KR101479194B1 - Electrospinning device and method of manufacturing nanofiber mat using the electrospinning device - Google Patents

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KR101479194B1
KR101479194B1 KR1020140081029A KR20140081029A KR101479194B1 KR 101479194 B1 KR101479194 B1 KR 101479194B1 KR 1020140081029 A KR1020140081029 A KR 1020140081029A KR 20140081029 A KR20140081029 A KR 20140081029A KR 101479194 B1 KR101479194 B1 KR 101479194B1
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nanofiber mat
nanofibers
nozzle
drum collector
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KR1020140081029A
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정영훈
곽종영
진송완
윤식
김창근
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an electrospinning device and a method for manufacturing a nanofiber mat. The electrospinning device comprises: a nozzle unit discharging a polymer solution in one direction, where DC voltage is applied; a drum collector facing the nozzle unit and accumulating the polymer solution, where ground voltage is applied; and a plurality of side electrodes arranged between the nozzle unit and the drum collector, and arranged to face each other in the extended direction of the rotation axis of the drum collector, where voltage of the same polarity with DC voltage applied to the nozzle unit is applied.

Description

전기방사장치 및 이를 이용한 나노섬유매트의 제조 방법{ELECTROSPINNING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING NANOFIBER MAT USING THE ELECTROSPINNING DEVICE}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an electrospinning device and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to an electrospinning device,

본 발명은 전기방사장치 및 이를 이용한 나노섬유매트의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 드럼콜렉터를 포함하는 나노섬유 제조용 전기방사장치 및 이를 이용한 나노섬유매트의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrospinning apparatus and a method of manufacturing a nanofiber mat using the electrospinning apparatus, and more particularly, to an electrospinning apparatus for manufacturing nanofibers including a drum collector and a method of manufacturing a nanofiber mat using the same.

바이오 분야에서 방향성이 요구되는 인체 조직, 예를 들어, 근육이나 신경 등의 세포 성장을 위해서는 나노섬유가 랜덤하게 배열된 부직포 형태의 나노섬유매트(또는 나노섬유막)보다 나노섬유가 일 방향으로 정렬된 나노섬유를 포함하는 나노섬유매트(이하, 방향성 나노섬유매트라고 함)가 더 적합하다. 방향성 나노섬유매트를 신경 세포의 성장에 이용하는 경우 효율이 높고, 방향성 나노섬유매트 상에서 성장한 근육 세포는 나노섬유의 정렬 방향으로 수축/이완 활동이 매우 효과적이다.In order to grow human tissues, for example muscles and nerves, which require directionality in the bio-field, nanofibers are arranged in one direction rather than non-woven nanofiber mat (or nanofiber membrane) in which nanofibers are randomly arranged A nanofiber mat including nanofibers (hereinafter referred to as a directional nanofiber mat) is more suitable. When the directional nanofiber mat is used for growth of neurons, the efficiency is high, and the muscle cells grown on the directional nanofiber mat are highly effective in the contraction / relaxation activity in the direction of alignment of the nanofibers.

일반적인 전기방사장치는 나노섬유를 집적하도록 회전하는 드럼 콜렉터를 포함하는 전기방사장치에서, 드럼 콜렉터에 나노섬유가 감기면서 드럼 콜렉터의 회전 방향으로 나노섬유가 정렬되어 방향성 나노섬유가 된다. 드럼 콜렉터를 포함하는 전기방사장치는 나노섬유를 효과적으로 정렬시키기는 하지만, 노즐과 드럼 콜렉터 사이의 전기장에 의해 나노섬유는 드럼 콜렉터를 향해 직선 경로로 이동하여 밀착되지 않고 노즐로부터 드럼 콜렉터까지 점점 퍼지는 경향을 가지거나 불규칙하게 밀착되므로 드럼 콜렉터의 특정 영역에 밀집시켜 나노섬유를 집적시키는데 한계가 있다. 또한, 드럼 콜렉터를 포함하는 전기방사장치는 단일 재료의 나노섬유매트는 비교적 용이하게 제조할 수 있으나, 나노섬유매트에 여러 종류의 나노섬유를 도입하기는 어렵다.
A general electrospinning apparatus is an electrospinning apparatus including a drum collector rotated so as to accumulate nanofibers. The nanofibers are aligned in the rotating direction of the drum collector while the nanofibers are wound on the drum collector, thereby forming directional nanofibers. Although the electrospinning device including the drum collector effectively aligns the nanofibers, the tendency of the nanofibers to move linearly toward the drum collector due to the electric field between the nozzle and the drum collector, and to spread from the nozzle to the drum collector Or irregularly adhered thereto, there is a limit in accumulating nanofibers in a specific region of the drum collector. In addition, although an electrospinning device including a drum collector can easily manufacture a single-material nanofiber mat, it is difficult to introduce various kinds of nanofibers into the nanofiber mat.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 나노섬유가 일 방향으로 정렬하면서도 나노섬유의 집적 영역을 제어할 수 있으며, 하나의 나노섬유매트에 여러 종류의 정렬된 나노섬유를 도입할 수 있는 전기방사장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a nanofiber mat capable of controlling the integration area of nanofibers while aligning the nanofibers in one direction, And to provide an electrospinning device capable of introducing fibers.

본 발명의 다른 목적은 상기 전기방사장치를 이용하여 다기능성을 갖는 나노섬유매트의 제조 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a multi-functional nanofiber mat using the electrospinning device.

상기한 본 발명의 일 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전기방사장치는 일 방향으로 고분자 용액을 토출하고, 직류 전압이 인가되는 노즐부, 상기 노즐부와 마주하여 상기 고분자 용액을 집적하고, 상기 노즐부와 반대 극성의 직류 전압이 인가되는 드럼 콜렉터 및 상기 노즐부와 상기 드럼 콜렉터 사이에 배치되고, 상기 노즐부에 인가되는 직류 전압과 동일 극성의 전압이 인가되며, 상기 드럼 콜렉터의 회전축의 연장 방향으로 서로 마주하도록 배치된 한 쌍의 측면 전극들을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrospinning device including a nozzle unit for injecting a polymer solution in one direction, a DC voltage applied to the nozzle unit, a polymer solution facing the nozzle unit, A DC voltage of a polarity opposite to that of the nozzle unit is applied to the drum unit, and a voltage of the same polarity as a DC voltage applied to the nozzle unit is applied between the nozzle unit and the drum collector, And a pair of side electrodes arranged to face each other in the extending direction.

일 실시예에서, 상기 노즐부는 드럼 콜렉터의 회전축의 연장 방향을 따라 서로 이격된 적어도 2 이상의 노즐들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 노즐들은 서로 동일하거나 다른 종류의 고분자 용액을 토출할 수 있다. 또는, 상기 노즐들은 서로 동일하거나 다른 농도의 고분자 용액을 토출할 수 있다.In one embodiment, the nozzle portion may include at least two or more nozzles spaced from each other along the direction of extension of the axis of rotation of the drum collector. At this time, the nozzles may eject the same or different kinds of polymer solutions. Alternatively, the nozzles may discharge the polymer solution having the same or different concentration.

일 실시예에서, 전기방사장치는 상기 노즐부와 상기 측면 전극들 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 고정시키는 고정부 및 상기 고정부와 연결되어 상기 고정부를 이송시키는 이송부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the electrospinning device may further include a fixing unit fixing the distance between the nozzle unit and the side electrodes to be constant, and a transfer unit connected to the fixing unit to transfer the fixing unit.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 나노섬유매트의 제조 방법에서, 고분자 용액을 토출하는 노즐부에 제1 직류 전압을 인가하는 단계, 상기 노즐부와 마주하는 드럼 콜렉터에 그라운드 전압을 인가하는 단계, 상기 노즐부와 상기 드럼 콜렉터 사이에 배치되고 상기 드럼 콜렉터의 회전축의 연장 방향으로 서로 마주하도록 배치된 한 쌍의 측면 전극들 각각에 상기 제1 직류 전압과 동일 극성을 갖는 제2 직류 전압을 인가하는 단계 및 상기 노즐부가 토출하는 상기 고분자 용액을 상기 드럼 콜렉터로 집적하여 나노섬유를 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nanofiber mat, comprising: applying a first DC voltage to a nozzle unit for discharging a polymer solution; Applying a ground voltage to each of the pair of side electrodes, the pair of side electrodes being disposed between the nozzle unit and the drum collector and arranged to face each other in the direction of extension of the rotation axis of the drum collector, Second A step of applying a DC voltage, and a step of integrating the polymer solution discharged by the nozzle part with the drum collector to form nanofibers.

일 실시예에서, 상기 제2 직류 전압을 인가하는 단계는 상기 제2 직류 전압을 증가시켜 상기 나노섬유의 집적 폭이 감소되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of applying the second DC voltage may include increasing the second DC voltage to control the integration width of the nanofibers to be reduced.

일 실시예에서, 상기 나노섬유를 형성하는 단계는 상기 노즐부 및 상기 측면 전극들의 이송 속도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of forming the nanofibers may include controlling the transfer speed of the nozzle unit and the side electrodes.

일 실시예에서, 상기 노즐부는 상기 드럼 콜렉터의 회전축의 연장 방향을 따라 서로 이격된 적어도 2 이상의 노즐들을 포함하고, 상기 노즐들 각각은 서로 다른 종류의 고분자 용액 또는 서로 동일하되 농도가 다른 고분자 용액을 토출할 수 있다. 이때, 상기 나노섬유를 제조하는 단계는 제1 나노섬유가 집적된 제1 패턴부와 상기 제1 패턴부와 나란히 배치된 제2 나노섬유가 집적된 제2 패턴부를 포함하는 나노섬유매트를 형성할 수 있다.In one embodiment, the nozzle portion includes at least two or more nozzles spaced apart from each other along the direction of extension of the axis of rotation of the drum collector, and each of the nozzles may have a different polymer solution or a polymer solution Can be discharged. At this time, the step of fabricating the nanofibers may include forming a nanofiber mat comprising a first pattern part in which first nanofibers are integrated and a second pattern part in which second nanofibers arranged in parallel to the first pattern part are integrated .

일 실시예에서, 상기 나노섬유매트는 상기 제1 및 제2 패턴부들이 일 방향으로 반복 배열될 수 있다. 이때, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부의 너비는 상기 제1 및 제2 패턴부들 각각의 나노섬유를 형성하는 고분자의 전기적 성질, 예를 들어, 절연 계수에 따라서, 서로 동일하거나 다를 수 있다.In one embodiment, the nanofiber mat may have the first and second pattern portions repeatedly arranged in one direction. The widths of the first pattern portion and the second pattern portion may be the same or different from each other depending on the electrical properties of the polymer forming the nanofibers of each of the first and second pattern portions, .

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 패턴부들을 형성하기 전에, 상기 드럼 콜렉터에 고분자 용액을 이용하여 집적시킨 베이스층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, before forming the first and second pattern portions, the method may further include forming a base layer integrated with the drum collector using a polymer solution.

일 실시예에서, 상기 나노섬유를 형성하는 단계에서 상기 노즐부가 토출하는 고분자 용액의 농도 또는 상기 노즐부의 이동 속도를 조절하여, 집적 밀도 또는 기능성 물질의 함유량이 서로 다른 패턴부들을 포함하는 나노섬유매트를 제조할 수 있다. 이때, 상기 노즐부의 이동 속도가 증가함에 따라, 상기 나노섬유매트에서 상기 노즐부의 이동 방향을 따라 집적 밀도 또는 기능성 화합물의 함유량이 감소할 수 있다.
In one embodiment, the concentration of the polymer solution discharged from the nozzle portion or the moving speed of the nozzle portion may be adjusted in the step of forming the nanofibers so that the nanofiber mat including pattern portions having different concentrations of the density or the functional material Can be produced. At this time, as the moving speed of the nozzle unit increases, the integrated density or the content of the functional compound may decrease along the moving direction of the nozzle unit in the nanofiber mat.

이와 같은 전기방사장치 및 이를 이용한 나노섬유매트의 제조 방법에 따르면, 나노섬유를 정렬시켜 방향성 나노섬유매트를 제조하되 나노섬유가 드럼 콜렉터에 집적될 때 나노섬유가 퍼지는 것을 방지함으로써, 나노섬유가 정렬되면서 집적되는 영역을 좁힐 수 있고 외부 환경에 의한 영향을 최소화시킬 수 있다.According to the electrospinning apparatus and the method of manufacturing the nanofiber mat using the electrospinning apparatus, the directional nanofiber mat is manufactured by aligning the nanofibers, and when the nanofibers are integrated in the drum collector, the nanofibers are prevented from spreading, It is possible to narrow the area to be integrated and to minimize the influence of the external environment.

또한, 방사 공정 중에서 노즐과 측면 전극이 고정된 상태에서 드럼 콜렉터를 기준으로 일 방향으로 움직이도록 설계하여 나노섬유매트의 두께를 균일하게 제어할 수 있다.In addition, it is possible to uniformly control the thickness of the nanofiber mat by designing to move in one direction with respect to the drum collector in a state where the nozzle and the side electrode are fixed in the spinning process.

뿐만 아니라, 드럼 콜렉터에서 나노섬유의 집적 위치를 제어하여 위치별로 다른 재질 및/또는 다른 밀도를 갖는 방향성 나노섬유매트를 제조하여 나노섬유매트의 기능성을 부가 및 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 나노섬유매트의 선택적 투과, 세포 성장 환경에의 구배 조건의 조절에 용이하게 이용될 수 있다.
In addition, it is possible to add and enhance the functionality of the nanofiber mat by preparing directional nanofiber mats having different materials and / or different densities for each position by controlling the integration position of the nanofibers in the drum collector. Accordingly, it can be easily used for selective permeation of nanofiber mat and control of gradient conditions to a cell growth environment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼 콜렉터를 포함하는 전기방사장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드럼 콜렉터를 포함하는 전기방사장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 전기방사장치와 비교하기 위한 도면이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명에 일 실시예에 따른 나노섬유매트를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드럼 콜렉터를 포함하는 전기방사장치를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining an electrospinning device including a drum collector according to an embodiment of the present invention.
2A is a conceptual diagram for explaining an electrospinning device including a drum collector according to another embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a diagram for comparison with the electrospinning apparatus shown in FIG. 2A.
3A, 3B, 3C and 3D are plan views for explaining a nanofiber mat according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating an electrospinning device including a drum collector according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들에 대해서만 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprises" or "having" is intended to designate the presence of stated features, elements, etc., and not one or more other features, It does not mean that there is none.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼 콜렉터를 포함하는 전기방사장치를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining an electrospinning device including a drum collector according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전기방사장치(101)는 노즐부(110), 드럼 콜렉터(120) 및 한 쌍의 측면 전극들(130a, 130b)을 포함한다.1, an electrospinning apparatus 101 includes a nozzle unit 110, a drum collector 120, and a pair of side electrodes 130a and 130b.

노즐부(110)는 고분자 용액(210)을 토출한다. 고분자 용액(210)은 노즐부(110)와 연결된 재료 공급부(미도시)에 수용되어 노즐부(110)를 통해서 드럼 콜렉터(120)를 향해 토출된다. 상기 재료 공급부는 시린지 펌프 등과 같은 미세유량 펌프를 포함할 수 있다.The nozzle unit 110 discharges the polymer solution 210. The polymer solution 210 is accommodated in a material supply unit (not shown) connected to the nozzle unit 110 and discharged toward the drum collector 120 through the nozzle unit 110. The material supply may include a microfluidic pump such as a syringe pump or the like.

고분자 용액(210)은 비흡수성 합성 고분자를 포함할 수 있다. 상기 비흡수성 합성 고분자의 예로서는, 나이론(nylon), 폴리아크릴산(poly acrylic acid, PA), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리아미드(polyamind), 폴리(벤즈이미다졸)(poly(benzimidazol), PBI), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리(에틸렌옥사이드)(poly(ethylene oxide)), 폴리(에틸렌테레프탈레이트)(poly(ehtyleneterephthalate), PET), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌)트리블록 코폴리머(poly(styrene-butadiene-styrene) triblock copolymer), 폴리술폰(polysulfone), 폴리(트리에틸렌테레프탈레이트)(poly(triethyleneterephthalate)), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리우레탄 우레아(poly(urethane urea)), 폴리(비닐알코올)(poly(vinyl alcohol)), 폴리(비닐 카바졸)(poly(vinyl carbazol)), 폴리(비닐클로라이드)(poly(vinyl chloride)), 폴리(비닐 피롤리돈)(poly(vinyl pyrrolidone)), 폴리(비니리덴 플로라이드)(poly(vinylidene fluoride), PVDF), 폴리(비니리덴 플로라이드-코-헥사플루오르프로필렌)(poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), P(VDF-HFP)) 등의 합성 고분자로 형성될 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.The polymer solution 210 may include a non-absorbable synthetic polymer. Examples of the non-absorbable synthetic polymer include nylon, polyacrylic acid (PA), polyacrylonitrile, polyamind, poly (benzimidazole), PBI ), Polycarbonate, polyetherimide (PEI), poly (ethylene oxide), poly (ethylene terephthalate) (PET), polystyrene (PS) ), Polyethylene (PE), poly (styrene-butadiene-styrene) triblock copolymer, polysulfone, poly (triethylene terephthalate) triethyleneterephthalate), polyurethane, polyurethane (urethane), poly (vinyl alcohol), poly (vinyl carbazole), poly Poly (vinyl chloride), poly (vinylpyrrolidone) polyvinylidene fluoride (PVDF), poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) P (VDF-HFP)). These may be used alone or in combination of two or more.

다른 예로서, 고분자 용액(210)은 생분해성 고분자를 포함할 수 있다. 상기 생분해성 고분자의 예로서는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS), 폴리락트산(polylatic acide, PLA), DegraPol (상품명, abmedica, 이탈리아), 폴리카프로락톤(Poly(ε-caprolactone), PCL), 폴리디옥사논(Polydioxanone, PDO), 폴리글루탐산 (Poly(glutaci acid), PGA), 폴리(락타이드-코-글리콜라이드)(poly(lactide-co-glycolide), PLGA), 폴리(라타이드-코-ε-카프로락톤)(Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone)), 폴리우레탄(polyurethane) 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.As another example, the polymer solution 210 may include a biodegradable polymer. Examples of the biodegradable polymer include acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polylactic acid (PLA), DegraPol (abmedica, Italy), polycaprolactone (ε-caprolactone), PCL), polydioxanone (PDO), poly (glutacic acid), PGA, poly (lactide-co- glycolide) , PLGA), poly (lactide-co-epsilon -caprolactone), polyurethane, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

또 다른 예로서, 고분자 용액(210)은 천연 고분자를 포함할 수 있다. 상기 천연 고분자의 예로서는, Bombyx mori silk fibroin, Casein, Cellulose acetate, Chitosan, Collagen, Fibrinogen, Gelatin, Wheat gluten 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.As another example, the polymer solution 210 may include a natural polymer. Examples of the natural polymers include Bombyx mori silk fibroin, Casein, Cellulose acetate, Chitosan, Collagen, Fibrinogen, Gelatin, Wheat gluten and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

노즐부(110)는 동축 이중 노즐일 수 있다. 이때, 상기에서 예시한 고분자들과 추가 재료를 이용하여 코어-쉘 구조를 갖는 정렬된 나노섬유(220)를 제조할 수 있다. 코어-쉘 구조의 나노섬유(220)에서는, 상기 추가 재료가 코어가 되고, 고분자가 상기 코어의 외부에 코팅된 쉘이 될 수 있다. 이와 달리, 상기 재료 공급부에상기 고분자들과 상기 추가 재료가 혼합된 고분자 용액(210)을 제공하고 노즐부(110)가 이를 토출하여 나노섬유(220)를 형성할 수도 있다.The nozzle unit 110 may be a coaxial double nozzle. At this time, the ordered nanofibers 220 having a core-shell structure can be manufactured using the polymers and the additional materials as described above. In the nanofiber 220 of the core-shell structure, the additional material may be a core, and the polymer may be a shell coated on the outside of the core. Alternatively, the polymer solution 210 in which the polymer and the additional material are mixed may be provided in the material supply unit, and the nozzle unit 110 may discharge the polymer solution 210 to form the nanofibers 220.

추가적으로, 고분자 용액(210)은 다양한 기능성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 기능성 물질의 예로서는, BFGF, BMP-2 등의 성장 유도제, 덱사메타손(dexamethasone), 아스코빈산(ascorbic acid), 베타글리세롤포스페이트(beta-glycerol phosphate), 트랜스-레티노인산(trans retinoic Acid) 등의 분화유도제 또는 헤파린이나 후코이단 등의 생활성인자 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.In addition, the polymer solution 210 may further include various functional materials. Examples of the functional material include a growth inducer such as BFGF and BMP-2, a differentiation inducer such as dexamethasone, ascorbic acid, beta-glycerol phosphate, trans retinoic acid, Or a living person such as heparin or fucoidan. These may be used alone or in combination of two or more.

드럼 콜렉터(120)는 노즐부(110)와 마주하여 배치되고, 노즐부(110)에서 토출된 고분자 용액(210)을 집적한다. 고분자 용액(210)이 드럼 콜렉터(120)를 향해 토출되는 과정에서 용매는 증발 또는 휘발되어 고분자 용액(210) 중의 고분자가 드럼 콜렉터(120)의 표면에서 집적됨으로서 방향성 나노섬유(220)가 된다. 고분자 용액(210)을 집적하는 공정에서는, 드럼 콜렉터(120)에는 고분자나 금속으로 형성된 박막이 감긴 상태에서 수행될 수 있고, 이때 고분자 용액(210)은 상기 박막 상에 집적될 수 있다.The drum collector 120 is arranged to face the nozzle unit 110 and accumulates the polymer solution 210 discharged from the nozzle unit 110. The solvent is evaporated or volatilized in the process of discharging the polymer solution 210 toward the drum collector 120 so that the polymer in the polymer solution 210 is accumulated on the surface of the drum collector 120 to become the directional nanofibers 220. In the step of accumulating the polymer solution 210, a thin film formed of a polymer or metal may be wound on the drum collector 120, and the polymer solution 210 may be accumulated on the thin film.

드럼 콜렉터(120)는 회전축을 중심으로 회전하면서 고분자 용액(210)을 집적하고, 드럼 콜렉터(120)의 회전에 의해서 정렬된 나노섬유, 즉 방향성 나노섬유(220)가 된다. 이때, 방향성 나노섬유(220)는 드럼 콜렉터(120) 상에 띠 형태로 집적될 수 있다. 방향성 나노섬유(220)의 집합체가 나노섬유매트(230, 240, 250, 260, 도 3a 내지 도 3d 참조)가 된다. 상기 회전축이 제1 방향(D1)을 따라 연장되는 경우, 노즐부(110)에서 고분자 용액(210)의 토출 방향은 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)이다. 일례로, 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 서로 수직한 방향일 수 있다.The drum collector 120 accumulates the polymer solution 210 while rotating about the rotation axis, and becomes the aligned nanofibers, that is, the directional nanofibers 220 by the rotation of the drum collector 120. At this time, the directional nanofibers 220 may be integrated on the drum collector 120 in a strip shape. The aggregate of the directional nanofibers 220 becomes the nanofiber mat 230, 240, 250, 260 (see Figs. 3A to 3D). When the rotation axis extends along the first direction D1, the discharge direction of the polymer solution 210 in the nozzle unit 110 is a second direction D2 that intersects the first direction D1. For example, the first direction D1 and the second direction D2 may be perpendicular to each other.

방향성 나노섬유(220)의 전기방사를 위해서, 노즐부(110)는 고분자 용액(210)을 제1 극성으로 대전시키도록 제1 전압이 인가된다. 이때, 상기 제1 전압은 직류 전압일 수 있다. 동시에, 드럼 콜렉터(120)에는 그라운드 전압이 인가된다. 이를 위해서, 전기방사장치(101)는 노즐부(110)와 드럼 콜렉터(120)에 전압을 인가하는 고전압 전력공급기(미도시)를 더 포함할 수 있다.For electrospinning of the aromatic nanofibers 220, the nozzle unit 110 is applied with the first voltage to charge the polymer solution 210 to the first polarity. At this time, the first voltage may be a DC voltage. At the same time, a ground voltage is applied to the drum collector 120. To this end, the electrospinning apparatus 101 may further include a high voltage power supply (not shown) for applying a voltage to the nozzle unit 110 and the drum collector 120.

노즐부(110)와 드럼 콜렉터(120) 각각에 전압이 인가됨에 따라서 이들 사이에는 전기장이 발생하고, 고분자 용액(210)이 드럼 콜렉터(120)로 집적될 수 있다.As the voltage is applied to the nozzle unit 110 and the drum collector 120, an electric field is generated between the nozzle unit 110 and the drum collector 120, and the polymer solution 210 can be accumulated in the drum collector 120.

한 쌍의 측면 전극들(130a, 103b)은 노즐부(110)와 드럼 콜렉터(120) 사이에 배치된다. 이때, 한 쌍의 측면 전극들(130a, 130b)은 고분자 용액(210)이 토출되는 경로에 서로 마주하도록 배치된다. 이하에서는, 드럼 콜렉터(120)의 제1 측에 배치된 측면 전극을 "제1 측면 전극(130a)"이라 하고, 상기 제1 측의 제1 방향(D1)에 배치된 측면 전극을 "제2 측면 전극(130b)"이라 지칭하여 설명한다. 고분자 용액(210)은 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 103b) 사이로 제2 방향(D2)을 따라 토출된다.A pair of side electrodes 130a and 103b are disposed between the nozzle unit 110 and the drum collector 120. [ At this time, the pair of side electrodes 130a and 130b are disposed so as to face each other in a path through which the polymer solution 210 is discharged. Hereinafter, the side electrodes arranged on the first side of the drum collector 120 will be referred to as "first side electrodes 130a ", and the side electrodes arranged in the first direction D1 on the first side will be referred to as & Side electrode 130b ". The polymer solution 210 is discharged along the second direction D2 between the first and second side electrodes 130a and 103b.

고분자 용액(210)은 제2 방향(D2)으로 토출되고, 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)은 드럼 콜렉터(120)의 회전축의 연장 방향인 제1 방향(D1)으로 서로 마주하도록 배치된다. 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b) 사이의 이격 거리는 드럼 콜렉터(120)의 제1 방향(D1)으로의 길이와 동일하거나 짧을 수 있다. 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)은 각각 제2 방향(D2)과 동일한 방향을 면내방향으로 포함하고 소정 면적을 갖는 평면을 포함하는 플레이트 전극일 수 있다. 이때, 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b) 각각의 직경은 약 1 cm 내지 드럼 콜렉터(120)의 직경과 동일한 크기를 가질 수 있다.The polymer solution 210 is discharged in the second direction D2 and the first and second side electrodes 130a and 130b are opposed to each other in the first direction D1 which is the extending direction of the rotation axis of the drum collector 120, . The distance between the first and second side electrodes 130a and 130b may be equal to or shorter than the length of the drum collector 120 in the first direction D1. Each of the first and second side electrodes 130a and 130b may be a plate electrode including a plane having a predetermined area and including the same direction as the second direction D2 in the in-plane direction. In this case, the diameter of each of the first and second side electrodes 130a and 130b may be about 1 cm to the diameter of the drum collector 120.

제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b) 사이의 이격 거리를 조절하여 방향성 나노섬유(220)의 집적 영역을 제어할 수 있다. 일례로, 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b) 사이의 이격 거리를 좁혀, 방향성 나노섬유(220)의 집적 영역을 줄일 수 있다.It is possible to control the integration area of the directional nanofibers 220 by adjusting the separation distance between the first and second side electrodes 130a and 130b. For example, the separation distance between the first and second side electrodes 130a and 130b may be narrowed to reduce the area where the directional nanofibers 220 are integrated.

제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b) 각각에는 제2 전압이 인가되는데, 이때, 제2 전압은 노즐부(110)에 인가되는 전압과 동일한 제1 극성을 갖는다. 상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 동일하거나, 이와 유사한 크기의 전압일 수 있다. 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b) 각각에 상기 제1 극성의 전압이 인가되므로, 노즐부(110)에서 토출되는 대전된 고분자 용액(210)과 제1 측면 전극(130a) 사이와, 대전된 고분자 용액(210) 및 제2 측면 전극(130b) 사이에 각각 척력이 발생한다. 이에 따라, 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)이 대전된 고분자 용액(210)이 드럼 콜렉터(120)의 중심부(CA)에 수렴되어 집적될 수 있다.A second voltage is applied to each of the first and second side electrodes 130a and 130b. At this time, the second voltage has the same polarity as the voltage applied to the nozzle unit 110. [ The second voltage may be a voltage equal to or similar to the first voltage. Since the voltage of the first polarity is applied to each of the first and second side electrodes 130a and 130b, the gap between the charged polymer solution 210 discharged from the nozzle unit 110 and the first side electrode 130a , A repulsive force is generated between the charged polymer solution 210 and the second side electrode 130b. The charged polymer solution 210 charged on the first and second side electrodes 130a and 130b can be converged on the central portion CA of the drum collector 120 and integrated.

고분자 용액(210)은 노즐부(110)에서 드럼 콜렉터(120)로 직선 경로로 토출되는 것이 아니라, 불규칙하게 움직이거나 회전하면서 드럼 콜렉터(120)로 제공된다. 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)이 없는 경우에는, 노즐부(110)와 드럼 콜렉터(120) 사이의 전기장에 의해서만 고분자 용액(210)이 드럼 콜렉터(120)로 집적되므로 드럼 콜렉터(120)에서 집적되는 영역이 매우 광범위하다. 즉, 드럼 콜렉터(120)의 중심부(CA)와, 중심부(CA)의 양측 영역인 제1 및 제2 주변부(SA1, SA2)까지도 고분자 용액(210)이 집적된다(도 1의 PNF로 나타낸 부분 참조). 즉, 기존에는 고분자 용액(210)의 집적 영역을 제어할 수 없었기 때문에, 고분자 용액(210)이 드럼 콜렉터(120)에 광범위하게 집적되면서 제조된 나노섬유매트는 드럼 콜렉터(120)의 길이와 거의 유사한 폭을 갖고 불균일한 두께를 가지며, 나노섬유의 유실량 또한 많다. 특히, 기존의 전기방사장치의 주변 환경, 예를 들어, 주변의 도전성 부품에 의해 발생하는 추가적인 전기장의 영향이나 공기의 이동 등에 의해서 고분자 용액(210)이 불규칙하게 드럼 콜렉터(120)에 집적될 수 있다.The polymer solution 210 is supplied to the drum collector 120 while being irregularly moved or rotated instead of being discharged in a linear path from the nozzle unit 110 to the drum collector 120. Since the polymer solution 210 is accumulated in the drum collector 120 only by the electric field between the nozzle unit 110 and the drum collector 120 in the absence of the first and second side electrodes 130a and 130b, The area to be integrated in the memory 120 is very wide. That is, the polymer solution 210 is also accumulated in the center portion CA of the drum collector 120 and the first and second peripheral portions SA1 and SA2 which are both side regions of the center portion CA Reference). In other words, since the integration area of the polymer solution 210 can not be controlled in the past, the nanofiber mat produced by widely accumulating the polymer solution 210 in the drum collector 120 has a length almost equal to the length of the drum collector 120 It has a similar width and a non-uniform thickness, and also has a large amount of nanofibers. Particularly, the polymer solution 210 can be irregularly accumulated in the drum collector 120 due to the influence of an additional electric field generated by the surrounding environment of the conventional electrospinning device, for example, have.

반면, 본 발명에 따른 전기방사장치(101)의 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)을 고분자 용액(210)의 토출 경로에 배치시키고 고분자 용액(210)의 대전된 제1 극성과 동일한 극성의 전압을 인가함으로써 고분자 용액(210)의 대부분이 드럼 콜렉터(120)의 중심부(CA)로 집적된다. 이에 따라, 고분자 용액(210)을 안정적으로 집적시킬 수 있고, 방향성 나노섬유(220)가 집적되는 폭을 좁게 제어할 수 있으며, 방향성 나노섬유(220)의 집합체인 나노섬유매트의 폭도 조절할 수 있다.On the other hand, the first and second side electrodes 130a and 130b of the electrospinning device 101 according to the present invention are disposed in the discharge path of the polymer solution 210 and the charged polarity of the polymer solution 210 Most of the polymer solution 210 is accumulated in the center portion CA of the drum collector 120 by applying a voltage of the same polarity. Accordingly, it is possible to stably integrate the polymer solution 210, narrowly control the width at which the directional nanofibers 220 are integrated, and adjust the width of the nanofiber mat, which is an aggregate of the directional nanofibers 220 .

한편, 드럼 콜렉터(120)의 선속도를 조절하여 방향성 나노섬유(220)의 정렬 수준을 제어할 수 있다. 드럼 콜렉터(120)의 선속도가 증가할수록 방향성 나노섬유(220)의 정렬도가 높아져 방향성을 향상시킬 수 있다. 일례로, 드럼 콜렉터(120)의 선속도는 300 mm/s 이상 일 수 있다.Meanwhile, the alignment level of the directional nanofibers 220 can be controlled by controlling the linear velocity of the drum collector 120. As the linear velocity of the drum collector 120 increases, the degree of alignment of the directional nanofibers 220 increases and the directionality can be improved. For example, the linear velocity of the drum collector 120 may be 300 mm / s or more.

또한, 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)에 인가되는 상기 제2 전압을 조절하여 방향성 나노섬유(220)의 집적 폭을 제어할 수 있다. 상기 제2 전압이 증가할수록 방향성 나노섬유(220)의 집적 폭이 감소할 수 있다.In addition, the integration width of the directional nanofibers 220 can be controlled by adjusting the second voltage applied to the first and second side electrodes 130a and 130b. As the second voltage increases, the integration width of the directional nanofibers 220 may decrease.

한편, 도 1을 참조하여 설명한 것과 같이 좁은 영역에 방향성 나노섬유(220)를 형성한 후, 이보다 상대적으로 대면적을 갖도록 방향성 나노섬유(220)의 집합체인 나노섬유매트를 형성하기 위해서는 노즐부(110)와 드럼 콜렉터(120) 중 적어도 어느 하나를 이송시켜 고분자 용액(210)을 집적시킬 수 있다. 이때, 노즐부(110)와 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b) 간의 거리는 일정한 유지되어야 한다. 노즐부(110)와 드럼 콜렉터(120) 중 어느 하나를 이송시킬 때, 노즐부(110)는 연속적으로 고분자 용액(210)을 토출할 수 있다.In order to form the nanofiber mat as the aggregate of the directional nanofibers 220 so as to have a relatively large area after forming the directional nanofibers 220 in a narrow region as described with reference to FIG. 1, 110 and the drum collector 120 may be transferred to accumulate the polymer solution 210. At this time, the distance between the nozzle unit 110 and the first and second side electrodes 130a and 130b must be maintained constant. When the nozzle unit 110 and the drum collector 120 are to be transferred, the nozzle unit 110 can continuously discharge the polymer solution 210.

노즐부(110) 또는 드럼 콜렉터(120)를 제1 방향(D1)으로 이송시키면서 고분자 용액(210)을 집적한 후, 다시 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 노즐부(110) 또는 드럼 콜렉터(120)를 이송시키면서 고분자 용액(210)을 집적함으로써 균일한 두께의 나노섬유매트를 얻을 수 있다.The polymer solution 210 is accumulated while the nozzle unit 110 or the drum collector 120 is transported in the first direction D1 and then the nozzle unit 110 or the drum collector 120 is moved in the direction opposite to the first direction D1. The nanofiber mat may be obtained with a uniform thickness by integrating the polymer solution 210 while transferring the nanofiber mat 120.

또한, 노즐부(110) 또는 드럼 콜렉터(120)를 제1 방향(D1)으로 이송시킬 때, 이송 속도를 조절하여 드럼 콜렉터(120)의 영역마다 다른 두께로 방향성 나노섬유(220)를 집적시킬 수 있다. 두껍게 방향성 나노섬유(220)를 집적시키고자 하는 영역에서는 상대적으로 이송 속도를 감소시키고, 얇게 방향성 나노섬유(220)를 집적시키고자 하는 영역에서는 상대적으로 이송 속도를 증가시킬 수 있다.When the nozzle unit 110 or the drum collector 120 is transported in the first direction D1, the directional nanofibers 220 may be accumulated in different thicknesses for each region of the drum collector 120 by controlling the feeding speed. . It is possible to relatively increase the transport speed in the region in which the directional nanofibers 220 are to be accumulated relatively and in the region where the directional nanofibers 220 are to be integrated in a thin state.

상기에서 설명한 바에 따르면, 전기방사장치(101)에 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)을 구비함으로써 방향성 나노섬유(220)를 안정적으로 형성할 수 있고, 방향성 나노섬유(220)의 집적 영역도 제어할 수 있다.
The directional nanofibers 220 can be stably formed by providing the first and second side electrodes 130a and 130b in the electrospinning device 101 and the directional nanofibers 220 The integration area can also be controlled.

도 2aa는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드럼 콜렉터를 포함하는 전기방사장치를 설명하기 위한 개념도이다.2A is a conceptual diagram for explaining an electrospinning device including a drum collector according to another embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 전기방사장치(102)는 노즐부(110), 드럼 콜렉터(120), 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)을 포함한다. 도 2a에 도시된 전기방사장치(102)는 노즐부(110)가 다수의 노즐들(112, 114)을 포함하는 것을 제외하고는 도 1에서 설명한 전기방사장치(101)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.2A, the electrospinning device 102 includes a nozzle unit 110, a drum collector 120, and first and second side electrodes 130a and 130b. The electrospinning apparatus 102 shown in FIG. 2A is substantially the same as the electrospinning apparatus 101 described in FIG. 1 except that the nozzle unit 110 includes a plurality of nozzles 112 and 114. Therefore, redundant detailed description will be omitted.

노즐부(110)는 제1 노즐(112)과 제2 노즐(114)을 포함한다. 제1 노즐(112)과 제2 노즐(114)은 드럼 콜렉터(120)의 회전축의 연장 방향인 제1 방향(D1)으로 일렬로 배치된다. 제1 노즐(112)과 인접하게 제1 측면 전극(130a)이 배치되고, 제2 노즐(114)과 인접하게 제2 측면 전극(130b)이 배치된다. 이때, 제1 노즐(112)이 토출하는 제1 고분자 용액(212)과 제2 노즐(114)이 토출하는 제2 고분자 용액(214) 각각은 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b) 사이를 지나간다. 제1 고분자 용액(212)이 드럼 콜렉터(120)에 집적되어 제1 나노섬유(222)가 되고, 제2 고분자 용액(214)이 집적되어 제2 나노섬유(224)가 된다.The nozzle unit 110 includes a first nozzle 112 and a second nozzle 114. The first nozzle 112 and the second nozzle 114 are arranged in a line in a first direction D1 which is the direction of extension of the rotation axis of the drum collector 120. [ A first side electrode 130a is disposed adjacent to the first nozzle 112 and a second side electrode 130b is disposed adjacent to the second nozzle 114. [ The first polymer solution 212 discharged by the first nozzle 112 and the second polymer solution 214 discharged by the second nozzle 114 are discharged through the first and second side electrodes 130a and 130b, . The first polymer solution 212 is accumulated in the drum collector 120 to become the first nanofiber 222 and the second polymer solution 214 is collected to become the second nanofiber 224. [

제1 고분자 용액(212) 및 제2 고분자 용액(214)에 포함된 고분자는 각각 독립적으로 도 1에서 설명한 고분자 용액(210)의 고분자와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 중복되는 상세한 설명은 생략한다.The polymers included in the first polymer solution 212 and the second polymer solution 214 may be independently substantially the same as the polymer of the polymer solution 210 described in FIG. Therefore, redundant detailed description will be omitted.

이때, 제1 고분자 용액(212)에 포함된 고분자는 제2 고분자 용액(214)에 포함된 고분자와 다른 종류일 수 있다. 이에 따라, 하나의 나노섬유매트에 적어도 2 종류의 고분자로 형성된 나노섬유가 포함될 수 있다.At this time, the polymer contained in the first polymer solution 212 may be of a different kind from the polymer contained in the second polymer solution 214. Accordingly, one nanofiber mat may contain nanofibers formed of at least two kinds of polymers.

이와 달리, 제1 고분자 용액(212) 및 제2 고분자 용액(214)에 포함된 고분자는 서로 동일한 종류일 수 있되, 이때 제1 고분자 용액(212)의 농도는 제2 고분자 용액(214)의 농도와 다를 수 있다.The concentration of the first polymer solution 212 may be the same as the concentration of the second polymer solution 214. The concentration of the first polymer solution 212 may be the same as that of the second polymer solution 214, ≪ / RTI >

또는, 제1 고분자 용액(212)과 제2 고분자 용액(214)은 서로 동일한 고분자를 포함할 수 있다. 이때에는, 동일 크기의 나노섬유매트를 형성하는 경우, 도 1에서 설명한 전기방사장치(101)와 같이 1개의 노즐을 포함하는 경우에 비해서 상대적으로 빠른 시간 내에 나노섬유매트를 제조하여 제조공정 시간을 단축시킬 수 있다.Alternatively, the first polymer solution 212 and the second polymer solution 214 may include the same polymer. In this case, when the nanofiber mat of the same size is formed, the nanofiber mat is manufactured in a relatively short time as compared with the case of including the single nozzle as in the electrospinning apparatus 101 described in FIG. 1, Can be shortened.

상기와 같이, 제1 및 제2 고분자 용액들(212, 214)의 고분자 종류가 다르거나 농도가 다른 경우 제조되는 나노섬유매트에 대해서는 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 후술하기로 한다.As described above, the nanofiber mat produced when the polymer types of the first and second polymer solutions 212 and 214 are different or have different concentrations will be described later with reference to FIGS. 3A to 3D.

제1 노즐(112) 및 제2 노즐(114) 각각은 제1 극성을 갖는 전압을 인가받아 제1 고분자 용액(212)과 제2 고분자 용액(214)을 상기 제1 극성으로 대전시킨다. 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)이 없는 경우인 도 2b를 참조하면, 상기 제1 극성으로 대전된 제1 및 제2 고분자 용액들(212, 214) 사이에 척력이 발생하여, 드럼 콜렉터(120)에서 제1 나노섬유(222)와 제2 나노섬유(224) 사이의 거리는 제1 및 제2 노즐들(112, 114) 사이의 거리보다 훨씬 넓다. 또한, 제1 및 제2 고분자 용액들(212, 214) 사이에 척력으로 인해 드럼 콜렉터(120)의 특정 위치에 반복적으로 나노섬유를 방사하기에 매우 어렵다. 반면, 도 2a에서 설명한 본 발명에서는 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)에 의해서 제1 고분자 용액(212)과 제2 고분자 용액(214)이 척력의 영향을 받기 때문에 제1 및 제2 고분자 용액들(212, 214) 사이의 척력으로 인해서 드럼 콜렉터(120)의 밖으로 밀려나오거나, 이들 사이의 집적 영역이 멀어지는 것을 최소화할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)에 의해서 제1 및 제2 고분자 용액들(212, 214) 각각을 드럼 콜렉터(120)의 특정 위치에 반복적으로 집적시킬 수 있다. 이에 따라, 드럼 콜렉터(120)에 집적되는 제1 나노섬유(222)와 제2 나노섬유(224) 사이의 거리를 최소화할 수 있다. 동시에 제1 나노섬유(222)와 제2 나노섬유(224) 각각의 집적 폭도 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)에 의해서 제어할 수 있다.Each of the first nozzle 112 and the second nozzle 114 receives a voltage having a first polarity and charges the first polymer solution 212 and the second polymer solution 214 with the first polarity. Referring to FIG. 2B, in which the first and second side electrodes 130a and 130b are absent, a repulsive force is generated between the first and second polymer solutions 212 and 214 charged with the first polarity, The distance between the first nanofibers 222 and the second nanofibers 224 in the drum collector 120 is much wider than the distance between the first and second nozzles 112 and 114. Further, it is very difficult to repeatedly spin the nanofibers to a specific position of the drum collector 120 due to repulsion between the first and second polymer solutions 212, 214. 2A, since the first polymer solution 212 and the second polymer solution 214 are affected by the repulsive force by the first and second side electrodes 130a and 130b, 2 polymer solution 212, 214, or the distance of the accumulation region between them can be minimized. That is, the first and second side surfaces 130a and 130b can repeatedly accumulate the first and second polymer solutions 212 and 214 at specific positions on the drum collector 120, respectively. Accordingly, the distance between the first nanofibers 222 and the second nanofibers 224 integrated in the drum collector 120 can be minimized. At the same time, the integration width of the first nanofiber 222 and the second nanofiber 224 can be controlled by the first and second side electrodes 130a and 130b.

상기에서 설명한 바에 따르면, 전기방사장치(102)에 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)을 구비하고, 노즐부(110)가 2개의 노즐들(112, 114)을 포함함으로써 제1 나노섬유(222)와 제2 나노섬유(224)를 안정적으로 형성할 수 있고, 이들의 집적 영역도 제어하여 집적 폭을 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 나노섬유(222)와 제2 나노섬유(224) 사이의 거리도 제어할 수 있다.According to the above description, the electrospinning apparatus 102 is provided with the first and second side electrodes 130a and 130b, and the nozzle unit 110 includes the two nozzles 112 and 114, The nanofibers 222 and the second nanofibers 224 can be stably formed and the integration area can be controlled to reduce the integration width. Also, the distance between the first nanofiber 222 and the second nanofiber 224 can be controlled.

뿐만 아니라, 2개의 노즐들(112, 114)을 이용하여 동시에 제1 나노섬유(222)와 제2 나노섬유(224)를 형성할 수 있기 때문에 하나의 나노섬유매트에 서로 다른 재질의 나노섬유가 동시에 포함될 수도 있고, 서로 다른 기능을 하는 나노섬유가 동시에 포함될 수도 있다. 또는, 2개의 노즐들(112, 114) 각각이 서로 동일한 고분자 용액을 토출하도록 하여 나노섬유매트를 제조하는데 걸리는 공정시간을 단축시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 나노섬유들(222, 224)을 포함하는 나노섬유매트의 기능성을 향상시킬 수 있고, 다기능성을 가지게 할 수 있다.In addition, since the first nanofibers 222 and the second nanofibers 224 can be formed simultaneously using the two nozzles 112 and 114, nanofibers of different materials can be formed on one nanofiber mat The nanofibers may be included at the same time, or nanofibers having different functions may be included at the same time. Alternatively, each of the two nozzles 112 and 114 may discharge the same polymer solution to shorten the time required to manufacture the nanofiber mat. Accordingly, the functionality of the nanofiber mat including the first and second nanofibers 222 and 224 can be improved, and the multifunctionality can be obtained.

한편, 제1 나노섬유(222)와 제2 나노섬유(224)를 포함하는 나노섬유매트를 제조하는 공정에서는, 노즐부(110)와 드럼 콜렉터(120) 중 적어도 하나가 이송하게 된다. 이때, 제1 및 제2 나노섬유들(222, 224) 사이의 거리보다 큰 값으로 노즐부(110) 또는 드럼 콜렉터(120)가 이송하면 나노섬유매트의 두께가 전체적으로 균일해질 수 있다. 특히, 노즐부(110) 또는 드럼 콜렉터(120)의 이송 거리가 제1 및 제2 노즐들(112, 114) 사이의 거리의 2 배 이상인 경우, 더욱 더 균일한 두께의 나노섬유매트를 제조할 수 있다. At least one of the nozzle unit 110 and the drum collector 120 is transferred in the process of manufacturing the nanofiber mat including the first nanofiber 222 and the second nanofiber 224. At this time, when the nozzle unit 110 or the drum collector 120 is transferred at a value larger than the distance between the first and second nanofibers 222 and 224, the thickness of the nanofiber mat may be uniformed as a whole. Particularly, when the feeding distance of the nozzle unit 110 or the drum collector 120 is twice or more the distance between the first and second nozzles 112 and 114, a more uniform thickness of the nanofiber mat is manufactured .

도 2a에서는, 노즐부(110)가 2개의 노즐들(112, 114)을 포함하는 것을 일례로 도시하고 설명하였으나, 노즐부(110)에 포함되는 노즐 개수는 이에 제한되지 않고 사용자가 제조하고자 하는 나노섬유매트의 폭이나 두께에 따라서 다양하게 조절될 수 있다.Although the nozzle unit 110 includes two nozzles 112 and 114 in FIG. 2A, the number of nozzles included in the nozzle unit 110 is not limited to the number of nozzles included in the nozzle unit 110, And can be variously adjusted depending on the width and thickness of the nanofiber mat.

사용자가 제조하고자하는 나노섬유매트의 폭이 x일 때, 그 폭(x)을 최외곽의 노즐들 사이의 거리(y)로 나눈 값보다 크게 노즐부(110) 또는 드럼 콜렉터(120)를 이송시키면 균일한 두께의 나노섬유매트를 제조할 수 있다. 예를 들어, 노즐부(110)가 n개의 노즐들을 포함하는 경우, 첫 번째 노즐과 제n 번째 노즐 사이의 거리로, 나노섬유매트의 폭을 나눈 값보다 큰 값으로 노즐부(110) 또는 드럼 콜렉터(120)의 이송 거리를 조절할 수 있다.
When the width of the nano fiber mat to be manufactured by the user is x, the nozzle unit 110 or the drum collector 120 is moved larger than a value obtained by dividing the width x by the distance y between the outermost nozzles It is possible to produce a nanofiber mat having a uniform thickness. For example, when the nozzle unit 110 includes n nozzles, the distance between the first nozzle and the nth nozzle may be greater than the value obtained by dividing the width of the nanofiber mat by the nozzle unit 110 or the drum The distance of movement of the collector 120 can be adjusted.

이하에서는, 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 노즐부(110)가 2개 이상의 노즐들을 포함하는 경우 제조된 나노섬유매트에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a nanofiber mat manufactured when the nozzle unit 110 includes two or more nozzles will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3D.

도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명에 일 실시예에 따른 나노섬유매트를 설명하기 위한 평면도들이다.3A, 3B, 3C and 3D are plan views for explaining a nanofiber mat according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 도 2a와 함께 참조하면, 나노섬유매트(230)는 제1 패턴부(232) 및 제2 패턴부(234)를 포함한다. 나노섬유매트(230)는 제1 및 제2 패턴부들(232, 234)이 하나의 유닛(UT)이 되어 일 방향으로 반복 배열되는 구조를 갖는다.3A, the nanofiber mat 230 includes a first pattern portion 232 and a second pattern portion 234. Referring to FIG. The nanofiber mat 230 has a structure in which the first and second pattern units 232 and 234 become one unit UT and are repeatedly arranged in one direction.

제1 패턴부(232)는 도 2a에서 설명한 제1 노즐(122)을 통해서 토출된 제1 고분자 용액(212)으로 형성된 나노섬유들을 포함한다. 제2 패턴부(234)는 도 2a에서 설명한 제2 노즐(124)을 통해서 토출된 제2 고분자 용액(214)으로 형성된 나노섬유들을 포함한다. 이때, 제1 고분자 용액(212)에 포함된 고분자는, 제2 고분자 용액(214)에 포함된 고분자와 다른 종류일 수 있다.The first pattern unit 232 includes nanofibers formed of the first polymer solution 212 discharged through the first nozzle 122 described with reference to FIG. 2A. The second pattern unit 234 includes nanofibers formed of the second polymer solution 214 discharged through the second nozzle 124 described with reference to FIG. 2A. In this case, the polymer contained in the first polymer solution 212 may be of a different kind from the polymer contained in the second polymer solution 214.

도 2a에서 설명한 전기방사장치(102)를 이용하여 1차적으로 하나의 유닛(UT)을 형성하고, 드럼 콜렉터(120)나 노즐부(110) 중 어느 하나를 제1 방향(D1)으로 이동시켜 2차적으로 하나의 유닛(UT)을 형성한다. 이때, 노즐부(110)는 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)과의 상대 거리가 일정하게 유지되도록 고정된 상태에서 이동될 수 있다. 상기와 같은 유닛(UT)의 형성 공정을 반복함으로써 2개의 패턴부들(232, 234)이 반복 배열된 구조를 갖는 나노섬유매트(230)를 제조할 수 있다.A unit UT is formed by using the electrospinning apparatus 102 described with reference to FIG. 2A, and either the drum collector 120 or the nozzle unit 110 is moved in the first direction D1 Thereby forming one unit UT as a secondary unit. At this time, the nozzle unit 110 can be moved in a fixed state such that a relative distance between the first and second side electrodes 130a and 130b is kept constant. By repeating the process of forming the unit UT as described above, the nanofiber mat 230 having the structure in which the two pattern units 232 and 234 are repeatedly arranged can be manufactured.

도 3b를 참조하면, 나노섬유매트(240)는 제1 패턴부(242), 제2 패턴부(244) 및 제3 패턴부(246)를 포함하고, 제1 내지 제3 패턴부들(242, 244, 246)이 하나의 유닛(UT)으로 일 방향으로 반복 배열된 구조를 갖는다. 이때, 나노섬유매트(240)를 제조하는 전기방사장치의 노즐부는 도 2a에서 설명한 2개의 노즐들 외에 추가적으로 1개의 노즐을 더 포함하여 총 3개의 노즐들을 포함할 수 있다. 3개의 노즐들 각각이 서로 다른 고분자를 포함하는 고분자 용액들을 토출하여 3가지 종류의 나노섬유들을 포함하는 나노섬유매트(240)가 제조될 수 있다.Referring to FIG. 3B, the nanofiber mat 240 includes a first pattern portion 242, a second pattern portion 244, and a third pattern portion 246, and the first through third pattern portions 242, 244, and 246 are repeatedly arranged in one direction as one unit UT. At this time, the nozzle unit of the electrospinning apparatus for manufacturing the nanofiber mat 240 may include three nozzles in total, including one nozzle in addition to the two nozzles illustrated in FIG. 2A. A nanofiber mat 240 comprising three kinds of nanofibers can be manufactured by discharging polymer solutions each containing three different nozzles.

도 3a 및 도 3b에서 설명한 나노섬유매트들(230, 240)은 하나의 나노섬유매트(230, 240)에 서로 다른 종류의 고분자들로 형성된 나노섬유를 도입할 수 있으므로 나노섬유매트들(230, 240)의 기능성을 향상시키고, 나노섬유매트들(230, 240)은 다기능성을 가질 수 있다.The nanofiber mats 230 and 240 described in FIGS. 3A and 3B can introduce nanofibers formed of different kinds of polymers into one nanofiber mat 230 and 240, 240), and the nanofiber mats 230, 240 may have versatility.

도 3c를 참조하면, 나노섬유매트(250)는 베이스층(252)과, 베이스층(252) 상에 형성된 제1 패턴부(254), 제2 패턴부(256) 및 제3 패턴부(258)를 포함한다.3C, the nanofiber mat 250 includes a base layer 252, a first pattern portion 254, a second pattern portion 256, and a third pattern portion 258 formed on the base layer 252 ).

제1 내지 제3 패턴부들(254, 256, 258)은 서로 동일한 고분자로 형성되고, 베이스층(252)은 이들과 다른 고분자로 형성될 수 있다. 베이스층(252)은 나노섬유매트(250)와 실질적으로 동일한 크기로 형성되고, 제1 내지 제3 패턴부들(254, 256, 258)이 베이스층(252)에 부분적으로 형성된다. 제1 내지 제3 패턴부들(254, 256, 258)도 서로 다른 고분자로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부의 너비는 상기 제1 및 제2 패턴부들 각각의 나노섬유를 형성하는 고분자의 전기적 성질, 예를 들어, 절연 계수에 따라 달라질 수 있다.The first to third pattern units 254, 256 and 258 may be formed of the same polymer and the base layer 252 may be formed of a different polymer. The base layer 252 is formed to have substantially the same size as the nanofiber mat 250 and the first to third pattern portions 254, 256 and 258 are partially formed in the base layer 252. The first to third pattern units 254, 256, and 258 may also be formed of different polymers. At this time, the widths of the first pattern portion and the second pattern portion may vary depending on the electrical properties of the polymer forming the nanofibers of the first and second pattern portions, for example, the insulation coefficient.

베이스층(252) 및 제1 내지 제3 패턴부들(254, 256, 258)은 도 1에서 설명한 전기방사장치(101) 및/또는 도 2a에서 설명한 전기방사장치(102)를 이용하여 각각 형성할 수 있다. 일례로, 베이스층(252)은 도 1에 도시된 전기방사장치(101)를 이용하여 형성하고, 제1 내지 제3 패턴부들(254, 256, 258)은 도 2a에 도시된 전기방사장치(102)를 이용하여 형성할 수 있다. 제1 내지 제3 패턴부들(254, 256, 258) 각각의 폭은 노즐이 토출하는 용액의 양이나 토출 시간 등을 변경하여 조절할 수 있다.The base layer 252 and the first to third pattern portions 254, 256 and 258 are formed using the electrospinning apparatus 101 described in FIG. 1 and / or the electrospinning apparatus 102 described in FIG. . For example, the base layer 252 is formed using the electrospinning apparatus 101 shown in FIG. 1, and the first to third pattern units 254, 256, and 258 are formed by using the electrospinning apparatus 102). The width of each of the first to third pattern units 254, 256, and 258 can be adjusted by changing the amount of the solution discharged from the nozzles, the discharge time, and the like.

도 3d를 참조하면, 나노섬유매트(260)는 제1 패턴부(U1), 제2 패턴부(U2), 제3 패턴부(U3) 내지 제n-1 패턴부(Un-1) 및 제n 패턴부(Un)를 포함한다.Referring to FIG. 3D, the nanofiber mat 260 includes a first pattern portion U1, a second pattern portion U2, a third pattern portion U3, an n-1 pattern portion Un-1, n pattern portions Un.

제1 내지 제n 패턴부들(U1, U2, U3, …, Un-1, Un) 각각을 구성하는 나노섬유들의 집적 밀도 및/또는 기능성 물질의 함유량이 서로 상이하다. 이에 따라, 나노섬유매트(260)는 제1 패턴부(U1)에서 제n 패턴부(Un)로 갈수록 집적 밀도 또는 기능성 화합물의 함유량이 점점 감소하도록 구배를 가지면서 변화하는 구조를 가질 수 있다. 도 3d에서 설명한 구조의 나노섬유매트(260)는 노즐부(110) 또는 드럼 콜렉터(120)의 이송 속도를 변경함으로써 제조할 수 있다. 집적 밀도가 높거나 기능성 물질의 함유량이 높은 패턴부를 형성하기 위해서는 상대적으로 이송 속도를 감소시키고, 집적 밀도가 낮거나 기능성 물질의 함유량이 낮은 패턴부를 형성하기 위해서는 상대적으로 이송 속도를 증가시켜 나노섬유의 밀도 구배 및 함유량을 조절할 수 있다.The integrated density of the nanofibers constituting each of the first to n-th pattern units U1, U2, U3, ..., Un-1, Un and / or the content of the functional material are different from each other. Accordingly, the nanofiber mat 260 may have a structure in which the density or the content of the functional compound gradually decreases from the first pattern portion U1 to the n-th pattern portion Un. The nanofiber mat 260 having the structure described in Fig. 3D can be manufactured by changing the feeding speed of the nozzle unit 110 or the drum collector 120. Fig. In order to form a pattern portion having a high integration density or a high functional material content, in order to reduce the transfer speed relatively and to form a pattern portion having a low integration density or a low functional material content, The density gradient and content can be controlled.

일례로, 도 2a에 도시된 전기방사장치(102)의 제1 노즐(122)이 성장 인자와 같은 기능성 물질과 혼합된 제1 고분자 용액을 토출하도록 하고, 제2 노즐(124)이 제2 고분자 용액을 토출하도록 할 때, 제1 방향(D1)으로 이송 속도를 점차 증가시켜 1차적으로 집적한 후 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 다시 이송 속도를 점차 증가시켜 2차적으로 집적할 수 있다.For example, the first nozzle 122 of the electrospinning apparatus 102 shown in Fig. 2A is caused to eject a first polymer solution mixed with a functional material such as a growth factor, and the second nozzle 124 is caused to eject the second polymer solution When the solution is to be discharged, the transfer speed is gradually increased in the first direction D1, and then the transfer speed is gradually increased again in the direction opposite to the first direction D1 after the primary accumulation .

구체적으로, 제1 방향(D1)으로 이송시킬 때, 제1 노즐(122)은 상기 제1 고분자 용액을 토출하고 제2 노즐(124)은 상기 제2 고분자 용액을 토출하지 않도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 방향(D1)으로 이송되면서 점차 집적 밀도가 낮고 상기 기능성 물질의 함유량도 낮은 패턴부들이 형성될 수 있다. 이어서, 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 이송시킬 때, 제1 노즐(122)은 상기 제1 고분자 용액을 토출하지 않고 제2 노즐(124)은 상기 제2 고분자 용액을 토출하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 이송할 때의 이송 속도는 제1 방향(D1)으로 이송할 때의 이송 속도의 변화와 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 이송되면서 점차 집적 밀도가 낮은 패턴부들이 형성될 수 있다. 상기와 같은 1차 및 2차 집적 공정을 통해서, 결과적으로는, 전체적으로 나노섬유의 집적 밀도는 유사하지만 상기 기능성 물질의 함유량이 제1 방향(D1)으로 갈수록 점차 감소하는 구배를 갖는 나노섬유매트(260)를 제조할 수 있다.Specifically, when the liquid is transported in the first direction D1, the first nozzle 122 discharges the first polymer solution and the second nozzle 124 does not discharge the second polymer solution. As a result, the patterning portions can be formed with a low integration density and a low content of the functional material while being transferred in the first direction D1. Next, when transferring in the opposite direction to the first direction D1, the first nozzle 122 does not discharge the first polymer solution and the second nozzle 124 can control to discharge the second polymer solution have. Accordingly, the conveying speed at the time of conveying in the direction opposite to the first direction D1 can be substantially the same as the conveying speed at the time of conveying in the first direction D1. Accordingly, the pattern portions can be formed which are gradually transferred in the direction opposite to the first direction D1 while having a low integration density. As a result, through the primary and secondary integration processes as described above, the nanofiber mat having the gradient that the aggregation density of the nanofibers as a whole is similar but the content of the functional material gradually decreases toward the first direction (D1) 260) can be produced.

도 3a 내지 도 3d에서 설명한 나노섬유매트들(230, 240, 250, 260)은 펼쳐진 상태로 이용될 수 있고, 인대, 뼈 등에 이용되는 경우에는 필요에 따라 말아서 이용될 수도 있다.
The nanofiber mats 230, 240, 250, and 260 described in FIGS. 3A to 3D may be used in an unfolded state, and may be used by being rolled if necessary in the case of ligament, bone, and the like.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기방사장치를 설명하기 위한 개념도이다.4 is a conceptual diagram for explaining an electrospinning device according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 전기방사장치(103)는 노즐부(110), 드럼 콜렉터(120), 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b), 이송부(140) 및 고정부(150)를 포함한다. 도 4의 전기방사장치(103)는 이송부(140) 및 고정부(150)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 2a에서 설명한 전기방사장치(102)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복되는 상세한 설명은 생략하고 차이점을 위주로 하여 설명한다.4, the electrospinning apparatus 103 includes a nozzle unit 110, a drum collector 120, first and second side electrodes 130a and 130b, a transfer unit 140, and a fixing unit 150 . The electrospinning apparatus 103 of FIG. 4 is substantially the same as the electrospinning apparatus 102 described in FIG. 2A, except that it further includes a feed section 140 and a fixing section 150. Therefore, redundant detailed description will be omitted and differences will be mainly described.

이송부(140)는 노즐부(110), 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)과 고정부(150)와 연결되어 이들을 드럼 콜렉터(120)의 회전축의 연장 방향인 제1 방향(D1)으로 이송시킬 수 있다. 이때, 드럼 콜렉터(120)는 일 위치에 고정되어 있는 것이 바람직하다.The transfer unit 140 is connected to the nozzle unit 110 and the first and second side electrodes 130a and 130b and the fixing unit 150 and is connected to the drum unit 120 in a first direction D1 ). At this time, it is preferable that the drum collector 120 is fixed at one position.

고정부(150)는 노즐부(110)와 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)과 연결되어 이들 사이의 거리가 일정하게 유지되도록 고정하는 역할을 한다. 고정부(150)가 이송부(140)에 의해서 제1 방향(D1)으로 이동하면, 동시에 노즐부(110), 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)이 제1 방향(D1)으로 이송될 수 있다.The fixing unit 150 is connected to the nozzle unit 110 and the first and second side electrodes 130a and 130b to fix the distance between the nozzle unit 110 and the first and second side electrodes 130a and 130b. The nozzle unit 110 and the first and second side electrodes 130a and 130b move in the first direction D1 when the fixing unit 150 moves in the first direction D1 by the transfer unit 140. [ Lt; / RTI >

상기에서 설명한 바와 같이, 고정부(150)에 의해서 노즐부(110)와 제1 및 제2 측면 전극들(130a, 130b)의 위치를 고정시키고 이송부(140)를 이용하여 이들을 이송시킴으로써 제1 나노섬유(222) 및 제2 나노섬유(224)를 집적시킨 후에 계속하여 고분자 용액을 집적하여 도 3a 내지 도 3d에서 설명한 것과 같은 나노섬유매트들(230, 240, 250, 260)을 안정적으로 제조할 수 있다. 따라서 나노섬유매트들(230, 240, 250, 260)의 두께를 균일하게 할 수 있고, 하나의 나노섬유매트에 2 이상의 기능을 부가하여 나노섬유매트의 기능성을 향상시킬 수 있다.
As described above, by fixing the positions of the nozzle unit 110 and the first and second side electrodes 130a and 130b by the fixing unit 150 and transferring them using the transfer unit 140, After the fibers 222 and the second nanofibers 224 are integrated, the polymer solution is continuously accumulated to stably manufacture the nanofiber mats 230, 240, 250, and 260 as illustrated in FIGS. 3A to 3D . Therefore, the thickness of the nanofiber mats 230, 240, 250 and 260 can be made uniform, and the function of the nanofiber mat can be improved by adding two or more functions to one nanofiber mat.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

101, 102, 103: 전기방사장치
110: 노즐부
120: 드럼 콜렉터
130a, 130b: 제1, 제2 측면 전극
140: 이송부
150: 고정부
210: 고분자 용액
220, 230, 240, 250: 나노섬유매트101, 102, 103: electrospinning device
110: nozzle part
120: Drum collector
130a, 130b: first and second side electrodes
140:
150:
210: polymer solution
220, 230, 240, 250: Nano fiber mat

Claims (14)

일 방향으로 고분자 용액을 토출하고, 직류 전압이 인가되는 노즐부;
상기 노즐부와 마주하여 상기 고분자 용액을 집적하고, 그라운드 전압이 인가되며, 회전하도록 구성된 드럼 콜렉터; 및
상기 노즐부와 상기 드럼 콜렉터 사이에 배치되고, 상기 노즐부에서 토출되면서 대전된 고분자 용액과 척력이 발생하는 전압 크기로 상기 노즐부에 인가되는 직류 전압과 동일 극성의 전압이 동시에 인가되며, 상기 드럼 콜렉터의 회전축의 연장 방향으로 서로 마주하도록 배치된 한 쌍의 측면 전극들을 포함하는 전기방사장치.
A nozzle unit to which the polymer solution is discharged in one direction and to which a DC voltage is applied;
A drum collector configured to face the nozzle unit, to accumulate the polymer solution, to apply a ground voltage, and to rotate the drum collector; And
And a voltage of the same polarity as the DC voltage applied to the nozzle unit is simultaneously applied to the charged polymer solution while being discharged from the nozzle unit, And a pair of side electrodes arranged to face each other in the extending direction of the rotation axis of the collector.
제1항에 있어서,
상기 노즐부는
상기 드럼 콜렉터의 회전축의 연장 방향을 따라 서로 이격된 적어도 2 이상의 노즐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
The method according to claim 1,
The nozzle portion
And at least two or more nozzles spaced from each other along an extending direction of a rotational axis of the drum collector.
제2항에 있어서,
상기 노즐들은 서로 동일하거나 다른 종류의 고분자 용액을 토출하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the nozzles eject the same or different kinds of polymer solutions.
제2항에 있어서,
상기 노즐들은 서로 동일하거나 다른 농도의 고분자 용액을 토출하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the nozzles discharge the polymer solution of the same or different concentration.
제1항에 있어서,
상기 노즐부와 상기 측면 전극들 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 고정시키는 고정부; 및
상기 고정부와 연결되어 상기 고정부를 이송시키는 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
The method according to claim 1,
A fixing unit fixing the distance between the nozzle unit and the side electrodes so as to be constant; And
And a transfer unit connected to the fixing unit to transfer the fixing unit.
고분자 용액을 토출하는 노즐부에 제1 직류 전압을 인가하는 단계;
상기 노즐부와 마주하여 회전하도록 구성된 드럼 콜렉터에 그라운드 전압을 인가하는 단계;
상기 노즐부와 상기 드럼 콜렉터 사이에 배치되고 상기 드럼 콜렉터의 회전축의 연장 방향으로 서로 마주하도록 배치된 한 쌍의 측면 전극들에 상기 노즐부에서 토출되면서 대전된 고분자 용액과 척력이 발생하는 전압 크기로 상기 제1 직류 전압과 동일 극성을 갖는 동일한 제2 직류 전압을 동시에 인가하는 단계; 및
상기 노즐부가 토출하는 상기 고분자 용액을 상기 드럼 콜렉터가 회전하면서 집적하여 나노섬유를 형성하는 단계를 포함하는,
나노섬유매트의 제조 방법.
Applying a first DC voltage to a nozzle unit for discharging the polymer solution;
Applying a ground voltage to a drum collector configured to rotate opposite to the nozzle portion;
And a pair of side electrodes disposed between the nozzle unit and the drum collector and arranged to face each other in the direction of extension of the rotation axis of the drum collector, Simultaneously applying the same second DC voltage having the same polarity as the first DC voltage; And
And collecting the polymer solution discharged from the nozzle portion while rotating the drum collector to form nanofibers.
A method for producing a nanofiber mat.
제6항에 있어서,
상기 제2 직류 전압을 인가하는 단계는
상기 제2 직류 전압을 증가시켜 상기 나노섬유의 집적 폭이 감소되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
나노섬유매트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The step of applying the second DC voltage
And controlling the integration width of the nanofibers to be decreased by increasing the second DC voltage.
A method for producing a nanofiber mat.
제6항에 있어서,
상기 나노섬유를 형성하는 단계는
상기 노즐부 및 상기 측면 전극들의 이송 속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
나노섬유매트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The step of forming the nanofibers comprises:
And controlling the feeding speed of the nozzle unit and the side electrodes.
A method for producing a nanofiber mat.
제6항에 있어서,
상기 노즐부는
상기 드럼 콜렉터의 회전축의 연장 방향을 따라 서로 이격된 적어도 2 이상의 노즐들을 포함하고, 상기 노즐들 각각은 서로 다른 종류의 고분자 용액 또는 서로 동일하되 농도가 다른 고분자 용액을 토출하며,
상기 나노섬유를 제조하는 단계는
제1 나노섬유가 집적된 제1 패턴부와 상기 제1 패턴부와 나란히 배치된 제2 나노섬유가 집적된 제2 패턴부를 포함하는 나노섬유매트를 형성하는 것을 특징으로 하는,
나노섬유매트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The nozzle portion
And at least two or more nozzles spaced apart from each other along an extension direction of the rotation axis of the drum collector, wherein each of the nozzles ejects a different kind of polymer solution or a polymer solution having the same but different concentration,
The step of producing the nanofibers comprises
Wherein the nanofiber mat comprises a first pattern portion on which the first nanofibers are integrated and a second pattern portion on which the second nanofibers arranged in parallel to the first pattern portion are integrated.
A method for producing a nanofiber mat.
제9항에 있어서,
상기 나노섬유매트는
상기 제1 및 제2 패턴부들이 일 방향으로 반복 배열된 것을 특징으로 하는,
나노섬유매트의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The nanofiber mat
Wherein the first and second pattern units are repeatedly arranged in one direction.
A method for producing a nanofiber mat.
제9항에 있어서,
상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부의 너비는 서로 동일하거나 다른 것을 특징으로 하는,
나노섬유매트의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein a width of the first pattern portion and a width of the second pattern portion are the same or different from each other.
A method for producing a nanofiber mat.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 패턴부들을 형성하기 전에, 상기 드럼 콜렉터에 고분자 용액을 이용하여 집적시킨 베이스층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
나노섬유매트의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Further comprising the step of forming a base layer integrated with the drum collector using a polymer solution before forming the first and second pattern portions,
A method for producing a nanofiber mat.
제6항에 있어서,
상기 나노섬유를 형성하는 단계에서
상기 노즐부가 토출하는 고분자 용액의 농도 또는 상기 노즐부의 이동 속도를 조절하여, 집적 밀도 또는 기능성 물질의 함유량이 서로 다른 패턴부들을 포함하는 나노섬유매트를 제조하는 것을 특징으로 하는,
나노섬유매트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
In the step of forming the nanofibers
Wherein the density of the polymer solution discharged from the nozzle portion or the moving speed of the nozzle portion is adjusted to produce a nanofiber mat comprising pattern portions having different concentrations or different contents of functional materials.
A method for producing a nanofiber mat.
제13항에 있어서,
상기 노즐부의 이동 속도가 증가함에 따라, 상기 나노섬유매트에서 상기 노즐부의 이동 방향을 따라 집적 밀도 또는 기능성 화합물의 함유량이 감소하는 것을 특징으로 하는,
나노섬유매트의 제조 방법.14. The method of claim 13,
Characterized in that the density or the content of the functional compound decreases along the moving direction of the nozzle part in the nanofiber mat as the moving speed of the nozzle part increases,
A method for producing a nanofiber mat.
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