KR20150040114A - Method and equipment of preparing non-woven material, non-woven material produced by the method, separator for battery and electrochemical battery comprising the non-woven material - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for preparing a non-woven material using an electrospinning method, and uses thereof. According to one aspect of the invention, the method comprises: a step of preparing a spinning solution by dissolving a raw material of the non-woven material in a solution; a step of injecting the spinning solution into a syringe of a positive electrode; a step of spinning nanofibers in a rotary collector of the negative electrode having a certain rotating speed; and a step of stacking the spun nanofibers on the collector, and aligning the nanofibers in a rotary direction of the collector. According to another aspect of the invention, the apparatus comprises: a reservoir for storing a spinning solution; a positive electrode syringe for receiving the spinning solution from the reservoir; a pump for pumping the spinning solution from the syringe; a negative electrode rotary collector for receiving the spinning solution from the pump; a rotating controller for controlling the rotating speed of the collector; and a power supply for supplying the power to the syringe, the pump, the collector and the rotating controller. According to the present invention, a non-woven material is manufactured in a simple manner, capable of adjusting its thickness, and has high mechanical properties.

Description

부직포의 제조방법과 제조장치, 이 방법으로 제조된 부직포, 이 부직포를 포함하는 전지용 분리막 및 전기화학 전지{Method and equipment of preparing non-woven material, non-woven material produced by the method, separator for battery and electrochemical battery comprising the non-woven material}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nonwoven fabric manufacturing method and apparatus, a nonwoven fabric manufactured by the method, a separator for a battery including the nonwoven fabric, and an electrochemical cell produced by the method electrochemical battery comprising the non-woven material}

본 발명은 부직포의 제조방법, 구체적으로는 전기방사법을 사용하는 부직포의 제조방법과 제조장치, 이 방법으로 제조된 부직포, 이 부직포를 포함하는 전지용 분리막 및 전기화학 전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a nonwoven fabric, specifically, a method for manufacturing and manufacturing a nonwoven fabric using an electrospinning method, a nonwoven fabric manufactured by the method, a separator for battery including the nonwoven fabric, and an electrochemical cell.

부직포는 그의 우수한 통기성, 보온성 및 절단 부분의 풀리지 않는 성질 등으로 인해 최근 일회용 용품, 인공 생체-유사 용품, 인공 피혁, 자동차 내장재, 토목, 건축, 농업, 필터, 전기화학 전지 등의 여러 분야에 걸쳐 사용되고 있다. 이러한 부직포를 제조하는 방법으로는 건식, 습식, 스펀-적층, 전기분사 등의 방법이 있으며, 상기 전기분사의 방법 중에서 나노 섬유의 생산에 있어 전기방사법이 최근 가장 주목 받고 있는 방법이다.The nonwoven fabric has been widely used in various fields such as disposable articles, artificial bio-similar articles, artificial leather, automobile interior materials, civil engineering, architecture, agriculture, filters, electrochemical cells and the like due to its excellent air permeability, heat insulation property and non- . Methods for producing such nonwoven fabrics include dry, wet, spun-lamination, electrospray, and the electrospinning process is the most popular method in the production of nanofibers in the electrospray process.

전기방사법(electrospinning)은 19세기 말엽 랄레이(Raleigh)가 액체의 낙하시 정전기력이 표면장력을 극복할 수 있다는 계산이 과학적 토대가 되어 20세기 초반 포르말스(Formhals)에 의해 특허 허여된 방법이다.Electrospinning is a method patented by Formhals in the early 20th century as a scientific basis for the calculation that Raleigh in the late 19th century can overcome the surface tension of electrostatic force when liquid drops.

도 1은 부직포를 제조하기 위한 종래 전기방사의 제조장치를 제시한다. 전기방사법은, 정전기력에 의해 낮은 점도의 중합체를 순간적으로 섬유 형태로 방사하여 생성물을 얻는 방법으로서, 중합체의 용액 또는 용융물(예컨대, 방울 형태의 방사용액)에 고전압을 제공함으로써 주사기(syringe) 또는 그의 끝부분(예컨대, 포집기(collector)를 향하는 가장 근접하게 위치하는 주사기 부분, 노즐(nozzle), 모세관(capillary tube) 등의 부분)과 포집기 사이에 정전기력을 형성시켜 섬유 또는 입자를 제조하는 방법이다. 이러한 전기방사의 원리는, 정전기력의 세기가 중합체 방울의 표면장력과 동일할 경우, 전하를 가진 중합체 방울은 주사기 끝부분에 맺히게 되며(반구형(hemisphere) 방울 형태), 중합체가 갖고 있는 표면장력 이상의 전압을 걸어주면, 하전된 중합체 방울은 안정화되지 못하고 접지 방향으로 분산하게 된다(제트(jet) 형태로서 원뿔형(cone) 방울(이는 테일러 콘(Tayler cone)으로도 공지되어 있음)). 결국, 분산된 중합체 방울은 섬유 및 입자 형태로 포집기에 집속된다. 이와 같이, 섬유의 생성 원리는 전장(electric field)이 증가할수록 주사기 끝부분의 방사용액이 반구형 방울에서 테일러 콘으로 변형되며, 전장이 더욱더 증가하면, 반발 정전기력이 전기방사에 의한 중합체의 표면장력보다 커지게 되고, 정전기력을 가진 테일러 콘에서 얇은 섬유 형태로 방사된다. 그러나, 이렇게 생성되는 부직포 형태의 섬유는 기계적 물성이 부족하며, 이로 인해 적용되는 분야에 대한 제약이 여전히 존재한다. 이에, 제조하고자 하는 표적 섬유의 방사용액, 공정 변수 등이 최종 섬유의 구조에 미치는 영향을 밝히려는 연구가 계속되고 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a conventional apparatus for manufacturing electrospinning for producing a nonwoven fabric. Electrospinning is a method of obtaining a product by spinning a polymer of low viscosity instantaneously in the form of a fiber by electrostatic force to form a product or a syringe by providing a high voltage to a solution or melt of the polymer (e.g., droplet-like spinning solution) Is a method of producing fibers or particles by forming an electrostatic force between an end portion (e.g., a portion of a syringe portion closest to a collector, a nozzle, a capillary tube, etc.) and a collector. The principle of such electrospinning is that when the intensity of the electrostatic force is equal to the surface tension of the polymer droplet, the polymer droplet with the charge is formed at the end of the syringe (hemisphere drop shape) The charged polymer droplets are not stabilized and are dispersed in the ground direction (cone droplets (also known as Tayler cones) as a jet shape). Eventually, the dispersed polymer droplets are focused on the collector in the form of fibers and particles. As the electric field increases, the spinning solution at the tip of the syringe is deformed from the hemispherical droplet to the tail cone. When the electric field is further increased, the repulsive electrostatic force is higher than the surface tension of the polymer by electrospinning And is emitted in a thin fiber form in a Taylor cone with electrostatic force. However, the nonwoven fabric fibers thus produced are lacking in mechanical properties, and therefore, there are still restrictions on the fields to which they are applied. Therefore, studies have been continued to investigate the influence of spinning solution, process parameters, etc. of the target fiber to be produced on the structure of the final fiber.

한편, 부직포의 제조방법이 다수 공개되어 있는 데, 그 일례로 국제공개번호 WO 1999/64649(텐셀 리미티드; 국제공개 1999년12월16일)의 공개된 기술이 존재하며, 여기에서 셀룰로스 용액으로부터 부직포를 제조하는 방법으로서, 아민옥사이드 용매 중의 셀룰로스 용액을 하나 이상의 방사 젯트를 통하여 방사하고 압출되는 필라멘트들을 고속 가스 흐름에 접촉시켜 섬유들을 제조하고, 섬유들을 웹으로 수집하기 전에 섬유들을 최소한 부분적으로 응집시키는 증기 안개를 통과시켜 부직포를 제조하는 방법을 개시하고 있다.
On the other hand, a number of methods for producing nonwoven fabrics have been disclosed. For example, there is disclosed a technique disclosed in International Publication No. WO 1999/64649 (Tencel Ltd., International Publication, December 16, 1999) The method comprising: spinning a cellulose solution in an amine oxide solvent through one or more spinning jets, contacting the extruded filaments with a high velocity gas stream to produce fibers, and at least partially coagulating the fibers before collecting the fibers into the web And passing through a steam mist to produce a nonwoven fabric.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 부직포에 일정 배향성을 부여함으로 인해 기계적 물성이 향상된 부직포의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a nonwoven fabric in which mechanical properties are improved by imparting a certain orientation to the nonwoven fabric.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기 설명에 의해서 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에서 기재되는 수단 또는 방법, 및 이의 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description. It is also to be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means or method described in the claims, and the combination thereof.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 방사용액의 방사 과정에서 회전식 포집기를 일정 범위의 증가된 회전 속도로 조정한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention adjusts the rotary collector to a certain increased rotational speed in the spinning process of spinning solution.

본 발명의 일 측면에 따라, 부직포 원료물질을 용매 중에 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 (+) 전극의 주사기에 주입하는 단계; 상기 주입된 방사용액을, 소정의 회전속도를 갖는 (-) 전극의 회전식 포집기(collector)에 나노 섬유를 방사시키는 단계; 및 상기 방사된 나노 섬유를 상기 포집기 상에 적층하고, 상기 포집기의 회전 방향으로 상기 나노 섬유를 배향하는 단계를 포함하는 부직포의 제조방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing a spinning solution, comprising the steps of: dissolving a nonwoven fabric raw material in a solvent to prepare a spinning solution; Injecting the spinning solution into a syringe of a (+) electrode; Irradiating the injected spinning solution with nanofibers to a rotary collector of a (-) electrode having a predetermined rotation speed; And laminating the spun nanofibers on the collector and orienting the nanofibers in a rotating direction of the collector.

본 발명의 다른 측면에 따라, 방사용액을 저장하기 위한 저장조; 상기 저장조로부터의 방사용액을 수용하기 위한 (+) 전극의 주사기; 상기 주사기로부터의 방사용액을 펌핑하기 위한 펌프; 상기 펌프로부터의 방사용액을 수용하기 위한 (-) 전극의 회전식 포집기; 상기 포집기의 회전 속도를 제어하기 위한 회전 제어기; 및 상기 주사기, 펌프, 포집기 및 회전 제어기에 전기를 공급하기 위한 전력공급원을 포함하는 부직포 제조장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a storage tank for storing a spinning solution; A (+) electrode syringe for receiving a spinning solution from the reservoir; A pump for pumping a spinning solution from the syringe; A rotating collector of the negative electrode for receiving the spinning solution from the pump; A rotation controller for controlling a rotation speed of the collector; And a power source for supplying electricity to the syringe, the pump, the collector, and the rotation controller.

추가로, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 제조방법에 의해 제조되는 부직포, 상기 부직포를 포함하는 전지용 분리막; 및 상기 분리막이 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 전기화학 전지, 예컨대 리튬 이차전지와 같은 이차전지가 제공된다.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a nonwoven fabric manufactured by the manufacturing method, a separator for a battery including the nonwoven fabric, And a secondary battery such as an electrochemical cell such as a lithium secondary battery in which the separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode.

본 발명에 따르면, 비교적 간단한 방법으로 부직포를 제조할 수 있으며, 이렇게 제조된 부직포는 두께 조절이 가능하며 기계적 물성이 우수하다.
According to the present invention, it is possible to produce a nonwoven fabric by a relatively simple method, and the nonwoven fabric thus produced is capable of controlling the thickness and is excellent in mechanical properties.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 잘 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 부직포를 제조하기 위한 종래 전기방사의 제조장치를 제시한다.
도 2는 본 발명의 전기방사법을 사용하는 부직포의 제조방법의 개략적 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 부직포 제조장치의 개략적 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given above, serve to better understand the spirit of the invention. And should not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a conventional apparatus for manufacturing electrospinning for producing a nonwoven fabric.
2 is a schematic flow chart of a method for producing a nonwoven fabric using the electrospinning method of the present invention.
3 is a schematic view of an apparatus for producing a nonwoven fabric of the present invention.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서의 실시예에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor may designate the concept of a term appropriately in order to describe its own invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the constitution described in the embodiments of the present invention is merely an embodiment of the present invention, and does not represent all the technical ideas of the present invention, so that various equivalents and modifications It should be understood.

도 2는 본 발명의 전기방사법을 사용하는 부직포의 제조방법의 개략적 흐름도이다. 본 발명에 따라, 주사기로부터 회전식 포집기에 방사하는 과정에서 포집기의 회전 속도를 조정하는 공정이 포함될 수 있다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따르면, 방사용액의 제조 단계; 주사기로의 주입 단계; 나노 섬유의 방사 단계; 및 나노 섬유의 배향 단계를 포함하는 부직포의 제조방법이 제공된다.2 is a schematic flow chart of a method for producing a nonwoven fabric using the electrospinning method of the present invention. According to the present invention, a process of adjusting the rotation speed of the trapper in the course of radiating from the syringe to the rotary trapper may be included. 2, according to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a spinning solution, Injecting into a syringe; The spinning phase of nanofibers; And a step of orienting the nanofibers.

본원에서 사용되는 용어 "부직포"는 방적, 제직 또는 편성에 의한 공정 없이 섬유 집합체를 화학적 작용(예컨대, 접착제를 섬유에 혼용하거나), 기계적 작용 또는 적당한 수분과 열 처리에 의해 상호 간을 결합한 포(布) 형상을 갖는 것으로 정의될 수 있다. As used herein, the term "nonwoven fabric" refers to a nonwoven fabric that can be formed by chemical action (e. G., By blending an adhesive in a fiber), by mechanical action or by suitable moisture and heat treatment, Cloth) shape.

먼저, 부직포 원료물질을 용매 중에 용해시킴으로써 방사용액을 제조한다. 본 발명에 사용되는 부직포 원료물질은 부직포가 적용될 용도에 맞게 선택될 수 있다. 부직포 원료물질을 선택한 후, 이를 용해시키기에 적합한 용매를 상기 원료물질과 혼합 및/또는 교반 등의 공정을 통하여 용해시킨다. 상기 용해된 부직포 원료물질과 용매의 용액은 주사기를 거쳐 포집기에 방사하기 위한 용액(즉, 방사용액)으로서 준비된다.First, a spinning solution is prepared by dissolving a nonwoven fabric raw material in a solvent. The nonwoven fabric raw material used in the present invention can be selected to suit the application to which the nonwoven fabric is to be applied. After selecting the nonwoven fabric raw material, a solvent suitable for dissolving the nonwoven fabric raw material is dissolved in the raw material through a process such as mixing and / or stirring. The solution of the dissolved nonwoven fabric raw material and the solvent is prepared as a solution (that is, a spinning solution) for spinning into a collector through a syringe.

부직포 원료물질의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌-폴리비닐알코올 공중합체, 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene), 단백질 섬유, 생분해성 중합체, 전도성 중합체, 유리 섬유, 및 셀룰로오스와 이의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되지만 이에 국한되지 않는다. 이러한 부직포 원료물질은 전지용 분리막, 생체-유사 단백질 섬유, 인공 피부, 인공 인대, 기능성 직물, 전도성 중합체 나노섬유, 반도체 표면 연마제, 고성능 필터, 흡음재 또는 바닥재 등의 용도에 사용될 수 있으며 상기 용도에 따라 적절하게 선택되어 사용될 수 있다.Examples of the raw material for the nonwoven fabric include polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyimide, polyimide, polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamideimide, polybenzimidazole, polyethersulfone, polyphenylether, polyetherketone, Polyolefins such as polyphenylene oxide, cyclic olefin copolymer, polyphenylenesulfide, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyethylene oxide, polyethylene- Polyvinyl alcohol copolymer, polyethylene naphthalene, protein But are not limited to, fibers, biodegradable polymers, conductive polymers, glass fibers, and celluloses and derivatives thereof. Such nonwoven fabric raw materials can be used for applications such as battery separator, bio-similar protein fiber, artificial skin, artificial ligament, functional fabric, conductive polymer nanofiber, semiconductor surface abrasive, high performance filter, sound absorbing material or flooring material. Can be selected and used.

또한, 부직포 원료물질의 다른 예로는 아크릴, 비닐론, 피치(pitch) 등이 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 이 부직포 원료물질도 또한 용도에 따라 다르게 선택되어 사용될 수 있다.Other examples of nonwoven raw material materials include, but are not limited to, acrylic, vinylon, pitch, and the like. The nonwoven fabric raw material may also be selected and used depending on the application.

용매는 상기 선택된 부직포 원료물질에 따라 다르게 선택될 수 있다. 이러한 용매의 예로는 물, 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 디옥산(dioxane), 모노글라임(monoglyme), 디글라임(diglyme), 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸아세트아미드(dimethyl acetamide, DMAC), 클로로포름(chloroform), 디메틸포름아미드(dimethyl formamide, DMF), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 노르말 헥산(normal hexane), 사이클로헥산(cyclohexane), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 클로로벤젠(chlorobenzene), 디클로로벤젠(dichlorobenzene), 메틸렌클로라이드(methylene chloride) 또는 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane) 또는 이들의 혼합물 등이 있지만 이에 국한되지 않는다. 용매는 용해시키고자 하는 용질, 즉 부직포 원료물질의 용해도 지수와 유사한 것이 바람직할 것이다. 용매는 약 10 내지 약 40 중량%의 농도로 부직포 원료물질 중에 용해될 수 있지만, 이 농도는 선택되는 부직포 원료물질의 화학 구조 또는 분자량에 따라 다르게 선택될 수 있다.The solvent may be selected differently depending on the selected nonwoven fabric raw material. Examples of such solvents include water, acetone, tetrahydrofuran (THF), dioxane, monoglyme, diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethyl sulfoxide N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), normal hexane (normal hexane), dimethylformamide (DMF) hexane, cyclohexane, benzene, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, methylene chloride or 1,2-dichloroethane, ), Mixtures thereof, and the like. The solvent is preferably similar to the solubility index of the solute to be dissolved, i.e., the nonwoven raw material. The solvent can be dissolved in the nonwoven raw material at a concentration of about 10 to about 40 wt%, but this concentration can be selected differently depending on the chemical structure or molecular weight of the selected nonwoven raw material.

이어서, 상기 제조된 방사용액을 주사기에 주입한다. 여기서, 주사기는 전력공급원과 전기적으로 교통하며 (+) 전극을 갖는다. 또한, 주사기는 포집기를 향하는 쪽으로 방사용 노즐을 구비할 수 있고, 상기 주사기 또는 그의 노즐은 소정의 구경을 가지며, 이러한 구경은 부직포의 원하는 직경 크기에 따라 조정될 수 있다. 상기 구경은 비제한적으로 약 20 내지 약 40 gauge일 수 있다.Then, the prepared spinning solution is injected into a syringe. Here, the syringe is in electrical communication with the power source and has (+) electrodes. Also, the syringe may have a spinning nozzle towards the collector and the syringe or nozzle thereof may have a predetermined diameter, and such a diameter may be adjusted according to the desired diameter size of the nonwoven fabric. The aperture may be, but is not limited to, about 20 to about 40 gauge.

또한, 상기 주입된 주사기 내의 방사용액을 포집기를 향하여 나노 섬유를 방사시킨다. 통상적으로, 전기방사에서는 방사용액의 성질(예컨대, 농도, 점성, 표면장력, 전도성, 점탄성, 극성 등), 주사기 (노즐) 끝부분에서 포집기까지의 거리, 전기장 세기(인가 전압 등), 방사 시간, 방사 속도, 방사 환경 등과 같은 공정상의 제어 변수의 변화에 따라 최종 생성된 섬유의 형태 또는 성질이 달라진다. 이에 대하여, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Further, the spinning solution in the injector injects the nanofibers toward the collector. Typically, in electrospinning, the properties of the spinning solution (e.g., concentration, viscosity, surface tension, conductivity, viscoelasticity, polarity, etc.), distance from the tip of the syringe (nozzle) , The spinning speed, the spinning environment, and the like, the shape or properties of the final formed fibers are changed. This will be described in detail as follows.

방사용액의 농도가 낮으면 중합체는 방울 형태로 축적되며, 점차 농도가 높아짐에 따라 털이 달린 방울 형태를 거쳐 안정된 섬유 상을 형성한다. 또한, 방사용액의 점도가 높아질수록 중합체 사슬의 얽힘 정도는 증가되어 제트의 붕괴를 방해하므로 제트는 섬유 상으로 늘어나게 된다. 다시 말하면, 이러한 제트는 점도가 낮은 용액의 경우 표면장력 때문에 미세 방울로 붕괴된다. 그러나, 점도가 높은 용액의 경우, 제트는 붕괴되지 않고 포집기를 향하여 공기 중을 날아가면서 용매가 증발하게 되고 포집기에는 하전된 연속상 섬유가 쌓이게 된다. 제트가 포집기를 향해 날아가는 과정에서 제트의 탄도는 굽어지거나 방향이 바뀌기도 한다. 또한, 제트는 비행 중에 가늘어지게 되고 표면에 전하가 밀집되면서 전하 반발력에 의해 초기 하나의 제트는 더욱 작은 여러 필라멘트로 분열된다. 이러한 과정은 스플레잉(splaying)이라 지칭된다. When the concentration of the spinning solution is low, the polymer accumulates in the form of droplets, and as the concentration becomes higher, it forms a stable fiber phase through the hairy droplet shape. Also, as the viscosity of the spinning solution increases, the degree of entanglement of the polymer chains increases, which interferes with the collapse of the jet, so that the jet is stretched into fibers. In other words, these jets collapse into fine droplets due to surface tension in the case of low viscosity solutions. However, in the case of a highly viscous solution, the jet is not collapsed but the solvent is evaporated as the air is blown toward the collector and the charged continuous fibers are accumulated in the collector. As the jet flies toward the trap, the trajectory of the jet may bend or change direction. In addition, the jet tapers during flight and the charge is densely packed on the surface, causing the initial jet to split into several smaller filaments by charge repulsion. This process is referred to as splaying.

또한, 주사기 끝부분에서 포집기까지의 거리는, 이 거리가 너무 짧을 경우 용매를 함유하고 있는 방사용액이 포집기에 도달되기 때문에 건조되는 과정에서 서로 접착이 일어나므로, 약 5 내지 약 50 ㎝, 예컨대 약 10 내지 약 20 ㎝인 것이 바람직하다.In addition, the distance from the end of the syringe to the collector is such that, if this distance is too short, the spinning solution containing the solvent will reach the collector and will adhere to each other in the course of drying, so about 5 to about 50 cm, To about 20 cm.

또한, 전기장의 세기를 증대시키면 제트의 전체 전하 밀도가 증가되어 가는 섬유가 얻어지므로, 주사기 및 회전식 포집기의 인가 전압은 약 10 내지 약 30 ㎸일 수 있다. 더욱이, 방울 형태의 섬유는 전기장 하에서 변형된 표면장력에 의해 제트가 붕괴된 결과이며, 이와 같은 방울 형태의 섬유 형성에 미치는 주된 인자는 방사용액의 점도, 제트가 갖는 전체 전하 밀도, 및 방사용액의 표면장력이다. 방사용액의 점도가 높으면 방울 형태가 없는 섬유가 제조된다. 점도가 높을수록 방울 상의 거리가 길어지고 방울은 커지게 되지만, 그 모양은 구형에서 테일러 콘, 예컨대 방추 형태로 변하게 된다. 전체 전하 밀도가 높을수록 방울 형태가 없는 섬유가 제조될 뿐만 아니라 가는 섬유를 얻을 수 있다.Also, increasing the strength of the electric field increases the overall charge density of the jet, resulting in a thinner fiber, so that the applied voltage of the syringe and the rotary collector can be about 10 to about 30 kV. Moreover, the droplet type fibers are the result of the jet collapsing due to the deformed surface tension under the electric field. The main factors affecting the formation of such droplet type fibers are the viscosity of the spinning liquid, the total charge density of the jet, Surface tension. When the viscosity of the spinning solution is high, a fiber having no drop shape is produced. The higher the viscosity, the longer the distance on the droplet and the larger the droplet becomes, but the shape changes from spherical to Taylor cone, for example a spindle shape. The higher the total charge density, the more fibers can be produced as well as the fibers without drop form.

본 발명의 다른 실시양태에서, 포집기는 회전식으로서 예컨대 외부 제어기(예컨대, 회전 제어기)에 의해 회전 속도가 제어될 수 있으며, 소정의 비교적 빠른 회전으로 조정된다. 이러한 빠른 회전 속도 범위 내에 속하면, 포집기의 고속 회전에 의해 원심력이 커지게 되고, 이로 인해 포집기 표면에 방사되어 형성하게 되는 부직포에 포집기의 회전 방향으로 배향성이 증가하게 된다. 따라서, 포집기의 고속 회전은 부직포의 기계적 강도를 상승시키게 된다. In another embodiment of the invention, the trap is rotationally controlled by, for example, an external controller (e.g., a rotation controller) and is adjusted to a predetermined relatively rapid rotation. The centrifugal force is increased by high-speed rotation of the collector when the speed of rotation is within the range of the fast rotation speed, thereby increasing the orientation of the nonwoven fabric to be formed on the surface of the collector, in the rotating direction of the collector. Thus, high speed rotation of the collector increases the mechanical strength of the nonwoven fabric.

또한, 포집기는 (-)전극으로서 전력공급원과 전기적으로 교통한다. 주사기로부터 포집기까지 방사되는 속도는 일정하게, 랜덤하게 또는 프로그램화된 속도로 조정될 수 있다. 본 발명의 일 실시양태에서, 상기 방사 속도가 약 5 내지 약 100 ㎖/분, 예컨대 약 10 내지 약 30 ㎖/분일 수 있다. 이 범위의 방사 속도에서 제조하면, 비드(bead)와 같은 방울 형태의 섬유 형성 없이 균일한 표면을 갖는 섬유가 생성될 수 있다.The collector also communicates electrically with the power source as a (-) electrode. The rate of radiation from the syringe to the trap can be adjusted at a constant, random, or programmed rate. In one embodiment of the invention, the spinning rate may be from about 5 to about 100 ml / min, such as from about 10 to about 30 ml / min. Fabricating at this range of radial velocities can result in fibers with a uniform surface without the formation of droplet-like fibers such as beads.

본 발명의 다른 실시양태에서, 방사 공정은 무작위 또는 일정 패턴으로 실시될 수 있다. 여기서, "무작위 패턴" 이라는 표현은 생성되는 부직포의 실 또는 필라멘트가 서로에 대해 규칙성을 갖지 않고 위치하는 것을 지칭하고, 표현 "일정 패턴"은부직포의 실 또는 필라멘트가 서로 평행 또는 교차 패턴으로 규칙성을 갖는 것을 의미한다. In another embodiment of the present invention, the spinning process may be carried out in a random or constant pattern. Here, the expression "random pattern" refers to the fact that yarns or filaments of a nonwoven fabric to be produced are positioned without regularity with respect to each other, and the expression " It means having sex.

이러한 무작위 또는 일정 패턴의 방사는 기본적으로 주사기(노즐)의 방사 패턴에 따라 달라질 수 있으며, 선택적으로는 전술된 방사 속도와 포집기의 회전 속도 등의 조정에 의해서도 달성될 수 있다. 당해 분야에 공지되어 있는 바와 같이, 이러한 부직포의 패턴에 따라, 결합성, 생산성, 작업성, 박리성 등에 영향을 미칠 수 있다. This random or constant pattern of radiation can basically vary depending on the radiation pattern of the syringe (nozzle), and optionally can also be achieved by adjusting the spinning speed and the rotational speed of the collector as described above. As known in the art, depending on the pattern of such a nonwoven fabric, it may affect bonding property, productivity, workability, peelability and the like.

다음으로, 상기 방사된 나노 섬유를 상기 포집기 상에 적층하고, 상기 포집기의 회전 방향으로 상기 나노 섬유를 배향하는 단계를 거쳐서 부직포가 제조된다.Next, the spun nanofibers are laminated on the collector, and the nanofibers are oriented in the rotating direction of the collector to produce a nonwoven fabric.

앞서 언급한 바와 같이, 주사기로부터 회전식 포집기까지의 방사는 기본적으로 특정 범위의 포집기의 회전 속도에 의해 제어될 수 있다. 이러한 범위의 포집기의 빠른 회전에 의해, 포집기의 원심력이 커지게 되고, 이로 인해 포집기 표면에 방사되어 형성하게 되는 부직포에도 상기 원심력이 가해진다. 이 원심력은 포집기의 회전 방향으로 부직포의 배향성을 증가시키며, 결국 이 부직포의 일방향 배향성은 부직포의 기계적 강도를 상승시킨다.As mentioned earlier, the radiation from the syringe to the rotary trap can basically be controlled by the rotation speed of a certain range of the trap. By the rapid rotation of the collector in this range, the centrifugal force of the collector is increased, and the centrifugal force is also applied to the nonwoven fabric to be formed on the surface of the collector by this. This centrifugal force increases the orientation of the nonwoven fabric in the direction of rotation of the collector, and as a result, the unidirectional orientation of the nonwoven fabric increases the mechanical strength of the nonwoven fabric.

또한, 전술된 포집기의 회전 속도와 더불어, 앞서 방사용액, 주사기(노즐) 구경, 방사액의 농도 및 점도, 주사기 끝부분에서 포집기까지의 거리, 및/또는 주사기의 방사 속도 등에 대한 설명에서 언급한 바와 같이, 이러한 특정의 제어된 방사 및 포집 과정들은 단독으로 또는 이들 중 2가지 이상의 과정의 조합에 의해 방사된 부직포 나노 섬유의 배향성 및 이로 인한 나노 섬유의 기계적 강도를 상승시킨다. In addition to the rotational speed of the above-described collecting device, it is also possible to use the above-mentioned rotational speed of the collecting device and the rotational speed of the syringe such as mentioned in the description of the spinning solution, the syringe (nozzle) diameter, the concentration and viscosity of the spinning solution, As such, these specific controlled emissive and entrapment processes increase the orientation of the nonwoven fabric nanofibers and thereby the mechanical strength of the resulting nanofibers, either alone or in combination of two or more of these processes.

본 발명의 다른 실시양태는 전술된 제조방법에 의해 제조되는 부직포이다. 또 다른 실시양태에서, 상기 부직포를 포함하는 전지용 분리막, 생체-유사 단백질 섬유, 인공 피부, 인공 인대, 기능성 직물, 전도성 중합체 나노섬유, 반도체 표면 연마제, 고성능 필터, 흡음재 또는 바닥재 등이 제공되지만 이에 국한되지 않는다.Another embodiment of the present invention is a nonwoven fabric produced by the above-described manufacturing method. In another embodiment, there is provided a separator for a battery, a bio-like protein fiber, an artificial skin, an artificial ligament, a functional fabric, a conductive polymer nanofiber, a semiconductor surface abrasive, a high performance filter, a sound absorbing material or a floor material, It does not.

본 발명의 다른 실시양태는 상기 제조방법에 의해 제조된 부직포를 포함하는전지용 분리막이다. Another embodiment of the present invention is a separator for a battery comprising a nonwoven fabric produced by the above production method.

이와 같은 본 발명의 일 측면에 따른 분리막은 전기화학소자의 분리막, 즉, 양극과 음극 사이에 개재시킨 분리막으로서 유용하게 사용될 수 있다.The separation membrane according to one aspect of the present invention may be useful as a separation membrane of an electrochemical device, that is, a separation membrane interposed between an anode and a cathode.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자는 전기화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 일차전지, 이차전지, 연료전지, 태양전지 또는 수퍼 캐패시터 소자와 같은 캐패시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 이차전지 중 리튬 금속 이차전지, 리튬 이온 이차전지, 리튬 폴리머 이차전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차전지 등을 포함하는 리튬 이차전지가 포함될 수 있다.The electrochemical device according to one aspect of the present invention includes all devices that perform an electrochemical reaction, and specific examples thereof include capacitors such as all types of primary cells, secondary cells, fuel cells, solar cells, or super capacitor devices ). In particular, a lithium secondary battery including a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery may be included in the secondary battery.

본 발명의 일 측면에 따른 분리막과 함께 적용될 전극으로는 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 전극활물질을 전극 전류집전체에 결착된 형태로 제조할 수 있다. 상기 전극활물질 중 양극활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬철산화물 또는 이들을 조합한 리튬복합산화물을 사용할 수 있다. 음극활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 탄소류 등과 같은 리튬 흡착물질 등이 사용 가능하다. 양극 전류집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극 전류집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.The electrode to be applied together with the separator according to an aspect of the present invention is not particularly limited, and the electrode active material may be bound to an electrode current collector according to a conventional method known in the art. Examples of the cathode active material include, but are not limited to, lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron oxide, or a combination thereof A lithium complex oxide may be used. As a non-limiting example of the negative electrode active material, a conventional negative electrode active material that can be used for a negative electrode of an electrochemical device can be used. In particular, lithium metal or a lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, Lithium adsorbing materials such as graphite or other carbon-based materials and the like can be used. Non-limiting examples of the positive current collector include aluminum, nickel, or a combination thereof. Examples of the negative current collector include copper, gold, nickel, or a copper alloy or a combination thereof Foil to be manufactured, and the like.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자에서 사용될 수 있는 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤 (g-부티로락톤) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The electrolyte solution which can be used in the electrochemical device according to one aspect of the present invention is a salt having a structure such as A + B - , wherein A + is an alkali metal cation such as Li + , Na + , K + And B - is a metal ion such as PF 6 - , BF 4 - , Cl - , Br - , I - , ClO 4 - , AsF 6 - , CH 3 CO 2 - , CF 3 SO 3 - , N (CF 3 SO 2 ) 2 -, C (CF 2 SO 2) 3 - anion, or a salt containing an ion composed of a combination of propylene carbonate (PC) such as, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC ), Dimethyl carbonate (DPC), dimethylsulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethyl carbonate (G-butyrolactone), or an organic solvent composed of a mixture thereof, but is not limited thereto It is not.

상기 전해액 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전지 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전지조립 전 또는 전지조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.The electrolyte injection may be performed at an appropriate stage of the battery manufacturing process, depending on the manufacturing process and required properties of the final product. That is, it can be applied before assembling the cell or at the final stage of assembling the cell.

본 발명의 일 측면에 따른 분리막을 전지로 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 분리막과 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다.As a process for applying a separator according to an aspect of the present invention to a battery, a lamination, stacking and folding process of a separator and an electrode can be performed in addition to a conventional winding process.

본 발명은 다른 측면에 따라, 예컨대 향상된 기계적 물성을 부여하기 위하여 방사 과정에서 회전 속도를 조절할 수 있는 회전식 포집기 및 주사기를 구비한 부직포 제조장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a nonwoven fabric manufacturing apparatus having a rotary collector and a syringe capable of adjusting the rotation speed in the spinning process, for example, to impart improved mechanical properties.

도 3은 본 발명의 부직포 제조장치(300)의 개략적 도면이다. 도 3을 참고하면, 본 발명의 또 다른 측면에 따라, 저장조(310), 주사기(320), 펌프(330), 회전식 포집기(340), 회전 제어기(350) 및 전력공급원(360)을 포함하는 부직포 제조장치(300)가 제공된다.3 is a schematic view of an apparatus 300 for manufacturing a nonwoven fabric of the present invention. 3, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of dispensing fluid comprising a reservoir 310, a syringe 320, a pump 330, a rotatable collector 340, a rotation controller 350 and a power source 360 A nonwoven fabric manufacturing apparatus 300 is provided.

우선, 부직포 제조장치(300)의 저장조(310)는 방사용액(311)을 저장하기 위한 구성요소이다. 상기 방사용액(311)은 전술된 바와 같이 부직포 원료물질(도시되어 있지 않음)을 용매(도시되어 있지 않음) 중에 용해시킴으로써 형성된 용액이다. 부직포 제조장치(300)에는 상기 저장조(310)로부터의 방사용액(311)을 수용하기 위한 구성요소로서 (+) 전극을 갖는 주사기(320)가 장착되어 있다. 상기 주사기(320)의 방사용액(311)은 펌프(330)에 의해 펌핑할 수 있다. 이러한 펌프(330)의 펌핑 속도(예컨대, 방사 속도)는 부직포 제조장치(300)의 내부 또는 외부에 존재할 수 있는 펌핑 제어기(도시되어 있지 않음)에 의해 조정할 수 있다. First, the storage tank 310 of the nonwoven fabric manufacturing apparatus 300 is a constituent element for storing the spinning solution 311. The spinning liquid 311 is a solution formed by dissolving a nonwoven raw material (not shown) in a solvent (not shown) as described above. The nonwoven fabric manufacturing apparatus 300 is equipped with a syringe 320 having a (+) electrode as a component for receiving the spinning solution 311 from the storage tank 310. The spinning liquid 311 of the syringe 320 may be pumped by a pump 330. The pumping speed (e.g., spin speed) of such a pump 330 may be adjusted by a pumping controller (not shown), which may be internal or external to the nonwoven fabric manufacturing apparatus 300.

포집기(340)는 상기 주사기(320)로부터 방사용액(311)을 수용하기 위한 구성요소로서 (-) 전극의 회전식 형태를 갖는다. 이러한 포집기(340)는 생성되는 섬유의 기계적 강도를 향상시키기 위해 특정 범위의 회전 속도를 가질 수 있다. 상기 포집기(340)의 회전 속도는 회전 제어기(350)를 통해 제어될 수 있다. 소정의 빠른 회전 속도 범위 내에 속하면, 포집기(340)의 고속 회전에 의해 원심력이 커지게 되고, 이로 인해 포집기(340)의 표면에 방사되어 형성하게 되는 부직포에 포집기(340)의 회전 방향으로 배향성이 증가하게 된다. 따라서, 포집기(340)의 고속 회전은 부직포의 기계적 강도를 상승시키게 된다. The collector 340 has a rotational shape of a (-) electrode as a component for receiving the spinning solution 311 from the injector 320. This sorter 340 may have a range of rotational speeds to enhance the mechanical strength of the resulting fibers. The rotation speed of the collector 340 may be controlled through the rotation controller 350. The centrifugal force is increased by the high speed rotation of the collecting unit 340. This causes the nonwoven fabric to be radiated on the surface of the collecting unit 340 to be oriented in the rotating direction of the collecting unit 340 . Thus, the high-speed rotation of the collector 340 raises the mechanical strength of the nonwoven fabric.

전력공급원(360)은 상기 저장조(310), 주사기(320), 펌프(330), 포집기(340) 및 회전 제어기(350)에 전기를 공급한다. 전기방사는 중합체 방사용액(즉, 중합체 용액 또는 용융물)(311)을 제트 형태로 수득하기 위해 고전압을 사용한다. 포집기(340)의 표면에 상기 방사용액(311)을 방사시켜 스핀 코팅시키고, 주사기(320)에 상기 방사용액(311)이 자체의 장력에 의해 달라붙게 하도록 전기를 공급한다. 전극 중 하나의 극(예컨대, (+) 전극)이 주사기(320), 예컨대 그의 방사용액(311) 내에 위치하고 다른 하나의 극(예컨대, (-) 전극)이 포집기(340)에 위치하는 서로 반대의 극성을 가지는 두 전극 사이에서, 중합체 방사용액(311)은 중합체 필라멘트로 생성된다. 중합체 방사용액(311)이 작은 구멍을 가진 주사기(320)에서 방사되면, 상기 중합체 방사용액(311)이 증발되고 포집기(340)에 섬유 형태로 모아진다. 여기서, 전위차는 방사용액(311)의 특성, 중합체 분자량, 점도 등에 따라 달라진다. 주사기(320)와 포집기(340) 사이의 거리가 짧아지면, 용매의 증발이 충분하지 않기 때문에, 방사된 섬유는 포집기(340) 상에서 서로 엉키게 된다.The power supply 360 supplies electricity to the reservoir 310, the syringe 320, the pump 330, the collector 340, and the rotation controller 350. Electrospinning uses a high voltage to obtain the polymer spinning solution (i.e., polymer solution or melt) 311 in the form of a jet. The spinning solution 311 is spin coated on the surface of the collector 340 to supply electricity to the spinner 320 so that the spinning solution 311 is stuck due to its own tension. One electrode (e.g., (+) electrode) of the electrode is positioned in the syringe 320, e.g., the spinning solution 311 thereof, and the other electrode (e.g., , The polymer spinning solution 311 is produced as a polymer filament. When the polymer spinning liquid 311 is radiated from the syringe 320 having a small hole, the polymer spinning solution 311 is evaporated and collected into the collector 340 in the form of fibers. Here, the potential difference depends on the characteristics of the spinning solution 311, the molecular weight of the polymer, the viscosity, and the like. If the distance between the syringe 320 and the sorter 340 is short, the radiated fibers tend to become entangled with each other on the sorter 340 because evaporation of the solvent is not sufficient.

본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 부직포 제조장치(300)는 저장조(310)가 2개 이상의 주입구(도시되어 있지 않음)를 갖되, 상기 주입구 중 적어도 하나는 부직포 원료물질(도시되어 있지 않음)을 주입하고, 다른 주입구 중 적어도 하나는 용매(도시되어 있지 않음)를 주입하는 것을 특징으로 한다. 이러한 2개 이상의 주입구를 통하여 전술된 바와 같은 종류의 부직포 원료물질과 용매를 각각 1종 또는 그 이상의 혼합물 형태로 주입하여 혼합 및/또는 교반에 의해 용해시킴으로써 원하는 방사용액(311)을 제조할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the apparatus 300 for fabricating the nonwoven fabric is characterized in that the reservoir 310 has two or more inlets (not shown), at least one of which is made of a nonwoven raw material And at least one of the other injection ports injects a solvent (not shown). The desired spinning solution 311 can be prepared by injecting the raw material of the nonwoven fabric and the solvent in the form of one or more kinds of the above-mentioned materials through the two or more injection ports, and dissolving them by mixing and / or stirring .

본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 부직포 제조장치(300)는 주사기(320)가 방사를 무작위 또는 일정한 패턴으로 실시하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 주사기(320)는 그 자체 또는 노즐(도시되어 있지 않음)의 구조적 변형 등을 통해 방사 패턴을 조절함으로써 이러한 무작위 또는 일정한 패턴의 방사를 달성할 수 있다. 또한, 앞서 언급한 펌핑 제어기(도시되어 있지 않음)에 의해 방사 속도를 제어하고, 회전 제어기(350)에 의해 포집기(340)의 회전 속도를 제어함으로써 무작위 또는 일정한 패턴의 방사를 달성할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the apparatus 300 for fabricating a nonwoven fabric is characterized in that the syringe 320 performs radiation in a random or uniform pattern. Here, the injector 320 can achieve this random or uniform pattern of radiation by adjusting the radiation pattern either by itself or by structural modification of a nozzle (not shown). In addition, a random or uniform pattern of radiation can be achieved by controlling the spinning speed by the aforementioned pumping controller (not shown) and by controlling the rotational speed of the collector 340 by the spin controller 350.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

Claims (13)

부직포 원료물질을 용매 중에 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계;
상기 방사용액을 (+) 전극의 주사기에 주입하는 단계;
상기 주입된 방사용액을, (-) 전극의 회전식 포집기(collector)에 나노 섬유를 방사시키는 단계; 및
상기 방사된 나노 섬유를 상기 포집기 상에 적층하고, 상기 포집기의 회전 방향으로 상기 나노 섬유를 배향하는 단계를 포함하는 부직포의 제조방법.
Dissolving the nonwoven fabric raw material in a solvent to prepare a spinning solution;
Injecting the spinning solution into a syringe of a (+) electrode;
Irradiating the injected spinning solution with nanofibers to a rotary collector of the (-) electrode; And
Laminating the spun nanofibers on the collector, and orienting the nanofibers in a rotating direction of the collector.
제1항에 있어서,
상기 부직포 원료물질이 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌-폴리비닐알코올 공중합체, 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene), 단백질 섬유, 생분해성 중합체, 전도성 중합체, 유리 섬유, 및 셀룰로오스와 이의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nonwoven fabric raw material is selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, Polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamideimide, polybenzimidazole, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyetheretherketone, polyetheretherketone, polyetheretherketone, polyphenylene oxide, cyclic olefin copolymer, polyphenylenesulfide, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyethylene oxide, polyethylene-polyvinyl alcohol, Alcohol copolymer, polyethylene naphthalene (polyethylenenaphthalene), protein island The method of producing a non-woven fabric, characterized in that one or more selected from biodegradable polymers, the group consisting of a conductive polymer, a glass fiber, and cellulose and derivatives thereof.
제1항에 있어서,
상기 용매가 물, 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 디옥산(dioxane), 모노글라임(monoglyme), 디글라임(diglyme), 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸아세트아미드(dimethyl acetamide, DMAC), 클로로포름(chloroform), 디메틸포름아미드(dimethyl formamide, DMF), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 노르말 헥산(normal hexane), 사이클로헥산(cyclohexane), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 클로로벤젠(chlorobenzene), 디클로로벤젠(dichlorobenzene), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the solvent is selected from the group consisting of water, acetone, tetrahydrofuran (THF), dioxane, monoglyme, diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylacetate (DMAC), chloroform, dimethyl formamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), normal hexane, Cyclohexane, benzene, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, or the like. Or a mixture thereof.
제1항에 있어서,
상기 주사기 및 회전식 포집기의 인가 전압이 10 내지 30 ㎸인 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the voltage applied to the syringe and the rotary collector is 10 to 30 kV.
제1항에 있어서,
상기 방사 속도가 5 내지 100 ㎖/분의 범위인 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the spinning speed is in the range of 5 to 100 ml / min.
제1항에 있어서,
상기 방사를 무작위 또는 일정 패턴으로 실시하는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein said spinning is carried out in a random or constant pattern.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조되는 부직포.A nonwoven fabric produced by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6. 제7항에 따른 부직포를 포함하는 전지용 분리막.A separator for a battery comprising the nonwoven fabric according to claim 7. 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하고, 상기 분리막이 제8항에 따른 전지용 분리막인 전기화학 전지.An electrochemical cell comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein the separator is the separator for a battery according to claim 8. 제9항에 있어서,
상기 전기화학 전지가 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학 전지.
10. The method of claim 9,
Wherein the electrochemical cell is a lithium secondary battery.
방사용액을 저장하기 위한 저장조; 상기 저장조로부터의 방사용액을 수용하기 위한 (+) 전극의 주사기; 상기 주사기로부터의 방사용액을 펌핑하기 위한 펌프; 상기 펌프로부터의 방사용액을 수용하기 위한 (-) 전극의 회전식 포집기; 상기 포집기의 회전 속도를 제어하기 위한 회전 제어기; 및 상기 주사기, 펌프, 포집기 및 회전 제어기에 전기를 공급하기 위한 전력공급원을 포함하는 부직포 제조장치.A reservoir for storing the spin solution; A (+) electrode syringe for receiving a spinning solution from the reservoir; A pump for pumping a spinning solution from the syringe; A rotating collector of the negative electrode for receiving the spinning solution from the pump; A rotation controller for controlling a rotation speed of the collector; And a power source for supplying electricity to the syringe, the pump, the collector, and the rotation controller. 제11항에 있어서,
상기 저장조가 2개 이상의 주입구를 갖되,
상기 주입구 중 적어도 하나는 부직포 원료물질을 주입하고, 다른 주입구 중 적어도 하나는 용매를 주입하는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the reservoir has two or more injection ports,
Wherein at least one of the injection ports injects a raw material for the nonwoven fabric, and at least one of the other injection ports injects a solvent.
제11항에 있어서,
상기 주사기의 방사를 무작위 방향 또는 일정한 패턴으로 실시하는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the irradiation of the syringe is performed in a random direction or in a predetermined pattern.
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