KR101620046B1 - Electrospraying nozzle and a preparation method thereof, the nanoparticles synthesized apparatus and method using thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종이로 제조된 다중채널 노즐을 이용하여 물을 포함하는 수용액을 정전분무 방식으로 액적을 생성하고, 상기 제조된 액적을 통해 나노입자를 제조하는 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 유체가 흐를 수 있는 유로가 형성된 다양한 형태의 종이를 이용한다. 이때, 다수의 소수성 종이를 적층하여 노즐의 하우징으로 구성 할 수 있으며, 소수성 종이로 구성된 하우징의 내부에 친수성종이로 모세관현상을 발생시켜 용액의 흐름을 가능하게 할 수 있으며, 종이로 제작됨에 따라 저렴한 가격과 제조공정이 단순하여 양산성이 크며, 설계변경이 자유로워 실용성이 증대될 수 있다.
The present invention relates to an electrostatic spray nozzle, a method of manufacturing the same, and an apparatus and method for synthesizing nanoparticles using the same. More particularly, the present invention relates to an electrostatic spray nozzle The present invention relates to an electrostatic spray nozzle for producing nanoparticles through the droplets, a method for producing the same, and an apparatus and a method for synthesizing nanoparticles using the same.
According to the present invention, various types of paper on which a flow path through which a fluid can flow are used. At this time, a plurality of hydrophobic papers can be stacked to constitute a housing of a nozzle. Capillary phenomenon can be generated by hydrophilic paper in a housing made of hydrophobic paper to enable solution flow, Price and manufacturing process are simple, mass production is great, design change is free, and practicality can be increased.

Description

정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법{Electrospraying nozzle and a preparation method thereof, the nanoparticles synthesized apparatus and method using thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrostatic spray nozzle, a manufacturing method thereof, an apparatus and a method for synthesizing nanoparticles using the same,

본 발명은 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종이로 제조된 다중채널 노즐을 이용하여 물을 포함하는 수용액을 정전분무 방식으로 액적을 생성하고, 상기 제조된 액적을 통해 나노입자를 제조하는 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrostatic spray nozzle, a method of manufacturing the same, and an apparatus and method for synthesizing nanoparticles using the same. More particularly, the present invention relates to an electrostatic spray nozzle The present invention relates to an electrostatic spray nozzle for producing nanoparticles through the droplets, a method for producing the same, and an apparatus and a method for synthesizing nanoparticles using the same.

정전분무(electrospray)란 전기력만을 이용하여 액체를 표면전하를 띠는 미세 액적으로 분무시키는 방법이다. 정전분무는 공기압을 이용하는 압력 분무기나 초음파를 이용한 액적 발생기 등과 비교해 볼 때 많은 이점을 가진다. 공기압을 이용한 분무기는 큰 유량의 액체를 분무시켜 액적을 만들 수 있으나, 액적의 크기가 수십~수백 ㎛ 에 해당되고 기계적 노즐특성상 더 작은 크기의 액적을 얻기가 어렵다는 단점이 있다. 한편 초음파를 이용하는 액적 발생기는 액체 표면을 초음파로 진동시켜 고농도의 액적을 발생시킬 수 있지만, 액적이 전하를 띠지 않고 농도가 높기 때문에 액적 간에 응집이 일어나 균일한 크기의 액적을 발생시킬 수 없다.
Electrospray is a method of spraying a liquid with a surface droplet droplet using only electric force. Electrostatic spraying has many advantages compared to pressure sprayers using air pressure or droplet generators using ultrasonic waves. Although the atomizer using air pressure can spray droplets by spraying a large amount of liquid, the size of the droplets is several tens to several hundreds of micrometers, and it is difficult to obtain droplets of a smaller size due to the characteristics of the mechanical nozzles. On the other hand, a droplet generator using ultrasonic waves can generate liquid droplets at a high concentration by vibrating the liquid surface with ultrasonic waves. However, since the liquid droplets do not have a charge and the concentration is high, the liquid droplets flocculate between droplets and can not generate droplets of uniform size.

이와는 달리 전기력을 이용한 정전분무는 노즐의 형태와 구조가 단순하기 때문에 시스템을 제작하기 용이하고 수백 nm ~ 수십 ㎛ 크기의 액적을 생성시키기가 매우 간단하다. 또한 액적들이 단분산 분포(monodisperse distribution)를 가질 뿐 아니라 액적 표면이 대전되어 있기 때문에 액적끼리 응집이 일어나지 않으며 외부 전기장을 이용한 액적 제어가 용이하다는 장점을 가지고 있다. 특히 이러한 장점은 정전분무 모드 중 가장 안정적으로 형성되는 콘젯 모드 (cone-jet mode)에서 주로 나타난다.
On the other hand, electrostatic spraying using electric force is simple to manufacture the system because the shape and structure of the nozzle are simple, and it is very simple to generate droplets of a size of several hundred nm to several tens of μm. In addition, since the droplets have a monodisperse distribution and the surface of the droplet is charged, the droplets do not cohere with each other and the droplet control using the external electric field is easy. Particularly, these advantages are mainly seen in the cone-jet mode, which is the most stable of the electrostatic spray modes.

그러나 정전분무를 통해 액적을 생성할 경우 그 분무량이 너무 적다는 단점이 있는데, 이를 극복하기 위해서 2가지 방법이 사용된다. 하나는 멀티젯 모드(multi-jet mode)를 사용하는 것으로, 하나의 노즐에서 여러 개의 콘젯이 생성되는 현상을 의미한다.
However, there is a disadvantage in that when the droplet is generated through electrostatic spraying, the amount of spray is too small. Two methods are used to overcome this problem. One is the use of multi-jet mode, which means that several conjuncts are created from one nozzle.

상기 멀티젯 모드에 관하여 한국 등록특허 10-1235865호에 의해 제시되었으며, 멀티 젯 방식의 정전분무장치용 동축 홈 노즐, 그 동축 홈 노즐을 이용한 비전도성 액체의 멀티 젯 모드 정전분무장치, 시스템 및 그 정전분무 장치를 이용한 미세액적 제조방법을 제안하였다. 상기 멀티 젯 방식은 일반적으로, 콘젯이 여러 개 형성되면서 분무량이 증가하지만, 자체적인 불안정성 및 높은 전압조건으로 인해 많이 사용되지 않는다.
The multi-jet mode electrostatic spraying apparatus and system of the nonconductive liquid using the coaxial groove nozzle for the electrostatic spraying apparatus, which is proposed by Korean Patent No. 10-1235865 for the multi-jet mode, We proposed a micro liquid preparation method using an electrostatic atomizer. The multi-jet method generally increases the amount of spraying due to the formation of multiple cones, but is not widely used due to its own instability and high voltage conditions.

두 번째로 사용되는 방법은 노즐의 수를 늘리는 방법으로, 하나의 구멍으로 유입된 유체가 여러 개의 채널로 갈라져서 각각의 노즐끝에서 분무되게끔 하는 방식이다. 이는 노즐의 수를 늘림에 따라 분무량 역시 비례해서 증가한다는 점과 멀티젯 모드에 비해 안정적이고 재현성도 높다는 장점을 가지고 있어 더 많은 연구가 진행되어 있다(W. Deng, Journal of Aerosol Science, 2009). 이러한 방법들 중 하나로 한국 등록특허 제10-1260414호에서 제시되었으며, 이는 슬릿노즐의 출구에 형성된 스프레이 팁에 의해 정전분무가 균일하고 안정적으로 이루어짐으로써 대면적 코팅이 가능하고 설계 및 제작도 간편하도록 구성된 스프레이 팁을 구비한 슬릿노즐및 이를 이용한 박막코팅방법을 제안한다.
The second method is to increase the number of nozzles, so that the fluid introduced into one hole is divided into several channels and sprayed at the end of each nozzle. As the number of nozzles increases, the amount of spray increases proportionally. Moreover, it is more stable and reproducible than multi-jet mode, and more research has been conducted (W. Deng, Journal of Aerosol Science, 2009). One of these methods is disclosed in Korean Patent No. 10-1260414. This is because the electrostatic spray is uniformly and stably performed by the spray tip formed at the outlet of the slit nozzle, so that large-area coating is possible, A slit nozzle having a spray tip, and a thin film coating method using the slit nozzle.

그러나 다중채널 정전분무 시스템의 경우 각각의 채널에 모두 동등한 양의 유체가 공급되지 않는다는 단점이 있다. 이는 채널들 각각의 미세한 에너지 차이 때문에 발생하는 현상으로, 조금이라도 에너지가 낮은 쪽으로 유체가 선택적으로 흘러 결국 그 방향으로만 계속 흐르고 나머지 채널로는 공급되지 않는다. 이렇게 되면 특정 채널에는 과부하가 걸리게 되고, 유체에 특정 물질이 녹아 있을 경우 그것에 의해 그 채널 끝의 노즐이 막히게 되어 다중채널 분무가 불가능해지게 된다.
However, in the case of a multi-channel electrostatic atomizing system, there is a disadvantage in that not all the channels are supplied with an equal amount of fluid. This is a phenomenon caused by the minute energy difference of each of the channels, so that the fluid flows selectively to the lower energy side and flows only in that direction, and is not supplied to the remaining channels. This overloads certain channels, and if a substance is dissolved in the fluid, it will block the nozzles at the end of the channel, making multi-channel spraying impossible.

위와 같은 현상은 특히 분자간 인력이 높고 표면장력이 강한 유체인 물에서 더욱 두드러지게 발생한다. 그 때문에 물에 대한 정전분무 관련 연구들은 다른 유기용매에 대한 정전분무 연구에 비해 매우 부족한 상황이며, 특히 물을 대상으로 하는 다중채널 분무에 대해서는 거의 연구가 이루어져 있지 않은 상황이다.
This phenomenon is particularly pronounced in water, a fluid with a high intermolecular attraction and a high surface tension. Therefore, electrostatic atomization studies on water are very inadequate compared to electrostatic atomization studies on other organic solvents, and there is little research on multi-channel atomization of water.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 수용액의 액적을 저비용으로 제조할 수 있는 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법을 제안한다.
In order to solve these problems, the present invention proposes an electrostatic spray nozzle capable of producing a droplet of an aqueous solution at low cost, a method for manufacturing the same, and an apparatus and method for synthesizing nanoparticles using the same.

한국 등록특허 제10-1260414호Korean Patent No. 10-1260414

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 종이로 제작 가능한 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrostatic atomization nozzle capable of producing paper, a method for manufacturing the same, and an apparatus and a method for synthesizing nanoparticles using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 종이로 제작 가능하여 노즐의 설계변경이 자유로우며, 금속제 분무노즐에 비해 분무량 증대가 가능한 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide an electrostatic spray nozzle capable of being manufactured in paper and capable of changing the design of the nozzle freely and capable of increasing the spray amount compared to a metal spray nozzle, a method for manufacturing the same, and an apparatus and a method for synthesizing nanoparticles using the same .

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 저렴한 가격과 제조공정이 단순하여 양산성이 큰 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
Another object of the present invention is to provide an electrostatic spray nozzle having a simple manufacturing process and a high mass productivity, a method for manufacturing the same, and an apparatus and a method for synthesizing nanoparticles using the same.

상기의 목적을 달성하기 위해 노즐바디 내부에 형성되어, 유체를 공급하기 위한 공급유로 및 일단이 상기 공급유로와 연결되며 타단이 외부에 개방된 분사구가 구비되며, 상기 공급유로에서 공급된 유체를 외부로 분사하기 위한 분사유로를 포함하며, 상기 분사유로는 적어도 일면에 상기 유체를 이동시키기 위한 친수성의 다공성 물질을 포함되는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐을 제안한다.
In order to achieve the above-mentioned object, there is provided a nozzle body, comprising: a supply passage for supplying a fluid; a nozzle having one end connected to the supply passage and the other end opened to the outside; Wherein the injection path includes a hydrophilic porous material for moving the fluid on at least one side of the nozzle.

소수성 물질로 형성된 하단노즐바디를 정렬시키는 단계, 상기 하단노즐바디의 상부에, 친수성의 다공성 물질로 형성되며, 공급유로 및 분사유로를 포함하는 형태의 분사유도층을 적층시키는 단계, 상기 하단노즐바디의 상부에 상기 공급유로 및 분사유로가 형성된 소수성 물질의 중간노즐바디를 적어도 두 개 이상 적층시키는 단계 및 상기 적층된 중간노즐바디의 상부에 소수성 물질로 형성된 상단노즐바디를 적층시키는 단계를 포함하는 정전분무 노즐의 제조방법을 제안한다.
Stacking a spray induction layer of a hydrophilic porous material on the lower nozzle body, the spray induction layer including a supply passage and a spray passage, the lower nozzle body being formed of a hydrophobic material, Depositing at least two intermediate nozzle bodies of a hydrophobic material on which the supply passage and the spray passage are formed, and stacking an upper nozzle body formed of a hydrophobic material on the laminated middle nozzle body, A method of manufacturing a spray nozzle is proposed.

수용액을 액적으로 분사하기 위한 노즐, 상기 수용액이 저장되며, 상기 노즐에 상기 수용액을 공급하기 위한 펌프, 상기 펌프 내부에 저장된 수용액에 플러스(+)전압을 인가하기 위한 전원부, 상기 정전분무 노즐의 하부에 이격되어 형성되며, 접지되는 스테이지 및 상기 노즐과 상기 스테이지 사이에 위치하여, 상기 노즐에서 분사되는 액적을 수집하기 위한 수집부를 포함하는 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성장치를 제안한다.
A pump for storing the aqueous solution and supplying the aqueous solution to the nozzle, a power source for applying a positive (+) voltage to the aqueous solution stored in the pump, a lower part of the static spray nozzle And a collector for collecting liquid droplets ejected from the nozzle, the collector being positioned between the nozzle and the stage, wherein the collector and the collector are spaced apart from each other.

금속 전구체 및 환원제를 포함하는 수용액을 제조하는 단계, 상기 수용액을 상기 노즐을 통해 액적으로 분무하는 단계, 상기 분무된 액적을 오일 및 계면활성제 혼합용액과 혼합하여 금속이온 에멀젼을 생성하는 단계 및 상기 금속이온 에멀젼을 환원시켜 금속 나노입자를 생성하는 단계를 포함하는 나노입자 합성방법을 제안한다.
Comprising the steps of: preparing an aqueous solution containing a metal precursor and a reducing agent; spraying the aqueous solution through the nozzle with droplets; mixing the sprayed droplets with an oil and a surfactant mixed solution to produce a metal ion emulsion; And reducing the ionic emulsion to produce metal nanoparticles.

본 발명에 따르면, 유체가 흐를 수 있는 유로가 형성된 다양한 형태의 친수성의 다공성 물질를 이용한다. 이때, 다수의 소수성 물질을 적층하여 노즐의 하우징으로 구성 할 수 있으며, 소수성 물질로 구성된 하우징의 내부에 친수성의 다공성 물질로 모세관현상을 발생시켜 용액의 흐름을 가능하게 할 수 있으며, 종이로 제작됨에 따라 저렴한 가격과 제조공정이 단순하여 양산성이 크며, 설계변경이 자유로워 실용성이 증대될 수 있다.
According to the present invention, various types of hydrophilic porous materials on which a flow path through which a fluid can flow are used. At this time, a plurality of hydrophobic materials may be stacked to constitute a nozzle housing, capillary phenomenon may be generated by a hydrophilic porous material inside a housing made of a hydrophobic material to enable solution flow, Accordingly, it is possible to increase the practicality because the manufacturing cost is low and the manufacturing process is simple, mass production is great, and design change is free.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐이 단일채널로 형성된 것을 도시한 도면이고;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐이 이중채널로 형성된 것을 도시한 도면이고;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐이 4중채널로 형성된 것을 도시한 도면이고;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐의 침단을 도시한 도면이고;
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐의 제조방법을 도시한 도면이고;
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성 장치를 도시한 도면이고;
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성 방법을 도시한 순서도이고;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성 장치의 분무실험을 도시한 도면이고;
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성 장치를 통해 제조된 금 나노입자의 미세 관찰사진이다.
1 is a view showing an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention formed in a single channel;
FIG. 2 is a view showing an electrostatic spray nozzle formed in a dual channel according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3 is a view showing an electrostatic atomizing nozzle according to an embodiment of the present invention formed in a quadruple channel; FIG.
FIG. 4 is a view showing the atomization of the electrostatic spray nozzle according to one embodiment of the present invention; FIG.
5 is a view illustrating a method of manufacturing an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention;
6 is a view illustrating an apparatus for synthesizing nanoparticles using an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of synthesizing nanoparticles using an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 8 is a view showing a spray experiment of a nanoparticle synthesizer using an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 9 is a micrograph of gold nanoparticles produced through a nanoparticle synthesis apparatus using an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명의 목적은 종이로 제작 가능하여 노즐의 설계변경이 자유로우며, 금속제 분무노즐에 비해 분무량 증대가 가능하며, 저렴한 가격과 제조공정이 단순하여 양산성이 큰 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
An object of the present invention is to provide an electrostatic spray nozzle which can be made of paper and can be freely changed in design, capable of increasing the amount of spraying compared with a metal spray nozzle, And a method for synthesizing nanoparticles using the same.

이를 위하여 본 발명은, 노즐바디 내부에 형성되어, 유체를 공급하기 위한 공급유로 및 일단이 상기 공급유로와 연결되며 타단이 외부에 개방된 분사구가 구비되며, 상기 공급유로에서 공급된 유체를 외부로 분사하기 위한 분사유로를 포함하며, 상기 분사유로는 적어도 일면에 상기 유체를 이동시키기 위한 친수성의 다공성 물질을 포함되는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐을 제안한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a fluid ejecting apparatus including a nozzle body, a supply passage for supplying fluid, a nozzle having one end connected to the supply passage and the other end opened to the outside, Wherein the injection path includes a hydrophilic porous material for moving the fluid on at least one side of the spray path.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐을 설명한다.
Hereinafter, an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐이 단일채널로 형성된 것을 도시한 도면이다.FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) are views showing that the electrostatic atomizing nozzle according to one embodiment of the present invention is formed as a single channel.

도 1(a)를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐(1)은 노즐바디(10), 공급유로(30) 및 분사유로(50)를 포함할 수 있다.1 (a), an electrostatic spray nozzle 1 according to an embodiment of the present invention may include a nozzle body 10, a supply passage 30, and a spray passage 50.

노즐바디(10)는 노즐의 하우징일 수 있으며, 상기 노즐바디(10)는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 나일론(Nylon), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리아릴레이트(PAR) 중에서 선택된 1종 이상의 플라스틱 또는 소수성 종이로 형성될 수 있다. The nozzle body 10 may be a housing of a nozzle and the nozzle body 10 may be formed of a material such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyether naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES) Nylon, polyetheretherketone (PEEK), polycarbonate (PC), and polyarylate (PAR).

공급유로(30)는 외부에서 공급되는 유체를 이동시킬 수 있으며, 분사유로(50)보다 비교적 넓은 폭(width)으로 형성될 수 있다.The supply passage 30 can move the fluid supplied from the outside and can be formed to have a relatively larger width than the injection passage 50.

분사유로(50)는 공급유로(30)와 연결되어 상기 공급유로(30)를 통해 공급된 유체를 액적으로 형성하여 외부로 분사시키기 위한 분사구(55)가 형성되며, 상기 분사유로(50)는 공급유로(30)와의 연결단으로부터 분사구(55)의 방향으로 유로의 (width)폭이 좁아지게 된다. 이는 분사유로(50)로 공급된 유체를 액적으로 형성하기 위한 수단일 수 있다. The injection path 50 is connected to the supply path 30 to form an injection port 55 for injecting the fluid supplied through the supply path 30 into the outside, The width of the flow path is narrowed in the direction of the injection port 55 from the connection end with the supply flow path 30. This may be a means for forming the liquid supplied to the jet passage 50 as a droplet.

도 1(b)는 상기 도 1(a)의 정전분무 노즐(1)의 수직단면도이며, 도 1(b)를 통해 분사유로(50)의 적어도 일면에 형성되는 친수성의 다공성 물질에 대하여 설명한다. 1B is a vertical cross-sectional view of the electrostatic atomizing nozzle 1 shown in FIG. 1A. FIG. 1B illustrates a hydrophilic porous material formed on at least one surface of the injection path 50 .

분사유로(50)는 노즐바디(10) 내부에 형성되어 유체가 흐를 수 있도록 형성된 유로이며, 상기 분사유로(50)의 적어도 일면은 친수성의 다공성 물질(70)를 포함하여 구성될 수 있다. 물이 포함된 수용액이 잘 흐를 수 있도록 하기 위한 수단으로, 물은 기본적으로 분자간의 인력이 높아 표면장력이 크다. 이러한 현상 때문에 상기 분사유로(50)로 상기 수용액이 잘 흐르지 않을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 친수성의 다공성 물질(70)이 분사유로(50)의 적어도 일면에 형성될 수 있다. 상기 친수성의 다공성 물질(70)이 분사유로(50)의 일면에 형성될 경우, 공급유로(30)로부터 공급된 수용액은 상기 친수성의 다공성 물질(70)의 모세관현상에 의해 분사유로(50)를 따라 유체의 흐름을 쉽게 발생시킬 수 있다. 상기 친수성의 다공성 물질(70)은 친수성 종이로 형성될 수 있으며, 상기 친수성의 다공성 물질(70)은 거름종이, 인쇄용 용지, 마분지, 골판지, 색종이 및 한지의 친수성 종이뿐만 아니라 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
The injection path 50 is formed in the nozzle body 10 to allow the fluid to flow therethrough. At least one surface of the injection path 50 may include a hydrophilic porous material 70. As a means for allowing an aqueous solution containing water to flow well, water basically has a high attraction force between molecules and a large surface tension. Due to such a phenomenon, the aqueous solution may not flow well into the jet passage 50. In order to solve this problem, a hydrophilic porous material 70 may be formed on at least one surface of the injection path 50. When the hydrophilic porous material 70 is formed on one side of the injection path 50, the aqueous solution supplied from the supply path 30 flows through the injection path 50 by the capillary phenomenon of the hydrophilic porous material 70 The flow of the fluid can be easily generated. The hydrophilic porous material 70 may be formed of a hydrophilic paper, and the hydrophilic porous material 70 may be a hydrophilic porous material such as a filter paper, a printing paper, a cardboard, a corrugated cardboard, But are not limited to, one or more of PTFE, silica, polyethylene, polyester, nitrocellulose, polyvinylidene difluoride (PVDF), polysulfone, and cellulose .

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무 노즐의 분사구가 적어도 두 개 이상 구비될 경우에 대하여 설명한다.
Hereinafter, referring to FIGS. 2 and 3, description will be given of a case where at least two jetting ports of the electrostatic atomizing nozzle according to the embodiment of the present invention are provided.

도 2(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐(2)의 수평단면도이다.2 (a) is a horizontal sectional view of the electrostatic spray nozzle 2 according to an embodiment of the present invention.

도 2(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무 노즐(2)은 노즐바디(10), 공급유로(30), 공급분로(40), 분사유로(50) 및 분배유로(60)를 포함할 수 있다. 2 (a), an electrostatic spray nozzle 2 according to an embodiment of the present invention includes a nozzle body 10, a supply passage 30, a supply passage 40, a spray passage 50, (60).

노즐바디(10)는 노즐의 하우징일 수 있으며, 상기 노즐바디(10)는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 나일론(Nylon), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트 (PC) 및 폴리아릴레이트(PAR) 중에서 선택된 1종 이상의 플라스틱 또는 소수성 종이로 형성될 수 있다. The nozzle body 10 may be a housing of a nozzle and the nozzle body 10 may be formed of a material such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyether naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES) Nylon, polyetheretherketone (PEEK), polycarbonate (PC), and polyarylate (PAR).

공급유로(30)는 외부에서 공급되는 유체를 이동시킬 수 있으며, 분사유로(50)보다 비교적 넓은 폭으로 형성될 수 있다.The supply passage 30 can move the fluid supplied from the outside and can be formed to have a relatively wider width than the injection passage 50.

공급분로(40)는 상기 공급유로(30)에서 유입되는 유체를 분사유로(50)에 분배하기 위한 유로일 수 있으며, 적어도 일면이 친수성의 다공성 물질(70)으로 형성되어 모세관현상을 발생시킬 수 있다. The supply path 40 may be a flow path for distributing the fluid introduced from the supply path 30 to the injection path 50. At least one surface of the supply path 40 may be formed of a hydrophilic porous material 70, have.

분사유로(50)는 상기 공급분로(40)를 통해 유체를 비교적 균일한 양으로 유입될 수 있으며, 상기 공급분로(40)와의 연결단으로부터 분사구(55)의 방향으로 폭(width)이 좁아지게 된다. 이는 분사유로(50)로 공급된 유체를 액적의 상태로 형성하기 위한 수단일 수 있다. 상기 분사유로(50)는 서로 팽행하게 두 개가 구비되며, 각각의 분사유로(50)의 분사구(55)에서 액적이 분사될 수 있다. The injection path 50 can flow a relatively uniform amount of fluid through the supply path 40 and the width of the injection path 55 can be narrowed from the connection end to the supply path 40 in the direction of the injection port 55 do. This may be means for forming the fluid supplied to the injection path 50 in a droplet state. The injection paths 50 are provided to extend two from one another and a droplet may be injected from the injection port 55 of each injection path 50.

분배유로(60)는 분사유로(50)에서 이동되는 유체가 분사구(55)를 통해 외부로 분사되기 직전에 분사유로(50) 내부에 흐르는 유체의 양을 서로 유사하게 제어할 수 있다. 이는 공급분로(40)에서 분사유로(50)로 공급된 유체를 재분배시켜 각각의 분사구(55)를 통해 분출되는 액적의 양을 유사하게 생성할 수 있다. 이때, 상기 분배유로(60)는 분사구(55)의 상부 2mm~10mm 에 위치할 수 있다. 상기 분배유로(60)가 2mm 미만의 위치에 존재할 경우, 유체의 재분배가 잘 일어나지 않을 수 있으며, 상기 분배유로(60)가 10mm를 초과하는 위치에 존재할 경우, 유체의 재분배가 너무 빨리 수행되어 기능의 저하가 생길 수 있다.The distribution passage 60 can control the amounts of the fluid flowing in the injection passage 50 similar to each other immediately before the fluid moving in the injection passage 50 is injected through the injection port 55 to the outside. This can redistribute the fluid supplied from the supply line 40 to the injection path 50 to produce similarly the amount of liquid droplets ejected through each injection port 55. At this time, the distribution channel 60 may be located at an upper portion of the ejection opening 55 at a distance of 2 mm to 10 mm. If the distribution channel 60 is located at a position less than 2 mm, the redistribution of the fluid may not take place well. If the distribution channel 60 is located at a position exceeding 10 mm, the redistribution of the fluid is performed too quickly, May be lowered.

또한, 공급유로(30), 공급분로(40), 분사유로(50) 및 분배유로(60)의 적어도 일면은 친수성의 다공성 물질(70)으로 형성될 수 있으며, 상기 친수성의 다공성 물질(70)은 거름종이, 인쇄용 용지, 마분지, 골판지, 색종이 및 한지의 친수성 종이뿐만 아니라 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
At least one surface of the supply passage 30, the supply passage 40, the injection passage 50 and the distribution passage 60 may be formed of a hydrophilic porous material 70, (PTFE), silica, polyethylene, polyester, nitrocellulose, polyvinylidene difluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride (PVDF) as well as hydrophilic papers, , Polysulfone, and cellulose. However, the present invention is not limited thereto.

도 2(b)는 상기 도 2(a)의 정전분무 노즐(2)의 수직단면도이며, 도 2(b)를 통해 분사유로(50)의 적어도 일면에 형성되는 친수성 종이에 대하여 설명한다. 2 (b) is a vertical cross-sectional view of the electrostatic atomizing nozzle 2 shown in FIG. 2 (a), and a hydrophilic paper formed on at least one surface of the injection path 50 through FIG. 2 (b) will be described.

분사유로(50)는 노즐바디(10) 내부에 형성되어 유체가 흐를 수 있도록 형성된 유로이며, 상기 분사유로(50)의 적어도 일면은 친수성의 다공성 물질(70)를 포함하여 구성될 수 있다. 친수성의 다공성 물질(70)은 수용액이 잘 흐를 수 있도록 하기 위한 수단으로, 물은 기본적으로 분자간의 인력이 높아 표면장력이 크다. 이러한 현상 때문에 상기 분사유로(50)로 상기 수용액이 잘 흐르지 않을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 친수성의 다공성 물질(70)이 분사유로(50)의 적어도 일면에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 분사유로(50)의 양면이 친수성의 다공성 물질(70)으로 형성될 수 있다. 상기 친수성의 다공성 물질(70)이 분사유로(50)의 양면에 형성될 경우, 공급유로로부터 공급된 수용액은 상기 친수성의 다공성 물질(70)의 모세관현상에 의해 분사유로(50)를 따라 유체의 흐름이 더욱 원활해질 수 있으며, 분사유로(50)의 일면에 친수성의 다공성 물질(70)이 형성될 경우에 비하여 모세관 현상의 효과를 더욱 증대시킬 수 있다. 이때, 상기 양면에 형성된 친수성의 다공성 물질(70) 사이에는 빈 공간의 유로(90)가 형성되어야 한다. 상기 친수성의 다공성 물질(70) 사이에 빈 공간의 유로(90)가 형성되지 않을 경우, 유체의 흐름이 더욱 저하될 수 있으므로, 유체가 흐르기 위한 빈 공간의 유로(90)가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 친수성의 다공성 물질(70)은 거름종이, 인쇄용 용지, 마분지, 골판지, 색종이 및 한지의 친수성 종이뿐만 아니라 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
The injection path 50 is formed in the nozzle body 10 to allow the fluid to flow therethrough. At least one surface of the injection path 50 may include a hydrophilic porous material 70. The hydrophilic porous material 70 is a means for allowing an aqueous solution to flow well. Basically, water has a high attractive force between molecules and has a large surface tension. Due to such a phenomenon, the aqueous solution may not flow well into the jet passage 50. In order to solve such a problem, a hydrophilic porous material 70 may be formed on at least one side of the injection path 50, and preferably both sides of the injection path 50 may be formed of a hydrophilic porous material 70 have. When the hydrophilic porous material 70 is formed on both sides of the injection path 50, the aqueous solution supplied from the supply path flows along the injection path 50 by the capillary phenomenon of the hydrophilic porous material 70, The flow can be made more smooth and the effect of capillary phenomenon can be further enhanced as compared with the case where the hydrophilic porous material 70 is formed on one side of the injection path 50. At this time, a channel 90 having an empty space must be formed between the hydrophilic porous materials 70 formed on both surfaces. In the case where the passage 90 having no empty space is not formed between the hydrophilic porous materials 70, the flow of the fluid may be further reduced, so that the passage 90 having the empty space through which the fluid flows is preferably formed . The hydrophilic porous material 70 may be selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), silica, polyethylene, polyester, nitrocellulose, polyvinylpyrrolidone, But are not limited to, any one or more of polyphenyl dendrifluoride (PVDF), polysulfone, and cellulose.

도 3(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐(3)의 수평단면도이다.3 (a) is a horizontal sectional view of the electrostatic spray nozzle 3 according to an embodiment of the present invention.

도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무 노즐(3)은 노즐바디(10), 공급유로(30), 공급분로(40), 분사유로(50) 및 분배유로(60)를 포함할 수 있다. 이는 앞서 설명한 도 2의 정전분무 노즐(2)과 유사한 형태로 4개의 분사유로(50)를 포함할 수 있다. 3 (a), an electrostatic spray nozzle 3 according to an embodiment of the present invention includes a nozzle body 10, a supply passage 30, a supply passage 40, a spray passage 50, (60). This may include four injection paths 50 in a similar manner to the electrostatic spray nozzle 2 of FIG. 2 described above.

4 개의 분사유로(50)에 거의 동일한 양의 유체를 공급하기 위하여 공급유로(30)는 적어도 하나 이상의 공급분로(40)를 통해 상기 4개의 분사유로(50)로 유체를 공급할 수 있다. 또한, 서로 인접한 분사유로(50)가 서로 연결될 수 있도록 분배유로(60)가 형성되어 유체가 분사구(55)를 통해 외부로 분사되기 직전에 분사유로(50) 내부에 흐르는 유체의 양을 유사하게 제어할 수 있다. 이는 공급분로(40)에서 분사유로(50)로 공급된 유체를 재분배시켜 각각의 분사구(55)를 통해 분출되는 액적의 양을 서로 유사하게 제어하기 위한 수단일 수 있다. 이때, 상기 분배유로(60)는 분사구(55)의 상부 2mm ~ 10mm 에 위치할 수 있다. 상기 분배유로(60)가 2mm 미만의 위치에 존재할 경우, 유체의 재분배가 잘 일어나지 않을 수 있으며, 상기 분배유로(60)가 10mm를 초과하는 위치에 존재할 경우, 유체의 재분배가 너무 빨리 수행되어 기능의 저하가 생길 수 있다. The supply passage 30 can supply the fluid to the four injection passages 50 through at least one supply passage 40 in order to supply substantially the same amount of fluid to the four injection passages 50. [ The distribution passage 60 is formed so that the adjacent injection passages 50 are connected to each other so that the amount of the fluid flowing inside the injection passage 50 immediately before the fluid is injected to the outside through the injection port 55 is similar Can be controlled. This may be means for redistributing the fluid supplied from the supply line 40 to the injection path 50 and controlling the amount of droplets ejected through the respective injection ports 55 to be similar to each other. At this time, the distribution channel 60 may be located at an upper portion of the ejection opening 55 at a distance of 2 mm to 10 mm. If the distribution channel 60 is located at a position less than 2 mm, the redistribution of the fluid may not take place well. If the distribution channel 60 is located at a position exceeding 10 mm, the redistribution of the fluid is performed too quickly, May be lowered.

또한, 공급유로(30), 공급분로(40), 분사유로(50) 및 분배유로(60)의 적어도 일면은 친수성의 다공성 물질(70)으로 형성될 수 있으며, 상기 친수성의 다공성 물질(70)은 친수성 종이 및 친수성 특징과 다공성 특징을 동시에 가지는 고분자 물질로 형성될 수 있다. 상기 친수성의 다공성 물질(70)은 거름종이, 인쇄용 용지, 마분지, 골판지, 색종이 및 한지의 친수성 종이뿐만 아니라 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
At least one surface of the supply passage 30, the supply passage 40, the injection passage 50 and the distribution passage 60 may be formed of a hydrophilic porous material 70, May be formed of a hydrophilic paper and a polymer material having both a hydrophilic characteristic and a porous characteristic simultaneously. The hydrophilic porous material 70 may be selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), silica, polyethylene, polyester, nitrocellulose, polyvinylpyrrolidone, But are not limited to, any one or more of polyphenyl dendrifluoride (PVDF), polysulfone, and cellulose.

도 3(b)는 상기 도 3(a)의 정전분무 노즐(3)의 수직단면도이며, 도 3(b)를 통해 분사유로(50)의 적어도 일면에 형성되는 친수성 종이에 대하여 설명한다. 3 (b) is a vertical cross-sectional view of the electrostatic atomizing nozzle 3 shown in FIG. 3 (a), and hydrophilic paper formed on at least one surface of the injection path 50 through FIG. 3 (b).

분사유로(50)는 노즐바디(10) 내부에 형성되어 유체가 흐를 수 있도록 형성된 유로이며, 상기 분사유로(50)의 양면은 친수성의 다공성 물질(70)을 포함하여 구성될 수 있다. 친수성의 다공성 물질(70)은 앞서 언급한 내용과 동일한 역할을 수행하기 위한 수단이므로, 자세한 설명은 생략한다.The injection path 50 is formed in the nozzle body 10 so that the fluid can flow. Both surfaces of the injection path 50 may include a hydrophilic porous material 70. The hydrophilic porous material 70 is a means for performing the same function as the above-mentioned contents, and thus a detailed description thereof will be omitted.

상기 도 3(a) 및 도 3(b)에서 도시된 4중 채널 노즐뿐만 아니라, 더 많은 수의 분사유로(50)를 구비하여 형성될 수 있으며, 분사유로(50)의 수에 따라 공급유로(30), 공급분로(40) 및 분배유로(60)의 개수와 연결되는 위치는 변화될 수 있다.
The nozzle may be formed with a larger number of injection paths 50 as well as the quadruple nozzle shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). Depending on the number of the injection paths 50, The position of the supply passage 40, and the number of the distribution channels 60 may be changed.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐(3)의 정면도이다. 4 is a front view of the electrostatic spray nozzle 3 according to one embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 분사유로(50)의 일면에 형성된 친수성의 다공성 물질(70)은 분사유로(50)에서 연장 형성된 형태의 침단(75)을 포함할 수 있다. 이는 분사구(55)에서 배출되는 유체가 스스로의 표면장력에 의해 배출구(55)에서 모여 액적의 분사가 제대로 되지 않는 현상을 방지하기 위한 수단일 수 있으며, 상기 침단(75)에 의해 액적이 원활하게 외부로 분출될 수 있는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 침단(75)은 친수성 종이로 형성될 수 있다.
Referring to FIG. 4, the hydrophilic porous material 70 formed on one side of the injection path 50 may include a group 75 extending from the injection path 50. This may be a means for preventing the fluid discharged from the injection port 55 from collecting at the discharge port 55 due to the surface tension of itself and preventing the droplet from being injected properly, It can play a role that can be ejected to the outside. In addition, the group 75 may be formed of a hydrophilic paper.

상기 정전분무 노즐을 제조하기 위하여, 본 발명은, In order to manufacture the electrostatic spray nozzle,

소수성 물질로 형성된 하단노즐바디를 정렬시키는 단계;Aligning the bottom nozzle body formed of a hydrophobic material;

상기 하단노즐바디의 상부에, 친수성의 다공성 물질로 형성되며, 분사유로의 형상을 포함하는 분사유도층을 적층시키는 단계;Stacking a spray inducing layer formed of a hydrophilic porous material on the lower nozzle body and including a shape of a spray passage;

상기 하단노즐바디의 상부에 상기 공급유로 및 분사유로가 형성된 소수성 물질의 중간노즐바디를 적어도 두 개 이상 적층시키는 단계; 및Stacking at least two intermediate nozzle bodies of a hydrophobic material having the supply passage and the injection passage formed on the lower nozzle body; And

상기 적층된 중간노즐바디의 상부에 소수성 물질로 형성된 상단노즐바디를 적층시키는 단계;를 포함하는 정전분무 노즐의 제조방법을 제안한다.
And laminating an upper nozzle body formed of a hydrophobic material on the laminated intermediate nozzle body.

이하 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐의 제조방법을 더욱 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 5는 도 3의 실시예에 따른 정전분무 노즐의 제조방법을 도시한 도면이다. 5 is a view illustrating a method of manufacturing the electrostatic spray nozzle according to the embodiment of FIG.

도 5를 참조하면, 먼저, 소수성 물질로 형성된 하단노즐바디(110)를 정렬시킨다(S100). 상기 소수성 물질은 친수성 물질을 소수성 물질로 코팅시키는 방법에 의해 제조될 수 있으며, 상기 하단노즐바디(110)는 노즐 하우징의 일부로 노즐내부의 유체가 원하는 방향 이외의 위치로 흐르는 것을 방지한다.
Referring to FIG. 5, first, the lower nozzle body 110 formed of a hydrophobic material is aligned (S100). The hydrophobic material may be manufactured by coating a hydrophilic material with a hydrophobic material, and the lower nozzle body 110 prevents a fluid inside the nozzle from flowing to a position other than a desired direction as a part of the nozzle housing.

다음으로, 상기 하단노즐바디의 상부에, 친수성 물질로 형성되며, 유체가 흐르기 위한 유로의 형상을 포함하는 분사유도층(120)을 적층시킨다(S110).Next, an injection inducing layer 120 formed of a hydrophilic material and including the shape of a flow path for fluid flow is stacked on the lower nozzle body (S110).

상기 분사유도층(120)은 공급유로(30), 공급분로(40), 분사유로(50), 분배유로(60) 및 침단(75)의 형상을 포함하는 형태일 수 있으며, 유체의 흐름을 형성하는 모세관 현상을 발생시킬 수 있다. 상기 분사유도층(120)은 친수성의 다공성 특징을 동시에 가지는 거름종이, 인쇄용 용지, 마분지, 골판지, 색종이 및 한지의 친수성 종이뿐만 아니라 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 분사유도층(120)은 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose) 중 어느 하나의 물질을 일정 두께로 슬라이스 하여 제조될 수 있다.
The injection inducing layer 120 may have a shape including a shape of the supply passage 30, the supply passage 40, the injection passage 50, the distribution passage 60 and the group 75, Thereby forming a capillary phenomenon. The injection inducing layer 120 may be formed of at least one of polytetrafluoroethylene (PTFE), silica, polyethylene, polyester, polyester, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, But is not limited to, any one or more of cellulose, nitrocellulose, polyphenyldendifluoride (PVDF), polysulfone, and cellulose. The injection inducing layer 120 may be formed of at least one of polytetrafluoroethylene (PTFE), silica, polyethylene, polyester, nitrocellulose, polyphenyldendifluoride (PVDF), polysulfone, and cellulose cellulose may be prepared by slicing a material to a certain thickness.

상기 하단노즐바디(110)의 상부 및 상기 분사유도층(120)의 측면에, 소수성 물질을 재료로 하는 중간노즐바디를 한 층 적층시킨다. 다음으로, 상기 분사유도층(120)의 상부에, 소수성 물질을 재질로 하는 중간노즐바디(130, 140)를 적어도 한 개 이상 적층시킨다(S120).A middle nozzle body made of a hydrophobic material is stacked on the upper portion of the lower nozzle body 110 and the side surface of the injection inducing layer 120. Next, at least one intermediate nozzle body 130 and 140 made of a hydrophobic material is stacked on the injection inducing layer 120 (S120).

중간노즐바디(130, 140)는 서로 동일한 형상일 수 있으며, 상기 분사유도층(120)의 형상이 제거된 형태로 서로 부합되는 형태로 제작될 수 있다. 상기 중간노즐바디(130, 140)가 두 개 이상 적층되는 이유는 분사유도층(120)의 상부에 빈 공간의 유로를 형성하여 유체가 흐를 수 있도록 하기 위함이다. 그러나, 중간노즐바디(130)가 분사유도층(120)보다 두꺼운 종이로 형성될 경우 하나의 중간노즐바디(130)로만 구성될 수 있다. 상기 중간노즐바디(130, 140)는 분사유도층(120)의 형태와 부합하는 형상의 유로가 형성되며, 상기 유로는 공급유로(30), 공급분로(40), 분사유로(50), 분배유로(60)를 포함하는 형태일 수 있다.
The intermediate nozzle bodies 130 and 140 may have the same shape and may be formed in a shape in which the shape of the injection inducing layer 120 is removed. The reason why two or more intermediate nozzle bodies 130 and 140 are stacked is that a flow path of an empty space is formed above the injection inducing layer 120 to allow the fluid to flow. However, when the intermediate nozzle body 130 is formed of a thicker paper than the spray inducing layer 120, it may be composed of only one intermediate nozzle body 130. The intermediate nozzle bodies 130 and 140 are formed in a shape corresponding to the shape of the injection inducing layer 120. The intermediate nozzle bodies 130 and 140 are formed in a shape corresponding to the shape of the injection inducing layer 120, And may include a flow path 60.

다음으로, 상기 중간노즐바디(130, 140)의 상부에 상기 중간노즐바디(130, 140)에 형성된 유로를 포함하는 형태의 유체유도층(150)을 적층시킨다(S130). Next, a fluid induction layer 150 including a flow path formed in the intermediate nozzle bodies 130 and 140 is stacked on the intermediate nozzle bodies 130 and 140 (S130).

상기 유체유도층(150)은 공급유로(30), 공급분로(40), 분사유로(50), 분배유로(60)의 형상을 포함할 수 있다. 상기 단계(S130)이 수행되지 않고 분사유도층(120)만 적층되어 모세관현상이 발생될 수 있다. 그러나, 단계(S130)을 통해 유체유도층(150)이 구비될 경우, 모세관현상의 효과가 더욱 증대될 수 있다. 상기 유체유도층(150)은 친수성의 다공성 특징을 동시에 가지는 거름종이, 인쇄용 용지, 마분지, 골판지, 색종이 및 한지의 친수성 종이뿐만 아니라 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 유체유도층(150)은 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose) 중 어느 하나의 물질을 일정 두께로 슬라이스 하여 제조될 수 있다.
The fluid induction layer 150 may include a shape of the supply passage 30, the supply passage 40, the injection passage 50, and the distribution passage 60. Only the injection inducing layer 120 may be laminated without performing the step S130, so that the capillary phenomenon may occur. However, when the fluid induction layer 150 is provided through step S130, the effect of the capillary phenomenon can be further increased. The fluid guiding layer 150 may be formed of at least one of polytetrafluoroethylene (PTFE), silica, polyethylene, polyester, polyester, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, But is not limited to, any one or more of cellulose, nitrocellulose, polyphenyldendifluoride (PVDF), polysulfone, and cellulose. The fluid induction layer 150 may be formed of a material selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), silica, polyethylene, polyester, nitrocellulose, polyphenyldendifluoride (PVDF), polysulfone, and cellulose cellulose may be prepared by slicing a material to a certain thickness.

마지막으로, 상기 적층된 중간노즐바디(140)의 상부에 소수성 물질로 형성된 상단노즐바디(160)를 적층시킨다(S140).Finally, an upper nozzle body 160 formed of a hydrophobic material is laminated on the laminated intermediate nozzle body 140 (S140).

상기 상단노즐바디(160)는 하단노즐바디(110)와 동일한 형태일 수 있으며, 노즐 하우징의 일부로 노즐내부의 유체가 원하는 방향 이외의 위치로 흐르는 것을 방지한다.
The upper nozzle body 160 may have the same shape as the lower nozzle body 110 and prevent the fluid in the nozzle from flowing to a position other than the desired direction as a part of the nozzle housing.

상기 단계(S110) 내지 단계(S140)에서 적층 후, 접착제를 통해 적층된 층을 서로 고정시키는 방법으로 노즐을 제작할 수 있다. 이때, 상기 접착제는 수용성이 아닌 성분으로 사용되는 것이 바람직하며, 상기 접착제가 수용성일 경우, 노즐내부에 흐르는 유체에 의해 접착제가 용해되어 접착이 되지 않을 수 있으므로, 수용성이 아닌 접착제가 사용되는 것이 바람직하다.
After stacking in steps S110 to S140, the nozzles may be manufactured by fixing the stacked layers to each other through an adhesive. In this case, the adhesive is preferably used as a non-water-soluble component. When the adhesive is water-soluble, the adhesive may not be adhered due to the fluid flowing in the nozzle, Do.

본 발명은, 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐을 이용하여,According to the present invention, by using the electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention,

수용액을 액적으로 분사하기 위한 노즐;A nozzle for spraying the aqueous solution into the droplet;

상기 수용액이 저장되며, 상기 노즐에 상기 수용액을 공급하기 위한 펌프;A pump for storing the aqueous solution and supplying the aqueous solution to the nozzle;

상기 펌프 내부에 저장된 수용액에 플러스(+)전압을 인가하기 위한 전원부;A power supply for applying a positive (+) voltage to the aqueous solution stored in the pump;

상기 정전분무 노즐의 하부에 이격되어 형성되며, 접지되는 스테이지; 및A stage which is formed at a lower portion of the electrostatic spray nozzle and is grounded; And

상기 노즐과 상기 스테이지 사이에 위치하여, 상기 노즐에서 분사되는 액적을 수집하기 위한 수집부;를 포함하는 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성장치를 제안한다.
And a collecting part located between the nozzle and the stage and collecting droplets ejected from the nozzle. The present invention also provides an apparatus for synthesizing nanoparticles using the electrostatic atomizing nozzle.

이하 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성장치에 대하여 설명한다.
Hereinafter, an apparatus for synthesizing nanoparticles using an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일시예에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성장치는 노즐(100), 펌프(200), 전원부(300), 스테이지(400) 및 수집부(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, an apparatus for synthesizing nanoparticles using an electrostatic atomizing nozzle according to an exemplary embodiment of the present invention includes a nozzle 100, a pump 200, a power source 300, a stage 400, and a collecting unit 500 can do.

노즐(100)은 정전분무의 방법으로 액적을 분사하기 위한 수단일 수 있으며, 상기 노즐(100)은 본 발명의 일실시예에 따른 정전분무 노즐로 형성된다. 노즐(100)의 분사구는 스테이지를 향하여 위치되며, 상기 스테이지 이격되어 위치할 수 있다. The nozzle 100 may be a means for ejecting droplets by electrostatic spraying, and the nozzle 100 is formed of an electrostatic spray nozzle according to an embodiment of the present invention. The injection port of the nozzle 100 is positioned toward the stage and can be located apart from the stage.

펌프(200)는 노즐(100)에 상기 수용액이 저장되며, 상기 저장된 수용액을 일정한 수준으로 노즐(100)에 계속적으로 공급하기 위한 수단일 수 있다. The pump 200 may store the aqueous solution in the nozzle 100 and may be a means for continuously supplying the stored aqueous solution to the nozzle 100 at a constant level.

전원부(300)는 상기 펌프(200) 내부에 저장된 수용액에 전압을 인가하기 위한 수단으로, 1V 내지 이상의 전압을 인가할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 전원부(300)에 의해 의해 상기 펌프(200) 내부에 저장된 수용액에 전압이 인가될 수 있으며, 상기 전압은 플러스(+)전압일 수 있다. 상기 전원부(300)에 의해 상기 수용액에 인가되는 전압은 1kV 내지 15kV로 인가되는 것이 바람직하지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 수용액에 인가되는 전압이 1kV일 경우, 정전분무 현상이 일어나지 않을 수 있으며, 상기 수용액에 인가되는 전압이 15kV를 초과할 경우, 안전성에 문제가 생길 수 있다. The power supply unit 300 may apply a voltage of 1 V or more as a means for applying a voltage to the aqueous solution stored in the pump 200, but is not limited thereto. A voltage may be applied to the aqueous solution stored in the pump 200 by the power supply unit 300, and the voltage may be a positive voltage. The voltage applied to the aqueous solution by the power supply unit 300 is preferably 1 kV to 15 kV, but is not limited thereto. If the voltage applied to the aqueous solution is 1 kV, the electrostatic spray phenomenon may not occur. If the voltage applied to the aqueous solution exceeds 15 kV, safety may be a problem.

스테이지(400)는 노즐(100)의 분사구의 하부에 이격되어 형성될 수 있으며, 접지될 수 있다. 상기 스테이지(400)는 펌프(200)에서 노즐(100)로 흐르는 수용액이 정전분무현상을 발생시키기 위한 수단으로, 노즐(100) 내부의 유체에 인가된 플러스(+)전압과 접지된 스테이지(400)의 전위차로 인해 전기력이 발생되며, 상기 전기력에 의해 상기 수용액은 액적으로 형성이 되며, 상기 형성된 수용액 액적은 플러스(+)전압을 띈 상태로 스테이지(400)의 방향으로 분사된다. 이때, 상기 수용액 액적은 플러스(+)전압을 띄고 있으므로, 서로 뭉쳐짐이 없이 고르게 분사될 수 있다. The stage 400 may be spaced apart from the lower portion of the ejection orifice of the nozzle 100 and may be grounded. The stage 400 is a means for causing an aqueous solution flowing from the pump 200 to the nozzle 100 to generate an electrostatic spray phenomenon and a positive voltage applied to the fluid inside the nozzle 100 and a ground voltage applied to the grounded stage 400 And the aqueous solution is formed into a droplet by the electric force, and the formed aqueous solution droplet is ejected in the direction of the stage 400 with a positive (+) voltage applied. At this time, since the aqueous solution droplets have a positive voltage, they can be uniformly sprayed without being clumped together.

수집부(500)는 상기 노즐(100)에서 상기 스테이지(400)의 방향으로 분사된 수용액 액적을 수집하기 위한 수단으로, 비 전도성 물질로 형성될 수 있다.
The collecting unit 500 may be formed of a non-conductive material as a means for collecting the aqueous liquid droplets jetted from the nozzle 100 in the direction of the stage 400.

상기 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성장치를 이용하여,Using the nanoparticle synthesis apparatus using the electrostatic spray nozzle,

본 발명은, 금속 전구체 및 환원제를 포함하는 수용액을 제작하는 단계(단계 1);The present invention relates to a process for producing an aqueous solution comprising a metal precursor and a reducing agent (step 1);

상기 수용액이 상기 노즐에 의해 액적으로 분무되는 단계(단계 2);The step of spraying the aqueous solution with droplets by the nozzle (step 2);

상기 분무된 수용액 액적이 오일 및 계면활성제 혼합용액과 혼합되어 금속이온 에멀젼을 생성하는 단계(단계 3); 및The sprayed aqueous solution droplet is mixed with an oil and a surfactant mixed solution to produce a metal ion emulsion (step 3); And

상기 금속이온 에멀젼을 환원시켜 금속 나노입자를 생성하는 단계(단계 4);를 포함하는 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성방법을 제안한다.
And reducing the metal ion emulsion to produce metal nanoparticles (step 4). The present invention also provides a method for synthesizing nanoparticles using an electrostatic spray nozzle.

이하, 본 발명에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성방법은 도면을 참조하여 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the nanoparticle synthesis method using the electrostatic spray nozzle according to the present invention will be described step by step with reference to the drawings.

본 발명에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성방법에 있어서, 상기 단계 1은 금속 전구체 및 캡핑제를 포함하는 수용액을 제작한다.In the method for synthesizing nanoparticles using the electrostatic spray nozzle according to the present invention, step 1 is performed to prepare an aqueous solution containing a metal precursor and a capping agent.

상기 금속 전구체는 하이드로젠 테트라클로로오우레이트 트리하이드레이트 [HAuCl4·H2O], 질산은[AgNO3], 실버 2-에틸헥사노네이트 [AgOOCCH(C2H5)C4H9], 카파 아세테이트[Cu(CH3COO)2], 카파 클로라이드[CuCl2], 헥사클로로플라티네이트 헥사하이드레이트 [H2PtCl6·H2O], 징크 아세테이트(Zinc acetate), 니클 2-에틸헥사노네이트 [Ni(OOCCH(C2H5)C4H9)2], 니클 나이트레이트 [Ni(NO3)2], 코발트 나이트레이트 헥사하이드레이트 [Co(NO3)2H2O], 암모늄 몰리브데이트 테트라하이드레이트 [(NH4)6Mo7O24·H2O), 망간 2-에틸헥사노네이트[Mn(OOCCH(C2H5)C4H9)2], 텅스텐 헥사클로라이드[WCl6], 테트라클로로저마늄[Cl4Ge], 세레늄 테트라클로라이드[SeCl4], 아이언 2-에틸헥사노네이트[C24H45FeO6], 알루미늄 2-에틸헥사노네이트 [AlOH(OOCCH(C2H5)C4H9)2], 알루미늄 트리클로라이드 [AlCl3], 티타늄 2-에틸헥사노네이트[Ti(OOCCH(C2H5)C4H9)2], 티타늄 테트라클로라이드[TiCl4], 팔라듐 디클로라이드[PdCl2], 인듐 2-에틸헥사노네이트 [In(OOCCH(C2H5)C4H9)2], 인듐 트리클로라이드[InCl3]로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The metal precursor may be at least one selected from the group consisting of hydrogen tetrachloroaurate trihydrate [HAuCl 4 .H 2 O], silver nitrate [AgNO 3 ], silver 2-ethylhexanoate [AgOOCCH (C 2 H 5 ) C 4 H 9 ] [Cu (CH 3 COO) 2 ], caprochloride [CuCl 2 ], hexachloroplatinate hexahydrate [H 2 PtCl 6 .H 2 O], zinc acetate and nickel 2-ethylhexanoate [ Ni (OOCCH (C 2 H 5 ) C 4 H 9) 2], Niklas nitrate [Ni (NO 3) 2] , cobalt nitrate hexahydrate [Co (NO 3) 2 H 2 O], ammonium molybdate tetrahydrate [(NH 4) 6Mo 7 O 24 · H 2 O), manganese 2-ethylhexanoate carbonate [Mn (OOCCH (C 2 H 5) C 4 H 9) 2], tungsten chloride hexa [WCl 6], (C 4 H 5 ), aluminum 2-ethylhexanonate [AlOH (OOCCH (C 2 H 5) 2 ], tetrachloromonium chloride [Cl 4 Ge], seranium tetrachloride [SeCl 4 ], iron 2-ethylhexanonate [C 24 H 45 FeO 6 ] ) C 4 H 9 ) 2 ], aluminum Titanium trichloride [AlCl 3], titanium 2-ethylhexanoate carbonate [Ti (OOCCH (C 2 H 5) C 4 H 9) 2], titanium tetrachloride [TiCl 4], palladium dichloride [PdCl2], indium 2 -Ethyl hexanonate [In (OOCCH (C 2 H 5 ) C 4 H 9 ) 2 ] and indium trichloride [InCl 3 ].

또한, 상기 금속 전구체는 에틸헥사노네이트, 디알킬이소카바메이트, 카르복실 액시드, 카르복실레이트, 피리딘, 디아민, 아라신, 디아라신, 포스핀, 디포스핀, 아레네스, 클로라이드, 아세테이트, 아세틸아세토네이트, 금속산화물, 카르보닐, 카르보네이트, 하이드레이트, 하이드록사이드, 니트레이트, 옥살레이트 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The metal precursor may be at least one selected from the group consisting of ethyl hexanoate, dialkyl isocarbamate, carboxyl acid, carboxylate, pyridine, diamine, arachine, diaracine, phosphine, diphosphine, arenes, chloride, At least one selected from the group consisting of acetonates, metal oxides, carbonyls, carbonates, hydrates, hydroxides, nitrates, oxalates and mixtures thereof.

상기 환원제는 트리소듐 시트레이트(trisodium citrate)를 포함할 수 있다. The reducing agent may comprise trisodium citrate.

환원제는 트리소듐 시트레이트, 모노소듐 시트레이트, 구연산칼륨 및 알코올 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 
The reducing agent may include any one of trisodium citrate, monosodium citrate, potassium citrate, and alcohol.

본 발명에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성방법에 있어서, 상기 단계 2는 상기 수용액이 상기 노즐에 의해 액적으로 분무된다.
In the nanoparticle synthesis method using the electrostatic spray nozzle according to the present invention, in the step 2, the aqueous solution is sprayed into the droplet by the nozzle.

상기 단계 2는 전원부의 전압에 의해 정전분무의 방법으로 액적이 생성될 수 있으며, 상기 노즐은 다수가 구비되어 액적이 생성될 수 있다. 이때, 상기 분무된 수용액 액적은 수집부를 향해 분사되어 수집부 내부에 위치하는 또 다른 물질과 반응시킬 수 있다.
In the step 2, a droplet may be generated by the method of electrostatic spraying by the voltage of the power source unit, and a plurality of nozzles may be provided to generate droplets. At this time, the sprayed aqueous solution droplet may be sprayed toward the collecting part and reacted with another material located inside the collecting part.

본 발명에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성방법에 있어서, 상기 단계 3은, 상기 분무된 수용액 액적은 오일 및 계면활성제 혼합용액과 혼합되어 금속이온 에멀젼을 생성한다.In the method for synthesizing nanoparticles using the electrostatic spray nozzle according to the present invention, in the step 3, the sprayed aqueous solution droplets are mixed with an oil and a surfactant mixed solution to produce a metal ion emulsion.

상기 오일은 광유계 윤활유, 식물성 윤활유, 합성 윤활유 혹은 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 상기 계면활성제는 AOT를 포함할 수 있다.
The oil may be selected from the group consisting of mineral oil lubricating oil, vegetable lubricating oil, synthetic lubricating oil or a mixture thereof, and the surfactant may include AOT.

본 발명에 따른 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성방법에 있어서, 상기 단계 4는, 상기 금속이온 에멀젼을 환원시켜 금속 나노입자를 생성한다.In the nanoparticle synthesis method using the electrostatic spray nozzle according to the present invention, the metal ion emulsion is reduced by the step 4 to produce metal nanoparticles.

상기 단계 4에서, 상기 금속이온 에멀젼을 환원시키는 방법은 상기 금속이온 에멀젼을 가열시키는 방법에 의해 수행될 수 있으며, 상기 환원방법에 의해 금속나노입자가 생성될 수 있다.
In the step 4, the metal ion emulsion may be reduced by heating the metal ion emulsion, and the metal nanoparticles may be produced by the reduction method.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예 및 실험예를 통해 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예 및 실험예들은 본 발명을 예시하기 위하여 제시되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 실험예들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples and experimental examples. The following examples and experimental examples are provided to illustrate the present invention, but the present invention is not limited by the following examples and experimental examples.

<실시예 1> 종이노즐의 제조&Lt; Example 1 > Production of paper nozzle

도 1을 참조하면, 분사유로 및 공급유로가 각각 하나씩 구비되며, 상기 분사유로와 공급유로의 일면에 친수성의 다공성 물질을 형성하였다. 또한, 상기 친수성의 다공성 물질의 끝단은 침단을 형성하였다. 이때, 노즐바디는 거름종이에 소수성 코팅을 수행한 소수성 종이로 제작하였으며, 친수성의 다공성 물질은 거름종이로 제작하여 양면테이프를 이용하여 접착하였다.
Referring to FIG. 1, one injection path and one supply path are provided, and a hydrophilic porous material is formed on one side of the injection path and the supply path. In addition, the ends of the hydrophilic porous material formed a group. At this time, the nozzle body was made of hydrophobic paper with hydrophobic coating on the filter paper, and the hydrophilic porous material was made of filter paper and adhered using double - sided tape.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

도 2를 참조하면, 두 개의 분사유로를 구비하며, 상기 두 개의 분사유로와 연결된 하나의 분배유로가 형성되며, 상기 분사유로로 유체를 공급하기 위한 하나의 공급유로, 상기 하나의 공급유로와 연결된 하나의 공급분로로 형성하였으며, 상기 분사유로, 분배유로, 공급유로 및 공급분로의 양면에 친수성의 다공성 물질을 형성였으며, 상기 친구성 다공층 중 일면의 친수성의 다공성 물질의 끝단은 침단이 형성된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제작하였다.
Referring to FIG. 2, one injection path is formed for connecting two injection paths, one injection path is connected to the two injection paths, and one supply path for supplying a fluid to the injection path is connected to the one supply path Wherein a hydrophilic porous material is formed on both sides of the injection path, the distribution path, the supply path, and the supply path, and the end of the hydrophilic porous material on one surface of the amphiphilic porous layer is formed as a bundle , The same procedure as in Example 1 was carried out.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

도 3을 참조하면, 4 개의 분사유로를 구비하며, 상기 4 개의 분사유사유로 중 인접하는 분사유로를 연결하기 위한 3개의 분배유로가 형성되며, 상기 분사유로로 유체를 공급하기 위한 하나의 공급유로, 상기 하나의 공급유로와 연결된 2 개의 공급분로로 형성하였으며, 상기 분사유로, 분배유로, 공급유로 및 공급분로의 상기 친구성 다공층 중 일면의 친수성의 다공성 물질의 끝단은 침단이 형성된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제작하였다.
Referring to FIG. 3, there are provided four injection paths, three distribution paths for connecting adjacent ones of the four injection paths, and one supply path for supplying the fluid to the injection paths Wherein the end of the hydrophilic porous material on one side of the porous porous layer as the injection flow path, the distribution path, the supply path, and the supply path is formed of the two supply paths connected to the one supply path Were prepared in the same manner as in Example 1.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

친수성의 다공성 물질이 형성되지 않았으며, 분배유로가 구비되지 않은 것을 제외하고, 실시예 2와 동일하게 제작하였다.
Except that a hydrophilic porous material was not formed and a distribution channel was not provided.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

분배유로가 구비되지 않은 것을 제외하고, 실시예 2와 동일하게 제작하였다.
The same procedure as in Example 2 was carried out except that no distribution channel was provided.

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

친수성의 다공성 물질이 형성되지 않은 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 제작하였다.
The same procedure as in Example 2 was carried out except that a hydrophilic porous material was not formed.

<실험예> 정전분무 노즐의 분석<Experimental Example> Analysis of Electrostatic Spray Nozzle

(1) 정전분무 노즐의 가용유량 측정(1) Available flow rate measurement of electrostatic spray nozzle

실시예 1의 노즐의 가용 유량을 확인하기 위해 유량을 10 ul/h씩 변화시키면서 분무를 시행하였다. 최대 분무량보다 공급량이 많을 경우 잉여량은 분무되지 못하고 방출되기 때문에, 이러한 잉여량 방출이 멈추는 시점을 측정하였다. 그 결과 단일채널의 가용 유량은 샘플에 따라 최대 110 ul/h, 최소 70 ul/h 의 값을 가지는 것으로 나타났다.In order to confirm the available flow rate of the nozzle of Example 1, spraying was carried out while varying the flow rate by 10 μl / h. When the supply amount is larger than the maximum spray amount, since the surplus amount is released without being sprayed, the time point at which such surplus amount discharge stops is measured. As a result, the available flow rate of a single channel was found to be up to 110 μl / h and a minimum of 70 μl / h depending on the sample.

실시예 2의 노즐의 가용유량을 확인하기 위해 실험예 1과 같은 방식으로 분무 테스트를 시행하였다. 그 결과 이중채널의 가용 유량은 샘플의 차이에 따라 최대 190 ul/h, 최소 120 ul/h 의 값을 가지는 것으로 나타났다.
Spray test was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 to confirm the available flow rate of the nozzle of Example 2. As a result, the available flow rate of the dual channel was found to be a maximum of 190 μl / h and a minimum flow rate of 120 μl / h depending on the sample difference.

(2) 노즐의 분무전압 측정(2) Spray voltage measurement of nozzle

실시예 1의 노즐의 구동 전압구간을 확인하기 위해 전압을 변화시켜 가며 분무양상의 변화를 확인하였다. 그 결과 평균적으로 3.8 kV에서 분무가 시작되며 약 11 kV에서 분무가 끊기는 것을 확인하였다.In order to confirm the driving voltage section of the nozzle of Example 1, the voltage was changed to confirm the change in spray pattern. As a result, it was confirmed that the spraying started at an average of 3.8 kV and the spraying was cut off at about 11 kV.

실시예 2의 노즐의 구동 전압구간을 확인하기 위해 실험예 3과 같은 방식으로 분무 테스트를 진행하였다. 그 결과 좌/우 채널에서 각각 평균적으로 5.1 kV. 5.4 kV에서 분무가 시작되는 것을 확인하였으며, 분무가 멈추는 구간은 확인되지 않았다.
Spray test was carried out in the same manner as in Experimental Example 3 to confirm the drive voltage section of the nozzle of Example 2. As a result, on the left and right channels, on average 5.1 kV. It was confirmed that spraying started at 5.4 kV, and the section where the spraying stopped was not confirmed.

(3) 노즐의 액적크기 측정(3) Droplet size measurement of nozzle

실시예 1의 노즐의 분무액적 크기를 측정하기 위해 단계 도플러 입자 분석기(Phase Doppler Particle Analyzer)장비를 사용하여 분무시 생성되는 액적의 크기를 측정하였다. 그 결과 평균적으로 3.37 um의 액적이 생성되는 것으로 확인되었다.In order to measure the spray droplet size of the nozzle of Example 1, the size of droplets generated during spraying was measured using a Phase Doppler Particle Analyzer equipment. As a result, it was confirmed that an average droplet of 3.37 μm was generated.

실시예 2의 노즐의 분무액적 크기를 측정하기 위해 실험예 5와 동일한 방법으로 분무시 생성되는 액적의 크기를 측정하였다. 그 결과 좌/우 채널에서 각각 평균적으로 3.35 um, 3.55 um 의 액적이 생성되는 것으로 확인되었다.In order to measure the spray droplet size of the nozzle of Example 2, the size of droplets generated during spraying was measured in the same manner as in Experimental Example 5. As a result, it was confirmed that droplets of 3.35 μm and 3.55 μm were generated on the left and right channels, respectively.

실시예 1 내지 실시예 3의 노즐의 경우, 액적의 분무가 진행되어 액적이 생성되며, 특히 실시예 2 및 실시예 3의 경우, 각각의 분사구에서 균일하게 액적이 분사되었다. 그러나, 비교예 1 내지 비교예 3의 경우, 액적의 분무는 진행되었으나, 심각한 불균등 분무가 진행되었으며, 이로부터 친수성의 다공성 물질을 포함하는 본 발명의 정전분무 노즐은 균등한 액적공급이 가능한 효과가 있음을 확인할 수 있다.
In the case of the nozzles of Embodiments 1 to 3, droplet spraying proceeded to generate droplets. Especially in the case of Examples 2 and 3, droplets were uniformly sprayed at each jetting port. However, in the case of Comparative Examples 1 to 3, the droplet spraying proceeded, but severe uneven spraying proceeded. From this, the electrostatic spraying nozzle of the present invention including the hydrophilic porous material had an effect capable of supplying uniform droplets .

(4) 4중 채널 정전분무 노즐의 분무테스트(4) Spray test of quadrupole electrostatic spray nozzle

실시예 3의 노즐의 분무테스트를 수행하였으며, 이를 도 5에 도시하였다. 도 5를 참조하면, 분사구가 4 개로 형성된 4중 채널 정전분무 노즐의 경우에도 액적의 분사가 균등하게 안정적으로 이루어 진다는 것을 알 수 있다.
A spray test of the nozzle of Example 3 was performed and is shown in FIG. Referring to FIG. 5, it can be seen that even in the case of a quadruple channel electrostatic atomizing nozzle having four jetting ports, jetting of droplets is uniformly and stably performed.

<실시예 4> 금 나노입자의 합성Example 4 Synthesis of Gold Nanoparticles

단계 1: 분무할 용액으로써 물 10 ml 에 하이드로젠 테트라클로로오우레이트 트리하이드레이트[HAuCl4·H2O] 1.18 mg 과 트리소듐 시트레이트(trisodium citrate) 5 mg을 섞은 수용액을 준비하였다. 하이드로젠 테트라클로로오우레이트 트리하이드레이트[HAuCl4·H2O]는 금 이온을 공급하기 위한 금속전구체이며, 트리소듐 시트레이트(trisodium citrate)는 금 이온을 환원시켜 나노입자를 형성시키는 환원제 역할을 한다. 분무되는 수용액을 받아 에멀젼을 형성할 기름으로는 공업용 올리브오일에 계면활성제인 AOT를 60 mg 녹여 준비한다.
Step 1: An aqueous solution of 1.18 mg of hydrogen tetrachloroaurate trihydrate [HAuCl 4 .H 2 O] and 5 mg of trisodium citrate was prepared in 10 ml of water as a solution to be sprayed. Hydrogen tetrachloroaurate trihydrate [HAuCl 4 .H 2 O] is a metal precursor for supplying gold ions, and trisodium citrate serves as a reducing agent for reducing gold ions to form nanoparticles . As an oil to receive the sprayed aqueous solution, 60 mg of the surfactant AOT is dissolved in the industrial olive oil.

단계 2: 전원부를 통해 7kV의 전압을 실시예 1의 방법으로 제작된 노즐로 인가하였으며, 정전분무의 방법으로 상기 수용액 액적이 생성되어 분사되었다. 이때, 상기 액적은 수집부에 위치한 공업용 올리브오일에 계면활성제인 AOT 혼합용액으로 분사하였다.
Step 2: A voltage of 7 kV was applied to the nozzle manufactured by the method of Example 1 through the power source portion, and the aqueous solution droplet was generated and sprayed by the electrostatic spraying method. At this time, the droplet was injected into the industrial olive oil located in the collecting part with the AOT mixed solution as a surfactant.

단계 3: 상기 수용액 액적이 수집부에 위치한 공업용 올리브오일에 계면활성제인 AOT 혼합용액으로 분사되고 상기 액적의 가장자리를 계면활성제가 둘러싸여 안정적인 금속이온 에멀젼이 생성된다.
Step 3: The aqueous solution droplet is injected into the industrial olive oil located in the collecting part with the AOT mixed solution as the surfactant, and the edge of the droplet is surrounded by the surfactant to form a stable metal ion emulsion.

단계 4: 상기 금속이온 에멀젼을 90도까지 가열한다. 에멀젼 속에 녹아있던 트리소듐 시트레이트(trisodium citrate)는 온도가 높아지면 금 이온을 환원시켜 금 나노입자로 만드는 성질을 가지고 있어, 가열하게 되면 상기 금속이온 에멀젼속에서 환원 반응이 일어나 금 나노입자가 형성된다.
Step 4: The metal ion emulsion is heated to 90 degrees. Trisodium citrate, which was dissolved in the emulsion, has a property of reducing gold ions to gold nanoparticles when the temperature is elevated. When heated, a reduction reaction occurs in the metal ion emulsion to form gold nanoparticles do.

이때, 제조된 금 나노입자를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 그 결과는 도 6에 나타내었다. 도 6의 사진을 통해 확인할 수 있듯이, 실시예 4에서 노즐을 통한 분무에 의하여 금 나노입자가 제조된 것을 확인할 수 있다.
At this time, the gold nanoparticles produced were observed with a scanning electron microscope, and the results are shown in FIG. As can be seen from the photograph of FIG. 6, it can be confirmed that gold nanoparticles were produced by spraying through a nozzle in Example 4.

10: 노즐바디
30: 공급유로
40: 공급분로
50: 분사유로
55: 분사구
60: 분배유로
70: 친수성의 다공성 물질
90: 빈 공간의 유로
110: 하단노즐바디
120: 분사유도층
130, 140: 중간노즐바디
150: 유체유도층
160: 상단노즐바디
100: 노즐
200: 펌프
300: 전원부
400: 스테이지
500: 수집부
10: Nozzle body
30: Supply flow
40: Supply chain
50:
55:
60: Distribution channel
70: hydrophilic porous material
90: Euro in empty space
110: lower nozzle body
120: injection inducing layer
130, 140: Middle nozzle body
150: fluid induction layer
160: upper nozzle body
100: nozzle
200: pump
300:
400: stage
500: collecting section

Claims (17)

소수성 물질로 형성된 하단노즐바디(110);
친수성의 다공성 물질로 형성되며, 공급유로(30) 및 분사유로(50)를 포함하는 형태의 분사유도층(120);
소수성 물질로 형성되며, 공급유로 및 분사유로를 포함하되, 분사유도층과 동일한 층에 존재하는 1개 층과, 상기 분사유도층 상부로 구비되는 적어도 1개 이상의 층을 포함하는 중간노즐바디(130, 140); 및
소수성 물질로 형성된 상단노즐바디(160); 가 순차적으로 적층된 것으로써,
노즐바디 내부에 형성되어, 유체를 공급하기 위한 공급유로; 및 일단이 분사유도층과 중간노즐바디에서의 공급유로(30)와 연결되며 타단이 외부에 개방된 분사구(55);가 구비되며,
분사유도층 및 중간노즐바디에서의 공급유로(30)에서 공급된 유체를 외부로 분사하기 위한 분사유로;를 포함하되, 분사유도층 및 중간노즐바디에서의 분사유로(50)는 적어도 일면에 상기 유체를 이동시키기 위한 친수성의 다공성 물질(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
A lower nozzle body 110 formed of a hydrophobic material;
An injection inducing layer 120 formed of a hydrophilic porous material and including a supply passage 30 and an injection passage 50;
A middle nozzle body 130 formed of a hydrophobic material and including at least one layer including a supply passage and an injection passage, the one layer existing in the same layer as the injection inducing layer and the at least one layer provided above the injection inducing layer, , 140); And
An upper nozzle body 160 formed of a hydrophobic material; Are sequentially stacked,
A supply passage formed inside the nozzle body for supplying fluid; And an injection port 55, one end of which is connected to the supply passage 30 in the injection-inducing layer and the intermediate nozzle body, and the other end of which is opened to the outside,
And a jet flow path for jetting the fluid supplied from the supply flow path 30 in the jetting inductive layer and the intermediate nozzle body to the outside, wherein the jet flow path 50 in the jetting induction layer and the intermediate nozzle body includes And a hydrophilic porous material (70) for transferring the fluid.
제 1항에 있어서,
상기 노즐바디는,
폴리이미드(PI), 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 나일론(Nylon), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리아릴레이트(PAR) 중에서 선택된 1종 이상의 플라스틱 또는 소수성 종이로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
The method according to claim 1,
The nozzle body includes:
(PI), polyethylene terephthalate (PET), polyether naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), nylon, polyetheretherketone (PEEK), polycarbonate (PAR). &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1 &lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서,
상기 분사유로는,
상기 공급유로와 연결된 연결단에서 상기 분사구의 방향으로 폭이 감소되는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
The method according to claim 1,
The injection path
And the width of the electrostatic atomizing nozzle is reduced in the direction of the jetting port at a connection end connected to the supply passage.
제 1항에 있어서,
상기 분사유로는,
상기 친수성의 다공성 물질에 의해 발생된 모세관 현상으로 인해, 상기 공급유로와 연결된 연결단에서 상기 분사구의 방향으로 유체가 이동하는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
The method according to claim 1,
The injection path
Wherein the capillary phenomenon generated by the hydrophilic porous material moves the fluid in a direction from the connection end connected to the supply passage to the injection port.
제 1항에 있어서,
상기 분사구는,
폭이 1nm ~ 1mm 로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
The method according to claim 1,
The jetting port
Wherein the width of the electrostatic atomizing nozzle is 1 nm to 1 mm.
제 1항에 있어서,
상기 친수성의 다공성 물질은,
상기 분사유로의 분사구 외부로 연장 형성된 침단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
The method according to claim 1,
The hydrophilic porous material may be,
And a needle extending out from an injection port of the injection path.
청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 7 has been abandoned due to the setting registration fee. 제 1항에 있어서,
상기 친수성의 다공성 물질은,
폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 실리카, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리피닐덴디플루오리드(PVDF), 폴리설폰(polysulfone) 및 셀룰로스(cellulose)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
The method according to claim 1,
The hydrophilic porous material may be,
A polymer selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), silica, polyethylene, polyester, nitrocellulose, polyphenyldendifluoride (PVDF), polysulfone, and cellulose Wherein the electrostatic atomizing nozzle comprises:
제 1항에 있어서,
상기 친수성의 다공성 물질은,
종이로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
The method according to claim 1,
The hydrophilic porous material may be,
Wherein the electrostatic spray nozzle is formed of paper.
제 1항에 있어서,
상기 분사유로가 적어도 두 개 이상 구비되며,
상기 적어도 두 개 이상의 분사유로는,
각각의 분사유로에 흐르는 유체의 양을 재분배하기 위한 적어도 하나 이상의 분배유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
The method according to claim 1,
At least two injection paths are provided,
Wherein the at least two injection paths
Further comprising at least one distribution channel for redistributing the amount of fluid flowing through each injection path.
제9항에 있어서,
상기 분배유로는,
상기 분사구의 2mm ~ 10mm 상단에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐.
10. The method of claim 9,
The distribution channel includes:
Wherein the nozzle is formed at an upper end of 2 mm to 10 mm of the nozzle.
소수성 물질로 형성된 하단노즐바디를 정렬시키는 단계;
상기 하단노즐바디의 상부에, 친수성의 다공성 물질로 형성되며, 공급유로 및 분사유로를 포함하는 형태의 분사유도층을 적층시키는 단계;
상기 하단노즐바디의 상부 및 상기 분사유도층의 측면에, 소수성 물질의 중간노즐바디를 한 층 적층시키는 단계;
상기 분사유도층의 상부에 상기 공급유로 및 분사유로가 형성된 소수성 물질의 중간노즐바디를 적어도 한 개 이상 적층시키는 단계; 및
상기 적층된 중간노즐바디의 상부에 소수성 물질로 형성된 상단노즐바디를 적층시키는 단계;를 포함하는 제1항에 따른 정전분무 노즐의 제조방법.
Aligning the bottom nozzle body formed of a hydrophobic material;
Stacking a spray induction layer of hydrophilic porous material on the lower nozzle body and including a supply passage and an injection passage;
Layering a middle nozzle body of a hydrophobic material on the upper portion of the lower nozzle body and the side of the injection inducing layer;
Stacking at least one intermediate nozzle body of a hydrophobic material having the supply passage and the injection passage formed on the injection inducing layer; And
The method of claim 1, further comprising laminating an upper nozzle body formed of a hydrophobic material on the laminated intermediate nozzle body.
제 11항에 있어서,
상기 중간노즐바디를 적어도 두 개 이상 적층시키는 단계는,
2 ~ 5개 적층시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐의 제조방법.
12. The method of claim 11,
The step of laminating at least two intermediate nozzle bodies comprises:
And laminating two to five electrostatic atomizing nozzles.
제 11항에 있어서,
상기 분사유도층은,
분사유로에서 연장 형성된 형태의 침단을 포함하는 정전분무 노즐의 제조방법.
12. The method of claim 11,
The injection induction layer
And a group of elongated forms in the injection flow path.
제 11항에 있어서,
상기 중간노즐바디를 적어도 한 개 이상 적층시키는 단계 이후에,
친수성의 다공성 물질로 형성되며, 상기 공급유로 및 분사유로의 형상을 포함하는 유체유도층을 적층하는 단계를 더 포함하는 정전분무 노즐의 제조방법.
12. The method of claim 11,
After the step of laminating at least one intermediate nozzle body,
Further comprising laminating a fluid induction layer formed of a hydrophilic porous material and including a shape of the supply passage and an injection path.
제14항에 있어서,
상기 유체유도층 및 분사유도층 사이에,
빈 공간의 유로가 형성되어 유체가 흐를 수 있도록 제작되는 것을 특징으로 하는 정전분무 노즐의 제조방법.
15. The method of claim 14,
Between the fluid induction layer and the jetting induction layer,
Wherein a flow path of an empty space is formed to allow the fluid to flow.
수용액을 액적으로 분사하기 위한 제 1항의 정전분무 노즐;
상기 수용액이 저장되며, 상기 정전분무 노즐에 상기 수용액을 공급하기 위한 펌프;
상기 펌프 내부에 저장된 수용액에 플러스(+)전압을 인가하기 위한 전원부;
상기 정전분무 노즐의 하부에 이격되어 형성되며, 접지되는 스테이지; 및
상기 정전분무 노즐과 상기 스테이지 사이에 위치하여, 상기 정전분무 노즐에서 분사되는 액적을 수집하기 위한 수집부;를 포함하는 정전분무 노즐을 이용한 나노입자 합성장치.
An electrostatic spray nozzle according to claim 1 for spraying an aqueous solution into droplets;
A pump for storing the aqueous solution and supplying the aqueous solution to the electrostatic spray nozzle;
A power supply for applying a positive (+) voltage to the aqueous solution stored in the pump;
A stage which is formed at a lower portion of the electrostatic spray nozzle and is grounded; And
And a collecting part located between the electrostatic atomizing nozzle and the stage for collecting droplets ejected from the electrostatic atomizing nozzle.
제 16항의 나노입자 합성장치를 이용하여 나노입자를 합성하는 방법으로서,
금속 전구체 및 환원제를 포함하는 수용액을 제조하는 단계;
상기 수용액을 제 16항의 나노입자 합성장치의 정전분무 노즐을 통해 액적으로 분무하는 단계;
상기 분무된 액적을 오일 및 계면활성제 혼합용액과 혼합하여 금속이온 에멀젼을 생성하는 단계; 및
상기 금속이온 에멀젼을 환원시켜 금속 나노입자를 생성하는 단계;를 포함하는 나노입자 합성방법.
A method for synthesizing nanoparticles using the apparatus for synthesizing nanoparticles according to claim 16,
Preparing an aqueous solution comprising a metal precursor and a reducing agent;
Spraying the aqueous solution into the droplet through the electrostatic spray nozzle of the nanoparticle synthesizer of claim 16;
Mixing the sprayed droplets with an oil and a surfactant mixed solution to produce a metal ion emulsion; And
And reducing the metal ion emulsion to produce metal nanoparticles.
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