KR101543398B1 - Filter including polyvinylidene fluoride nanofiber having multi fiber-diameter group and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 섬유직경이 다른 두 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포가 전기방사에 의해 연속적으로 적층형성된 후, 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재가 접합되어 제조된 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기와 같이 제조된 본 발명의 필터는 다른 섬유직경을 갖는 두 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 구비함으로서 여과효율이 높고, 압력강하가 낮아 수명이 긴 필터를 제조하는 것이 가능한 이점이 있으며, 섬유직경이 다른 두 나노섬유 부직포를 연속적인 전기방사공정에 의해 제조하는 것이 가능하여, 공정의 효율성 및 필터의 대량생산이 가능한 효과가 있다.The present invention relates to a filter comprising polyvinylidene fluoride nanofibers having a multifilament diameter group and to a method for producing the same, wherein two polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabrics having different fiber diameters on one side of the first polyethylene terephthalate substrate And a second polyethylene terephthalate base material bonded to the other side of the first polyethylene terephthalate base material. The filter of the present invention thus fabricated has two polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabrics having different fiber diameters, which is advantageous in that a filter having high filtration efficiency and low pressure drop and having a long life can be produced, It is possible to produce two nanofiber nonwoven fabrics having different diameters by a continuous electrospinning process, and it is possible to achieve process efficiency and mass production of filters.

Description

다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터 및 이의 제조방법{Filter including polyvinylidene fluoride nanofiber having multi fiber-diameter group and its manufacturing method}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a filter including polyvinylidene fluoride nanofibers having a multifilament diameter group and a method for producing the same,

본 발명은 나노섬유를 포함하는 필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 기재의 일측면에 섬유직경이 다른 두 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 포함하고 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재가 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 접합되어 제조되는 필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a filter including a nanofiber and a method of manufacturing the same. The filter includes two polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabrics having different fiber diameters on one side of a first polyethylene terephthalate (PET) 2 polyethylene terephthalate base material bonded to the other side of the first polyethylene terephthalate base material and a method for producing the same.

일반적으로 필터는 유체 속의 이물질을 걸러내는 여과장치로서 액체필터와 에어필터로 분류된다. 이 중 에어필터는 첨단산업의 발달과 함께 첨단제품의 불량방지를 위해 공기 중의 먼지 등 미립자, 세균이나 곰팡이 등의 생물입자, 박테리아 등과 같은 생물학적으로 유해한 것이 제거되는 반도체 제조, 전산기기 조립, 병원, 식품가공공장, 농림수산 분야에서 사용되며, 먼지가 많이 발생하는 작업장이나 화력발전소 등에도 광범위하게 사용된다. 화력발전소에서 사용하는 가스터빈은 외부로부터 정화된 공기를 흡입하여 압축한 뒤, 압축된 공기를 연료와 함께 연소기 내로 분사하여 혼합하고, 혼합된 공기와 연료를 연소시켜, 고온, 고압의 연소가스를 얻은 다음, 터빈의 베인에 분사하여 회전력을 얻는 회전식 내연기관의 일종이다. 이러한 가스터빈은 매우 정밀한 부품으로 구성되어 있기 때문에 주기적인 정비를 실시하며, 이 때 압축기로 유입되는 대기 중의 공기를 정화하기 위한 전처리용으로 에어필터를 사용한다.In general, filters are classified as liquid filters and air filters as filtration devices for filtering foreign matter in a fluid. Among these, the air filter has been developed in order to prevent the defects of high-tech products with the development of high-tech industries, and to manufacture semiconductor devices, assemblies of computers, hospitals, It is used in food processing factories, agriculture and forestry fisheries field, and is widely used in dusty workshop and thermal power plant. A gas turbine used in a thermal power plant sucks compressed air from the outside and compresses it, then injects the compressed air into the combustor together with the fuel, mixes the mixed air and fuel, and burns the high temperature and high pressure combustion gas And is then injected into the vanes of the turbine to obtain rotational power. Because these gas turbines are made up of very precise parts, they are periodically serviced and use air filters for pretreatment to purify the air in the air entering the compressor.

에어필터는 가스터빈으로 흡입되는 연소용 공기를 대기 중에서 취할 때, 대기 중에 포함된 먼지, 분진 등의 이물질이 필터 여재 내로 침투하지 못하게 하여 정화된 공기를 공급할 수 있다. 그러나, 이물질의 크기가 큰 입자는 필터 여재 표면에 쌓이게 되어 필터 여재 표면에 필터 케이크(Filter Cake)를 형성할 뿐만 아니라, 미세한 입자는 필터 여재 내에 쌓이게 되어 필터 여재의 기공을 막는다. 결국, 입자들이 필터 여재의 표면에 쌓이게 되면 필터의 압력손실을 높이고, 수명을 저하시키는 문제가 있었다. The air filter is capable of supplying purified air by preventing foreign substances such as dust and dust contained in the air from permeating into the filter filter material when the combustion air sucked into the gas turbine is taken in the air. However, particles having a large particle size accumulate on the surface of the filter media, forming not only a filter cake on the surface of the filter media, but also accumulating fine particles in the filter media, thereby blocking the pores of the filter media. As a result, when the particles are accumulated on the surface of the filter media, there is a problem of increasing the pressure loss of the filter and decreasing the service life.

한편, 기존의 에어필터는 필터 여재를 구성하는 섬유집합체에 정전기를 부여하여 입자가 정전기력에 의해 포집되는 원리를 이용하였으며, 상기 원리에 의한 필터의 효율을 측정해왔다. 그러나, 최근 유럽의 에어필터 분류 표준인 EN779는 2012년 정전기 효과에 의한 필터의 효율을 배제하기로 결정하였으며, 정전기 효과를 배제하고 효율을 측정한 결과, 필터의 실제 효율은 20%이상 저하되는 것이 밝혀졌다.  On the other hand, in the conventional air filter, the principle that the static electricity is applied to the fibrous aggregate constituting the filter medium to collect the particles by the electrostatic force is used, and the efficiency of the filter by the above principle has been measured. However, the European air filter classification standard EN779 recently decided to exclude the filter efficiency due to the electrostatic effect in 2012. As a result of measuring the efficiency by excluding the electrostatic effect, the actual efficiency of the filter is lowered by more than 20% It turned out.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 나노사이즈의 섬유를 제조하여 필터에 적용하는 다양한 방식들이 개발 및 사용되고 있다. 나노섬유를 필터에 구현할 경우, 직경이 큰 기존의 필터 여재에 비해서 비표적이 매우 크고, 표면 작용기에 대한 유연성도 좋으며, 나노급 기공사이즈를 가지므로 미세한 먼지입자를 효율적으로 여과할 수 있게 되었다. 나노사이즈의 섬유를 이용한 필터 구현은 그 생산비용이 증대되는 문제점이 발생하며, 생산을 위한 여러 가지 조건 등을 조절하기가 쉽지 않으며, 대량 생산에 어려움이 있으므로, 나노사이즈의 섬유를 이용한 필터를 상대적으로 낮은 단가에 생산보급하지 못하는 문제가 발생했다. 또한, 종래의 나노섬유를 방사하는 기술로는 실험실 위주의 소규모 작업 라인으로 한정되어 있어, 방사구획을 유닛 개념으로 도입한 경우가 없었다. In order to solve the above-mentioned problems, various methods of manufacturing nano-sized fibers and applying them to filters have been developed and used. When the nanofibers are implemented in a filter, the nanofibers have a larger specific surface area than the conventional filter media having a large diameter, are flexible to the surface functional groups, and have a nano-sized pore size, thereby enabling fine dust particles to be efficiently filtered. The implementation of the filter using nano-sized fibers causes a problem that the production cost is increased, and it is not easy to control various conditions for production, and it is difficult to mass-produce the filter. Therefore, Which caused the problem of not being able to produce and distribute at low unit prices. In addition, conventional techniques for spinning nanofibers are limited to small-scale operation lines focused on laboratories, and there has never been introduced a radiation segment as a unit concept.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유직경이 다른 두 개의 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하여 제조된 필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로 종래의 필터보다 여과 효율이 높고, 필터의 수명이 연장된 필터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems. It is an object of the present invention to provide a method for producing a polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric by electrospinning a polyvinylidene fluoride solution on a polyethylene terephthalate substrate, The present invention relates to a filter having a higher filtration efficiency and a longer filter life than a conventional filter, and a manufacturing method thereof.

또한, 전기방사장치에 유닛 개념을 도입하여 제조한 필터로서, 대량생산이 가능하고, 균일한 품질의 필터를 제조하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a filter manufactured by introducing a unit concept into an electrospinning apparatus, which can be mass-produced and has a uniform quality.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재와 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 적층형성되고 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포와 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 적층형성되고 섬유직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 및 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포가 접합되지 않은 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 접합되는 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 포함하고, 상기 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 및 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 열융착하는 것을 특징으로 하는 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터를 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a first polyvinylidene fluoride solution is prepared by electrospinning a polyvinylidene fluoride solution on one side of a first polyethylene terephthalate substrate and a first polyethylene terephthalate substrate to form a first polyvinyl alcohol film having a fiber diameter of 150 to 300 nm A second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 100 to 150 nm formed by electrospinning a polyvinylidene fluoride solution on a nonwoven fabric of a rhodium fluoride niobium fiber and a first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric, And a second polyethylene terephthalate base material bonded to the other side of the first polyethylene terephthalate base material to which the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric is not bonded, wherein the second polyethylene terephthalate base material, the first polyethylene terephthalate base material , A first polyvinylidene fluoride O fluoride provides a nano-fiber nonwoven fabric and the second polyvinylidene fluoride nanofibers polyvinylidene fluoride filter comprising the nanofiber nonwoven fabric having a plurality of fiber diameter of the group, characterized in that the heat-sealed.

여기서 제1 및 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포는 폴리비닐리덴 플루오라이드와 핫멜트를 혼합한 용액을 전기방사하여 형성된 것을 특징으로하고, 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재와 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 사이에 핫멜트 전기방사층이 포함되는 것도 가능하다.Wherein the first and second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabrics are formed by electrospinning a solution obtained by mixing polyvinylidene fluoride and hotmelt, wherein the first polyethylene terephthalate base material and the first polyvinylidene fluoride non- It is also possible that a hot-melt electrospun layer is included between the rid nanofiber nonwoven fabrics.

또한, 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 10 내지 50g/m2인 것을 특징으로 하고, 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 50 내지 300g/m2인 것을 특징으로 한다.The basis weight of the first polyethylene terephthalate base material is 10 to 50 g / m 2 , and the basis weight of the second polyethylene terephthalate base material is 50 to 300 g / m 2 .

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 2개 이상의 유닛으로 이루어지고, 유닛 상에 위치하는 노즐블록의 노즐에 방사용액 주탱크가 독립적으로 연결설치되며, 각 유닛의 컬렉터에 위치되는 기재 상에 고분자 방사용액을 방사하는 전기방사장치에 의해 필터를 제조하는 제조방법에 있어서, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 용매에 용해시킨 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 각 유닛의 방사용액 주탱크에 투입하는 단계와 전기방사장치의 제1 유닛에서는 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하는 단계와 전기방사장치의 제2 유닛에서는 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유 직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하는 단계와 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포와 접합하지 않는 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 접합하는 단계 및 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 및 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 열융착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터의 제조방법을 제공한다. 여기서 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 제조하는 단계는 폴리비닐리덴 플루오라이드와 폴리비닐리덴 플루오라이드계 핫멜트를 혼합하여 용액을 제조하는 단계를 포함하는 것이 가능하다. 또한 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 10 내지 50g/m2이고, 상기 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 50 내지 300g/m2인 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a spinning liquid main tank is independently connected to a nozzle of a nozzle block located on a unit, which is composed of two or more units, and on the substrate located in the collector of each unit, A manufacturing method for manufacturing a filter by an electrospinning device that emits a spinning solution, comprising the steps of: injecting a polyvinylidene fluoride solution obtained by dissolving polyvinylidene fluoride in a solvent into a spinning liquid main tank of each unit; The first unit of the apparatus comprises a step of electrollating a polyvinylidene fluoride solution on one side of the first polyethylene terephthalate substrate to form a laminate of a first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 150 to 300 nm, In a second unit of the spinneret, a first polyvinylidene fluoride nanofiber non- Laminating a second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 100 to 150 nm by electrospinning the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric and a second polyethylene polyvinylidene fluoride nonwoven fabric non- A step of joining a second polyethylene terephthalate base material to the other side of the terephthalate base material, and a step of joining the second polyethylene terephthalate base material, the first polyethylene terephthalate base material, the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric and the second polyvinylidene fluoride The present invention also provides a method for manufacturing a filter comprising polyvinylidene fluoride nanofibers having a multifilament diameter group, which comprises thermally fusing a nanofiber nonwoven fabric. The step of preparing the polyvinylidene fluoride solution may include a step of mixing the polyvinylidene fluoride and the polyvinylidene fluoride-based hot melt to prepare a solution. The basis weight of the first polyethylene terephthalate base material is 10 to 50 g / m 2 , and the basis weight of the second polyethylene terephthalate base material is 50 to 300 g / m 2 .

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 2개 이상의 유닛으로 이루어지고, 유닛 상에 위치하는 노즐블록의 노즐에 방사용액 주탱크가 독립적으로 연결설치되며, 각 유닛의 컬렉터에 위치되는 기재 상에 고분자 방사용액을 방사하는 전기방사장치에 의해 필터를 제조하는 제조방법에 있어서, 핫멜트를 용매에 용해시킨 핫멜트 용액을 상기 전기방사장치의 제1 유닛과 연결된 방사용액 주탱크에 투입하고, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 용매에 용해시킨 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 제2 및 제3 유닛의 방사용액 주탱크에 투입하는 단계와 전기방사장치의 제1 유닛에서는 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 상기 핫멜트 용액을 전기방사하여 핫멜트 전기방사층을 적층형성하는 단계와 전기방사장치의 제2 유닛에서는 핫멜트 전기방사층 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하는 단계와 전기방사장치의 제3 유닛에서는 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유 직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하는 단계와 상기 핫멜트 전기방사층과 접합하지 않는 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 접합하는 단계 및 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 핫멜트 전기방사층, 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 및 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 열융착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터의 제조방법을 제공한다. 여기서 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 10 내지 50g/m2이고, 상기 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 50 내지 300g/m2인 것을 특징으로 한다.
According to another preferred embodiment of the present invention, a spinning liquid main tank is independently connected to a nozzle of a nozzle block located on a unit, which is composed of two or more units, and on the substrate placed in the collector of each unit A manufacturing method for producing a filter by an electrospinning device that emits a polymer spinning solution, comprising the steps of: putting a hot melt solution in which a hot melt is dissolved in a solvent into a spinning solution main tank connected to a first unit of the electrospinning device; A step of injecting a polyvinylidene fluoride solution obtained by dissolving fluoride in a solvent into a spinning liquid main tank of a second and a third unit and a step of injecting the hot melt A step of laminating a hot-melt electrospinning layer by electrospinning a solution, and a step of forming a hot- A step of laminating a first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 150 to 300 nm by electrospinning a polyvinylidene fluoride solution on the spinning layer and a step of forming a first polyvinylidene fluoride non- A step of laminating a second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 100 to 150 nm by electrospinning a polyvinylidene fluoride solution on a fluoride nanofiber nonwoven fabric and a step of forming a second polyvinylidene fluoride nanofiber non- 1 is a step of joining a second polyethylene terephthalate base material to the other side of a polyethylene terephthalate base material, and a step of joining a second polyethylene terephthalate base material, a first polyethylene terephthalate base material, a hot melt electrospun layer, a first polyvinylidene fluoride nanofiber non- The second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven To provide a method of manufacturing a filter comprising a polyvinylidene fluoride having a plurality of nanofibers, fiber diameter, it characterized in that the group comprises the step of heat-sealing. Wherein the basis weight of the first polyethylene terephthalate base is 10 to 50 g / m 2 , and the basis weight of the second polyethylene terephthalate base is 50 to 300 g / m 2 .

이상에서 설명한 바와 같이, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 필터는 섬유직경의 구배가 있는 나노섬유 부직포를 필터 기재 상에 적층형성함에 따라, 종래의 필터보다 압력손실을 작게 하고, 여과 효율을 높이며, 필터의 수명을 연장하는 것이 가능하다.As described above, according to the filter of the present invention having the above-described structure, since the nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter gradient is laminated on the filter substrate, the pressure loss is reduced and the filtration efficiency is increased , It is possible to extend the life of the filter.

또한 본 발명의 필터를 제조하는 전기방사장치는 적어도 2개 이상의 유닛으로 구성됨에 따라 연속적인 전기방사가 가능하여 나노섬유를 이용한 필터의 대량생산이 가능한 이점이 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
Further, since the electrospinning device for manufacturing the filter of the present invention is constituted by at least two units, continuous electrospinning is possible, and there is an advantage that mass production of a filter using nanofibers is possible.

도 1은 본 발명에 의한 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록의 노즐을 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 3은 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록의 노즐에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 4는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록을 개략적으로 나타내는 평면도,
도 5는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 정단면도,
도 6은 A-A'선 단면도,
도 7은 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 정단면도,
도 8은 B-B'선 단면도,
도 9는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 정단면도,
도 10은 C-C'선 단면도,
도 11은 본 발명에 의한 전기방사장치의 보조 이송장치를 개략적으로 나타내는 도면,
도 12는 본 발명에 의한 전기방사장치의 보조 이송장치의 보조벨트 롤러의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면,
도 13 내지 도 16은 본 발명에 의한 전기방사장치의 장척시트 이송속도 조절장치의 동작과정을 개략적으로 나타내는 측면도,
도 17은 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터를 나타내는 모식도.1 is a side view schematically showing an electrospinning apparatus according to the present invention,
2 is a side sectional view schematically showing a nozzle of a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
3 is a side cross-sectional view schematically showing another embodiment according to a nozzle of a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
4 is a plan view schematically showing a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
5 is a front sectional view schematically showing a state in which an electric heater is installed in a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
6 is a sectional view taken along line A-A '
7 is a front sectional view schematically showing another embodiment in which an electric heater is installed in a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
8 is a sectional view taken along the line B-B '
Fig. 9 is a front sectional view schematically showing another embodiment of a state in which an electric heater is installed in a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention, Fig.
10 is a sectional view taken along line C-C '
11 is a view schematically showing an auxiliary transfer device of an electrospinning device according to the present invention,
12 is a view schematically showing another embodiment of the auxiliary belt roller of the auxiliary transfer device of the electrospinning apparatus according to the present invention,
FIG. 13 to FIG. 16 are side views schematically showing the operation of the long sheet conveying speed adjusting apparatus of the electrospinning apparatus according to the present invention,
17 is a schematic diagram showing a filter including polyvinylidene fluoride nanofibers having multiple fiber diameters.

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 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록의 노즐을 개략적으로 나타내는 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록의 노즐에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록을 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 정단면도이고, 도 6은 A-A'선 단면도이며, 도 7은 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 정단면도이고, 도 8은 B-B'선 단면도이며, 도 9는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 정단면도이고, 도 10은 C-C'선 단면도이며, 도 11은 본 발명에 의한 전기방사장치의 보조 이송장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명에 의한 전기방사장치의 보조 이송장치의 보조벨트 롤러의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 13 내지 도 16은 본 발명에 의한 전기방사장치의 장척시트 이송속도 조절장치의 동작과정을 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 17은 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터를 나타내는 모식도이다.
FIG. 1 is a side view schematically showing an electrospinning apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side cross-sectional view schematically showing a nozzle of a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a nozzle block provided in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a cross- 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig. 7, and Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. Sectional view schematically showing another embodiment in which an electric heater is installed in a nozzle block installed in each unit of the electrospinning device according to the invention 9 is a front sectional view schematically showing another embodiment in which an electric heater is installed in a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention, FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line C-C 'of FIG. 10, FIG. 11 is a view schematically showing an auxiliary transfer device of the electrospinning apparatus according to the present invention, FIGS. 13 to 16 are side views schematically showing the operation of the apparatus for controlling the feeding speed of the elongated sheet in the electrospinning apparatus according to the present invention, and FIG. 17 is a cross- Fig. 3 is a schematic view showing a filter including polyvinylidene fluoride nanofibers.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)는 상향식 전기방사장치(1)로 이루어지되, 적어도 하나 이상의 유닛(10a, 10b)이 일정간격 이격되어 순차적으로 구비되고, 상기 각 유닛(10a, 10b)은 동일한 고분자 방사용액을 개별적으로 전기방사하거나, 재질이 상이한 고분자 방사용액을 개별적으로 전기방사하여 부직포 등의 필터소재를 제조한다.As shown in the figure, an electrospinning device 1 according to the present invention comprises a bottom-up electrospinning device 1, at least one unit 10a or 10b is sequentially arranged at a predetermined interval, Each of the units 10a and 10b produces a filter material such as a nonwoven fabric by electrospinning the same polymer spinning solution separately or by electrospinning a polymer spinning solution having a different material.

이를 위하여 상기 각 유닛(10a, 10b)은 그 내부에 고분자 방사용액이 내부에 충진되는 방사용액 주탱크(8)와 상기 방사용액 주탱크(8) 내에 충진된 고분자 방사용액을 정량으로 공급하기 위한 계량펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크(8) 내에 충진된 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐(12)이 다수개 배열설치되는 노즐블록(11)과 상기 노즐(12)에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐(12)에서 일정간격 이격되는 컬렉터(13) 및 상기 컬렉터(13)에 전압을 발생시키는 전압 발생장치(14a, 14b)를 포함하는 구성으로 이루어진다.For this purpose, each of the units 10a and 10b is provided with a spinning liquid main tank 8 in which a polymer spinning solution is filled and a polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank 8 in a predetermined amount A nozzle block 11 for discharging polymer flushing liquid filled in the spinning liquid main tank 8 and having a plurality of nozzles 12 arranged in a pin shape, And a voltage generator 14a, 14b for generating a voltage in the collector 13, the collector 13 being spaced apart from the nozzle 12 by a predetermined distance in order to accumulate the polymer spinning solution injected from the nozzle 13.

상기한 바와 같은 구조에 의하여 본 발명에 의한 전기방사장치(1)는 방사용액 주탱크(8) 내에 충진되는 고분자 방사용액이 계량펌프를 통하여 노즐블록(11)에 형성되는 다수의 노즐(12) 내에 연속적으로 정량 공급되고, 공급되는 고분자 방사용액은 노즐(12)을 통해 높은 전압이 걸려 있는 컬렉터(13) 상에 방사 및 집속되어 컬렉터(13) 상에서 이동되는 장척시트(15) 상에 나노섬유 부직포를 형성하며, 형성되는 나노섬유 부직포는 필터 또는 부직포로 제조된다.The electrospinning device 1 according to the present invention has a structure in which the polymeric spinning liquid filled in the spinning liquid main tank 8 is supplied to a plurality of nozzles 12 formed in the nozzle block 11 through the metering pump, And the supplied polymer spinning solution is radiated and focused on the collector 13 having a high voltage applied thereto through the nozzle 12 to form nanofibers on the long sheet 15 which is moved on the collector 13, The nonwoven fabric is formed, and the formed nanofiber nonwoven fabric is made of a filter or a nonwoven fabric.

여기서, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 중 선단에 위치하는 유닛(10a)의 전방에는 유닛(10a) 내로 공급되어 고분자 방사용액의 분사에 의해 나노섬유 부직포가 적층형성되는 장척시트(15)를 공급하기 위한 공급롤러(3)가 구비되고, 각 유닛(10a, 10b) 중 후단에 위치하는 유닛(10b)의 후방에는 나노섬유 부직포가 적층형성되는 장척시트(15)를 권취하기 위한 권취롤러(5)가 구비된다.In the unit 10a of the units 10a and 10b of the electrospinning device 1 in front of the unit 10a positioned at the tip end of the unit 10a, nanofiber nonwoven fabrics are laminated by spraying the polymer spinning solution A feeding roller 3 for feeding the long sheet 15 is provided and a long sheet 15 in which a nano fiber nonwoven fabric is laminated is provided at the rear of the unit 10b located at the rear end of each unit 10a and 10b Up roller 5 for winding is provided.

한편, 상기 각 유닛(10a, 10b)을 통과하면서 고분자 방사용액이 적층형성되는 장척시트(15)는 부직포 또는 직물 등으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.On the other hand, it is preferable that the elongated sheet 15 in which the polymer solution is laminated while passing through the units 10a and 10b is made of nonwoven fabric or fabric, but is not limited thereto.

이때, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 방사되는 고분자 방사용액의 재질은 별도로 제한받지 아니하나, 예를 들면 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리비닐리덴플루라이드, 나일론, 폴리비닐아세테이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리우레탄(PUR), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), 폴리비닐부틸랄, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌이민, 폴리올레핀, 폴리유산(PLA), 폴리초산비닐(PVAc), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아미드(PA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리유산글리롤산(PLGA), 실크, 셀룰로오스, 키토산 등이 있으며, 그 중 폴리프로필렌(PP)재질의 소재와 내열성 고분자 물질인 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리 비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]과 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등의 폴리머로 이루어진 군이 상용적으로 사용되는 것이 바람직하다.The material of the polymer spinning solution to be radiated through each unit 10a and 10b of the electrospinning device 1 is not limited to a specific material such as polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), poly Polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride, nylon, polyvinyl acetate, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile (PAN), polyurethane (PUR), polybutylene terephthalate (PBT), polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyethylene (PEI), polycaprolactone (PCL), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene imide (PEI), polyacrylamide (PLGA), silk, cellulose, and chitosan. Among them, polypropylene (PP) materials and heat resistant polymer materials such as polyamide, polyimide, polyamideimide, poly Aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate and the like, polytetrafluoroethylene, polydiphenoxaphospazene, polybis [poly (ethylene terephthalate), poly Polyphosphates such as polyphosphazenes such as 2- (2-methoxyethoxy) phosphazene, polyurethane copolymers including polyurethanes and polyetherurethanes, polymers such as cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate and the like Are preferably used in a commercial manner.

또한, 상기 유닛(10a, 10b) 내에서 노즐(12)을 통하여 공급되는 방사용액은 상기 전기방사가 가능한 합성수지 재질인 폴리머를 적당한 용매에 용해시킨 용액으로서, 용매의 종류 또한 폴리머를 용해시킬 수 있는 것이라면 제한되지 않으며, 예를 든다면 페놀, 포름산, 황산, m-크레솔, 티플루오르아세트앤하이드라이드/다이클로로메테인, 물, N-메틸모폴린 N-옥시드, 클로로폼, 테트라히드로푸란과 지방족 케톤군인 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 지방족 수산기 군인 m-부틸알콜, 이소부틸알콜, 이소프로필알콜, 메틸알콜, 에탄올, 지방족 화합물인 헥산, 테트라클로로에틸렌, 아세톤, 글리콜군으로서 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 할로겐 화합물군으로 트리크롤로에틸렌, 다이클로로메테인, 방향족 화합물 군인 톨루엔, 자일렌, 지방족 고리 화합물군으로서 사이클로헥사논, 시클로헥산과 에스테르군으로 n-부틸초산염, 초산에틸, 지방족에테르군으로 부틸셀로살브, 아세트산2-에톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 아미드로 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등을 사용할 수 있으며, 복수 종류의 용매를 혼합하여 이용할 수 있다. 방사용액에는 도전성 향상제 등의 첨가제를 함유하는 것이 바람직하다.
The spinning solution supplied through the nozzles 12 in the units 10a and 10b is a solution in which a polymer as a synthetic resin material capable of electrospinning is dissolved in a suitable solvent, But are not limited to, for example, phenol, formic acid, sulfuric acid, m-cresol, thifluoroacetone hydride / dichloromethane, water, N-methylmorpholine N-oxide, chloroform, tetrahydrofuran And aliphatic ketone groups such as methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, aliphatic hydroxyl group m-butyl alcohol, isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, methyl alcohol, ethanol, aliphatic compounds such as hexane, tetrachlorethylene, acetone, , Diethylene glycol, ethylene glycol, halogen compounds such as trichlorethylene, dichloromethane, aromatic compounds such as toluene, xylene, aliphatic Cyclohexanone and cyclohexane as ester group and n-butyl acetate, ethyl acetate, butyl cellosolve as aliphatic ether group, acetic acid 2-ethoxyethanol, 2-ethoxyethanol, amide dimethylformamide, Dimethylacetamide, and the like, or a mixture of plural kinds of solvents may be used. The spinning solution preferably contains an additive such as a conductivity improver.

한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 노즐블록(11)에 구비되는 노즐(12)은 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 다중관상노즐(500)로 이루어지며, 2종 이상의 폴리머 방사용액을 동시에 전기방사 할 수 있도록 2개 이상의 내, 외측관(501, 502)들이 시스-코어(Sheath-Core) 형태로 결합된 구조를 갖는다.2, the nozzle 12 provided in the nozzle block 11 of the electrospinning device 1 according to the present invention comprises a multi-tubular nozzle 500, And two or more inner and outer tubes 501 and 502 are combined in a sheath-core form so that the use solution can be electrospun at the same time.

여기서, 상기 노즐블록(11)은 시스-코어(Sheath-Core) 형태의 다중관상노즐(500)이 배열된 노즐 플레이트(405)와 상기 노즐 플레이트(405)의 하단에 위치하여 다중관상노즐(500)에 고분자 방사용액(미도시)을 공급하는 2개 이상의 방사용액 저장판(407, 408)과 다중관상노즐(500)을 감싸고 있는 오버플로 제거용 노즐(415)과 상기 오버플로 제거용 노즐(415)에 연결되고, 노즐 플레이트(405)의 직상단에 위치하는 오버플로액 임시 저장판(410) 및 상기 오버플로액 임시 저장판(410)의 직상단에 위치하여 오버플로 제거용 노즐(415)을 지지하는 오버플로 제거용 노즐 지지판(416)을 포함하여 구성된다.The nozzle block 11 includes a nozzle plate 405 in which a sheath-core type multi-tubular nozzle 500 is arranged and a multi-tubular nozzle 500 positioned at a lower end of the nozzle plate 405 (Not shown) for supplying a polymer solution (not shown) to the overflow removing nozzles 415 and the overflow removing nozzles 415 surrounding the multi-tubular nozzles 500, The overflow liquid temporary storage plate 410 and the overflow liquid temporary storage plate 410 located at the upper right end of the nozzle plate 405 and the overflow removing nozzle 415 And an overflow removing nozzle support plate 416 for supporting the overflow removing nozzle 416.

그리고, 상기 다중관상노즐(500)과 오버플로 제거용 노즐(415)들을 감싸고 있는 공기공급용 노즐(404)과 노즐블록(11)의 최상단에 위치하여 공기공급용 노즐(404)을 지지해주는 공기공급용 노즐의 지지판(414)과 공기공급용 노즐의 지지판(414)의 직하단에 위치하여 공기공급용 노즐(404)에 공기를 공급해주는 공기유입구(413) 및 공급된 공기를 저장해주는 공기 저장판(411)을 포함하여 구성된다.An air supply nozzle 404 surrounding the multi-tubular nozzle 500 and the overflow removing nozzles 415 and an air supply nozzle 404 located at the uppermost end of the nozzle block 11 to support the air supply nozzle 404 An air inlet 413 located at the lower end of the support plate 414 of the supply nozzle and directly below the support plate 414 of the air supply nozzle for supplying air to the air supply nozzle 404 and an air storage 413 for storing the supplied air And a plate 411.

또한, 상기 오버플로 제거용 노즐(415)을 통하여 오버플로액을 외부로 배출하기 위한 오버플로우 배출구(412)가 구비된다.Further, an overflow outlet 412 for discharging the overflow liquid to the outside through the overflow removing nozzle 415 is provided.

본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 일 실시예에서는 상기 노즐(12)이 원통형상으로 이루어져 있으나, 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 노즐(12)이 쐐기형상의 원통으로 형성되되, 그 선단부(503)가 축에 5 내지 30°각도인 나팔관 모양으로 형성된다.In the embodiment of the electrospinning device 1 according to the present invention, the nozzle 12 is cylindrical, but as shown in FIG. 3, the nozzle 12 is formed as a wedge-shaped cylinder, And its tip portion 503 is formed in the shape of a fall tube having an angle of 5 to 30 degrees with respect to the axis.

여기서, 상기 나팔관 모양으로 형성되는 선단부(503)가 상부에서 하부를 향하여 좁아지는 형태로 형성되어 있으나, 상부에서 하부를 향하여 좁아지는 형태로 형성된다면 기타 다양한 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
Here, the tip portion 503 formed in the tubular shape is formed to be narrowed from the upper portion to the lower portion. However, the tip portion 503 may be formed in various other shapes as long as it is narrowed from the upper portion to the lower portion.

한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)에 오버플로우 장치(200)가 구비된다. 즉, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)에는 방사용액 주탱크(8)와 제2 이송배관(216)과 제2 이송제어장치(218)와 중간탱크(220) 및 재생탱크(230)를 포함하여 이루어진 오버플로우 장치(200)가 각각 구비된다.On the other hand, the electrospinning device 1 according to the present invention is provided with an overflow device 200. That is, each of the units 10a and 10b of the electrospinning device 1 is provided with a spinning liquid main tank 8, a second transfer pipe 216, a second transfer control device 218, an intermediate tank 220, And an overflow device 200 including a tank 230 are respectively provided.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)에 오버플로우 장치(200)가 각각 구비되어 있으나, 상기 각 유닛(10a, 10b) 중 어느 한 유닛(10a)에 오버플로우 장치(200)가 구비되고, 상기 오버플로우 장치(200)에 후단부에 위치한 유닛(10b)이 일체로 연결되는 구조로 이루어지는 것도 가능하다.Although the overflow device 200 is provided in each unit 10a and 10b of the electrospinning device 1 according to the embodiment of the present invention, any one of the units 10a and 10b, And the unit 10b located at the rear end of the overflow device 200 may be integrally connected to the overflow device 200. In this case,

상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 방사용액 주탱크(8)는 나노섬유의 원료가 되는 방사용액을 저장한다. 방사용액 주탱크(8) 내에는 방사용액의 분리나 응고를 방지하기 위한 교반장치(211)를 내부에 구비한다.According to the structure as described above, the spinning liquid main tank 8 stores spinning solution to be a raw material of the nanofibers. The spinning liquid main tank 8 is provided therein with an agitating device 211 for preventing separation or coagulation of the spinning solution.

상기 제2 이송배관(216)은 상기 방사용액 주탱크(8) 또는 재생탱크(230)에 접속된 파이프와 밸브(212, 213, 214)로 구성되고, 상기 방사용액 주탱크(8) 또는 재생탱크(230)에서 중간탱크(220)로 방사용액을 이송한다.The second transfer pipe 216 is composed of a pipe connected to the spinning liquid main tank 8 or the regeneration tank 230 and valves 212 213 and 214, The spinning liquid is transferred from the tank 230 to the intermediate tank 220.

상기 제2 이송제어장치(218)는 상기 제2 이송배관(216)의 밸브(212, 213, 214)를 제어함으로써, 제2 이송배관(216)의 이송동작을 제어한다. 상기 밸브(212)는 방사용액 주탱크(8)에서 중간탱크(220)로 방사용액의 이송을 제어하며, 상기 밸브(213)는 재생탱크(230)에서 중간탱크(220)로 방사용액의 이송을 제어한다. 상기 밸브(214)는 방사용액 주탱크(8) 및 재생탱크(230)에서 중간탱크(220)로 유입되는 고분자 방사용액의 양을 제어한다.The second conveyance control device 218 controls the conveyance operation of the second conveyance pipe 216 by controlling the valves 212, 213 and 214 of the second conveyance pipe 216. The valve 212 controls the transfer of the spinning liquid from the spinning liquid main tank 8 to the intermediate tank 220 and the valve 213 is used to transfer the spinning liquid from the regeneration tank 230 to the intermediate tank 220. [ . The valve 214 controls the amount of the polymer spinning solution flowing into the intermediate tank 220 from the spinning liquid main tank 8 and the regeneration tank 230.

상기와 같은 제어방법은 후술하는 중간탱크(230)에 구비된 제2 센서(222)로 계측된 방사용액의 액면높이에 따라서 제어된다.The control method as described above is controlled according to the liquid surface height of the spinning liquid measured by the second sensor 222 provided in the intermediate tank 230 to be described later.

상기 중간탱크(220)는 방사용액 주탱크(8) 또는 재생탱크(230)로부터 공급된 방사용액을 저장하고, 노즐블록(11)으로 상기 방사용액을 공급하며, 공급된 방사용액의 액면높이를 측정하는 제2 센서(222)를 구비하고 있다. The intermediate tank 220 stores the spinning solution supplied from the spinning liquid main tank 8 or the regeneration tank 230 and supplies the spinning solution to the nozzle block 11 and adjusts the liquid surface height of the spinning solution And a second sensor 222 for measuring the temperature.

상기 제2 센서(222)는, 액면높이 측정이 가능한 센서면 가능하고, 예를 들면 광센서 혹은 적외선 센서 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.The second sensor 222 may be a sensor capable of measuring the liquid level height, and is preferably formed of, for example, an optical sensor or an infrared sensor.

상기 중간탱크(220)의 하부에는 노즐블록(11)으로 방사용액을 공급하는 공급배관(240)과 공급제어밸브(242)가 구비되어 있는데, 상기 공급제어밸브(242)는 상기 공급배관(240)의 공급동작을 제어한다.A supply pipe 240 and a supply control valve 242 for supplying a spinning solution to the nozzle block 11 are provided in the lower part of the intermediate tank 220. The supply control valve 242 is connected to the supply pipe 240 And the like.

상기 재생탱크(230)는 오버플로우되어 회수된 방사용액을 저장하고 방사용액의 분리나 응고를 방지하기 위한 교반장치(231)를 내부에 갖고, 회수된 방사용액의 액면높이를 측정하는 제1 센서(232)를 구비하고 있다.The regeneration tank 230 has an agitating device 231 therein for storing the recovered circulating fluid and preventing separation or coagulation of the circulating fluid, and a first sensor 231 for measuring the liquid level of the recovered circulating fluid, (Not shown).

상기 제1 센서(232)는, 액면높이 측정이 가능한 센서면 가능하고, 예를 들면 광센서 혹은 적외선 센서 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.The first sensor 232 may be a sensor capable of measuring the liquid level height, and is preferably formed of, for example, an optical sensor or an infrared sensor.

한편, 노즐블록(11)에서 오버플로우된 방사용액은 노즐블록(11)하부에 구비된 방사용액 회수 경로(250)를 통하여 회수된다. 상기 방사용액 회수 경로(250)는 제1 이송배관(251)을 통해 재생탱크(230)로 방사용액을 회수한다.On the other hand, the spinning liquid overflowed in the nozzle block 11 is recovered through the spinning liquid recovery path 250 provided below the nozzle block 11. [ The spinning solution recovery path 250 recovers the spinning solution to the regeneration tank 230 through the first transfer pipe 251.

그리고, 제1 이송배관(251)은 상기 재생탱크(230)에 접속되는 파이프와 펌프를 구비하고, 상기 펌프의 동력으로 방사용액을 방사용액 회수 경로(250)로부터 재생탱크로(230)이송한다.The first transfer pipe 251 is provided with a pipe and a pump connected to the regeneration tank 230 and the spinning liquid is transferred from the spinning liquid recovery path 250 to the regeneration tank 230 by the power of the pump .

이때, 재생탱크(230)는 적어도 하나 이상인 것이 바람직하며, 2개 이상인 경우에는 상기 제1 센서(232)와 밸브(233)가 복수개로 구비되는 것도 가능하다.At this time, it is preferable that at least one of the regeneration tanks 230 is provided, and when there are two or more, the first sensor 232 and the valve 233 may be provided in plurality.

이어서, 재생탱크(230)가 2개 이상인 경우, 재생탱크(230) 상부에 위치한 밸브(233)도 복수로 구비됨에 따라 제1 이송제어장치(미도시)는 상기 재생탱크(230)에 구비된 상기 제1 센서(232)의 액면높이에 따라서 상부에 위치한 2개 이상의 밸브(233)를 제어하여 방사용액을 복수의 재생탱크(230) 중 어느 하나의 재생탱크(230)로 이송할지 여부를 제어한다.
When the number of the regeneration tanks 230 is two or more, a plurality of valves 233 located above the regeneration tank 230 are also provided, so that a first transfer control device (not shown) It is possible to control the two or more valves 233 located at the upper part in accordance with the height of the liquid level of the first sensor 232 to control whether the spinning liquid is to be transferred to one of the plurality of regeneration tanks 230 do.

한편, 상기 전기방사장치(1)에 VOC 재활용 장치(300)가 구비된다. 즉, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)에 노즐(12)을 통하여 고분자 방사용액의 방사 시 발생되는 VOC(Volatile Organic Compounds : 휘발성 유기 화합물)를 응축하여 액화시키기 위한 응축장치(310)와 상기 응축장치(310)를 통하여 응축된 VOC를 증류하여 액화시키는 증류장치(320) 및 상기 증류장치(320)를 통하여 액화된 용매를 저장하기 위한 용매 저장장치(330)를 포함하는 VOC 재활용 장치(300)가 구비된다.Meanwhile, the VOC recycling apparatus 300 is provided in the electrospinning apparatus 1. That is, a condenser (not shown) for condensing and liquefying VOC (Volatile Organic Compounds) generated during spinning of the polymer spinning solution through the nozzles 12 to the units 10a and 10b of the electrospinning device 1, (320) for distilling and liquefying the condensed VOC through the condenser (310) and the condenser (310), and a solvent storage device (330) for storing the liquefied solvent through the distillation device A VOC recycling apparatus 300 is provided.

여기서, 상기 응축장치(310)는 수냉식, 증발식 또는 공냉식 응축장치로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.Here, the condenser 310 is preferably a water-cooled, evaporative or air-cooled condenser, but is not limited thereto.

한편, 상기 각 유닛(10a, 10b) 내에서 발생되는 기화상태의 VOC를 응축장치(310)로 유입시키고, 상기 응축장치(310)에서 발생되는 액화상태의 VOC를 용매 저장장치(330)에 저장하기 위한 배관(311, 331)이 각각 연결설치된다.The vaporized VOC generated in each of the units 10a and 10b is introduced into the condenser 310 and the vaporized VOC generated in the condenser 310 is stored in the solvent storage unit 330 The pipes 311 and 331 are connected to each other.

즉, 상기 각 유닛(10a, 10b)과 응축장치(310), 상기 응축장치(310)와 용매 저장장치(330)를 상호 연결하기 위한 배관(311, 331)이 각각 연결설치된다.That is, pipes 311 and 331 for interconnecting the units 10a and 10b and the condenser 310, the condenser 310, and the solvent storage unit 330 are connected to each other.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 응축장치(310)를 통하여 VOC를 응축시킨 후 응축된 액화상태의 VOC가 용매 저장장치(330)로 공급되는 구조로 이루어져 있으나, 상기 응축장치(310)와 용매 저장장치(330) 사이에 증류장치(320)가 구비되어 하나 이상의 용매가 적용될 경우, 각각의 용매를 분리 및 분류하도록 이루어지는 것도 가능하다. In an embodiment of the present invention, the VOC is condensed through the condenser 310, and the condensed and liquefied VOC is supplied to the solvent storage device 330. However, the condenser 310 and the solvent storage It is also possible that a distillation apparatus 320 is provided between the apparatuses 330 so as to separate and sort each solvent when more than one solvent is applied.

여기서, 상기 증류장치(320)는 응축장치(310)에 연결되어 액화상태의 VOC를 고온의 열로 가열하여 기화시키고, 이를 다시 냉각하여 액화되는 VOC를 용매 저장장치(330)로 공급된다.Here, the distillation apparatus 320 is connected to the condenser 310 to vaporize the VOC in the liquefied state by the high-temperature heat and to cool it again to supply the liquefied VOC to the solvent storage apparatus 330.

이 경우, 상기 VOC 재활용 장치(300)은 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 배출되는 기화된 VOC에 공기 및 냉각수를 공급하여 응축 및 액화시키는 응축장치(310)와 상기 응축장치(310)를 통하여 응축된 VOC에 열을 가하여 기화상태로 만든 다음, 다시 냉각시켜 액화상태로 만드는 증류장치(320) 및 상기 증류장치(320)를 통하여 액화된 VOC를 저장하기 위한 용매 저장장치(330)를 포함하여 구성된다.In this case, the VOC recycling apparatus 300 includes a condenser 310 for supplying air and cooling water to the vaporized VOC discharged through the units 10a and 10b and condensing and liquefying the same, A distillation apparatus 320 for converting the condensed VOC to heat to form a vaporized state and then cooling it to a liquefied state and a solvent storage apparatus 330 for storing the liquefied VOC through the distillation apparatus 320 .

여기서, 상기 증류장치(320)는 분별증류장치로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.Here, the distillation apparatus 320 is preferably a fractionation apparatus, but it is not limited thereto.

즉, 상기 각 유닛(10a, 10b)과 응축장치(310), 상기 응축장치(310)와 증류장치(320) 및 상기 증류장치(320)와 용매 저장장치(330)를 상호 연결하기 위한 배관(311, 321, 331)이 각각 연결설치된다.That is, the piping for interconnecting the units 10a and 10b and the condensing unit 310, the condensing unit 310 and the distillation unit 320, and the distillation unit 320 and the solvent storage unit 330 311, 321, and 331 are connected to each other.

이어서, 오버플로우 되어 상기 재생탱크(230)에 회수된 방사용액에 있어서의 용매의 함유율을 측정한다. 해당 측정은 재생탱크(230) 중에 방사용액의 일부를 샘플로 하여 추출하고, 해당 샘플을 분석함으로 실시할 수 있다. 방사용액의 분석은 이미 알려진 방법으로 행할 수 있다.Then, the content of the solvent in the spinning liquid overflowed and recovered in the recovery tank 230 is measured. The measurement can be performed by extracting a part of the spinning solution as a sample in the recovery tank 230 and analyzing the sample. Analysis of the spinning solution can be carried out by a known method.

상기한 바와 같은 해당 측정결과를 기초로 하여, 필요한 양의 용매는 상기 용매 저장장치(330)에 공급되는 액화상태의 VOC를 배관(332)을 통하여 상기 재생탱크(230)에 공급된다. 즉, 액화된 VOC는 측정결과에 따라 필요한 양만큼 상기 재생탱크(230)에 공급되어 용매로써 재사용 및 재활용이 가능하다.
Based on the measurement results, the required amount of the solvent is supplied to the regeneration tank 230 through the pipe 332 in the liquefied state, which is supplied to the solvent storage device 330. That is, the liquefied VOC is supplied to the regeneration tank 230 by a required amount according to the measurement result, and can be reused and recycled as a solvent.

여기서, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 구성하는 케이스(18)는 도전체로 이루어지는 것이 바람직하나, 상기 케이스(18)가 절연체로 이루어지거나, 상기 케이스(18)가 도전체 및 절연체가 혼용되어 적용되는 것도 가능하고, 기타 다양한 재질로 이루어지는 것도 가능하다. The case 18 constituting each unit 10a and 10b of the electrospinning device 1 is preferably made of a conductor but the case 18 may be made of an insulator or the case 18 may be made of a conductive material, A body and an insulator may be used in combination, or may be made of various other materials.

또한, 상기 케이스(18)의 상부가 절연체로 이루어지고, 그 하부가 도전체로 혼용되어 적용되는 경우에는 절연부재(19)를 삭제하는 것도 가능하다. 이를 위하여 상기 케이스(18)는 도전체로 형성되는 하부와 절연체로 형성되는 상부가 상호 결합되어 하나의 케이스(18)로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.It is also possible to eliminate the insulating member 19 when the upper portion of the case 18 is made of an insulator and the lower portion thereof is used in combination as a conductor. To this end, the case 18 is preferably formed as a case 18 by being coupled with a lower part formed of a conductor and an upper part formed of an insulator, but the present invention is not limited thereto.

상기한 바와 같이, 상기 케이스(18)를 도전체 및 절연체로 형성하되, 상기 케이스(18)의 상부를 절연체로 형성함으로써 케이스(18)의 상부 내측면에 컬렉터(13)를 취부하기 위하여 별도로 구비되는 절연부재(19)의 삭제가 가능하며, 이로 인해 장치의 구성을 간소화할 수 있다.As described above, the case 18 is formed of a conductor and an insulator, and the upper part of the case 18 is formed of an insulator so that the collector 18 is separately provided for mounting the collector 13 on the inner surface of the upper part of the case 18 It is possible to eliminate the insulating member 19, which can simplify the structure of the apparatus.

또한, 상기 컬렉터(13)와 케이스(18) 사이의 절연을 최적화할 수 있어 노즐블록(11)과 컬렉터(13) 사이에 35kV를 인가하여 전기방사를 실시할 경우, 상기 컬렉터(13)와 케이스(18) 및 그 외 기타 부재 사이에서 발생될 수 있는 절연파괴를 방지할 수 있다.It is also possible to optimize the insulation between the collector 13 and the case 18 so that when 35 kV is applied between the nozzle block 11 and the collector 13 for electrospinning, It is possible to prevent the breakdown of the insulation that may occur between the electrode 18 and other members.

더불어, 리크 전류를 소정 범위 내에 멈출 수 있어 전압 발생장치(14a, 14b)로부터 공급되는 전류의 감시가 가능하고, 전기방사장치(1)의 이상을 조기에 감지할 수 있으며, 이로 인해 전기방사장치(1)의 장시간 연속적인 운전이 가능하고, 요구하는 성능의 나노섬유 제조가 안정적이며, 나노섬유의 대량생산이 가능하다.In addition, the leakage current can be stopped within a predetermined range, the current supplied from the voltage generators 14a and 14b can be monitored, and the abnormality of the electrospinning device 1 can be detected early, (1) can be continuously operated for a long time, and the production of nanofibers having required performance is stable and mass production of nanofibers is possible.

여기서, 절연체로 형성되는 상기 케이스(18)의 두께(a)는 "a=8mm"를 만족시키도록 이루어진다. Here, the thickness a of the case 18 formed of an insulator is made to satisfy "a = 8 mm".

이로 인해, 상기 노즐블록(11)과 컬렉터(13) 사이에 40kV를 인가하여 전기방사를 실시할 경우, 컬렉터(13)와 케이스(18) 및 그 외 기타 부재 사이에서 발생될 수 있는 절연 파괴를 방지할 수 있으며, 리크 전류를 소정 범위 내로 제한할 수 있다.Therefore, when 40 kV is applied between the nozzle block 11 and the collector 13 to perform electrospinning, an insulation breakdown that may occur between the collector 13 and the case 18 and other members And the leakage current can be limited within a predetermined range.

또한, 절연체로 형성되는 케이스(18)의 내측면과 컬렉터(13)의 외주면 사이 거리가 케이스(18)의 두께(a)와 케이스(18)의 내측면과 컬렉터(13)의 외측면 사이의 거리(b)는 "a+b=80mm"를 만족시키도록 이루어진다. The distance between the inner surface of the case 18 formed of an insulator and the outer surface of the collector 13 is smaller than the thickness a of the case 18 and the distance between the inner surface of the case 18 and the outer surface of the collector 13 The distance "b" is made to satisfy "a + b = 80 mm".

이로 인해, 상기 노즐블록(11)과 컬렉터(13) 사이에 40kV를 인가하여 전기방사를 실시할 경우, 컬렉터(13)와 케이스(18) 및 그 외 기타 부재 사이에서 발생될 수 있는 절연 파괴를 방지할 수 있으며, 리크 전류를 소정 범위 내로 제한할 수 있다.
Therefore, when 40 kV is applied between the nozzle block 11 and the collector 13 to perform electrospinning, an insulation breakdown that may occur between the collector 13 and the case 18 and other members And the leakage current can be limited within a predetermined range.

한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 내에 설치되는 노즐블록(11)의 각 관체(40) 내에 온도조절 제어장치(60)가 구비되며 전압 발생장치(14a, 14b)와 연결되어 있다. On the other hand, the temperature control device 60 is provided in each tube 40 of the nozzle block 11 provided in each unit 10a, 10b of the electrospinning device 1 according to the present invention, And 14b, respectively.

즉, 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 각 유닛(10a, 10b) 내에 설치되되, 그 상부에 구비되는 다수개의 노즐(12)로 고분자 방사용액이 공급되는 노즐블록(11)의 관체(40)에 온도조절 제어장치(60)가 구비된다.4, the tubular body 40 of the nozzle block 11, which is provided in each of the units 10a and 10b and to which the polymer solution is supplied by the plurality of nozzles 12 provided on the unit, ) Is provided with a temperature control device (60).

여기서, 상기 노즐블록(11) 내의 고분자 방사용액의 흐름은 고분자 방사용액이 저장되는 방사용액 주탱크(8)로부터 용액 유동파이프를 통해 각 관체(40)에 공급된다.Here, the flow of the polymer spinning solution in the nozzle block 11 is supplied to each tube 40 from the spinning liquid main tank 8 in which the polymer spinning solution is stored, through the solution flow pipe.

그리고, 상기 각 관체(40)에 공급된 고분자 방사용액은 다수개의 노즐(12)을 통해 토출 및 분사되어 나노섬유의 형태로 장척시트(15)에 집적된다.The polymer spinning solution supplied to each tube 40 is discharged and injected through a plurality of nozzles 12 and accumulated on the long sheet 15 in the form of nanofibers.

이들 각 관체(40)의 상부에 길이 방향으로 다수개의 노즐(12)이 일정간격 이격되어 장착되고, 상기 노즐(12) 및 관체(40)는 도전 부재로 이루어져 전기적으로 접속된 상태로 관체(40)에 장착된다.A plurality of nozzles 12 are mounted at predetermined intervals in the longitudinal direction on each of the tubes 40. The nozzles 12 and the tubes 40 are electrically connected to the tube 40 .

여기서, 상기 각 관체(40)로 공급 및 유입되는 고분자 방사용액의 온도조절을 제어하기 위하여 상기 온도조절 제어장치(60)는 관체(40) 내주연에 구비되는 열선(41, 42) 또는 파이프(43)로 이루어진다.In order to control the temperature control of the polymer spinning solution supplied to and introduced into the respective tubes 40, the temperature control device 60 is connected to the heating wires 41 and 42 or pipes 43).

그리고, 상기 다수개의 관체(40)의 온도를 조절하기 위하여 온도조절 제어장치(60)가 구비된다.In order to control the temperature of the plurality of tubes 40, a temperature control device 60 is provided.

이때, 도 5 내지 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이, 열선(41) 형태의 온도조절 제어장치(60)가 상기 노즐블록(11)의 관체(40) 내주연에 나선상으로 형성되어 관체(40)로 공급 및 유입되는 고분자 방사용액의 온도를 조절하도록 이루어지는 것이 바람직하다.5 to 6, a temperature control device 60 in the form of a heat line 41 is formed in a spiral shape around the inner periphery of the tubular body 40 of the nozzle block 11 to form a tubular body 40, And the temperature of the polymer spinning solution supplied to and introduced into the polymer spinning solution is controlled.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 노즐블록(11)의 관체(40) 내주연에 열선(41) 형태의 온도조절 제어장치(60) 나선상으로 구비되어 있으나, 도 7 내지 도 8에서 도시하고 있는 바와 같이, 열선(42) 형태의 온도조절 제어장치(60)가 관체(40)의 내주연에 방사상으로 다수개 구비되는 것도 가능하고, 도 9 내지 도 10에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 파이프(43) 형태의 온도조절 제어장치(60)가 관체(40) 내주연에 대략 "C"형태로 구비되는 것도 가능하다.
In the embodiment of the present invention, the temperature control device 60 in the shape of a heat ray 41 is spirally provided on the inner circumference of the tube 40 of the nozzle block 11, but as shown in FIGS. 7 to 8 It is also possible that a plurality of temperature control devices 60 in the form of a heat line 42 are radially provided on the inner periphery of the tube 40. As shown in Figs. 9 to 10, the pipe 43 ) Type temperature control device 60 may be provided in the form of a "C"

여기서, 도 11에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 내로 인입 및 공급되는 장척시트(15)의 이송속도를 조절하기 위한 보조 이송장치(16)가 구비된다.11, an auxiliary conveying device (not shown) for adjusting the conveying speed of the long sheet 15 to be drawn into and supplied into each unit 10a, 10b of the electrospinning device 1 according to the present invention 16 are provided.

상기 보조 이송장치(16)는 각 유닛(10a, 10b) 내에 설치되는 컬렉터(13)에 정전기적 인력으로 부착된 장척시트(15)의 탈착 및 이송이 용이하도록 장척시트(15)의 이송속도에 동기하여 회전하는 보조벨트(16a) 및 상기 보조벨트(16a)를 지지하며 회전시키는 보조벨트 롤러(16b)를 포함하여 구성된다.The auxiliary conveying device 16 is provided for controlling the conveying speed of the long sheet 15 so as to facilitate detachment and conveyance of the long sheet 15 attached by the electrostatic attraction to the collector 13 provided in each unit 10a, An auxiliary belt 16a rotating synchronously and an auxiliary belt roller 16b supporting and rotating the auxiliary belt 16a.

상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 보조벨트 롤러(16b)의 회전에 의해 보조벨트(16a)가 회동하고, 상기 보조벨트(16a)의 회동에 의하여 장척시트(15)가 유닛(10a, 10b)으로 인입 및 공급되며, 이를 위하여 상기 보조벨트 롤러(16b) 중 어느 한 보조벨트 롤러(16b)는 모터에 회전가능하게 연결된다.The auxiliary belt 16a is rotated by the rotation of the auxiliary belt roller 16b by the above structure and the long sheet 15 is rotated by the rotation of the auxiliary belt 16a to the units 10a and 10b And one auxiliary belt roller 16b of the auxiliary belt roller 16b is rotatably connected to the motor for this purpose.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 보조벨트(16a)에 보조벨트 롤러(16b)가 5개 구비되고, 모터의 동작에 의해 어느 한 보조벨트 롤러(16b)가 회전됨으로써 보조벨트(16a)가 회동됨과 동시에 나머지 보조벨트 롤러(16b)가 회전되도록 이루어져 있으나, 상기 보조벨트(16a)에 2개 이상의 보조벨트 롤러(16b)가 구비되고, 모터의 동작에 의해 어느 한 보조벨트 롤러(16b)가 회전되고, 이에 따라 보조벨트(16a) 및 나머지 보조벨트 롤러(16b)가 회전되도록 이루어지는 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention, five auxiliary belt rollers 16b are provided on the auxiliary belt 16a, and one of the auxiliary belt rollers 16b is rotated by the operation of the motor to rotate the auxiliary belt 16a At the same time, the remaining auxiliary belt rollers 16b are rotated. However, the auxiliary belt 16a is provided with two or more auxiliary belt rollers 16b, and one of the auxiliary belt rollers 16b is rotated by the operation of the motor , So that the auxiliary belt 16a and the remaining auxiliary belt roller 16b are rotated.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 보조 이송장치(16)가 모터에 의해 구동가능한 보조벨트 롤러(16b) 및 보조벨트(16a)로 이루어져 있으나, 도 12에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 보조벨트 롤러(16b)가 마찰계수가 낮은 롤러로 이루어지는 것도 가능하다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the auxiliary transfer device 16 is composed of the auxiliary belt roller 16b and the auxiliary belt 16a which can be driven by a motor. However, as shown in FIG. 12, The roller 16b may be made of a roller having a low coefficient of friction.

이때, 상기 보조벨트 롤러(16b)는 마찰계수가 낮은 베어링을 포함하는 롤러로 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, the auxiliary belt roller 16b preferably comprises a roller including a bearing having a low friction coefficient.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 보조 이송장치(16)가 보조벨트(16a)와 마찰계수가 낮은 보조벨트 롤러(16b)로 이루어져 있으나, 보조벨트(16a)가 제외된 마찰계수가 낮은 롤러만 구비하여 장척시트(15)의 이송하도록 이루어지는 것도 가능하다.The auxiliary conveying device 16 is composed of the auxiliary belt 16a and the auxiliary belt roller 16b having a low coefficient of friction but only the roller having a low friction coefficient excluding the auxiliary belt 16a So that the long sheet 15 is transported.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 보조벨트 롤러(16b)로 마찰계수가 낮은 롤러가 적용되어 있으나, 마찰계수가 낮은 롤러라면 그 형태와 구성에 제한받지 아니하며, 구름베어링, 기름베어링, 볼베어링, 롤러베어링, 미끄럼베어링, 슬리브베어링, 유동압 저널베어링, 유정압 저널베어링, 공기압베어링, 공기동입 베어링, 공기정압 베어링 및 에어베어링과 같은 베어링들이 포함되는 롤러가 적용되는 것도 가능하고, 플라스틱, 유화제 등의 소재 및 첨가제를 포함시켜 마찰계수를 저감시킨 롤러가 적용되는 것도 가능하다.
In addition, in the embodiment of the present invention, the auxiliary belt roller 16b is applied with a roller having a low coefficient of friction. However, any roller having a low coefficient of friction is not limited in its shape and configuration, It is also possible to apply rollers including bearings such as roller bearings, sliding bearings, sleeve bearings, fluid pressure journal bearings, hydrostatic journal bearings, pneumatic bearings, air bearing bearings, air static bearings and air bearings, It is also possible to apply a roller having a reduced coefficient of friction by including a material and an additive.

한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)에 두께 측정장치(70)가 구비된다. 즉, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 사이에 두께 측정장치(70)가 구비되고, 상기 두께 측정장치(70)에 의해 측정된 두께에 따라 이송속도(V) 및 노즐블록(11)을 제어한다. On the other hand, the thickness measuring device 70 is provided in the electrospinning device 1 according to the present invention. That is, as shown in Fig. 1, a thickness measuring device 70 is provided between each unit 10a, 10b of the electrospinning device 1, and the thickness measured by the thickness measuring device 70 And controls the feed velocity V and the nozzle block 11. [

상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 전기방사장치(1)의 선단부에 위치한 유닛(10a)에서 토출된 나노섬유 부직포의 두께가 편차량보다 얇게 측정될 경우, 다음 유닛(10b)의 이송속도(V)를 늦게하거나, 노즐블록(11)의 토출양을 증가시키고, 전압 발생장치(14a, 14b)의 전압 세기를 조절하여 단위면적당의 나노섬유 부직포의 토출량을 증대시켜 두께를 두껍게 할 수 있다.When the thickness of the nanofiber nonwoven fabric discharged from the unit 10a located at the distal end portion of the electrospinning device 1 is measured to be thinner than the deviation amount by the above structure, the conveyance speed V of the next unit 10b, The discharge amount of the nozzle block 11 is increased and the voltage intensity of the voltage generating devices 14a and 14b is adjusted to increase the discharge amount of the nanofiber nonwoven fabric per unit area to increase the thickness.

또한, 상기 전기방사장치(1)의 선단부에 위치한 유닛(10a)에서 토출된 나노섬유 부직포의 두께가 편차량보다 두껍게 측정될 경우, 다음 유닛(10b)의 이송속도(V)를 빠르게 하거나, 노즐블록(11)의 토출양을 작게하고, 전압 발생장치(14a, 14b) 전압의 세기를 조절하여 단위면적당의 나노섬유 부직포의 토출량을 작게하여 적층량을 줄임으로써 두께를 얇게 할 수 있으며, 이로 인해 균일한 두께를 갖는 나노섬유 부직포를 제조할 수 있다.When the thickness of the nanofiber nonwoven fabric discharged from the unit 10a located at the front end of the electrospinning device 1 is measured to be thicker than the amount of deviation, the feeding speed V of the next unit 10b is increased, It is possible to reduce the thickness by reducing the discharge amount of the block 11 and adjusting the intensity of the voltage of the voltage generating devices 14a and 14b to reduce the discharge amount of the nanofiber nonwoven fabric per unit area to reduce the amount of lamination, A nanofiber nonwoven fabric having a uniform thickness can be produced.

여기서, 상기 두께측정장치(9)는 인입 및 공급되는 장척시트(15)를 사이에 두고, 상, 하로 마주보게 배치되며, 초음파 측정방식에 의해 상기 장척시트(15)의 상부 또는 하부까지의 거리를 측정하는 한 쌍의 초음파 종파 횡파 측정방식으로 이루어지는 두께측정부가 구비된다.Here, the thickness measuring device 9 is disposed so as to face upward and downward with the elongated sheet 15 inserted and supplied therebetween. The thickness measuring device 9 measures the distance to the top or bottom of the elongate sheet 15 by an ultrasonic measuring method, And a thickness measuring unit including a pair of ultrasonic longitudinal wave measuring systems for measuring the ultrasonic longitudinal wave.

이렇게 상기 한 쌍의 초음파 측정장치에 의해 측정된 거리를 기초로 하여 상기 장척시트(15)의 두께를 산출할 수 있다. 즉, 나노섬유 부직포가 적층된 장척시트(15)에 초음파 종파와 횡파를 함께 투사하여 종파와 횡파의 각 초음파 신호가 장척시트(15)에서 왕복 이동하는 시간, 즉 종파와 횡파의 각 전파시간을 측정한 뒤, 상기 측정된 종파와 횡파의 전파시간과 나노섬유 부직포가 적층된 장척시트(15)의 기준온도에서 종파와 횡파의 전파속도, 및 종파와 횡파 전파속도의 온도상수를 이용하는 소정의 연산식으로부터 피검사체의 두께를 계산하는 초음파 종파와 횡파를 이용한 두께측정장치이다. Thus, the thickness of the long sheet 15 can be calculated on the basis of the distance measured by the pair of ultrasonic measuring devices. That is, the ultrasonic longitudinal wave and the transverse wave are projected to the long sheet 15 laminated with the nanofiber nonwoven fabric so that the propagation time of the longitudinal wave and the transverse wave, that is, the time during which the ultrasonic signals of the longitudinal wave and the transverse wave reciprocate on the longitudinal sheet 15 A predetermined calculation using the propagation time of longitudinal waves and transverse waves and the propagation speed of longitudinal waves and transverse waves at the reference temperature of the elongated sheet 15 in which the nanofiber nonwoven fabric is laminated and the temperature constants of longitudinal waves and transverse wave propagation velocities Is a thickness measuring apparatus using an ultrasonic longitudinal wave and a transverse wave to calculate the thickness of the object from the equation.

다시 말하면, 상기 두께 측정장치(70)는 초음파의 종파와 횡파의 각 전파 시간을 측정한 뒤, 상기 측정된 종파와 횡파의 전파시간과, 장척시트(15)의 기준온도에서의 종파와 횡파의 전파속도 및 종파와 횡파 전파속도의 온도상수를 이용하는 소정의 연산식으로부터 나노섬유 부직포가 적층된 장척시트(15)의 두께를 계산함으로써, 내부온도가 분균일한 상태에서도 온도 변화에 따른 전파속도의 변화에 의한 오차를 자체 보상하여 두께를 정밀하게 측정할 수 있고, 나노섬유 부직포 내부에 어떤 형태의 온도 분포가 존재하더라도 정밀한 두께의 측정이 가능하다.
In other words, the thickness measuring device 70 measures the propagation time of the longitudinal wave and the transverse wave, and the propagation time of the longitudinal wave and the transverse wave at the reference temperature of the elongate sheet 15, The thickness of the elongate sheet 15 in which the nanofiber nonwoven fabric is laminated is calculated from a predetermined equation using a propagation velocity and a temperature constant of the longitudinal wave and the transverse wave propagation velocity to determine the propagation velocity It is possible to precisely measure the thickness by self-compensating for the error due to the change, and it is possible to measure the thickness accurately even if there is any type of temperature distribution in the nanofiber nonwoven fabric.

한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)에 고분자 방사용액이 분사되어 적층된 후 이송되는 장척시트(15)의 나노섬유 부직포의 두께를 측정하여 장척시트(15)의 이송속도 및 노즐블록(11)을 제어하는 두께 측정장치(70)가 구비되어 있으나, 상기 전기방사장치(1)에 장척시트(15)의 이송속도를 조절하기 위한 장척시트 이송속도 조절장치(30)가 더 구비된다.Meanwhile, the thickness of the nanofiber nonwoven fabric of the long sheet 15 to be transported after the polymer spinning solution is sprayed and laminated to the electrospinning device 1 according to the present invention is measured to determine the feeding speed of the long sheet 15 and the thickness The elongated sheet conveying speed regulating device 30 for controlling the conveying speed of the long sheet 15 is further provided on the electrospinning device 1. The thickness measuring device 70 controls the thickness of the long sheet 15,

여기서, 상기 장척시트 이송속도 조절장치(30)는 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 사이에 형성되는 완충구간(31)과 상기 완충구간(31) 상에 구비되어 장척시트(15)를 지지하는 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 및 상기 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 사이에 구비되는 조절롤러(35)를 포함하여 구성된다.The elongated sheet conveying speed regulator 30 includes a buffer zone 31 formed between each unit 10a and 10b of the electrospinning device 1 and a buffer zone 31 provided on the buffer zone 31, A pair of support rollers 33 and 33 'for supporting the support rollers 15 and an adjustment roller 35 provided between the pair of support rollers 33 and 33'.

이때, 상기 지지롤러(33, 33')는 상기 각 유닛(10a, 10b) 내에서 노즐(12)이 분사하는 방사용액에 의해 나노섬유 부직포가 적층형성되는 장척시트(15)의 이송 시 상기 장척시트(15)의 이송을 지지하기 위한 것으로서, 상기 각 유닛(10a, 10b) 사이에 형성되는 완충구간(31)의 선, 후단에 각각 구비된다.At this time, the support rollers 33 and 33 'are provided so that when the long sheet 15, in which the nanofiber nonwoven fabric is laminated by the spinning solution injected by the nozzles 12 in the respective units 10a and 10b, For supporting the conveyance of the sheet 15 and provided at the line and the rear end of the buffer zone 31 formed between the units 10a and 10b.

그리고, 상기 조절롤러(35)는 상기 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 사이에 구비되되, 상기 장척시트(15)가 권취되고, 상기 조절롤러(35)의 상, 하 이동에 의해 상기 각 유닛(10a, 10b)별 장척시트(15a, 15b)의 이송속도 및 이동시간이 조절된다.The adjustment roller 35 is provided between the pair of support rollers 33 and 33 'so that the long sheet 15 is wound and moved up and down by the adjustment roller 35, The feeding speed and the moving time of the long sheets 15a and 15b for each unit 10a and 10b are adjusted.

이를 위하여 상기 각 유닛(10a, 10b) 내 장척시트(15a, 15b)의 이송속도를 감지하기 위한 감지센서(미도시)가 구비되고, 상기 감지센서에 의해 감지된 각 유닛(10a, 10b) 내 장척시트(15a, 15b)의 이송속도에 따라 조절롤러(35)의 이동을 제어하기 위한 주 제어장치(7)가 구비된다.To this end, a sensing sensor (not shown) for sensing the feeding speed of the long sheets 15a, 15b in each of the units 10a, 10b is provided. In each unit 10a, 10b sensed by the sensing sensor, And a main controller 7 for controlling the movement of the adjusting roller 35 in accordance with the feeding speed of the long sheets 15a and 15b.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 각 유닛(10a, 10b) 내에서 장척시트(15a, 15b)의 이송속도를 감지하고, 감지된 장척시트(15a, 15b)의 이송속도에 따라 제어부가 조절롤러(35)의 이동을 제어하는 구성으로 이루어져 있으나, 상기 장척시트(15a, 15b)를 이송시키기 위해 컬렉터(13)의 외측에 구비되는 보조벨트(16a) 또는 상기 보조벨트(16a)를 구동시키는 보조벨트 롤러(16b) 또는 모터(미도시)의 구동속도를 감지하고, 이에 따라 제어부가 조절롤러(35)의 이동을 제어하는 구성으로 이루어지는 것도 가능하다.In one embodiment of the present invention, the conveying speed of the long sheets 15a and 15b is sensed in each of the units 10a and 10b and the control unit controls the conveying speed of the adjusting rollers 15a and 15b according to the conveying speed of the long sheets 15a and 15b. The auxiliary belt 16a provided on the outer side of the collector 13 or the auxiliary belt 16a for driving the auxiliary belt 16a for transferring the long sheets 15a and 15b, The control unit may detect the driving speed of the roller 16b or the motor (not shown), and thereby control the movement of the adjusting roller 35. [

상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 감지센서가 각 유닛(10a, 10b) 중 선단에 위치하는 유닛(10a) 내 장척시트(15a)의 이송속도가 그 후단에 위치하는 유닛(10b) 내 장척시트(15b)의 이송속도보다 빠르다고 감지할 경우, 도 13 내지 도 14에서 도시하고 있는 바와 같이, 선단에 위치하는 유닛(10a) 내에서 이송되는 장척시트(15a)가 처지는 것을 방지하기 위하여 상기 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 사이에 구비되되, 장척시트(15)가 권취되는 조절롤러(35)를 하측으로 이동하면서 선단에 위치하는 유닛(10a) 내에서 그 후단에 위치하는 유닛(10b)으로 이송되는 장척시트(15) 중 선단에서 위치하는 유닛(10a) 외부로 이송되어 각 유닛(10a, 10b) 사이에 위치하는 완충구간(31)으로 과다하게 이송되는 장척시트(15a)를 당겨 선단에 위치하는 유닛(10a) 내 장척시트(15a)의 이송속도와 그 후단에 위치하는 유닛(10b) 내 장척시트(15b)의 이송속도가 동일해지도록 보정제어하면서 장척시트(15a)의 처짐 및 구겨짐을 방지한다.With the above structure, the detection sensor can detect the length of the long sheet (15a) in the unit (10b) in which the conveying speed of the long sheet (15a) in the unit (10a) 15b, it is possible to prevent the elongated sheet 15a fed in the unit 10a located at the leading end from sagging, as shown in Figs. 13 to 14, The unit 10b positioned at the rear end in the unit 10a positioned at the front end while the regulating roller 35 wound around the long sheet 15 is moved downward and provided between the supporting rollers 33 and 33 ' The elongated sheet 15a which is conveyed to the outside of the unit 10a located at the front end among the elongated sheets 15 to be conveyed to the buffering section 31 is conveyed to the buffer section 31 located between the units 10a and 10b, The conveying speed of the long sheet 15a in the unit 10a located at While the unit (10b) within the elongated sheet correction controlled to be equal to the feed rate of (15b) positioned to prevent the deflection and wrinkling of the elongated sheet (15a).

한편, 상기 감지센서가 각 유닛(10a, 10b) 중 선단에 위치하는 유닛(10a) 내 장척시트(15a)의 이송속도가 그 후단에 위치하는 유닛(10b) 내 장척시트(15b)의 이송속도보다 느리다고 감지할 경우, 도 15 내지 도 16에서 도시하고 있는 바와 같이, 후단에 위치하는 유닛(10b) 내에서 이송되는 장척시트(15b)가 찢어지는 것을 방지하기 위하여 상기 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 사이에 구비되되, 장척시트(15)가 권취되는 조절롤러(35)를 상측으로 이동하면서 선단에 위치하는 유닛(10a) 내에서 그 후단에 위치하는 유닛(10b)으로 이송되는 장척시트(15) 중 선단에서 위치하는 유닛(10a) 외부로 이송되어 각 유닛(10a, 10b) 사이에 위치하는 완충구간(31)에 조절롤러(35)에 의해 권취되어 있는 장척시트(15a)를 후단에 위치하는 유닛(10b)에 빠르게 공급하여 선단에 위치하는 유닛(10a) 내 장척시트(15a)의 이송속도와 그 후단에 위치하는 유닛(10b) 내 장척시트(15b)의 이송속도가 동일해지도록 보정제어하면서 장척시트(15b)의 끊어짐을 방지한다.On the other hand, if the conveyance speed of the long sheet 15a in the unit 10a located at the front end of each unit 10a, 10b is smaller than the conveyance speed of the long sheet 15b in the unit 10b positioned at the rear end, 15 to 16, in order to prevent the long sheet 15b conveyed in the unit 10b located at the rear end from tearing, the pair of support rollers 33 The unit 10b positioned at the front end of the adjustment roller 35 and the unit 10b positioned at the rear end of the unit 10b are moved in the upward direction, The elongated sheet 15a wound on the regulating roller 35 is guided to the buffering zone 31 which is conveyed outside the unit 10a located at the front end of the sheet 15 and located between the units 10a and 10b To the unit 10b located at the rear end, The feed rate of the root (15a) unit (10b) within the elongated sheet (15b) which is located in the transfer speed and the rear end of the year, while the correction control such that the same prevents the dead of the elongated sheet (15b).

상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 각 유닛(10a, 10b) 중 후단에 위치하는 유닛(10b) 내로 이송되는 장척시트(15b)의 이송속도를 조절함으로써 상기 각 유닛(10a) 중 후단에 위치하는 유닛(10b) 내의 장척시트(15b) 이송속도가 그 선단에 위치하는 유닛(10a) 내의 장척시트(15a) 이송속도와 동일해지는 효과를 얻을 수 있다.
By adjusting the feeding speed of the long sheet 15b to be fed into the unit 10b located at the rear end of each of the units 10a and 10b by the above described structure, It is possible to obtain the effect that the conveying speed of the long sheet 15b in the first unit 10b becomes equal to the conveying speed of the long sheet 15a in the unit 10a located at the leading end thereof.

한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)에 통기도 계측장치(80)가 구비된다. 즉, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 중 후단에 위치하는 유닛(10b)의 후방에 전기방사장치(1)를 통하여 제조된 나노섬유 부직포의 통기도를 측정하기 위한 통기도 계측장치(80)가 구비된다.On the other hand, the electrospinning device 1 according to the present invention is provided with the air permeability measuring device 80. That is, the air permeability measurement for measuring the air permeability of the nanofiber nonwoven fabric manufactured through the electrospinning device 1 at the rear of the unit 10b positioned at the rear end of each unit 10a, 10b of the electrospinning device 1 Device 80 is provided.

상기한 바와 같이, 상기 통기도 계측장치(80)를 통하여 측정된 나노섬유 부직포의 통기도를 기초로 하여 장척시트(15)의 이송속도 및 노즐블록(11)을 제어한다.As described above, the feeding speed of the long sheet 15 and the nozzle block 11 are controlled on the basis of the air permeability of the nanofiber nonwoven fabric measured through the air permeability measuring device 80.

이렇게 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 토출된 나노섬유 부직포의 통기도가 크게 계측될 경우, 후단부에 위치하는 유닛(10b)의 이송속도(V)를 늦게하거나, 노즐블록(11)의 토출양을 증가시키고, 전압 발생장치(14a, 14b) 전압의 세기를 조절하여 단위면적당의 나노섬유의 토출량을 증대시켜 통기도를 작게 형성한다.When the air permeability of the nanofiber nonwoven fabric discharged through each of the units 10a and 10b of the electrospinning device 1 is measured largely, the feeding speed V of the unit 10b positioned at the rear end portion is delayed, The discharge amount of the nozzle block 11 is increased and the intensity of the voltage of the voltage generating devices 14a and 14b is regulated to increase the discharge amount of the nanofibers per unit area to thereby reduce the air permeability.

그리고, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 토출된 나노섬유 부직포의 통기도가 작게 계측될 경우, 후단부의 위치하는 유닛(10b)의 이송속도(V)를 빠르게 하거나, 노즐블록(11)의 토출양을 감소시키고, 전압 발생장치(14a, 14b)의 전압의 세기를 조절하여 단위면적당의 나노 섬유의 토출량을 감소시켜 적층량을 줄이게 함으로서 통기도를 크게 형성한다.When the air permeability of the nanofiber nonwoven fabric discharged through the units 10a and 10b of the electrospinning device 1 is measured to be small, the feeding speed V of the unit 10b positioned at the rear end is increased, The discharge amount of the nozzle block 11 is reduced and the discharge amount of the nanofibers per unit area is reduced by controlling the intensity of the voltage of the voltage generating devices 14a and 14b to reduce the amount of lamination to increase the air permeability.

상기한 바와 같이, 상기 나노섬유 부직포의 통기도를 계측한 후 통기도에 따라 각 유닛(10a, 10b)의 이송속도 및 노즐블록(11)을 제어함으로써 균일한 통기도를 갖는 나노섬유 부직포의 제조가 가능하다.As described above, it is possible to manufacture a nanofiber nonwoven fabric having a uniform air permeability by controlling the feeding speed of each unit 10a, 10b and the nozzle block 11 according to the degree of air permeability after measuring the air permeability of the nonwoven fabric .

여기서, 상기 나노섬유 부직포의 통기도 편차량(P)이 소정의 값 미만인 경우에는 이송속도(V)를 초기 값으로부터 변화시키지 않고, 상기 편차량(P)이 소정값 이상인 경우에는 이송속도(V)를 초기 값으로부터 변화시키도록 제어하는 것도 가능하기 때문에, 이송속도(V) 제어장치에 의한 이송속도(V)의 제어를 단순화하는 것이 가능해진다. Here, if the air entrainment amount P of the nonwoven fabric is less than a predetermined value, the feed speed V is not changed from the initial value. If the deviation amount P is equal to or larger than the predetermined value, It is possible to simplify the control of the conveyance speed V by the conveyance speed (V) control device.

또한, 이송속도(V)의 제어 외에도 노즐블록(11)의 토출양 및 전압의 세기 조절이 가능하여 통기도 편차량(P)이 소정의 값 미만인 경우에는 노즐블록(11)의 토출양과 전압의 세기를 초기 값으로부터 변화시키지 않고, 상기 편차량(P)이 소정의 값 이상인 경우에는 노즐블록(11)의 토출양과 전압의 세기를 초기 값으로부터 변화시키도록 제어하여 노즐블록(11)의 토출양과 전압의 세기의 제어를 단순화할 수 있다.It is also possible to control the discharge amount and the voltage of the nozzle block 11 in addition to the control of the feed speed V so that when the air flow deviation amount P is less than a predetermined value, When the amount of deviation P is equal to or larger than the predetermined value, the discharge amount of the nozzle block 11 and the voltage intensity are controlled to be changed from the initial value so that the discharge amount of the nozzle block 11 and the voltage It is possible to simplify the control of the intensity of the light.

여기서, 상기 전기방사장치(1)에는 주 제어장치(7)가 구비되되, 상기 주 제어장치(7)는 노즐블록(11)과 전압 발생장치(14a, 14b)와 두께 측정장치(70)와 장척시트 이송속도 조절장치(30) 및 통기도 계측장치(80)를 제어한다.
The main control device 7 includes a nozzle block 11, voltage generators 14a and 14b, a thickness measuring device 70, The elongated sheet conveying speed regulating device 30 and the air permeability measuring device 80 are controlled.

여기서, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 상기 각 유닛(10a, 10b) 중 후단에 위치하는 유닛(10b)의 후단에 합지장치(100)가 구비된다. 상기 합지장치(100)는 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 장척시트(15) 상에 고분자 방사용액이 방사된 나노섬유 부직포 상에 기재(미도시)를 접합시킨다.Here, the lobe device 100 is provided at the rear end of the unit 10b located at the rear end of each of the units 10a and 10b of the electrospinning device 1 according to the present invention. The laminating apparatus 100 bonds a substrate (not shown) onto the nanofiber nonwoven fabric onto which the polymer spinning solution is radiated on the long sheet 15 through the units 10a and 10b.

이때, 상기 합지장치(100)는 상기 나노섬유 부직포의 하부에 구비되되, 상기 합지장치(100)를 통하여 공급되는 기재는 나노섬유 부직포의 하부면에 접합된다.At this time, the lapping apparatus 100 is provided below the nanofiber nonwoven fabric, and the base material supplied through the lapping apparatus 100 is bonded to the lower surface of the nanofiber nonwoven fabric.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 기재가 나노섬유 부직포의 하부면에 접합되도록 상기 합지장치(100)가 나노섬유 부직포의 하부에 구비되어 있으나, 상기 기재가 나노섬유 부직포의 상부면에 접합되도록 상기 합지장치(100)가 나노섬유 부직포의 상부에 구비되는 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the laminate device 100 is provided below the nanofiber nonwoven fabric so that the base material is bonded to the lower surface of the nonwoven fabric, It is also possible that the device 100 is provided on top of the nanofiber nonwoven fabric.

또한, 상기 나노섬유 부직포의 상부면 및 하부면에 기재를 접합시키도록 상기 합지장치(100)가 나노섬유 부직포의 상, 하부에 각각 구비되는 것도 가능하다.
It is also possible that the lamination device 100 is provided on the upper and lower surfaces of the nanofiber nonwoven fabric so as to bond the base material to the upper and lower surfaces of the nanofiber nonwoven fabric.

한편, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 전기방사된 나노섬유 부직포를 라미네이팅하기 위한 라미네이팅 장치(90)가 상기 전기방사장치(1)의 최후단에 구비되고, 상기 라미네이팅 장치(90)에 의해 전기방사장치(1)를 통하여 전기방사된 나노섬유 부직포의 후공정을 수행한다.
A laminating device 90 for laminating the nanofiber nonwoven fabric electrospun through each unit 10a and 10b of the electrospinning device 1 is provided at the end of the electrospinning device 1, And the post-processing of the nanofiber nonwoven fabric electrospun through the electrospinning device 1 is performed by the laminating device 90.

이하, 상기 전기방사장치를 이용하여 본 발명의 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터의 제조방법을 설명한다.
Hereinafter, a method for producing a filter including polyvinylidene fluoride nanofibers having a multi-fiber diameter group according to the present invention will be described using the electrospinning device.

본 발명에서는 전기방사장치에서 두 개의 유닛(10a, 10b)를 사용하고, 고분자로는 폴리비닐리덴 플루오라이드를 사용하며, 장척시트(15)로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 사용한다. In the present invention, two units (10a, 10b) are used in the electrospinning apparatus, polyvinylidene fluoride is used as the polymer, and polyethylene terephthalate base is used as the long sheet (15).

먼저, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 유기 용매에 녹인 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사장치의 각 유닛(10a, 10b)과 연결된 방사용액 주탱크(8)에 공급하고, 상기 방사용액 주탱크(8)에 공급된 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액은 계량 펌프(미도시)를 통하여 높은 전압이 부여되는 노즐블록(11)의 다수의 노즐(12) 내에 연속적으로 정량공급된다. 상기 각 노즐(12)로부터 공급되는 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액은 노즐(12)을 통해 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(13) 상에 위치한 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 전기방사 및 집속되면서 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성한다. 여기서 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 내에서 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포가 적층되는 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재는 모터(미도시)의 구동에 의해 동작하는 공급롤러(3) 및 상기 공급롤러(3)의 회전에 의해 구동하는 보조이송장치(16)의 회전에 의해 제1 유닛(10a)에서 제2 유닛(10b)으로 이송되고 상기한 공정을 반복하면서 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포가 연속적으로 전기방사 및 적층형성된다. First, a polyvinylidene fluoride solution in which polyvinylidene fluoride is dissolved in an organic solvent is supplied to a spinning liquid main tank 8 connected to each unit 10a, 10b of the electrospinning device, and the spinning liquid main tank 8 Is supplied continuously and quantitatively to the plurality of nozzles 12 of the nozzle block 11 to which a high voltage is applied through a metering pump (not shown). The polyvinylidene fluoride solution supplied from each of the nozzles 12 is electrospinned and focused on a first polyethylene terephthalate substrate positioned on a collector 13 with a high voltage applied thereto through a nozzle 12, Fluoride nanofiber nonwoven fabric is laminated. Here, the first polyethylene terephthalate base material in which the polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric is laminated in each unit 10a, 10b of the electrospinning device 1 is provided with a feed roller (not shown) 3 is fed from the first unit 10a to the second unit 10b by the rotation of the auxiliary feeding device 16 driven by the rotation of the feeding roller 3, A polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric is successively electrospinned and laminated on a polyethylene terephthalate substrate.

상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 전기방사하여 적층형성하는 과정에서, 전기방사장치의 각 유닛(10a, 10b)마다 방사 조건을 달리하여 제1 유닛(10a)에서 섬유직경이 큰 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하고, 제2 유닛(10b)에서 섬유직경이 작은 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 연속적으로 적층형성한다.In the process of electroluminescence of the polyvinylidene fluoride solution onto the first polyethylene terephthalate substrate to form a laminate, the first unit 10a differs from the first unit 10a in that the spinning conditions are different for each unit 10a, 10b of the electrospinning apparatus, A polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a large diameter is laminated and a polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a small fiber diameter is successively laminated in the second unit 10b.

여기서, 상기 전기방사장치(1)의 제1 유닛(10a)내에 설치되어 제1 유닛(10a)에 전압을 공급하는 전압 발생장치(14a)는 방사전압을 낮게 부여하여 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 형성하며, 뒤이어 제2 유닛(10b) 내에 설치되어 제2 유닛(10b)에 전압을 공급하는 전압 발생장치(14b)는 방사전압을 높게 부여하여 섬유직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 적층형성한다. 여기서 상기 각 전압 발생장치(14a, 14b)가 부여하는 방사전압은 1kV 이상, 바람직하게 15kV 이상이며, 제1 유닛(10a)의 전압발생장치(14a)가 부여하는 전압이 제2 유닛(10b)의 전압 발생장치(14b)가 부여하는 전압보다 낮은 것을 특징으로 한다.Here, the voltage generator 14a provided in the first unit 10a of the electrospinning device 1 for supplying a voltage to the first unit 10a is provided with a low radiation voltage and has a fiber diameter of 150 to 300 nm The voltage generator 14b, which forms the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric on the first polyethylene terephthalate substrate, and which is subsequently installed in the second unit 10b to supply voltage to the second unit 10b, A second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 100 to 150 nm is laminated on the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric by applying a high radiation voltage. The radiation voltage given by each of the voltage generating devices 14a and 14b is 1 kV or more and preferably 15 kV or more and the voltage applied by the voltage generating device 14a of the first unit 10a is higher than that of the second unit 10b. Is lower than the voltage applied by the voltage generator (14b).

본 발명에서는 상기 전기방사장치(1)의 제1 유닛(10a)의 전압을 낮게 부여하여 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 적층시키고, 제2 유닛(10b)의 전압은 높게 부여하여 섬유직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성함으로 필터를 제조한다. 그러나, 전압의 세기를 달리하여 섬유직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포가 제1 유닛(10a)에서 방사 및 적층형성되고, 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포가 제2 유닛(10b)에서 방사되는 경우도 가능하다.In the present invention, the voltage of the first unit 10a of the electrospinning device 1 is lowered so that the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 150 to 300 nm is laminated on the first polyethylene terephthalate substrate And a second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 100 to 150 nm is laminated by applying a high voltage to the second unit 10b. However, the second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 100 to 150 nm is diffused and laminated in the first unit 10a by varying the strength of the voltage, and the first polyvinylidene fluoride nanofibers having a fiber diameter of 150 to 300 nm It is also possible that the lidene fluoride nanofiber nonwoven fabric is emitted from the second unit 10b.

또한, 상기 전기방사장치(1)의 유닛의 개수를 3개 이상으로 구성하고 각 유닛마다 전압을 달리하여 섬유직경이 다른 3층 이상의 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 적층형성시킨 필터를 제조하는 것도 가능할 것이다.  The number of the units of the electrospinning device 1 may be three or more, and three or more polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabrics having different fiber diameters may be formed on the first polyethylene terephthalate substrate It is also possible to produce a filter in which a layered structure is formed.

본 발명의 일 실시예에서는 섬유직경의 구배를 부여하기 위해 상기 각 유닛(10a, 10b)마다 부여하는 전압의 세기를 달리하는 방식을 사용하였으나, 노즐(12)과 컬렉터(13) 사이 간격을 조절하여 섬유직경이 다른 나노섬유 부직포를 형성할 수 있다. 이 경우, 방사용액의 종류 및 공급되는 전압 세기가 동일한 경우, 방사거리가 가까울수록 섬유직경은 커지고, 방사거리가 멀수록 섬유직경은 작아지는 원리에 따라 섬유직경이 다른 나노섬유 부직포가 형성되는 것도 가능하다. 그리고, 방사용액의 농도 및 점도를 조절하거나, 장척시트의 이동속도를 조절함으로 섬유직경의 차이를 두는 것도 가능할 것이다.  In an embodiment of the present invention, a method of varying the intensity of voltage applied to each unit 10a, 10b to give a gradient of the fiber diameter is used. However, the gap between the nozzle 12 and the collector 13 may be adjusted Thereby forming a nanofiber nonwoven fabric having a different fiber diameter. In this case, when the type of spinning solution and the voltage intensity to be supplied are the same, the fiber diameter becomes larger as the spinning distance becomes closer, and the nanofiber nonwoven fabric having a different fiber diameter is formed according to the principle that the fiber diameter becomes smaller as the spinning distance becomes longer It is possible. It is also possible to adjust the concentration and viscosity of the spinning liquid or adjust the moving speed of the long sheet to make a difference in fiber diameter.

또한 본 발명의 일 실시예에서는 방사용액으로 폴리비닐리덴 플루오라이드를 유기 용매에 녹인 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 사용하였으나, 폴리비닐리덴 플루오라이드와 핫멜트를 혼합하여 사용하는 것이 가능하며, 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액과 핫멜트 용액을 각 유닛별로 다르게 구비하여 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제1 유닛(10a)에서는 핫멜트 용액이 전기방사되고, 제2 유닛(10b)에서는 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액이 방사되도록 설정할 수 있다. 여기서, 상기 핫멜트는 폴리비닐리덴 플루오라이드계 핫멜트를 사용함으로 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포와 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 접착제 역할을 함으로, 나노섬유 부직포와 기재가 떨어지는 것을 방지할 수 있다. Also, in one embodiment of the present invention, a polyvinylidene fluoride solution in which polyvinylidene fluoride is dissolved in an organic solvent is used as a spinning solution, but it is possible to use a mixture of polyvinylidene fluoride and hot melt, and polyvinylidene fluoride It is also possible to use fluoride solution and hot melt solution differently for each unit. For example, the hot melt solution may be electrospun in the first unit 10a and the polyvinylidene fluoride solution may be radiated in the second unit 10b. Here, since the hot melt uses a polyvinylidene fluoride hot melt, it acts as an adhesive on the polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric and the first polyethylene terephthalate base material, so that the nanofiber nonwoven fabric and the base material can be prevented from falling off.

상기와 같은 방법으로 제1 유닛(10a)에서는 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하고, 제2 유닛(10b)에서는 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성한다. 이후 전기방사장치(1) 후단부에 위치하는 합지장치(100)에서 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포가 적층형성되지 않은 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재가 접합된 후, 이를 라미네이팅 장치(90)에서 열융착하는 과정을 거쳐 본 발명의 필터를 제조한다. 여기서 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 10 내지 50g/m2이고 상기 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 50 내지 300g/m2인 것이 바람직하다.
In the first unit 10a, a polyvinylidene fluoride solution is electrospun on one side of the first polyethylene terephthalate base material to form a first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 150 to 300 nm In the second unit 10b, a polyvinylidene fluoride solution is electrospun on the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric to form a second polyvinylidene fluoride nanofiber having a fiber diameter of 100 to 150 nm A nonwoven fabric is laminated. Thereafter, in the lapping apparatus (100) positioned at the rear end of the electrospinning device (1), the second polyethylene terephthalate base material on which the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric is not laminated is coated with a second polyethylene terephthalate After the base material is bonded, the filter of the present invention is manufactured through a process of heat sealing at the laminating device 90. The basis weight of the first polyethylene terephthalate base material is preferably 10 to 50 g / m 2 and the basis weight of the second polyethylene terephthalate base material is preferably 50 to 300 g / m 2 .

실시예1Example 1

중량평균 분자량(Mw)이 50,000인 폴리비닐리덴 플루오라이드를 디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide, DMAc)에 용해시켜 방사용액을 제조하고, 전기방사장치의 각 유닛의 방사용액 주탱크에 투입하였다. 전기방사장치의 제1 유닛에서는 인가전압을 15kV로 부여하여 평량이 30g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 상기 방사용액을 전기방사하여 두께 2.5㎛, 섬유직경이 250nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하였다. 제2 유닛에서는 인가전압을 20kV로 부여하여 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 상기 방사용액을 전기방사하여 두께 2.5㎛, 섬유직경이 130nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하였다. 이 때, 전기방사조건으로 방사용액의 유량은 0.1mL/h, 온도는 22℃, 습도는 20%이었다. 전기방사 후에는 전기방사장치 후단부에 위치한 합지장치에서 상기 평량이 30g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포와 접합하지 않는 일면에 평량이 100g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 접합하고, 라미네이팅 장치에서 열융착을 하여 최종적으로 필터를 제조하였다.
Polyvinylidene fluoride having a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 was dissolved in dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide, DMAc) to prepare a spinning solution, which was then introduced into the spinning liquid main tank of each unit of the electrospinning apparatus . In the first unit of the electrospinning device, the spinning solution was electrospun on one side of a polyethylene terephthalate base having a basis weight of 30 g / m 2 with an applied voltage of 15 kV to obtain a first polyvinyl Lidene fluoride nanofiber nonwoven fabric were laminated. In the second unit, the applied voltage was set at 20 kV, and the spinning solution was electrospun on the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric to obtain a second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a thickness of 2.5 탆 and a fiber diameter of 130 nm Respectively. At this time, in the electrospinning condition, the flow rate of the spinning solution was 0.1 mL / h, the temperature was 22 ° C, and the humidity was 20%. After electrospinning, a polyethylene terephthalate base material having a basis weight of 30 g / m 2 in a lamination device located at the end of the electrospinning device was placed on one side of the other side not bonded to the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric with a basis weight of 100 g / m < 2 > were bonded to each other and heat-sealed in a laminating apparatus to finally produce a filter.

실시예2Example 2

중량평균 분자량(Mw)이 50,000인 폴리비닐리덴 플루오라이드와 수평균 분자량이 3,000인 핫멜트용 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지를 디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide, DMAc)에 용해시켜 방사용액을 제조하고, 전기방사장치의 각 유닛의 방사용액 주탱크에 투입하였다. 전기방사장치의 제1 유닛에서는 인가전압을 15kV로 부여하여 평량이 30g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 상기 방사용액을 전기방사하여 두께 2.5㎛, 섬유직경이 250nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하였다. 제2 유닛에서는 인가전압을 20kV로 부여하여 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 상기 방사용액을 전기방사하여 두께 2.5㎛, 섬유직경이 130nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하였다. 이 때, 전기방사조건으로 방사용액의 유량은 0.1mL/h, 온도는 22℃, 습도는 20%이었다. 전기방사 후에는 전기방사장치 후단부에 위치한 합지장치에서 상기 평량이 30g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재에서 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포와 접합하지 않는 타측면에 평량이 100g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 접합하고, 라미네이팅 장치에서 열융착을 하여 최종적으로 필터를 제조하였다.
Polyvinylidene fluoride having a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 and polyvinylidene fluoride resin for a hot melt having a number average molecular weight of 3,000 were dissolved in dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide, DMAc) , And was put into the spinning liquid main tank of each unit of the electrospinning device. In the first unit of the electrospinning device, the spinning solution was electrospun on one side of a polyethylene terephthalate base having a basis weight of 30 g / m 2 with an applied voltage of 15 kV to obtain a first polyvinyl Lidene fluoride nanofiber nonwoven fabric were laminated. In the second unit, the applied voltage was set at 20 kV, and the spinning solution was electrospun on the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric to obtain a second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a thickness of 2.5 탆 and a fiber diameter of 130 nm Respectively. At this time, in the electrospinning condition, the flow rate of the spinning solution was 0.1 mL / h, the temperature was 22 ° C, and the humidity was 20%. After the electrospinning, the polyethylene terephthalate base material having a basis weight of 30 g / m 2 in the lamination device located at the rear end of the electrospinning device has a basis weight of 100 g / m 2 on the other side not bonded to the first polyvinylidene fluoride nanofiber non- 2 were bonded to each other and heat-sealed in a laminating apparatus to finally produce a filter.

실시예3Example 3

수평균 분자량이 3,000인 핫멜트용 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지를 디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide, DMF)에 8중량% 용해하여 제조한 핫멜트 용액을 전기방사장치의 제1 유닛의 방사용액 주탱크에 투입하고, 중량평균 분자량(Mw)이 50,000인 폴리비닐리덴 플루오라이드를 디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide, DMAc)에 용해시킨 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 제조하여 전기방사장치의 제2 및 제3 유닛의 방사용액 주탱크에 투입하였다. 상기 전기방사장치의 제1 유닛에서는 평량이 30g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 상기 핫멜트 용액이 전기방사되어 1㎛ 두께의 핫멜트 전기방사층을 적층형성하였다. 제2 유닛에서는 인가전압을 15kV로 부여하여 상기 핫멜트 전기방사층 상에 상기 방사용액을 전기방사하여 두께 2㎛, 섬유직경이 250nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하였다. 제3 유닛에서는 인가전압을 20kV로 부여하여 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 상기 방사용액을 전기방사하여 두께 2㎛, 섬유직경이 130nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하였다. 이 때, 전기방사조건으로 방사용액의 유량은 0.1mL/h, 온도는 22℃, 습도는 20%이었다. 전기방사 후에는 전기방사장치 후단부에 위치한 합지장치에서 상기 평량이 30g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재에서 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포와 접합하지 않는 타측면에 평량이 100g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 접합하고, 라미네이팅 장치에서 열융착을 하여 최종적으로 필터를 제조하였다.
A hot melt solution prepared by dissolving 8% by weight of a polyvinylidene fluoride resin for hot melt having a number average molecular weight of 3,000 in N, N-Dimethylformamide (DMF) was charged into a spinning liquid main tank To prepare a polyvinylidene fluoride solution in which polyvinylidene fluoride having a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 was dissolved in dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide, DMAc) The spent fluid of the third unit was put into the main tank. In the first unit of the electrospinning device, the hot-melt solution was electrospun on one side of a polyethylene terephthalate base having a basis weight of 30 g / m 2 to form a hot-melt electrospinning layer having a thickness of 1 μm. In the second unit, a first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a thickness of 2 mu m and a fiber diameter of 250 nm was laminated by applying an applied voltage of 15 kV and electrospunning the spinning solution on the hot-melt electrospinning layer. In the third unit, the application voltage was set at 20 kV, and the spinning solution was electrospun on the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric to prepare a second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a thickness of 2 탆 and a fiber diameter of 130 nm Respectively. At this time, in the electrospinning condition, the flow rate of the spinning solution was 0.1 mL / h, the temperature was 22 ° C, and the humidity was 20%. After the electrospinning, the polyethylene terephthalate base material having a basis weight of 30 g / m 2 in the lamination device located at the rear end of the electrospinning device has a basis weight of 100 g / m 2 on the other side not bonded to the first polyvinylidene fluoride nanofiber non- 2 were bonded to each other and heat-sealed in a laminating apparatus to finally produce a filter.

비교예1Comparative Example 1

실시예 1에 쓰인 평량이 100g/m2인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 필터 여재로 사용하였다.
A polyethylene terephthalate base having a basis weight of 100 g / m 2 as used in Example 1 was used as a filter media.

비교예2Comparative Example 2

폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드를 전기방사하여 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하여 필터를 제조하였다.
A polyvinylidene fluoride was electrospun on a polyethylene terephthalate substrate to form a laminate of polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabrics to prepare a filter.

- 여과효율 측정- Filtration efficiency measurement

상기 제조된 나노섬유 필터의 효율을 측정하기 위해 DOP 시험방법을 이용하였다. DOP 시험방법은 티에스아이 인코퍼레이티드(TSI Incorporated)의 TSI 3160의 자동화 필터 분석기(AFT)로 디옥틸프탈레이트(DOP) 효율을 측정하는 것으로서, 필터 미디어 소재의 통기성, 필터 효율, 차압을 측정할 수 있다.The DOP test method was used to measure the efficiency of the fabricated nanofiber filter. The DOP test method measures the dioctyl phthalate (DOP) efficiency with an automated filter analyzer (AFT) of TSI 3160 from TSI Incorporated and measures the permeability, filter efficiency and differential pressure of the filter media material .

상기 자동화 분석기는 DOP를 원하는 크기의 입자를 만들어 필터 시트 위에 투과하여 공기의 속도, DOP 여과 효율, 공기 투과도(통기성) 등을 계수법으로 자동으로 측정하는 장치이며 고효율 필터에 아주 중요한 기기이다.The automation analyzer is a device that automatically measures the velocity of air, DOP filtration efficiency, air permeability (permeability), etc. by passing DOP through the filter sheet by making particles of desired size and is a very important device for high efficiency filter.

DOP % 효율은 다음과 같이 정의된다:The DOP% efficiency is defined as:

DOP % 효율 = (1 - (DOP농도 하류/DOP 농도 상류)) × 100DOP% efficiency = (1 - (DOP concentration downstream / DOP concentration upstream)) 100

실시예1 내지 3 및 비교예1의 여과 효율을 상기와 같은 방법에 의해 측정하여 표 1에 나타내었다.
The filtration efficiencies of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were measured by the above-mentioned methods and are shown in Table 1.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 0.35㎛ DOP
여과 효율(%)0.35 탆 DOP
Filtration efficiency (%) 9292 9090 9191 7070

이와 같이 본 발명의 실시예를 통해 제조된 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 포함하는 필터는 비교예에 비하여 여과효율이 우수함을 알 수 있다.
As described above, the filter including the polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric manufactured through the embodiment of the present invention has a higher filtration efficiency than the comparative example.

- 압력강하 및 필터수명 측정- pressure drop and filter life measurement

상기 제조된 나노섬유 부직포 필터를 50㎍/m3의 유량에 따른 ASHRAE 52.1로 압력강하(Pressure drop)을 측정하고, 이에 따른 필터 수명을 측정하였다. 실시예2와 비교예1을 비교한 데이터를 표 2에 나타내었다.
The pressure drop of the fabricated nanofiber nonwoven filter was measured with ASHRAE 52.1 according to the flow rate of 50 / / m 3 , and the filter life was measured accordingly. Data comparing Example 2 and Comparative Example 1 are shown in Table 2.

실시예2Example 2 비교예2
Comparative Example 2
압력강하 (in.w.g)Pressure drop (in.w.g) 4.64.6 7.87.8 필터수명 (month)Filter life (month) 5.55.5 3.83.8

표 2에 따르면 본 발명의 실시예를 통해 제조된 필터는 비교예에 비하여 압력강하가 낮아 압력손실이 적고 필터수명은 더 길어 결과적으로 내구성이 우수함을 알 수 있다.
According to Table 2, it can be seen that the filter manufactured through the embodiment of the present invention has a lower pressure drop due to a lower pressure drop than the comparative example, and the filter has a longer life span, resulting in superior durability.

- 나노섬유 부직포의 탈리여부- whether or not the nano fiber nonwoven fabric is removed

상기 제조된 필터를 ASTM D 2724 방법으로 나노섬유 부직포와 필터 기재의 탈리여부를 측정한 결과, 실시예 2 및 3에 의해서 제조된 필터에서는 나노섬유 부직포의 탈리가 일어나지 않았으나, 비교예 2에 의해서 제조된 필터는 나노섬유 부직포의 탈리가 발생했다.As a result of measuring the separation of the nanofiber nonwoven fabric and the filter substrate by the ASTM D 2724 method, the nanofiber nonwoven fabric was not desorbed in the filter prepared in Examples 2 and 3, The filter had a tendency to desorb the nanofiber nonwoven fabric.

따라서, 본 발명의 실시예를 통해 제조된 필터는 비교예에 비하여 나노섬유 부직포와 기재 사이에 탈리가 잘 발생하지 않음을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the filter manufactured through the embodiment of the present invention does not easily separate between the nanofiber nonwoven fabric and the substrate as compared with the comparative example.

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 : 전기방사장치, 3 : 공급롤러,
5 : 권취롤러, 7 : 주 제어장치,
8 : 방사용액 주탱크, 10a, 10b : 유닛,
11 : 노즐블록, 12 : 노즐,
13 : 컬렉터, 14, 14a, 14b : 전압 발생장치,
15, 15a, 15b : 장척시트, 16 : 보조 이송장치,
16a : 보조벨트, 16b : 보조벨트 롤러,
18 : 케이스, 19 : 절연부재,
30 : 장척시트 이송속도 조절장치, 31 : 완충구간,
33, 33' : 지지롤러, 35 : 조절롤러,
40 : 관체, 41, 42 : 열선,
43 : 파이프, 60 : 온도조절 제어장치,
70 : 두께 측정장치, 80 : 통기도 계측장치,
90 : 라미네이팅 장치, 100 : 합지장치,
200 : 오버플로우 장치, 211, 231 : 교반장치,
212, 213, 214, 233 : 밸브, 216 : 제2 이송배관,
218 : 제2 이송제어장치, 220 : 중간탱크,
222 : 제2 센서, 230 : 재생탱크,
232 : 제1 센서, 240 : 공급배관,
242 : 공급제어밸브, 250 : 방사용액 회수 경로,
251 : 제1 이송배관, 300 : VOC 재활용 장치,
310 : 응축장치, 311, 321, 331, 332 : 배관,
320 : 증류장치, 330 : 용매 저장장치,
404 : 공기 공급용 노즐, 405 : 노즐 플레이트,
407 : 제 1 방사용액 저장판, 408 : 제 2 방사용액 저장판,
410 : 오버플로액 임시저장판, 411 : 공기저장판,
412 : 오버플로 배출구, 413 : 공기유입구,
414 : 공기 공급용 노즐 지지판, 415 : 오버플로 제거용 노즐,
416 : 오버플로 제거용 노즐 지지판, 500 : 다중관상노즐,
501 : 내측관, 502 : 외측관,
503 : 선단부.1: electrospinning device, 3: feed roller,
5: take-up roller, 7: main control device,
8: spinning liquid main tank, 10a, 10b: unit,
11: nozzle block, 12: nozzle,
13: collector, 14, 14a, 14b: voltage generator,
15, 15a, 15b: long sheet, 16: auxiliary conveying device,
16a: auxiliary belt, 16b: auxiliary belt roller,
18: case, 19: insulating member,
30: Long sheet conveying speed adjusting device, 31: Buffer section,
33, 33 ': support roller, 35: regulating roller,
40: tube body, 41, 42: heat wire,
43: pipe, 60: temperature control device,
70: thickness measuring device, 80: air permeability measuring device,
90: laminating apparatus, 100: laminating apparatus,
200: overflow device, 211, 231: stirring device,
212, 213, 214, 233: valve, 216: second transfer pipe,
218: second conveyance control device, 220: intermediate tank,
222: second sensor, 230: regeneration tank,
232: first sensor, 240: supply pipe,
242: supply control valve, 250: circulating fluid recovery path,
251: first transfer pipe, 300: VOC recycling apparatus,
310: condenser, 311, 321, 331, 332: piping,
320: distillation device, 330: solvent storage device,
404: nozzle for supplying air, 405: nozzle plate,
407: first spinning solution storage plate, 408: second spinning solution storage plate,
410: overflow liquid temporary storage plate, 411: air storage plate,
412: overflow outlet, 413: air inlet,
414: nozzle support plate for supplying air, 415: overflow removing nozzle,
416: nozzle support plate for removing overflow, 500: multi-tubular nozzle,
501: inner tube, 502: outer tube,
503: the tip.

Claims (10)

제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재;
상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 적층형성되고 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포;
상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 적층형성되고 섬유직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포; 및
상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포가 접합되지 않은 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 접합되는 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재;를 포함하고, 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 및 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포는 서로 열융착되며,
상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재와 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 사이에 핫멜트 전기방사층이 포함되고, 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 10 내지 50g/m2 이며, 상기 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 50 내지 300g/m2인 것을 특징으로 하는 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터.
A first polyethylene terephthalate substrate;
A first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric laminated by electrospinning a polyvinylidene fluoride solution on one side of the first polyethylene terephthalate substrate and having a fiber diameter of 150 to 300 nm;
A second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric laminated by electrospinning a polyvinylidene fluoride solution on the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric and having a fiber diameter of 100 to 150 nm; And
And a second polyethylene terephthalate base material bonded to the other side of the first polyethylene terephthalate base material to which the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric is not bonded, wherein the first polyethylene terephthalate base material, the second polyethylene The terephthalate substrate, the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric, and the second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric are heat-sealed to each other,
Wherein the first polyethylene terephthalate base material has a basis weight of 10 to 50 g / m 2 , and the second polyethylene terephthalate base material has a basis weight of 10 to 50 g / m 2 , and the second polyethylene terephthalate base material and the first polyvinylidene fluoride nanofiber non- Wherein the basis weight of the polyethylene terephthalate base is 50 to 300 g / m 2. The filter according to claim 1, wherein the polyvinylidene fluoride nanofiber has a basis weight of 50 to 300 g / m 2 .
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 2개 이상의 유닛으로 이루어지고, 유닛 상에 위치하는 노즐블록의 노즐에 방사용액 주탱크가 독립적으로 연결설치되며, 각 유닛의 컬렉터에 위치되는 기재 상에 고분자 방사용액을 방사하는 전기방사장치에 의해 필터를 제조하는 제조방법에 있어서,
폴리비닐리덴 플루오라이드를 용매에 용해시킨 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 각 유닛의 방사용액 주탱크에 투입하는 단계;
상기 전기방사장치의 제1 유닛에서는 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 일측면에 상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하는 단계;
상기 전기방사장치의 제2 유닛에서는 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유 직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하는 단계;
상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포와 접합하지 않는 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 접합하는 단계; 및
상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 및 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 열융착하는 단계;를 포함하며,
상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 제조하는 단계는 폴리비닐리덴 플루오라이드와 폴리비닐리덴 플루오라이드계 핫멜트를 혼합하여 용액을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 10 내지 50g/m2이고, 상기 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 50 내지 300g/m2인 것을 특징으로 하는 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터의 제조방법.
A spinning liquid main tank is connected to a nozzle of a nozzle block located on a unit independently and connected to each other by an electrospinning device for spinning a polymer spinning solution on a substrate placed in a collector of each unit A manufacturing method for manufacturing a filter,
Introducing a polyvinylidene fluoride solution obtained by dissolving polyvinylidene fluoride in a solvent into a spinning liquid main tank of each unit;
In the first unit of the electrospinning device, the polyvinylidene fluoride solution is electrospun on one side of the first polyethylene terephthalate substrate to form a first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 150 to 300 nm ;
In the second unit of the electrospinning device, the polyvinylidene fluoride solution is electrospun on the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric to obtain a second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 100 to 150 nm A step of forming a laminate;
Bonding the second polyethylene terephthalate base material to the other side of the first polyethylene terephthalate base material not bonded to the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric; And
Thermally fusing the first polyethylene terephthalate base material, the second polyethylene terephthalate base material, the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric, and the second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric,
The step of preparing the polyvinylidene fluoride solution includes a step of mixing a polyvinylidene fluoride and a polyvinylidene fluoride hot melt to prepare a solution, wherein the basis weight of the first polyethylene terephthalate base is 10 to 50 g m 2 , and the basis weight of the second polyethylene terephthalate base is 50 to 300 g / m 2 .
삭제delete 삭제delete 2개 이상의 유닛으로 이루어지고, 유닛 상에 위치하는 노즐블록의 노즐에 방사용액 주탱크가 독립적으로 연결설치되며, 각 유닛의 컬렉터에 위치되는 기재 상에 고분자 방사용액을 방사하는 전기방사장치에 의해 필터를 제조하는 제조방법에 있어서,
핫멜트를 용매에 용해시킨 핫멜트 용액을 상기 전기방사장치의 제1 유닛과 연결된 방사용액 주탱크에 투입하고, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 용매에 용해시킨 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 제2 및 제3 유닛의 방사용액 주탱크에 투입하는 단계;
상기 전기방사장치의 제1 유닛에서는 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 의 일측면에 상기 핫멜트 용액을 전기방사하여 핫멜트 전기방사층을 적층형성하는 단계;
상기 전기방사장치의 제2 유닛에서는 상기 핫멜트 전기방사층 상에 상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유직경이 150 내지 300nm인 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하는 단계;
상기 전기방사장치의 제3 유닛에서는 상기 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 상에 상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 용액을 전기방사하여 섬유 직경이 100 내지 150nm인 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하는 단계;
상기 핫멜트 전기방사층과 접합하지 않는 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 타측면에 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 접합하는 단계; 및
상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 핫멜트 전기방사층, 제1 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포 및 제2 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 열융착하는 단계;
를 포함하며, 상기 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 10 내지 50g/m2이고, 상기 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재의 평량은 50 내지 300g/m2인 것을 특징으로 하는 다중 섬유직경군을 갖는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터의 제조방법.

A spinning liquid main tank is connected to a nozzle of a nozzle block located on a unit independently and connected to each other by an electrospinning device for spinning a polymer spinning solution on a substrate placed in a collector of each unit A manufacturing method for manufacturing a filter,
A hot melt solution obtained by dissolving a hot melt in a solvent is introduced into a spinning liquid main tank connected to a first unit of the electrospinning apparatus and a polyvinylidene fluoride solution obtained by dissolving polyvinylidene fluoride in a solvent is supplied to a second and a third unit Into the spinning liquid main tank;
The first unit of the electrospinning device includes a step of electrospinning the hot melt solution on one side of the first polyethylene terephthalate substrate to form a hot melt electrospinning layer on the first polyethylene terephthalate substrate;
Forming a first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 150 to 300 nm by electrospinning the polyvinylidene fluoride solution on the hot melt electrospinning layer in a second unit of the electrospinning device;
In the third unit of the electrospinning device, the polyvinylidene fluoride solution is electrospun on the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric to prepare a second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a fiber diameter of 100 to 150 nm A step of forming a laminate;
Bonding the second polyethylene terephthalate base material to the other side of the first polyethylene terephthalate base material not bonded to the hot melt electrospinning layer; And
Thermally fusing the first polyethylene terephthalate base material, the second polyethylene terephthalate base material, the hot-melt electrospun layer, the first polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric, and the second polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric;
Wherein the basis weight of the first polyethylene terephthalate substrate is 10 to 50 g / m 2 and the basis weight of the second polyethylene terephthalate substrate is 50 to 300 g / m 2 . A process for producing a filter comprising vinylidene fluoride nanofibers.

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