KR101834408B1 - Nanofiber composite fiber having excellent adhesive ability between substrate and nanofiber nonwoven and a separator containing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법에 관한 것으로, 열가소성 폴리우레탄 기재를 준비하는 단계; 상기 열가소성 폴리우레탄 기재를 전기방사장치에 이동시켜 열가소성 폴리우레탄 기재의 한쪽면에 고분자 방사용액을 전기방사하여 나노섬유 부직포를 적층하는 단계; 및 상기 열가소성 폴리우레탄 기재 상에 나노섬유 부직포가 적층된 적층체를 열융착하는 단계;를 포함하고, 상기 나노섬유 부직포의 총 평량이 1g/m2 이상 50 g/m2 이하인 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 열가소성 폴리우레탄 기재 상에 나노섬유 부직포를 전기방사 후 열 융착하는 방식으로 나노섬유가 적층된 섬유를 제조하는 방법을 제공하여 별도의 핫멜트층 추가 없이도 기재섬유와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 나노섬유 적층 복합섬유를 제공할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a conjugate fiber having improved adhesion between nanofiber nonwoven fabrics, comprising the steps of: preparing a thermoplastic polyurethane base; Moving the thermoplastic polyurethane base material to an electrospinning device and electrospinning a polymer spinning liquid on one side of the thermoplastic polyurethane base material to laminate the nanofiber nonwoven fabric; And thermally fusing a laminate having the nanofiber nonwoven fabric laminated on the thermoplastic polyurethane base material, wherein the total basis weight of the nanofiber nonwoven fabric is 1 g / m 2 or more and 50 g / m 2 or less The present invention also provides a method for producing a composite fiber having improved adhesion between a nonwoven fabric and a nanofiber nonwoven fabric.
According to the present invention, there is provided a method for producing a fiber in which a nanofiber is laminated by electrospinning a nanofiber nonwoven fabric on a thermoplastic polyurethane base material followed by thermal fusion bonding, so that the adhesion force between the base fiber and the nanofiber nonwoven fabric It is possible to provide an improved nanofiber laminated composite fiber.
Description
기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유와 이를 포함하는 분리막 및 이의 제조방법에 관한 발명이다.The present invention relates to a composite fiber having improved adhesion between a substrate and a nanofiber nonwoven fabric, a separation membrane containing the same, and a method of manufacturing the same.
나노섬유란, 직경이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세사를 지칭하는 것으로, 나노섬유로 구성된 부직포, 멤브레인, 필라멘트 및 브레이드 등의 제품은 생활용품, 농업용, 의류용 및 산업용 등으로 널리 사용된다.Nanofibers refer to microfibers having a diameter of only a few tens to several hundreds of nanometers. Nonwoven fabrics, membranes, filaments and braids composed of nanofibers are widely used for daily necessities, agriculture, clothing, and industrial applications.
뿐만 아니라, 인조 피혁, 인조 스웨이드, 생리대, 의복, 기저귀, 포장재, 잡화용 소재, 각종 필터 소재, 유전자 전달체의 의료용 소재 및 방탄 조끼 등 국방용 소재에 적용되는 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. In addition, it is used in a variety of fields such as artificial leather, artificial suede, sanitary napkin, clothes, diaper, packaging materials, various kinds of materials for use in general merchandise, various filter materials, medical materials for gene delivery materials and anti-
나노섬유는 전기장에 의해 생산된다. 즉, 나노섬유는 원료인 고분자 물질에 고전압의 전기장을 걸어서 원료인 고분자 물질 내부에 전기적인 반발력을 발생시키고, 이로 인해 분자들이 뭉쳐 나노 크기의 실 형태로 갈라짐으로써 나노섬유가 제조 및 생산된다. 이 때, 전기장이 강할수록 원료인 고분자 물질이 가늘게 찢어지기 때문에 10 내지 1000nm의 가늘기를 갖는 나노섬유를 얻을 수 있다. Nanofibers are produced by electric fields. That is, nanofibers generate electrical repulsive force inside the polymer material by applying a high voltage electric field to the polymer material, which is the raw material, and the nanofibers are manufactured and produced by breaking the molecules into a nano-sized yarn shape. At this time, as the electric field becomes stronger, the polymer material as the raw material is finely torn, so that a nanofiber having a thinning of 10 to 1000 nm can be obtained.
한편, 이렇게 생산된 나노섬유를 다른 기재 섬유와 적층복합시키는 방법에는 나노섬유 생산시에 이를 이종의 섬유에 코팅을 시키는 방법, 나노섬유를 별도로 생산하여 이를 이종 텍스타일에 접합시키는 방법에 있다. 나노섬유 생산시에 기재 섬유상에 나노섬유를 직접 방사하여 코팅시키는 방법의 경우, 나노 섬유와 기재 섬유 간의 접착력이 약하여 박리가 빈번히 일어난다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위하여 나노섬유와 기재 섬유 사이에 핫멜트층을 추가하여 접착력을 강화시키는 방법이 있으나, 공정과정의 추가로 제작단가가 높아진다는 단점이 있다.Meanwhile, a method of laminating the produced nanofibers with other base fibers includes a method of coating the nanofibers with different kinds of nanofibers when they are produced, and a method of separately producing nanofibers and bonding them to the different types of textiles. In the case of directly spinning the nanofibers on the base fiber in the production of the nanofiber, the adhesion between the nanofiber and the base fiber is weak, resulting in frequent peeling. In order to solve this problem, there is a method of enhancing the adhesion by adding a hot-melt layer between the nanofiber and the base fiber. However, there is a disadvantage in that the manufacturing cost is increased by addition of the process.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나노섬유가 방사되는 기재섬유로써 열가소성 폴리우레탄 기재를 사용하여 별도의 접착제나 핫멜트층의 추가 없이도 제1 및 제2 나노섬유 부직포층이 기재섬유에 강하게 부착되어 다회 세탁 후에도 박리되지 않는 나노섬유 부직포가 적층된 복합섬유를 제공할 수 있다. Disclosure of the Invention The present invention has been accomplished to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a thermoplastic polyurethane base material in which the first and second nanofiber nonwoven fabric layers are bonded to base fiber It is possible to provide a composite fiber in which a nanofiber nonwoven fabric strongly adhered and not peeled off even after multiple washing is laminated.
본 발명의 일 실시예는 나노섬유가 방사되는 기재섬유로써 열가소성 폴리우레탄 기재를 준비하는 단계; 상기 열가소성 폴리우레탄 기재를 전기방사장치의 전기방사 유닛1에 이동시켜 기재의 한쪽 면에 고분자 방사용액을 전기방사하여 제1나노섬유 부직포층을 형성하는 단계; 상기 제1나노섬유 부직포층이 형성된 적층체를 전기방사 유닛2에 이동시켜 제1나노섬유 부직포층 상에 제2나노섬유 부직포층을 형성하는 단계; 및 상기 기재 상에 2층의 나노섬유 부직포층이 적층된 적층체를 열융착하는 단계;를 포함하고,An embodiment of the present invention provides a method of manufacturing a nanofiber, comprising: preparing a thermoplastic polyurethane base material with base fiber to which nanofibers are radiated; Moving the thermoplastic polyurethane base material to the electrospinning unit 1 of the electrospinning apparatus and electrospinning the polymer spinning solution on one side of the base material to form a first nanofiber nonwoven fabric layer; Forming a second nanofiber nonwoven fabric layer on the first nanofiber nonwoven fabric layer by moving the laminate having the first nanofiber nonwoven fabric layer to the electrospinning unit 2; And thermally fusing a laminate having two layers of the nanofiber nonwoven fabric layer laminated on the base material,
상기 각각의 나노섬유 부직포층의 총 평량이 1g/m2 이상 50 g/m2 이하인 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. And the total basis weight of each of the nanofiber nonwoven fabric layers is 1 g / m 2 or more and 50 g / m 2 or less. The object of the present invention is to provide a method for producing a conjugated fiber having improved adhesion between the substrate and the nanofiber nonwoven fabric.
여기서 열융착 단계 이전에 열가소성 폴리우레탄 기재의 다른 한쪽면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 셀룰로오스 기재, 합성 기재 및 이성분 기재로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 지지체를 적층하는 단계가 추가될 수 있다.Wherein a step of laminating at least one support selected from the group consisting of a polyethylene terephthalate base material, a cellulose base material, a synthetic base material and a binary material base to the other surface of the thermoplastic polyurethane base material may be added before the heat fusion step.
여기서 고분자는 폴리이미드(PI), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리아미드(PA), 메타아라미드, PVDF, 폴리우레탄(PU) 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.Wherein the polymer is one or two selected from the group consisting of polyimide (PI), polyacrylonitrile (PAN), polyethersulfone (PES), polyamide (PA), meta-aramid, PVDF, polyurethane It can be more than a species.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 제1 나노섬유 부직포층과 제2나노섬유 부직포층 간에는 섬유 직경이 상이하거나 고분자 종류가 상이한 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a composite fiber having improved adhesion between a substrate and a nanofiber nonwoven fabric, wherein the first nanofiber nonwoven fabric layer and the second nanofiber nonwoven fabric layer have different fiber diameters or different polymer types .
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상기 제1나노섬유 부직포층은 폴리우레탄(PU)이고, 제2나노섬유 부직포층은 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 또는 폴리이미드(PI)인 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, the first nanofiber nonwoven fabric layer is polyurethane (PU) and the second nanofiber nonwoven fabric layer is polyvinylidene fluoride (PVDF) or polyimide (PI) Provided is a method for producing a conjugated fiber having improved adhesion between a substrate and a nanofiber nonwoven fabric.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법에 있어서 상기 나노섬유 부직포의 총 평량은 1g/m2 이상 20 g/m2이하일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the method for producing a conjugate fiber having improved adhesion between a substrate and a nanofiber nonwoven fabric, the total basis weight of the nanofiber nonwoven fabric may be 1 g / m 2 or more and 20 g / m 2 or less.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상기 제조방법에 사용되는 전기방사장치는 온도조절장치를 이용하여 고분자 방사용액이 노즐을 통해 45 내지 120 ℃인 고온에서 전기방사되도록 하여 나노섬유의 직경 범위를 조절할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the electrospinning device used in the above-described manufacturing method controls the diameter range of the nanofibers by allowing the polymer spinning solution to be electrospun through a nozzle at a high temperature of 45 to 120 ° C .
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 기 제1 및 제2 나노섬유 부직포층은 고분자 방사용액을 횡방향 또는 종방향으로 평량이 상이하게 전기방사하여 형성된 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 섬유의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, the first and second nanofiber nonwoven fabric layers are formed by electrospinning the polymer spinning solution with different basis weights in the transverse direction or longitudinal direction, so that the adhesion between the substrate and the nanofiber non- Thereby providing an improved method of producing a fiber.
본 발명의 일실시예에 따르면 열가소성 폴리우레탄 기재 상에 나노섬유 부직포를 전기방사 후 열 융착하는 방식으로 나노섬유가 적층된 섬유를 제조하는 방법을 제공하여 별도의 핫멜트층 추가 없이도 기재섬유와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 나노섬유 적층 복합섬유를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a fiber in which a nanofiber is laminated by electrospinning a nanofiber nonwoven fabric on a thermoplastic polyurethane base followed by thermal fusion, It is possible to provide a nano-fiber laminated composite fiber having improved adhesion between non-woven fabrics.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상기 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 섬유를 제조하는 데 있어서, 온도조절장치를 이용하여 고분자 방사용액을 노즐을 통해 45 내지 120℃인 고온에서 전기방사하여 나노섬유의 직경 범위를 조절할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in fabricating the fiber having improved adhesion between the base material and the nanofiber nonwoven fabric, the polymer spinning solution is electrospun through the nozzle at a high temperature of 45 to 120 DEG C using a temperature controller, The diameter range of the fibers can be controlled.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 고분자 방사용액을 횡방향 또는 종방향으로 평량이 상이하게 전기방사하여 한 평명상에서 평량이 상이한 나노섬유를 포함한 복합섬유의 제조방법을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a composite fiber including nanofibers having different basis weights on a planar surface by electrospinning the polymer spinning solution with different weights in the transverse or longitudinal direction.
또한 본 발명의 복합섬유는 분리막으로 활용이 가능하며 바람직하다. 이는 전기방사를 통해 제조된 나노섬유로 이루어짐에 따라 다공성을 지니므로 이로부터 제조된 분리막은 전지 성능이 우수한 효과가 있는 점에서 분리막으로 활용하는 것이 바람직하며, 기재와 나노섬유 사이에 탈리가 발생하지 않으므로 안정적인 분리막 이용이 가능한 효과가 있다. Also, the composite fiber of the present invention is preferably usable as a separator. Since the separator made of the nanofibers produced through electrospinning has porosity, the separator prepared from the separator is preferably used as a separator because of its excellent cell performance, and desorption occurs between the substrate and the nanofibers Therefore, it is possible to use a stable separation membrane.
도 1은 본 발명에 의한 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록의 노즐을 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 3은 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록의 노즐에 따른 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 4는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 정단면도,
도 5은 A-A'선 단면도,
도 6은 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 정단면도,
도 7은 B-B'선 단면도,
도 8는 본 발명에 의한 전기방사장치의 각 유닛 내에 설치되는 노즐블록에 전열장치가 설치된 모습의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 정단면도,
도 9은 C-C'선 단면도,
도 10은 본 발명에 의한 전기방사장치의 보조 이송장치를 개략적으로 나타내는 도면,
도 11는 본 발명에 의한 전기방사장치의 보조 이송장치의 보조벨트 롤러의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면,
도 12 내지 도 15은 본 발명에 의한 전기방사장치의 장척시트 이송속도 조절장치의 동작과정을 개략적으로 나타내는 측면도,
도 16은 본 발명의 유닛 내에 설치되는 노즐블럭의 배치도,
도 17는 도 16과 같은 노즐블럭의 배치에 따른 전기방사 작업과정을 나타내는 평면도,
도 18는 본 발명의 방사용액 유닛내의 노즐이 CD방향으로 ON-OFF되는 상태를 나타내는 평면도,
도 19은 도 18와 같은 방사용액 유닛내의 노즐의 작동에 따른 CD방향으로 고분자의 평량이 상이하게 전기방사되는 작업과정을 나타내는 평면도,
도 20은 본 발명의 방사용액 유닛내의 노즐이 MD방향으로 ON-OFF되는 상태를 나타내는 평면도,
도 21은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 열가소성 폴리우레탄 기재 위에 제 1 나노섬유 부직포, 제2 나노섬유 부직포가 적층되고, 열가소성 폴리우레탄 기재 하부에 지지체가 합지되어 제조된 복합섬유의 구조이다.1 is a side view schematically showing an electrospinning apparatus according to the present invention,
2 is a side sectional view schematically showing a nozzle of a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
3 is a side cross-sectional view schematically showing another embodiment according to a nozzle of a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
4 is a front sectional view schematically showing a state in which an electric heater is installed in a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
5 is a sectional view taken along line A-A '
6 is a front sectional view schematically showing another embodiment in which an electric heater is installed in a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
7 is a sectional view taken along the line B-B '
FIG. 8 is a front sectional view schematically showing another embodiment of a state in which an electric heater is installed in a nozzle block installed in each unit of the electrospinning apparatus according to the present invention,
9 is a sectional view taken along line C-C '
10 is a view schematically showing an auxiliary transfer device of an electrospinning device according to the present invention,
11 is a view schematically showing another embodiment of the auxiliary belt roller of the auxiliary transfer device of the electrospinning apparatus according to the present invention,
FIGS. 12 to 15 are side views schematically showing the operation of the long sheet conveying speed adjusting apparatus of the electrospinning apparatus according to the present invention,
16 is a layout diagram of a nozzle block installed in the unit of the present invention,
17 is a plan view showing a process of electrospinning work according to the arrangement of the nozzle blocks as shown in FIG. 16,
18 is a plan view showing a state in which the nozzle in the spinning solution unit of the present invention is turned on and off in the CD direction,
FIG. 19 is a plan view showing a work process in which the basis weight of the polymer is electrospun in the CD direction according to the operation of the nozzle in the spinning solution unit as shown in FIG. 18;
20 is a plan view showing a state in which the nozzle in the spinning solution unit of the present invention is turned on and off in the MD direction,
21 is a structure of a composite fiber prepared by laminating a first nanofiber nonwoven fabric and a second nanofiber nonwoven fabric on a thermoplastic polyurethane base fabricated according to an embodiment of the present invention, and a support on the bottom of the thermoplastic polyurethane base fabric .
1. 본 발명에 사용되는 전기방사장치의 설명1. Description of Electrospinning Apparatus Used in the Present Invention
본 발명에 의한 전기방사장치(1)는 상향식 전기방사장치(1) 또는 하향식 전기방사장치(미도시)로 이루어지되, 적어도 하나 이상의 유닛(10a, 10b)이 일정간격 이격되어 순차적으로 구비되고, 상기 각 유닛(10a, 10b)은 동일한 고분자 방사용액을 개별적으로 전기방사하거나, 재질이 상이한 고분자 방사용액을 개별적으로 전기방사하여 나노섬유웹을 제조한다.The electrospinning apparatus 1 according to the present invention comprises a bottom-up electrospinning apparatus 1 or a top-down electrospinning apparatus (not shown), wherein at least one
상기 각 유닛(10a, 10b)은 그 내부에 고분자 방사용액이 내부에 충진되는 방사용액 주탱크(8)와 상기 방사용액 주탱크(8) 내에 충진된 고분자 방사용액을 정량으로 공급하기 위한 계량펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크(8) 내에 충진된 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐(12)이 다수개 배열설치되는 노즐블록(11)과 상기 노즐(12)에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐(12)에서 일정간격 이격되는 컬렉터(13) 및 상기 컬렉터(13)에 전압을 발생시키는 전압 발생장치(14a, 14b)를 포함하는 구성으로 이루어진다.Each of the
상기한 바와 같은 구조에 의하여 본 발명에 의한 전기방사장치(1)는 방사용액 주탱크(8) 내에 충진되는 고분자 방사용액이 계량펌프를 통하여 노즐블록(11)에 형성되는 다수의 노즐(12) 내에 연속적으로 정량 공급되고, 공급되는 고분자 방사용액은 노즐(12)을 통해 높은 전압이 걸려 있는 컬렉터(13) 상에 방사 및 집속되어 컬렉터(13) 상에서 이동되는 장척시트(15) 상에 나노섬유 부직포를 형성한다.The electrospinning device 1 according to the present invention has a structure in which the polymeric spinning liquid filled in the spinning liquid main tank 8 is supplied to a plurality of
여기서, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 중 선단에 위치하는 유닛(10a)의 전방에는 유닛(10a) 내로 공급되어 고분자 방사용액의 분사에 의해 나노섬유 부직포가 적층형성되는 장척시트(15)를 공급하기 위한 공급롤러(3)가 구비되고, 각 유닛(10a, 10b) 중 후단에 위치하는 유닛(10b)의 후방에는 나노섬유 부직포가 적층형성되는 장척시트(15)를 권취하기 위한 권취롤러(5)가 구비된다.In the
한편, 상기 각 유닛(10a, 10b)을 통과하면서 고분자 방사용액이 적층형성되는 장척시트(15)는 부직포 또는 직물 등으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.On the other hand, it is preferable that the
이때, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 방사되는 고분자 방사용액의 재질은 별도로 제한받지 아니하나, 예를 들면 폴리이미드(PI), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리아미드(PA), 메타아라미드, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리우레탄(PU) 등이 바람직하며, 그 중에서도 기재로 사용되는 열가소성 폴리우레탄과 성질이 유사한 폴리우레탄을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The material of the polymer solution to be radiated through each of the
또한, 상기 유닛(10a, 10b) 내에서 노즐(12)을 통하여 공급되는 방사용액은 상기 전기방사가 가능한 합성수지 재질인 폴리머를 적당한 용매에 용해시킨 용액으로서, 용매의 종류 또한 폴리머를 용해시킬 수 있는 것이라면 제한되지 않으며, 예를 든다면 페놀, 포름산, 황산, m-크레솔, 티플루오르아세트앤하이드라이드/다이클로로메테인, 물, N-메틸모폴린 N-옥시드, 클로로폼, 테트라히드로푸란과 지방족 케톤군인 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 지방족 수산기 군인 m-부틸알콜, 이소부틸알콜, 이소프로필알콜, 메틸알콜, 에탄올, 지방족 화합물인 헥산, 테트라클로로에틸렌, 아세톤, 글리콜군으로서 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 할로겐 화합물군으로 트리크롤로에틸렌, 다이클로로메테인, 방향족 화합물 군인 톨루엔, 자일렌, 지방족 고리 화합물군으로서 사이클로헥사논, 시클로헥산과 에스테르군으로 n-부틸초산염, 초산에틸, 지방족에테르군으로 부틸셀로살브, 아세트산2-에톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 아미드로 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등을 사용할 수 있으며, 복수 종류의 용매를 혼합하여 이용할 수 있다. 방사용액에는 도전성 향상제 등의 첨가제를 함유하는 것이 바람직하다.The spinning solution supplied through the
한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 노즐블록(11)에 구비되는 노즐(12)은 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 다중관상노즐(500)로 이루어지며, 2종 이상의 폴리머 방사용액을 동시에 전기방사 할 수 있도록 2개 이상의 내, 외측관(501, 502)들이 시스-코어(Sheath-Core) 형태로 결합된 구조를 갖는다.2, the
여기서, 상기 노즐블록(11)은 시스-코어(Sheath-Core) 형태의 다중관상노즐(500)이 배열된 노즐 플레이트(405)와 상기 노즐 플레이트(405)의 하단에 위치하여 다중관상노즐(500)에 고분자 방사용액(미도시)을 공급하는 2개 이상의 방사용액 저장판(407, 408)과 다중관상노즐(500)을 감싸고 있는 오버플로 제거용 노즐(415)과 상기 오버플로 제거용 노즐(415)에 연결되고, 노즐 플레이트(405)의 직상단에 위치하는 오버플로액 임시 저장판(410) 및 상기 오버플로액 임시 저장판(410)의 직상단에 위치하여 오버플로 제거용 노즐(415)을 지지하는 오버플로 제거용 노즐 지지판(416)을 포함하여 구성된다.The
그리고, 상기 다중관상노즐(500)과 오버플로 제거용 노즐(415)들을 감싸고 있는 공기공급용 노즐(404)과 노즐블록(11)의 최상단에 위치하여 공기공급용 노즐(404)을 지지해주는 공기공급용 노즐의 지지판(414)과 공기공급용 노즐의 지지판(414)의 직하단에 위치하여 공기공급용 노즐(404)에 공기를 공급해주는 공기유입구(413) 및 공급된 공기를 저장해주는 공기 저장판(411)을 포함하여 구성된다.An
또한, 상기 오버플로 제거용 노즐(415)을 통하여 오버플로액을 외부로 배출하기 위한 오버플로우 배출구(412)가 구비된다.Further, an
한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)에 오버플로우 장치(200)가 구비된다. 즉, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)에는 방사용액 주탱크(8)와 제2 이송배관(216)과 제2 이송제어장치(218)와 중간탱크(220) 및 재생탱크(230)를 포함하여 이루어진 오버플로우 장치(200)가 각각 구비된다.On the other hand, the electrospinning device 1 according to the present invention is provided with an
본 발명의 일 실시예에서는 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)에 오버플로우 장치(200)가 각각 구비되어 있으나, 상기 각 유닛(10a, 10b) 중 어느 한 유닛(10a)에 오버플로우 장치(200)가 구비되고, 상기 오버플로우 장치(200)에 후단부에 위치한 유닛(10b)이 일체로 연결되는 구조로 이루어지는 것도 가능하다.Although the
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 방사용액 주탱크(8)는 나노섬유의 원료가 되는 방사용액을 저장한다. 방사용액 주탱크(8) 내에는 방사용액의 분리나 응고를 방지하기 위한 교반장치(211)를 내부에 구비한다.According to the structure as described above, the spinning liquid main tank 8 stores spinning solution to be a raw material of the nanofibers. The spinning liquid main tank 8 is provided therein with an agitating
상기 제2 이송배관(216)은 상기 방사용액 주탱크(8) 또는 재생탱크(230)에 접속된 파이프와 밸브(212, 213, 214)로 구성되고, 상기 방사용액 주탱크(8) 또는 재생탱크(230)에서 중간탱크(220)로 방사용액을 이송한다.The
상기 제2 이송제어장치(218)는 상기 제2 이송배관(216)의 밸브(212, 213, 214)를 제어함으로써, 제2 이송배관(216)의 이송동작을 제어한다. 상기 밸브(212)는 방사용액 주탱크(8)에서 중간탱크(220)로 방사용액의 이송을 제어하며, 상기 밸브(213)는 재생탱크(230)에서 중간탱크(220)로 방사용액의 이송을 제어한다. 상기 밸브(214)는 방사용액 주탱크(8) 및 재생탱크(230)에서 중간탱크(220)로 유입되는 고분자 방사용액의 양을 제어한다.The second
상기와 같은 제어방법은 후술하는 중간탱크(230)에 구비된 제2 센서(222)로 계측된 방사용액의 액면높이에 따라서 제어된다.The control method as described above is controlled according to the liquid surface height of the spinning liquid measured by the second sensor 222 provided in the
상기 중간탱크(220)는 방사용액 주탱크(8) 또는 재생탱크(230)로부터 공급된 방사용액을 저장하고, 노즐블록(11)으로 상기 방사용액을 공급하며, 공급된 방사용액의 액면높이를 측정하는 제2 센서(222)를 구비하고 있다. The
상기 제2 센서(222)는, 액면높이 측정이 가능한 센서면 가능하고, 예를 들면 광센서 혹은 적외선 센서 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.The second sensor 222 may be a sensor capable of measuring the liquid level height, and is preferably formed of, for example, an optical sensor or an infrared sensor.
상기 중간탱크(220)의 하부에는 노즐블록(11)으로 방사용액을 공급하는 공급배관(240)과 공급제어밸브(242)가 구비되어 있는데, 상기 공급제어밸브(242)는 상기 공급배관(240)의 공급동작을 제어한다.A
상기 재생탱크(230)는 오버플로우되어 회수된 방사용액을 저장하고 방사용액의 분리나 응고를 방지하기 위한 교반장치(231)를 내부에 갖고, 회수된 방사용액의 액면높이를 측정하는 제1 센서(232)를 구비하고 있다.The
상기 제1 센서(232)는, 액면높이 측정이 가능한 센서면 가능하고, 예를 들면 광센서 혹은 적외선 센서 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.The
한편, 노즐블록(11)에서 오버플로우된 방사용액은 노즐블록(11)하부에 구비된 방사용액 회수 경로(250)를 통하여 회수된다. 상기 방사용액 회수 경로(250)는 제1 이송배관(251)을 통해 재생탱크(230)로 방사용액을 회수한다.On the other hand, the spinning liquid overflowed in the
그리고, 제1 이송배관(251)은 상기 재생탱크(230)에 접속되는 파이프와 펌프를 구비하고, 상기 펌프의 동력으로 방사용액을 방사용액 회수 경로(250)로부터 재생탱크로(230)이송한다.The first transfer pipe 251 is provided with a pipe and a pump connected to the
이때, 재생탱크(230)는 적어도 하나 이상인 것이 바람직하며, 2개 이상인 경우에는 상기 제1 센서(232)와 밸브(233)가 복수개로 구비되는 것도 가능하다.At this time, it is preferable that at least one of the
이어서, 재생탱크(230)가 2개 이상인 경우, 재생탱크(230) 상부에 위치한 밸브(233)도 복수로 구비됨에 따라 제1 이송제어장치(미도시)는 상기 재생탱크(230)에 구비된 상기 제1 센서(232)의 액면높이에 따라서 상부에 위치한 2개 이상의 밸브(233)를 제어하여 방사용액을 복수의 재생탱크(230) 중 어느 하나의 재생탱크(230)로 이송할지 여부를 제어한다.When the number of the
한편, 상기 전기방사장치(1)에 VOC 재활용 장치(300)가 구비된다. 즉, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)에 노즐(12)을 통하여 고분자 방사용액의 방사 시 발생되는 VOC(Volatile Organic Compounds : 휘발성 유기 화합물)를 응축하여 액화시키기 위한 응축장치(310)와 상기 응축장치(310)를 통하여 응축된 VOC를 증류하여 액화시키는 증류장치(320) 및 상기 증류장치(320)를 통하여 액화된 용매를 저장하기 위한 용매 저장장치(330)를 포함하는 VOC 재활용 장치(300)가 구비된다.Meanwhile, the
여기서, 상기 응축장치(310)는 수냉식, 증발식 또는 공냉식 응축장치로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.Here, the
한편, 상기 각 유닛(10a, 10b) 내에서 발생되는 기화상태의 VOC를 응축장치(310)로 유입시키고, 상기 응축장치(310)에서 발생되는 액화상태의 VOC를 용매 저장장치(330)에 저장하기 위한 배관(311, 331)이 각각 연결설치된다.The vaporized VOC generated in each of the
즉, 상기 각 유닛(10a, 10b)과 응축장치(310), 상기 응축장치(310)와 용매 저장장치(330)를 상호 연결하기 위한 배관(311, 331)이 각각 연결설치된다.That is,
본 발명의 일 실시예에서는 상기 응축장치(310)를 통하여 VOC를 응축시킨 후 응축된 액화상태의 VOC가 용매 저장장치(330)로 공급되는 구조로 이루어져 있으나, 상기 응축장치(310)와 용매 저장장치(330) 사이에 증류장치(320)가 구비되어 하나 이상의 용매가 적용될 경우, 각각의 용매를 분리 및 분류하도록 이루어지는 것도 가능하다. In an embodiment of the present invention, the VOC is condensed through the
여기서, 상기 증류장치(320)는 응축장치(310)에 연결되어 액화상태의 VOC를 고온의 열로 가열하여 기화시키고, 이를 다시 냉각하여 액화되는 VOC를 용매 저장장치(330)로 공급된다.Here, the
이 경우, 상기 VOC 재활용 장치(300)은 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 배출되는 기화된 VOC에 공기 및 냉각수를 공급하여 응축 및 액화시키는 응축장치(310)와 상기 응축장치(310)를 통하여 응축된 VOC에 열을 가하여 기화상태로 만든 다음, 다시 냉각시켜 액화상태로 만드는 증류장치(320) 및 상기 증류장치(320)를 통하여 액화된 VOC를 저장하기 위한 용매 저장장치(330)를 포함하여 구성된다.In this case, the
여기서, 상기 증류장치(320)는 분별증류장치로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.Here, the
즉, 상기 각 유닛(10a, 10b)과 응축장치(310), 상기 응축장치(310)와 증류장치(320) 및 상기 증류장치(320)와 용매 저장장치(330)를 상호 연결하기 위한 배관(311, 321, 331)이 각각 연결설치된다.That is, the piping for interconnecting the
이어서, 오버플로우 되어 상기 재생탱크(230)에 회수된 방사용액에 있어서의 용매의 함유율을 측정한다. 해당 측정은 재생탱크(230) 중에 방사용액의 일부를 샘플로 하여 추출하고, 해당 샘플을 분석함으로 실시할 수 있다. 방사용액의 분석은 이미 알려진 방법으로 행할 수 있다.Then, the content of the solvent in the spinning liquid overflowed and recovered in the
상기한 바와 같은 해당 측정결과를 기초로 하여, 필요한 양의 용매는 상기 용매 저장장치(330)에 공급되는 액화상태의 VOC를 배관(332)을 통하여 상기 재생탱크(230)에 공급된다. 즉, 액화된 VOC는 측정결과에 따라 필요한 양만큼 상기 재생탱크(230)에 공급되어 용매로써 재사용 및 재활용이 가능하다.Based on the measurement results, the required amount of the solvent is supplied to the
여기서, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 구성하는 케이스(18)는 도전체로 이루어지는 것이 바람직하나, 상기 케이스(18)가 절연체로 이루어지거나, 상기 케이스(18)가 도전체 및 절연체가 혼용되어 적용되는 것도 가능하고, 기타 다양한 재질로 이루어지는 것도 가능하다. The
또한, 상기 케이스(18)의 상부가 절연체로 이루어지고, 그 하부가 도전체로 혼용되어 적용되는 경우에는 절연부재(19)를 삭제하는 것도 가능하다. 이를 위하여 상기 케이스(18)는 도전체로 형성되는 하부와 절연체로 형성되는 상부가 상호 결합되어 하나의 케이스(18)로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.It is also possible to eliminate the insulating
상기한 바와 같이, 상기 케이스(18)를 도전체 및 절연체로 형성하되, 상기 케이스(18)의 상부를 절연체로 형성함으로써 케이스(18)의 상부 내측면에 컬렉터(13)를 취부하기 위하여 별도로 구비되는 절연부재(19)의 삭제가 가능하며, 이로 인해 장치의 구성을 간소화할 수 있다.As described above, the
또한, 상기 컬렉터(13)와 케이스(18) 사이의 절연을 최적화할 수 있어 노즐블록(11)과 컬렉터(13) 사이에 35kV를 인가하여 전기방사를 실시할 경우, 상기 컬렉터(13)와 케이스(18) 및 그 외 기타 부재 사이에서 발생될 수 있는 절연파괴를 방지할 수 있다.It is also possible to optimize the insulation between the
더불어, 리크 전류를 소정 범위 내에 멈출 수 있어 전압 발생장치(14a, 14b)로부터 공급되는 전류의 감시가 가능하고, 전기방사장치(1)의 이상을 조기에 감지할 수 있으며, 이로 인해 전기방사장치(1)의 장시간 연속적인 운전이 가능하고, 요구하는 성능의 나노섬유 제조가 안정적이며, 나노섬유의 대량생산이 가능하다.In addition, the leakage current can be stopped within a predetermined range, the current supplied from the
여기서, 절연체로 형성되는 상기 케이스(18)의 두께(a)는 "a=8mm"를 만족시키도록 이루어진다. Here, the thickness a of the
이로 인해, 상기 노즐블록(11)과 컬렉터(13) 사이에 40kV를 인가하여 전기방사를 실시할 경우, 컬렉터(13)와 케이스(18) 및 그 외 기타 부재 사이에서 발생될 수 있는 절연 파괴를 방지할 수 있으며, 리크 전류를 소정 범위 내로 제한할 수 있다.Therefore, when 40 kV is applied between the
또한, 절연체로 형성되는 케이스(18)의 내측면과 컬렉터(13)의 외주면 사이 거리가 케이스(18)의 두께(a)와 케이스(18)의 내측면과 컬렉터(13)의 외측면 사이의 거리(b)는 "a+b=80mm"를 만족시키도록 이루어진다. The distance between the inner surface of the
이로 인해, 상기 노즐블록(11)과 컬렉터(13) 사이에 40kV를 인가하여 전기방사를 실시할 경우, 컬렉터(13)와 케이스(18) 및 그 외 기타 부재 사이에서 발생될 수 있는 절연 파괴를 방지할 수 있으며, 리크 전류를 소정 범위 내로 제한할 수 있다.Therefore, when 40 kV is applied between the
한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 내에 설치되는 노즐블록(11)의 각 관체(40) 내에 온도조절 제어장치(60)가 구비되며 전압 발생장치(14a, 14b)와 연결되어 있다. On the other hand, the
즉, 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 각 유닛(10a, 10b) 내에 설치되되, 그 상부에 구비되는 다수개의 노즐(12)로 고분자 방사용액이 공급되는 노즐블록(11)의 관체(40)에 온도조절 제어장치(60)가 구비된다.4, the
여기서, 상기 노즐블록(11) 내의 고분자 방사용액의 흐름은 고분자 방사용액이 저장되는 방사용액 주탱크(8)로부터 용액 유동파이프를 통해 각 관체(40)에 공급된다.Here, the flow of the polymer spinning solution in the
그리고, 상기 각 관체(40)에 공급된 고분자 방사용액은 다수개의 노즐(12)을 통해 토출 및 분사되어 나노섬유의 형태로 장척시트(15)에 집적된다.The polymer spinning solution supplied to each
이들 각 관체(40)의 상부에 길이 방향으로 다수개의 노즐(12)이 일정간격 이격되어 장착되고, 상기 노즐(12) 및 관체(40)는 도전 부재로 이루어져 전기적으로 접속된 상태로 관체(40)에 장착된다.A plurality of
여기서, 상기 각 관체(40)로 공급 및 유입되는 고분자 방사용액의 온도조절을 제어하기 위하여 상기 온도조절 제어장치(60)는 관체(40) 내주연에 구비되는 열선(41, 42) 또는 파이프(43)로 이루어진다.In order to control the temperature control of the polymer spinning solution supplied to and introduced into the
그리고, 상기 다수개의 관체(40)의 온도를 조절하기 위하여 온도조절 제어장치(60)가 구비된다.In order to control the temperature of the plurality of
이때, 도 4 내지 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 열선(41) 형태의 온도조절 제어장치(60)가 상기 노즐블록(11)의 관체(40) 내주연에 나선상으로 형성되어 관체(40)로 공급 및 유입되는 고분자 방사용액의 온도를 조절하도록 이루어지는 것이 바람직하다.4 to 5, a
본 발명의 일 실시예에서는 상기 노즐블록(11)의 관체(40) 내주연에 열선(41) 형태의 온도조절 제어장치(60) 나선상으로 구비되어 있으나, 도 6 내지 도 7에서 도시하고 있는 바와 같이, 열선(42) 형태의 온도조절 제어장치(60)가 관체(40)의 내주연에 방사상으로 다수개 구비되는 것도 가능하고, 도 8 내지 도 9에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 파이프(43) 형태의 온도조절 제어장치(60)가 관체(40) 내주연에 대략 "C"형태로 구비되는 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention, the
여기서, 도 10에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 내로 인입 및 공급되는 장척시트(15)의 이송속도를 조절하기 위한 보조 이송장치(16)가 구비된다.As shown in Fig. 10, an auxiliary conveying device (not shown) for regulating the conveying speed of the
상기 보조 이송장치(16)는 각 유닛(10a, 10b) 내에 설치되는 컬렉터(13)에 정전기적 인력으로 부착된 장척시트(15)의 탈착 및 이송이 용이하도록 장척시트(15)의 이송속도에 동기하여 회전하는 보조벨트(16a) 및 상기 보조벨트(16a)를 지지하며 회전시키는 보조벨트 롤러(16b)를 포함하여 구성된다.The auxiliary conveying
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 보조벨트 롤러(16b)의 회전에 의해 보조벨트(16a)가 회동하고, 상기 보조벨트(16a)의 회동에 의하여 장척시트(15)가 유닛(10a, 10b)으로 인입 및 공급되며, 이를 위하여 상기 보조벨트 롤러(16b) 중 어느 한 보조벨트 롤러(16b)는 모터에 회전가능하게 연결된다.The
본 발명의 일 실시예에서는 상기 보조벨트(16a)에 보조벨트 롤러(16b)가 5개 구비되고, 모터의 동작에 의해 어느 한 보조벨트 롤러(16b)가 회전됨으로써 보조벨트(16a)가 회동됨과 동시에 나머지 보조벨트 롤러(16b)가 회전되도록 이루어져 있으나, 상기 보조벨트(16a)에 2개 이상의 보조벨트 롤러(16b)가 구비되고, 모터의 동작에 의해 어느 한 보조벨트 롤러(16b)가 회전되고, 이에 따라 보조벨트(16a) 및 나머지 보조벨트 롤러(16b)가 회전되도록 이루어지는 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention, five
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 보조 이송장치(16)가 모터에 의해 구동가능한 보조벨트 롤러(16b) 및 보조벨트(16a)로 이루어져 있으나, 도 11에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 보조벨트 롤러(16b)가 마찰계수가 낮은 롤러로 이루어지는 것도 가능하다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the
이때, 상기 보조벨트 롤러(16b)는 마찰계수가 낮은 베어링을 포함하는 롤러로 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, the
본 발명의 일 실시예에서는 상기 보조 이송장치(16)가 보조벨트(16a)와 마찰계수가 낮은 보조벨트 롤러(16b)로 이루어져 있으나, 보조벨트(16a)가 제외된 마찰계수가 낮은 롤러만 구비하여 장척시트(15)의 이송하도록 이루어지는 것도 가능하다.The auxiliary conveying
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 보조벨트 롤러(16b)로 마찰계수가 낮은 롤러가 적용되어 있으나, 마찰계수가 낮은 롤러라면 그 형태와 구성에 제한받지 아니하며, 구름베어링, 기름베어링, 볼베어링, 롤러베어링, 미끄럼베어링, 슬리브베어링, 유동압 저널베어링, 유정압 저널베어링, 공기압베어링, 공기동입 베어링, 공기정압 베어링 및 에어베어링과 같은 베어링들이 포함되는 롤러가 적용되는 것도 가능하고, 플라스틱, 유화제 등의 소재 및 첨가제를 포함시켜 마찰계수를 저감시킨 롤러가 적용되는 것도 가능하다.In addition, in the embodiment of the present invention, the
한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)에 두께 측정장치(70)가 구비된다. 즉, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 사이에 두께 측정장치(70)가 구비되고, 상기 두께 측정장치(70)에 의해 측정된 두께에 따라 이송속도(V) 및 노즐블록(11)을 제어한다. On the other hand, the thickness measuring device 70 is provided in the electrospinning device 1 according to the present invention. That is, as shown in Fig. 1, a thickness measuring device 70 is provided between each
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 전기방사장치(1)의 선단부에 위치한 유닛(10a)에서 토출된 나노섬유 부직포의 두께가 편차량보다 얇게 측정될 경우, 다음 유닛(10b)의 이송속도(V)를 늦게하거나, 노즐블록(11)의 토출양을 증가시키고, 전압 발생장치(14a, 14b)의 전압 세기를 조절하여 단위면적당의 나노섬유 부직포의 토출량을 증대시켜 두께를 두껍게 할 수 있다.When the thickness of the nanofiber nonwoven fabric discharged from the
또한, 상기 전기방사장치(1)의 선단부에 위치한 유닛(10a)에서 토출된 나노섬유 부직포의 두께가 편차량보다 두껍게 측정될 경우, 다음 유닛(10b)의 이송속도(V)를 빠르게 하거나, 노즐블록(11)의 토출양을 작게하고, 전압 발생장치(14a, 14b) 전압의 세기를 조절하여 단위면적당의 나노섬유 부직포의 토출량을 작게하여 적층량을 줄임으로써 두께를 얇게 할 수 있으며, 이로 인해 균일한 두께를 갖는 나노섬유 부직포를 제조할 수 있다.When the thickness of the nanofiber nonwoven fabric discharged from the
여기서, 상기 두께측정장치(70)는 인입 및 공급되는 장척시트(15)를 사이에 두고, 상, 하로 마주보게 배치되며, 초음파 측정방식에 의해 상기 장척시트(15)의 상부 또는 하부까지의 거리를 측정하는 한 쌍의 초음파 종파 횡파 측정방식으로 이루어지는 두께측정부가 구비된다.Here, the thickness measuring device 70 is disposed so as to face upward and downward with a
이렇게 상기 한 쌍의 초음파 측정장치에 의해 측정된 거리를 기초로 하여 상기 장척시트(15)의 두께를 산출할 수 있다. 즉, 나노섬유 부직포가 적층된 장척시트(15)에 초음파 종파와 횡파를 함께 투사하여 종파와 횡파의 각 초음파 신호가 장척시트(15)에서 왕복 이동하는 시간, 즉 종파와 횡파의 각 전파시간을 측정한 뒤, 상기 측정된 종파와 횡파의 전파시간과 나노섬유 부직포가 적층된 장척시트(15)의 기준온도에서 종파와 횡파의 전파속도, 및 종파와 횡파 전파속도의 온도상수를 이용하는 소정의 연산식으로부터 피검사체의 두께를 계산하는 초음파 종파와 횡파를 이용한 두께측정장치이다. Thus, the thickness of the
다시 말하면, 상기 두께 측정장치(70)는 초음파의 종파와 횡파의 각 전파 시간을 측정한 뒤, 상기 측정된 종파와 횡파의 전파시간과, 장척시트(15)의 기준온도에서의 종파와 횡파의 전파속도 및 종파와 횡파 전파속도의 온도상수를 이용하는 소정의 연산식으로부터 나노섬유 부직포가 적층된 장척시트(15)의 두께를 계산함으로써, 내부온도가 분균일한 상태에서도 온도 변화에 따른 전파속도의 변화에 의한 오차를 자체 보상하여 두께를 정밀하게 측정할 수 있고, 나노섬유 부직포 내부에 어떤 형태의 온도 분포가 존재하더라도 정밀한 두께의 측정이 가능하다.In other words, the thickness measuring device 70 measures the propagation time of the longitudinal wave and the transverse wave, and the propagation time of the longitudinal wave and the transverse wave at the reference temperature of the
한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)에 고분자 방사용액이 분사되어 적층된 후 이송되는 장척시트(15)의 나노섬유 부직포의 두께를 측정하여 장척시트(15)의 이송속도 및 노즐블록(11)을 제어하는 두께 측정장치(70)가 구비되어 있으나, 상기 전기방사장치(1)에 장척시트(15)의 이송속도를 조절하기 위한 장척시트 이송속도 조절장치(30)가 더 구비된다.Meanwhile, the thickness of the nanofiber nonwoven fabric of the
여기서, 상기 장척시트 이송속도 조절장치(30)는 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 사이에 형성되는 완충구간(31)과 상기 완충구간(31) 상에 구비되어 장척시트(15)를 지지하는 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 및 상기 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 사이에 구비되는 조절롤러(35)를 포함하여 구성된다.The elongated sheet conveying
이때, 상기 지지롤러(33, 33')는 상기 각 유닛(10a, 10b) 내에서 노즐(12)이 분사하는 방사용액에 의해 나노섬유 부직포가 적층형성되는 장척시트(15)의 이송 시 상기 장척시트(15)의 이송을 지지하기 위한 것으로서, 상기 각 유닛(10a, 10b) 사이에 형성되는 완충구간(31)의 선, 후단에 각각 구비된다.At this time, the
그리고, 상기 조절롤러(35)는 상기 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 사이에 구비되되, 상기 장척시트(15)가 권취되고, 상기 조절롤러(35)의 상, 하 이동에 의해 상기 각 유닛(10a, 10b)별 장척시트(15a, 15b)의 이송속도 및 이동시간이 조절된다.The
이를 위하여 상기 각 유닛(10a, 10b) 내 장척시트(15a, 15b)의 이송속도를 감지하기 위한 감지센서(미도시)가 구비되고, 상기 감지센서에 의해 감지된 각 유닛(10a, 10b) 내 장척시트(15a, 15b)의 이송속도에 따라 조절롤러(35)의 이동을 제어하기 위한 주 제어장치(7)가 구비된다.To this end, a sensing sensor (not shown) for sensing the feeding speed of the
본 발명의 일 실시예에서는 상기 각 유닛(10a, 10b) 내에서 장척시트(15a, 15b)의 이송속도를 감지하고, 감지된 장척시트(15a, 15b)의 이송속도에 따라 제어부가 조절롤러(35)의 이동을 제어하는 구성으로 이루어져 있으나, 상기 장척시트(15a, 15b)를 이송시키기 위해 컬렉터(13)의 외측에 구비되는 보조벨트(16a) 또는 상기 보조벨트(16a)를 구동시키는 보조벨트 롤러(16b) 또는 모터(미도시)의 구동속도를 감지하고, 이에 따라 제어부가 조절롤러(35)의 이동을 제어하는 구성으로 이루어지는 것도 가능하다.In one embodiment of the present invention, the conveying speed of the
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 감지센서가 각 유닛(10a, 10b) 중 선단에 위치하는 유닛(10a) 내 장척시트(15a)의 이송속도가 그 후단에 위치하는 유닛(10b) 내 장척시트(15b)의 이송속도보다 빠르다고 감지할 경우, 도 13 내지 도 14에서 도시하고 있는 바와 같이, 선단에 위치하는 유닛(10a) 내에서 이송되는 장척시트(15a)가 처지는 것을 방지하기 위하여 상기 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 사이에 구비되되, 장척시트(15)가 권취되는 조절롤러(35)를 하측으로 이동하면서 선단에 위치하는 유닛(10a) 내에서 그 후단에 위치하는 유닛(10b)으로 이송되는 장척시트(15) 중 선단에서 위치하는 유닛(10a) 외부로 이송되어 각 유닛(10a, 10b) 사이에 위치하는 완충구간(31)으로 과다하게 이송되는 장척시트(15a)를 당겨 선단에 위치하는 유닛(10a) 내 장척시트(15a)의 이송속도와 그 후단에 위치하는 유닛(10b) 내 장척시트(15b)의 이송속도가 동일해지도록 보정제어하면서 장척시트(15a)의 처짐 및 구겨짐을 방지한다.With the above structure, the detection sensor can detect the length of the long sheet (15a) in the unit (10b) in which the conveying speed of the long sheet (15a) in the unit (10a) 15b, it is possible to prevent the
한편, 상기 감지센서가 각 유닛(10a, 10b) 중 선단에 위치하는 유닛(10a) 내 장척시트(15a)의 이송속도가 그 후단에 위치하는 유닛(10b) 내 장척시트(15b)의 이송속도보다 느리다고 감지할 경우, 도 15 내지 도 16에서 도시하고 있는 바와 같이, 후단에 위치하는 유닛(10b) 내에서 이송되는 장척시트(15b)가 찢어지는 것을 방지하기 위하여 상기 한 쌍의 지지롤러(33, 33') 사이에 구비되되, 장척시트(15)가 권취되는 조절롤러(35)를 상측으로 이동하면서 선단에 위치하는 유닛(10a) 내에서 그 후단에 위치하는 유닛(10b)으로 이송되는 장척시트(15) 중 선단에서 위치하는 유닛(10a) 외부로 이송되어 각 유닛(10a, 10b) 사이에 위치하는 완충구간(31)에 조절롤러(35)에 의해 권취되어 있는 장척시트(15a)를 후단에 위치하는 유닛(10b)에 빠르게 공급하여 선단에 위치하는 유닛(10a) 내 장척시트(15a)의 이송속도와 그 후단에 위치하는 유닛(10b) 내 장척시트(15b)의 이송속도가 동일해지도록 보정제어하면서 장척시트(15b)의 끊어짐을 방지한다.On the other hand, if the conveyance speed of the
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 각 유닛(10a, 10b) 중 후단에 위치하는 유닛(10b) 내로 이송되는 장척시트(15b)의 이송속도를 조절함으로써 상기 각 유닛(10a) 중 후단에 위치하는 유닛(10b) 내의 장척시트(15b) 이송속도가 그 선단에 위치하는 유닛(10a) 내의 장척시트(15a) 이송속도와 동일해지는 효과를 얻을 수 있다.By adjusting the feeding speed of the
한편, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)에 통기도 계측장치(80)가 구비된다. 즉, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 중 후단에 위치하는 유닛(10b)의 후방에 전기방사장치(1)를 통하여 제조된 나노섬유 부직포의 통기도를 측정하기 위한 통기도 계측장치(80)가 구비된다.On the other hand, the electrospinning device 1 according to the present invention is provided with the air permeability measuring device 80. That is, the air permeability measurement for measuring the air permeability of the nanofiber nonwoven fabric manufactured through the electrospinning device 1 at the rear of the
상기한 바와 같이, 상기 통기도 계측장치(80)를 통하여 측정된 나노섬유 부직포의 통기도를 기초로 하여 장척시트(15)의 이송속도 및 노즐블록(11)을 제어한다.As described above, the feeding speed of the
이렇게 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 토출된 나노섬유 부직포의 통기도가 크게 계측될 경우, 후단부에 위치하는 유닛(10b)의 이송속도(V)를 늦게하거나, 노즐블록(11)의 토출양을 증가시키고, 전압 발생장치(14a, 14b) 전압의 세기를 조절하여 단위면적당의 나노섬유의 토출량을 증대시켜 통기도를 작게 형성한다.When the air permeability of the nanofiber nonwoven fabric discharged through each of the
그리고, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 토출된 나노섬유 부직포의 통기도가 작게 계측될 경우, 후단부의 위치하는 유닛(10b)의 이송속도(V)를 빠르게 하거나, 노즐블록(11)의 토출양을 감소시키고, 전압 발생장치(14a, 14b)의 전압의 세기를 조절하여 단위면적당의 나노 섬유의 토출량을 감소시켜 적층량을 줄이게 함으로서 통기도를 크게 형성한다.When the air permeability of the nanofiber nonwoven fabric discharged through the
상기한 바와 같이, 상기 나노섬유 부직포의 통기도를 계측한 후 통기도에 따라 각 유닛(10a, 10b)의 이송속도 및 노즐블록(11)을 제어함으로써 균일한 통기도를 갖는 나노섬유 부직포의 제조가 가능하다.As described above, it is possible to manufacture a nanofiber nonwoven fabric having a uniform air permeability by controlling the feeding speed of each
여기서, 상기 나노섬유 부직포의 통기도 편차량(P)이 소정의 값 미만인 경우에는 이송속도(V)를 초기 값으로부터 변화시키지 않고, 상기 편차량(P)이 소정값 이상인 경우에는 이송속도(V)를 초기 값으로부터 변화시키도록 제어하는 것도 가능하기 때문에, 이송속도(V) 제어장치에 의한 이송속도(V)의 제어를 단순화하는 것이 가능해진다. Here, if the air entrainment amount P of the nonwoven fabric is less than a predetermined value, the feed speed V is not changed from the initial value. If the deviation amount P is equal to or larger than the predetermined value, It is possible to simplify the control of the conveyance speed V by the conveyance speed (V) control device.
또한, 이송속도(V)의 제어 외에도 노즐블록(11)의 토출양 및 전압의 세기 조절이 가능하여 통기도 편차량(P)이 소정의 값 미만인 경우에는 노즐블록(11)의 토출양과 전압의 세기를 초기 값으로부터 변화시키지 않고, 상기 편차량(P)이 소정의 값 이상인 경우에는 노즐블록(11)의 토출양과 전압의 세기를 초기 값으로부터 변화시키도록 제어하여 노즐블록(11)의 토출양과 전압의 세기의 제어를 단순화할 수 있다.It is also possible to control the discharge amount and the voltage of the
여기서, 상기 전기방사장치(1)에는 주 제어장치(7)가 구비되되, 상기 주 제어장치(7)는 노즐블록(11)과 전압 발생장치(14a, 14b)와 두께 측정장치(70)와 장척시트 이송속도 조절장치(30) 및 통기도 계측장치(80)를 제어한다.The main control device 7 includes a
여기서, 본 발명에 의한 전기방사장치(1)의 상기 각 유닛(10a, 10b) 중 후단에 위치하는 유닛(10b)의 후단에 합지장치(100)가 구비될 수 있다. 상기 합지장치(100)는 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 장척시트(15) 상에 지지체(미도시)를 접합시킨다.Here, the
이때, 상기 합지장치(100)는 상기 나노섬유 부직포의 하부에 구비되되, 상기 합지장치(100)를 통하여 공급되는 지지체는 나노섬유 부직포의 하부면에 접합된다.At this time, the
본 발명의 도면 1에서는 상기 지지체가 나노섬유 부직포의 하부면에 접합되도록 상기 합지장치(100)가 나노섬유 부직포의 하부에 구비되어 있으나, 상기 지지체가 장적시트의 상부면에 접합되도록 상기 합지장치(100)가 장척시트의 상부에 구비되는 것도 가능하다.1, the
또한, 상기 나노섬유 부직포의 상부면 및 하부면에 기재를 접합시키도록 상기 합지장치(100)가 나노섬유 부직포의 상, 하부에 각각 구비되는 것도 가능하다.It is also possible that the
한편, 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b)을 통하여 전기방사된 나노섬유 웹층을 라미네이팅하기 위한 라미네이팅 장치(90)가 상기 전기방사장치(1)의 최후단에 구비되고, 상기 라미네이팅 장치(90)에 의해 전기방사장치(1)를 통하여 전기방사된 나노섬유 부직포의 후공정을 수행한다.A
2. 열가소성 폴리우레탄 기재와 나노섬유 부직포를 포함하는 복합섬유의 제조방법2. Method for manufacturing composite fiber comprising thermoplastic polyurethane substrate and nanofiber nonwoven fabric
이하, 상기 전기방사장치를 이용하여 본 발명의 열가소성 폴리우레탄 기재와 나노섬유 부직포 포함하는 복합섬유의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for producing the composite fiber including the thermoplastic polyurethane base material and the nanofiber nonwoven fabric of the present invention will be described using the electrospinning apparatus.
본 발명에서는 장척시트(15)로 열가소성 폴리우레탄 기재를 사용한다. In the present invention, a thermoplastic polyurethane base is used as the
먼저 폴리우레탄은 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate)와 폴리알콜(Polyalcohol)의 반응에 의해 만들어지는 우레탄 결합의 폴리머이다. 폴리우레탄은 탄성, 내마모성, 가공성이 우수하여 산업 및 소비재, 부품 등에 다양하게 사용되는데, 폴리우레탄의 종류에 따라 그 물성의 차이가 있으므로 용도에 맞는 제품의 선택이 중요하다. First, the polyurethane is a polymer of a urethane bond formed by the reaction of a polyisocyanate and a polyalcohol. Polyurethane is excellent in elasticity, abrasion resistance, and processability, and is widely used in industrial, consumer products, and parts. Since the properties of polyurethane vary depending on the type of polyurethane, selection of a product suitable for the application is important.
폴리우레탄은 크게 2가지로 구분되는데, 열가소성 폴리우레탄과 열경화성 폴리우레탄으로 나뉘는데, 여기서 열가소성 폴리우레탄의 경우 강도, 성형성, 내화학성, 내유성, 내마모도 등이 우수한 특징이 있다. 열가소성 폴리우레탄(이하 "TPU"라 칭함)로 이루어진 신축성 부직포는, 그들의 높은 탄성, 낮은 잔류왜곡 및 우수한 통기성에 의해 의류, 위생재료 및 스포츠용품용 재료를 포함한 용도에 이용되어 왔다. 이른바 멜트 블로우 방사 방법(melt-blow spinning method)으로 제조되는 열가소성 폴리우레탄 부직포는 뛰어난 신축성과 유연성 및 통기성을 가지고 있어서, 종래부터 종이 기저귀의 사이드 밴드, 구급 반창고의 기포(base fabric), 1회용 장갑 등과 같은 비교적 인체의 움직임에 대한 순응이 요망되는 분야, 혹은 스포츠 의류·신축성 면 패드(cotton pad) 등의 겉옷 분야 등 비교적 소프트한 신축성이 요망되는 분야에 사용되고 있다.The polyurethane is classified into two types, thermoplastic polyurethane and thermosetting polyurethane. The thermoplastic polyurethane has excellent characteristics such as strength, formability, chemical resistance, oil resistance and wear resistance. BACKGROUND ART [0002] Flexible nonwoven fabrics made of thermoplastic polyurethane (hereinafter referred to as "TPU") have been used for applications including clothing, sanitary materials, and sporting goods materials due to their high elasticity, low residual strain and excellent air permeability. The thermoplastic polyurethane nonwoven fabric produced by the so-called melt-blow spinning method has excellent stretchability, flexibility and air permeability, and has been conventionally used as a side band of paper diapers, a base fabric of first-aid bandages, And the like, which are relatively soft and stretchable, such as sports apparel, stretch cotton pads, and the like.
상기 열가소성 폴리우레탄의 제조방법은 잘 알려져 있다. 즉, 폴리에스테르폴리올 또는 폴리에테르폴리올과 같은 하이드록시 말단기를 함유하는 선형 폴리올과, 양 말단에 이소시아네이트기를 함유하는 디이소시아네이트 화합물을 반응시켜 제조되며, 필요에 따라 사슬연장제, 모노아민 화합물 등의 말단정지제, 기타 첨가제를 첨가하여 제조된다. The process for producing the thermoplastic polyurethane is well known. That is, it is prepared by reacting a linear polyol containing a hydroxy end group such as a polyester polyol or a polyether polyol with a diisocyanate compound containing an isocyanate group at both terminals, and optionally, a chain extender, a monoamine compound Terminal stopping agents, and other additives.
폴리올로는 선형상의 호모 또는 공중합체로 이루어지는 각종 디올, 예를 들어 폴리에스테르디올, 폴리에테르디올, 폴리에스테르아미드디올, 폴리아크릴디올, 폴리티오에스테르디올, 폴리티오에테르디올, 폴리카보네이트디올, 또는 이들의 혼합물 또는 공중합체가 사용될 수 있다. 보다 구체적인 예로는 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 테트라메틸렌기와 3-메틸테트라케틸렌기로 이루어진 공중합 폴리에테르글리콜 등의 폴리알킬렌에테르글리콜을 예시할 수 있다. Examples of the polyol include various diols comprising a linear homo or copolymer such as a polyester diol, a polyether diol, a polyester amide diol, a polyacryl diol, a polythioester diol, a polythioether diol, a polycarbonate diol, ≪ / RTI > may be used. More specific examples include polyalkylene ether glycols such as polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, copolymer polyether glycol composed of tetramethylene group and 3-methyl tetra ketylene group.
하드 세그먼트 역할을 하는 디이소시아네이트 화합물로는 방향족, 지방족 또는 지환족 디이소시아네이트가 사용되는데, 예를 들러 4,4'디페닐케탄디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-시클로헥실렌디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.As the diisocyanate compound serving as a hard segment, an aromatic, aliphatic or alicyclic diisocyanate is used, for example, 4,4'-diphenyl ketadiisocyanate, 1,3- and 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and the like, but are not limited thereto.
사슬연장제로는 디아민 화합물 또는 디올 화합물을 들 수 있으며, 예를 들어 메틸렌디아민, 에탄올디아민, 1,2-프로필렌디아민 등의 디아민 화합물과, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜 등의 디올 화합물이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the chain extender include a diamine compound or a diol compound. Examples of the chain extender include a diamine compound such as methylene diamine, ethanol diamine, 1,2-propylene diamine and the like, and a diamine compound such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, , Neopentyl glycol, and the like, but are not limited thereto.
말단정지제로는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 디이소프로필아민과 같은 모노아민계 화합물을 들 수 있다.Examples of the terminal terminating agent include monoamine compounds such as monoethanolamine, diethanolamine and diisopropylamine.
한편, 열가소성 폴리우레탄의 수평균 분자량은 1,000∼100,000인 것이 바람직하다.On the other hand, the number average molecular weight of the thermoplastic polyurethane is preferably 1,000 to 100,000.
본 발명에서는 기재로서 이러한 열가소성 폴리우레탄을 부직포 기재로 사용하는 것에 특징이 있는데, 먼저, 부직포는 웹(섬유를 거듭해 맞춘 상태)를 제작하여 섬유끼리 물리적화학적으로 포장에 얽히게 할 수 있어 제조한다. In the present invention, such a thermoplastic polyurethane is used as a base material. The nonwoven fabric is produced by preparing a web (a state in which fibers are repeatedly laminated) and entangling the fibers physically and chemically together.
일반적인 부직포의 제조공정은 웹 형성과 웹 결합공정을 거치게 된다. 일반적인 공정은 단섬유 부직포에만 사용되며, 장섬유 부직포는 방사에 의한 필라멘트를 사용하므로 이 공정은 필요치 않다. 부직포의 경우 압축된 베일(Bale) 상태로 입고되므로 부직포를 만들기 위해서는 압축된 섬유들의 과정을 거쳐야한다. 웹의 형성공정은 부직포를 만들기 위해서 반드시 필요한 공정으로, 건식 부직포는 웹의 형성을 대기 중에서 행하는데 반하여 습식 부직포는, 섬유를 분산시켜 이것을 떠올림으로써 웹을 얻는다. 따라서 건식부직포는 섬유의 배열이 방향성을 갖는 것이 대부분이나, 습식부직포는 섬유가 랜덤한 불규칙 배열을 이룬다. 그러나 건식부직포에도 랜덤 카드기의 개발로 용도에 따라 방향성이 없는 웹을 얻을 수 있다.Typical nonwoven fabrication processes involve web formation and web bonding processes. The general process is used only for single-fiber nonwovens, and this process is not necessary because longwoven nonwovens use filaments by spinning. In the case of non-woven fabric, it is put in a compressed bale state, so that the nonwoven fabric must undergo the process of compressed fibers. The formation process of the web is a necessary process for forming the nonwoven fabric. The dry nonwoven fabric forms the web in the air, whereas the wet nonwoven fabric disperses the fibers to obtain the web. Therefore, in the dry nonwoven fabric, the arrangement of the fibers is mostly directional, but the wet nonwoven fabric has a random irregular arrangement of the fibers. However, the development of a random card machine for dry nonwovens also makes it possible to obtain a web having no directionality depending on its application.
웹을 형성하는 방법으로서 원료 펠렛(pellet)으로부터 용해 방사를 제작한 장섬유를 사용하는 스펀본드법, 단섬유를 카드기 등에서 일정 방향으로 늘어놓아 웹을 형성하는 건식법, 분산제등을 사용 해 수중에 균일 분산해, 망상에 흘려 탈수해 웹을 형성하는 습식법등이 있다. As a method of forming the web, a spun bond method using long fibers produced by dissolving radiation from raw pellets, a dry method of forming a web by arranging short fibers in a predetermined direction in a card machine or the like, And a wet method in which the water is homogeneously dispersed and drained to form a web.
또한 섬유끼리를 얽히게 할 수 있는 방법에는, 웹에 열용해성 섬유를 혼합해 , 열롤로 압착하는 서멀 본드법, 바인더(접착수지방)으로 결합시키는 케미컬 본드법, 니들(바늘)의 바브(미소한 돌기)로 섬유끼리를 얽히게 할 수 있는 니들펀치법, 섬유를 제조할 때 고압의 공기로 필라멘트에 충격을 주어 랜덤하게 웹을 형성시키며 0.5 내지 30미크론 직경의 웹을 제조할 수 있는 멜트블로운법등이 있다. Methods for entangling the fibers include a thermal bond method in which a thermally soluble fiber is mixed with a web and a thermal roll is used, a chemical bond method in which a binder is bonded (adhered fat), a barb of a needle A meltblown method capable of forming webs randomly by impacting filaments with high-pressure air at the time of producing fibers, and capable of producing a web having a diameter of 0.5 to 30 microns, etc. .
이 중 본 발명에 사용되는 열가소성 폴리우레탄 기재는 상기 방법 중 멜트블로운법, 스펀본드 법 및 니들펀치법에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 멜트블로운(Meltblown)법의 원리는 열가소성 수지에 의한 용융방사법으로서 방사 노즐의 출구에 고온 및 고압의 공기류를 유입하여 섬유를 연신 및 개섬한 다음 포집 콘베이어 상에 집적시키는 방식이다. 이 방법에 의한 부직포는 유연성, 비투과성, 절연성이 우수한 이점이 있다. 일반적으로 열가소성 폴리우레탄 부직포는 멜트 블로운 방사방법에 의해서 제조되는데 멜트블로운 방사의 일반적인 방법을 후술하면 이하와 같다. 즉 용융한 열가소성 중합체를 1열로 배치한 노즐구멍에 공급하고, 그 노즐구멍에서 연속적으로 용융 중합체를 압출하고, 그 노즐구멍군의 양측에 배치한 슬릿으로부터 고온 기체를 고속으로 분사하여, 그 기체 에너지로 노즐구멍에서 압출한 중합체를 세선화, 냉각하여 연속 필라멘트를 형성시킨 다음, 그 연속 필라멘트 군을 이동하는 컨베이어 네트 위 등에 집적, 적층하여 필라멘트 자체가 갖는 자기 접착성에 의해서 필라멘트를 서로 접착시키는 것이다. Among them, the thermoplastic polyurethane base used in the present invention is preferably produced by the meltblown method, the spunbond method and the needle punch method among the above methods. The principle of the meltblown method is a melt spinning method using a thermoplastic resin, in which a high-temperature and high-pressure airflow is introduced into the outlet of the spinning nozzle to stretch and open the fibers, and then the fibers are accumulated on a collecting conveyor. The nonwoven fabric by this method has an advantage of being excellent in flexibility, impermeability and insulation. Generally, a thermoplastic polyurethane nonwoven fabric is produced by a meltblown spinning method. A general method of meltblown spinning will be described below. That is, the molten thermoplastic polymer is fed to nozzle holes arranged in a row, the molten polymer is continuously extruded from the nozzle holes, the hot gas is jetted at high speed from the slits arranged on both sides of the nozzle hole group, The polymer extruded from the nozzle holes is thinned and cooled to form continuous filaments and then the continuous filament group is accumulated on a moving conveyor net or the like to adhere the filaments to each other by the self-adhesiveness of the filaments themselves.
한편 스판본드(Spunbond)법은 원료를 방사하여 열에 의해 자체 접착하여 부직포를 형성하는 방식이다. 주로 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 방사하여 열에 의하여 자체 접착하여 웹을 형성하는 기술로서, 원단 설계가 용이한 이점이 있다.On the other hand, the spunbond method is a method in which a raw material is spun and self-bonded by heat to form a nonwoven fabric. It is a technology for forming a web by spun polypropylene or polyethylene terephthalate mainly by self-adherence by heat, and there is an advantage that the fabric design is easy.
또한 니들펀치법의 경우는 섬유를 특수바늘을 이용하여 물리적으로 웹을 결합시켜 제조하며 바늘의 펀칭 회수나 바늘의 밀도에 의하여 제품의 두께 등을 다양화하는 것이 가능한 이점이 있다.In addition, in the case of the needle punching method, fibers are physically manufactured by combining webs using special needles, and it is possible to diversify the thickness of the product by the number of punching of needles and the density of needles.
이와 같은 부직포 제조방법에 의해 제조된 열가소성 폴리우레탄 부직포는 본 발명에 사용되는 기재로 사용하는 것이 바람직하다. 열가소성 폴리우레탄 부직포 기재는 기본적인 신축 특성이 우수한 것은 물론이고 그 면밀도가 매우 낮고 매우 얇고 부드럽고 소프트하고 또한 통기성이 있음에도 불구하고 기공이 작고 균일하게 분산하여 분포하고 있는 구조를 취하고 있다. 또한 얇은 부직포로 구성될 수 있는 점에서 다른 부재와 복합할 때도 더욱 얇은, 부드럽고 소프트한 복합소재를 부착하는 것이 가능하다. 상기 열가소성 폴리우레탄은 융점이 80 내지 200℃인 것이 특징이다. 따라서 열 접착성이 양호하고 열처리 이후 열 접착 용도로 사용하는 것이 가능한 이점이 있다. 한편, 기재의 평량으로는 10 내지 150g/m2인 것이 바람직한데, 평량이 10g/m2 미만이면 기재로서의 물성이 떨어지며, 평량이 150g/m2를 초과하면 강성도(stiffness)가 높아 가공성이 떨어지는 문제점이 있었다.The thermoplastic polyurethane nonwoven fabric produced by such a nonwoven fabric manufacturing method is preferably used as the base material used in the present invention. The thermoplastic polyurethane nonwoven fabric substrate has a structure in which the pores are small and uniformly dispersed and distributed in spite of the fact that the surface area is very low, very thin, soft and soft, and has air permeability as well as excellent elongation and expansion characteristics. It is also possible to attach a thinner, soft and soft composite material when combined with other members in that it can be composed of a thin nonwoven fabric. The thermoplastic polyurethane has a melting point of 80 to 200 ° C. Therefore, there is an advantage that the thermal adhesiveness is good and can be used for thermal bonding after the heat treatment. On the other hand, the basis weight of the base material is preferably 10 to 150 g / m < 2 >. If the basis weight is less than 10 g / m < 2 >, the physical properties of the base material are deteriorated. If the basis weight exceeds 150 g / m & .
또한, 열가소성 폴리우레탄 부직포는 소수성 또는 친수성의 성질을 띠는 것이 가능하고, 색 도입도 가능하며, 열가소성의 특징을 통해 고온의 라미네이팅 환경에서 부분적으로 용융될 수 있어서 별도의 접착제 없이 접착 역할을 하는 것이 가능한 이점이 있다.The thermoplastic polyurethane nonwoven fabric can be hydrophobic or hydrophilic, can be introduced in color, and can be partially melted in a high-temperature laminating environment due to its thermoplastic characteristics, so that the thermoplastic polyurethane non- There is a possible advantage.
한편, 본 발명에서 각 유닛을 통하여 방사되는 고분자 방사용액의 고분자의 종류는 전기방사될 수 있는 것이면 크게 제한되지 않으나, 폴리이미드(PI), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리아미드(PA), 메타아라미드, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리우레탄(PU) 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하며, 그 중에서도 폴리우레탄(PU)을 사용한 경우, 소재 유사성으로 인해 기재인 열가소성 폴리우레탄과의 접착력이 강하여 특히 바람직하다. In the present invention, the kind of the polymer of the polymer solution used for spinning through each unit is not limited as long as it can be electrospun. However, the polymer may be polyimide (PI), polyacrylonitrile (PAN), polyethersulfone (PES) , Polyamide (PA), meta-aramid, polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyurethane (PU). Among them, polyurethane (PU) , And is particularly preferable because of its strong adhesive force with thermoplastic polyurethane which is a substrate due to material similarity.
한편 본 발명의 섬유를 제조하기 위해서는 먼저 고분자 방사용액을 전기방사장치의 각 유닛(10a, 10b)과 연결된 방사용액 주탱크(8)에 공급하고, 상기 방사용액 주탱크(8)에 공급된 고분자방사 용액은 계량 펌프(미도시)를 통하여 높은 전압이 부여되는 노즐블록(11)의 다수의 노즐(12) 내에 연속적으로 정량공급된다. 상기 각 노즐(12)로부터 공급되는 고분자 방사 용액은 노즐(12)을 통해 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(13) 상에 위치한 열가소성 폴리우레탄 기재 상에 전기방사되면서 나노섬유 웹층이 적층형성된다. In order to produce the fiber of the present invention, first, the polymer spinning solution is supplied to the spinning solution main tank 8 connected to each
적층형성되는 나노섬유 부직포의 평량은 1g/m2 이상 50 g/m2 이하가 바람직하며, 1g/m2 이상 20 g/m2 이하가 특히 바람직하다. 1g/m2 미만이거나 50 g/m2 를 초과하면 기계적 물성이 바람직하지 않다.The basis weight of the nanofiber nonwoven fabric formed laminate is 1g / m 2 at least 50 g / m 2 or less is preferable and, 1g / m 2 at least 20 g / m 2 or less is particularly preferred. If it is less than 1 g / m 2 or exceeds 50 g / m 2 , the mechanical properties are undesirable.
한편 상기 전기방사장치(1)의 각 유닛(10a, 10b) 내에서 나노섬유 부직포가 적층되는 열가소성 폴리우레탄 기재는 모터(미도시)의 구동에 의해 동작하는 공급롤러(3) 및 상기 공급롤러(3)의 회전에 의해 구동하는 보조이송장치(16)의 회전에 의해 제1 유닛(10a)에서 제2 유닛(10b)으로 이송되고 상기한 공정을 반복하면서 열가소성 폴리우레탄 기재 상에 나노섬유 부직포가 연속적으로 전기방사 및 적층형성된다. 이후 라미네이팅 장치(90)에서 열융착하는 과정을 거쳐 섬유가 제조될 수 있다.On the other hand, the thermoplastic polyurethane base material in which the nanofiber nonwoven fabric is laminated in each
3. 지지체, 열가소성 폴리우레탄 기재, 및 나노섬유 3. Supports, thermoplastic polyurethane substrates, and nanofibers 웹층을Web layer 포함하는 섬유의 제조방법 METHOD OF MANUFACTURING INCLUDING FIBERS
본 발명의 일실시예에 따르면, 각 유닛(10a, 10b)에서 상기 열가소성 폴리우레탄 기재 상에 나노섬유 부직포를 연속적으로 적층형성한 후, 전기방사장치(1) 후단부에 위치하는 합지장치(100)에서는 지지체가 상기 나노섬유 부직포가 적층형성되지 않은, 상기 열가소성 폴리우레탄 기재의 타측면에 접합되고 라미네이팅 장치(90)에서 열융착하는 과정을 거쳐 섬유가 제조될 수 있다. 상기 지지체로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 셀룰로오스 기재, 합성 기재 및 이성분 기재로 이루어진 군에서 1종이상이 선택되어 사용될 수 있다. 이때, 상기 지지체의 평량은 50 내지 300g/m2인 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, nanofiber nonwoven fabrics are successively laminated on the thermoplastic polyurethane base material in each
4. 고온방사4. High temperature radiation
본 발명의 일실시예에 따르면, 온도조절장치(60)를 이용하여 고분자 방사용액이 노즐을 통해 45 내지 120℃인 고온에서 전기방사될 수 있다. 일반적으로 기존의 발명들은 고분자 방사 용액의 농도를 일정하게 유지하기 위해 희석제, 농도 조절 장치들을 구비한다. 이러한 희석제로는 MEK(methyl ether ketone), THF(tetra hydro furan), Alcohol 등이 사용된다. 노즐블록(11)을 통해 전기방사되어 컬렉터(13)에 집적되는 고분자 방사 용액이외에 오버플로우 시스템(200)을 통해 회수되는 고분자 방사 용액의 농도는 주저장 탱크(미도시)로부터 최초에 공급되는 고분자 방사 용액의 농도보다 높은 농도를 가지게 되는데, 기존 전기방사시에는 이러한 고분자 방사 용액의 농도를 일정수준으로 유지하기 위하여 희석제를 첨가하였다. 또한 희석제로 사용되는 MEK 또는 THF 등은 끓는점(b.p)이 낮아(약 60℃) 전기방사시에 용매인 DMAc 단독으로 사용하는 경우보다 비산성이 좋아 나노섬유형성이 용이하다. According to an embodiment of the present invention, the polymer spinning solution can be electrospun through a nozzle at a high temperature of 45 to 120 DEG C by using the
그러나 본원발명은 농도를 일정하게 유지하는 대신, 재사용되는 고농도의 고분자 방사 용액을 오버플로우 후에 다시 사용하되 고분자 방사 용액의 점도를 온도조절 제어장치(60)를 이용하여 일정하게 조절함으로써 전기방사의 효율을 높이는 수단을 제공하며 희석제의 사용이 없이도 높은 점도를 조절하기 위한 높은 온도조건에서 비산성이 우수하여 고분자 방사 용액의 나노섬유형성을 용이하게 할수 있다.However, in the present invention, instead of keeping the concentration constant, the high-concentration polymer spinning solution to be reused is reused after overflow, and the viscosity of the polymer spinning solution is controlled constantly using the
점도란 흐르는 액체 내에서 용질과 용매의 비뚤어짐 응력과 비뚤어짐 속도의 비율을 의미한다. 일반적으로 절단면적당 점탄율로 표시하며 단위는 dynscm-2gcm-1s-1또는 푸아즈(poise, P)이다. 점도는 온도 상승에 반비례하여 저하된다. 용해액의 점도가 용매의 점도보다 높은 것은 용질에 따라 액체의 흐름에 비뚤어짐이 생기며 그 양만큼 액체의 유속이 저하되기 때문이다. The viscosity refers to the ratio of the skew stress and the skewness rate of solute and solvent in the flowing liquid. In general, it is expressed in terms of the point dryness per cutting area, and the unit is dynscm-2gcm-1s-1 or poise (P). The viscosity decreases in inverse proportion to the temperature rise. If the viscosity of the solution is higher than the viscosity of the solvent, the flow of the liquid is distorted depending on the solute, and the flow rate of the liquid is lowered by the amount.
용액의 점도를 각종 용액농도로 측정하여 그것을 농도 0에 외삽한 값, 고유점도(η)와 물질의 분자량M의 관계는 (η)=KMa로 표시할 수 있다. 이때의 K, a는 용질또는 용매의 종류, 온도에 의존하는 정수이다. 따라서, 점도값은 온도에 영향을 받으며 그 변화정도는 유체의 종류에 따라 다르다. 따라서, 점도를 이야기할 때에는 온도 및 점도의 값을 명시해야 한다.The viscosity of the solution is measured at various solution concentrations and extrapolated to a concentration of 0, and the relationship between the intrinsic viscosity (?) And the molecular weight M of the substance can be expressed as (?) = KMa. In this case, K, a is an integer depending on the type of solute or solvent and the temperature. Therefore, the viscosity value is affected by the temperature, and the degree of the change depends on the type of fluid. Therefore, when talking about viscosity, the values of temperature and viscosity should be specified.
전기방사장치(1)로 나노섬유를 제조할 때에, 사용되는 고분자와 용매(Solvent)의 종류, 고분자 용액의 농도, 방사실(Spinningroom)의 온도 및 습도 등이 제조되는 나노섬유의 섬유직경과 방사성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 즉, 전기방사에서 방사되는 고분자의 물성이 중요하다. 통상적으로 전기방사시에 고분자의 점도는 일정 점도이하를 유지하는 것이 필요한 것으로 여겨져 왔다. 이는 점도가 높을수록 노즐(12)을 통해 나노 굵기의 섬유의 방사가 원활이 이루어지지 않는 특성에서 기인하며 점도가 높으면 전기방사를 통해 섬유화 하기에 부적당하다.When fabricating the nanofiber with the electrospinning device 1, the fiber diameter and radioactivity of the nanofiber produced, such as the type of polymer and solvent used, the concentration of the polymer solution, the temperature and humidity of the spinning room, And the like. That is, the physical properties of the polymer emitted from electrospinning are important. It has been considered that it is usually necessary to maintain the viscosity of the polymer at or below a predetermined viscosity at the time of electrospinning. This is because the higher the viscosity, the more the nano-sized fibers are not radiated smoothly through the
본원발명은 상기에서 설명한 바와 같이 전기방사에 적합한 섬유점도를 유지하기 위하여 온도조절 제어장치(60)로 점도를 조절하기 위한 온도조절 제어장치(60)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that it includes a
상기 온도조절 제어장치(60)로는 오버플로우를 통해 재사용되는 높은 점도의 고분자 방사 용액의 점도를 낮게 유지할 수 있는 가열장치와 상대적으로 낮은 점도의 고분자 방사 용액의 점도를 높게 유지할 수 있는 냉각장치 모두 또는 어느 하나를 구비할 수 있다.As the
전기방사 영역에서의 온도에 있어서, 전기방사가 일어나는 영역(이하, '방사영역'이라 한다)의 온도는 방사용액의 점도를 변화시킴으로써 방사 용액의 표면장력을 변화시키므로, 결국 방사된 나노섬유의 직경에 영향을 미치게 된다.In the temperature in the electrospinning region, the temperature of the region where the electrospinning occurs (hereinafter, referred to as the 'radiating region') changes the surface tension of the spinning solution by changing the viscosity of the spinning solution, . ≪ / RTI >
즉, 방사영역의 온도가 상대적으로 높아서 용액의 점도가 낮으면 섬유직경이 상대적으로 가는 나노섬유가 만들어지고, 온도가 상대적으로 낮아서 용액의 점도가 높으면 섬유직경이 상대적으로 굵은 나노섬유가 만들어진다.That is, when the temperature of the radiation region is relatively high, the nanofiber having a relatively small fiber diameter is produced when the viscosity of the solution is low, and the nanofiber having relatively large fiber diameter is produced when the viscosity of the solution is relatively high because the temperature is relatively low.
농도를 측정하기 위한 농도측정장치는 용액에 직접 접촉하는 접촉식과 비접촉식이 있으며, 접촉식으로는 캐필리러식 농도측정장치, 디스크(DISC)식 농도측정장치 등이 사용될 수 있으며, 비접촉식으로는 자외선을 이용한 농도측정장치 또는 적외선을 이용한 농도측정장치 등을 사용할 수 있다.The concentration measuring device for measuring the concentration has a contact type and a non-contact type in direct contact with a solution, and a capillary type concentration measuring device and a disk (DISC) type concentration measuring device can be used as a contact type. A concentration measuring device using the infrared or a concentration measuring device using infrared can be used.
본 발명의 가열장치는 전열히터, 온수순환장치 또는 온풍 순환 장치등으로 이루어 질 수 있으며, 이외에 상기 장치들과 균등한 범위에서 온도를 높일수 있는 장치들을 차용할 수 있다. The heating device of the present invention may be an electric heater, a hot water circulating device, a hot air circulating device, or the like. In addition, devices capable of raising the temperature in the same range as the above devices can be borrowed.
가열장치의 일예로 전열히터는 열선형태로 사용될 수 있으며, 노즐블록(11)의 관체(40)내부에 코일형태의 열선(41, 42)을 장착할 수 있으며, 이는 자킷형태로도 변형가능하다(도 4 내지 도 9 참고).As an example of the heating apparatus, the electro-thermal heater can be used in the form of a hot wire, and the coil-shaped
또한, 선형형태의 열선(41, 42) 및 U자 형태의 파이프(43)의 구성을 지닌 것도 가능하다.It is also possible to have the configuration of the
상기와 같은 가열장치는 고분자 방사 용액이 방사되는 노즐블록(11), 고분자 방사 용액이 저장되는 탱크(주저장 탱크, 중간탱크 또는 재생탱크) 및 오버플로우 시스템(200 : 특히 회수부로부터 재생탱크로 이송되는 이송배관)중 어느 하나 이상에 구비될 수 있다.The heating apparatus includes a
본 발명의 냉각장치는 칠링장치를 포함한 냉각수단등이 사용될 수 있으며, 폴리머 용액의 일정점도를 유지하기 위한 수단은 통상적으로 적용이 가능하다. 냉각장치는 가열장치와 동일하게 노즐블록(11), 탱크 및 오버플로우 시스템(200) 중 어느 하나 이상에 구비될 수 있으며, 폴리머 용액의 일정점도를 유지하기 위해 사용된다.The cooling device of the present invention may be a cooling device including a chilling device, and the means for maintaining a constant viscosity of the polymer solution is usually applicable. The cooling device, like the heating device, may be provided in at least one of the
또한, 본 발명의 온도조절 제어장치(60)는 농도를 측정하는 센서와 이에 따라 온도를 제어하는 온도조절 제어부(미도시)를 포함한다.In addition, the
상기 센서는 주저장 탱크(미도시), 중간탱크(220), 재생탱크(230), 노즐블록(11) 또는 오버플로우 시스템(200) 등에 설치되어 방사용액의 농도를 실시간으로 측정하여 이를 온도조절 제어장치(60)에서 점도가 일정하게 유지되도록 가열장치 및/또는 냉각장치를 작동한다.The sensor is installed in a main storage tank (not shown), an
본 발명의 일 실시예에 따르면 오버플로우 시스템(200)을 통해 재공급 되는 고분자 방사 용액의 농도는 20 내지 40%이며, 이는 통상적인 전기방사에서 사용되는 고분자 방사 용액의 농도인 10 내지 18%에 비해 고농도의 용액이다.According to an embodiment of the present invention, the concentration of the polymer spinning solution re-supplied through the
또한, 본 발명의 재공급 되는 고분자 방사 용액의 점도를 일정하게 하기 위해, 고분자 방사 용액의 농도에 따른 고분자 방사 용액의 온도는 상온이 아닌, 45 내지 120 ℃로 조절되는 것을 특징으로 한다.The temperature of the polymer spinning solution according to the concentration of the polymer spinning solution is controlled at 45 to 120 ° C, not at room temperature, in order to make the viscosity of the polymer spinning solution re-supplied according to the present invention constant.
한편, 본 발명의 고분자 방사 용액은 점도는 1,000 내지 5,000 cps가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 3,000 cps 의 점도가 좋다. 점도가 1,000 cps 이하일 경우 전기방사되어 적층되는 나노섬유의 품질이 불량하며, 점도가 3,000 cps 이상일 경우 전기방사시 노즐(12)로부터 고분자 방사 용액의 토출이 용이하게 되지 않아 생산속도가 느려진다. On the other hand, the viscosity of the polymer spinning solution of the present invention is preferably 1,000 to 5,000 cps, more preferably 1,000 to 3,000 cps. When the viscosity is 1,000 cps or less, the quality of the nanofibers to be electrospun is poor, and when the viscosity is 3,000 cps or more, the polymer spinning solution can not be easily discharged from the
또한, 본원발명은 전기방사를 진행할수록 고분자 방사 용액의 점도는 일정하여 전기방사시의 방사용이성이 우수함과 동시에 고분자 방사 용액의 농도가 증가하여 콜렉터에 집적되는 나노섬유 중 용매를 제외한 고형분 양의 증가로 생산성이 증대되는 효과가 있다.In addition, since the viscosity of the polymer spinning solution is constant as the electrospinning progresses, the spinning easiness in electrospinning is excellent, and the concentration of the polymer spinning solution is increased, so that the amount of the solid content in the nanofiber integrated into the collector The productivity is increased.
이에 더해, 전기방사를 이용한 나노섬유의 잔존 용매량이 기존의 전기방사를 이용한 경우 보다 적어 우수한 품질의 나노섬유를 제조할 수 있다.In addition, the amount of the residual solvent of the nanofibers using electrospinning is lower than that of the conventional electrospinning, and thus it is possible to produce nanofibers of excellent quality.
또한, 본 발명의 온도조절 제어장치(60)는 오프라인 상으로 작업자가 중간탱크(220)의 농도를 측정하여 노즐블록(11)이나 주저장탱크(미도시)의 온도조절을 통해 고분자 방사 용액의 점도를 제어할 수 있는 수동식이 가능함과 동시에, 온라인상으로 자동제어 시스템을 통해 농도측정에 따라 해당 용액의 온도를 조절할 수 있는 자동식인 것을 포함한다.The
5. 패터닝5. Patterning
본 발명의 일실시예에 따르면 고분자 방사용액이 횡방향(CD방향:Cross Direction) 또는 종방향(MD방향: Machine Direction)으로 평량이 상이하게 전기방사되어 한 평면에서 구획별로 평량이 상이한 나노섬유웹을 형성할 수도 있다. 여기서 평량(Basis Weight or Grammage)은 단위 면적당 질량(g/m2)으로 정의된다. According to an embodiment of the present invention, the polymer spinning solution is electrospinned in a cross direction (CD direction) or machine direction (MD direction) to form a nanofiber web May be formed. Here Basis Weight or Grammage is defined as mass per unit area (g / m2).
본 발명의 일실시예에 따라 평량이 상이한 나노섬유웹을 형성하기 위한 전기방사장치의 구성 및 작업방법을 아래에서 설명한다. 도 16은 평량이 상이한 나노섬유웹을 형성하기 위한 전기방사장치 일 유닛내에 설치되는 노즐블럭의 배치도이다. 유닛에 배치된 노즐은 기재의 전면부에 도포될 수도 있으나, 필요에 따라 기재의 특정부분에 도포되는 것이 바람직하다. 도 16에서는 노즐을 9개씩 5개의 그룹으로 나누어서 상부에 2개 중앙에 1개 그리고 하부에 2개로 배치되어 있다. 그러나 상기 노즐과 노즐블럭의 배치는 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 노즐의 개수와 방사되는 저융점 고분자의 양 등을 고려하여 적절히 설계, 변경하여 배치할 수 있음은 물론이다.The construction and working method of the electrospinning device for forming a nanofiber web having different basis weights according to an embodiment of the present invention will be described below. 16 is a layout diagram of a nozzle block installed in a unit of an electrospinning apparatus for forming a nanofiber web having different basis weights. The nozzles disposed in the unit may be applied to the front portion of the substrate, but are preferably applied to a specific portion of the substrate if necessary. In Fig. 16, the nozzles are divided into five groups of nine nozzles, one at the center and two at the bottom in the upper part. However, the arrangement of the nozzle and the nozzle block is not limited thereto, and it is obvious that those skilled in the art can appropriately design, change and arrange the nozzle in consideration of the number of the nozzles and the amount of the low melting point polymer to be radiated.
도 17은 도 16과 같은 노즐블럭의 배치에 따른 전기방사 작업과정을 나타내는 평면도인데, 직육면체형상으로 형성되되, 그 상부면에 다수개의 노즐이 선형으로 구비되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 노즐블록에 기재의 길이 및 폭방향으로 다수개 배열설치되고, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)는 방사용액 주탱크(8)에 연결되어 상기 방사용액 주탱크(8) 내에 충진된 고분자 방사용액이 공급된다.FIG. 17 is a plan view showing the electrospinning process according to the arrangement of the nozzle blocks shown in FIG. 16. The
여기서, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)는 방사용액 주탱크(8)에 공급배관(240)으로 연결되되, 상기 공급배관(240)은 다수개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)와 방사용액 주탱크(8)를 연결하기 위하여 다수개로 분기형성된다.The
이때, 상기 방사용액 주탱크(8)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 연설되는 공급배관(240)에는 공급량 조절수단(도번 미도시)이 구비되되, 상기 공급량 조절수단은 밸브(212, 213, 214, 233)로 이루어진다.At this time, the
이렇게 상기 방사용액 주탱크(8)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 연설되는 공급배관(240)에 밸브(212, 213, 214, 233)가 각각 구비되고, 상기 각 밸브(212, 213, 214, 233)에 의하여 방사용액 주탱크(8)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어되는 on-off 시스템에 의해 제어된다.The
즉, 상기 공급배관(240)을 통하여 방사용액 주탱크(8)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액의 공급 시 상기 방사용액 주탱크(8)와 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 연설하는 공급배관에 구비되는 밸브(212, 213, 214, 233)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 밸브(212, 213, 214, 233)의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크(8)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어된다.That is, when the polymer spinning solution is supplied to the
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 방사용액 주탱크(8)와 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 연설하되, 분기형성되는 공급배관(240)에 밸브(212, 213, 214, 233)가 각각 구비되어 방사용액 주탱크(8)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액의 공급 시 다수개의 밸브(212, 213, 214, 233) 중 특정 밸브(212, 213, 214, 233)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 밸브(212, 213, 214, 233)를 폐쇄하여 노즐블록(111)에 배열설치되는 노즐관체 중 특정위치의 노즐관체(112a, 112c, 112e)에만 고분자 방사용액의 공급을 차단하는 등 상기 밸브(212, 213, 214, 233)의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크(8)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어된다.The spray liquid main tank 8 and the
즉, 상기 공급배관(240)과 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a)은 연설되되, 상기 공급배관(240)은 노즐(111a)의 갯수와 대응되게 분기형성된다.That is, the nozzles 111a provided in the
상기 방사량 조절수단은 밸브(212, 213, 214, 233)로 이루어진다. The means for regulating the amount of radiation comprises
이렇게, 상기 방사량 조절수단으로 밸브(212, 213, 214, 233)가 구비됨으로써 상기 밸브(212, 213, 214, 233)의 개, 폐에 의하여 공급배관(240)에서 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 개별적으로 제어되고, 상기 밸브(212, 213, 214, 233)는 제어부(미도시)에 제어가능하게 연결되되, 상기 밸브(212, 213, 214, 233)의 개, 폐가 제어부에 의해 자동으로 제어되는 것이 바람직하나, 현장상황 및 작업자의 요구에 따라 상기 밸브(212, 213, 214, 233)의 개, 폐가 수동으로 제어되도록 이루어지는 것도 가능하다.By providing the
본 발명에서는 상기 방사량 조절수단이 밸브(212, 213, 214, 233)로 이루어져 있으나, 공급배관(240)에서 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.In the present invention, if the amount of radiation of the polymer spinning solution which is supplied after being supplied to the nozzle 111a from the
본 발명에서는 상기 공급배관(240)에 밸브(212, 213, 214, 233)가 구비되어 상기 방사용액 주탱크(8)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 공급배관(240)에 밸브(212, 213, 214, 233)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 기재(115)의 폭방향에 평량이 상이한 나노섬유 웹을 적층형성하도록 이루어져 있다.In the present invention,
도 18는 본 발명의 방사용액 유닛내의 노즐이 CD방향으로 ON-OFF되는 상태를 나타내는 평면도이고 도 19은 18과 같은 방사용액 유닛내의 노즐의 작동에 따른 CD방향으로 고분자의 평량이 상이하게 전기방사되는 작업과정을 나타내는 평면도인데, 전술한 바와 같이 방사용액 유닛내의 노즐의 작동을 전기적으로 ON-OFF 조절하여 CD방향으로 평량이 상이한 나노섬유 웹을 형성할 수 있다. 도 20은 본 발명의 방사용액 유닛내의 노즐이 MD방향으로 ON-OFF되는 상태를 나타내는 평면도인데, 전술한 바와 같이 방사용액 유닛내의 노즐의 작동을 전기적으로 ON-OFF 조절하여 MD방향으로 평량이 상이한 나노섬유웹을 형성할 수 있다.Fig. 18 is a plan view showing a state in which the nozzles in the spinning solution unit of the present invention are turned on and off in the CD direction, and Fig. 19 is a plan view showing a state in which the basis weight of the polymer in the spinning solution unit, As described above, the operation of the nozzles in the spinning solution unit can be electrically turned on and off to form nanofiber webs different in basis weight in the CD direction. FIG. 20 is a plan view showing a state in which the nozzle in the spinning solution unit of the present invention is turned on and off in the MD direction. As described above, the operation of the nozzle in the spinning solution unit is electrically turned on and off, A nanofiber web can be formed.
실시예Example 1 One
폴리우레탄(Dow(USA) 사의 Pellethane 2363-80AE를 사용), 폴리비닐리덴 플루오라이드 각각 13중량%을 디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide, DMAc)에 87%용해시켜 각각의 방사용액을 제조하고, 전기방사장치의 제1 유닛의 방사용액 주탱크에는 폴리우레탄 방사용액을, 제2유닛에는 폴리비닐리덴 플루오라이드 방사용액을 투입하였다. 전기방사장치의 제1 유닛에서는 인가전압을 20kV로 부여하여 평량이 30g/m2 인 열가소성 폴리우레탄 기재(Bluecher사(社) IOH10UM4) 상에 상기 폴리우레탄 방사용액을 전기방사하여 평량 5g/m2인 폴리우레탄 나노섬유 부직포를 적층형성하였다. 제2 유닛에서는 인가전압을 20kV로 부여하여 상기 폴리우레탄 나노섬유 부직포 상에 상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 방사용액을 전기방사하여 평량5g/m2 인 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포를 적층형성하였다. 이 때, 방사용액의 유량은 0.1mL/h, 온도 22℃, 습도 20%이었으며, 전기방사 후 열융착을 거쳐 복합섬유를 제조하였다. Polyvinylidene fluoride (Pellethane 2363-80AE manufactured by Dow (USA) was used) and 87% of polyvinylidene fluoride were dissolved in dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide, DMAc) , The polyurethane spraying solution was injected into the spinning solution main tank of the first unit of the electrospinning device, and the polyvinylidene fluoride spinning solution was injected into the second unit. In the first unit of the electrospinning device, the polyurethane spraying solution was electrospun on a thermoplastic polyurethane base material (Bluecher Co., Ltd. IOH10UM4) having a basis weight of 30 g / m 2 by applying an applied voltage of 20 kV to a basis weight of 5 g / m 2 Were laminated to form a nonwoven fabric of polyurethane nanofibers. In the second unit, a polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric having a basis weight of 5 g / m 2 was laminated by applying the polyvinylidene fluoride spinning solution onto the polyurethane nanofiber nonwoven fabric by applying an applied voltage of 20 kV. At this time, the flow rate of the spinning solution was 0.1 mL / h, the temperature was 22 ° C, and the humidity was 20%.
실시예 2Example 2
폴리우레탄 나노섬유 부직포의 평량을 3g/m2로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 열가소성 폴리우레탄 기재와 폴리우레탄 나노섬유로 이루어진 복합섬유를 제조하였다.A composite fiber composed of a thermoplastic polyurethane base material and a polyurethane nanofiber was prepared in the same manner as in Example 1, except that the basis weight of the polyurethane nanofiber nonwoven fabric was changed to 3 g / m 2 .
실시예 3Example 3
제1유닛에 폴리비닐리덴 플루오라이드 방사용액을, 제2유닛에 폴리우레탄 방사용액을 넣은 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 열가소성 폴리우레탄 기재와 폴리우레탄 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유로 이루어진 복합섬유를 제조하였다. A thermoplastic polyurethane base material and a polyurethane and polyvinylidene fluoride nanofiber were prepared in the same manner as in Example 1 except that a polyvinylidene fluoride spinning solution was used in the first unit and a polyurethane spinning solution was used in the second unit. To prepare a composite fiber.
실시예 4Example 4
폴리우레탄(DOW사(USA))의 Pellethane 2363-80AE) 10중량%을 N-N-디메틸아세트아마이드(DMAc) 용매 90중량%를 사용하여 용해시켜 농도가 10%, 점도 1000cps인 방사용액을 제조하고 원료탱크에 구비하였다. 이후 이로부터 방사용액을 노즐블록으로 이동시킨 후 노즐블록과 컬렉터 간의 거리를 20cm, 인가전압 15kV, 방사용액 유량 0.1mL/h, 온도 60℃로 실시예 1과 동일한 멜트블로운 열가소성 폴리우레탄 기재의 한쪽 면에 전기방사 하였다. 이후, 방사공정을 거치며 방사되지 못하고 오버플로우된 고형분이 다시 저장탱크의 하나인 원료탱크로 구비되는 과정에서 원료탱크 내 방사용액의 농도가 20%로 변경되었고, 이에 따라 점도는 2000cps로 변경되었다. 이후 온도조절장치의 센서에 의해 점도를 1000cps로 낮추기 위해 원료탱크의 온도를 80℃로 상승시킨 후 멜트블로운 열가소성 폴리우레탄 기재 상에 전기방사하여 폴리우레탄 나노섬유가 적층되었다. 이후, 폴리우레탄 나노섬유가 적층되지 않은 열가소성 폴리우레탄 기재의 다른 한쪽면에 평량 100g/m2 인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재를 합지한 후, 열융착과정을 거쳐 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 열가소성 폴리우레탄 기재, 그리고 폴리우레탄 나노섬유로 이루어진 복합섬유를 제조하였다. 10 wt% of polyurethane (Pellethane 2363-80AE from DOW, USA) was dissolved in 90 wt% of NN-dimethylacetamide (DMAc) to prepare a spinning solution having a concentration of 10% and a viscosity of 1000 cps. Lt; / RTI > Thereafter, the spinning solution was transferred to the nozzle block, and the distance between the nozzle block and the collector was 20 cm, the applied voltage was 15 kV, the spinning liquid flow rate was 0.1 mL / h, and the temperature was 60 ° C. Electrons were spun on one side. Thereafter, the concentration of the spinning solution in the raw material tank was changed to 20% in the course of providing the raw material tank, which is one of the storage tanks, overflowed by the spinning process, and the viscosity was changed to 2000 cps. Thereafter, the temperature of the raw material tank was raised to 80 캜 to lower the viscosity to 1000 cps by the sensor of the temperature control device, and the polyurethane nanofibers were laminated by electrospinning on the meltblown thermoplastic polyurethane base material. Thereafter, a polyethylene terephthalate base material having a basis weight of 100 g / m < 2 > is laminated on the other surface of the thermoplastic polyurethane base material on which the polyurethane nanofibers are not laminated, and the base material is thermally fused to produce polyethylene terephthalate, thermoplastic polyurethane base, A composite fiber composed of nanofibers was prepared.
실시예 5Example 5
제2 나노섬유 부직포층의 한 평면상 평량을 상이하게 만들기 위해, CD방향으로 노즐블럭이 2부분으로 분리되고 각각 독립된 주탱크에 연결되게 설계된 on-off시스템을 포함한 노즐블록을 가지는 전기방사유닛2를 사용하는 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 복합섬유를 제조하였다. An electrospinning unit 2 having a nozzle block including an on-off system designed to divide the nozzle block into two parts in the CD direction and to be connected to separate main tanks, respectively, in order to make the planar basis weight of the second nanofiber non- Was used in place of the polypropylene fiber.
비교예1Comparative Example 1
실시예 1에서 기재로 열가소성 폴리우레탄 기재 대신 셀룰로오스 기재를 사용한 것 외에는 동일 제조방법을 이용, 셀룰로오스 기재와 폴리우레탄 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유로 이루어진 복합섬유를 제조하였다.A composite fiber composed of a cellulose substrate and a polyurethane and polyvinylidene fluoride nanofiber was produced by the same manufacturing method except that a cellulose substrate was used instead of the thermoplastic polyurethane substrate as described in Example 1.
기재와 나노섬유 부직포층 간의 부착력 테스트Test of adhesion between substrate and nanofiber nonwoven fabric layer
실시예 및 비교예에서 제조된 복합섬유 1m2을 각각 세탁기를 이용하여 세탁1회, 헹굼2회, 건조 1회를 세탁 1사이클로 하여, 1, 3, 5, 사이클로 세탁하였을 때 기재와 나노섬유웹층 간에 탈리가 일어나는지 관찰하였다.When 1 m 2 of the composite fibers prepared in Examples and Comparative Examples were washed in a cycle of 1, 3, and 5 cycles with one wash, two rinse, and one dry cycle using a washing machine, the substrate and the nanofiber web layer We observed whether tearing of the liver occurred.
(O: 탈리가 일어나지 않은 경우, : 탈리가 총 면적대비 50%이하로 일어난 경우, X: 탈리가 총 면적대비 50%초과하여 일어난 경우)(O: when no desorption occurred: when the desorption occurred at less than 50% of the total area, and when X: desorption occurred at more than 50% of the total area)
실시예 1내지 5에 따른 복합섬유는, 별도의 접착제나 핫멜트층을 사용하지 않고도, 열융착 공정을 통해 5사이클 세탁 이후에도 기재와 나노섬유 사이에 탈리가 비교예에 비하여 잘 일어나지 않았다.In the composite fibers according to Examples 1 to 5, the separation between the substrate and the nanofibers did not occur more easily than the comparative example even after 5 cycles of washing through a thermal fusion process without using a separate adhesive or hot melt layer.
1 : 전기방사장치, 3 : 공급롤러,
5 : 권취롤러, 7 : 주 제어장치,
8 : 방사용액 주탱크, 10a, 10b : 유닛,
11 : 노즐블록, 12 : 노즐,
13 : 컬렉터, 14, 14a, 14b : 전압 발생장치,
15, 15a, 15b : 장척시트, 16 : 보조 이송장치,
16a : 보조벨트, 16b : 보조벨트 롤러,
18 : 케이스, 19 : 절연부재,
30 : 장척시트 이송속도 조절장치, 31 : 완충구간,
33, 33' : 지지롤러, 35 : 조절롤러,
40 : 관체, 41, 42 : 열선,
43 : 파이프, 60 : 온도조절 제어장치,
70 : 두께 측정장치, 80 : 통기도 계측장치,
90 : 라미네이팅 장치, 100 : 합지장치,
111 : 노즐블록,
111a : 노즐, 112 : 노즐관체,
112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i : 노즐관체,
115 : 기재, 115a, 115b, 115c : 나노섬유 부직포
200 : 오버플로우 장치, 211, 231 : 교반장치,
212, 213, 214, 233 : 밸브, 216 : 제2 이송배관,
218 : 제2 이송제어장치, 220 : 중간탱크,
222 : 제2 센서, 230 : 재생탱크,
232 : 제1 센서, 240 : 공급배관,
242 : 공급제어밸브, 250 : 방사용액 회수 경로,
251 : 제1 이송배관, 300 : VOC 재활용 장치,
310 : 응축장치, 311, 321, 331, 332 : 배관,
320 : 증류장치, 330 : 용매 저장장치,
404 : 공기 공급용 노즐, 405 : 노즐 플레이트,
407 : 제 1 방사용액 저장판, 408 : 제 2 방사용액 저장판,
410 : 오버플로액 임시저장판, 411 : 공기저장판,
412 : 오버플로 배출구, 413 : 공기유입구,
414 : 공기 공급용 노즐 지지판, 415 : 오버플로 제거용 노즐,
416 : 오버플로 제거용 노즐 지지판, 500 : 다중관상노즐,
501 : 내측관, 502 : 외측관,
503 : 선단부.1: electrospinning device, 3: feed roller,
5: take-up roller, 7: main control device,
8: spinning liquid main tank, 10a, 10b: unit,
11: nozzle block, 12: nozzle,
13: collector, 14, 14a, 14b: voltage generator,
15, 15a, 15b: long sheet, 16: auxiliary conveying device,
16a: auxiliary belt, 16b: auxiliary belt roller,
18: case, 19: insulating member,
30: Long sheet conveying speed adjusting device, 31: Buffer section,
33, 33 ': support roller, 35: regulating roller,
40: tube body, 41, 42: heat wire,
43: pipe, 60: temperature control device,
70: thickness measuring device, 80: air permeability measuring device,
90: laminating apparatus, 100: laminating apparatus,
111: nozzle block,
111a: nozzle, 112: nozzle tube,
112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i:
115: substrate, 115a, 115b, 115c: nanofiber nonwoven fabric
200: overflow device, 211, 231: stirring device,
212, 213, 214, 233: valve, 216: second transfer pipe,
218: second conveyance control device, 220: intermediate tank,
222: second sensor, 230: regeneration tank,
232: first sensor, 240: supply pipe,
242: supply control valve, 250: circulating fluid recovery path,
251: first transfer pipe, 300: VOC recycling apparatus,
310: condenser, 311, 321, 331, 332: piping,
320: distillation device, 330: solvent storage device,
404: nozzle for supplying air, 405: nozzle plate,
407: first spinning solution storage plate, 408: second spinning solution storage plate,
410: overflow liquid temporary storage plate, 411: air storage plate,
412: overflow outlet, 413: air inlet,
414: nozzle support plate for supplying air, 415: overflow removing nozzle,
416: nozzle support plate for removing overflow, 500: multi-tubular nozzle,
501: inner tube, 502: outer tube,
503: the tip.
Claims (9)
상기 열가소성 폴리우레탄 기재를 전기방사장치의 전기방사 유닛1에 이동시켜 기재의 한쪽 면에 고분자 방사용액을 전기방사하여 제1나노섬유 부직포층을 형성하는 단계;
상기 제1나노섬유 부직포층이 형성된 적층체를 전기방사 유닛2에 이동시켜 제1나노섬유 부직포층 상에 제2나노섬유 부직포층을 형성하는 단계; 및
상기 기재 상에 2층의 나노섬유 부직포층이 적층된 적층체를 열융착하는 단계;를 포함하고,
상기 각각의 나노섬유 부직포층의 총 평량이 1g/m2 이상 50 g/m2 이하이며,
상기 제1 및 제2 나노섬유 부직포층은 고분자 방사용액을 횡방향 또는 종방향으로 평량이 상이하게 전기방사하여 형성된 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법.
Preparing a thermoplastic polyurethane base;
Moving the thermoplastic polyurethane base material to the electrospinning unit 1 of the electrospinning apparatus and electrospinning the polymer spinning solution on one side of the base material to form a first nanofiber nonwoven fabric layer;
Forming a second nanofiber nonwoven fabric layer on the first nanofiber nonwoven fabric layer by moving the laminate having the first nanofiber nonwoven fabric layer to the electrospinning unit 2; And
And thermally fusing a laminate in which two layers of the nanofiber nonwoven fabric layer are laminated on the base material,
Wherein the total basis weight of each of the nanofiber nonwoven fabric layers is 1 g / m 2 or more and 50 g / m 2 or less,
Wherein the first and second nanofiber nonwoven fabric layers are formed by electrospinning the polymer spinning solution with different basis weights in the transverse or longitudinal direction, thereby improving the adhesion between the substrate and the nanofiber nonwoven fabric.
상기 열융착하는 단계 이전에 상기 열가소성 폴리우레탄 기재의 다른 한쪽면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재, 셀룰로오스 기재 및 이성분 기재로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 지지체를 적층하는 단계가 추가된 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that a step of laminating at least one support selected from the group consisting of a polyethylene terephthalate base material, a cellulose base material and a bicomponent base material on the other surface of the thermoplastic polyurethane base material is added before the heat fusion step A method for manufacturing a composite fiber having improved adhesion between nanofiber nonwoven fabrics.
상기 고분자는 폴리이미드(PI), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리아미드(PA), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리우레탄(PU) 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
The polymer is selected from the group consisting of polyimide (PI), polyacrylonitrile (PAN), polyethersulfone (PES), polyamide (PA), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyurethane Wherein the adhesion between the substrate and the nanofiber nonwoven fabric is improved.
상기 제1 나노섬유 부직포층과 제2나노섬유 부직포층 간에는 섬유 직경이 상이하거나 고분자 종류가 상이한 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first nanofiber nonwoven fabric layer and the second nanofiber nonwoven fabric layer have different fiber diameters or different polymer types, and the adhesion between the substrate and the nanofiber nonwoven fabric is improved.
상기 제1나노섬유 부직포층은 폴리우레탄(PU)이고, 제2나노섬유 부직포층은 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 또는 폴리이미드(PI)인 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first nanofiber nonwoven fabric layer is polyurethane (PU) and the second nanofiber nonwoven fabric layer is polyvinylidene fluoride (PVDF) or polyimide (PI). A method for producing a composite fiber.
상기 나노섬유 부직포의 총 평량이 1g/m2 이상 20 g/m2 이하인 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the total basis weight of the nanofiber nonwoven fabric is 1 g / m 2 or more and 20 g / m 2 or less, wherein the adhesion between the substrate and the nanofiber nonwoven fabric is improved.
상기 전기방사장치는 온도조절장치를 이용하여 고분자 방사용액이 노즐을 통해 45 내지 120℃인 고온에서 전기방사되는 것을 특징으로 하는 기재와 나노섬유 부직포 간의 부착력이 향상된 복합섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electrospinning device is electrospinning the polymer spinning solution through a nozzle at a high temperature of 45 to 120 DEG C by using a temperature control device, wherein the adhesion between the substrate and the nanofiber nonwoven fabric is improved.
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