KR102499594B1 - 직조용 이중나노섬유 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 나노섬유를 이용하여 하나의 이중나노섬유를 획득하되 그 획득한 해당 이중나노섬유를 직조용으로 사용가능하게 재 권취할 수 있는 직조용 이중나노섬유 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항균과 향기를 발산하는 마이크로캡슐이 포함된 에어를 나노섬유(N1,N2)에 배출하되 잔여 에어를 강제 흡입하여 외부로 배출할 수 있는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내부에 적어도 둘 이상이 구비되되 각각 서로 다른 종류의 고분자용액을 전기적으로 방사하여 복수의 나노섬유(N1,N2)가 방사될 수 있도록 구비되는 방사부재(200)와, 상기 챔버(100) 내부에 회전가능하게 구비되되 복수의 상기 방사부재(200)에서 방사되는 복수의 나노섬유(N1,N2)가 개별적으로 감겨질 수 있도록 구비되는 복수의 제1롤러부재(300)와, 복수의 상기 제1롤러부재(300) 하부가 상부측으로 회전가능하게 삽입되되 외면에는 회전에 의해 상기 제1회전롤러(320) 표면에 각각 감겨진 서로 다른 나노섬유(N1,N2)가 엉켜진 이중나노섬유(D-N)를 획득하는 제2롤러부재(400) 및 상기 제2롤러부재(400) 하부에 위치하도록 상기 챔버(100) 내부에 회전가능하게 구비되되 그 회전에 의해 상기 제2롤러부재(400)에서 획득한 이중나노섬유(D-N)가 권취되는 제3롤러부재(500)를 포함하되, 상기 챔버(100), 상기 방사부재(200), 상기 제1롤러부재(300), 상기 제2롤러부재(400) 및 상기 제3롤러부재(500) 중 적어도 어느 하나는 상기 챔버(100)에 구비된 제어부(110)의 제어신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 복수의 나노섬유를 이용하여 하나의 이중나노섬유를 획득하되 그 획득한 해당 이중나노섬유를 직조용으로 사용가능하게 재 권취할 수 있는 직조용 이중나노섬유 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 나노섬유는 섬유의 직경이 1 마이크로 미터 이하인 섬유를 말한다.
이러한 나노섬유는 1930년대에 실험실 규모로 제조되었지만 낮은 생산성과 불규칙한 직경 등으로 인하여 상업적인 규모로 발전되지 못하였다. 최근에는 나노섬유가 공기를 정화하는 필터, 액체 여과 필터, 이온만을 통과시키는 전지 분리막, 공기는 투과하고 물은 통과하지 못하게 하는 투습 방수 기능 등 여러 가지 용도가 확인됨에 따라 대량으로 나노섬유를 생산하기 위한 기술이 개발되고 있다.
나노섬유를 상업성 있게 대량 생산하기 위해서는 섬유의 직경을 제어해야 하고, 균일하게 컬렉터에 균일하게 적층되도록 하여야 하고, 폴리머 용액이 드랍되지 않고 전부 방사되어 핀홀이 없어야 하며, 방사 노즐의 오염 없이 연속적으로 생산을 할 수 있어야 한다.
여기서 핀홀이라 함은 직경 1마이크로 이상의 비드이다.
이러한 나노섬유를 제조하는 방법은 폴리머를 이용하여 섬유를 제조하는 방법과 폴리머를 용융시켜 방사되도록 하는 용융 방사법이 있다.
특히, 폴리머를 용매에 녹여 전기 방사되도록 하는 용액 방사법의 경우, 전기 방사는 점도와 표면 장력이 있는 폴리머 용액이 고전압에 인가되면 미세 섬유가 분출되어 나오는 현상을 이용한 방법이다.
이 방법은 수 초 내에 폴리머 용액 중에 용매가 휘발되어 고화되면서 연신되어 나노섬유화가 진행되며, 일정량의 용매가 휘발되면 고체 형태로 결정화되어 섬유상으로 컬렉터에 포집되게 된다.
전기 방사의 경우, 폴리머 용액이 미처 전기방사되지 못하고 드랍되는 경우에는 폴리머 용액의 점도나 농도, 전기장의 차이, 용매의 느린 휘발 속도 등의 이유로 이 부분을 해결하려고 공기 분사를 하는 경우가 많다. 공기를 분사하게 되면 폴리머 용액에서 용매의 휘발을 도울 수는 있으나 너무 양이 많거나 속도가 높거나 불균일하면 방사된 나노섬유가 컬렉터에 적층되는 균일성이 떨어질 가능성이 크다.
이러한 용액 방사법은 상향식 방사법과 하향식 방사법 등 여러 가지 기술이 사용된다.
특히, 하향식 방사법의 일예로는 한국등록특허 제10-0543489호(발명의 명칭: 일렉트로-브로운 방사법에 의한 초극세 나노섬유 제조장치 및 제조방법)가 있으며, 이를 도 1에 도시하였다.
상기 나노섬유 제조장치는 폴리머 용액을 제조하기 위한 저장조(400), 상기 저장조로부터 이송된 폴리머 용액이 토출되는 방사노즐(404), 상기 방사노즐의 하단으로 압축공기가 분사되는 에어분사구(406), 상기 방사노즐에 고전압을 인가하는 전압부여수단, 상기 방사노즐로부터 토출된 방사 섬유를 웹 상태로 포집하기 위한 접지된 콜렉터(410)를 포함한 나노섬유 제조장치에 있어서, 상기 방사노즐(404)의 하단은 에어 분사구(406)의 하단보다 10mm 이하의 거리만큼 돌출한 것을 특징으로 한다.
상기 나노섬유 제조장치는 일렉트로-브로운 방사법을 이용하는 것으로 압축된 공기가 빠른 속도로 서로 삼각형 모양의 멜트블로운 형식의 노즐에 토출된 폴리머 용액을 부딪히게 하여 생산성을 향상시킨 멜트 블로운 제조방법과 전기방사 방법을 유기적으로 복합한 방법이다.
그러나, 이러한 종래의 나노섬유 제조장치는 서로 다른 종류의 나노섬유가 서로 엉켜서 이루어진 이중나노섬유를 획득하기 어려운 구조라는 문제점이 있었다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 서로 다른 종류를 갖는 적어도 둘 이상의 나노섬유가 서로 엉켜져 하나로 이루어진 이중나노섬유를 용이하게 획득할 수 있는 제조장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치는 항균과 향기를 발산하는 마이크로캡슐이 포함된 에어를 나노섬유(N1,N2)에 배출하되 잔여 에어를 강제 흡입하여 외부로 배출할 수 있는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내부에 적어도 둘 이상이 구비되되 각각 서로 다른 종류의 고분자용액을 전기적으로 방사하여 복수의 나노섬유(N1,N2)가 방사될 수 있도록 구비되는 방사부재(200)와, 상기 챔버(100) 내부에 회전가능하게 구비되되 복수의 상기 방사부재(200)에서 방사되는 복수의 나노섬유(N1,N2)가 개별적으로 감겨질 수 있도록 구비되는 복수의 제1롤러부재(300)와, 복수의 상기 제1롤러부재(300) 하부가 상부측으로 회전가능하게 삽입되되 외면에는 회전에 의해 제1회전롤러(320) 표면에 각각 감겨진 서로 다른 나노섬유(N1,N2)가 엉켜진 이중나노섬유(D-N)를 획득하는 제2롤러부재(400) 및 상기 제2롤러부재(400) 하부에 위치하도록 상기 챔버(100) 내부에 회전가능하게 구비되되 그 회전에 의해 상기 제2롤러부재(400)에서 획득한 이중나노섬유(D-N)가 권취되는 제3롤러부재(500)를 포함하되, 상기 챔버(100), 상기 방사부재(200), 상기 제1롤러부재(300), 상기 제2롤러부재(400) 및 상기 제3롤러부재(500) 중 적어도 어느 하나는 상기 챔버(100)에 구비된 제어부(110)의 제어신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2롤러부재(400)는 설치판(140)에 구비된 메인모터(410) 및 회전축(421)에 의해 상기 메인모터(410)와 회전가능하게 결합하는 제2회전롤러(420)를 포함하되, 상기 제2회전롤러(420) 상부에는 복수의 상기 제1롤러부재(300) 하부가 삽입되어 상기 회전축(421)과 서로 치(齒) 결합할 수 있는 삽입홈(425)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1롤러부재(300)는 상기 설치판(140)에 구비된 서브모터(310)에 의해 회전가능하게 상기 설치판(140) 하부에 적어도 둘 이상 구비되며, 하부가 상기 삽입홈(425) 내측으로 삽입되는 제1회전롤러(320) 및 상기 제1회전롤러(320) 하부에 구비되되 상기 회전축(421)와 서로 치 결합하는 기어(330)를 포함하되, 상기 제1회전롤러(320)와 상기 제2회전롤러(420)는 소정각도로 경사지게 사선의 형태로 각각의 표면이 직선을 이루도록 상기 설치판(140) 하부에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3롤러부재(500)는 상기 챔버(100) 내부 바닥면에 형성된 가이드홈(150)과 슬라이드 이동가능하게 삽입되는 이동체(530)와, 상기 이동체(530) 상부에 회전가능하게 설치되는 회전모터(510)와, 상기 회전모터(510)에 의해 회전가능하게 결합하되 그 회전에 의해 이중나노섬유가 권취될 수 있도록 구비되는 제3회전롤러(520)와, 상기 이동체(530) 내측으로 서로 치 결합할 수 있도록 관통 삽입되되 양측은 상기 챔버(100)와 회전가능하게 결합하는 스크류(540) 및 상기 스크류(540)가 회전할 수 있는 동력을 제공할 수 있도록 항기 챔버(100)에 회전가능하게 구비되는 이동모터(550)를 포함하되, 상기 이동체(530)는 상기 이동모터(550)의 회전에 의해 서로 치 결합하는 상기 스크류(540)의 회전방향에 따라 양방향으로 슬라이드 이동할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 복수의 제1회전롤러의 개수와 대비되게 챔버 내부에 다수 구비되되 서로 다른 종류의 고분자용액을 방사하는 방사부재를 통해 복수의 나노섬유가 제2회전롤러 표면에 서로 엉켜지게 권취되어 하나의 이중나노섬유를 획득할 수 있도록 하며, 이를 제3회전롤러 표면에 직조용으로 재권취하여 사용할 수 있도록 하는 효과를 갖게 된다.
도 1은 종래의 나노섬유 제조장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치에 대한 제1 및 제2롤러부재를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치에 대한 설치판을 나타낸 도면.
도 5는 도 3에 대한 작용관계도.
도 6은 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치에 대한 제3롤러부재를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치에 대한 작용관계도.
도 2는 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치에 대한 제1 및 제2롤러부재를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치에 대한 설치판을 나타낸 도면.
도 5는 도 3에 대한 작용관계도.
도 6은 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치에 대한 제3롤러부재를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치에 대한 작용관계도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치(이하, 간략하게 '제조장치'라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 설명에 앞서, 하기에 설명되는 복수의 방사부재(200)는 각각 전압이 걸려 있는 노즐의 형태를 갖는 방사기를 이용하여 고분자용액을 방사할 수 있는 통상의 장치를 의미하는 것으로, 본 발명의 요지를 흐르지 않도록 상세한 설명은 생략하도록 한다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조장치(1)는 크게 챔버(100), 방사부재(200), 제1 내지 제3롤러부재(300,400,500)를 포함하는 구성으로 이루어져 있으며, 이러한 구성들은 상기 챔버(100) 내/외부에 설치되는 컨트롤러(원격조정기 포함) 형태의 제어부(110)를 통해 제어된다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 챔버(100)는 방사부재(200)는 물론, 후에 설명하는 제1 내지 제3롤러부재(500)가 그 내부에 회전 및 슬라이드 이동가능하게 구비되어 복수의 나노섬유(N1,N2)가 서로 엉켜진 형태의 이중나노섬유(D-N)를 외부영향이 없이 획득할 수 있는 공간을 제공하기 위한 구성으로 제어부(110), 배출팬(120), 에어노즐(130), 설치판(140) 및 가이드홈(150)을 포함한다.
본 발명에서의 챔버(100)는 전체적으로 내부에 설치공간부가 형성된 박스(Box)의 형상을 갖도록 형성되되 상부 또는 다수의 측면 중 어느 하나는 개폐가 가능한 도어의 구조로 이루어져 상기 챔버(100) 내부에 설치된 다른 구성들의 유지보수가 가능할 수 있도록 한다.
예컨대 제어부(110)는 도시한 바와 같이, 챔버(100) 외부에 작업자를 통해 수동 또는 자동으로 제어가 가능한 컨트롤러의 형태로 구비되되 도시되지는 않았으나, 해당 컨트롤러와 무선통신망에 의해 서로 연결된 원격조정기를 통하여 원격으로도 조정이 가능하게 할 수 있다.
제어부(110)는 챔버(100) 내부에 구비된 방사부재(200)는 물론, 제1 내지 제3롤러부재(300,400,500)와 전기적으로 연결되어 이들 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있도록 한다.
또한, 배출팬(120)은 챔버(100) 내부와 연통되게 상기 챔버(100) 외면에 구비되되 외부의 에어공급부(미도시)와 관 연결된 에어노즐(130)에서 배출된 에어가 상기 챔버(100) 내부에서 장시간동안 체류하지 못하도록 강제 흡입 후, 상기 챔버(100) 외부로 배출할 수 있도록 한다.
여기서, 에어노즐(130)은 도시한 바와 같이, 제1 및 제2회전롤러(420) 표면으로 에어가 분사될 수 있도록 원판 형상으로 이루어진 설치판(140)에 다수 설치되되 사선의 형태로 형성된 상기 제1 및 제2회전롤러(320,420) 표면의 경사각과 동일한 경사각을 갖도록 상기 설치판(140)에 설치될 수 있도록 한다.
이를 위해, 에어노즐(130)은 설치판(140)에 소정의 각도를 갖도록 설치될 수 있으나, 도시한 바와 같이, 상기 설치판(140) 자체가 제1 및 제2회전롤러(320,420) 표면의 경사각과 동일한 경사도를 갖도록 형성된 상태로 상기 에어노즐(130)이 설치되게 하는 것도 가능하다.
이때, 설치판(140)에는 에어노즐(130)은 물론, 후에 설명하는 메인모터(410)의 구동축과 서브모터(310)의 구동축이 관통 삽입되기 위한 다수의 관통공(141)이 천공 형성되어 있으며, 챔버(100) 내면과 서로 연결되어 고정된 상태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서의 에어노즐(130)과 관 연결된 에어공급부는 상기 에어노즐(130)에 공급되는 에어에 항균 기능을 갖는 향기를 발산하는 마이크로캡슐을 더 부가하여 각각의 나노섬유(N1,N2) 방향으로 에어를 배출시에 해당 나노섬유(N1,N2)에 발산 가능한 향기가 포함되게 하는 것도 가능하다.
여기서, 마이크로캡슐은 섬유용 발수제와 와사비 오일을 각각 마이크로캡슐화 처리하여 얻어지는 발수제 마이크로캡슐과 와사비 항균 마이크로캡슐을 포함하되, 상기 섬유용 발수제는 5~20 중량%, 상기 발수제 마이크로캡슐는 10~40 중량%, 상기 와사비 항균 마이크로캡슐은 2~5 중량%를 포함하고, 섬유원단 가공용 수성 바인더 40~50 중량%, 나머지로서 물을 더 포함하여 생성된 것을 사용한다.
또한, 가이드홈(150)은 도시한 바와 같이, 챔버(100) 내부의 바닥면에 소정의 길이를 갖도록 형성되되 그 내측으로 이동체(530) 하부가 슬라이드 이동가능하게 삽입되어 이동모터(550)와 회전가능하게 결합한 스크류(540)의 회전방향에 따라 상기 이동체(530)가 상기 가이드홈(150)을 따라 왕복으로 슬라이드 이동할 수 있는 구조를 갖는다(도 6 참조).
그리고, 상기 제1롤러부재(300)는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 서로 다른 종류의 나노섬유(N1,N2)가 개별적으로 권취되어 후에 설명하는 제2회전롤러(420) 표면에 복수의 해당 나노섬유(N1,N2)가 서로 엉켜 하나의 이중나노섬유(D-N)를 획득될 수 있도록 하기 위한 구성으로 서브모터(310) 및 제1회전롤러(320)를 포함한다.
예컨대 서브모터(310)는 도시한 바와 같이, 원판 형상으로 이루어진 설치판(140)의 중앙부를 기준으로 방사형태로 다수 천공형성된 관통공(141)에 구동축이 관통 삽입될 수 있게 볼트 등의 체결수단을 통해 상기 설치판(140)에 고정설치되며, 그 구동축은 제1회전롤러(320)와 회전가능하게 결합한다.
이때, 설치판(140)에 고정 설치되는 서브모터(310)는 상기 설치판(140)에 적어도 둘 이상이 서로 독립되게 제어부(110)에 의해 회전이 제어될 수 있도록 설치되어 나노섬유(N1,N2)의 획득이 가능하도록 한다.
또한, 제1회전롤러(320)는 상술한 각각의 서브모터(310)와 회전가능하게 개별설치되되 방사부재(200)에 의해 방사되는 서로 다른 종류의 나노섬유(N1,N2)가 독립되게 권취 후, 해당 복수의 나노섬유(N1,N2)가 에어노즐(130)에서 배출되는 에어에 의해 제2회전롤러(420) 표면으로 유도될 수 있도록 한다.
이를 위해, 방사부재(200)는 도시한 바와 같이, 제1회전롤러(320)와 근접하게 그 개수에 맞도록 챔버(100) 내부에 다수 구비되어 서로 다른 종류의 나노섬유(N1,N2)가 방사될 수 있도록 한다.
이때, 방사부재(200)에 공급되되 나노섬유(N1,N2)를 구현하기 위한 고분자용액은 실크, 면 등의 PAN계 섬유 및 피치계 섬유 중 어느 하나의 고분자용액이거나 PCL, PP, PE, PET, PLA, PLLA, PU, PVA, PMMA, 셀룰로오스계 섬유 등의 피치계 섬유 또는 PAN계 섬유로 이루어진 고분자용액일 수 있으며, 해당 고분자용액은 서로 다른 종류가 상기 방사부재(200)에 의해 개별 방사되어 동일하지 않은 적어도 둘 이상의 나노섬유(N1,N2)가 각각의 제1회전롤러(320) 표면에 권취될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 각각의 제1회전롤러(320) 하부에는 제2회전롤러(420)와 서로 치(齒) 결합하여 상기 제2회전롤러(420)의 회전력을 전달받아 복수의 상기 제1회전롤러(320) 전체가 회전할 수 있도록 기어(330)가 구비된다.
그리고, 상기 제2롤러부재(400)는 상술한 제1롤러부재(300)에서 권취된 복수의 나노섬유(N1,N2)가 서로 엉키게 그 표면에 재권취되어 후에 설명하는 제3회전롤러(520)에 의해 이중나노섬유(D-N)가 획득될 수 있도록 하기 위한 구성으로 메인모터(410) 및 제2회전롤러(420)를 포함한다.
예컨대 메인모터(410)는 도시한 바와 같이, 소정의 지름을 갖는 설치판(140)의 중앙부 즉, 해당 지름 임의의 중심점에 천공형성된 관통공(141)에 구동축이 관통 삽입될 수 있게 체결수단에 의해 상기 설치판(140)에 고정설치되며, 구동축은 제2회전롤러(420)를 회전시키기 위한 동력을 제공한다.
이를 위해, 제2회전롤러(420)는 도시한 바와 같이, 상부에 소정의 길이를 갖되 그 외면에 제1회전롤러(320)와 서로 치 결합하기 위한 메인기어(423)가 형성된다.
하여, 메인모터(410)에 의해 회전축(421)이 회전하면 상기 회전축(421) 하부와 이어지게 구비된 제2회전롤러(420)가 회전하되 상기 회전축(421) 외면에 형성된 하나의 메인기어(423)와 서로 치 결합하는 복수의 기어(330)가 회전하게 되어 복수의 제1회전롤러(320)가 회전하기 위한 동력을 전달받게 되는 것이다.
한편, 본 발명에서의 제2회전롤러(420)는 복수의 제1회전롤러(320)에서 각각 제공받는 복수의 나노섬유(N1,N2)가 에어노즐(130)에서 배출되는 에어와 함께 용이하게 상기 제2회전롤러(420) 표면에 권취되게 유도될 수 있도록 상기 제1회전롤러(320)와 상기 제2회전롤러(420)는 그 각각의 표면이 수직선상으로 매끄럽게 하방으로 좁아지는 경사각을 갖도록 형성된다(도 2 및 도 7 참조),
이를 위해, 사선의 형태로 설치판(140)에 고정 설치되어 회전하는 복수의 제1회전롤러(320)는 다수의 기어(330)가 하나의 메인기어(423)와 서로 치 결합할 수 있게 그 각각의 하부가 제2회전롤러(420) 상부에 길이방향으로 소정의 깊이를 갖도록 형성된 삽입홈(425) 내측으로 삽입되게 배치되며, 이러한 구조적인 특징을 통해 복수의 상기 제1회전롤러(320)에서 개별 권취되는 복수의 나노섬유(N1,N2)가 에어노즐(130)에서 배출되는 에어를 통해 자연스럽게 제2회전롤러(420)의 표면방향으로 유도되게 되며, 상기 제2회전롤러(420) 표면으로 진입한 복수의 나노섬유(N1,N2)는 메인모터(410)에 의해 회전하는 상기 제2회전롤러(420)의 회전을 통해 서로 엉키도록 권취가 가능하게 되는 것이다.(도 7 참조)
이때, 제1회전롤러(320)의 하부는 그 외경이 좁아지게 형성되어 그 하부가 삽입홈(425)에 삽입된 이후에 제2회전롤러(420) 표면이 상기 제1회전롤러(320) 표면과 함께 수직되게 매끄럽도록 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제3롤러부재(500)는 도 6에 도시한 바와 같이, 상술한 제2회전롤러(420)에 의해 획득한 이중나노섬유(D-N)가 미용을 위한 마스크의 원단은 물론, 이물질을 필터링하기 위한 필터용원단 및 착용 가능한 마스크 원단으로 가공하기 위한 직조(織造)용으로 재권취하기 위한 구성으로 회전모터(510), 제3회전롤러(520), 이동체(530), 스크류(540) 및 이동모터(550)를 포함한다.
예컨대 회전모터(510)는 도시한 바와 같이, 하부가 가이드홈(150)에 삽입된 이동체(530) 상부에 고정설치되되 회전하는 구동축은 제3회전롤러(520)와 결합하여 상기 제3회전롤러(520)가 회전하기 위한 동력을 제공하며, 상기 제3회전롤러(520)의 회전을 통해 제2회전롤러(420) 표면에 권취된 이중나노섬유(D-N)가 상기 제3회전롤러(520) 표면에 길이방향으로 재권취될 수 있도록 한다.
또한, 스크류(540)는 외면에 형성된 나사산이 형성되되 해당 나사산은 이동체(530)에 천공형성된 삽입공 내면과 서로 치(齒) 결합하여 상기 스크류(540)의 회전방향에 따라 상기 이동체(530)가 가이드홈(150)의 길이방향을 따라 전진 또는 후진할 수 있도록 하며, 이러한 슬라이드 이동을 통해 재권취하고자 하는 이중나노섬유(D-N)가 제3회전롤러(520)의 길이방향으로 안정되게 권취가 가능하게 된다.
이를 위해, 스크류(540)는 가이드홈(150)을 형성하는 챔버(100)에 구비된 이동모터(550)의 구동축과 회전가능하게 결합하여 상기 스크류(540)가 회전하기 위한 동력을 제공할 수 있도록 한다.
이때, 제어부(110)는 가이드홈(150)을 따라 이동하는 이동체(530)의 이동거리를 제어하기 위한 스위치(SW)가 더 구비될 수 있으며, 상기 스위치는 상기 이동체(530)와의 면접을 통해 전기적으로 스위칭되어 그 스위칭정보를 전달받은 상기 제어부(110)를 통해 이동방향의 결정 또는 제3회전롤러(520)의 교체 여부를 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조장치(1)는 종래와는 차별적으로 복수의 제1회전롤러(320)의 개수와 대비되게 챔버(100) 내부에 다수 구비되되 서로 다른 종류의 고분자용액을 방사하는 방사부재(200)를 통해 복수의 나노섬유(N1,N2)가 제2회전롤러(420) 표면에 서로 엉켜지게 권취되어 하나의 이중나노섬유(D-N)를 획득할 수 있도록 하며, 이를 제3회전롤러(520) 표면에 직조용으로 재권취하여 사용할 수 있도록 하는 효과를 갖게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 본 발명에 따른 직조용 이중나노섬유 제조장치
100: 챔버
110: 제어부 120: 배출팬
130: 에어노즐 140: 설치판
141: 관통공 150: 가이드홈
200: 방사부재
300: 제1롤러부재
310: 서브모터 320: 제1회전롤러
330: 기어
400: 제2롤러부재
410: 메인모터 420: 제2회전롤러
421: 회전축 432: 메인기어
425: 삽입홈
500: 제3롤러부재
510: 회전모터 520: 제3회전롤러
530: 이동체 540: 스크류
550: 이동모터
N1,N2: 나노섬유
D-N: 이중나노섬유
100: 챔버
110: 제어부 120: 배출팬
130: 에어노즐 140: 설치판
141: 관통공 150: 가이드홈
200: 방사부재
300: 제1롤러부재
310: 서브모터 320: 제1회전롤러
330: 기어
400: 제2롤러부재
410: 메인모터 420: 제2회전롤러
421: 회전축 432: 메인기어
425: 삽입홈
500: 제3롤러부재
510: 회전모터 520: 제3회전롤러
530: 이동체 540: 스크류
550: 이동모터
N1,N2: 나노섬유
D-N: 이중나노섬유
Claims (4)
- 항균과 향기를 발산하는 마이크로캡슐이 포함된 에어를 나노섬유(N1,N2)에 배출하되 잔여 에어를 강제 흡입하여 외부로 배출할 수 있는 챔버(100);
상기 챔버(100) 내부에 적어도 둘 이상이 구비되되 각각 서로 다른 종류의 고분자용액을 전기적으로 방사하여 복수의 나노섬유(N1,N2)가 방사될 수 있도록 구비되는 방사부재(200);
상기 챔버(100) 내부에 회전가능하게 구비되되 복수의 상기 방사부재(200)에서 방사되는 복수의 나노섬유(N1,N2)가 개별적으로 감겨질 수 있도록 구비되는 복수의 제1롤러부재(300);
복수의 상기 제1롤러부재(300) 하부가 상부측으로 회전가능하게 삽입되되 외면에는 회전에 의해 제1회전롤러(320) 표면에 각각 감겨진 서로 다른 나노섬유(N1,N2)가 엉켜진 이중나노섬유(D-N)를 획득하는 제2롤러부재(400); 및
상기 제2롤러부재(400) 하부에 위치하도록 상기 챔버(100) 내부에 회전가능하게 구비되되 그 회전에 의해 상기 제2롤러부재(400)에서 획득한 이중나노섬유(D-N)가 권취되는 제3롤러부재(500);를 포함하되,
상기 챔버(100), 상기 방사부재(200), 상기 제1롤러부재(300), 상기 제2롤러부재(400) 및 상기 제3롤러부재(500) 중 적어도 어느 하나는 상기 챔버(100)에 구비된 제어부(110)의 제어신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 직조용 이중나노섬유 제조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2롤러부재(400)는
설치판(140)에 구비된 메인모터(410); 및
회전축(421)에 의해 상기 메인모터(410)와 회전가능하게 결합하는 제2회전롤러(420);를 포함하되,
상기 제2회전롤러(420) 상부에는 복수의 상기 제1롤러부재(300) 하부가 삽입되어 상기 회전축(421)과 서로 치(齒) 결합할 수 있는 삽입홈(425)이 형성되는 것을 특징으로 하는 직조용 이중나노섬유 제조장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제1롤러부재(300)는
상기 설치판(140)에 구비된 서브모터(310)에 의해 회전가능하게 상기 설치판(140) 하부에 적어도 둘 이상 구비되며, 하부가 상기 삽입홈(425) 내측으로 삽입되는 제1회전롤러(320); 및
상기 제1회전롤러(320) 하부에 구비되되 상기 회전축(421)와 서로 치 결합하는 기어(330);를 포함하되,
상기 제1회전롤러(320)와 상기 제2회전롤러(420)는 소정각도로 경사지게 사선의 형태로 각각의 표면이 직선을 이루도록 상기 설치판(140) 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 직조용 이중나노섬유 제조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제3롤러부재(500)는
상기 챔버(100) 내부 바닥면에 형성된 가이드홈(150)과 슬라이드 이동가능하게 삽입되는 이동체(530);
상기 이동체(530) 상부에 회전가능하게 설치되는 회전모터(510);
상기 회전모터(510)에 의해 회전가능하게 결합하되 그 회전에 의해 이중나노섬유가 권취될 수 있도록 구비되는 제3회전롤러(520);
상기 이동체(530) 내측으로 서로 치 결합할 수 있도록 관통 삽입되되 양측은 상기 챔버(100)와 회전가능하게 결합하는 스크류(540); 및
상기 스크류(540)가 회전할 수 있는 동력을 제공할 수 있도록 항기 챔버(100)에 회전가능하게 구비되는 이동모터(550);를 포함하되,
상기 이동체(530)는 상기 이동모터(550)의 회전에 의해 서로 치 결합하는 상기 스크류(540)의 회전방향에 따라 양방향으로 슬라이드 이동할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 직조용 이중나노섬유 제조장치.
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