KR101721985B1 - 나노 멤브레인 전기방사장치 - Google Patents

나노 멤브레인 전기방사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기방사장치의 유닛 내에 공급되는 컬렉터의 횡방향으로 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체를 배열설치하고, 각 노즐관체로 공급되는 고분자 방사용액 공급량을 제어함과 동시에 각 노즐을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절함으로써 컬렉터의 동일 평면 상의 횡방향으로 평량이 상이한 나노 멤브레인을 적층형성시킬 수 있으며, 각 노즐관체 및 각 노즐을 개별 또는 동시에 제어함으로써 컬렉터의 동일 평면 상에 각기 다른 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성시킴과 동시에 컬렉터의 횡방향으로 나노 멤브레인에 다양한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성시키는 등 컬렉터의 동일 평면 상의 횡방향으로 평량이 가변적으로 적층형성되는 나노 멤브레인 전기방사장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

나노 멤브레인 전기방사장치 {Electrospinning devices for nano membrane}
본 발명은 전기방사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기방사장치의 유닛 내에 구비되는 컬렉터 상의 횡방향으로 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체를 배열설치하고, 각 노즐관체 및 노즐을 제어하여 컬렉터의 횡방향으로 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절함으로써 컬렉터 상에 적층형성되는 나노 멤브레인의 평량을 조절하는 나노 멤브레인 전기방사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 나노섬유(Nano Fiber)란, 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세사(超極細絲 : Micro Fiber)를 지칭하는 것으로서, 전기장에 의해 생산된다. 즉, 나노섬유는 원료인 고분자 물질에 고전압의 전기장을 걸어서 원료인 고분자 물질 내부에 전기적인 반발력을 발생시키고, 이로 인해 분자들이 뭉쳐 나노 크기의 실 형태로 갈라짐으로써 나노섬유가 제조 및 생산된다.
이때, 전기장이 강할수록 원료인 고분자 물질이 가늘게 찢어지기 때문에 10 내지 1000㎚의 가늘기를 갖는 나노섬유를 얻을 수 있다.
종래의 나노섬유를 방사하는 기술의 경우, 실험실 위주의 소규모 작업 라인으로 한정되어 있기 때문에 방사구간을 구획하여 유닛 개념으로 나노섬유를 방사하는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 종래의 전기방사장치는 외부에서 공급되는 기재 일면에 방사용액을 전기방사하여 나노 멤브레인을 적층형성하여 나노섬유를 제조한다. 즉, 종래의 전기방사장치는 상향식 또는 하향식 전기방사장치로 이루어져 전기방사장치 내로 공급되는 기재의 하부면 또는 상부면에만 방사용액을 전기방사하여 나노 멤브레인을 적층형성하여 나노 멤브레인을 제조한다.
상술한 바와 같이, 상기 전기방사장치가 상향식 전기방사장치 또는 하향식 전기방사장치로 이루어짐으로써 외부에서 공급되어 일정방향으로 이송되는 기재의 하부면 또는 상부면에 방사용액이 전기방사되어 나노 멤브레인을 제조할 수 있다.
이러한 상향식 또는 하향식 전기방사장치 중 하향식 전기방사장치는 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 고분자 방사용액이 충진되는 방사용액 주탱크(120)와 상기 방사용액 주탱크(120) 내에 충진된 고분자 방사용액을 정량으로 공급하기 위한 계량 펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크 내의 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐(111a)이 다수개로 배열설치되는 노즐블록(111)과 상기 노즐(111a)에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐(111a)에서 일정간격 이격격되게 설치되는 컬렉터(113) 및 상기 컬렉터(113)에 고전압을 발생시키는 전압 발생장치(114)를 포함하는 적어도 하나 이상의 유닛(110, 110')으로 구성된다.
이러한 전기방사장치(100)를 통한 나노 멤브레인의 제조방법은 방사용액 주탱크(120) 내에 충진되는 고분자 방사용액이 계량 펌프를 통해 높은 전압이 부여되는 노즐블록(111)으로 연속적으로 정량 공급되고, 상기 노즐블록(111)으로 공급되는 고분자 방사용액은 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(113) 상에 노즐(111a)을 통하여 전기방사장치(100) 내에서 이송되는 기재(115) 상에 방사 및 집속되어 나노 멤브레인이 적층형성된다.
이때, 상기 전기방사장치(100)는 이송롤러(116b) 사이에서 회전되는 이송벨트(116a)에 의해 기재(115)가 이송된다.
상술한 바와 같은 전기방사장치를 통하여 고분자 방사용액을 전기방사하여 제조된 나노 멤브레인을 산업현장에서 사용되는 필터 소재로 적용할 경우, 필터 소재로 사용되는 전체 나노 멤브레인의 평량이 일정 및 균일해야만 표준규격을 만족하여 제품의 생산 및 판매가 가능하였는데, 실제 화력발전소의 가스터빈등에 사용되는 필터의 경우, 공기가 유입되는 방향, 공기의 유입부분 위치, 공기의 배기부분 방향 및 배기부분의 위치에 따라 필터 소재를 구성하는 나노 멤브레인의 평량이 일정할 필요가 없는 경우도 있으며, 오히려 공기여과가 활발한 필터 부분은 공기여과 효율을 높이기 위해 나노 멤브레인의 평량을 작게 조절하여야 하는 반면, 공기여과가 활발하지 않은 필터 부분은 공기유량이 많지 않으므로 나노 멤브레인의 평량을 크게 조절하여 공기여과 측면보다 내구성을 높이는 설계의 요구가 필요한 실정이다.
이렇게, 나노 멤브레인의 평량은 공기유입부와 배출구의 위치에 따라 동일 나노 멤브레인 상에서도 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인 소재가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전기방사장치의 유닛 내에 공급되는 컬렉터의 횡방향으로 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체를 배열설치하고, 각 노즐관체로 공급되는 고분자 방사용액 공급량을 제어함과 동시에 각 노즐을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절함으로써 컬렉터의 동일 평면 상의 횡방향으로 평량이 상이한 나노 멤브레인을 적층형성시킬 수 있는 나노 멤브레인 전기방사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 각 노즐관체 및 각 노즐을 개별 또는 동시에 제어함으로써 컬렉터의 동일 평면 상에 각기 다른 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성시킴과 동시에 컬렉터의 횡방향으로 나노 멤브레인에 다양한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성시키는 등 컬렉터의 동일 평면 상의 횡방향으로 평량이 가변적으로 적층형성되는 나노 멤브레인 전기방사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치 모두에 적용가능하고, 컬렉터의 동일 평면 상에 횡방향으로 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절함으로써 컬렉터의 특정영역 및 특정부분별로 각기 다른 평량을 갖는 나노 멤브레인을 형성할 수 있으며, 이로 인해 현장에서 요구되는 다양한 평량의 나노 멤브레인을 제조할 수 있고, 대량 생산이 가능한 나노 멤브레인 전기방사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 나노 멤브레인을 제조하기 위한 전기방사장치에 있어서, 유닛 내에 설치되되, 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체가 컬렉터의 횡방향에 다수개로 배열설치되는 노즐블록; 고분자 방사용액이 충진되되, 노즐블록의 노즐관체에 연결되어 고분자 방사용액을 공급하는 방사용액 주탱크; 각 노즐관체의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐에서 일정간격 이격되는 컬렉터; 컬렉터에 전압을 발생시키는 전압 발생장치; 및 컬렉터를 이송시키기 위한 보조 이송장치; 를 포함하여 구성되고, 각 노즐관체는 방사용액 주탱크에 용액공급관으로 연결되되, 용액공급관에 공급량 조절수단이 구비되어 방사용액 주탱크에서 노즐관체로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량이 조절 및 제어되고, 각 노즐은 노즐관체의 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되되, 노즐공급관에 방사량 조절수단이 구비되어 노즐관체에서 노즐로 공급된 후 방사되는 고분자 방사용액의 방사량이 조절 및 제어되어 컬렉터 상에 고분자 방사용액을 전기방사 시 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 평량이 상이한 나노 멤브레인을 적층형성시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 용액공급관에 구비되는 공급량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 공급밸브로 이루어지되, 공급밸브의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크에 용액공급관으로 연결되는 각 노즐관체 중 특정 노즐관체에만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하도록 이루어진다.
그리고, 노즐공급관에 구비되는 방사량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 노즐밸브로 이루어지되, 노즐밸브의 개, 폐에 의해 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되는 각 노즐 중 특정 노즐에서만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하여 전기방사하도록 이루어진다.
또한, 용액공급관의 공급량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 공급밸브로 이루어지되, 공급밸브의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크에 용액공급관으로 연결되는 각 노즐관체 중 특정 노즐관체에만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하고, 노즐공급관의 방사량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 노즐밸브로 이루어지되, 노즐밸브의 개, 폐에 의해 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되는 각 노즐 중 특정 노즐에서만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하여 전기방사하도록 이루어지며, 공급밸브 및 노즐밸브의 개, 폐를 개별 또는 동시에 제어하도록 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 노즐블록의 횡방향으로 다수개의 노즐관체를 배열설치하되, 각 노즐관체로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량 및 각 노즐에서 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절하여 컬렉터의 동일 평면상에 다양한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 제조할 수 있으며, 나노 멤브레인 제조 시 필터의 부위별 부하율을 각기 다르게 형성할 수 있으며, 이로 인해 현장에서 요구되는 다양한 평량 및 두께의 나노 멤브레인의 제조가 가능하고, 대량 생산이 가능하다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
또한, 본 발명은, 컬렉터의 횡방향으로 평량이 상이한 나노 멤브레인을 제조할 수 있어 투습방수 효율이 향상되고, 내구성이 향상됨과 동시에 나노 멤브레인의 제조 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 나노 멤브레인 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 노즐블록에 배열되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 각 노즐관체의 노즐을 통하여 고분자 방사용액이 컬렉터의 동일 평면 상에 전기방사되는 동작과정(도 5에서 파선으로 표시된 노즐이 폐쇄된 노즐을 나타내고, 도 6에서 파선으로 표시된 노즐은 컬렉터 하부에 위치하는 것을 나타냄)을 개략적으로 나타내는 평면도.
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.
도 2는 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 노즐블록에 배열되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 각 노즐관체의 노즐을 통하여 고분자 방사용액이 컬렉터의 동일 평면 상에 전기방사되는 동작과정을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)는 상향식 전기방사장치로 이루어지되, 적어도 하나 이상의 유닛(110, 110')으로 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 전기방사장치(100)가 상향식 전기방사장치로 이루어져 있으나, 하향식 전기방사장치로 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 유닛(110, 110')은 고분자 방사용액이 충진되는 방사용액 주탱크(120)와 상기 방사용액 주탱크(120) 내에 충진된 고분자 방사용액을 정량으로 공급하기 위한 계량 펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크(120) 내의 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐(111a)이 다수개로 구비되는 노즐관체(112)가 컬렉터의 횡방향으로 다수개 배열설치되는 노즐블록(111)과 상기 노즐(111a)에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐(111a)에서 일정간격 이격격되게 설치되는 컬렉터(113) 및 상기 컬렉터(113)에 고전압을 발생시키는 전압 발생장치(114)를 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같은, 나노 멤브레인 전기방사장치(1)는 방사용액 주탱크(120) 내에 충진되는 고분자 방사용액이 계량 펌프를 통해 높은 전압이 부여되는 노즐블록(111)으로 연속적으로 정량 공급되고, 노즐블록(111)으로 공급되는 고분자 방사용액은 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(113) 상에 노즐(111a)을 통하여 전기방사장치 내에서 이송되는 컬렉터 상에 방사 및 집속되어 나노 멤브레인이 적층형성된다.
이때, 상기 나노 멤브레인 전기방사장치(1)에 구비되는 적어도 하나 이상의 유닛(110, 110')은 일정간격 이격되어 순차적으로 구비되되, 각 유닛(110, 110')을 통하여 고분자 방사용액이 전기방사되어 나노 멤브레인을 제조한다.
한편, 상기 전기방사장치(100)의 노즐블록(111)은 그 횡방향으로 다수개의 노즐관체(112)가 배열설치되고, 상기 노즐관체(112)에 고분자 방사용액을 공급하는 방사용액 주탱크(120)가 적어도 하나 이상 연결구비된다.
즉, 직육면체형상으로 형성되되, 그 상부면에 다수개의 노즐(111a)이 선형으로 구비되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 노즐블록(111)에 컬렉터의 횡방향으로 다수개 배열설치되고, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)는 방사용액 주탱크(120)에 연결되어 상기 방사용액 주탱크(120) 내에 충진된 고분자 방사용액이 공급된다.
여기서, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)는 방사용액 주탱크(120)에 용액공급관(121)으로 연결되되, 상기 용액공급관(121)은 다수개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)와 방사용액 주탱크(120)를 연결하기 위하여 다수개로 분기형성된다.
이때, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 연설되는 용액공급관(121)에는 공급량 조절수단(도번 미도시)이 구비되되, 상기 공급량 조절수단은 공급밸브(122)로 이루어진다.
이렇게 상기 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 연설되는 용액공급관(121)에 공급밸브(122)가 각각 구비되고, 상기 각 공급밸브(122)에 의하여 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어된다.
즉, 상기 용액공급관(121)을 통하여 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액의 공급 시 상기 방사용액 주탱크(120)와 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 연설하는 용액공급관(121)에 구비되는 공급밸브(122)의 개, 폐에 의해 노즐블록(111)에 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 특정위치의 노즐관체(112b, 112d, 112f, 112g, 112h, 112i)에만 선택적으로 고분자 방사용액을 공급하는 등 상기 공급밸브(122)의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어된다.
이를 위하여 상기 공급밸브(122)는 제어부(미도시)에 제어가능하게 연결되되, 상기 공급밸브(122)의 개, 폐가 제어부에 의해 자동으로 제어되는 것이 바람직하나, 현장상황 및 작업자의 요구에 따라 상기 공급밸브(122)의 개, 폐가 수동으로 제어되도록 이루어지는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 공급량 조절수단이 공급밸브(122)로 이루어져 있으나, 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량의 조절 및 제어가 용이하다면 상기 공급량 조절수단은 기타 다양한 구조 및 수단으로 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 방사용액 주탱크(120)와 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 연설하되, 분기형성되는 용액공급관(121)에 공급밸브(122)가 각각 구비되어 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액의 공급 시 다수개의 공급밸브(122) 중 특정 공급밸브(122)를 개방하여 노즐블록(111)에 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 특정위치의 노즐관체(112b, 112d, 112f, 112g, 112h, 112i)에만 고분자 방사용액을 공급하거나, 특정 공급밸브(122)를 폐쇄하여 노즐블록(111)에 배열설치되는 노즐관체 중 특정위치의 노즐관체(112a, 112c, 112e)에만 고분자 방사용액의 공급을 차단하는 등 상기 공급밸브(122)의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어된다.
한편, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 용액공급관(121)을 통하여 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액은 상기 용액공급관(121)에 연설되는 노즐공급관(125)을 통하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a)로 공급된다.
즉, 상기 용액공급관(121)과 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a)은 노즐공급관(125)으로 연설되되, 상기 노즐공급관(125)은 노즐(111a)의 갯수와 대응되게 분기형성된다.
여기서도, 상기 노즐공급관(125)에는 방사량 조절수단(도번 미도시)이 구비되되, 상기 방사량 조절수단은 노즐밸브(126)로 이루어진다.
이렇게, 상기 방사량 조절수단으로 노즐밸브(126)가 구비됨으로써 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐에 의하여 노즐공급관(125)에서 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 개별적으로 제어되고, 상기 노즐밸브(126)는 제어부(미도시)에 제어가능하게 연결되되, 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐가 제어부에 의해 자동으로 제어되는 것이 바람직하나, 현장상황 및 작업자의 요구에 따라 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐가 수동으로 제어되도록 이루어지는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 방사량 조절수단이 노즐밸브(126)로 이루어져 있으나, 노즐관체에서 노즐(111a)로 공급된 후 방사되는 고분자 방사용액의 방사량의 조절 및 제어가 용이하다면 상기 방사량 조절수단은 기타 다양한 구조 및 수단으로 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 용액공급관(121)과 각 노즐(111a)이 연결설치되되, 분기형성되는 노즐공급관(125)에 노즐밸브(126)가 각각 구비되어 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 통하여 각 노즐(111a)로 고분자 방사용액의 공급 시 다수개의 노즐밸브(126) 중 특정 노즐밸브(126)를 개방하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a) 중 특정위치의 노즐(111a)에서만 선택적으로 고분자 방사용액이 전기방사되거나, 특정 노즐밸브(126)를 폐쇄하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a) 중 특정위치의 노즐(111a)에서 고분자 방사용액의 전기방사를 선택적으로 차단하는 등 상기 노즐밸브(126)에 의해 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 통하여 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 개별적으로 조절 및 제어된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 용액공급관(121)에 공급밸브(122)가 구비되어 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐블록(111)의 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량을 조절 및 제어함과 동시에 상기 노즐공급관(125)에 노즐밸브(126)가 구비되어 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에서 공급되어 각 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 각 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액에 의해 컬렉터의 폭 방향에 평량이 상이한 나노 멤브레인을 적층형성하도록 이루어져 있으나, 상기 노즐블록(111)에 노즐(111a)을 배열설치한 후 각 노즐(111a)이 개별적으로 직접 조절 및 제어되어 상기 각 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 컬렉터의 폭 방향에 평량이 상이한 나노 멤브레인을 적층형성하도록 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
이렇게 상기 용액공급관(121)의 공급밸브(122) 및 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 통하여 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량 및 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 컬렉터의 횡방향 일측에 구비되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 및 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 노즐(111a)을 제어하여 컬렉터의 횡방향 일측 평면상에 평량이 50 내지 150nm인 나노 멤브레인(115a)을 적층형성하고, 컬렉터의 횡방향 중심측 평면상에 평량이 150 내지 300nm인인 나노 멤브레인(115b)을 적층형성하며, 컬렉터의 횡방향 타측 평면상에 평량이 300 내지 500nm인 나노 멤브레인(115c)을 적층형성하는 등 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 다양하게 적층형성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 노즐블록(111)의 노즐관체 및 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 노즐(111a)을 제어함으로써 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 평량이 각기 상이한 3종류의 평량을 갖는 나노 멤브레인이 적층형성된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 3종류의 각기 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인이 적층형성되어 있으나, 상기 노즐블록(111)의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 및 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 각 노즐(111a)을 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 2종류의 각기 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 동시에 적층형성하는 것도 가능하고, 상기 노즐블록(111)의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 및 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 각 노즐(111a)을 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 4종류 이상의 각기 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 동시에 적층형성하는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
여기서, 상기 방사용액 주탱크(120)에 충진되는 고분자 방사용액의 재질은 한정하지 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.
이하, 본 발명에 의한 나노 멤브레인 전기방사장치의 동작과정을 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)의 선단에 구비되는 공급롤러(도번 미도시)를 통하여 컬렉터가 전기방사장치(100)의 유닛(110, 110') 내로 유입 및 공급되고, 상기 유닛(110, 110') 내에서 고분자 방사용액이 전기방사되어 나노 멤브레인이 적층형성된다.
이때, 상기 컬렉터는 이송롤러(116b) 사이에서 회전되는 이송벨트(116a)에 의해 컬렉터가 이송된다.
이렇게 전압발생장치(114)의 고전압이 노즐블록(111)의 각 노즐관체에 구비되는 노즐(111a)을 통해 컬렉터(113) 상에 발생되며, 고전압이 발생되는 컬렉터(113) 상에 방사용액 주탱크(120)에서 공급되는 고분자 방사용액을 전기방사한다.
상기한 바와 같이, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐블록(111)으로 공급되는 고분자 방사용액은 방사용액 주탱크(120)와 노즐블록(111)의 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 연설되는 용액공급관(121)을 통하여 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되고, 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급된 방사용액 주탱크(120)는 상기 용액공급관(121)에 연설되는 노즐공급관(125)을 통하여 노즐(111a)로 공급된 후 상기 노즐(111a)을 통하여 전기방사되어 컬렉터 상에 나노 멤브레인이 적층형성된다.
여기서, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 용액공급관(121)을 통하여 컬렉터의 횡방향으로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량은 방사용액 주탱크(120)에서 분기형성되는 용액공급관(121)에 각각 구비되는 공급밸브(122)의 개, 폐에 의해 제어되고, 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에서 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량은 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 용액공급관(121)에서 분기형성되는 노즐공급관(125)에 각각 구비되는 노즐밸브(126)의 개, 폐에 의해 제어된다.
이렇게 상기 공급밸브(122) 및 노즐밸브(126)에 의하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량 및 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량이 제어되고, 이로 인해 상기 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 평량이 상이한 나노 멤브레인의 적층형성이 가능하다.
예를 들면, 또한, 상기 컬렉터의 횡방향에 다수개로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 컬렉터의 횡방향 일측에 위치하는 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c)의 용액공급관(121)에 구비되는 공급밸브(122) 중 양 측에 구비되는 노즐관체(112a, 112c)에 연결되는 용액공급관(121)의 공급밸브(122)를 폐쇄하고, 그 중심측에 구비되는 1개의 노즐관체(112b)에 연결되는 용액공급관(121)의 공급밸브(122)를 개방하여 상기 방사용액 주탱크(120)에서 공급되는 고분자 방사용액을 1개의 노즐관체(112b)로 공급하며, 상기 1개의 노즐관체(112b)로 고분자 방사용액을 공급하는 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 각 노즐밸브(126)를 개방하여 상기 1개의 노즐관체(121b)로 공급되는 고분자 방사용액을 모든 노즐(111a)로 공급한 후 컬렉터 상에 고분자 방사용액을 전기방사하여 50 내지 150nm의 낮은 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a)을 적층형성한다.
그리고, 상기 컬렉터의 횡방향에 다수개로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 컬렉터의 횡방향 중심측에 위치하는 3개의 노즐관체(112d, 112e, 112f)의 용액공급관(121)에 구비되는 공급밸브(122) 중 중심부에 구비되는 노즐관체(112e)에 연결되는 용액공급관(121)의 공급밸브(122)를 폐쇄하고, 그 양 측에 각각 구비되는 2개 노즐관체(112d, 112f)에 연결되는 용액공급관(121)의 공급밸브(122)를 개방하여 상기 방사용액 주탱크(120)에서 공급되는 고분자 방사용액을 2개의 노즐관체(112d, 112f)로 공급하며, 상기 2개의 노즐관체(112d, 112f)로 고분자 방사용액을 공급하는 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 각 노즐밸브(126)를 개방하여 상기 2개의 노즐관체(112d, 112f)로 공급되는 고분자 방사용액을 모든 노즐(111a)로 공급한 후 컬렉터 상에 고분자 방사용액을 전기방사하여 150 내지 300nm의 평량을 갖는 나노 멤브레인(115b)을 적층형성한다.
또한, 상기 컬렉터의 횡방향에 다수개로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 컬렉터의 횡방향 타측에 위치하는 3개의 노즐관체(112g, 112h, 112i)의 용액공급관(121)에 구비되는 공급밸브(122)를 모두 개방하여 방사용액 주탱크(120)에서 공급되는 고분자 방사용액을 3개의 노즐관체(112g, 112h, 112i)로 모두 공급하고, 상기 3개의 노즐관체(112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액을 공급하는 용액공급관(121)에서 분기형성되는 노즐공급관(125)의 각 노즐밸브(126)를 개방하여 상기 각 노즐관체(112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액을 모든 노즐(111a)로 공급한 후 컬렉터 상에 고분자 방사용액을 전기방사하여 300 내지 500nm의 높은 평량을 갖는 나노 멤브레인(115c)을 적층형성한다.
본 발명의 일 실시예에서는 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액을 공급하는 용액공급관(121)의 각 공급밸브(122)를 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 적층형성하고 있으나, 상기 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 적층형성하는 것도 가능하다.
예를 들면, 상기 컬렉터의 횡방향에 다수개로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 컬렉터의 횡방향 일측에 위치하는 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c)의 용액공급관(121)에 구비되는 공급밸브(122)를 모두 개방하여 방사용액 주탱크(120)에서 공급되는 고분자 방사용액을 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c)로 공급하되, 상기 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c) 중 양 측에 구비되는 노즐관체(112a, 112c)의 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 모두 폐쇄하고, 그 중심측에 구비되는 1개의 노즐관체(112b)의 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 개방하여 상기 1개의 노즐관체(112b)에 구비되는 각 노즐(111a)로 고분자 방사용액을 공급한 컬렉터 상에 고분자 방사용액을 전기방사하여 50 내지 150nm의 낮은 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a)을 적층형성한다.
그리고, 상기 컬렉터의 횡방향에 다수개로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 컬렉터의 횡방향 중심측에 위치하는 3개의 노즐관체(112d, 112e, 112f)의 용액공급관(121)에 구비되는 공급밸브(122)를 모두 개방하여 방사용액 주탱크(120)에서 공급되는 고분자 방사용액을 3개의 노즐관체(112d, 112e, 112f)로 모두 공급하되, 상기 3개의 노즐관체(112d, 112e, 112f) 중 중심부에 구비되는 노즐관체(112e)의 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 모든 노즐밸브(126)를 폐쇄하고, 그 양 측에 각각 구비되는 2개의 노즐관체(112d, 112f)의 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 개방하여 상기 2개의 노즐관체(112d, 112f)에 구비되는 각 노즐(111a)로 고분자 방사용액을 공급한 후 컬렉터 상에 고분자 방사용액을 전기방사하여 150 내지 300nm의 평량을 갖는 나노 멤브레인(115b)을 적층형성한다.
또한, 상기 컬렉터의 횡방향에 다수개로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 컬렉터의 횡방향 일측에 위치하는 3개의 노즐관체(112g, 112h, 112i)의 용액공급관(121)에 구비되는 공급밸브(122)를 모두 개방하여 방사용액 주탱크(120)에서 공급되는 고분자 방사용액을 3개의 노즐관체(112g, 112h, 112i)로 모두 공급하고, 상기 3개의 노즐관체(112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액을 공급하는 용액공급관(121)에서 분기형성되는 노즐공급관(125)의 각 노즐밸브(126)를 개방하여 상기 각 노즐관체(112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액을 모든 노즐(111a)로 공급한 후 컬렉터 상에 고분자 방사용액을 전기방사하여 300 내지 500nm의 높은 평량을 갖는 나노 멤브레인(115c)을 적층형성한다.
상기한 바와 같이, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112)로 고분자 방사용액을 공급하는 용액공급관(121)의 각 공급밸브(122)를 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 적층형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112)로 고분자 방사용액을 공급하는 용액공급관(121)의 각 공급밸브(122)를 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 적층형성하거나, 상기 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 적층하도록 이루어져 있으나, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112)로 고분자 방사용액을 공급하는 용액공급관(121)의 각 공급밸브(122)를 제어함과 동시에 상기 용액공급관(121)에 분기형성되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 제어하여 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 적층형성하도록 이루어지는 것도 바람직하고, 상기 컬렉터의 횡방향 동일 평면상의 특정영역 및 특정부분에 평량을 달리하는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 적층형성하거나, 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 특정형상 및 특정형태로 평량을 달리하는 나노 멤브레인(115a, 115b, 115c)을 적층형성하는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
상기한 바와 같이, 상기 용액공급관(121)의 각 공급밸브(122) 또는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 개별적으로 제어하거나, 상기 용액공급관(121)의 각 공급밸브(122)과 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 동시에 제어하여 다양하고 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인의 제조가 가능하다.
또한, 상기 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)의 개, 폐를 개별적으로 제어하여 상기 컬렉터의 횡방향으로 배열설치되는 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 다수개의 노즐(111a) 중 특정 노즐(111a)에만 고분자 방사용액을 공급하고, 다른 특정 노즐(111a)에는 고분자 방사용액의 공급을 차단함으로써 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성하는 것도 가능하다.
이때, 상기 컬렉터의 횡방향으로 배열설치되는 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a) 중 고분자 방사용액을 공급하는 특정 노즐(111a)들과 고분자 방사용액의 공급을 차단하는 특정 노즐(111a)들의 갯수 및 형태는 다양하게 변경가능하며, 가변적으로 조절 및 제어가능하게 이루어진다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 컬렉터의 횡방향으로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 3개씩 하나의 군으로 제어가능하게 연결되어 상기 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 각기 상이한 3종류의 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성하는 구조로 이루어져 있으나, 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 2개씩 하나의 군으로 제어가능하게 연결되거나, 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 4개씩 하나의 군으로 제어가능하게 연결되어 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 각기 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성하는 구조로 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 노즐블록(111)에 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 9개로 배열설치되어 있으나, 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 갯수 및 상기노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 노즐(111a)의 갯수는 다양하게 변경실시가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 용액공급관(121)의 공급밸브(122)의 개, 폐를 제어하거나, 상기 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)의 개, 폐를 제어하여 노즐블록(111)의 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 및 각 노즐(111a)의 동작을 제어함으로써 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량 및 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절하여 각기 상이한 평량의 나노 멤브레인을 동시에 적층형성하고 있으나, 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 및 노즐(111a)의 개, 폐를 제어함으로써 각기 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인의 폭도 가변적으로 조절하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
이렇게 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량 및 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 상기 노즐(111a)을 통하여 컬렉터의 동일 평면상의 횡방향으로 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인의 폭이나, 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인의 방사영역 및 방사부분을 가변적으로 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 전기방사장치(100)가 상향식 전기방사장치에 적용되는 일 예를 나타내고 있으나, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)가 하향식 전기방사장치에 적용되는 것도 가능하고, 상, 하향 복합시 전기방사장치에 적용되는 것도 가능하다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)를 통하여 컬렉터상에 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어하여 컬렉터의 동일 평면상의 횡방향의 특정영역 및 특정부분에 상이한 평량을 갖는 나노 멤브레인을 적층형성할 수 있어 다양한 나노 멤브레인을 제조하기 용이하다.
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.
100 : 전기방사장치 110, 110' : 유닛
111 : 노즐블록 111a : 노즐
112 : 노즐관체
112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i : 노즐관체
113 : 컬렉터 114 : 전압발생장치
115 : 기재 115a, 115b, 115c : 나노 멤브레인
116a : 이송벨트 116b : 이송롤러
120 : 방사용액 주탱크 121 : 용액공급관
122 : 공급밸브 125 : 노즐공급관
126 : 노즐밸브

Claims (4)

  1. 나노 멤브레인을 제조하기 위한 전기방사장치에 있어서,
    유닛 내에 설치되되, 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체가 컬렉터의 횡방향에 다수개로 배열설치되는 노즐블록;
    고분자 방사용액이 충진되되, 상기 노즐블록의 노즐관체에 연결되어 고분자 방사용액을 공급하는 방사용액 주탱크;
    상기 각 노즐관체의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 상기 노즐에서 일정간격 이격되는 컬렉터; 및
    상기 컬렉터에 전압을 발생시키는 전압 발생장치;
    를 포함하여 구성되고, 상기 각 노즐관체는 방사용액 주탱크에 용액공급관으로 연결되되, 상기 용액공급관에 공급량 조절수단이 구비되어 방사용액 주탱크에서 노즐관체로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량이 조절 및 제어되고, 상기 각 노즐은 노즐관체의 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되되, 상기 노즐공급관에 방사량 조절수단이 구비되어 노즐관체에서 노즐로 공급된 후 방사되는 고분자 방사용액의 방사량이 조절 및 제어되어 컬렉터 상에 고분자 방사용액을 전기방사 시 컬렉터의 횡방향 동일 평면상에 평량이 상이한 나노 멤브레인을 적층형성시키고,
    상기 용액공급관에 구비되는 공급량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 공급밸브로 이루어지되, 상기 공급밸브의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크에 용액공급관으로 연결되는 각 노즐관체 중 특정 노즐관체에만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하고,
    상기 노즐공급관에 구비되는 방사량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 노즐밸브로 이루어지되, 상기 노즐밸브의 개, 폐에 의해 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되는 각 노즐 중 특정 노즐에서만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하여 전기방사하도록 이루어지며,
    상기 용액공급관의 공급량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 공급밸브로 이루어지되, 상기 공급밸브의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크에 용액공급관으로 연결되는 각 노즐관체 중 특정 노즐관체에만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하고, 상기 노즐공급관의 방사량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 노즐밸브로 이루어지되, 상기 노즐밸브의 개, 폐에 의해 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되는 각 노즐 중 특정 노즐에서만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하여 전기방사하도록 이루어지며, 상기 공급밸브 및 노즐밸브의 개, 폐를 개별 또는 동시에 제어하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 멤브레인 전기방사장치.
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