KR101466286B1 - A bottom-up and top-down electrospinning devices of manufacture for nano fiber - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합식 전기방사장치에 관한 것으로, 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치를 교대로 설치하여 방사용액을 분사함으로써 서로 다른 고분자로 이루어지는 나노섬유의 제조가 가능함과 동시에 서로 다른 직경을 갖는 나노섬유의 제조가 가능하고, 상향식 전기방사장치와 하향식 전기방사장치가 하나의 공정에 동시에 적용됨으로써 상호 보완적이면서도 진보된 나노섬유 제품의 생산이 가능한 복합식 전기방사장치를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 특징은, 나노섬유를 제조하기 위한 전기방사장치에 있어서, 고전압이 발생되는 컬렉터가 노즐의 상단에 위치하는 상향식 전기방사장치; 및 고전압이 발생되는 컬렉터가 노즐의 하단에 위치하는 하향식 전기방사장치; 를 포함하여 구성되되, 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치가 수평방향을 향하여 교대로 연속되게 배열설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a composite electrospinning device, wherein a bottom-up electrospinning device and a top-down electrospinning device are alternately installed to spray a spinning solution, thereby making it possible to manufacture nanofibers composed of different polymers, And a bottom-up electrospinning device is simultaneously applied to a single process, thereby providing a composite electrospinning device capable of producing complementary but advanced nanofiber products. The technical features of the electrospinning device are as follows: An electrospinning device for producing nanofibers, comprising: a bottom-up electrospinning device in which a collector where a high voltage is generated is located at the top of a nozzle; And a top-down electrospinning device in which a collector with a high voltage is located at the bottom of the nozzle; Wherein the bottom-up electrospinning device and the top-down electrospinning device are arranged in a continuous manner alternately toward the horizontal direction.

Description

복합식 전기방사장치{A bottom-up and top-down electrospinning devices of manufacture for nano fiber}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a composite electrospinning device,

본 발명은 복합식 전기방사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상향식 전기방사장치와 하향식 전기방사장치를 교대로 설치하여 서로 다른 고분자 및 서로 다른 직경을 갖는 나노섬유를 대량으로 생산할 수 있는 복합식 전기방사장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a composite electrospinning apparatus, and more particularly, to a composite electrospinning apparatus capable of mass production of different polymers and nanofibers having different diameters by alternately installing a bottom-up electrospinning apparatus and a top- .

일반적으로, 나노섬유(Nano Fiber)란, 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세사(超極細絲 : Micro Fiber)를 지칭하는 것으로서, 나노섬유로 구성된 부직포, 멤브레인 및 브레이드 등의 제품은 생활용품, 농업용, 의류용 및 산업용 등으로 널리 사용된다.In general, a nanofiber refers to a microfiber having a diameter of only a few tens to a few hundred nanometers, and a nonwoven fabric, a membrane, It is widely used for agricultural, clothing and industrial applications.

뿐만 아니라, 인조 피혁, 인조 스웨이드, 생리대, 의복, 기저귀, 포장재, 잡화용 소재, 각종 필터 소재, 유전자 전달체의 의료용 소재 및 방탄 조끼 등 국방용 소재에 적용되는 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.In addition, it is used in a variety of fields such as artificial leather, artificial suede, sanitary napkin, clothes, diaper, packaging materials, various kinds of materials for use in general merchandise, various filter materials, medical materials for gene delivery materials and anti-

상술한 바와 같은 나노섬유는 전기장에 의해 생산된다. 즉, 나노섬유는 원료인 고분자 물질에 고전압의 전기장을 걸어서 원료인 고분자 물질 내부에 전기적인 반발력을 발생시키고, 이로 인해 분자들이 뭉쳐 나노 크기의 실 형태로 갈라짐으로써 나노섬유가 제조 및 생산된다.The nanofibers as described above are produced by an electric field. That is, nanofibers generate electrical repulsive force inside the polymer material by applying a high voltage electric field to the polymer material, which is the raw material, and the nanofibers are manufactured and produced by breaking the molecules into a nano-sized yarn shape.

이때, 전기장이 강할수록 원료인 고분자 물질이 가늘게 찢어지기 때문에 10 내지 1000㎚의 가늘기를 갖는 나노섬유를 얻을 수 있다.At this time, as the electric field becomes stronger, the polymer material as the raw material is finely torn, so that a nanofiber having a thinning of 10 to 1000 nm can be obtained.

이러한 가늘기를 갖는 나노섬유를 제조 및 생산하기 위한 전기방사장치는 방사용액이 내부에 충진되는 방사용액 주탱크, 방사용액의 정량 공급을 위한 계량 펌프, 방사용액을 토출하기 위한 노즐이 다수개 배열설치되는 노즐블록, 노즐 하단에 위치하여 방사되는 섬유들을 집적하는 컬렉터 및 전압을 발생시키는 전압 발생장치를 포함하여 구성된다.An electrospinning device for manufacturing and producing nanofibers having such thin fibers includes a spinning liquid main tank filled with a spinning solution, a metering pump for supplying a fixed amount of spinning solution, a plurality of nozzles for discharging spinning solution A collector for collecting the fibers that are positioned at the lower end of the nozzle to emit radiation, and a voltage generator for generating a voltage.

상술한 바와 같은 구조로 이루어지는 전기방사장치를 통한 나노섬유의 제조방법은 방사용액이 충진되는 방사용액 주탱크 내의 방사용액이 계량 펌프를 통해 높은 전압이 부여되는 다수의 노즐 내에 연속적으로 정량 공급되고, 노즐로 공급되는 방사용액은 높은 전압이 걸려있는 컬렉터 상에 노즐을 통하여 방사, 집속되어 단섬유 웹이 형성되며, 형성된 단섬유 웹을 엠보싱 또는 니들펀칭하여 부직포로 제조한다.The method of manufacturing nanofibers through the electrospinning device having the above-described structure is characterized in that the spinning liquid in the spinning liquid main tank filled with spinning liquid is continuously and quantitatively supplied into a plurality of nozzles to which a high voltage is applied through a metering pump, The spinning solution supplied to the nozzle is radiated and focused through a nozzle on a collector having a high voltage to form a monofilament web, and the formed monofilament web is embossed or needle punched into a nonwoven fabric.

여기서, 전기방사장치는 컬렉터 상의 위치하는 방향에 따라 상향식 전기방사장치, 하향식 전기방사장치 및 수평식 전기방사장치로 나뉜다. 즉, 전기방사장치는 컬렉터가 노즐의 상단에 위치하는 구성으로 이루어지는 상향식 전기방사장치, 컬렉터가 노즐의 하단에 위치하는 구성으로 이루어지는 하향식 전기방사장치 및 컬렉터와 노즐이 수평방향으로 배열되는 수평식 전기방사장치로 나뉜다.Here, the electrospinning device is divided into a bottom-up electrospinning device, a top-down electrospinning device, and a horizontal electrospinning device depending on the direction on the collector. That is, the electrospinning device includes a bottom-up electrospinning device in which the collector is located at the top of the nozzle, a top-down electrospinning device in which the collector is located at the bottom of the nozzle, Radiating device.

이러한 상향식 전기방사장치는 균일하고 상대적으로 가는 나노섬유를 제조할 수 있다는 장점을 갖는 반면에, 가는 나노섬유의 제조가 가능하기 때문에 생산성이 낮다는 문제점이 있었다.Such a bottom-up electrospinning device has the advantage of being able to produce uniform and relatively fine nanofibers, but has the problem of low productivity because of the production of fine nanofibers.

한편, 하향식 전기방사장치는 상대적으로 굵은 나노섬유를 제조할 수 있고, 단위시간 당 나노섬유의 생산량을 증대시킬 수 있다는 장점을 갖는 반면에, 높은 전압이 걸려있는 노즐로 방사액이 연속적으로 공급되기 때문에 부여되는 전기력의 효과가 저하된다는 문제점이 있었다.On the other hand, the top-down electrospinning device has the advantage that relatively thick nanofibers can be produced and the production amount of nanofibers per unit time can be increased. On the other hand, when the spinning liquid is continuously supplied to the nozzle having a high voltage There is a problem that the effect of the applied electric force is deteriorated.

그리고, 수평식 전기방사장치는 다수의 노즐을 배열하여 방사하는 것이 어렵다는 단점이 있었다. 즉, 노즐과 방사용액이 포함된 노즐 판을 컬렉터와 수평방향으로 세우기 위해서는 최상부 라인에 위치하는 노즐과 최하부 라인에 위치하는 노즐과 컬렉터를 동일 방사거리(Tip-to-collector distance)로 배열하여야 하나, 노즐과 컬렉터를 동일 방사거리로 배열하는 것이 어려워 한정된 갯수의 노즐만을 배열할 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.The horizontal electrospinning apparatus has a disadvantage in that it is difficult to arrange and emit a plurality of nozzles. That is, in order to set the nozzle plate including the nozzle and the spinning liquid in the horizontal direction with respect to the collector, the nozzles located on the uppermost line and the nozzles and the collector located on the lowermost line should be arranged at the same tip-to-collector distance , It is difficult to arrange the nozzles and the collector at the same spinning distance, and only a limited number of nozzles can be arranged.

이러한 수평식 전기방사장치는 일정한 공간 내에 한정된 갯수의 노즐만이 배열되기 때문에 상업화에 필요한 대량 생산이 곤란하다는 문제점이 있었다.Such a horizontal electrospinning apparatus has a problem that mass production required for commercialization is difficult because only a limited number of nozzles are arranged in a certain space.

이로 인해, 나노섬유의 대량 및 연속 생산이 가능하고, 전기적인 안정성을 가질 뿐만 아니라, 드롭렛 현상을 억제하여 방사 안정성을 갖는 나노섬유의 대량 생산을 위한 전기방사장치가 요구되고 있는 실정이다.As a result, there is a demand for an electrospinning device for mass production of nanofibers capable of mass production and continuous production of nanofibers, not only having electrical stability but also suppressing the droplet phenomenon and having radiation stability.

또한, 상술한 상향식 전기방사장치와 하향식 전기방사장치 및 수평식 전기방사장치는 각각의 전기방사장치를 통하여 제조되는 각 나노섬유의 특성이 다르기 때문에 최종 제품에 따라 다양한 특성을 갖는 제품이 요구되고 있는 실정이다.
The bottom-up electrospinning device, the top-down electrospinning device, and the horizontal electrospinning device are required to have various properties depending on the final product because the characteristics of each nanofiber produced through each electrospinning device are different It is true.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치를 교대로 설치하여 방사용액을 분사함으로써 서로 다른 고분자로 이루어지는 나노섬유의 제조가 가능함과 동시에 서로 다른 직경을 갖는 나노섬유의 제조가 가능하고, 상향식 전기방사장치와 하향식 전기방사장치가 하나의 공정에 동시에 적용됨으로써 상호 보완적이면서도 진보된 나노섬유 제품의 생산이 가능한 복합식 전기방사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing nanofibers made of different polymers by spraying a spinning solution by alternately providing a bottom- It is an object of the present invention to provide a composite electrospinning device capable of producing a nanofiber having a diameter and a bottom-up electrospinning device and a top-down electrospinning device simultaneously applied to a single process, .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 나노섬유를 제조하기 위한 전기방사장치에 있어서, 고전압이 발생되는 컬렉터가 노즐의 상단에 위치하는 상향식 전기방사장치; 및 고전압이 발생되는 컬렉터가 노즐의 하단에 위치하는 하향식 전기방사장치; 를 포함하여 구성되되, 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치가 수평방향을 향하여 교대로 연속되게 배열설치되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrospinning device for manufacturing nanofibers, comprising: a bottom-up electrospinning device in which a collector where a high voltage is generated is positioned at an upper end of a nozzle; And a top-down electrospinning device in which a collector with a high voltage is located at the bottom of the nozzle; Wherein the bottom-up electrospinning device and the top-down electrospinning device are arranged in a continuous manner alternately toward the horizontal direction.

여기서, 상향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 컬렉터의 지지체 하부면에 나노섬유가 적층형성된 후 하향식 전기방사장치의 컬렉터로 이송하고, 하향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 지지체의 상부면에 나노섬유가 적층형성되며, 상기한 공정을 연속되게 반복적으로 수행한다.The nanofibers are laminated on the lower surface of the supporter of the collector by the polymer spinning solution injected from the nozzles of the bottom-up electrospinning device, and then transported to the collector of the top-down electrospinning device. The polymer spinning solution The nanofibers are laminated on the upper surface of the support, and the above-mentioned process is continuously and repeatedly performed.

그리고, 상향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 가는 직경의 나노섬유 및 상기 하향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 굵은 직경의 나노섬유가 상기 지지체의 하부면 및 상부면에 연속되게 반복적으로 적층형성된다.The nanofiber of large diameter formed by the nanofiber of fine diameter formed by the polymer spinning solution injected from the nozzle of the bottom-up electrospinning device and the polymer spinning solution injected from the nozzle of the top-down electrospinning device, And repeatedly laminated successively on the lower surface and the upper surface.

한편, 상향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액과 하향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액이 동일한 종류이거나, 2종 이상의 다른 종류로 이루어진다.On the other hand, the polymer spinning solution injected from the nozzle of the bottom-up electrospinning device and the polymer spinning solution injected from the nozzle of the top-down electrospinning device may be the same kind or two or more different kinds.

또한, 상향식 및 하향식 전기방사장치에서 수평방향을 향하여 연속되게 이송되는 나노섬유가 적층형성된 지지체를 라미네이팅하기 위한 라미네이팅 장치가 더 구비된다.
Further, a laminating apparatus is further provided for laminating the support on which the nanofibers are laminated, which are continuously transported in the horizontal direction in the bottom-up and top-down electrospinning apparatuses.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 최종 제품의 특성에 따라 다양한 종류의 고분자의 적용이 가능하여 서로 다른 고분자로 이루어지는 나노섬유의 제조가 가능함과 동시에 서로 다른 직경을 갖는 등 다양한 직경의 나노섬유의 제조가 가능하고, 하나의 공정으로 두 가지 제조방법을 적용함으로써 상호 보완적이면서도 진보된 나노섬유 제품의 생산이 가능하며, 단위시간 당 나노섬유의 생산성 및 생산량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 특성에 따라 나노섬유의 생산 속도를 증감할 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
As described above, according to the present invention having the above-described structure, it is possible to apply various kinds of polymers according to the characteristics of the final product, thereby making it possible to produce nanofibers composed of different polymers, Diameter nanofibers can be manufactured, and two manufacturing methods can be applied to one process, thereby making it possible to produce complementary but advanced nanofiber products and to increase the productivity and production amount of nanofibers per unit time In addition, the production speed of the nanofibers can be increased or decreased according to the characteristics of the product.

도 1은 본 발명에 의한 복합식 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도.1 is a side view schematically showing a composite electrospinning apparatus according to the present invention.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the scope of the present invention, but is merely an example, and various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

도 1은 본 발명에 의한 복합식 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도이다.1 is a side view schematically showing a composite electrospinning apparatus according to the present invention.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 복합식 전기방사장치(1)는 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)를 포함하여 구성되되, 상기 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)가 수평방향을 향하여 교대로 연속되게 배열설치된다. As shown in the figure, the complex electrospinning apparatus 1 according to the present invention includes a bottom-up electrospinning apparatus 10 and a top-down electrospinning apparatus 30, and the bottoms electrospinning apparatus 10 and the bottom- The top-down type electrospinning device 30 is arranged alternately and continuously in the horizontal direction.

여기서, 상기 상향식 전기방사장치(10)와 하향식 전기방사장치(30)는 고분자 방사용액(도번 미도시)이 내부에 충진되는 방사용액 주탱크(11, 31)와 상기 방사용액 주탱크(11, 31) 내에 충진된 고분자 방사용액의 정량 공급을 위한 계량 펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크(11, 31) 내의 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐(15, 35)이 다수개 배열설치되는 노즐블록(13, 33)과 상기 노즐(15, 35)의 하단에 위치하여 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐(15, 35)에서 일정간격 이격되는 컬렉터(17, 37) 및 상기 컬렉터(17, 37)에 전압을 발생시키는 전압 발생장치(미도시)를 포함하여 구성된다.The bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 are connected to the spinning liquid main tanks 11 and 31 filled with a polymer spinning solution (not shown) and the spinning liquid main tanks 11, (Not shown) for supplying a polymeric spinning liquid filled in the main spinning tank main tank 31 and a polymer spinning solution in the spinning solution main tanks 11 and 31, And collectors 17 and 37 spaced from the nozzles 15 and 35 by a predetermined distance in order to accumulate the polymer spinning solution located at the lower ends of the nozzles 15 and 35, And a voltage generator (not shown) for generating a voltage to the collectors 17 and 37.

상기한 바와 같은 구조에 의하여 본 발명에 의한 혼합식 전기방사장치(1)는 상향식 전기방사장치(10)의 방사용액 주탱크(11) 내에 충진되는 방사용액이 계량 펌프를 통하여 높은 전압이 부여되는 다수의 노즐(15) 내에 연속적으로 정량 공급되고, 노즐(15)로 공급되는 고분자 방사용액은 노즐(15)을 통해 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(17) 상에 방사, 집속되어 나노섬유 웹을 형성하며, 형성된 나노섬유를 엠보싱 또는 니들펀칭하여 부직포로 제조한다.According to the structure as described above, the mixed electrospinning apparatus 1 according to the present invention is a system in which the spinning liquid filled in the spinning liquid main tank 11 of the bottom-up electrospinning apparatus 10 is supplied with a high voltage through the metering pump The polymer spinning solution supplied continuously to the plurality of nozzles 15 and supplied to the nozzle 15 is radiated and focused on the collector 17 with a high voltage applied thereto through the nozzle 15 to form a nanofiber web And the formed nanofibers are made into a nonwoven fabric by embossing or needle punching.

그리고, 상기 혼합식 전기방사장치(1)의 전단에는 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)에서 고분자 방사용액이 분사되어 나노섬유(미도시)가 적층형성되는 지지체(3)를 공급하는 공급롤러(5)가 구비되고, 후단에는 나노섬유가 적층형성되는 지지체(3)를 권취하기 위한 권취롤러(7)가 구비된다.A support body 3 in which nanofibers (not shown) are laminated by spraying a polymer spinning solution from a bottom-up electrospinning device 10 and a top-down electrospinning device 30 is provided at the front end of the mixed electrospinning device 1, And a winding roller 7 for winding the support 3 on which nanofibers are laminated is provided at the rear end.

여기서, 상기 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)의 고분자 방사용액이 적층되는 지지체(3)는 부직포 또는 직물 등으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.Here, the support 3 on which the polymer spinning solution of the bottom-up electrospinning device 10 and the bottom-up electrospinning device 30 are laminated is preferably made of nonwoven fabric or fabric, but is not limited thereto.

이때, 상기 상향식 전기방사장치(10)와 하향식 전기방사장치(30)는 컬렉터(17, 37)를 기준으로 그 하, 상방향으로 상호 대칭되게 각각 배열설치된다. 즉, 상기 상향식 전기방사장치(10)는 컬렉터(17)가 노즐(15)의 상단에 위치하고, 상기 하향식 전기방사장치(30)는 컬렉터(37)가 노즐(35)의 하단에 위치한다.At this time, the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 are arranged symmetrically with respect to the collectors 17 and 37 in the upward and downward directions, respectively. That is, in the bottom-up electrospinning device 10, the collector 17 is located at the top of the nozzle 15, and the bottom-up electrospinning device 30 is located at the bottom of the nozzle 35.

그리고, 상기 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)에 각각 구비되는 컬렉터(17, 37)의 전극방향은 상호 대향되게 위치한다. 즉, 상기 각 상향식 전기방사장치(10, 10')에 구비되는 각 컬렉터(17)의 전극방향은 다수개의 노즐(15)이 구비되는 노즐블록(13)을 향하도록 컬렉터(17)의 상부면에 위치하고, 상기 각 하향식 전기방사장치(30, 30')에 구비되는 각 컬렉터(37)의 전극방향은 다수개의 노즐(35)이 구비되는 노즐블록(33)을 향하도록 컬렉터(37)의 하부면에 위치한다.Electrode directions of the collectors 17 and 37 provided in the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 are opposite to each other. That is, the direction of the electrodes of each collector 17 provided in each of the bottom-up electrospinning devices 10 and 10 'is the same as that of the top surface of the collector 17 so as to face the nozzle block 13 having the plurality of nozzles 15 And the electrode direction of each collector 37 provided in each of the down-type electrospinning devices 30 and 30 'is located at the lower portion of the collector 37 so as to face the nozzle block 33 having the plurality of nozzles 35 Plane.

한편, 상기 각 컬렉터(17, 37)의 양 단부에는 이송롤러(9)가 각각 구비되고, 상기 각 이송롤러(9)를 통하여 각 컬렉터(17, 37)에 집적되어 나노섬유가 적층형성되는 지지체(3)가 수평방향으로 이송된다. 즉, 상기 상향식 전기방사장치(10)의 노즐(15)에서 분사되는 고분자 방사용액을 컬렉터(17)의 지지체(3) 상에 적층형성시켜 제조된 나노섬유를 하향식 전기방사장치(30)의 컬렉터(37) 상으로 수평 이동시킴과 상기한 공정을 반복적 및 연속적으로 진행하기 위한 이송롤러(9)가 상기 각 컬렉터(17, 37)의 양 단부에 각각 구비된다.On both sides of the collectors 17 and 37, conveying rollers 9 are provided and nano-fibers are stacked on the respective collectors 17 and 37 via the conveying rollers 9, (3) is transported in the horizontal direction. The nanofibers produced by stacking the polymer spinning solution injected from the nozzles 15 of the bottom-up electrospinning device 10 on the support 3 of the collector 17 are injected into the collector of the top-down electrospinning device 30 (37), and conveying rollers (9) for repeatedly and continuously advancing the above process are provided at both ends of the respective collectors (17, 37).

상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 상향식 전기방사장치(10)의 방사용액 주탱크(11) 내에 충진된 고분자 방사용액이 노즐(15)을 통하여 컬렉터(17)의 지지체(3) 상에 분사되고, 상기 컬렉터(17)의 지지체(3) 상에 분사된 고분자 방사용액이 집적되면서 나노섬유를 형성한 후 나노섬유가 적층형성된 지지체(3)가 이송롤러(9)를 통하여 하향식 전기방사장치(30)의 컬렉터(37) 상으로 이송되고, 상기 컬렉터(37) 상으로 이송된 나노섬유가 적층된 지지체(3)에 상기 하향식 전기방사장치(30)의 방사용액 주탱크(31) 내에 충진된 고분자 방사용액이 노즐(35)을 통하여 분사되는 등 상향식 전기방사장치(10, 10')와 하향식 전기방사장치(30, 30')가 교대로 연속되게 배열설치되어 상기한 과정을 연속되게 반복적으로 수행하면서 최종 제품이 제조된다.The polymer spinning solution filled in the spinning liquid main tank 11 of the bottom-up electrospinning apparatus 10 is sprayed onto the support 3 of the collector 17 through the nozzle 15, The nanofibers are formed on the supporter 3 of the collector 17 and the supporting body 3 on which the nanofibers are laminated is transferred to the top-down electrospinning device 30 through the conveying roller 9, The polymer solution is transferred onto the collector 37 of the top-down electrospinning device 30 and the polymer solution is injected into the polymer solution tank 30, which is filled in the spinning solution main tank 31 of the top-down electrospinning device 30, The bottom-up electrospinning apparatus 10, 10 'and the top-down electrospinning apparatus 30, 30' are alternately arranged in succession such that the use liquid is injected through the nozzle 35, The final product is produced.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 복합식 전기방사장치(1)의 선단에 상향식 전기방사장치(10)가 구비되고, 상기 상향식 전기방사장치(10)의 후단에 하향식 전기방사장치(30)가 구비되는 등 상향식 전기방사장치(10, 10')와 하향식 전기방사장치(30, 30')의 순서로 연속되게 배열설치되어 있으나, 상기 복합식 전기방사장치(1)의 선단에 하향식 전기방사장치(30)가 구비되고, 상기 하향식 전기방사장치(30)의 후단에 상향식 전기방사장치(10)가 구비되는 등 하향식 전기방사장치(30, 30')와 상향식 전기방사장치(10, 10')의 순서로 연속되게 배열설치되는 것도 가능하다.In one embodiment of the present invention, a bottom-up electrospinning device 10 is provided at the front end of the composite electrospinning device 1, and a top-down electrospinning device 30 is provided at a rear end of the bottomopening electrospinning device 10 The bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 and the bottom-up electrospinning device 30 and 30 'are arranged in this order in that order. However, A bottom-up type electrospinning device 30 and 30 'and a bottom-up type electrospinning device 10 and 10', in which a bottom-up electrospinning device 10 is provided at a rear end of the bottom- It is also possible to arrange them continuously.

또한, 상기 복합식 전기방사장치(1)의 선단에 상향식 전기방사장치(10)가 연속되게 2개 이상으로 배열설치되고, 그 후단에 하향식 전기방사장치(30)가 연속되게 2개 이상으로 배열설치되거나, 선단에 하향식 전기방사장치(30)가 연속되게 2개 이상으로 배열설치되고, 그 후단에 상향식 전기방사장치(10)가 연속되게 2개 이상으로 배열설치되는 것도 가능하다.In addition, two or more bottom-up electrospinning apparatuses 10 are continuously arranged at the tip of the composite electrospinning apparatus 1, and two or more top-down electrospinning apparatuses 30 are continuously arranged at the rear end thereof Or two or more top-down electrospinning apparatuses 30 may be successively arranged at the front end, and two or more bottom-up electrospinning apparatuses 10 may be continuously arranged at the rear end thereof.

상기한 바와 같은 구조에 의하여 본 발명에 의한 복합식 전기방사장치(1)의 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)를 통과하면서 제조되는 나노섬유는 지지체(3)에 상기 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)의 각 노즐(15, 35)을 통하여 고분자 방사용액이 분사되어 컬렉터(17, 37) 상의 지지체(3) 하부면 및 상부면에 나노섬유가 적층형성되는 등 상기 지지체(3)에 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)의 노즐(15, 35)에서 분사되는 고분자 방사용액이 적층되어 나노섬유가 다수 층으로 형성됨으로써 최종 나노섬유 제품이 제조된다.The nanofibers produced while passing through the bottom-up electrospinning apparatus 10 and the top-down electrospinning apparatus 30 of the composite electrospinning apparatus 1 according to the present invention have the above-described structure, The polymer spinning solution is injected through the nozzles 15 and 35 of the spinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 to deposit the nanofibers on the lower surface and the upper surface of the support 3 on the collectors 17 and 37, The polymeric spinning solution injected from the nozzles 15 and 35 of the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 is laminated on the support 3 to form a plurality of nanofibers, Fiber products are produced.

이로 인해, 상기 지지체(3)의 하부면에 상향식 전기방사장치(10)의 노즐(15)에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 가는 직경의 나노섬유가 적층형성되고, 상기 지지체(3)의 상부면에 하향식 전기방사장치(30)의 노즐(35)에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 굵은 직경의 나노섬유가 적층형성되며, 상기 지지체(3)의 하부면 및 상부면에 가는 직경 및 굵은 직경으로 적층형성되는 나노섬유의 하부면 및 상부면에 다시 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)의 각 노즐(15, 35)에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 가는 직경 및 굵은 직경의 나노섬유가 적층형성되는 등 가는 직경의 나노섬유와 굵은 직경의 나노섬유가 반복적으로 적층형성되어 최종 제품이 제조된다.The nanofiber of fine diameter formed by the polymer spinning solution injected from the nozzle 15 of the bottom-up electrospinning apparatus 10 is laminated on the lower surface of the support 3, A thick diameter nano fiber formed by a polymer spinning solution injected from a nozzle 35 of a top-down electrospinning device 30 is laminated on a top surface of the support 3, A thin film formed by the polymer spinning solution injected from the nozzles 15 and 35 of the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 on the lower surface and the upper surface of the nanofibers laminated in a thick diameter Nanofibers having a small diameter and nanofibers having a large diameter are repeatedly laminated to form a final product such that nanofibers having a diameter and a large diameter are laminated and formed.

여기서, 상기 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)의 각 방사용액 주탱크(11, 31)에 동일한 종류의 고분자 방사용액을 충진시키거나, 각기 다른 종류의 고분자 방사용액을 충진시킴으로써 상기 혼합식 전기방사장치(1)를 통하여 제조되는 나노섬유를 특성에 따라 다양하게 제조할 수 있다.Herein, the same solution of the polymeric spinning solution is filled into the spinning liquid main tanks 11 and 31 of the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30, or the different types of polymer spinning solution are filled The nanofibers produced through the mixed electrospinning device 1 can be produced in various ways according to their characteristics.

즉, 상기 상향식 전기방사장치(10)에서 분사되는 고분자 방사용액과 하향식 전기방사장치(30)에서 분사되는 고분자 용액이 동일한 종류의 고분자 방사용액으로 이루어지거나, 각기 다른 종류의 고분자 방사용액으로 이루어져 지지체(3)의 하부면 및 상부면에 분사함으로써 요구하는 나노섬유의 특성에 따라 다양하게 제조할 수 있다.That is, the polymer spinning solution injected from the bottom-up electrospinning device 10 and the polymer solution injected from the top-down electrospinning device 30 are made of the same type of polymer spinning solution or are made of different kinds of polymer spinning solution, Can be produced in various ways according to the characteristics of the required nanofiber by spraying onto the lower surface and the upper surface of the substrate 3.

여기서, 상기 고분자 방사용액은 실록산기 단독 또는 실록산기와 모노메타크릴레이트, 비닐, 하이드라이드, 디스테아레이트, 비스(12-하이드록시-스테아레이트), 메톡시, 에톡시레이트, 프로폭시레이트, 디글리시딜 에테르, 모노글리시딜 에테르, 모노하이드록시, 비스(하이드록시알킬), 클로린, 비스(3-아미노프로필) 및 비스((아미노에틸-아미노프로필)디메톡시실릴)에테르 중에서 선택된 결합기가 포함된 고분자를 사용할 수 있으며, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오르 프로필렌 공중합체, 혹은 이들의 복합 조성물, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 메타아라미드, 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴클로라이드-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴아미드 등으로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 물질이다. Here, the polymer spinning solution may contain a siloxane group alone or in combination with a siloxane group and monomethacrylate, vinyl, hydride, distearate, bis (12-hydroxy-stearate), methoxy, ethoxylate, propoxylate, di A linking group selected from glycidyl ether, monoglycidyl ether, monohydroxy, bis (hydroxyalkyl), chlorine, bis (3-aminopropyl) and bis ((aminoethyl-aminopropyl) dimethoxysilyl) The polymer may be a polyvinylidene fluoride, a polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, or a composite composition thereof, a polyamide, a polyimide, a polyamideimide, a poly (meta-phenylene isophthalate Amide), meta-aramid, polyethylene chlorotrifluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polymethylmethacrylate, Acrylonitrile Li acrylic, polyvinylidene chloride-which is one or more materials selected from the group consisting of acrylonitrile copolymers, polyacrylamide and so on.

이때, 상기 상향식 전기방사장치(10)의 방사용액 주탱크(11)에 충진되는 고분자 방사용액과 하향식 전기방사장치(30)의 방사용액 주탱크(11)에 충진되는 고분자 방사용액을 달리하거나, 각 상향식 전기방사장치(10, 10')의 방사용액 주탱크(11)에 충진되는 고분자 방사용액을 각각 달리함과 동시에 각 하향식 전기방사장치(30, 30')의 방사용액 주탱크(31)에 충진되는 고분자 방사용액을 각각 달리하는 것도 가능하다.At this time, the polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank 11 of the bottom-up electrospinning device 10 and the polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank 11 of the top-down electrospinning device 30 may be changed, The polymer solution for filling the spinning liquid main tank 11 of each of the bottom-up electrospinning devices 10 and 10 'is different from that of the spinning liquid main tank 31 of each of the top-down electrospinning devices 30 and 30' It is also possible to use different kinds of polymer solution for filling.

여기서, 상기 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)를 통하여 제작되는 나노섬유가 하, 상부면에 적층형성되는 지지체(3)를 라미네이팅(Laminating)하기 위한 라미네이팅 장치(50)가 더 구비되고, 상기 라미네이팅 장치(50)는 본 발명에 의한 복합식 전기방사장치(1)의 후단에 위치하여 후공정을 수행한다.Here, a laminating device 50 for laminating the support 3, in which the nanofibers formed through the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 are laminated on the bottom and top surfaces, And the laminating device 50 is positioned at the rear end of the composite electrospinning device 1 according to the present invention to perform a post-process.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 복합식 전기방사장치(1)의 후단에 라미네이팅 장치(50)가 구비되어 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)를 통하여 제작되되, 그 하부면 및 상부면에 나노섬유가 적층형성되는 지지체(3)를 라미네이팅하도록 이루어져 있으나, 상기 라미네이팅 장치(50)의 하측에 기재(미도시)를 공급하는 공급롤러(미도시)가 구비되고, 상기 공급롤러를 통하여 공급되는 기재를 나노섬유가 적층형성되는 지지체(3)의 하부에 적층하면서 상기 라미네이팅 장치(50)를 통하여 다층으로 라미네이팅하도록 이루어지는 것도 바람직하다.In one embodiment of the present invention, a laminating device 50 is provided at the rear end of the composite electrospinning device 1 and is manufactured through the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30, (Not shown) for supplying a substrate (not shown) is provided on the lower side of the laminating apparatus 50, and the supply roller (not shown) is provided on the lower side of the laminating apparatus 50, And the laminated layer is laminated through the laminating device 50 while laminated on the lower part of the support 3 on which the nanofibers are laminated.

또한, 상기 라미네이팅 장치(50)의 상측에 또 다른 기재(미도시)를 공급하는 공급롤러가 구비되어 상기 나노섬유가 적층형성되는 지지체(3)의 상부에 기재를 적층하면서 라미네이팅 장치(50)를 통하여 다층으로 라미네이팅하도록 이루어지는 것도 바람직하다.The laminating device 50 is provided with a supply roller for feeding another substrate (not shown) on the upper side of the laminating device 50, while stacking the base material on the support 3 on which the nano- Layer laminate.

상기한 바와 같이, 상기 복합식 전기방사장치(1)의 후단에 라미네이팅 장치(50)가 구비됨으로써 나노섬유가 상, 하부면에 적층형성되는 지지체(3)만을 라미네이팅하거나, 나노섬유가 상, 하부면에 적층형성되는 지지체(3)의 하부면에만 요구되는 기재를 적층하면서 라미네이팅하거나, 나노섬유가 상, 하부면에 적층형성되는 지지체(3)의 상부면에만 요구되는 기재를 적층하면서 라미네이팅하거나, 나노섬유의 상, 하부면에 적층형성되는 지지체(3)의 상, 하부면 모두에 요구되는 기재를 적층하면서 라미네이팅하는 등 기재를 지지체(3)에 적층하여 다층으로 라미네이팅할 수 있다.As described above, since the laminating device 50 is provided at the rear end of the composite electrospinning device 1, only the support 3 on which the nanofibers are laminated on the upper and lower surfaces is laminated or the nanofibers are laminated on the upper and lower surfaces Laminating the required substrates only on the lower surface of the support 3 laminated on the support 3, laminating the required substrates only on the upper surface of the support 3 on which the nanofibers are laminated on the upper and lower surfaces, It is possible to laminate the base material on the support 3 and laminate the base material such as laminating the base material laminated on both the upper and lower surfaces of the support 3 laminated on the upper and lower surfaces of the fiber.

이하, 본 발명에 의한 복합식 전기방사장치의 동작과정을 설명한다.Hereinafter, the operation of the complex electrospinning apparatus according to the present invention will be described.

먼저, 본 발명에 의한 복합식 전기방사장치(1)의 선단에 구비되는 공급롤러(5)를 통하여 지지체(3)가 상향식 전기방사장치(10)로 공급된다. 이때, 상기 지지체(3)는 부직포 또는 직물 등으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.First, the support 3 is supplied to the bottom-up electrospinning device 10 through the feed roller 5 provided at the tip of the composite electrospinning device 1 according to the present invention. At this time, the support 3 is preferably made of a nonwoven fabric or a fabric, but is not limited thereto.

이렇게 상기 공급롤러(5)를 통하여 상향식 전기방사장치(10)로 공급되는 지지체(3)는 상기 컬렉터(17)의 하부면 상에 위치한다. 이때, 상기 전압 발생장치(미도시)의 고전압이 노즐(15)을 통해 컬렉터(17) 상에 발생되고, 고전압이 발생되는 컬렉터(17) 상에 방사용액 주탱크(11) 내에 충진되는 고분자 방사용액이 노즐블록(13)의 노즐(15)을 통해 분사된다.The support 3 fed to the bottom-up electrospinning apparatus 10 through the feed roller 5 is thus positioned on the bottom surface of the collector 17. [ At this time, a high voltage of the voltage generating device (not shown) is generated on the collector 17 through the nozzle 15, and the high polymer is injected into the polymer liquid tank 11 filled in the spinning liquid main tank 11 on the collector 17, And the usage liquid is injected through the nozzle 15 of the nozzle block 13.

여기서, 상기 방사용액 주탱크(11) 내에 충진되는 방사용액이 계량 펌프(미도시)를 통하여 높은 전압이 부여되는 다수의 노즐(15) 내에 연속적으로 정량 공급되고, 상기 각 노즐(15)로 공급되는 방사용액은 노즐(15)을 통해 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(17) 상에 방사, 집속되면서 지지체(3)의 하부면 상에 나노섬유가 적층형성된다.Here, the spinning liquid to be filled in the spinning liquid main tank 11 is continuously supplied in a constant amount into a plurality of nozzles 15 to which a high voltage is applied through a metering pump (not shown) The spinning solution is radiated and focused on the collector 17 with a high voltage applied thereto through the nozzle 15, and nanofibers are laminated on the lower surface of the support 3.

상기한 바와 같이, 상기 상향식 전기방사장치(10)를 통하여 그 하부면에 나노섬유가 적층형성되는 지지체(3)는 하향식 전기방사장치(30)로 공급되고, 상기 하향식 전기방사장치(30)로 공급되는 지지체(3)는 상기 컬렉터(37)의 상부면 상에 위치한다.As described above, the support 3, on which the nanofibers are laminated on the lower surface of the bottom-up electrospinning device 10, is supplied to the top-down electrospinning device 30, The support 3 to be fed is located on the upper surface of the collector 37.

이때에도, 상기 전압 발생장치의 고전압이 노즐(35)을 통해 컬렉터(37) 상에 발생되고, 고전압이 발생되는 컬렉터(37) 상에 방사용액 주탱크(31) 내에 충진되는 고분자 방사용액이 노즐블록(33)의 노즐(35)을 통해 분사된다.The high voltage of the voltage generating device is generated on the collector 37 through the nozzle 35 and the polymer spinning solution filled in the spinning liquid main tank 31 on the collector 37 on which the high voltage is generated, Is injected through the nozzle (35) of the block (33).

여기서, 상기 각 전압 발생장치는 일반적인 전기방사장치와 동일한 구조로 노즐(15, 35)을 통하여 컬렉터(17, 37)에 높은 전압을 발생시키고, 전기력에 의한 나노섬유의 생성을 촉진시키기 위하여 노즐(15, 35)과 노즐블록(13, 33) 하부의 컬렉터(17, 37)에서 1kV 이상의 전압을 걸어주는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20kV 이상의 전압을 걸어준다.Each of the voltage generators has a structure similar to that of a general electrospinning device to generate a high voltage in the collectors 17 and 37 through the nozzles 15 and 35 and to generate the nanofibers by the electric force It is preferable to apply a voltage of 1 kV or more to the collectors 17 and 37 below the nozzle blocks 13 and 33 and more preferably to apply a voltage of 20 kV or more.

한편, 상기 방사용액 주탱크(31) 내에 충진되는 방사용액이 계량 펌프를 통하여 높은 전압이 부여되는 다수의 노즐(35) 내에 연속적으로 정량 공급되고, 노즐(35)로 공급되는 방사용액은 노즐(35)에 의해 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(37) 상에 방사, 집속되면서 지지체(3)의 상부면 상에 나노섬유가 적층형성된다.On the other hand, the spinning liquid to be filled in the spinning liquid main tank 31 is continuously and constantly supplied in a plurality of nozzles 35 to which a high voltage is applied through the metering pump, and the spinning solution supplied to the nozzle 35 is supplied to the nozzle The nanofibers are laminated on the upper surface of the support 3 while being radiated and focused on the collector 37 with a high voltage applied thereto.

이때, 상기 지지체(3)가 상향식 전기방사장치(10)로의 이송 및 나노섬유가 적층형성되는 지지체(3)가 하향식 전기방사장치(30)로의 이송은 이송롤러(9)에 의해 수행된다.At this time, the transfer of the support 3 to the bottom-up electrospinning apparatus 10 and the support 3 on which the nanofibers are laminated is carried out by the conveying roller 9.

상기한 바와 같이, 상기 지지체(3)가 수평방향을 향하여 교대로 연속되게 배열설치되는 상향식 전기방사장치(10, 10') 및 하향식 전기방사장치(30, 30')로 이송되면서 지지체(3)의 하부면 및 상부면에 나노섬유가 적층형성되는 공정을 반복함으로써 상기 지지체(3)에 나노섬유가 다수의 층으로 적층형성된다.As described above, the support 3 is transported to the bottom-up electrospinning apparatus 10, 10 'and the top-down electrospinning apparatus 30, 30' in which the supports 3 are arranged alternately and continuously in the horizontal direction, The nanofibers are laminated on the support 3 in a plurality of layers by repeating a process in which nanofibers are laminated on the lower surface and the upper surface of the support 3.

이로 인해, 상기 지지체(3)의 하부면에 상향식 전기방사장치(10)의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 가는 직경의 나노섬유가 적층형성되고, 상기 지지체(3)의 상부면에 하향식 전기방사장치(30)의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 굵은 직경의 나노섬유가 반복적으로 적층형성되는 등 가는 직경의 나노섬유와 굵은 직경의 나노섬유가 반복적으로 적층형성되어 최종 제품이 제조된다.Therefore, nanofibers of fine diameter formed by the polymer spinning solution injected from the nozzles of the bottom-up electrospinning device 10 are laminated on the lower surface of the support 3, and on the upper surface of the support 3 Nanofibers of large diameter and nanofibers of large diameter are repeatedly laminated and formed such that nanofibers of large diameter formed by the polymer spinning solution injected from the nozzles of the top-down electrospinning device 30 are repeatedly laminated, .

한편, 상기 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)의 각 방사용액 주탱크(11, 31)에 동일한 종류의 고분자 방사용액을 충진시키거나, 각기 다른 종류의 고분자 방사용액을 충진시켜 제조되는 나노섬유를 특성에 따라 다양하게 제조할 수 있다.In the meantime, it is also possible to fill the spinning liquid main tanks 11 and 31 of the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 with the same type of polymer spinning solution or fill each type of polymer spinning solution The nanofibers prepared according to the present invention can be produced variously according to their characteristics.

즉, 상기 상향식 전기방사장치(10)에서 분사되는 고분자 방사용액과 하향식 전기방사장치(30)에서 분사되는 고분자 용액이 동일한 종류의 고분자 방사용액으로 이루어지거나, 각기 다른 종류의 고분자 방사용액으로 이루어져 지지체(3)의 하부면 및 상부면에 분사함으로써 요구하는 나노섬유의 특성에 따라 다양하게 제조하는 것도 가능하다.That is, the polymer spinning solution injected from the bottom-up electrospinning device 10 and the polymer solution injected from the top-down electrospinning device 30 are made of the same type of polymer spinning solution or are made of different kinds of polymer spinning solution, It is also possible to produce variously according to the properties of the required nanofiber by spraying the mixture onto the lower surface and the upper surface of the substrate 3.

상기한 바와 같이, 수평방향을 향하여 교대로 연속되게 배열설치되는 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)를 갖는 혼합식 전기방사장치(1)를 통하여 나노섬유가 하부면 및 상부면에 다층으로 적층형성되는 지지체(3)는 권취롤러(7)를 통하여 권취되고, 제조된 나노섬유를 엠보싱 또는 니들펀칭하여 부직포로 제조한다.As described above, through the mixed electrospinning device 1 having the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 arranged alternately and continuously in the horizontal direction, The support 3, which is laminated in layers on the surface, is wound up through a take-up roller 7, and the produced nanofibers are embossed or needle-punched into a nonwoven fabric.

여기서, 상기 상향식 전기방사장치(10) 및 하향식 전기방사장치(30)를 통하여 제작되는 나노섬유가 하, 상부면에 적층형성되는 지지체(3)를 라미네이팅 장치(50)로 라미네이팅(Laminating)하여 후공정을 수행한다.Here, the supporting body 3, in which the nanofibers formed through the bottom-up electrospinning device 10 and the top-down electrospinning device 30 are laminated on the lower and upper surfaces, is laminated by a laminating device 50, Process.

이때, 상기 라미네이팅 장치(50)를 통하여 나노섬유가 상, 하부면에 적층형성되는 지지체(3)를 라미네이팅하거나, 나노섬유가 상, 하부면에 적층형성되는 지지체(3)의 하부면에만 요구되는 기재를 적층하면서 라미네이팅하거나, 나노섬유가 상, 하부면에 적층형성되는 지지체(3)의 상부면에만 요구되는 기재를 적층하면서 라미네이팅하거나, 나노섬유의 상, 하부면에 적층형성되는 지지체(3)의 상, 하부면 모두에 요구되는 기재를 적층하면서 라미네이팅하는 등 기재를 지지체(3)에 적층하여 다층으로 라미네이팅하여 최종 제품을 제작하는 것이 바람직하다.At this time, the supporting body 3, in which the nanofibers are laminated on the upper and lower surfaces, is laminated through the laminating device 50, or the supporting body 3, on which the nanofibers are laminated on the upper and lower surfaces, Laminating while laminating the base material or laminating the required base materials only on the upper surface of the support 3 on which the nanofibers are laminated on the upper and lower surfaces or laminating the base material laminated on the upper and lower surfaces of the nanofiber, It is preferable to laminate the base material on the support 3 and laminate the base material in multilayer to produce the final product.

또한, 제조된 나노섬유의 공기 투과도 등의 이상 유, 무를 측정하기 위한 공기 투과도 측정장치(70) 및 기타 후공정을 위한 별도의 공정장치들이 더 구비되는 것도 가능하다.
Further, it is also possible to further include an air permeability measuring device 70 for measuring an abnormality such as air permeability of the produced nanofibers, and other process devices for other post-processes.

이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. Anyone with it will know easily.

1 : 복합식 전기방사장치, 3 : 지지체,
5 : 공급롤러, 7 : 권취롤러,
9 : 이송롤러,
10, 10' : 상향식 전기방사장치, 11 : 주탱크,
13 : 노즐블록, 15 : 노즐,
17 : 컬렉터,
30, 30' : 하향식 전기방사장치, 31 : 주탱크,
33 : 노즐블록, 35 : 노즐,
37 : 컬렉터,
50 : 라미네이팅 장치,
70 : 공기 투과도 측정장치.1: composite electrospinning device, 3: support,
5: feed roller, 7: take-up roller,
9: Feed roller,
10, 10 ': bottom-up electrospinning device, 11: main tank,
13: nozzle block, 15: nozzle,
17: collector,
30, 30 ': top-down electrospinning device, 31: main tank,
33: nozzle block, 35: nozzle,
37: Collector,
50: laminating apparatus,
70: Air permeability measuring device.

Claims (5)

나노섬유를 제조하기 위한 전기방사장치에 있어서,
고전압이 발생되는 컬렉터가 노즐의 상단에 위치하는 상향식 전기방사장치; 및
고전압이 발생되는 컬렉터가 노즐의 하단에 위치하는 하향식 전기방사장치;
를 포함하여 구성되되, 상기 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치가 수평방향을 향하여 교대로 연속되게 배열설치되고, 상기 상향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 컬렉터의 지지체 하부면에 나노섬유가 적층형성된 후 하향식 전기방사장치의 컬렉터로 이송되며, 상기 하향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 지지체의 상부면에 나노섬유가 적층형성되거나, 상기 상향식 및 하향식 전기방사장치 중 상향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 컬렉터의 지지체 하부면에만 나노섬유가 적층형성되거나, 상기 상향식 및 하향식 전기방사장치 중 하향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 컬렉터의 지지체 상부면에만 나노섬유가 적층형성되며, 상기한 공정을 연속되게 반복적으로 수행하여 지지체의 상, 하부면 또는 지지체의 하부면 또는 지지체의 상부면에 나노섬유를 적층시키고, 상기 상향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액과 상기 하향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액이 동일한 종류이거나, 2종 이상의 다른 종류로 이루어지며, 상기 상향식 및 하향식 전기방사장치에서 수평방향을 향하여 연속되게 이송되는 나노섬유가 적층형성된 지지체를 라미네이팅하기 위한 라미네이팅 장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 복합식 전기방사장치.
An electrospinning device for producing nanofibers,
A bottom-up electrospinning device in which a collector with a high voltage is located at the top of the nozzle; And
A top-down electrospinning device in which a collector with a high voltage is located at the bottom of the nozzle;
Wherein the bottom-up electrospinning device and the bottom-up electrospinning device are arranged alternately and continuously in the horizontal direction, and the polymer spinning solution injected from the nozzles of the bottom- Nanofibers are laminated and then transferred to a collector of a top-down electrospinning device, nanofibers are laminated on the upper surface of the support by a polymer spinning solution injected from a nozzle of the top-down electrospinning device, The nanofibers may be laminated only on the lower surface of the support of the collector by the polymer spinning solution injected from the nozzle of the bottom-up electrospinning device, or by the polymer spinning solution injected from the nozzles of the top-down electrospinning device Nanofibers are formed only on the upper surface of the support of the collector The polymeric spinning solution injected from the nozzles of the bottom-up electrospinning device, and the polymeric spinning solution injected from the nozzle of the bottom-up electrospinning device, The polymer spinning solution injected from the nozzles of the top-down electrospinning device may be of the same kind or two or more different types, and the support may be laminated on the nano-fibers stacked continuously in the horizontal direction in the bottom- Wherein the laminating apparatus further comprises a laminating apparatus for laminating the laminated sheet.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 상향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 가는 직경의 나노섬유 및 상기 하향식 전기방사장치의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액에 의해 형성되는 굵은 직경의 나노섬유가 상기 지지체의 하부면 및 상부면에 연속되게 반복적으로 적층형성되는 것을 특징으로 하는 복합식 전기방사장치.
The method according to claim 1,
Diameter nanofiber formed by a polymer spinning solution injected from a nozzle of the bottom-up electrospinning device and a polymer spinning solution injected from a nozzle of the top-down electrospinning device, And the upper surface of the composite electrospinning device is continuously and repeatedly laminated.
삭제delete 삭제delete
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180067505A (en) * 2016-11-14 2018-06-20 가부시끼가이샤 도시바 Field emission device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100702866B1 (en) * 2006-08-23 2007-04-03 전북대학교산학협력단 Electrospinning device
US20100330419A1 (en) * 2009-06-02 2010-12-30 Yi Cui Electrospinning to fabricate battery electrodes
KR20120024856A (en) * 2009-05-27 2012-03-14 암프리우스, 인코포레이티드 Interconnected hollow nanostructures containing high capacity active materials for use in rechargeable batteries
KR101154212B1 (en) * 2011-03-20 2012-06-18 신슈 다이가쿠 An apparatus for manufacturing separator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100702866B1 (en) * 2006-08-23 2007-04-03 전북대학교산학협력단 Electrospinning device
KR20120024856A (en) * 2009-05-27 2012-03-14 암프리우스, 인코포레이티드 Interconnected hollow nanostructures containing high capacity active materials for use in rechargeable batteries
US20100330419A1 (en) * 2009-06-02 2010-12-30 Yi Cui Electrospinning to fabricate battery electrodes
KR101154212B1 (en) * 2011-03-20 2012-06-18 신슈 다이가쿠 An apparatus for manufacturing separator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180067505A (en) * 2016-11-14 2018-06-20 가부시끼가이샤 도시바 Field emission device
KR102070396B1 (en) * 2016-11-14 2020-01-29 가부시끼가이샤 도시바 Field radiator
US10920341B2 (en) 2016-11-14 2021-02-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrospinning apparatus

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