의 나노섬유 웹과 비교한 표이다. FIG. 9 is a chart comparing the measurement results of the moisture permeability, water pressure, and air permeability of the nanofiber web prepared using the electrospinning apparatus according to the present disclosure with the nanofiber web before the remelting through heat treatment.

상기 제작예를 통해 제작된 나노섬유 웹의 물성 변화를 리멜팅 이전의 나노섬유 웹과 비교하여 도 9에 나타내었다. 투습도는 KS K 0594중 염화칼슘(CaCl2)법에 의해 40℃로 전처리한 투습컵에 흡습제인 염화칼슘을 33g 넣은 다음 시험편과 흡습제의 거리가 3mm가 되도록 놓고, 이 시험체를 온도 40℃, 상대습도 90%의 공기가 순환하는 항온 항습장치에 넣고 측정하였으며, 내수압은 내수압법인 KS K ISO 811법에 의해 온도 20℃인 증류수를 사용하여 600mmH2O/mim으로 승압하며 측정하였으며, 공기투과도 (Air Permeability Tester, FX3300, textest instruments co., Switzerland)는 JIS L 1096:2010 규격에 의거하여 투습방수 원단용 나노섬유 웹에 125Pa 공기압을 가해 측정하였다.The change in physical properties of the nanofiber web prepared through the above-mentioned production example is shown in FIG. 9 in comparison with the nanofiber web before remyelination. The moisture permeability was measured by placing 33 g of calcium chloride as a hygroscopic agent in a moisture permeable cup pretreated at 40 캜 by a calcium chloride (CaCl 2) method in KS K 0594, setting the distance between the test piece and the moisture absorber to 3 mm, % Air was circulated. The water pressure was measured at 600 mmH 2 O / min using distilled water having a temperature of 20 ° C according to the KS K ISO 811 method, and the air permeability was measured using Air Permeability Tester , FX3300, textest instruments co., Switzerland) was measured by applying air pressure of 125 Pa to the nanofiber web for breathable waterproof fabric according to JIS L 1096: 2010 standard.

나노섬유 웹을 리멜팅 처리한 제작예 1 및 2의 경우 기공도가 감소하여 투습도와 공기투과도가 감소하는 경향을 보이지만 그에 반해 나노섬유 간 결합이 형성됨으로써 내수압 증가를 확인할 수 있었다. 리멜팅의 정도에 따라 변화폭도 차이가 나타났다. 보다 많은 열량을 공급한 제작예 3의 경우 투습도와 공기투과도 감소폭이 제작예 1의 경우보다 큰 것을 확인할 수 있다. 또한 인장력에서도 결합이 많이 형성될수록 강도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 나노섬유 웹의 단점으로 지적되어온 세탁성과 마모성을 향상시켜줄 수 있는 의미 있는 결과이다.In the case of Preparation Examples 1 and 2 in which the nanofiber web was subjected to remelting treatment, the porosity decreased and the moisture permeability and air permeability were decreased. On the contrary, the increase of the water pressure was confirmed by the formation of the nanofiber bond. The range of change was also different according to the degree of remelting. It can be seen that in the case of Production Example 3 in which more heat is supplied, the decrease in the moisture permeability and the air permeability is larger than in Production Example 1. [ In addition, it can be seen that the tensile strength increases as the number of bonds increases. These results are meaningful results that can improve washing and abrasion, which have been pointed out as disadvantages of nanofiber webs.

이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다. Various embodiments of the present disclosure will be described below.

(1) 컬렉터는 집적 도중의 나노섬유가 그 위에서 이동하는 벨트를 포함하며, 열 공급기는 벨트 내부에 장착되어 벨트에 열 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. (1) The electrospinning device according to (1), wherein the collector includes a belt on which the nanofibers move during the accumulation, and the heat supplier is mounted inside the belt to supply thermal energy to the belt.

(2) 열 공급기는 복수로 구비되며, 복수의 열 공급기는 나노섬유의 집적이 시작되는 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 점진적으로 좁은 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. (2) The electrospinning device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of heat-supplying devices are arranged, and the plurality of heat-supplying devices are arranged at increasingly narrow intervals from the upstream side to the downstream side where the accumulation of nanofibers begins.

(3) 벨트 외부에 장착되어 벨트에 열 에너지를 공급하는 열 공급기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. (3) a heat supplier mounted on the outside of the belt to supply heat energy to the belt.

(4) 벨트는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. (4) The electrospinning device according to any one of (1) to (4), wherein the belt is made of a metal.

(5) 컬렉터는 집적 도중의 나노섬유가 그 위에서 이동하는 벨트를 포함하며, 열 공급기는 벨트 외부에 장착되어 벨트에 열 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. (5) The electrospinning device according to (5), wherein the collector includes a belt on which the nanofibers move during accumulation, and the heat supplier is mounted outside the belt to supply thermal energy to the belt.

(6) 벨트는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. (6) The electrospinning device according to (6), wherein the belt is made of a metal.

(7) 열 공급기는 나노섬유 웹의 흐름을 가로지르는 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치.(7) The electrospinning device according to any of the preceding claims, wherein the heat supply device is installed in a direction across the flow of the nanofiber web.

(8) 열 공급기는 복사열 형태로 열 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. (8) An electrospinning device characterized in that the heat supply device supplies heat energy in the form of radiant heat.

(9) 열 공급기는 열풍 형태로 열 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. (9) An electrospinning device characterized in that the heat supply device supplies heat energy in the form of hot air.

본 개시에 따른 하나의 전기방사 장치에 의하면, 별도의 라미네이팅, 폴리우레탄 표면 코팅 등 추가 공정 없이, 나노섬유 간 결합을 강화하여 세탁 후에도 원형유지능력이 탁월한 등 우수한 세탁성을 구비하고 내마모성이 우수한 나노섬유 웹을 제공할 수 있다. According to the one electrospinning apparatus of the present disclosure, the nanofiber bonding is strengthened without additional processing such as separate laminating and polyurethane surface coating, and excellent circularity keeping ability even after washing, and excellent nano- A fibrous web can be provided.

본 개시에 따른 다른 하나의 전기방사 장치에 의하면, 강화된 나노섬유 간 결합과 더불어 모세관 현상의 발생이 적어 많은 양의 외부수분 유입에 대해서도 탁월한 내수압을 갖는 투습방수 원단용 나노섬유 웹을 제공할 수 있다. According to another electrospinning apparatus according to the present disclosure, it is possible to provide a nanofiber web for breathable and waterproof fabrics having excellent water pressure resistance against a large amount of external water inflow due to the generation of capillary phenomenon along with strengthened nanofiber bonding have.

열 공급기(80,90) 방사노즐(122)
방사노즐팩(126) 컬렉터(130)
벨트(135)The heat feeder (80,90) spinning nozzle (122)
The spinning nozzle pack 126 collector 130,
The belt (135)

Claims (10)

섬유원료 물질이 용해된 용액을 공급받아 나노섬유를 방사하는 하나 이상의 방사노즐;
방사되는 나노섬유가 나노섬유 웹 형태로 집적되며, 집적 도중의 나노섬유가 그 위에서 이동하는 컬렉터; 및
나노섬유의 리멜팅을 통한 나노섬유 간 결합 강화를 위해 컬렉터 위에서 이동하는 나노섬유 웹에 간접적으로 열 에너지를 공급하도록, 컬렉터를 가열하는 열 공급기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. One or more spinning nozzles that receive the solution of the fiber raw material and emit the nanofibers;
A collector in which the radiated nanofibers are integrated into a nanofiber web, the nanofibers traveling on the collecting being moved thereon; And
And a heat supplier for heating the collector to indirectly supply heat energy to the nanofiber web moving on the collector for enhancing the bond between the nanofibers through remelting of the nanofibers. 청구항 1에 있어서,
컬렉터는 집적 도중의 나노섬유가 그 위에서 이동하는 벨트를 포함하며,
열 공급기는 벨트 내부에 장착되어 벨트에 열 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. The method according to claim 1,
The collector includes a belt on which the nanofibers move during integration,
Wherein the heat supply device is mounted inside the belt to supply thermal energy to the belt. 청구항 2에 있어서,
열 공급기는 복수로 구비되며, 복수의 열 공급기는 나노섬유의 집적이 시작되는 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 점진적으로 좁은 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. The method of claim 2,
Wherein a plurality of heat supply devices are provided and the plurality of heat supply devices are arranged at a narrow interval gradually from the upstream side to the downstream side where the accumulation of the nanofibers starts. 청구항 2에 있어서,
벨트 외부에 장착되어 벨트에 열 에너지를 공급하는 열 공급기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. The method of claim 2,
And a heat supplier mounted on the outside of the belt to supply heat energy to the belt. 청구항 2에 있어서,
벨트는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. The method of claim 2,
Wherein the belt is made of a metal material. 청구항 1에 있어서,
컬렉터는 집적 도중의 나노섬유가 그 위에서 이동하는 벨트를 포함하며,
열 공급기는 벨트 외부에 장착되어 벨트에 열 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. The method according to claim 1,
The collector includes a belt on which the nanofibers move during integration,
Wherein the heat supply device is mounted outside the belt to supply heat energy to the belt. 청구항 6에 있어서,
벨트는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. The method of claim 6,
Wherein the belt is made of a metal material. 청구항 1에 있어서,
열 공급기는 나노섬유 웹의 흐름을 가로지르는 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat source is installed in a direction across the flow of the nanofiber web. 청구항 1에 있어서,
열 공급기는 복사열 형태로 열 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. The method according to claim 1,
Wherein the heat source supplies heat energy in the form of radiant heat. 청구항 1에 있어서,
열 공급기는 열풍 형태로 열 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기방사 장치. The method according to claim 1,
Wherein the heat supply device supplies heat energy in the form of hot air.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101724623B1 (en) * 2015-11-24 2017-04-10 주식회사 아모그린텍 Nanofiber vent system of urea tank and method for manufacturing the same
KR101731979B1 (en) 2015-08-12 2017-05-02 (주) 파이브레인 Fabric of improved moisture permeability and waterproof and method of manufacturing thereof
CN112981718A (en) * 2021-02-05 2021-06-18 东华大学 Electrostatic spinning fiber flocculus and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707468A (en) 1994-12-22 1998-01-13 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Compaction-free method of increasing the integrity of a nonwoven web
KR20050066013A (en) * 2003-12-26 2005-06-30 김학용 A method of manufacturing nano-fibers with excellent fiber formation
KR20050094918A (en) * 2004-03-23 2005-09-29 김학용 A bottom-up electrospinning devices, and nanofibers prepared by using the same
KR20100078811A (en) * 2008-12-30 2010-07-08 주식회사 효성 Electrospinning device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707468A (en) 1994-12-22 1998-01-13 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Compaction-free method of increasing the integrity of a nonwoven web
KR20050066013A (en) * 2003-12-26 2005-06-30 김학용 A method of manufacturing nano-fibers with excellent fiber formation
KR20050094918A (en) * 2004-03-23 2005-09-29 김학용 A bottom-up electrospinning devices, and nanofibers prepared by using the same
KR20100078811A (en) * 2008-12-30 2010-07-08 주식회사 효성 Electrospinning device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101731979B1 (en) 2015-08-12 2017-05-02 (주) 파이브레인 Fabric of improved moisture permeability and waterproof and method of manufacturing thereof
KR101724623B1 (en) * 2015-11-24 2017-04-10 주식회사 아모그린텍 Nanofiber vent system of urea tank and method for manufacturing the same
WO2017090935A1 (en) * 2015-11-24 2017-06-01 주식회사 아모그린텍 Nanofiber vent device for urea water tank and method for manufacturing same
CN108291469A (en) * 2015-11-24 2018-07-17 阿莫绿色技术有限公司 Urea water tank nanofiber ventilation device and its manufacturing method
US10774714B2 (en) 2015-11-24 2020-09-15 Amogreentech Co., Ltd. Nanofiber vent device for urea water tank and method for manufacturing same
CN112981718A (en) * 2021-02-05 2021-06-18 东华大学 Electrostatic spinning fiber flocculus and preparation method thereof

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