KR102052640B1 - 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치 - Google Patents

전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102052640B1
KR102052640B1 KR1020180093804A KR20180093804A KR102052640B1 KR 102052640 B1 KR102052640 B1 KR 102052640B1 KR 1020180093804 A KR1020180093804 A KR 1020180093804A KR 20180093804 A KR20180093804 A KR 20180093804A KR 102052640 B1 KR102052640 B1 KR 102052640B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
collecting
electrospinning
spinning
disposed
electric field
Prior art date
Application number
KR1020180093804A
Other languages
English (en)
Inventor
이준석
김기정
은종현
Original Assignee
영남대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 영남대학교 산학협력단 filed Critical 영남대학교 산학협력단
Priority to KR1020180093804A priority Critical patent/KR102052640B1/ko
Priority to PCT/KR2019/010052 priority patent/WO2020032669A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102052640B1 publication Critical patent/KR102052640B1/ko

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0061Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0076Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0061Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0069Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 전기장 내에 배치되어 상기 전기장 내에서 이동하는 제트(jet) 형태의 섬유를 수집하는 수집면을 제공하는 수집부와, 상기 수집면 상에 상호 간에 이격 공간을 형성하며 이격 배치되어, 상기 이격 공간을 가로지르는 전하 이동 경로를 형성함으로써 상기 섬유가 상기 전하 이동 경로를 따라 정렬되어 수집되도록 해주는 2 이상의 정렬부재를 포함하는 전기방사 섬유 수집 장치가 제공된다.

Description

전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치{APPARATUS FOR COLLECTING ELECTROSPUN FIBERS AND ELECTROSPINNING APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 전기방사 장치의 방사노즐과 집전판 사이에 형성된 전기장 내에 배치되어 상기 방사노즐에서 방사되어 상기 집전판 쪽으로 이동하는 방사용액 제트(jet) 형태의 섬유를 일정한 방향성을 가지고 수집할 수 있게 해주는 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치에 관한 것이다.
지름이 수십에서 수백 나노미터인 초극세 섬유 즉, 나노섬유를 제조하는 방법은 여러 가지가 존재한다. 구체적인 예를 들면, 드로잉(drawing), 주형 합성(template synthesis), 상전이(phase separation), 자기조립(self-assembly), 전기방사(electrospinning) 등이 알려져 있다. 이들 가운데 나노섬유를 연속적으로 제조할 수 있는 방법인 전기방사가 많이 사용되고 있다.
전기방사 장치는 방사노즐, 집전판(collector) 및 전압 공급부를 포함한다. 방사노즐은 고분자 방사용액을 일정한 속도로 방사시키고, 전압 공급부의 한쪽 전극은 방사노즐의 팁과 연결되어 방사되는 방사용액에 전하를 주입하여 하전시키며, 전압 공급부의 반대 전극은 집전판에 연결(일반적으로 접지)된다. 전압 공급부가 방사노즐과 집전판 사이에 고전압(통상적으로 30kV 이내)을 인가하게 되면 동일 전하의 상호 반발력 및 외부 전기장에 작용된 쿨롱력이 동시에 작용하게 된다. 이후 고분자 내의 전기력이 표면 장력을 넘어서게 됨에 따라 방사노즐의 팁을 통해 방사되는 고분자 방사용액이 제트(jet)로 방사 및 연신 되면서, 나노 스케일의 섬유가 집전판 상에 무작위적으로 배열되어 수집된다.
전기방사 방법으로 제조되는 나노섬유의 형태 및 성질 등은 방사용액의 점도, 탄성, 전도성, 유전성, 극성 및 표면장력 등의 소재 물성과 전기장의 세기, 방사노즐과 집전판 사이의 거리 등에 영향을 받는다. 그런데, 통상의 전기방사 장치는 집전판 내의 구간별 전기장이 균일하지 않기 때문에 방사 시 나노섬유가 무질서하게 분포하는 형태로 적층되는 한계를 가지고 있다. 이에 따라 전기방사를 통해 제조되는 나노섬유 웹(web)은 나노섬유가 무질서하게 배열되므로 원하는 특정 방향의 기계적 물성 및 전도성이 부족하여 그 적용의 범위가 모든 방향으로 물성이 비슷한 부직포 등으로 제한되고 있는 실정이다.
근래에는 나노섬유의 활용도를 넓히기 위해 정렬된 배열의 나노섬유를 제조하는 장치들이 개발되고 있다. 예를 들면, 집전판으로서 회전하는 권취롤을 사용하여 권취롤에 나노섬유가 감기면서 정렬된 나노섬유 웹이 기판상에 형성되도록 해주는 전기방사 장치, 전기장 렌즈를 이용한 균일한 전기장을 통해 섬유 분산을 제어함으로써 정렬된 나노섬유를 방사하는 전기방사 장치 등이 있다.
그러나 이러한 종래의 전기방사 장치들은 정렬된 나노섬유를 원하는 위치에 제조하거나 정렬된 나노섬유를 넓은 면적으로 방사하는 것이 어렵다. 또한, 장치의 구조가 복잡하고 기존에 사용하던 장치를 전체적으로 교체해야 하므로 비용적인 측면에서도 문제를 가지고 있다.
한국 등록특허 10-1787479 “전기방사 방식 패턴 형성 장치”, 2017. 10. 18 등록공고
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,
본 발명의 목적은, 전기방사 장치의 방사노즐과 집전판 사이에 형성된 전기장 내에 배치되어 상기 방사노즐에서 방사되어 상기 집전판 쪽으로 이동하는 방사용액 제트(jet) 형태의 섬유를 일정한 방향성을 가지고 수집할 수 있게 해주는 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 대면적의 정렬된 나노섬유를 제조할 수 있게 해주는 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기장 내에 배치되어 상기 전기장 내로 방사되는 제트(jet) 형태의 섬유를 수집하는 수집면을 제공하는 수집부와, 상기 수집면 상에 상호 간에 이격 공간을 형성하며 이격 배치되어, 상기 이격 공간을 가로지르는 전하 이동 경로를 형성함으로써 상기 섬유가 상기 전하 이동 경로를 따라 정렬되어 수집되도록 해주는 2 이상의 정렬부재를 포함하는 전기방사 섬유 수집 장치가 제공된다.
이때, 각 상기 정렬부재는 판형으로 이루어지며 상기 수집면 상에 세워서 배치될 수 있다.
또한, 각 상기 정렬부재는 구리를 포함하는 전도체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 수집부는 상기 수집면을 제공하는 컨베이어 이송벨트로 이루어지고, 상기 수집부의 이송 경로에 배치되어 상기 수집부를 지지하거나 구동하는 2 이상의 롤러를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 각 상기 정렬부재는 상기 수집부의 폭방향으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 정렬부재는 다수개가 일정 간격으로 이격 배치될 수도 있다. 이때, 각 상기 정렬부재는 판형으로 이루어지며 상기 수집면 상에 세워서 배치될 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 방사용액을 방사하는 방사노즐을 포함하는 방사부와, 상기 방사노즐과 이격되어 배치되는 집전판과, 상기 방사노즐과 상기 집전판 사이에 전기장을 형성하는 전압 공급부와, 상기 방사노즐에서 방사되어 상기 집전판 쪽으로 이동하는 방사용액 제트(jet) 형태의 섬유를 수집하기 위해 상기 전기장 내에 배치되는 상기 전기방사 섬유 수집 장치를 포함하는 전기방사 장치가 제공된다.
이때, 상기 방사노즐은 상기 제트 형태의 섬유가 상기 전기방사 섬유 수집 장치의 정렬부재에 대해 소정 각도 기울어진 상태로 도달되게 해주는 방사 방향을 가지고 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 소정 각도는 45°일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치에 의할 경우 일정한 방향성을 가지고 직선으로 배열된 나노섬유 웹(web)을 효율적으로 제조할 수 있게 된다. 이에 따라 전기방사 방식으로 제조되는 나노섬유 웹의 원하는 방향의 균제도(uniformity), 강도 등을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치에 의하면 대면적의 정렬된 나노섬유 웹을 효과적으로 제조할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치를 포함하는 전기방사 장치를 개략적으로 나타내되 전기방사 섬유 수집 장치를 사시도로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치를 포함하는 전기방사 장치를 개략적으로 나타내되 전기방사 섬유 수집 장치를 평면도로 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 전기방사 방식을 통해 제조된 나노섬유 웹(web)의 현미경 사진이다.
도 5는 도 4의 나노섬유 웹으로 만든 실의 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 장치에 의해 제조된 일방향 나노섬유 웹의 현미경 사진이다.
도 7은 도 6의 일방향 나노섬유 웹으로 만든 실의 현미경 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치를 개략적으로 나타낸 측면도가 도시되어 있다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치를 포함하는 전기방사 장치를 개략적으로 나타내되 전기방사 섬유 수집 장치를 사시도로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치를 포함하는 전기방사 장치를 개략적으로 나타내되 전기방사 섬유 수집 장치를 평면도로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치(100)는 수집부(110)와 2 이상의 정렬부재(120)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치(100)는 컨베이어 형태로 이루어져 있는데, 수집부(110)와 정렬부재(120) 외에 롤러(130a, 130b)를 더 포함하고 있다.
수집부(110)는 전기장 내에 배치되어 상기 전기장 내에서 이동하는 제트(jet) 형태의 섬유를 수집하는 수집면을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서 전기방사 수집 장치(100)는 컨베이어 형태로 이루어질 수 있는데, 이 경우 수집부(110)는 상기 수집면을 제공하는 엔드리스 벨트 즉, 컨베이어 이송벨트로 이루어지게 된다. 수집부(110)가 이와 같이 이루어지면 섬유(F)를 연속적으로 제조할 수 있게 된다. 한편, 수집부(110) 상에 수집된 섬유(F)는 나노섬유 웹(web)의 형태를 가진다.
2 이상의 정렬부재(120)는 상기 수집면 상에 상호 간에 이격 공간(S)을 형성하며 이격 배치되어, 상기 이격 공간(S)을 가로지르는 전하 이동 경로를 형성함으로써 섬유(F)가 상기 전하 이동 경로를 따라 정렬되어 수집되도록 해준다. 각 정렬부재(120)는 전도체를 포함하여 이루어지며, 구체적으로 구리를 포함하는 전도체로 이루어질 수 있다.
각 정렬부재(120)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 원통형, 사각기둥, 판형 등으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 각 정렬부재(120)는 판형으로 이루어지며 상기 수집면 상에 세워서 배치될 수 있다. 이 경우 2 이상의 정렬부재(120)를 가로지는 전하 이동 경로를 따라 섬유(F)가 정렬되어 수집될 때, 각 정렬부재(120)와 섬유(F) 사이의 접촉 면적을 최소화할 수 있게 되고, 이에 따라 섬유(F)가 각 정렬부재(120)에 부착되며 발생하는 부착력이 감소되어 제조된 섬유(F)를 정렬부재(120)와 분리하는 것이 용이해지기 때문이다.
한편, 각 정렬부재(120)는 수집부(110)가 컨베이어 이송벨트로 이루어질 경우, 수집부(110)의 폭방향으로 배치될 수 있으며, 다수개가 일정 간격으로 이격 배치될 수도 있다. 여기서 일정 간격은 방사조건 등에 따라 달라질 수 있으나 0.1~1cm 범위일 수 있다.
2 이상의 롤러(130a, 130b)는 수집부(110)가 컨베이어 이송벨트로 이루어질 때, 수집부(110)의 이송 경로에 배치되어 수집부(110)를 지지하거나 구동한다. 도 1 내지 도 3에 나타난 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치(100)는 2개의 롤러(130a, 130b)를 포함하고 있는데, 이 가운데 어느 하나는 구동부(미도시)로부터 회전 구동력을 전달받아 회전하는 구동 롤러이고, 다른 하나는 아이들러(idler)일 수 있다. 예를 들면, 일측의 롤러(130a)가 구동 롤러로서 구동부로부터 회전 구동력을 전달받아 수집부(110)를 일방향(D)으로 이송시키기 위해 회전할 수 있으며, 타측의 롤러(130b)가 아이들러 역할을 수행할 수 있다. 한편, 구동부는 모터일 수 있다.
이와 같이 롤러(130a, 130b)는 컨베이어 이송벨트로 이루어진 수집부(110)를 일방향(D)으로 구동시킴으로써 상기 전기장 내로 방사되는 제트 형태의 섬유가 수집부(110)의 수집면 상에 다층으로 권취되어 수집될 수 있게 해준다. 그 결과 나노섬유 웹이 수집부(110) 상에 연속적, 대면적으로 수집될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 섬유 수집 장치(100)를 포함하는 전기방사 장치에 관하여 살펴본다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 전기방사 장치는 고분자 용액으로부터 나노섬유를 제조하기 위한 장치로서, 앞서 살펴본 전기방사 섬유 수집 장치(100) 외에 방사부(200), 집전판(300) 및 전압 공급부(400)를 포함하고 있다.
방사부(200)는 방사용액을 방사(紡絲)한다. 방사부(200)는 섬유(F)의 원료인 고분자 용액을 일정 압력을 통해 공급하는 방사용액 토출기(210)와 방사용액 토출기(210)와 연결되어 방사용액을 방사하는 방사노즐(220)을 포함한다. 방사노즐(220)은 전압 공급부(400)에 의해 제1 극으로 대전되는데, 제1 극은 양극(+)일 수 있다. 방사노즐(220)과 집전판(300) 사이에는 전기장이 형성된다.
이때, 방사노즐(220)은 도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 제트 형태의 섬유가 전기방사 섬유 수집 장치(100)의 정렬부재(120)에 대해 소정 각도 기울어진 상태로 도달되게 해주는 방사 방향을 가지고 배치되는 것이 바람직하다. 방사노즐(220)의 방사 방향이 정렬부재(120)와 수직을 이루는 경우에도 방향성을 가지고 섬유가 배열이 되기는 하지만 방사 방향이 정렬부재(120)와 소정 각도를 이루는 경우와 비교할 때, 약간 무질서한 경향을 보이는 것이 실험적으로 확인되었다. 구체적으로 상기 소정 각도가 45°인 경우에 한 방향으로 배열이 잘 이루어질 수 있다.
집전판(300)은 방사노즐(220)과 이격되어 배치된다. 집전판(300)은 전도성 재질을 포함하여 이루어진다. 예를 들면 집전판(300)은 구리로 이루어질 수 있다. 또한, 집전판(300)은 판형, 원통 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 집전판(300)은 전압 공급부(400)에 의해 제2 극으로 대전되는데, 제2 극은 음극(-)일 수 있다.
전압 공급부(400)는 방사부(200)의 방사노즐(220)과 집전판(300) 사이에 전기장을 형성한다. 전술한 바와 같이 전압 공급부(400)는 방사노즐(220)과 집전판(300)에 제1 극 및 제2 극 즉, 서로 반대되는 전극을 가하여 방사노즐(220)과 집전판(300) 사이에 전기장을 형성시켜준다.
전기방사 섬유 수집 장치(100)는 방사노즐(220)에서 방사되어 집전판(300) 쪽으로 이동하는 방사용액 제트(jet) 형태의 섬유를 수집하기 위해 상기 전기장 내에 배치된다. 즉, 전기방사 섬유 수집 장치(100)의 수집부(110)는 전압 공급부(400)와 직접 전기적으로 연결되지는 않으며, 전압 공급부(400)와 연결되어 서로 반대되는 제1 극 및 제2 극으로 각각 대전된 방사노즐(220)과 집전판(300) 사이에 형성되는 전기장 내에 배치된다.
상기 전기장 내에서 전하는 방사노즐(220)에서 집전판(300)을 향하게 되며, 방사노즐(220)에서 방사되는 섬유는 전하를 따라 이동한다. 이때, 방사노즐(220)과 집전판(300) 사이에 전기방사 섬유 수집 장치(100)의 수집부(110)가 배치되면, 수집부(110)의 수집면 상에 배치된 2 이상의 정렬부재(120)는 전도체로 이루어져 있으므로 정렬부재(120) 사이의 이격 공간(S)을 가로지르는 전하 이동 경로가 생성되게 된다. 즉, 상기 전기장 내의 전하는 방사노즐(220)에서 집전판(300)을 향해 갈 때, 상기 전하 이동 경로를 거쳐 집전판(300)에 도달하게 된다. 이에 따라, 방사노즐(220)에서 수집부(110)의 수집면 상으로 방사되는 섬유(F)는 집전판(300)으로 이동하는 전하를 따라 수집면에 도달한 뒤 상기 전하 이동 경로를 따라 방향성을 가지고 수집되게 된다. 이와 같은 수집된 섬유(F)는 나노섬유 웹의 형태를 가진다.
도 4 및 도 5에는 각각 종래의 전기방사 방식 즉, 별도의 수집부와 정렬부재가 배치되지 않고 집전판 상에 나노섬유가 무작위적으로 적층되는 전기방사 장치를 이용하여 제조된 나노섬유 웹(web) 및 이 나노섬유 웹으로 만든 실의 현미경 사진이 나타나 있다. 이를 살펴보면, 나노섬유가 무작위 웹을 통해 제조된 얀(yarn)의 형태를 가지고 있음을 알 수 있다. 이러한 형태의 나노섬유 웹이나 이 웹으로 만든 실은 균제도(uniformity)나 강도 측면에서 한계를 가지므로 그 활용범위가 등방성 부직포 등으로 제한될 수밖에 없다.
이와 비교하여 도 6 및 도 7에는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사 장치에 의해 제조된 나노섬유 웹 및 이 나노섬유 웹으로 만든 실의 현미경 사진이 나타나 있다. 구체적으로, 도 6에 나타난 나노섬유 웹은 열가소성 수지 폴리플루오르화비닐리덴(Polyvinylidene fluoride, 이하 PVDF), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, 이하 DMSO)를 일정량의 대섬유 중량(o.w.f)으로 혼합하고, 용매인 아세톤(Acetone)을 주입한 뒤, 40분 동안 60℃의 온도에서 교반하여 얻어진 23킬로푸아즈(kilopoise)의 점도를 갖는 PVDF/DMSO 고분자 혼합 용액을 방사하여 얻어진 PVDF/DMSO 고분자 나노섬유 웹이다. 도 7은 도 6의 나노섬유 웹으로 만든 실의 사진이다.
도 6 에 나타난 나노섬유 웹은 일정한 방향성을 가지는 웹을 통해 제조된 얀의 형태를 가지고 있다. 즉, PVDF/DMSO 나노필라멘트를 통해 제조된 실이 연신을 거치지 않고도 일방향으로 정렬되어 있다. 이와 같이 본 발명에 의할 경우 전기방사 시 나노섬유를 방향성을 가지고 수집할 수 있게 되어 나노섬유를 실 형태로 제조할 수 있게 된다. 또한, 더불어서 나노섬유 웹으로 만든 실의 균제도 및 강도를 향상시킬 수 있게 되므로 전기방사를 통해 제조되는 나노섬유의 활용 범위도 넓어지게 된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예들에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 또 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 전기방사 섬유 수집 장치
110: 수집부 120: 정렬부재
130a, 130b: 롤러
200: 방사부
210: 방사용액 토출기 220: 방사노즐
300: 집전판
400: 전압 공급부(400)

Claims (10)

  1. 방사용액을 방사하는 방사노즐을 포함하는 방사부와,
    상기 방사노즐과 이격되어 배치되는 집전판과,
    상기 방사노즐과 상기 집전판 사이에 전기장을 형성하는 전압 공급부와,
    상기 방사노즐에서 방사되어 상기 집전판 쪽으로 이동하는 방사용액 제트(jet) 형태의 섬유를 수집하기 위해 상기 전기장 내에 배치되는 전기방사 섬유 수집장치를 포함하고,
    상기 전기방사 섬유 수집장치는,
    전기장 내에 상기 집전판과 이격되어 배치되고, 상기 전기장 내로 방사되는 제트(jet) 형태의 섬유를 수집하는 수집면을 제공하는 수집부와,
    상기 수집면 상에 상호 간에 이격 공간을 형성하며 이격 배치되어, 상기 이격 공간을 가로지르는 전하 이동 경로를 형성함으로써 상기 섬유가 상기 전하 이동 경로를 따라 정렬되어 수집되도록 해주는 2 이상의 정렬부재를 포함하는 전기방사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    각 상기 정렬부재는 판형으로 이루어지며 상기 수집면 상에 세워서 배치되는 전기방사 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    각 상기 정렬부재는 구리를 포함하는 전도체로 이루어지는 전기방사 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 수집부는 상기 수집면을 제공하는 컨베이어 이송벨트로 이루어지고,
    상기 수집부의 이송 경로에 배치되어 상기 수집부를 지지하거나 구동하는 2 이상의 롤러를 더 포함하는 전기방사 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    각 상기 정렬부재는 상기 수집부의 폭방향으로 배치되는 전기방사 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 정렬부재는 다수개가 일정 간격으로 이격 배치되는 전기방사 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    각 상기 정렬부재는 판형으로 이루어지며 상기 수집면 상에 세워서 배치되는 전기방사 장치.
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 방사노즐은 상기 제트 형태의 섬유가 상기 전기방사 섬유 수집 장치의 정렬부재에 대해 소정 각도 기울어진 상태로 도달되게 해주는 방사 방향을 가지고 배치되는 전기방사 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 소정 각도는 45°인 전기방사 장치.
KR1020180093804A 2018-08-10 2018-08-10 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치 KR102052640B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180093804A KR102052640B1 (ko) 2018-08-10 2018-08-10 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치
PCT/KR2019/010052 WO2020032669A1 (ko) 2018-08-10 2019-08-09 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180093804A KR102052640B1 (ko) 2018-08-10 2018-08-10 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102052640B1 true KR102052640B1 (ko) 2019-12-05

Family

ID=69002205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180093804A KR102052640B1 (ko) 2018-08-10 2018-08-10 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102052640B1 (ko)
WO (1) WO2020032669A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112226828A (zh) * 2020-09-29 2021-01-15 中国科学院合肥物质科学研究院 一种使用折叠衬底制备取向纳米纤维的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060033979A (ko) * 2004-10-18 2006-04-21 김학용 나노섬유로 구성된 연속상 필라멘트의 제조방법
JP2017137604A (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 株式会社東芝 電界紡糸装置
KR101787479B1 (ko) 2015-12-01 2017-10-18 주식회사 에이앤에프 전기방사 방식 패턴 형성 장치
JP2018014993A (ja) * 2016-07-13 2018-02-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 培地および繊維集合体の製造方法、ならびに培地の製造装置
KR20180011965A (ko) * 2016-07-26 2018-02-05 전북대학교산학협력단 롤투롤 방식의 투명 나노섬유 제조장치 및 투명 나노섬유 제조용 시트

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436602B1 (ko) * 2002-06-05 2004-06-16 (주)삼신크리에이션 다중노즐을 갖는 전기방사장치 및 이를 이용한 나노섬유제조방법
KR100954813B1 (ko) * 2008-01-11 2010-04-28 파인텍스테크놀로지글로벌리미티드 나노 섬유의 대량 생산을 위한 전기 방사 장치
KR101118080B1 (ko) * 2008-08-08 2012-03-12 코오롱패션머티리얼 (주) 나노섬유 웹의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060033979A (ko) * 2004-10-18 2006-04-21 김학용 나노섬유로 구성된 연속상 필라멘트의 제조방법
KR101787479B1 (ko) 2015-12-01 2017-10-18 주식회사 에이앤에프 전기방사 방식 패턴 형성 장치
JP2017137604A (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 株式会社東芝 電界紡糸装置
JP2018014993A (ja) * 2016-07-13 2018-02-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 培地および繊維集合体の製造方法、ならびに培地の製造装置
KR20180011965A (ko) * 2016-07-26 2018-02-05 전북대학교산학협력단 롤투롤 방식의 투명 나노섬유 제조장치 및 투명 나노섬유 제조용 시트

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112226828A (zh) * 2020-09-29 2021-01-15 中国科学院合肥物质科学研究院 一种使用折叠衬底制备取向纳米纤维的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020032669A1 (ko) 2020-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Theron et al. Electrostatic field-assisted alignment of electrospun nanofibres
KR100458946B1 (ko) 나노섬유 제조를 위한 전기방사장치 및 이를 위한방사노즐팩
Yuan et al. Improving fiber alignment during electrospinning
Haider et al. Highly aligned narrow diameter chitosan electrospun nanofibers
EP2045375B1 (en) Apparatus and method for electrospinning 2D- or 3D-structures of micro- or nano-fibrous materials
KR101061081B1 (ko) 섬유 집합체의 제조 방법 및 섬유 집합체의 제조 장치
KR101224544B1 (ko) 전기 방사 장치 및 이를 이용한 정렬된 나노 섬유 제조방법
JP5437983B2 (ja) ナノファイバ製造装置、および、ナノファイバ製造方法
EP2092095B1 (en) A yarn and a process for manufacture thereof
CN1284888C (zh) 利用电荷感应纺丝的高分子纤维网制造装置和其制造方法
Ali et al. Electrospinning of continuous nanofiber bundles and twisted nanofiber yarns
WO2005042813A1 (en) Electrostatic spinning equipment and method of preparing nano fiber using the same
JP5178927B1 (ja) ナノ・ファイバ製造装置
KR102052640B1 (ko) 전기방사 섬유 수집 장치 및 이를 포함하는 전기방사 장치
CN111566264A (zh) 静电纺丝设备和静电纺丝方法
KR20110101505A (ko) 회전형 노즐을 이용한 나노섬유 부직포 제조장치 및 그의 제조방법
KR20150040114A (ko) 부직포의 제조방법과 제조장치, 이 방법으로 제조된 부직포, 이 부직포를 포함하는 전지용 분리막 및 전기화학 전지
Göktepe et al. Long path towards to success in electrospun nanofiber yarn production since 1930’s: a critical review
KR101154213B1 (ko) 세퍼레이터 제조 장치
Dabirian et al. Production of uniaxially aligned nanofibers using a modified electrospinning method: rotating jet
KR101069493B1 (ko) 전기방사용 다중 롤 콜렉터 및 이를 포함하는 전기방사장치
Yeum et al. Fabrication of highly aligned poly (vinyl alcohol) nanofibers and its yarn by electrospinning
KR20120077437A (ko) 전기방사장치
Zussman et al. Assembly of electrospun nanofibers into crossbars
Blachowicz et al. Methods and Engineering of Electrospinning

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant