KR20110107077A - Spinning nozzle pack for electrospinning and electrospinning device having the same - Google Patents

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KR20110107077A
KR20110107077A KR1020100026244A KR20100026244A KR20110107077A KR 20110107077 A KR20110107077 A KR 20110107077A KR 1020100026244 A KR1020100026244 A KR 1020100026244A KR 20100026244 A KR20100026244 A KR 20100026244A KR 20110107077 A KR20110107077 A KR 20110107077A
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최영민
김현수
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조영준
윤철수
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이나리
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Abstract

본 발명은 전기방사용 방사노즐팩 및 이를 구비하는 전기방사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사재료가 유입되는 유입부; 상기 유입부의 하부에 연결되며, 유입된 방사재료가 필라멘트 형태로 토출되게 하는 복수개의 노즐을 포함하는 노즐부; 및 상기 유입부와 노즐부를 수용하는 노즐블럭을 포함하는 전기방사용 방사노즐팩으로서, 상기 노즐블럭이 이중자켓으로 구성되어 상기 이중자켓 내부를 통해 열매체가 유동되면서 노즐블럭의 온도가 제어되며, 상기 노즐블럭의 좌우 측면이 상기 노즐부의 하부 표면보다 아래로 신장됨으로써 별도의 가열 챔버 없이도 간편한 방식으로 방사되는 섬유 주위의 온도를 조절하여 섬유의 나노화를 위한 연신효과 및 위핑 효과를 극대화할 수 있으며, 상기 노즐블럭의 좌우 측면의 내측 표면은 절연물질로 코팅되거나 절연체로 구성되어 있어서 전기방사 시 전기장의 간섭을 방지할 수 있는 균일한 전기장 형성에도 이점을 제공할 수 있다.The present invention relates to an electrospinning spinneret pack and an electrospinning apparatus having the same, and more particularly, an inlet unit into which a spinning material is introduced; A nozzle unit connected to a lower portion of the inlet and including a plurality of nozzles for discharging the introduced spinning material in the form of a filament; And an nozzle block for accommodating the inlet and the nozzle part, wherein the nozzle block is configured of a double jacket, and the temperature of the nozzle block is controlled as the heat medium flows through the inside of the double jacket. Since the left and right sides of the nozzle block are extended below the lower surface of the nozzle unit, the stretching and whipping effects for nanofibers can be maximized by controlling the temperature around the fibers to be radiated in a simple manner without a separate heating chamber. The inner surfaces of the left and right sides of the nozzle block are coated with an insulating material or composed of an insulator, which may provide an advantage in forming a uniform electric field that can prevent interference of the electric field during electrospinning.

Description

전기방사용 방사노즐팩 및 이를 구비하는 전기방사장치 {Spinning Nozzle Pack for Electrospinning and Electrospinning Device having the same} Spinning nozzle pack for electrospinning and electrospinning apparatus having same {Spinning Nozzle Pack for Electrospinning and Electrospinning Device having the same}

본 발명은 극세섬유 제조를 위한 전기방사용 방사노즐팩 및 이를 구비하는 전기방사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 복잡한 장비를 간편한 방식으로 구축하면서도 전기방사 시 방사되는 섬유의 온도를 유지할 수 있는 전기방사용 방사노즐팩 및 이를 포함하는 전기방사장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrospinning spinning nozzle pack for producing an ultrafine fiber and an electrospinning apparatus having the same. It relates to an electrospinning radiation nozzle pack and an electrospinning apparatus comprising the same.

전기방사(Electrospinning)는 방사재료를 하전상태에서 방사하여 미세 직경의 섬유를 제조하는 기술로서 최근에는 나노미터급 섬유를 제조하기 위한 기술로 이용되어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.　 Electrospinning (Electrospinning) is a technology for producing fine diameter fibers by spinning the spinning material in a charged state, and recently, as a technique for manufacturing nanometer-class fibers, research on this is being actively conducted.

이러한 전기방사법은 방사노즐부에 전압을 인가하여 하전된 방사재료를 방사노즐부를 거쳐 공기 중으로 토출하고, 이어서 공기 중에서 하전 필라멘트의 연신 및 또 다른 필라멘트 분기를 거쳐 극세섬유를 제조하는 방법이다. 즉, 하전된 토출 필라멘트는 방사노즐과 컬렉터 사이에 형성된 전기장 내에서 상호 반발 등 전기적 영향으로 심한 요동을 거치면서 극세화된다. The electrospinning method is a method of producing ultrafine fibers by applying a voltage to the spinning nozzle part to discharge the charged spinning material into the air through the spinning nozzle part, and then stretching the charged filament in the air and further filament branching. That is, the charged discharge filament becomes finer through severe fluctuations due to electrical effects such as mutual repulsion in the electric field formed between the spinneret and the collector.

전기방사에 의해 제조되는 섬유는 직경이 마이크로미터 두께에서 나노미터 두께가 되는데, 이와 같이 두께가 줄어들면 전혀 새로운 특성들을 나타낸다.　 예를 들어, 체적에 대한 표면적 비율의 증가와 표면 기능성 향상, 장력을 비롯한 기계적 물성의 향상 등이 그것이다.　 이러한 우수한 특성에 의해서 나노섬유는 많은 중요한 응용 분야에 사용될 수 있다.　 예를 들어, 이러한 나노섬유로 구성된 웹은 다공성을 갖는 분리막형 소재로서 각종 필터류, 상처치료용 드레싱, 인공지지체 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. Fibers produced by electrospinning have a diameter ranging from micrometers to nanometers, which in turn exhibits completely new properties. For example, an increase in the ratio of the surface area to the volume, an improvement in surface functionality, and an improvement in mechanical properties including tension. These superior properties allow nanofibers to be used in many important applications. For example, the web composed of such nanofibers is a membrane-type material having a porosity, and can be applied to various fields such as various filters, wound dressings, artificial supports, and the like.

전기방사에 의해 제조되는 섬유의 물성에 있어서 전기방사 시 토출되는 용액 또는 용융체 주위의 온도는 매우 중요하다. 이는 전기방사 시 주위의 온도에 따라 섬유의 연신효과 및 위핑(Whipping) 효과가 달라질 수 있기 때문이며, 그에 따라 기존에는 섬유가 방사되는 노즐부 후단에 별도의 가열 챔버 등을 설치하여 공기 중에 방사되는 섬유의 온도를 보정하는 방식을 취해왔다.In the physical properties of the fiber produced by electrospinning, the temperature around the solution or melt discharged during electrospinning is very important. This is because the stretching effect and whipping effect of the fiber may vary depending on the ambient temperature during electrospinning, and accordingly, conventionally, a separate heating chamber is installed at the rear end of the nozzle portion where the fiber is radiated and the fiber is radiated in the air. The way to calibrate the temperature has been taken.

그러나, 종래의 방식은 섬유의 고화현상을 제어하기 위해 복잡한 별도의 장치를 필요로 하고 있어 효율적인 대량생산을 위한 보다 간편한 장치에 대한 필요성이 요구되고 있다. 즉, 전기방사의 상용화를 위해 보다 간편한 장치를 통하여 노즐로부터 방사되는 섬유 주위의 온도를 일정하게 유지함으로써 전기방사되는 섬유의 물성을 제어하고 기계적 특성을 향상시킬 수 있는 장치에 대한 개발이 요구된다.
However, the conventional method requires a separate and complicated device to control the solidification of the fiber, there is a need for a simpler device for efficient mass production. That is, the development of a device that can control the properties of the electrospun fibers and improve the mechanical properties by maintaining a constant temperature around the fibers radiated from the nozzle through a more convenient device for the commercialization of electrospinning.

본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 전기방사에 있어서 노즐부로부터 방사되는 섬유의 급격한 고화 현상을 방지할 수 있는 새로운 형태의 전기방사용 방사노즐팩을 제공하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to provide a new type of electrospinning spinning nozzle pack that can prevent a sudden solidification of the fiber radiated from the nozzle unit in the electrospinning.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 전기방사용 방사노즐팩을 포함하는 전기방사장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide an electrospinning device including the electrospinning spinning nozzle pack.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, One aspect of the present invention for achieving the above object,

전기방사용 방사노즐팩에 있어서, 상기 방사노즐팩이 방사재료가 유입되는 유입부; 상기 유입부의 하부에 연결되며, 유입된 방사재료가 필라멘트 형태로 토출되게 하는 복수개의 노즐을 포함하는 노즐부; 및 상기 유입부와 노즐부를 수용하는 노즐블럭을 포함하며, 상기 노즐블럭은 이중자켓으로 구성되어 상기 이중자켓 내부를 통해 열매체가 유동되면서 노즐블럭의 온도가 제어되며, 상기 노즐블럭의 좌우 측면이 상기 노즐부의 하부 표면보다 아래로 신장되는 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩에 관한 것이다.An electrospinning spinneret pack, the spinneret pack comprising: an inlet through which spinning material flows; A nozzle unit connected to a lower portion of the inlet and including a plurality of nozzles for discharging the introduced spinning material in the form of a filament; And a nozzle block accommodating the inflow portion and the nozzle portion, wherein the nozzle block is configured of a double jacket to control the temperature of the nozzle block while the heat medium flows through the inside of the double jacket, and the left and right sides of the nozzle block are It relates to an electrospinning spinning nozzle pack characterized in that it extends below the lower surface of the nozzle portion.

상기 노즐부의 하부 표면보다 아래로 신장되는 상기 노즐블럭의 좌우 측면의 내측 표면은 절연물질로 코팅되거나 절연체로 구성되어 있어서 전기방사 시 전기장의 간섭을 방지할 수 있는 균일한 전기장 형성에도 이점을 제공할 수 있다. The inner surfaces of the left and right sides of the nozzle block extending downward from the lower surface of the nozzle portion may be coated with an insulating material or made of an insulator to provide a uniform electric field that may prevent interference of the electric field during electrospinning. Can be.

상기 노즐블럭 내부에 사용되는 열매체는 가열공기, 수증기 또는 오일일 수 있으며, 가열된 열매체를 흘러 보냄으로써 노즐블럭의 온도를 고온으로 유지하여 방사재료의 온도를 유지할 수 있다.The heat medium used in the nozzle block may be heating air, water vapor, or oil, and by maintaining the temperature of the nozzle block at a high temperature by flowing the heated heat medium, it is possible to maintain the temperature of the spinning material.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 섬유 원료가 되는 방사재료를 공급하는 원료 공급부; 상기 원료 공급부와 연결되며, 상기 원료 공급부로부터 방사재료를 공급받아 필라멘트 형태로 토출하게 하는 노즐부를 포함하는 방사노즐팩; 상기 방사노즐팩에 소정의 전압을 인가하여 상기 방사재료를 하전시키는 전압인가부; 및 상기 방사노즐팩과 소정의 이격거리를 두며 하측에 위치되며, 상기 노즐부를 통해서 토출되는 하전 필라멘트를 상면에 집적하는 컬렉터를 포함하는 전기방사장치에 관한 것이다.Another aspect of the present invention for achieving the above object is a raw material supply unit for supplying a spinning material to be a fiber raw material; A spinning nozzle pack connected to the raw material supply unit and including a nozzle unit for receiving a spinning material from the raw material supply unit and discharging the raw material into a filament form; A voltage applying unit that charges the radiation material by applying a predetermined voltage to the radiation nozzle pack; And a collector positioned at a lower side with a predetermined distance from the spinneret pack, and collecting a charged filament discharged through the nozzle unit on an upper surface thereof.

상기 전기방사장치는 용액방사 또는 용융방사에 사용될 수 있으며, 상기 원료 공급부는 섬유 원료가 되는 고분자 물질을 압출하여 방사하는 압출기를 포함할 수 있고, 용융방사의 경우 상기 압출기로 용융 압출기를 사용하여 고분자 물질의 상변화를 함께 유도할 수 있다.The electrospinning device may be used for solution spinning or melt spinning, and the raw material supply part may include an extruder that extrudes and spins a polymer material that is a fiber raw material, and in the case of melt spinning, a polymer using a melt extruder as the extruder Phase change of material can be induced together.

상기 컬렉터는 접지된 상태이거나 상기 하전 필라멘트와 반대 극성으로 대전될 수도 있다.
The collector may be grounded or may be charged with opposite polarity to the charged filament.

본 발명의 구현예들에 의하면, 전기방사에 있어서 별도의 복잡한 가열 챔버 등의 추가 장치를 구비하지 아니하고 간편한 장치만으로도 노즐부로부터 방사되는 섬유의 급격한 고화 현상을 방지할 수 있으며, 전기방사 시 전기장의 간섭을 방지하여 균일한 전기장을 형성함으로써 제조된 섬유의 물성을 향상시킬 수 있다.
According to the embodiments of the present invention, without the additional device, such as a separate complex heating chamber in the electrospinning, it is possible to prevent the rapid solidification of the fiber radiated from the nozzle unit with a simple device, the electric field of the electrospinning By preventing the interference to form a uniform electric field can improve the physical properties of the fiber produced.

도 1은 본 발명의 일실시예의 의한 전기방사용 방사노즐팩의 단면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 방사노즐팩을 절단한 저면 사시도 및 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사장치의 단면 개략도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an electrospinning spinning nozzle pack according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a bottom perspective view and a partially enlarged view of the electrospinning spinning nozzle pack according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of an electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 첨부되는 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 개략적인 것으로 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었고, 도면에 표시된 두께, 크기, 비율 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 아니한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known general functions or configurations will be omitted. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS The accompanying drawings are schematic for the purpose of better understanding of the present invention, and parts irrelevant to the description are omitted in order to more clearly describe the present invention. In the drawings, the thicknesses are exaggerated for clarity. However, the scope of the present invention is not limited by the thickness, size, ratio, etc. shown in the drawings.

본 발명의 일구현예는 종래의 복잡한 전기방사 장치를 보다 간소화한 새로운 형태의 전기방사용 방사노즐팩에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a new type of electrospinning spinning nozzle pack, which simplifies a conventional complex electrospinning apparatus.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 방사노즐팩의 단면 개략도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 방사노즐팩을 절단한 저면 사시도 및 부분 확대도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an electrospinning spinning nozzle pack according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a bottom perspective view and a partial enlarged view of the electrospinning spinning nozzle pack according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사용 방사노즐팩(10)은 방사재료가 유입되는 유입부(110); 상기 유입부(110)의 하부에 연결되며, 유입된 방사재료가 필라멘트 형태로 토출되게 하는 복수개의 노즐을 포함하는 노즐부(140); 및 상기 유입부(110)와 노즐부(140)를 수용하는 노즐블럭(150)을 포함하며, 상기 노즐블럭(150)은 이중자켓으로 구성되어 상기 이중자켓 내부를 통해 열매체가 유동되면서 노즐블럭(150)의 온도가 제어되며, 상기 노즐블럭(150)의 좌우 측면이 상기 노즐부의 하부 표면보다 아래로 신장되는 것을 특징으로 한다. 1 and 2, the electrospinning spinning nozzle pack 10 according to an embodiment of the present invention is an inlet 110 to which the spinning material is introduced; A nozzle unit 140 connected to a lower portion of the inlet unit 110 and including a plurality of nozzles for discharging the introduced spinning material in the form of a filament; And a nozzle block 150 accommodating the inlet part 110 and the nozzle part 140, wherein the nozzle block 150 is configured of a double jacket, and the nozzle block is formed while the heat medium flows through the inside of the double jacket. The temperature of 150 is controlled, and the left and right sides of the nozzle block 150 are extended below the lower surface of the nozzle unit.

본 발명자는 섬유가 방사되는 노즐부 후단에 섬유의 급격한 고화 현상을 방지하기 위해 종래에 사용되던 별도의 가열 챔버, 온도조절장치 등의 장비는 전기방사의 대량생산화에 적절하지 못함을 인식하고, 이를 개선하기 위하여 노즐부(140)를 수용하는 노즐블럭(150)의 좌우 측면을 노즐부(140)의 하부 표면보다 아래로 신장되도록 노즐블럭(150)의 길이를 더 길게 하는 구성을 도입하였다. 또한, 이와 같이 노즐부(140) 하부 표면보다 아래로 신장되는 상기 노즐블럭(150)의 안쪽 면에는 절연체가 부착 또는 코팅되게 함으로써 전기장의 간섭을 방지하여 균일한 전기장을 형성하여 섬유의 물성을 향상시킬 수 있다.The present inventors recognize that a separate heating chamber, a temperature control device, and the like, which are conventionally used to prevent a sudden solidification of the fiber at the rear end of the nozzle part from which the fiber is radiated, are not suitable for mass production of electrospinning, In order to improve this, a configuration in which the length of the nozzle block 150 is made longer is extended so that the left and right side surfaces of the nozzle block 150 accommodating the nozzle unit 140 are extended below the lower surface of the nozzle unit 140. In addition, the inner surface of the nozzle block 150 that extends below the lower surface of the nozzle unit 140 allows the insulator to be attached or coated to prevent interference of the electric field to form a uniform electric field to improve the physical properties of the fiber. You can.

상기 노즐블럭(150)은 이중자켓 방식으로 구성되어 상기 이중자켓 내부를 통해 열매체가 유동되면서 노즐부(140)를 감싸고 있는 노즐블럭(150)의 온도가 제어됨으로써 방사재료의 온도를 유지할 수 있으며, 섬유가 방사되는 노즐에 온도를 전달할 수 있다. 이러한 노즐블럭(150)은 이중자켓으로 구성되어 내부에 배치되는 관로(153, 154)를 통하여 열매체를 유동시킬 수도 있다. 상기 이중자켓은 알루미늄 재질의 자켓일 수 있으며, 이러한 노즐블럭(150) 내부에 사용되는 열매체는 가열공기, 수증기 또는 오일일 수 있으며, 방사재료의 온도에 따라 적절한 매체를 선택하여 원하는 온도로 사용할 수 있다. The nozzle block 150 is configured in a double jacket method to maintain the temperature of the radiation material by controlling the temperature of the nozzle block 150 surrounding the nozzle unit 140 while the heat medium flows through the inside of the double jacket, The temperature can be transferred to the nozzle from which the fiber is spun. The nozzle block 150 may be configured as a double jacket to flow the heat medium through the conduits 153 and 154 disposed therein. The double jacket may be an aluminum jacket, and the heat medium used in the nozzle block 150 may be heating air, steam, or oil, and an appropriate medium may be selected and used at a desired temperature according to the temperature of the spinning material. .

본 발명에서는 이러한 노즐블럭(150)을 종래의 별도 장치로 구비되던 가열 챔버 없이도 방사구역에서 온도를 조절하여 노즐부(140)로부터 공기 중으로 방사되는 섬유의 급격한 고화 현상을 방지하는 역할을 할 수 있도록 하기 위하여 상기 노즐블럭(150)의 좌우 측면이 상기 노즐부(140)의 하부 표면보다 아래로 신장되도록 구성하였다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 상기 노즐블럭(150)의 좌우 측면 중 아래 부분(152)이 상기 노즐부(140) 보다 하부 방향으로 더 길게 내려오게 하여 노즐부(140) 하부의 방사구역에서의 온도를 고온으로 유지하여 노즐(141)로부터 토출되는 섬유가 공기 중에서 급격하게 고화되는 것을 방지함으로써 섬유의 물성을 향상시킬 수 있다. 또한, 하부로 신장된 노즐블럭(150)의 아래 부분(152)에 의해 발생할 수 있는 전기장 간섭을 방지하기 위해 하부로 신장된 노즐블럭(150)의 아래 부분(152)의 내측 표면(155)을 고온에 견딜 수 있는 절연물질로 코팅하거나 절연물질을 부착하여 균일한 전기장을 형성하도록 하였다. In the present invention, the nozzle block 150 serves to prevent the rapid solidification of the fiber radiated into the air from the nozzle unit 140 by controlling the temperature in the spinning zone without the heating chamber that was provided as a conventional separate device To this end, the left and right side surfaces of the nozzle block 150 are configured to extend below the lower surface of the nozzle unit 140. 1 and 2, the lower portion 152 of the left and right sides of the nozzle block 150 descends longer in the downward direction than the nozzle unit 140 so that the radiation area under the nozzle unit 140 is lower. By maintaining the temperature at a high temperature to prevent the fibers discharged from the nozzle 141 is rapidly solidified in the air can improve the physical properties of the fibers. In addition, the inner surface 155 of the lower portion 152 of the lowerly extended nozzle block 150 is prevented to prevent electric field interference that may be caused by the lower portion 152 of the lowerly extended nozzle block 150. Coated with an insulating material that can withstand high temperature or attached to the insulating material to form a uniform electric field.

상기 하부로 신장된 노즐블럭의 아래 부분(152)의 내측 표면(155)에 코팅되거나 부착될 수 있는 절연물질은 세라믹, 강화 유리 및 전기절연 무기재로 구성되는 군에서 선택되는 재질로 구성될 수 있다. 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 고온 절연 물질인 세라믹, 테플론, 폴리이미드 등을 들 수 있다.An insulating material that may be coated or adhered to the inner surface 155 of the lower portion 152 of the nozzle block extended downward may be made of a material selected from the group consisting of ceramics, tempered glass, and electrically insulating inorganic materials. have. Although it does not restrict | limit especially, For example, ceramic, Teflon, polyimide, etc. which are high temperature insulation materials are mentioned.

상기 노즐부(140)의 하부 표면보다 아래로 신장되는 상기 노즐블럭(150)의 좌우 측면의 아랫부분(152)에 의해 가열되는 방사구역의 온도(TH)는 하기 수학식 1의 범위 내이다.The temperature T H of the radiation zone heated by the lower portions 152 of the left and right sides of the nozzle block 150 extending below the lower surface of the nozzle unit 140 is within the range of Equation 1 below. .

[수학식 1][Equation 1]

Tm-15 ≤ TH ≤ Tm+15T m -15 ≤ T H ≤ T m +15

상기 식에서, TH는 방사구역의 온도이고, Tm은 방사되는 폴리머의 온도이다.Where T H is the temperature of the spinning zone and T m is the temperature of the polymer being spun.

이러한 방사구역의 온도(TH)는 방사하고자 하는 용융체 또는 방사액의 특성에 따라 결정되나, 방사구역의 온도가 Tm+15℃ 를 초과하는 경우에는 방사되는 섬유의 열분해가 일어나 분자량이 저하되어 사절이 발생하기 쉽고, 이와 반대로 방사구역의 온도가 Tm-15℃ 미만이면 노즐블럭(150)의 하단부(152)에 의한 온도 조절의 효과가 미미하여 토출되는 섬유가 급격하게 고화될 수 있다. 즉, 위핑 모션을 유도할 수 없거나 미약하여 섬유의 굵기가 굵고 불균일하며 나노섬유화가 일어나지 않는 문제점이 있으며, 원하는 방향으로 방사하기 어렵고, 방사 후 얻게 되는 웹의 두께가 두꺼운 형태로 제조될 우려가 있다.The temperature (T H ) of the spinning zone is determined by the characteristics of the melt or spinning liquid to be spun. However, when the spinning zone temperature exceeds T m + 15 ° C., the pyrolysis of the spun fibers occurs, resulting in lower molecular weight. When threading is easy to occur, on the contrary, when the temperature of the spinning zone is less than T m -15 ° C, the effect of temperature control by the lower end 152 of the nozzle block 150 is insignificant, and thus the fiber discharged may be rapidly solidified. That is, there is a problem that the thickness of the fiber is not thick or non-uniform and nanofiberization does not occur due to the lack of induction or weakness of the whipping motion, it is difficult to radiate in a desired direction, and the thickness of the web obtained after spinning may be manufactured in a thick form. .

상기 유입부(110)는 방사재료가 노즐로 유입되는 부분으로서, 복수개의 노즐에 균일하게 방사재료가 공급되도록 하기 위하여 원통형의 유입구와 유입구에서 원위방향으로 점점 넓어지는 형상을 가진 확산부분으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 유입부(110)는 열변형을 최소화하기 위하여 금속 재료 중에서도 열탄성계수가 낮은 물질로 구성되며, 예를 들면 스테인리스강, 특수강, 카본스틸, 초경합금 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The inlet 110 is a portion into which the spinning material flows into the nozzle, and is formed of a cylindrical inlet and a diffusion part having a shape that gradually widens in the distal direction in order to supply the spinning material uniformly to the plurality of nozzles. May be, but is not limited thereto. The inlet 110 is made of a material having a low thermal modulus among metal materials in order to minimize thermal deformation, for example, stainless steel, special steel, carbon steel, cemented carbide, but is not limited thereto.

본 발명의 구현예들에서 사용가능한 방사재료는 용융방사를 위한 고분자 물질의 용융체 또는 용액방사를 위한 고분자 물질이 용해된 폴리머 용액, 폴리머 용해물, 용해된 유리 물질, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.The spinning material usable in the embodiments of the present invention may use a polymer solution, a polymer melt, a dissolved glass material, and a mixture thereof in which a melt of the polymer material for melt spinning or a polymer material for solution spinning is dissolved. .

상기 노즐부(140)는 하전된 방사재료가 방사구인 노즐(141)을 거쳐 공기 중으로 토출되고, 이어서 공기 중에서 하전 필라멘트의 연신 및 또 다른 필라멘트 분기를 거쳐 극세섬유를 제조되게 하는 역할을 한다. 상기 노즐부(140)는 복수개의 방사구(141)가 천공되어 형성된 다공성 노즐판 일 수 있으며, 복수개의 노즐팁을 포함하는 형태(미도시)일 수 있다.The nozzle unit 140 discharges the charged spinning material into the air through the nozzle 141 which is the spinneret, and then serves to make the microfibers through the stretching of the charged filament and the branching of another filament in the air. The nozzle unit 140 may be a porous nozzle plate formed by puncturing the plurality of spinnerets 141, and may have a shape (not shown) including a plurality of nozzle tips.

상기 다공성 노즐판은 일정 두께의 판에 복수개의 노즐 형상의 구멍을 천공함으로써 제작될 수 있어 대량생산을 위한 설비에 적합하며, 설비의 제조가 용이하다. 상기 다공성 노즐판에 천공된 방사구는 다양한 형상을 지닐 수 있으며, 일례를 들면 도 1에 도시된 바와 같이 방사구(141)는 상기 유입부(110)와 접하는 상부로부터 그 반대방향의 하부 쪽으로 주사기 형상으로 천공될 수 있다.The porous nozzle plate may be manufactured by drilling a plurality of nozzle-shaped holes in a plate of a predetermined thickness, which is suitable for equipment for mass production, and is easy to manufacture equipment. The spinneret perforated on the porous nozzle plate may have various shapes. For example, as shown in FIG. 1, the spinneret 141 has a syringe shape from an upper side contacting the inlet part 110 to a lower side of the opposite direction. Can be perforated.

이러한 다공성 노즐판은 소정의 두께를 갖는 노즐판 형성용 금속재료 중에서 열에 견딜 수 있는 스테인리스강, 특수강, 카본스틸, 초경합금 등에서 선택된 판에 방사구(141)를 형성하여 제조될 수 있다. The porous nozzle plate may be manufactured by forming the spinneret 141 on a plate selected from stainless steel, special steel, carbon steel, cemented carbide, and the like, capable of withstanding heat among metal materials for forming a nozzle plate having a predetermined thickness.

또한, 상기 노즐부(140)는 종래의 실린더 타입의 노즐 팁이 복수 개 배열된 것을 사용할 수도 있다. 이때 상기 노즐부(140)는 복수 개의 돌출형 노즐 팁을 포함하는 형태일 수 있다. In addition, the nozzle unit 140 may use a plurality of nozzle tip of the conventional cylinder type is arranged. In this case, the nozzle unit 140 may have a shape including a plurality of protruding nozzle tips.

이때 상기 방사구(141)의 단면의 형상은 예를 들어 원형, 정사각형 또는 직사각형일 수 있으며, 그에 따라 전체적인 방사구(141)의 형상은 받침이 있는 원통형 아래에 원뿔과 원뿔 아래에 폭이 좁은 원통형이 결합된 형상 또는 받침이 있는 직육면체 아래에 사각뿔과 사각뿔 아래에 폭이 좁은 직육면체가 결합된 형상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 유선형의 단면을 가질 수도 있다.At this time, the shape of the cross-section of the spinneret 141 may be, for example, circular, square or rectangular, and thus the shape of the overall spinneret 141 is a cylindrical cylindrical under the cylindrical base and a narrow narrow width below the cone. The combined shape or the rectangular parallelepiped and the narrow rectangular parallelepiped beneath the rectangular pyramid under the rectangular parallelepiped may be combined, but is not limited thereto, and may have a streamlined cross section as necessary.

본 발명의 다공성 노즐판에 형성된 방사구의 형상은 상기 예를 든 형상만으로 제한되는 것은 아니며, 필요에 의해 다른 형상을 가질 수도 있다. The shape of the spinneret formed on the porous nozzle plate of the present invention is not limited to the above-described shape, but may have another shape as necessary.

본 발명의 구현예들에 의한 방사노즐팩(10)은 유입부(110) 및 노즐부(140) 이외에 방사노즐에 필요한 구성성분들을 제한없이 채용하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 유입부(110) 하부와 노즐부(140) 상부 사이에 방사재료의 불순물을 제거할 수 있는 필터판(120)을 추가로 포함하거나, 유입된 방사재료의 균일한 재분배를 돕는 역할을 하는 분배조절판(130)을 추가로 포함할 수도 있다.Spinning nozzle pack 10 according to the embodiments of the present invention can be used by employing any component necessary for the spinning nozzle in addition to the inlet 110 and the nozzle unit 140 without limitation. For example, further comprising a filter plate 120 for removing impurities of the emissive material between the lower portion of the inlet 110 and the nozzle 140, or to help the uniform redistribution of the introduced emissive material It may further include a distribution control plate 130 to serve.

상기 필터판(120)은 서로 상이한 하나 이상의 메시 필터가 적층되어 형성될 수 있으며, 그물코 형상의 메시 필터가 방사재료에 포함된 불순물을 제거하고, 방사재료의 유입 시 압력 분산 및 분배하는 역할을 한다. 상기 필터판(120)은 당업계에서 일반적으로 사용되는 물질을 제한없이 사용할 수 있으며, 일례로 2중 메시 필터 또는 3중 메시 필터가 적층되어 형성될 수 있으며, 이때 상기 메시 필터 각각의 메시 수는 서로 상이한 것이 바람직하다. The filter plate 120 may be formed by stacking one or more mesh filters different from each other, and a mesh-shaped mesh filter removes impurities contained in the spinning material, and serves to distribute and distribute pressure when the spinning material is introduced. . The filter plate 120 may use a material generally used in the art without limitation, and for example, a double mesh filter or a triple mesh filter may be stacked, and the number of meshes of the mesh filters may be It is preferable that they differ from each other.

상기 필터판(120)의 하부에는 방사재료의 균일한 재분배를 돕는 역할을 하는 분배조절판(130)이 연결되어 있다. 상기 분배조절판(130)은 복수개의 구멍이 하나 이상의 열과 행을 이루어 천공되어 있다. 이러한 분배조절판(130)은 금속, 플라스틱, 세라믹화합물 등으로 이루어진 군에서 선택된 물질이 천공되어 형성될 수 있으며, 상기 분배조절판(130)에 형성된 구멍의 수는 노즐의 수보다 적거나 클 수 있다. 이러한 분배조절판(130)의 존재로 인하여 방사재료가 노즐로 바로 유입되지 않고 균일하게 재분배되게 함으로써 각 노즐마다 정량적으로 동일한 토출량을 가지도록 하여 균일한 섬유굵기를 갖는 웹을 제조할 수 있다. The lower portion of the filter plate 120 is connected to the distribution control plate 130 to help uniform redistribution of the spinning material. The distribution control plate 130 is perforated with a plurality of holes in one or more columns and rows. The distribution control plate 130 may be formed by punching a material selected from the group consisting of metal, plastic, ceramic compounds, and the like, and the number of holes formed in the distribution control plate 130 may be smaller or larger than the number of nozzles. Due to the presence of the distribution control plate 130 it is possible to produce a web having a uniform fiber thickness by having the spinning material uniformly redistributed without directly flowing into the nozzle to have a quantitatively the same discharge amount for each nozzle.

또한, 본 발명에 의한 전기방사용 방사노즐팩은 보온을 위해 절연커버를 추가로 포함할 수 있다.
In addition, the electrospinning radiation nozzle pack according to the present invention may further include an insulation cover for thermal insulation.

본 발명의 또 다른 양상은 본 발명의 구현예들에 따른 전기방사용 방사노즐팩을 구비한 전기방사장치에 관한 것이다. Another aspect of the present invention relates to an electrospinning apparatus having an electrospinning radiation nozzle pack according to embodiments of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 용융전기방사장치의 단면 개략도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 전기방사장치(300)는 섬유 원료가 되는 방사재료(A)를 공급하는 원료 공급부(301); 상기 원료 공급부(301)와 연결되며, 상기 원료 공급부(301)로부터 방사재료(A)를 공급받아 필라멘트 형태로 토출하게 하는 복수개의 노즐을 포함하는 방사노즐팩(100); 상기 방사노즐팩(100)에 소정의 전압을 인가하여 상기 방사재료(A)를 하전시키는 전압인가부(305); 및 상기 방사노즐팩(100)과 소정의 이격거리를 두며 하측에 위치하며, 상기 노즐부(141)를 통해서 토출되는 하전 필라멘트를 상면에 집적하는 컬렉터(306)를 포함한다.3 is a schematic cross-sectional view of a molten electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention. 3, the electrospinning apparatus 300 according to an embodiment of the present invention includes a raw material supply unit 301 for supplying a spinning material (A) to be a fiber raw material; A spinning nozzle pack 100 connected to the raw material supply unit 301 and including a plurality of nozzles to receive the spinning material A from the raw material supply unit 301 and to discharge the filament in a filament form; A voltage applying unit 305 for applying a predetermined voltage to the radiation nozzle pack 100 to charge the radiation material A; And a collector 306 positioned at a lower side with a predetermined distance from the spinneret pack 100 and integrating a charged filament discharged through the nozzle unit 141 on an upper surface thereof.

이때, 상기 방사노즐팩(100)은 상기 원료 공급부(301)에 연결되어 방사재료(A)가 유입되는 유입부(110), 상기 유입부(110)의 하부에 연결되며, 유입된 방사재료(A)가 필라멘트 형태(B)로 토출되게 하는 복수개의 노즐을 포함하는 노즐부(140), 및 상기 유입부(110)와 노즐부(140)를 수용하는 노즐블럭(150)을 포함하며, 상기 노즐블럭(150)은 이중자켓으로 구성되어 상기 이중자켓 내부를 통해 열매체가 유동되면서 노즐블럭(150)의 온도가 제어되며, 상기 노즐블럭(150)의 좌우 측면이 상기 노즐부(140)의 하부 표면보다 아래로 신장되는 것을 특징으로 한다.At this time, the spinning nozzle pack 100 is connected to the raw material supply unit 301 is connected to the inlet 110, the lower portion of the inlet 110, the inlet 110, the spinning material (A) is introduced, A nozzle unit 140 including a plurality of nozzles for discharging A) in the filament form B, and a nozzle block 150 accommodating the inlet 110 and the nozzle unit 140, The nozzle block 150 is composed of a double jacket, the temperature of the nozzle block 150 is controlled as the heat medium flows through the inside of the double jacket, and the left and right sides of the nozzle block 150 are lower than the nozzle unit 140. And extend down below the surface.

본 발명의 일 구현예에 따른 전기방사장치에서 상기 원료 공급부(301)는 섬유 원료가 되는 고분자 물질이 공급되어 용매에 용해되거나(용액방사) 용융방사를 위해 용융액으로 상변화되는 부분이다.　 원료 공급부(301)는 고분자 칩을 용융하는 가열수단(미도시), 용융된 폴리머 용융액을 이송하는 이송수단(미도시)을 구비할 수 있다.　　 In the electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention, the raw material supply part 301 is a part which is supplied with a polymer material that is a fiber raw material and is dissolved in a solvent (solution spinning) or phase-changed into a melt for melt spinning. The raw material supply unit 301 may include heating means (not shown) for melting the polymer chip, and transfer means (not shown) for transferring the molten polymer melt.

원료 공급부(301)는 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 대안으로, 방사노즐팩(100)에 공급할 폴리머를 저장하는 원료 저장탱크(미도시), 저장된 폴리머를 시간당 일정한 양으로 공급해주는 조절장치인 정량펌프(미도시) 및 공급관(미도시)을 포함할 수도 있다. Raw material supply unit 301 is not limited to this configuration, alternatively, a raw material storage tank (not shown) for storing the polymer to be supplied to the spinneret pack 100, a quantitative control device for supplying the stored polymer in a constant amount per hour It may also include a pump (not shown) and a supply pipe (not shown).

본 발명의 일구현예에서, 상기 원료 공급부(301)는 상기 원료 공급부(301)와 연결되며, 상기 원료 공급부(301)로부터 공급된 고분자 물질을 압출하여 방사하는 압출기(302)를 포함할 수 있다. 이러한 압출기(302)는 용융방사의 경우 용액전기방사와 달리 점도가 높은 용융체에 압력을 가해서 밀어내기 위해 필요하며, 특히 이러한 압출기(302)를 도입함으로써 방사재료의 보다 빠른 공급이 가능하게 되어 멀티 노즐 시스템에 적합하며, 이는 상용화로 이어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the raw material supply unit 301 is connected to the raw material supply unit 301, it may include an extruder 302 for extruding and spinning the polymer material supplied from the raw material supply unit 301. . The extruder 302 is required to pressurize a melt having a high viscosity, unlike solution electrospinning, in the case of melt spinning, and in particular, by introducing such an extruder 302, it is possible to supply the spinning material more rapidly, thereby providing a multi-nozzle. Suitable for the system, which can lead to commercialization.

바람직하게는 상기 압출기(302)로 용융 압출기를 사용함으로써 고분자 물질을 압출기에서 일정한 온도구배를 주어 서서히 용융시켜 스크류를 이용하여 압출기 외부로 일정량을 분출하도록 할 수 있다. Preferably, by using the melt extruder as the extruder 302, the polymer material may be gradually melted by giving a constant temperature gradient in the extruder to eject a predetermined amount to the outside of the extruder using a screw.

본 발명에서 사용가능한 고분자 물질로는 고분자 칩, 폴리머 용액, 폴리머 용해물, 용해된 유리 물질, 및 이들의 혼합물을 포함한다.　 본 발명에서 사용가능한 대표적인 고분자 재료의 비제한적인 예들은 불소 중합체, 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리락타이드, 폴리에스테르, 폴리카프로락톤, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리우레탄, 엘라스토머, 또는 고무류를 포함하며, 이들을 단독으로 혹은 둘 이상이 혼합된 상태로 사용할 수도 있다.　 또한 본 발명에서 폴리머 용액 또는 용융 폴리머에는 물성의 향상을 위하여 기타 첨가제가 첨가될 수 있다. Polymeric materials usable in the present invention include polymer chips, polymer solutions, polymer melts, dissolved glass materials, and mixtures thereof. Non-limiting examples of representative polymer materials usable in the present invention include fluoropolymers, polyolefins, polyimides, polylactides, polyesters, polycaprolactones, polyvinylidene fluorides, polyacrylonitriles, polysulfones, polyimides, Polyethylene oxide, polyurethane, elastomer, or rubbers, and these may be used alone or in a mixture of two or more thereof. In the present invention, other additives may be added to the polymer solution or the molten polymer to improve physical properties.

상기 방사노즐팩(100)은 상기 압출기(302)에 부착되어 설치될 수 있으나, 설비 디자인 상 필요에 의해 유도관(303)을 통해 연결되도록 디자인될 수 있으며, 이 경우 세라믹계 물질로 이루어진 유도관과 동일한 구멍이 형성되어 있는 절연단관(304)으로 연결함으로써 금속 설비 간의 절연이 가능하게 할 수 있다.The spinning nozzle pack 100 may be installed to be attached to the extruder 302, but may be designed to be connected through the induction pipe 303 as necessary for the design of the equipment, in which case the induction pipe made of a ceramic material Insulation between the metal facilities can be made possible by connecting to the insulated end pipe 304 in which the same hole is formed.

상기 방사노즐팩(100)은 방사재료(A)를 공급받아 필라멘트 형태(B)로 토출하게 하는 복수개의 노즐을 구비하며, 상기 원료 공급부(301) 또는 압출기(302)에 연결되어 방사재료(A)가 유입되는 유입부(110), 상기 유입부(110)의 하부에 연결되며, 유입된 방사재료(A)가 필라멘트 형태(B)로 토출되게 하는 복수개의 노즐을 포함하는 노즐부(140)를 포함하며, 상기 노즐부(140)는 복수개의 방사구(141)가 천공되어 형성된 다공성 노즐판이거나 복수 개의 노즐 팁을 포함하는 형태일 수 있다.The spinning nozzle pack 100 has a plurality of nozzles for receiving the spinning material (A) to be discharged in the filament form (B), and is connected to the raw material supply unit 301 or the extruder (302) spinning material (A) ) Is introduced into the inlet 110, the lower portion of the inlet 110, the nozzle unit 140 including a plurality of nozzles for allowing the introduced spinning material (A) is discharged in the filament form (B) The nozzle unit 140 may include a porous nozzle plate formed by drilling a plurality of spinnerets 141 or a shape including a plurality of nozzle tips.

상기 방사노즐팩(100)에는 소정의 전압이 인가되어 방사되는 방사재료(A)를 하전시켜 전기장을 형성한다.　 이러한 역할을 하는 상기 전압인가부(305)는 당업계에서 공지된 방식을 제한없이 사용할 수 있다. The radiation nozzle pack 100 is charged with a predetermined voltage to charge the radiating material A to be radiated to form an electric field. The voltage applying unit 305 serving as this may use any method known in the art without limitation.

상기 방사노즐팩(100)의 노즐부(140)의 방사구(141)로부터 토출된 하전 필라멘트(B)는 상기 컬렉터(306) 상부에 집적된다. 상기 컬렉터(306)는 전도성이 우수한 금속재가 사용되며, 이송롤러와 같은 이송수단으로 상기 방사노즐팩(100)에 대하여 연속적으로 공급되도록 하는 것이 바람직하다. The charged filament B discharged from the spinneret 141 of the nozzle unit 140 of the spinneret pack 100 is integrated on the collector 306. The collector 306 may be a metal having excellent conductivity, and may be continuously supplied to the spinning nozzle pack 100 by a transfer means such as a transfer roller.

상기 컬렉터(306)는 접지된 상태이거나, 상기 방사노즐팩(100)에 인가된 전압의 극성과 반대의 극성이 인가되어 상기 하전 필라멘트와 반대 극성을 가짐으로써, 하전 필라멘트의 집적을 도울 수 있다. 즉, 상기 방사노즐팩(100)을 통해 방사된 미세 필라멘트 형태의 고분자재료와 강력한 전기장을 형성하여 필라멘트가 나노급의 직경으로 방사되어 집적되도록 한다. The collector 306 may be grounded or have a polarity opposite to that of the voltage applied to the radiation nozzle pack 100 to have a polarity opposite to that of the charged filament, thereby helping to accumulate the charged filament. That is, the filament is radiated to a nanoscale diameter and integrated by forming a strong electric field with a polymer material in the form of a fine filament radiated through the spinning nozzle pack 100.

한편, 하전되어 방사된 필라멘트는 직물, 부직포, 종이 등과 같은 비금속성 기재 위에 집적시킬 수도 있는데, 이 경우에는 상기 컬렉터의 전면에 기재를 위치, 집적시켜 웹을 형성할 수 있으며, 웹이 형성된 기재는 이동수단을 통해 이동되어 상, 하 히팅장치를 통과하면서 가열되어 캘린더링(calendering)되며, 최종적으로 권취롤러에 권취된다. On the other hand, the charged filament may be integrated on a nonmetallic substrate such as woven fabric, nonwoven fabric, paper, etc. In this case, the substrate may be positioned and integrated on the front of the collector to form a web, and the substrate on which the web is formed It is moved through the moving means, heated and calendered while passing through the upper and lower heating apparatuses, and finally wound up in the take-up roller.

한편, 본 발명의 일 구현예에서, 상기 방사노즐팩(100)과 컬렉터(306)는 수직방향으로 대향하여 배치되거나, 수평방향으로 대향하여 배치될 수도 있다. On the other hand, in one embodiment of the present invention, the radiation nozzle pack 100 and the collector 306 may be disposed to face in the vertical direction, or may be disposed to face in the horizontal direction.

본 발명의 전기방사장치를 이용하여 제조될 수 있는 나노섬유는 필터소재, 광화학 센서소재, 전자소자용 소재, 생체 의학용 소재, 조직 공학용 소재, 약물 전달용 소재 및 미용소재 등으로 광범위하게 응용될 수 있다.　　 예를 들어, 나노섬유는 부피에 비해 표면적이 매우 크기 때문에 필터용으로 응용시 탁월한 효과를 나타내며, 전기 전도성을 지닌 고분자를 나노 섬유로 제조해 유리에 코팅하면 햇빛의 양을 감지해 창문의 색을 변하게 할 수 있다.　 전도성 나노섬유를 리튬이온전지의 전해질로 사용할 경우, 전해액의 누출을 막으면서도 전지의 크기와 무게를 크게 줄일 수 있다.　 또한 생체조직과 흡사하게 만든 인공단백질로 나노섬유를 만들면 상처가 아물면서 바로 몸속으로 흡수되는 붕대나 인조피부 제조에도 이용될 수 있다.
Nanofibers that can be produced using the electrospinning of the present invention can be widely applied to filter materials, photochemical sensor materials, electronic device materials, biomedical materials, tissue engineering materials, drug delivery materials and cosmetic materials, etc. Can be. For example, nanofibers have a very large surface area compared to their volume, so they have an excellent effect in the application of filters.The nanofibers with electrical conductivity are made of nanofiber and coated on glass to detect the amount of sunlight Can change. When the conductive nanofiber is used as an electrolyte of a lithium ion battery, the size and weight of the battery can be greatly reduced while preventing leakage of the electrolyte. In addition, if nanofibers are made from artificial proteins made similar to biological tissues, they can be used for the manufacture of bandages or artificial skins that are immediately absorbed into the body as the wound heals.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였으나, 이들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and equivalent other embodiments from this I understand that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10, 100: 방사노즐팩 110: 유입부
120: 필터판 130: 분배조절판
140: 노즐부 141: 방사구
150: 노즐블럭 151: 노즐블럭 상단부
152: 노즐블럭 하단부 153, 154: 관로
155: 절연물질층 300: 전기방사장치
301: 원료 공급부 302: 압출기
303: 유도관 304: 절연단관
305: 전압인가부 306: 컬렉터
A: 방사재료 B: 필라멘트10, 100: spinning nozzle pack 110: inlet
120: filter plate 130: distribution control plate
140: nozzle portion 141: spinneret
150: nozzle block 151: nozzle block upper portion
152: lower portion of the nozzle block 153, 154: pipeline
155: insulating material layer 300: electrospinning apparatus
301: raw material supply unit 302: extruder
303: induction pipe 304: insulated end pipe
305: voltage application unit 306: collector
A: spinning material B: filament

Claims (13)

전기방사용 방사노즐팩에 있어서, 상기 방사노즐팩이:
방사재료가 유입되는 유입부;
상기 유입부의 하부에 연결되며, 유입된 방사재료가 필라멘트 형태로 토출되게 하는 복수개의 노즐을 포함하는 노즐부; 및
상기 유입부와 노즐부를 수용하는 노즐블럭을 포함하며, 상기 노즐블럭은 이중자켓으로 구성되어 상기 이중자켓 내부를 통해 열매체가 유동되면서 노즐블럭의 온도가 제어되며, 상기 노즐블럭의 좌우 측면이 상기 노즐부의 하부 표면보다 아래로 신장되는 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
In the electrospinning spinning nozzle pack, the spinning nozzle pack comprises:
An inlet through which the emissive material flows;
A nozzle unit connected to a lower portion of the inlet and including a plurality of nozzles for discharging the introduced spinning material in the form of a filament; And
And a nozzle block accommodating the inflow portion and the nozzle portion, wherein the nozzle block is configured of a double jacket to control the temperature of the nozzle block while the heat medium flows through the inside of the double jacket, and the left and right sides of the nozzle block are the nozzles. An electrospinning spinneret pack, characterized in that it extends below the lower surface of the part.
제 1항에 있어서, 상기 노즐부의 하부 표면보다 아래로 신장되는 상기 노즐블럭의 좌우 측면의 내측 표면은 절연체가 부착 또는 절연물질로 코팅된 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
According to claim 1, The inner surface of the left and right sides of the nozzle block extending below the lower surface of the nozzle portion, the electrospinning radiation nozzle pack, characterized in that the insulator is attached or coated with an insulating material.
제 2항에 있어서, 상기 절연물질은 세라믹, 강화 유리 및 전기절연 무기재로 구성되는 군에서 선택되는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
3. The electrospinning radiation nozzle pack according to claim 2, wherein the insulating material is made of a material selected from the group consisting of ceramics, tempered glass, and electrically insulating inorganic materials.
제 1항에 있어서, 상기 노즐블럭 내부에 사용되는 열매체는 가열공기, 수증기 또는 오일인 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
The method of claim 1, wherein the heat medium used in the nozzle block is electrospinning spinning nozzle pack, characterized in that the heating air, steam or oil.
제 1항에 있어서, 상기 노즐부는 복수개의 방사구가 천공되어 형성된 다공성 노즐판 또는 복수개의 노즐팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
The spinneret of claim 1, wherein the nozzle unit comprises a porous nozzle plate or a plurality of nozzle tips formed by drilling a plurality of spinnerets.
제 1항에 있어서, 상기 전기방사용 방사노즐팩이 상기 유입부 하부와 상기 노즐부 상부 사이에 필터판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
The electrospinning nozzle pack of claim 1, wherein the electrospinning nozzle pack further comprises a filter plate between the lower portion of the inlet portion and the upper portion of the nozzle portion.
제 1항에 있어서, 상기 전기방사용 방사노즐팩이 상기 유입부 하부와 상기 노즐부 상부 사이에 분배조절판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
The electrospinning spinneret pack of claim 1, wherein the electrospinning spinneret pack further comprises a distribution control plate between the bottom of the inlet and the top of the nozzle unit.
제 1항에 있어서, 상기 노즐부의 하부 표면보다 아래로 신장되는 상기 노즐블럭의 좌우 측면에 의해 가열되는 방사구역의 온도는 하기 수학식 1의 범위 내인 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
[수학식 1]
Tm-15 ≤ TH ≤ Tm+15
상기 식에서, TH는 방사구역의 온도이고, Tm은 방사되는 폴리머의 온도이다.
The electrospinning spinneret pack according to claim 1, wherein the temperature of the spinning zone heated by the left and right sides of the nozzle block extending down from the lower surface of the nozzle portion is within the range of the following Equation 1.
[Equation 1]
T m -15 ≤ T H ≤ T m +15
Where T H is the temperature of the spinning zone and T m is the temperature of the polymer being spun.
제 1항에 있어서, 상기 방사노즐팩은 보온을 위한 절연커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사용 방사노즐팩.
According to claim 1, The spinning nozzle pack electrospinning radiation nozzle pack further comprises an insulating cover for insulating.
섬유 원료가 되는 방사재료를 공급하는 원료 공급부;
상기 원료 공급부와 연결되며, 상기 원료 공급부로부터 방사재료를 공급받아 필라멘트 형태로 토출하게 하는 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 의한 방사노즐팩;
상기 방사노즐팩에 소정의 전압을 인가하여 상기 방사재료를 하전시키는 전압인가부; 및
상기 방사노즐팩과 소정의 이격거리를 두며 하측에 위치되며, 상기 노즐부를 통해서 토출되는 하전 필라멘트를 상면에 집적하는 컬렉터를 포함하는 전기방사장치.
A raw material supply unit for supplying a spinning material to be a fiber raw material;
A spinning nozzle pack according to any one of claims 1 to 9, which is connected to the raw material supply part and receives the spinning material from the raw material supply part and discharges the filament in the form of filament;
A voltage applying unit that charges the radiation material by applying a predetermined voltage to the radiation nozzle pack; And
And a collector positioned at a lower side with a predetermined distance from the spinneret pack and integrating a charged filament discharged through the nozzle unit on an upper surface thereof.
제 10항에 있어서, 상기 전기방사장치는 용액방사 또는 용융방사에 사용되는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
The electrospinning apparatus according to claim 10, wherein the electrospinning device is used for solution spinning or melt spinning.
제 10항에 있어서, 상기 원료 공급부는 섬유 원료가 되는 고분자 물질을 압출하여 방사하는 압출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
The electrospinning apparatus according to claim 10, wherein the raw material supply unit comprises an extruder for extruding and spinning a polymer material which is a fiber raw material.
제 10항에 있어서, 상기 컬렉터는 접지되거나 상기 하전 필라멘트와 반대 극성으로 대전되는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
11. An electrospinning apparatus according to claim 10, wherein said collector is grounded or charged with a polarity opposite to said charged filament.
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