KR102023628B1

KR102023628B1 - 휴대용 나노섬유 도포장치

Info

Publication number: KR102023628B1
Application number: KR1020180088529A
Authority: KR
Inventors: 조성진; 배재현; 최정용; 정연도; 오강민
Original assignee: 충남대학교산학협력단
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2019-09-20

Abstract

본 발명의 일실시예는 망 형태의 도포대상체에 손쉽게 나노섬유를 도포할 수 있는 휴대용 나노섬유 도포장치를 제공한다. 여기서, 휴대용 나노섬유 도포장치는 하우징부, 전기방사부, 송풍부 그리고 전압인가부를 포함한다. 하우징부는 전단부에는 제1관통공이 형성되고, 후단 상부에는 제2관통공이 형성되며, 내측에는 설치공간이 형성되는 베이스 챔버를 가진다. 전기방사부는 설치공간에 구비되고, 제1관통공을 통해 도포대상체로 방사용액을 전기방사한다. 송풍부는 제2관통공에 구비되고, 전기방사부에서 분사되는 방사용액이 비산되어 형성되는 나노섬유가 도포대상체에 도포되도록 제1관통공을 통해 공기를 토출시킨다. 전압인가부는 전기방사부 및 도포대상체에 전기적으로 연결되고, 전기방사부 및 도포대상체에 서로 다른 전압을 인가한다.

Description

휴대용 나노섬유 도포장치{PORTABLE APPRATUS FOR SPREADING NANOFIBER}

본 발명은 휴대용 나노섬유 도포장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 망 형태의 도포대상체에 손쉽게 나노섬유를 도포할 수 있는 휴대용 나노섬유 도포장치에 관한 것이다.

일반적으로 외부에서 실내로 유입된 미세먼지를 제거하기 위해 공기청정기를 이용하고 있다.

하지만 공기청정기는 지속적으로 전기를 소모하며, 공간을 차지하고, 개방된 공간에서는 효과가 미약한 단점이 있다.

또한, 공기청정기는 폐쇄된 공간에서 사용하기 때문에 온도 및 습도 조절에 취약하고, 휘발성 유기 화합물(VOCs) 등의 휘발성 유해물질을 잘 걸러내지 못하기 때문에 이러한 환경에서는 산소공급 및 공기순환에 어려움이 있다.

이러한 문제점들은 환기를 통해 해결할 수 있지만 환기과정 중에 미세먼지가 함께 유입될 수 있기 때문에 그 효과가 낮다.

나노섬유는 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세실을 의미한다. 일반적으로 나노섬유는 구멍들 속으로 섬유원료를 밀어 넣고 압력 및 전기장을 가해 전기방사(electrospinning)방식으로 뽑아낸다.

나노섬유는 부피에 비해 표면적이 크기 때문에 필터용으로 여과효과를 볼 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제2005-0015610호에는 전기방사 방식으로 나노섬유를 균일하게 코팅하는 방법이 개시되고 있으나, 여기서 개시되는 전기방사는 생산공장에 적합한 설비에 관한 것이다.

따라서, 가정용 방충망 등에 적용하기에는 적합하지 않다.

대한민국 공개특허공보 제2005-0015610호(2005.02.21. 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 망 형태의 도포대상체에 손쉽게 나노섬유를 도포할 수 있는 휴대용 나노섬유 도포장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 전단부에는 제1관통공이 형성되고, 후단 상부에는 제2관통공이 형성되며, 내측에는 설치공간이 형성되는 베이스 챔버를 가지는 하우징부; 상기 설치공간에 구비되고, 상기 제1관통공을 통해 도포대상체로 방사용액을 전기방사하는 전기방사부; 상기 제2관통공에 구비되고, 상기 전기방사부에서 분사되는 방사용액이 비산되어 형성되는 나노섬유가 상기 도포대상체에 도포되도록 상기 제1관통공을 통해 공기를 토출시키는 송풍부; 그리고 상기 전기방사부 및 상기 도포대상체에 전기적으로 연결되고, 상기 전기방사부 및 상기 도포대상체에 서로 다른 전압을 인가하는 전압인가부를 포함하는 휴대용 나노섬유 도포장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전기방사부는 상기 설치공간의 중심축 상에 위치되는 가압블록과, 상기 가압블록의 양측에 돌출 형성되고 상기 베이스 챔버의 내주면에 상기 베이스 챔버의 길이방향을 따라 연장되도록 형성되는 한 쌍의 가이드홈에 결합되어 상기 가압블록의 직진이동을 안내하는 가이드날개를 가지는 가압부와, 상기 설치공간의 후단부에 구비되고 회전하는 구동축을 가지는 모터와, 일단부는 상기 구동축과 연결되고 타단부는 상기 가압블록에 나사 결합되며 상기 구동축과 함께 회전하면서 상기 가압블록을 전방으로 이동시키는 푸시로드와, 상기 설치공간의 전단부에 구비되고 상기 방사용액이 수용되는 실린더와, 상기 가압부에 의해 전방으로 이동하면서 상기 실린더에 수용된 방사용액을 가압하는 피스톤과, 상기 실린더의 전단부에 구비되고 가압되는 방사용액이 상기 제1관통공을 통해 분사되도록 하는 분사노즐을 가지는 수용분사부를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가압블록의 전단부에는 상기 피스톤의 후단부가 안착되는 안착홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 푸시로드의 외주면에는 제1나사산이 형성되고, 상기 가압블록의 후단부에 중심축 방향으로 형성되는 결합홈에는 상기 제1나사산과 나사 결합되는 제2나사산이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 양단부가 각각 상기 하우징에 결합되고 상기 하우징의 중앙에 지름방향으로 구비되는 서포트 플레이트와, 상기 서포트 풀레이트의 중앙에 상기 실린더의 외측지름에 대응되는 내측지름을 가지도록 형성되되, 상기 실린더가 끼움 결합되도록 일측에 개방홈이 형성되는 착탈링을 가지는 장착부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 실린더의 후단부에는 플랜지가 형성되고, 상기 장착부는 상기 플랜지가 삽입되도록 상기 플랜지의 두께에 대응되는 폭을 가지고 상기 착탈링 및 상기 서포트 플레이트에 관통 형성되는 끼움슬릿을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하우징은 상기 모터, 상기 송풍부 및 상기 전압인가부에 전기를 공급하는 전원부가 위치되며, 제1비아에 의해 상기 베이스 챔버와 연통되는 제1설치챔버와, 상기 전압인가부가 위치되며, 제2비아에 의해 상기 베이스 챔버와 연통되는 제2설치챔버를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전압인가부는 상기 제2설치챔버에 위치되고 전압을 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부로부터 연장되어 상기 분사노즐에 연결되고, 상기 분사노즐에 전압을 인가하는 제1연장선과, 상기 증폭부로부터 연장되어 상기 도포대상체에 연결되고, 상기 분사노즐에 인가되는 전압의 반대전압을 인가하는 제2연장선을 가지고, 상기 제2설치챔버는 상기 제2설치챔버와 상기 베이스 챔버를 연통하고 상기 제1연장선이 관통하여 연장되도록 형성되는 제1연통공과, 상기 제2연장선이 관통하여 연장되도록 형성되는 제2연통공을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1관통공에 결합되고, 상기 분사노즐이 보호되도록 전단부가 상기 분사노즐의 전단부보다 전방으로 위치되도록 형성되며, 상기 송풍부에서 송풍되는 공기의 토출 속도가 증가되도록 전방으로 갈수록 지름이 작아지는 토출안내면을 가지는 커버노즐부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 설치공간의 전단부에 서로 이격되어 형성되고, 상기 베이스 챔버의 내주면에 원주방향으로 마련되는 한 쌍의 리브에 연결되면서 상기 베이스 챔버의 길이방향으로 연장되되, 상기 베이스 챔버의 원주방향을 따라 마련되어 상기 송풍부에 의해 송풍되는 공기를 가열하는 가열부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 나노섬유를 생성하기 위한 방사용액을 전기방사하는 전기방사부를 휴대 가능한 하우징부의 내측에 마련하고, 이러한 하우징부에 송풍부 및 전압인가부를 수용함으로써, 나노섬유를 도포하고자 하는 도포대상체에 대해 나노섬유의 도포가 용이하도록 하는 휴대용 나노섬유 도포장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치를 나타낸 단면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 하우징부를 나타낸 단면사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 전기방사부를 중심으로 나타낸 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 수용분사부 및 장착부의 결합예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 커버노즐부 및 하우징부 결합예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 분사노즐 및 커버노즐부를 중심으로 나타낸 단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치를 나타낸 단면사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치를 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 하우징부를 나타낸 단면사시도이다.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 휴대용 나노섬유 도포장치는 하우징부(100), 전기방사부(200), 송풍부(300) 그리고 전압인가부(400)를 포함할 수 있다.

하우징부(100)는 휴대용 나노섬유 도포장치의 외형을 형성할 수 있다.

도 1을 참조하면, 하우징부(100)는 제1하프하우징(100a) 및 제2하프하우징(100b)으로 이루어질 수 있다. 그리고 도 4에서 보는 바와 같이, 제1하프하우징(100a)은 제1쿼터하우징(100a-1) 및 제2쿼터하우징(100a-2)으로 이루어질 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제2하프하우징(100b)도 제1하프하우징(100a)과 마찬가지로 복수의 쿼터하우징으로 이루어질 수 있다.

제1하프하우징(100a) 및 제2하프하우징(100b)은 서로 대칭되도록 형성될 수 있으며, 따라서, 제2하프하우징(100b)을 이루는 각각의 쿼터하우징도 제1쿼터하우징(100a-1) 및 제2쿼터하우징(100a-2)에 대칭되도록 형성될 수 있다.

하우징부(100)는 베이스 챔버(110), 제1설치챔버(120) 및 제2설치챔버(130)를 가질 수 있다. 그리고, 제1하프하우징(100a)에는 베이스 챔버(110), 제1설치챔버(120) 및 제2설치챔버(130)의 절반이 형성될 수 있고, 제2하프하우징(100b)에는 베이스 챔버(110), 제1설치챔버(120) 및 제2설치챔버(130)의 나머지 절반이 형성될 수 있다.

이하에서는 설명의 편의상, 제1하프하우징(100a)을 예로 설명하지만, 전술한 바와 같이, 제1하프하우징(100a)은 제2하프하우징(100b)과 대칭을 이루어 동일한 형상을 가지기 때문에, 제1하프하우징(100a)을 예로 설명하는 내용은 제2하프하우징(100b)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

또한, 이하에서는 설명의 편의상, 전기방사부(200)에서 방사용액이 분사되는 방향을 기준으로 전단/전단부/전방, 후단/후단부/후방으로 설명한다.

상세히, 하우징부(100)는 베이스 챔버(110), 제1설치챔버(120) 및 제2설치챔버(130)를 가질 수 있다.

베이스 챔버(110)는 하우징부(100)의 길이방향으로 형성되는 메인 챔버로써 내측에는 설치공간(111)이 형성될 수 있다. 그리고, 베이스 챔버(110)의 전단부에는 제1관통공(112)이 형성되고, 후단 상부에는 제2관통공(113)이 형성될 수 있다.

베이스 챔버(110)는 제1설치부(114), 제2설치부(115), 가이드홈(116), 리브(117) 및 설치홈(118)을 가질 수 있다.

제1설치부(114)는 베이스 챔버(110)의 내측 후단부, 즉, 설치공간(111)의 후단부에 형성될 수 있다. 제1설치부(114)에는 후술할 모터(220)가 설치될 수 있다.

제2설치부(115)는 설치공간(111)의 후단부 하측에 형성될 수 있으며, 제2설치부(115)에는 후술할 구동드라이버부(730)가 설치될 수 있다.

가이드홈(116)은 베이스 챔버(110)의 내주면에 베이스 챔버(110)의 길이방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 가이드홈(116)의 베이스 챔버(110)의 내주면 양측에 한 쌍으로 형성될 수 있다.

리브(117)는 설치공간(111)의 전단부에 한 쌍으로 형성될 수 있다. 리브(117)는 베이스 챔버(110)의 길이방향을 따라 서로 이격되어 형성될 수 있으며, 베이스 챔버(110)의 내주면에 원주방향으로 형성될 수 있다. 리브(117)에는 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 결합공(117a)이 형성될 수 있다. 리브(117)는 베이스 챔버(110)의 강성을 보강함과 동시에 후술할 가열부(600)가 설치될 수 있는 기초를 이룰 수 있다.

설치홈(118)은 베이스 챔버(110)의 상부 및 하부에 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 설치홈(118)에는 후술할 장착부(500)가 결합될 수 있다.

제1설치챔버(120)는 베이스 챔버(110)의 상부에 형성될 수 있다. 제1설치챔버(120)는 제1비아(121)에 의해 베이스 챔버(110)와 연통될 수 있다.

제2설치챔버(130)는 베이스 챔버(110)의 하부에 형성될 수 있다. 제2설치챔버(130)는 제2비아(131)에 의해 베이스 챔버(110)와 연통될 수 있다.

제1설치챔버(120) 및 제2설치챔버(130)에 구비되는 구성에 대해서는 후술한다.

전기방사부(200)는 설치공간(111)에 구비될 수 있으며, 전기방사부(200)는 제1관통공(112)을 통해 도포대상체(M)로 방사용액을 전기방사할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 전기방사부를 중심으로 나타낸 분해사시도인데, 이하에서는 도 5 및 도 6을 더 포함하여 설명한다.

도 2, 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 전기방사부(200)는 가압부(210), 모터(220), 푸시로드(230) 그리고 수용분사부(240)를 가질 수 있다.

가압부(210)는 가압블록(211) 및 가이드날개(215)를 가질 수 있다.

가압블록(211)은 설치공간(111)의 중심축 상에 위치될 수 있다. 가압블록(211)은 베이스 챔버(110)의 길이방향으로 연장 형성될 수 있다.

가이드날개(215)는 가압블록(211)의 양측에 돌출 형성될 수 있으며, 베이스 챔버(110)의 내주면에 형성되는 한 쌍의 가이드홈(116)에 결합될 수 있다. 가이드날개(215)는 가이드홈(116)을 따라 이동되면서 가압블록(211)이 직진 이동하도록 안내할 수 있다.

모터(220)는 설치공간(111)의 제1설치부(114)에 구비될 수 있으며, 구동축(221)이 회전하도록 회전력을 제공할 수 있다.

푸시로드(230)는 일단부는 구동축(221)과 연결되고, 타단부는 가압블록(211)에 나사 결합될 수 있다. 푸시로드(230)의 외주면에는 제1나사산(231)이 형성될 수 있다.

전기방사부(200)는 어댑터(250)를 더 가질 수 있는데, 어댑터(250)는 구동축(221) 및 푸시로드(230)를 연결할 수 있다.

어댑터(250)의 일단부에는 제1결합홀(251)이 형성될 수 있으며, 제1결합홀(251)에는 구동축(221)이 삽입 결합될 수 있다. 구동축(221)은 제1결합홀(251)에 끼움 결합될 수 있으며, 이에 따라 구동축(221)이 회전하면 어댑터(250)도 함께 회전될 수 있다.

어댑터(250)의 타단부에는 제2결합홀(252)이 형성될 수 있으며, 제2결합홀(252)에는 푸시로드(230)의 일단부가 삽입 결합될 수 있다. 이때, 푸시로드(230)의 일단부는 제2결합홀(252)에 끼움 결합될 수 있으며, 이에 따라 어댑터(250)가 회전하면 푸시로드(230)도 함께 회전될 수 있다. 즉, 모터(220)의 구동축(221)이 회전하면 푸시로드(230)도 일체로 회전될 수 있다.

그리고, 가압블록(211)의 후단부에는 충심축 방향으로 결합홈(213)이 형성될 수 있으며, 결합홈(213)의 내주면에는 제1나사산(231)과 나사 결합되는 제2나사산(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서, 푸시로드(230)가 결합홈(213)에 삽입되어 제1나사산(231)이 제2나사산과 나사 결합된 상태에서 구동축(221)이 회전하게 되면 가압블록(211)은 베이스 챔버(110)의 전방으로 이동될 수 있다. 물론, 구동축(221)의 회전 방향에 따라 가압블록(211)은 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다.

수용분사부(240)는 실린더(241), 피스톤(243) 그리고 분사노즐(245)을 가질 수 있다.

실린더(241)는 설치공간(111)의 전단부에 구비될 수 있으며, 방사용액을 수용할 수 있다.

여기서, 방사용액은 나노섬유의 원료가 되며, 고분자물질이 용해된 용액일 수 있다. 방사용액을 구성하는 고분자 물질로는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF: polyvinylidene fluoride), 폴리아크릴로니트릴(PAN: polyacrylonitile), 폴리설폰(PS: polysulfone), 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO: polyethylene oxide)등 용매에 용해 가능한 모든 고분자 물질이 채용가능하며, 단일 혹은 둘 이상이 혼합된 상태로 채용될 수 있다.

피스톤(243)은 실린더(241)의 후단으로 삽입 결합될 수 있다. 따라서, 가압부(210)가 전방으로 이동하면 피스톤(243)은 가압부(210)에 의해 전방으로 가압되어 이동되면서 실린더(241)에 수용된 방사용액을 전방으로 가압할 수 있다.

가압블록(211)의 전단부에는 피스톤(243)의 후단부에 안착되는 안착홈(212)이 형성될 수 있다. 이를 통해, 가압블록(211)은 안정적으로 피스톤(243)을 전방으로 가압할 수 있다.

분사노즐(245)은 실린더(241)의 전단부에 구비될 수 있으며, 피스톤(243)에 의해 가압되는 방사용액이 분사되도록 할 수 있다. 분사노즐(245)의 전단부는 제1관통공(112)의 내측에 위치될 수 있으며, 따라서, 분사노즐(245)에서 분사되는 방사용액은 제1관통공(112)을 통해 외측 전방으로 분사될 수 있다. 분사노즐(245)은 금속 소재로 이루어질 수 있다.

그리고, 분사노즐(245)에서 분사되는 방사용액은 전기방사될 수 있으며, 하우징부(100)의 전방 외측에 위치되는 도포대상체(M)로 분사될 수 있다.

수용분사부(240)로는 주사기가 사용될 수도 있다.

도포대상체(M)는 휴대용 나노섬유 도포장치에서 분사되는 분사용액에 의해 형성되는 나노섬유(NF)가 도포되는 대상체를 의미하며, 도포대상체(M)로는 방충망 등이 적용될 수 있다. 도포대상체(M)가 방충망인 경우, 방충망에는 미세한 공극을 가지는 나노섬유가 도포되게 된다.

본 발명에 따른 유대용 나노섬유 도포장치를 이용하여 도포대상체(M)에 나노섬유(NF)를 도포한 상태에서 실험을 실시한 결과, 5㎛ 입자를 기준으로 평균 94% 이상의 제거효율을 나타내었고, 가시광선 영역대에서 평균 97% 이상의 광토과도를 만족하였다. 또한, 압력강하는 83Pa로, KF94 마스크 또는 KF80 마스크와 비교했을 때 약 3~4배 낮은 압력강하를 나타내었다. 이를 통해 보았을 때, 본 발명에 따른 유대용 나노섬유 도포장치를 이용하여 건물의 방충망에 나노섬유를 도포하여 미세먼지를 효과적으로 걸러낼 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 수용분사부 및 장착부의 결합예시도인데, 도 7을 더 포함하여 보는 바와 같이, 휴대용 나노섬유 도포장치는 장착부(500)를 포함할 수 있다.

장착부(500)는 서포트 플레이트(510) 및 착탈링(520)을 가질 수 있다.

서포트 플레이트(510)는 양단부가 각각 베이스 챔버(110)에 형성되는 설치홈(118)에 결합되어 베이스 챔버(110)의 중앙에 지름방향으로 구비될 수 있다. 도 2를 참조하였을 때, 장착부(500)는 설치공간(111)에 수직하게 구비될 수 있다.

착탈링(520)은 서포트 플레이트(510)의 중앙에 형성될 수 있다. 착탈링(520)은 실린더(241)의 외측지름에 대응되는 내측지름을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 착탈링(520)은 일측에 개방홈(521)이 형성될 수 있으며, 개방홈(521)을 통해 실린더(241)는 착탈링(520)에 끼움 결합되거나, 착탈링(520)으로부터 탈거될 수 있다.

이에 따라, 수용분사부(240)에 방사용액을 채우기 위해서나 수용분사부(240)를 교체하는 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 수용분사부(240)로는 주사기가 사용될 수도 있는데, 이 경우, 실린더(241)의 후단부에는 플랜지(242)가 형성될 수 있다.

그래서, 장착부(500)는 끼움슬릿(522)을 가질 수 있다.

끼움슬릿(522)은 플랜지(242)의 두께에 대응되는 폭을 가지도록 형성될 수 있으며, 착탈링(520) 및 서포트 플레이트(510)에 관통 형성될 수 있다. 실린더(241)가 착탈링(520)에 결합되었을 때, 플랜지(242)는 끼움슬릿(522)에 삽입 결합될 수 있다.

다시, 도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 휴대용 나노섬유 도포장치는 가열부(600)를 포함할 수 있다.

가열부(600)는 베이스 챔버(110)에 형성되는 한 쌍의 리브(117)에 연결되면서 베이스 챔버(110)의 길이방향으로 연장되되, 베이스 챔버(110)의 원주방향을 따라 마련될 수 있다.

가열부(600)는 송풍부(300)에 의해 설치공간(111)에서 송풍되는 공기를 가열하여 공기의 온도가 높아지고 습도가 낮아지도록 할 수 있다.

더하여, 가열부(600)는 실린더(241)에 수용되는 방사용액에 열을 제공하여 방사용액이 실린더(241) 내부에서 경화되지 않도록 할 수 있다. 가열부(600)는 열선 형태로 이루어질 수 있으며, 결합공(117a)을 통해 연장될 수 있다.

송풍부(300)는 베이스 챔버(110)의 후단 상부에 구비될 수 있다. 송풍부(300)는 송풍팬(310)을 가질 수 있으며, 송풍팬(310)이 회전하면 외부의 공기는 제2관통공(113)을 통해 베이스 챔버(110)의 내측으로 유입될 수 있다. 베이스 챔버(110)로 유입되는 공기는 설치공간(111)을 지나 제1관통공(112)으로 배출될 수 있다.

제1관통공(112)으로 배출되는 공기는 가열부(600)에 의해 가열된 상태이기 때문에, 습도가 낮아지도록 제어될 수 있다.

방사용액은 용매와 용질을 포함할 수 있는데, 수용분사부(240)에서 방사용액이 분사되면 용매는 증발하게 되고, 용질은 나노섬유로 형성될 수 있다. 따라서, 나노섬유의 안정적인 형성을 위해서는 용매의 효과적인 증발이 중요하다.

본 발명에서는 제1관통공(112)에서 배출되는 공기가 가열부(600)에 의해 가열되고, 습도가 낮아지도록 함으로써, 분사되는 방사용액의 용매가 효과적으로 증발되도록 할 수 있으며, 나노섬유가 효과적으로 형성되도록 할 수 있는 온도 및 습도 조건이 마련되도록 할 수 있다.

더하여, 제1관통공(112)에서 공기가 분사되도록 함으로써, 분사노즐(245)에서 분사되는 방사용액이 비산되도록 하여 나노섬유로 형성되는 것을 촉진할 수 있다.

그리고, 휴대용 나노섬유 도포장치는 전원부(700), 제어부(710), 승압부(720,721) 및 구동드라이버부(730)를 포함할 수 있다.

전원부(700)는 제1설치챔버(120)에 수용될 수 있으며, 전원부(700)로는 배터리가 사용될 수 있다.

제어부(710)는 제2설치챔버(130)에 수용될 수 있으며, 전원부(700) 및 제어부(710)는 제1연결선(701)으로 연결될 수 있다. 제1연결선(701)은 제1비아(121) 및 제2비아(131)를 통해 마련될 수 있다. 제어부(710)는 인쇄회로기판에 실장되어 마련될 수 있다.

승압부(270,271)는 제어부(710)의 전방 및 후방에 각각 마련될 수 있다.

제어부(710)의 전방에 마련되는 승압부(270)은 제어부(710)와 제2연결선(702)으로 연결될 수 있으며, 제2설치챔버(130)의 전단부에 마련되고 제3연결선(703)으로 연결되는 전압인가부(400)에 승압된 전압을 제공할 수 있다.

그리고, 제어부(710)의 후방에 마련되는 승압부(271)는 제어부(710)와 제4연결선(704)으로 연결될 수 있으며, 베이스 챔버(110)의 제2설치부(115)에 마련되는 구동드라이버부(730)와 제5연결선(705)으로 연결되어 구동드라이버부(730)에 승압된 전압을 제공할 수 있다.

구동드라이버부(730)는 모터(220)와 제6연결선(706)으로 연결될 수 있으며, 모터(220)에 전압 및 작동신호를 제공할 수 있다. 구동드라이버부(730)는 모터(220)의 회전수를 제어하여 수용분사부(240)에서 방사용액이 분사되는 양이 균일하도록 제어할 수 있다.

제어부(710)의 후방에 마련되는 승압부(271)는 송풍부(300)와 제7연결선(707)으로 연결되어 송풍부(300)에 전압을 공급할 수 있다.

전압인가부(400)는 증폭부(410), 제1연장선(420) 및 제2연장선(430)을 가질 수 있다.

증폭부(410)는 제2설치챔버(130)의 전단부에 위치되고 승압부(720)에서 제공되는 전압을 증폭할 수 있다.

제1연장선(420)은 증폭부(410)로부터 연장될 수 있으며, 제2설치챔버(130)와 제1관통공(112)이 연통되도록 형성되는 제1연통공(135)을 통해 연장되어 분사노즐(245)에 연결되어 분사노즐(245)에 전압을 인가할 수 있다.

제2연장선(430)은 증폭부(410)로부터 연장될 수 있으며, 제2설치챔버(130)와 외부가 연통되도록 제2설치챔버(130)의 전방에 관통 형성되는 제2연통공(136)을 통해 하우징부(100)의 외측 전방으로 연장될 수 있다. 하우징부(100)의 외측 전방으로 연장되는 제2연장선(430)은 도포대상체(M)에 연결되고 분사노즐(245)에 인가되는 전압의 반대전압을 도포대상체(M)에 인가할 수 있다.

하우징부(100)의 후단부에는 손잡이(101)가 형성될 수 있다. 손잡이(101)는 사용자가 파지가 용이하도록 함으로써, 휴대용 나노섬유 도포장치의 휴대 편의성을 높일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 커버노즐부 및 하우징부 결합예시도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 나노섬유 도포장치의 분사노즐 및 커버노즐부를 중심으로 나타낸 단면도이다.

도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 휴대용 나노섬유 도포장치는 커버노즐부(800)를 포함할 수 있다.

커버노즐부(800)는 토출공(810), 토출안내면(820), 결합돌기(830) 및 조임손잡이(840)를 가질 수 있다.

토출공(810)은 커버노즐부(800)의 중앙에 관통 형성될 수 있다.

토출안내면(820)은 커버노즐부(800)의 내주면을 형성할 수 있으며, 후단부에서 전단부로 갈수록 지름이 작아지도록 형성될 수 있다.

결합돌기(830)는 커버노즐부(800)의 외주면의 양측에 한 쌍으로 형성될 수 있다. 베이스 챔버(110)의 제1관통공(112)의 내주면에는 한 쌍의 탈착홈(119)이 형성될 수 있으며, 각각의 결합돌기(830)는 탈착홈(119)에 결합될 수 있다. 탈착홈(119)은 베이스 챔버(110)의 길이방향으로 연장되는 부분과 원주방향으로 연장되는 부분을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 결합돌기(830)가 베이스 챔버(110)의 길이방향으로 탈착홈(119)에 삽입된 후 커버노즐부(800)가 회전되어 결합돌기(830)가 원주방향으로 탈착홈(119)에 결합되면 커버노즐부(800)는 제1관통공(112)에 고정될 수 있다.

커버노즐부(800)가 제1관통공(112)에 결합되면, 토출공(810)의 중심축은 분사노즐(245)의 중심축과 동일선상에 위치될 수 있다.

그리고, 커버노즐부(800)가 제1관통공(112)에 결합되었을 때, 커버노즐부(800)의 전단부는 분사노즐(245)의 전단부보다 전방으로 위치될 수 있으며, 이를 통해, 분사노즐(245)이 보호되도록 할 수 있다.

커버노즐부(800)가 제1관통공(112)에 결합되고, 송풍부(300, 도 1 참조)에서 공기가 송풍되면, 송풍되는 공기는 토출안내면(820)을 통과하면서 유속이 빨라질 수 있으며, 이를 통해, 전기방사부(200)에서 전기방사되는 방사용액의 분사속도를 높일 수 있고 도포대상체에 나노섬유가 잘 도포될 수 있다.

조임손잡이(840)는 커버노즐부(800)의 전면에 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 사용자가 커버노즐부(800)를 용이하게 회전시키도록 도울 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 하우징부 110: 베이스 챔버
120: 제1설치챔버 130: 제2설치챔버
200: 전기방사부 210: 가압부
220: 모터 230: 푸시로드
240: 수용분사부 245: 분사노즐
300: 송풍부 400: 전압인가부
500: 장착부 600: 가열부
700: 전원부 800: 커버노즐부

Claims

전단부에는 제1관통공이 형성되고, 후단 상부에는 제2관통공이 형성되며, 내측에는 설치공간이 형성되는 베이스 챔버를 가지는 하우징부;
상기 설치공간에 구비되고, 상기 제1관통공을 통해 도포대상체로 방사용액을 전기방사하는 전기방사부;
상기 제2관통공에 구비되고, 상기 전기방사부에서 분사되는 방사용액이 비산되어 형성되는 나노섬유가 상기 도포대상체에 도포되도록 상기 제1관통공을 통해 공기를 토출시키는 송풍부; 그리고
상기 전기방사부 및 상기 도포대상체에 전기적으로 연결되고, 상기 전기방사부 및 상기 도포대상체에 서로 다른 전압을 인가하는 전압인가부를 포함하며,
상기 전기방사부는
상기 설치공간의 중심축 상에 위치되는 가압블록과, 상기 가압블록의 양측에 돌출 형성되고 상기 베이스 챔버의 내주면에 상기 베이스 챔버의 길이방향을 따라 연장되도록 형성되는 한 쌍의 가이드홈에 결합되어 상기 가압블록의 직진이동을 안내하는 가이드날개를 가지는 가압부와,
상기 설치공간의 후단부에 구비되고 회전하는 구동축을 가지는 모터와,
일단부는 상기 구동축과 연결되고 타단부는 상기 가압블록에 나사 결합되며 상기 구동축과 함께 회전하면서 상기 가압블록을 전방으로 이동시키는 푸시로드와,
상기 설치공간의 전단부에 구비되고 상기 방사용액이 수용되는 실린더와, 상기 가압부에 의해 전방으로 이동하면서 상기 실린더에 수용된 방사용액을 가압하는 피스톤과, 상기 실린더의 전단부에 구비되고 가압되는 방사용액이 상기 제1관통공을 통해 분사되도록 하는 분사노즐을 가지는 수용분사부를 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가압블록의 전단부에는 상기 피스톤의 후단부가 안착되는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.
제1항에 있어서,
상기 푸시로드의 외주면에는 제1나사산이 형성되고,
상기 가압블록의 후단부에 중심축 방향으로 형성되는 결합홈에는 상기 제1나사산과 나사 결합되는 제2나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.
제1항에 있어서,
양단부가 각각 상기 하우징에 결합되고 상기 하우징의 중앙에 지름방향으로 구비되는 서포트 플레이트와,
상기 서포트 플레이트의 중앙에 상기 실린더의 외측지름에 대응되는 내측지름을 가지도록 형성되되, 상기 실린더가 끼움 결합되도록 일측에 개방홈이 형성되는 착탈링을 가지는 장착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.
제5항에 있어서,
상기 실린더의 후단부에는 플랜지가 형성되고,
상기 장착부는 상기 플랜지가 삽입되도록 상기 플랜지의 두께에 대응되는 폭을 가지고 상기 착탈링 및 상기 서포트 플레이트에 관통 형성되는 끼움슬릿을 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징은
상기 모터, 상기 송풍부 및 상기 전압인가부에 전기를 공급하는 전원부가 위치되며, 제1비아에 의해 상기 베이스 챔버와 연통되는 제1설치챔버와,
상기 전압인가부가 위치되며, 제2비아에 의해 상기 베이스 챔버와 연통되는 제2설치챔버를 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.
제7항에 있어서,
상기 전압인가부는
상기 제2설치챔버에 위치되고 전압을 증폭하는 증폭부와,
상기 증폭부로부터 연장되어 상기 분사노즐에 연결되고, 상기 분사노즐에 전압을 인가하는 제1연장선과,
상기 증폭부로부터 연장되어 상기 도포대상체에 연결되고, 상기 분사노즐에 인가되는 전압의 반대전압을 인가하는 제2연장선을 가지고,
상기 제2설치챔버는
상기 제2설치챔버와 상기 베이스 챔버를 연통하고 상기 제1연장선이 관통하여 연장되도록 형성되는 제1연통공과,
상기 제2연장선이 관통하여 연장되도록 형성되는 제2연통공을 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.
제1항에 있어서,
상기 제1관통공에 결합되고, 상기 분사노즐이 보호되도록 전단부가 상기 분사노즐의 전단부보다 전방으로 위치되도록 형성되며, 상기 송풍부에서 송풍되는 공기의 토출 속도가 증가되도록 전방으로 갈수록 지름이 작아지는 토출안내면을 가지는 커버노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.
제1항에 있어서,
상기 설치공간의 전단부에 서로 이격되어 형성되고, 상기 베이스 챔버의 내주면에 원주방향으로 마련되는 한 쌍의 리브에 연결되면서 상기 베이스 챔버의 길이방향으로 연장되되, 상기 베이스 챔버의 원주방향을 따라 마련되어 상기 송풍부에 의해 송풍되는 공기를 가열하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 나노섬유 도포장치.