KR20150044792A - Apparatus for producing nano-texture film - Google Patents

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KR20150044792A
KR20150044792A KR20140033128A KR20140033128A KR20150044792A KR 20150044792 A KR20150044792 A KR 20150044792A KR 20140033128 A KR20140033128 A KR 20140033128A KR 20140033128 A KR20140033128 A KR 20140033128A KR 20150044792 A KR20150044792 A KR 20150044792A
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film base
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KR20140033128A
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윤석구
안성필
엘. 야린 알렉산더
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

Provided by the present invention is a nanotexture film manufacturing apparatus which includes: an electrospinning module which includes an electrospinning nozzle of fiberizing polymer spinning solution through a high voltage and discharging the fiberized polymer spinning solution to a film base; and an electroplating module which electrically plates the film base, in which fiber discharged from the electrospinning nozzle is collected, with preset metal.

Description

나노텍스처 필름 제조 장치{APPARATUS FOR PRODUCING NANO-TEXTURE FILM}[0001] APPARATUS FOR PRODUCING NANO-TEXTURE FILM [0002]

본 발명은 생태모방 나노기술을 이용하여 LED 조명, 핸드폰과 같은 전기·전자 제품의 방열 기술과 원자력발전소 원자로의 한계열유속(Critical Heat Flux, CHF)을 증가할 수 있는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호주의 작은 악마가시 도마뱀에서 아이디어를 얻은 비표면적이 극대화된 악마가시 나노텍스처 필름을 초음속 전기방사 및 전기도금 기술을 이용하여 구현할 수 있도록 한 장비 및 그 제조 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat dissipation technology for electric and electronic products such as LED lighting and a cell phone using ecological imitation nanotechnology and a technique capable of increasing the critical heat flux (CHF) of a nuclear power plant reactor. Is an apparatus and method of manufacturing a device for maximizing the specific surface area of a SiN nano-textured film that can be realized by using a supersonic electrospinning and electroplating technique.

전기·전자 제품의 오랜 수명과 장시간 안정적인 사용을 위해서는 제품에서 발생하는 열을 냉각시켜주는 방열기술이 필수적이다. 그러나 이처럼 높은 방열을 필요로 하는 나노, 바이오 및 공학기기와 같은 전기·전자 제품의 소형화 및 고성능화가, 낮은 방열 효율로 인해 더디게 진행되고 있다. 즉, 제품의 소형화 및 고성능 제품의 개발을 위해서는 고효율 방열기술의 개발이 시급한 문제이다.For long life of electric and electronic products and stable use for a long time, heat dissipation technology that cools the heat generated by the product is essential. However, miniaturization and high performance of electric and electronic products such as nano, bio, and engineering devices requiring such high heat dissipation are progressing slowly due to low heat dissipation efficiency. That is, development of high-efficiency heat dissipation technology is an urgent problem in order to miniaturize products and develop high-performance products.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 섬유에 전도성 기능을 부여한 높은 열전도율을 지닌 방열용 섬유 제조 방법에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.In order to solve such a problem, studies have been actively made on a method for manufacturing a heat-radiating fiber having a high thermal conductivity imparting a conductive function to fibers.

이들 중에는 전기방사로 섬유 제작에 이은 무전해 도금법을 이용한 전도성 섬유를 제조하는 방법이 있는데, 이 경우는 무전해 도금 촉매가 전기방사 용액에 첨가되어 있어 사용할 수 있는 용액이 한정적이라는 것과 특정 외부 조건에서는 원활한 전기방사가 되지 않는다는 문제점이 존재한다. 동시에 일반적인 전기방사에 의하면 섬유 직경 한계에 따른 비표면적의 극대화가 불가능하다는 문제점이 있다.Among them, there is a method of producing conductive fibers using electroless electroless plating followed by electroless plating. In this case, since an electroless plating catalyst is added to the electrospinning solution, There is a problem that it is not smoothly emitted. At the same time, according to general electrospinning, it is impossible to maximize the specific surface area according to the fiber diameter limit.

이에 반하여 초음속 전기방사를 이용하면 직경 50nm 이하의 극미세 나노섬유를 제조할 수 있어 필름의 비표면적을 극대화 시킬 수 있으며, 동시에 무전해 도금법과는 달리 전기도금을 이용하면 전기방사에 사용되는 용액에 제한이 없고 제조비용 및 제조시간을 절약할 수 있다는 장점이 있다.On the contrary, when supersonic electrospinning is used, ultrafine nanofibers having a diameter of 50 nm or less can be produced, thereby maximizing the specific surface area of the film. At the same time, unlike the electroless plating method, There is no limitation, and manufacturing cost and manufacturing time can be saved.

본 발명은 전기·전자 및 기계제품의 효과적인 방열을 초음속 전기방사 및 전기도금을 이용한 생태모방 나노텍스처 필름을 이용하여 구현하는 기술이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technology for realizing efficient heat dissipation of electric, electronic and mechanical products by using an ecological imitation nano-textured film using supersonic electrospinning and electroplating.

본 발명에서 해결 하고자 하는 과제는 기존의 방열 기술의 공정 방식의 문제점을 대체할 수 있는 방법을 사용하여 극대화된 방열율을 지닌 나노텍스처 필름을 제조하는데 있다.A problem to be solved by the present invention is to manufacture a nanotound film having a maximized heat dissipation rate by using a method capable of replacing the problems of the conventional heat dissipating technology.

본 발명의 주된 목적은 초음속 전기방사를 이용하여 더욱 견고하며, 원하는 크기 및 두께를 지닌 나노섬유 필름을 제조하고, 또한 전기도금을 통해 악마가시 형태의 나노텍스처 필름의 제조를 가능케하여 극대화된 비표면적을 지닌 방열용 나노섬유 필름 제조 방법을 제공하는데 있다. The main object of the present invention is to provide a nanofiber film which is more robust using supersonic electrospinning and which can produce a nanofiber film having a desired size and thickness and also enables the fabrication of a nanofiber film in the form of a demon through the electroplating, And to provide a method for producing a heat-resistant nanofiber film having a surface area.

본 발명은, 폴리머 방사액이 고전압을 통해 섬유화되어 필름 베이스로 토출시키는 전기 방사 노즐을 구비하는 전기 방사 모듈과, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유가 수집된 상기 필름 베이스를 사전 설정된 금속으로 전기 도금시키는 전기 도금 모듈을 구비하는 나노텍스처 필름 제조 장치를 제공한다.The present invention relates to an electroluminescent device, comprising: an electrospinning module having an electrospinning nozzle for causing a polymer spinning solution to be fiberized through a high voltage to be ejected into a film base; and a step of electroplating the film base from which the fibers discharged from the electrospinning nozzle are collected, The present invention also provides an apparatus for manufacturing a nano-textured film.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 전기 방사 모듈은: 상기 전기 방사 노즐에 고전압을 인가하는 고전압 발생기; 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 유도되도록 상기 전기 방사 노즐과의 사이 공간에 전기장을 형성하는 접지 전원; 일측 방향으로 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하고, 상기 필름 베이스는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 상기 가스 분사 노즐과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의해 상기 필름 베이스에 수집될 수 있다. In the nano-textured film production apparatus, the electrospinning module may include: a high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle; A grounding power source that forms an electric field in a space between itself and the electrospinning nozzle so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle are guided by an electrostatic force; And a gas injection nozzle for injecting a gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position facing the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, The fibers may be collected in the film base by the flow of the gas injected from the gas injection nozzles.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 접지 전원은 별도의 접지판에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 접지판으로 유도될 수 있다. In the apparatus for manufacturing a nano-textured film, the ground power source is connected to a separate ground plate, and the fibers discharged from the electrospinning nozzle can be guided to the ground plate by an electrostatic force.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 접지 전원은 상기 가스 분사 노즐에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 가스 분사 노즐로 유도될 수 있다. In the apparatus for manufacturing a nano-textured film, the ground power source is connected to the gas injection nozzle so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle can be guided to the gas injection nozzle by an electrostatic force.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가스 분사 노즐의 외측에는 상기 접지 전원과 연결되는 노즐 접지부가 구비되고, 상기 접지 전원은 노즐 접지부에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 가스 분사 노즐로 유도될 수 있다. In the apparatus for manufacturing a nano-textured film, a nozzle grounding portion connected to the grounding power source is provided outside the gas jetting nozzle, and the grounding power source is connected to a nozzle grounding portion so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle are electrostatically And may be led to the gas injection nozzle.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 노즐 접지부는 복수 개가 구비되어 상기 가스 분사 노즐을 중심으로 동심 배치되고, 상기 노즐 접지부의 상기 접지 전원과의 연결은 단속 가능할 수 있다. In the apparatus for manufacturing a nano-textured film, a plurality of nozzle grounding portions may be disposed concentrically with respect to the gas injection nozzle, and the connection of the nozzle grounding portion to the grounding power source may be interrupted.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 노즐 접지부는 복수 개가 구비되어 상기 가스 분사 노즐을 중심으로 동심 배치되고, 상기 전기 방사 노즐도 상기 노즐 접지부와 동수 개로 상기 가스 분사 노즐을 사이에 두고 대향하여 대응 배치될 수 있다. In the apparatus for manufacturing a nano-textured film, a plurality of nozzle grounding portions are disposed concentrically with respect to the gas injection nozzle, and the electrospinning nozzle also faces the nozzle grounding portion with the gas injection nozzle interposed therebetween Respectively.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 전기 방사 노즐은 상기 가스 분사 노즐을 사이에 두고 대향 대응 배치되는 상기 노즐 접지부와 쌍을 이루며 택일 가동될 수 있다. In the apparatus for manufacturing a nano-textured film, the electrospinning nozzle may be selectively paired with the nozzle grounding portion opposed to each other with the gas injection nozzle interposed therebetween.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가스 분사 노즐은 초음속 유동 속도로 가스를 분사할 수 있다. In the apparatus for manufacturing a nano-textured film, the gas injection nozzle may inject gas at a supersonic flow rate.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스는 도전성 필름일 수 있다. In the nano-textured film production apparatus, the film base may be a conductive film.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스는 연속적 공정 가능한 롤 타입이고, 상기 필름 베이스를 이송시키는 롤투롤 모듈이 더 구비될 수 있다. In the nano-textured film production apparatus, the film base may be a roll type that can be continuously processed, and may further include a roll-to-roll module for transporting the film base.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스를 사이에 두고 상기 가스 분사 노즐와 마주하여 배치되고, 상기 가스 분사 노즐에서 분사되는 가스에 의한 필름 베이스의 이동을 방지하기 위한 필름 베이스 가이드 플레이트가 더 구비될 수 있다. The apparatus for manufacturing a nano-textured film may further include a film base guide plate disposed to face the gas injection nozzle with the film base interposed therebetween and for preventing movement of the film base due to gas injected from the gas injection nozzle .

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 전기 도금 모듈은: 상기 필름 베이스가 침지 가능한 도금액을 수용하는 전기 도금 모듈 수조와, 상기 전기 도금 모듈 수조 내 도금액에 침지되어 배치되고 사전 설정 도금 금속으로 형성되는 전기 도금 애노드와, 상기 필름 베이스와 상기 전기 도금 애노드로 전압을 인가하는 전기 도금 전원부를 구비할 수 있다. The electroplating module comprises: an electroplating module water tank in which the film base is immersible; an electroplating module water tank in which the film base is immersed in a plating solution in the electroplating module water tank and formed of a pre-set plating metal An electroplating anode, and an electroplating power source for applying a voltage to the film base and the electroplating anode.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 롤투롤 모듈은: 접지되어 상기 필름 베이스와 접촉하여 상기 필름 베이스의 이동을 안내하고, 상기 필름 베이스가 상기 도금액에 침지 가능하게 위치 이동 가능한 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러를 구비할 수 있다. The nano-textured film production apparatus according to claim 1, wherein the roll-to-roll module comprises: a roll-to-roll electroplating guide capable of being grounded to guide the movement of the film base in contact with the film base, A roller may be provided.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스의 진행 방향으로 상기 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 상기 필름 베이스가 침지 가능한 사전 설정 결합 강화 용액을 수용하는 결합 강화 모듈 수조를 포함하는 결합 강화 모듈이 더 구비되고, 상기 롤투롤 모듈은: 상기 필름 페이스를 상기 결합 강화 모듈 수조 내 사전 설정 결합 강화 용액으로 침지 가능하게 하는 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러를 구비할 수 있다. The apparatus for manufacturing a nano-textured film according to any of the preceding claims, further comprising: a coupling strengthening module water tank disposed behind the electroplating module in the direction of travel of the film base and containing a pre- And the roll-to-roll module may comprise: a roll-to-roll-coupled reinforced guide roller that allows the film face to be immersed in a pre-set bond enhancing solution in the bond-enhancing module water bath.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스의 진행 방향으로 상기 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 상기 필름 제이스가 침지 가능한 세정액을 수용하는 세정 모듈 수조를 포함하는 후처리 모듈이 더 구비될 수 있다. The nano-textured film production apparatus may further include a post-processing module including a cleaning module water tank disposed behind the electroplating module in the direction of movement of the film base and containing a cleaning liquid capable of immersing the film jig .

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 후처리 모듈은 상기 필름 베이스의 표면을 건조 및 경화시키는 큐어러를 더 구비할 수 있다. In the apparatus for manufacturing a nano-textured film, the post-processing module may further include a cureer for drying and curing the surface of the film base.

상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 전기 방사 모듈은: 상기 전기 방사 노즐에 고전압을 인가하는 고전압 발생기; 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 유도되도록 상기 전기 방사 노즐과의 사이 공간에 전기장을 형성하는 접지 전원; 일측 방향으로 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하고, 상기 필름 베이스는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 상기 가스 분사 노즐과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의해 상기 필름 베이스에 수집되고, 상기 가스 분사 노즐로부터 토출되는 가스의 온도를 높이기 위한 프리 히터가 더 구비될 수 있다. In the nano-textured film production apparatus, the electrospinning module may include: a high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle; A grounding power source that forms an electric field in a space between itself and the electrospinning nozzle so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle are guided by an electrostatic force; And a gas injection nozzle for injecting a gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position facing the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, The fiber may be collected in the film base by the flow of the gas injected from the gas injection nozzle, and the preheater may be further provided to increase the temperature of the gas discharged from the gas injection nozzle.

본 발명은 초음속 전기방사 및 전기도금 기술을 이용하여 방열용 악마가시 나노텍스처 필름을 제조하는 것이며, 다양한 초음속 전기방사 용액과 전기도금 시 사용되는 금속의 종류를 용도에 맞게 변화시켜, 여러 용도에 적용이 가능하다. The present invention relates to a method for manufacturing a thin film for heat dissipation using a supersonic electrospinning and electroplating technique and various kinds of supersonic electrospinning solution and a kind of metal used for electroplating can be changed according to the application, It is applicable.

첫째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는, 전기 방사 섬유에 대한 전기 도금을 통하여 표면적을 증대시켜 방열 성능 내지 열전달 성능을 극대화시킨 필름을 제조할 수 있다. First, the nano-textured film production apparatus of the present invention can produce a film maximizing the heat radiation performance or the heat transfer performance by increasing the surface area through electroplating of the electrospun fiber.

둘째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 롤투롤 모듈을 이용하여 대량 생산 가능한 방식으로 제조 원가를 절감시킬 수도 있다. Second, the apparatus for manufacturing a nano-textured film of the present invention can reduce manufacturing costs in a mass-producible manner using a roll-to-roll module.

셋째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 초음속 가스 유동을 이용하여 섬유의 필름 베이스에의 부착력을 강화할 수도 있다. Third, the apparatus for manufacturing a nano-textured film of the present invention may enhance adhesion of fibers to a film base by using a supersonic gas flow.

넷째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 전기 도금 모듈에서 가이드 롤러의 위치 변동을 통하여 도금액 내 침지 시간을 조정하여 설계 사양에 따른 범용성을 증진시킬 수도 있다. Fourth, the apparatus for manufacturing a nano-textured film according to the present invention can improve the versatility according to design specifications by adjusting the immersion time in the plating solution through the position change of the guide rollers in the electroplating module.

다섯째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 결합 강화 모듈 내지 후처리 모듈에서의 공정을 통하여 섬유 표면에 도금된 금속재의 결합력을 강화시키고, 세정 내지 경화 과정을 통하여 필름 베이스 제품의 내구성을 증지시킬 수도 있다.
Fifth, the apparatus for manufacturing a nano-textured film of the present invention can improve the durability of a film base product through a cleaning or curing process by enhancing the bonding force of the metal material plated on the fiber surface through the processes in the coupling- have.

도1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 프리 히터가 내장된 가스 노즐의 개략적인 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 전기 방사 모듈의 다른 일예를 도시하는 부분 사시도 및 구성도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치를 통한 전기 방사 및 전기 도금을 통하여 얻어진 섬유가 수집된 필름 베이스에 대한 도금 금속에 따른 SEM 사진이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치를 통하여 얻어진 필름 베이스(c)와 다른 조건에서 얻어진 필름 베이스의 비교를 이루는 확대 사진이다.1 to 3 are schematic block diagrams of an apparatus for manufacturing a nano-textured film according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a gas nozzle incorporating a preheater of an apparatus for manufacturing a nano-textured film according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are a partial perspective view and a configuration view showing another example of the electrospinning module of the apparatus for manufacturing a nano-textured film according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 7 to 10 are SEM photographs of plating metals on a film base on which fibers obtained through electrospinning and electroplating through the apparatus for manufacturing a nano-textured film according to an embodiment of the present invention are collected.
11 is an enlarged photograph showing a comparison between the film base (c) obtained through the apparatus for producing a nano-textured film according to an embodiment of the present invention and the film base obtained under different conditions.

본 발명은 우수한 열전도율을 가지는 진다. 이를 이용하여 높은 열이 발생하는 금속으로 덮인 높은 비표면적을 지닌 섬유필름으로서의 나노 텍스처 필름을 제조하는 장치를 제공하는데, 본 발명을 통하여 제조된 생태모방 악마가시 구조의 나노텍스처 필름을 통해, 우수한 방열 성능을 수반함으로써, 다양한 전기·전자 및 기계제품에 장착되어 이들로부터 발생되는 열을 손쉽게 제거할 수 있다.
The present invention has an excellent thermal conductivity. The present invention provides an apparatus for producing a nanofitrified film as a fiber film having a high specific surface area covered with a metal which generates high heat using the nanofiber film. With the heat dissipation performance, it is possible to easily remove heat generated from the various electric / electronic and mechanical products.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 구성을 개념적으로 도시한 구성도 및 상세 구성도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치(1)는 전기 방사 모듈(10)과 전기 도금 모듈(11)을 포함하는데, 전기 방사 모듈(10)은 폴리머 방사액이 고전압을 통해 섬유화되어 필름 베이스로 토출시키는 전기 방사 노즐을 포함한다. FIG. 1 and FIG. 2 are a configuration diagram and a detailed configuration diagram conceptually showing a configuration of a nanofitrate film production apparatus according to an embodiment of the present invention. An apparatus 1 for manufacturing a nano-textured film according to an embodiment of the present invention includes an electrospinning module 10 and an electroplating module 11 which are formed by polymerizing a polymer spinning liquid through a high voltage And an electrospinning nozzle for discharging the film base.

본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치(1)는 제어부(20)와 저장부(30)를 포함할 수 있는데, 제어부(20)는 전기 방사 모듈(10) 및 전기 도금 모듈(11)의 작동을 제어하고, 경우에 따라 롤투롤 모듈(170), 결합 강화 모듈(13) 및 후처리 모듈(15)의 작동도 동시 제어할 수 있다. The nano-textured film production apparatus 1 of the present invention may include a control unit 20 and a storage unit 30. The control unit 20 controls the operation of the electrosupply module 10 and the electroplating module 11 And the operations of the roll-to-roll module 170, the coupling strengthening module 13, and the post-processing module 15 may be simultaneously controlled.

상세하게 제어부(20)는 후술되는 전기 방사 모듈(11)의 전압부(200), 전기 방사 노즐에 폴리머 방사액을 공급하는 폴리머 방사액 공급부(110), 가스 분사 노즐(400) 및 접지 전원(300)과의 연결을 단속하는 스위치와 같은 접지 전원 단속부(미도시)와 연결되어 소정의 제어 신호를 인가하여 방사 상태를 및 가스 유동 상태를 조정하여 콜렉터(500)로의 원활한 섬유 수집 상태 및 섬유재 형성을 가능하게 할 수 있고, 전기 도금 모듈(11)의 전기 도금 전원(116)의 전원 인가를 제어하는 제어 신호를 생성할 수도 있고, 롤투롤 모듈(170)의 롤투롤 풀림 롤러 구동부(171a) 및 롤투롤 감김 롤러 구동부(173a)의 작동 및 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752), 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)의 가동을 통한 필름 베이스의 전기 도금 모듈 내지 결합 강화 모듈 내에서의 이송 경로를 변화시켜 각각의 공정 시간 내지 속도를 조절할 수도 있고, 후처리 모듈(15)의 큐어러(15f)의 작동을 제어하여 소정의 건조 및 경화 공정을 선택 조정할 수도 있다. 또한, 저장부(30)는 제어부(20)와 연결되어 폴리머 방사액의 방사량, 가스 유동 압력/속도 및 접지 전원 차단부의 단속 순서, 전기 도금 모듈에서의 도금 시간을 형성하기 위한 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러의 위치, 전기 도금 전원부의 기준 전원값, 결합 강화 모듈의 경로 선택을 위한 결합 강화 가이드 롤러의 위치, 후처리 모듈(15)의 큐어러(15f)의 작동 시간 등의 사전 설정 데이터를 포함하여 작동 모드에 따른 데이터를 제어부(20)에 전달하여 소정의 원활한 동작을 가능하게 할 수 있다. In detail, the control unit 20 includes a voltage unit 200 of the electrospinning module 11 to be described later, a polymer spinning solution supply unit 110 for supplying a polymer spinning solution to the electrospinning nozzle, a gas injection nozzle 400, (Not shown) such as a switch for interrupting the connection between the collector 500 and the collector 500 to adjust a spinning state and a gas flow state by applying a predetermined control signal, It is possible to generate a control signal for controlling the power supply of the electroplating power supply 116 of the electroplating module 11 and to control the roll-to-roll release roller driving unit 171a And the operation of the roll-to-roll and unwind roller driver 173a and the movement of the roll-to-roll electroplating guide rollers 1752 and the roll-to- Path And the operation of the curaer 15f of the post-processing module 15 may be controlled to selectively adjust the predetermined drying and curing process. In addition, the storage unit 30 is connected to the control unit 20, and is connected to a roll-to-roll electroplating guide (not shown) for forming a spinning time in the electroplating module, an order of intermittence of the radiation amount of the polymer spinning solution, Including the position of the roller, the reference power supply value of the electroplating power source, the position of the coupling reinforcing guide roller for selecting the path of the coupling strengthening module, and the operating time of the curaer 15f of the post-processing module 15 It is possible to transmit the data according to the operation mode to the control unit 20 to enable predetermined smooth operation.

또한, 전기 도금 모듈(11)은 전기방사 노즐로부터 토출된 섬유가 수집된 필름 베이스를 사전 설정된 도금 금속으로 전기 도금시키는데, 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치(1)에 의하여 나노텍스처링되는 필름 베이스는 연속 공정 가능한 롤 타입이고, 나노텍스처 필름 제조 장치(1)는 롤투롤 모듈(170)을 더 구비하는 구성을 취한다. 본 발명은 롤투롤 모듈을 수반하지 않고 각 시트 타입으로 개별화된 필름 베이스에 전기 방사 모듈과 전기 도금을 실행하여 나노텍스처 필름을 제조하는 방식을 취할 수도 있으나, 본 실시예에서는 롤투롤 모듈을 구비하는 롤투롤 방식을 중심으로 기술한다. 또한, 필름 베이스(500)는 경우에 따라 유리 등의 재질로 형성되는 구조를 취할 수도 있다. In addition, the electroplating module 11 electroplats the film base from which the fibers discharged from the electrospinning nozzle are collected with a predetermined plating metal. In the nano-texture film manufacturing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, The film base to be textured is a roll type that can be continuously processed, and the nano-textured film production apparatus 1 has a configuration further comprising a roll-to-roll module 170. Although the present invention may adopt a method of manufacturing a nano-textured film by performing electroplating with an electrospinning module on a film base individualized into each sheet type without involving a roll-to-roll module, in the present embodiment, Roll-to-roll method is mainly described. In addition, the film base 500 may have a structure formed of a material such as glass as the case may be.

필름 베이스(500)는 도전성 필름으로 형성되는데, PET, PC, PVC 등의 고분자 기재에 ITO, Cu, Ni, Ag, Au 등과 같은 금속재료의 금속층이 형성되는 구조를 취할 수도 있다. 필름 베이스는 앞서 기술한 바와 같이 개별적인 시트 타입으로 구성될 수도 있으나, 본 발명의 일실시예에 따른 필름 베이스는 롤 타입으로 형성되고, 롤투롤 모듈(170)에 의하여 소정의 이송 속도로 공정 진행될 수 있다. The film base 500 is formed of a conductive film. The film base 500 may have a structure in which a metal layer of a metal material such as ITO, Cu, Ni, Ag, or Au is formed on a polymer substrate such as PET, PC, or PVC. The film base may be configured as a separate sheet type as described above, but the film base according to an embodiment of the present invention may be formed in a roll type, and may be processed by a roll feed module 170 at a predetermined feed rate have.

롤투롤 모듈(170)은 롤투롤 풀림 롤러(171)와 롤투롤 감김 롤러(173)가 배치되고, 각각의 롤투롤 풀림 롤러(171)와 롤투롤 감김 롤러(173)의 양단이 권취된 롤투롤 타입의 필름 베이스(500)가 이들 사이에서 이송되는데, 필름 베이스(500)의 이송을 위한 구동력은 각각의 롤러에 연결되는 롤투롤 풀림 롤러 구동부(171a) 및 롤투롤 감김 롤러 구동부(173a)에 의하여 제공된다. 경우에 따라 이들 이외에 별도의 구동부가 더 구비되는 구조를 취할 수도 있다. The roll-to-roll module 170 is provided with a roll-to-roll unwinding roller 171 and a roll-to-roll and unwind roller 173. The roll-to-roll unwinding rollers 171 and the roll- Type film base 500 is conveyed between them by a roll-to-roll releasing roller driving part 171a and a roll-to-roll winding roller driving part 173a which are connected to the respective rollers, / RTI > And may have a structure in which a separate driving unit is additionally provided.

롤투롤 모듈(170)은 각각의 모듈에 대한 필름 베이스(500)의 진입 및 진출을 위한 롤투롤 도금 롤러(1751), 롤투롤 강화 롤러(1753) 및 롤투롤 후처리 롤러(1755)를 포함한다. 경우에 따라 롤투롤 모듈(170)은 개별적인 롤러를 더 포함할 수 있는데, 롤투롤 모듈(170)은 전기 도금 모듈(170)에서 필름 베이스(500)의 도금액(11e) 내 침지 등의 경로를 조절하기 위한 전기 도금 가이드 롤러(1752)와, 결합 강화 모듈(13) 내에서 필름 베이스(500)의 사전 설정 결합 강화 용액(13e) 내 침지되는 경로 및 속도, 달리 표현하면 침지되는 시간 등을 조절 가능한 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)를 더 포함할 수도 있다.The roll-to-roll module 170 includes a roll-to-roll plating roller 1751, a roll-to-roll enhancing roller 1753 and a roll-to-roll post-processing roller 1755 for entering and advancing the film base 500 for each module . The roll-to-roll module 170 may further include individual rollers, which control the path of immersion of the film base 500 in the plating liquid 11e, etc., in the electroplating module 170 And the time and the speed at which the film is immersed in the pre-combination strengthening solution 13e of the film base 500 in the coupling strengthening module 13, in other words, Roll-to-roll engaging reinforcing guide rollers 1754.

이와 같은 제어부(500)의 제어 신호를 따라 가동되는 롤투롤 풀림 롤러 구동부(171a) 및 롤투롤 감김 롤러 구동부(173a)의 구동 동작을 제어함으로써, 양단이 권취된 필름 베이스(500)는 전기 방사 모듈(10), 전기 도금 모듈(11), 결합 강화 모듈(13) 및 후처리 모듈(15)로 연속적인 공정 과정을 거칠 수 있다. By controlling the driving operation of the roll-to-roll releasing roller driving unit 171a and the roll-to-roll and rewind roller driving unit 173a which are operated in accordance with the control signal of the controller 500, the film base 500, The plating module 10, the electroplating module 11, the coupling strengthening module 13, and the post-processing module 15 may be subjected to a continuous process.

보다 상세하게, 전기 방사 모듈(10)은 전기 방사 노즐(100)과, 고전압 발생기(200)와, 접지판(310)과 연결되는 접지 전원(300)을 포함하는데, 본 발명의 전기 방사 모듈(10)은 가스 분사 노즐(400)을 더 포함하고, 필름 베이스(500)는 가스 분사 노즐(400)로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 가스 분사 노즐(400)과 대향되는 위치에 배치되어, 전기 방사 노즐(400)로부터 토출된 섬유가 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의하여 필름 베이스(500)에 수집되는 구조를 취한다. 이와 같은 가스 분사 노즐(400)로부터 토출되는 가스 유동력을 이용하여 필름 베이스(500)에 폴리머 방사액에 의하여 형성되는 섬유가 수집 코팅 부착되는 방식을 취함으로써 섬유의 필름 베이스에의 부착력을 강화시킬 수 있다. More specifically, the electrospinning module 10 includes an electrospinning nozzle 100, a high voltage generator 200, and a ground power source 300 coupled to the ground plate 310, 10 further includes a gas injection nozzle 400. The film base 500 is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle 400 along the flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle 400, The fibers discharged from the spinning nozzle 400 are collected in the film base 500 by the flow of the gas injected from the gas injection nozzle. The adhesion of the fibers formed by the polymer spinning liquid to the film base 500 by the collecting coating is adhered to the film base 500 by using the gas flow force discharged from the gas injection nozzle 400, .

전기 방사 노즐(100)은 폴리머 방사액을 고전압을 통해 토출하며 섬유화시키는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 폴리머 방사액 공급부(110)로부터 폴리머 방사액을 공급받아 토출하는 방식으로 구성되는데, 예를 들면, 폴리머 방사액 공급부는 폴리머 방사액을 정량 공급하는 시린지 펌프(syringe pump)가 사용된다. 폴리머 방사액은 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile)이 사용될 수도 있고, PVA(Polyvinyl alcohol)와 물이 혼합된 용액이 사용될 수 있고, 나일론 등의 기계적 성질이 우수한 폴리머를 사용하는 경우에는 포름산(Formic Acid) 등의 강한산성 용액을 사용할 수 있는 등, 전기 방사 노즐을 통하여 필름 베이스(500)로 토출 가능한 구조를 취하는 범위에서 다양한 고분자 재료가 사용될 수 있다. 전기 방사 노즐(100)은 시린지 펌프(미도시)로부터 폴리머 방사액을 공급받아 토출하는 콘젯 형태의 노즐이 적용될 수 있다.As shown in FIG. 1, the electrospinning nozzle 100 is configured to discharge the polymer spinning solution from a separate polymer spinning solution supply part 110 and discharge the polymer spinning solution through a high voltage. For example, a syringe pump for feeding a polymer spinning solution in a quantitative manner is used as the polymer spinning solution supplying part. The polymer spinning solution may be polyacrylonitrile, a solution of PVA (polyvinyl alcohol) and water may be used, and when a polymer having excellent mechanical properties such as nylon is used, formic acid ) Can be used, and various polymeric materials can be used as long as they can be discharged to the film base 500 through the electrospinning nozzle. The electrospinning nozzle 100 may be a cone-shaped nozzle for supplying and discharging the polymer spinning solution from a syringe pump (not shown).

고전압 발생기(200)는 전기 방사 노즐(100)에 고전압을 인가하며, 이에 대응하여 전기 방사 노즐(100)과 이격되는 위치에는 별도의 접지 전원(300)이 구비된다. 접지 전원(300)은 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 접지판(310)에 연결되어 접지판(310)과 전기 방사 노즐(100) 사이 공간에 전기장을 형성시키거나 또는 도 2에 도시된 바와 같이 가스 분사 노즐(400)에 연결되어 가스 분사 노즐(400)과 전기 방사 노즐(100) 사이 공간에 전기장을 형성시킬 수 있다. 이러한 전기장에 따라 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유(600)는 정전기력에 의해 전기 방사 노즐(100)로부터 접지판(310) 또는 가스 분사 노즐(400)을 향해 흘러가도록 유도된다. The high voltage generator 200 applies a high voltage to the electrospinning nozzle 100 and a separate ground power source 300 is provided at a position spaced apart from the electrospun nozzle 100 in correspondence thereto. The ground power supply 300 may be connected to a separate ground plate 310 as shown in FIG. 1 to form an electric field in the space between the ground plate 310 and the electrospinning nozzle 100, And is connected to the gas injection nozzle 400 to form an electric field in the space between the gas injection nozzle 400 and the electrospinning nozzle 100. The fibers 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 are guided to flow from the electrospinning nozzle 100 toward the ground plate 310 or the gas injection nozzle 400 by an electrostatic force.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 전기 방사 노즐(100)이 상부에 위치하고, 전기 방사 노즐(100)의 연직 하부에 위치하는 접지판(310)에 접지 전원(300)이 연결되는 경우, 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유는 고전압 발생기(200)로부터 고전압을 인가받아 전하를 띤 상태로 토출되기 때문에, 전기 방사 노즐(110)과 접지판(310) 사이에 형성되는 전기장에 의해 하향 정전기력을 받으며 접지판(310)을 향해 흘러가도록 유도된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 접지 전원(300)이 가스 분사 노즐(400)에 연결되는 경우, 마찬가지 원리로 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유는 가스 분사 노즐(400)을 향해 흘러가도록 유도된다. 이때, 가스 분사 노즐(400)은 이러한 전기장의 정전기력 방향과 다른 방향으로 가스를 분사하도록 구성되는데, 본 실시예에서의 가스 분사 노즐(400)은 초음속 노즐로 형성되어 가스 분사 노즐(400)에서 가스가 초음속 유동 속도로 분사될 수 있다. 즉, 분사되는 가스의 유동 속도는 마하수 1 이상의 초음속 유동으로 약 300m/s 이상의 속도를 갖도록 구성된다. 여기서, 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유는 정전기력에 의해 유도되는 힘을 받음과 동시에 가스 분사 노즐(400)로부터 분사되는 가스의 유동 흐름에 의한 힘을 함께 받게 되는데, 이때, 가스 유동 흐름에 의한 힘이 정전기력에 의해 유도되는 힘보다 더 크게 작용하도록 구성되어, 토출된 섬유는 강한 유동력에 의하여 필름 베이스(500)에 부착될 수 있다. For example, as shown in FIG. 1, when the electrospinning nozzle 100 is located at the upper portion and the ground power source 300 is connected to the ground plate 310 located at the vertically lower portion of the electrospinning nozzle 100, Since the fibers discharged from the electrospinning nozzle 100 are discharged in a state of being charged by receiving a high voltage from the high voltage generator 200, the fibers are lowered by the electric field formed between the electrospinning nozzle 110 and the ground plate 310 And is guided to flow toward the ground plate 310 in response to the electrostatic force. When the ground power source 300 is connected to the gas injection nozzle 400 as shown in FIG. 2, the fibers discharged from the electrospinning nozzle 100 flow toward the gas injection nozzle 400 on the same principle . At this time, the gas injection nozzle 400 is configured to inject gas in a direction different from the direction of the electrostatic force of the electric field. The gas injection nozzle 400 in this embodiment is formed of a supersonic nozzle, Can be injected at a supersonic flow rate. That is, the flow velocity of the gas to be injected is configured to have a velocity of about 300 m / s or more in a supersonic flow of Mach number 1 or more. Here, the fibers discharged from the electrospinning nozzle 100 are subjected to a force induced by an electrostatic force and at the same time, a force due to the flow of the gas injected from the gas injection nozzle 400 is received together. At this time, The discharged fiber can be attached to the film base 500 by a strong fluid force.

또한, 전기 방사 노즐(100)로부터 토출된 섬유(600)에 작용하는 전기장에 의한 정전기력 방향과 가스 분사 노즐(400)에 의한 가스의 유동력 방향은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있는데, 도 1에서 소정의 각도는 직각 방향을 이루도록 형성될 수 있다. 전기 방사 노즐에 대향하여 배치되는 접지판(310)의 구조에 있어 정전기력 방향과 가스 유동력 방향이 직각을 이루도록 하여 가스 유동 내로 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유가 안정적으로 유입되도록 할 수 있는데, 전기 방사 노즐의 정전기력 방향과 가스 유동력 방향 사이의 소정의 각도는 접지 전원의 구조 및 가스 분사 노즐과 전기 방사 노즐의 거리 등을 고려하여 적절하게 조정될 수도 있다. The direction of the electrostatic force by the electric field acting on the fibers 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 and the direction of the flow of the gas by the gas injection nozzle 400 are set to a predetermined angle In FIG. 1, the predetermined angle may be a right angle. In the structure of the ground plate 310 disposed opposite to the electrospinning nozzle, the direction of the electrostatic force and the direction of the gas flow force are perpendicular to each other so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle into the gas flow can be stably introduced. The predetermined angle between the electrostatic force direction of the nozzle and the gas flow direction may be appropriately adjusted in consideration of the structure of the ground power source and the distance between the gas injection nozzle and the electrospinning nozzle.

또한, 가스 분사 노즐(400)은 초음속 노즐, 즉 축소-확대 노즐에는 가스 분사 노즐(400)을 거쳐 토출되는 가스의 온도를 증대시키는 구성요소를 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 4의 길이 방향 단면도에 도시된 바와 같이, 초음속 노즐로 구현되는 가스 분사 노즐(400)은 가스 분사 노즐(400)의 외주에 분사되는 가스의 유동 방향을 따라 배열되는 구조의 프리 히터(800)가 더 구비될 수도 있다. 프리 히터(800)는 열을 제공하는 범위에서 다양한 구성이 가능한데, 본 실시예에는 전기 전열선으로 형성되어 제어부(20, 도 1 참조)를 통하여 입력되는 히터 제어 신호에 따라 가동되어 가열됨으로써 가스 분사 노즐(400)을 관류하는 가스의 온도를 증대시킬 수도 있다. 본 실시예에서의 프리 히터(800)는 가스 분사 노즐(400)의 내부에 개재되는 구성을 취하였으나, 프리 히터의 외주면을 권취하는 구성을 취할 수도 있고, 프리 히터의 내부에 배치되어 토출 가스와 직접 열교환을 이루는 방식을 취할 수도 있고, 가스 분사 노즐의 선단으로 압축기와의 사이에 배치될 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다. In addition, the gas injection nozzle 400 may further include a component for increasing the temperature of the gas discharged through the gas injection nozzle 400 to the supersonic nozzle, that is, the reduction-enlarged nozzle. 4, the gas injection nozzle 400 implemented as a supersonic nozzle includes a preheater (not shown) having a structure arranged along the flow direction of the gas injected to the outer periphery of the gas injection nozzle 400 800 may be further provided. The preheater 800 can be configured in various ways within the range of providing heat. In this embodiment, the preheater 800 is driven by the heater control signal, which is formed by an electric heating wire and inputted through the control unit 20 (see FIG. 1) Thereby increasing the temperature of the gas flowing through the gas flow passage 400. Although the preheater 800 in this embodiment is configured to be interposed inside the gas injection nozzle 400, the preheater 800 may be configured to take up the outer circumferential surface of the preheater, Or may be arranged between the compressor and the front end of the gas injection nozzle, or the like.

상기한 전기 방사 모듈(10)에서의 초음속 가스 유동 내 전기 방사 수집되는 과정은 다음과 같이 실시될 수 있는데, 포름산(formic acid)에 나일론(nylon) 15wt%를 녹인 용액 또는 다이메틸폼아마이드(dimethylformamaide)에 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile) 6%를 녹인 용액을 시린지 펌프로 구현되는 폴리머 방사액 공급부(110)를 이용하여 제어부(20)의 신호에 따라 50μL/hr로 공급하고 전압부(200)에서 8kV의 전압이 인가된다. 폴리머 방사액 공급부(110)와 연결되는 압축기(미도시)에 또는 가스 분사 노즐(400)에 배치 가능한 프리 히터(800)를 이용하여 제어부(20)의 온도 제어 신호에 따라 온도조절이 가능한 초음속 공기를 전기방사 노즐을 향해 분사시킨다. 초음속 전기방사 되는 용액의 공급유량, 인가전압, 분사구-기판 간의 거리 변화를 통해 다양한 두께, 직경을 가진 섬유필름을 만들 수 있으며, 동시에 초음속 공기의 온도 조절을 통하여 초음속 전기방사된 섬유의 직경을 조절할 수도 있다.
The process of electrospinning in the supersonic gas flow in the electrospinning module 10 can be carried out as follows: a solution in which 15 wt% of nylon is dissolved in formic acid or a solution of dimethylformamide Was supplied to the voltage unit 200 at a rate of 50 μL / hr according to a signal from the control unit 20 using a polymer spinning solution supply unit 110 implemented with a syringe pump, and a solution of polyacrylonitrile 6% A voltage of 8 kV is applied. (Not shown) connected to the polymer spinning solution supply unit 110 or a preheater 800 that can be disposed in the gas injection nozzle 400. The supersonic air To the electrospinning nozzle. The thickness of the fiber film can be varied by varying the supply flow rate, the applied voltage, and the distance between the injection port and the substrate of the supersonic electrospun solution. At the same time, the diameter of the supersonic electrospun fiber can be controlled by controlling the temperature of the supersonic air It is possible.

한편, 발명의 전기 방사 모듈(10)은 롤 타입의 필름 베이스(500)에 부착된 섬유(600)의 유동력에 대한 반력을 제공하여 섬유(600)의 필름 베이스(500) 상에 안정적인 수집 부착 상태를 형성하고, 가스 유동력에 의한 필름 베이스(500)의 손상 내지 이동을 방지하기 위한 구성요소로서 필름 베이스 가이드 플레이트(700)가 더 구비될 수 있다. 필름 베이스 가이드 플레이트(700)는 필름 베이스(500)를 사이에 두고 가스 분사 노즐(400)와 마주하여 배치되고, 필름 베이스(500)의 일면이 최소한의 간극을 유지하거나 밀착되도록 배치되는 구조를 취하여, 가스 분사 노즐(400)에서 분사되는 가스에 의한 필름 베이스(500)의 이동을 방지할 수 있다. 필름 베이스 가이드 플레이트(700)는 양단이 챔퍼링 내지 유선형 곡선 구조를 이루어 박막 형태의 롤 필름 타입의 필름 베이스(500)의 이송시 발생하는 손상을 최소화할 수도 있다.On the other hand, the electrospinning module 10 of the present invention provides a reaction force against the fluid force of the fibers 600 attached to the roll-type film base 500, And a film base guide plate 700 may be further provided as a component for preventing the film base 500 from being damaged or moved by gas flow. The film base guide plate 700 is arranged to face the gas injection nozzle 400 with the film base 500 interposed therebetween and has a structure in which one surface of the film base 500 is arranged so as to maintain a minimum gap or to be in close contact with the film base 500 The movement of the film base 500 due to the gas injected from the gas injection nozzle 400 can be prevented. The film base guide plate 700 may have a chamfered or streamlined curved structure at both ends to minimize the damage caused when the film base 500 of the roll film type is in the form of a thin film.

이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치(1)는 전기 방사 노즐(100)로부터 토출된 섬유(600)가 정전기력에 의해 접지판(310) 또는 가스 분사 노즐(100)로 유도되는 과정에서, 가스 분사 노즐(400)로부터 분사되어 정전기력 방향과 직각 방향으로 작용하는 가스의 유동력을 받게 되므로, 이러한 가스 유동에 의해 섬유(600)가 전단 응력을 받게 되어 더욱 얇아지게 되며, 이에 따라 더욱 미세한 직경을 갖게 된다. According to such a structure, the apparatus 1 for manufacturing a nano-textured film according to an embodiment of the present invention is configured such that the fibers 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 are electrostatically attracted to the ground plate 310 or the gas injection nozzle 100, The gas 600 injected from the gas injection nozzle 400 receives the flow force of the gas acting in the direction perpendicular to the direction of the electrostatic force so that the fiber 600 receives shear stress and becomes thinner , Resulting in a finer diameter.

이때, 섬유(600)에는 전술한 바와 같이 가스의 유동력이 정전기력보다 더 크게 작용하므로, 섬유(600)는 정전기력에 의해 유도되는 과정에서 가스의 유동력에 의해 가스의 유동 방향을 따라 흘러가게 된다. 따라서, 섬유(600)를 수집하는 롤 타입의 필름 베이스(500)는 종래 기술과 달리 가스 분사 노즐(400)로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 가스 분사 노즐(400)과 대향되는 위치에 배치되어 섬유를 수집하도록 이송 배치된다. 필름 베이스(500)의 이송 속도는 제어부(20)를 통하여 구동되는 롤투롤 모듈(170)에 의하여 조정되는데, 빠른 이송 속도의 경우 섬유(600)의 수집 밀도가 낮을 수도 있고, 느린 경우 섬유의 수집 밀도가 증가되어 두께가 조정될 수도 있는 등 다양한 조정이 가능하다. At this time, since the fluid force of the gas acts on the fiber 600 more than the electrostatic force as described above, the fiber 600 flows along the flow direction of the gas by the flow force of the gas in the process of being induced by the electrostatic force . The roll type film base 500 for collecting the fibers 600 is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle 400 along the flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle 400 unlike the prior art And is transported to collect the fibers. The conveying speed of the film base 500 is adjusted by the roll-to-roll module 170 driven through the control unit 20. The collection density of the fibers 600 may be low at a high conveying speed, The density may be increased and the thickness may be adjusted, and various adjustments are possible.

이와 같이 구성된 나노텍스처 필름 제조 장치는 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유(600)에 대해 가스의 유동에 의한 전단 응력이 작용하여 더욱 미세한 직경, 예를 들면 100nm 이하 직경의 섬유를 균질하게 얻을 수 있다.The apparatus for fabricating a nano-textured film having such a structure is characterized in that a shear stress due to the flow of gas acts on the fibers 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 to obtain fibers having a finer diameter, for example, a diameter of 100 nm or less, .

전기 방사 노즐(100)과 가스 분사 노즐(400)의 위치에 따라 수집되는 섬유(600)의 상태가 달라질 수 있는데, 전기 방사 노즐(100)과 가스 분사 노즐(400)은 가스 분사 노즐(400)로부터 분사되는 가스의 유동 흐름을 전기 방사 노즐(100)이 방해하는 저항 요소로 작용하지 않도록 상호 배치되는 것이 바람직하다. 이를 위해 전기 방사 노즐(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 가스 분사 노즐(400)로부터 분사되는 가스의 유동층(410)으로부터 직각 방향으로 일정 거리만큼 이격 조정 배치되어 최적화된 전기 방사 구조를 취할 수도 있다.
The state of the fiber 600 collected depending on the positions of the electrospinning nozzle 100 and the gas injection nozzle 400 may be different from that of the gas injection nozzle 400. The electrospinning nozzle 100, So that the flow of the gas ejected from the electrospinning nozzle 100 does not act as a resistance element that interferes with the electrospinning nozzle 100. To this end, the electrospinning nozzle 100 may be arranged to be spaced apart by a certain distance in a direction perpendicular to the fluidized bed 410 of the gas injected from the gas injection nozzle 400 as shown in FIG. 1 to take an optimized electrospinning structure have.

한편, 상기 실시예에서 전기 방사 노즐 및 가스 분사 노즐을 구비하는 전기 방사 모듈은 필름 베이스(500)의 일면 측에만 단수 개가 배치되는 구조를 설명하였으나, 이는 일예로서 필름 베이스(500)를 중심으로 양측에 쌍을 이루며 배치되는 구조를 취할 수도 있고, 양측에 각각 배치되되 섬유의 수집 위치가 상이한 위치를 점하도록 이격 배치되는 구성을 취할 수도 있는 등 공정의 환경 내지 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다.
In the above embodiment, the electrospinning module including the electrospinning nozzle and the gas injection nozzle has a structure in which a single number is disposed on only one side of the film base 500. However, Or may be arranged on both sides of the fiber bundle, but may be arranged so as to be spaced apart from each other so as to point at different positions of collection positions of the fibers.

한편, 본 발명에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 전기 방사 모듈은 상기 실시예에서 단일의 전기 방사 노즐이 배치되는 구조를 도시하였으나, 전기 방사 노즐이 복수 개가 배치되는 구조를 형성할 수 있다. In the meantime, the electrospinning module of the apparatus for manufacturing a nano-textured film according to the present invention has a structure in which a single electrospinning nozzle is disposed in the above embodiment, but a structure in which a plurality of electrospinning nozzles are arranged can be formed.

도 5에 도시된 바와 같이 나노텍스처 필름 제조 장치의 전기 방사 모듈의 가스 분사 노즐(400b)의 단부 주위에는 접지 전원(300b)의 복수 개의 노즐 접지부(301b, 303b, 305b)가 배치된다. 본 실시예에서 전기 방사 노즐(100d;101b,103b,105b)도 복수 개가 구비된다. 각각의 노즐 접지부(301b,303b,305b)는 노즐 토출구(401)를 사이에 두고 각각의 전기 방사 노즐(100d)과 대향하여 배치되는데, 대향 배치되는 각각의 노즐 접지부와 전기 방사 노즐은 쌍, 즉 짝을 이룬다. 즉, 각각의 노즐 접지부는 접지 전원 상태가 단속 가능한 상태를 형성하는데, 짝을 이룬 전기 방사 노즐에서 폴리머 방사액이 토출되는 경우 대향 배치되는 노즐 접지부에 통전이 이루어져 접지 상태를 형성하게 되어 각각의 전기 방사 노즐에서 토출되는 폴리머 방사액은 대향 배치되는 노즐 접지부 측을 향하여 유동하고, 이 과정에서 가스 분사 노즐의 노즐 토출구의 범위를 거치게 되어 방사되는 폴리머 방사액은 가스 유동의 중심부 측 유동력을 받아 필름 베이스(500, 도 1 및 도 6 참조)로 수집된다. 유동력에 의한 필름 베이스의 이동 내지 손상을 방지하기 위하여 앞서 기술한 바와 같은 필름 베이스 가이드 플레이트(700)가 필름 베이스(500)의 이면 측에 배치될 수 있다. 이와 같이 짝을 이루는 전기 방사 노즐 및 노즐 접지부는 택일적으로 가동되도록 함으로써 순차적인 내지는 순서에 의한 택일적 작동을 이루어 전기 방사 노즐에서의 멀티젯 형성을 방지하여 원활한 폴리머 방사액 분출을 가능하게 할 수 있다. As shown in FIG. 5, a plurality of nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b of the ground power source 300b are disposed around the end portion of the gas injection nozzle 400b of the electrospinning module of the apparatus for manufacturing a nano-textured film. In this embodiment, a plurality of electrospinning nozzles 100d (101b, 103b, 105b) are also provided. Each of the nozzle grounding portions 301b, 303b, and 305b is disposed so as to face each of the electrospinning nozzles 100d with the nozzle ejection opening 401 therebetween. , That is, a pair. That is, each of the nozzle ground portions forms a state in which the ground power source state can be interrupted. When the polymer spinning liquid is discharged from the paired electrospinning nozzles, energization is performed to the opposed nozzle ground portions to form a ground state, The polymer spinning liquid discharged from the electrospinning nozzle flows toward the opposed nozzle grounding part side. During this process, the polymer spinning liquid which is radiated through the range of the nozzle ejection port of the gas ejection nozzle emits the fluid force toward the center of the gas flow And collected in a film base 500 (see FIGS. 1 and 6). The film base guide plate 700 as described above may be disposed on the back side of the film base 500 to prevent movement or damage of the film base by the fluid force. This pairing of the electrospinning nozzle and the nozzle grounding portion can be alternatively operated to perform alternate operations in sequence or in order to prevent multi-jet formation in the electrospinning nozzle, have.

여기서, 전기 방사 노즐은 방사 노즐 지지부(120)에 의하여 지지될 수 있다. 방사 노즐 지지부(120)는 지지부 프레임(121)과 지지부 레그(123)를 포함한다. 지지부 레그(123)는 복수 개가 구비되고, 일단은 가스 분사 노즐(400b)와 접하여 지지되고, 타단은 지지부 프레임(121)과 접한다. 지지부 프레임(121)은 링 타입으로 구현되는데, 지지부 프레임(121)의 외측에는 전기 방사 노즐(100b)이 배치된다. 각각의 전기 방사 노즐(100b;101b,103b,105b)는 방사 노즐 배선(201,203,205)을 통하여 전압부(200b)와 연결되어 소정의 전압 공급 상태를 형성할 수 있다. 전압부(200b)는 제어부(20)의 전압 제어 신호에 따라 인가 여부가 제어될 수 있다.Here, the electrospinning nozzle may be supported by the spinneret support 120. The spinneret support 120 includes a support frame 121 and support legs 123. A plurality of support legs 123 are provided, one end of which is in contact with the gas injection nozzle 400b, and the other end of which is in contact with the support frame 121. The support frame 121 is implemented as a ring type, and an electrospinning nozzle 100b is disposed outside the support frame 121. [ Each of the electrospinning nozzles 100b, 101b, 103b, and 105b may be connected to the voltage portion 200b through the spinning nozzle wires 201, 203, and 205 to form a predetermined voltage supply state. The voltage unit 200b may be controlled according to the voltage control signal of the controller 20. [

또한, 가스 분사 노즐(400b)의 외주에는 노즐 접지부(301b,303b,305b)가 복수 개가 가스 분산 노즐(400b)의 노즐 토출구(401)를 중심으로 등간격으로 등거리만큼 이격되어 등거리 등각 배치되는 구조를 취한다. 또한, 노즐 접지부(301b,303b,305b)는 접지 배선(30;31,33,35)와 연결되고, 각각의 접지 배선(31,33,35)은 도 6에 도시되는 접지 전원 차단부(50)와 연결되어 제어부(20)의 제어 신호에 따라 단속 제어가 이루어져 접지 상태 변화가 이루어질 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 제어부(20) 및 저장부(30)를 포함할 수 있는데, 제어부(20)는 전압부(200b), 전기 방사 노즐에 폴리머 방사액을 공급하는 폴리머 방사액 공급부(110b;111,113,115), 가스 분사 노즐(400b) 및 접지 전원 차단부(50)와 연결되어 소정의 제어 신호를 인가하여 방사 상태를 및 가스 유동 상태를 조정하여 필름 베이스(500)로의 원활한 섬유 수집 상태 및 섬유재 형성을 가능하게 할 수 있다. 또한, 저장부(30)는 제어부(20)와 연결되어 폴리머 방사액의 방사량, 가스 유동 압력/속도 및 접지 전원 차단부의 단속 순서 등의 사전 설정 데이터를 포함하여 작동 모드에 따른 데이터를 제어부(20)에 전달하여 소정의 원활한 동작을 가능하게 할 수 있다. A plurality of nozzle grounding portions 301b, 303b and 305b are equidistantly spaced equidistantly from each other around the nozzle ejection opening 401 of the gas dispersion nozzle 400b at equal intervals on the outer periphery of the gas injection nozzle 400b Structure. The nozzle grounding portions 301b, 303b and 305b are connected to the grounding wirings 30, 31, 33 and 35, and the grounding wirings 31, 33 and 35 are connected to the grounding power cut- 50 to control the intermittent operation in accordance with the control signal of the controller 20 so that the ground state can be changed. 1, the apparatus for manufacturing a nano-textured film of the present invention may include a control unit 20 and a storage unit 30. The control unit 20 includes a voltage unit 200b, And the grounding power cut-off unit 50, and a predetermined control signal is applied to adjust the spinning state and the gas flow state of the film to supply the film to the film spinning nozzles 400b, It is possible to enable the smooth fiber collection state to the base 500 and the fiber reformation. The storage unit 30 is connected to the control unit 20 and stores data according to the operation mode, including prescription data such as the radiation amount of the polymer spinning solution, the gas flow pressure / speed, So that a predetermined smooth operation can be performed.

또한, 본 실시예에 따른 가스 분사 노즐(400b)에도 앞선 실시예에서와 마찬가지로 프리 히터(800)가 더 구비될 수 있다. 프리 히터(800)는 노즐 토출구(401)의 외측에서 노즐 토출구(401)를 둘러싸는 구조를 취한다. 본 실시예에서의 프리 히터(800)는 가스 분사 노즐(400)의 내부에 개재되는 구성을 취하였으나, 프리 히터의 외주면을 권취하는 구성을 취할 수도 있고, 프리 히터의 내부에 배치되어 토출 가스와 직접 열교환을 이루는 방식을 취할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다. Also, the gas injection nozzle 400b according to the present embodiment may further include the preheater 800 as in the previous embodiment. The preheater 800 has a structure that surrounds the nozzle discharge port 401 from the outside of the nozzle discharge port 401. Although the preheater 800 in this embodiment is configured to be interposed inside the gas injection nozzle 400, the preheater 800 may be configured to take up the outer circumferential surface of the preheater, It is possible to adopt a method of direct heat exchange, and so on.

상기와 같은 구성 등으로부터 전기 방사 모듈에서 초음속 가스 유동장 내 전기 방사를 통하여 필름 베이스(500) 상에 섬유(600)가 수집된 후, 해당 영역의 필름 베이스(500)는 전기 도금 모듈(11)로 이송된다. 본 발명은 필름 베이스가 시트 타입의 필름 베이스로 형성되는 경우 시트 타입의 필름 베이스를 장착하여 전기 도금 모듈 내 도금액에 침지시키기 위한 별도의 홀더 내지 가이드(미도시)에 시트 타입 필름 베이스를 안착시키고 전기 도금 모듈로 진입시키는 방식을 취할 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 롤투롤 모듈(170)을 통한 연속적 공정 진행 방식을 이루므로, 표면에 섬유(600)가 수집된 필름 베이스(500)는 롤투롤 모듈(170)의 롤투롤 도금 롤러(1751)를 통하여 전기 도금 모듈(11)로 진입 안내된다. 롤투롤 도금 롤러(1751)는 단순한 가이드 피동 롤러일 수도 있고, 별도의 구동부가 더 구비되어 구동 롤러로 구현될 수도 있다. After the fibers 600 are collected on the film base 500 through electrospinning in the supersonic gas flow field from the electrospinning module as described above, the film base 500 of the region is transferred to the electroplating module 11 Lt; / RTI > The present invention relates to a method for mounting a sheet type film base in a separate holder or guide (not shown) for immersing a film type base of a sheet type in a plating solution in an electroplating module when the film base is formed of a sheet type film base, The plating module may be introduced. The film base 500 on which the fibers 600 are collected on the surface is transferred to the roll-to-roll plating roller 1751 of the roll-to-roll module 170, To the electroplating module 11. The electroplating module 11, The roll-to-roll plating roller 1751 may be a simple guide driven roller, or may be further provided with a separate driving unit and implemented with a driving roller.

전기 도금 모듈(11)은 전기 도금 모듈 수조(11a)와, 전기 도금 애노드(11c)와, 전기 도금 전원부(11b)를 포함한다. 전기 도금 모듈 수조(11a)는 섬유(600)가 수집된 필름 베이스(500)가 침지 가능한 도금액(11e)을 수용하고, 전기 도금 애노드(11c)는 전기 도금 모듈 수조 내 도금액(11e)에 침지되어 배치되고 사전 설정된 도금 금속으로 형성되며, 전기 도금 전원부(11b)는 섬유(600)가 수집된 필름 베이스(500)와 전기 도금 애노드(11c)로 전압을 인가한다. 도금액(11e)은 전해질 용액으로서 전기 도금하고자 하는 금속이 포함되는데, 전기 도금 애노드(11c)의 사전 설정된 도금 금속에 따라 결정된다. 예를 들어 전기 도금 애노드가 구리로 형성되는 경우, 도금액은 Cu 도금액을 포함할 수 있는데, 소정의 전기 도금을 이루는 범위에서 다양한 선택이 가능하다.The electroplating module 11 includes an electroplating module water tank 11a, an electroplating anode 11c, and an electroplating power supply unit 11b. The electroplating module water tank 11a receives the plating liquid 11e capable of immersing the film base 500 on which the fibers 600 are collected and the electroplating anode 11c is immersed in the plating liquid 11e in the electroplating module water tank And the electroplating power source unit 11b applies a voltage to the film base 500 from which the fibers 600 are collected and the electroplating anode 11c. The plating solution 11e contains a metal to be electroplated as an electrolyte solution, which is determined according to a predetermined plating metal of the electroplating anode 11c. For example, in the case where the electroplating anode is formed of copper, the plating liquid may include a Cu plating liquid, and various choices can be made within a range of predetermined electroplating.

롤투롤 모듈(170)은 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)를 구비하는데, 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)는 섬유가 수집된 필름 베이스(500)와 접촉하여 필름 베이스의 이동을 안내한다. 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)는 접지되어 전기 도금 애노드(11c)와의 사이에 전위차가 발생된다. 또한, 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)는 위치 이동 가능한 구조를 취하는데, 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)는 전기 도금 모듈(11) 내에서 예를 들어 수직 방향으로 위치 이동 가능함으로써, 전기 도금 모듈(11) 내에서 필름 베이스(500)의 이동 경로를 변화시켜 궁극적으로 전기 도금 모듈(11) 내 도금액(11e) 내 침지 시간을 변화시킬 수도 있다. 이와 같은 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)의 위치 이동은 운영자에 의하여 직접 이루어질 수도 있으나, 별도의 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러 구동부를 더 구비할 수도 있다. 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러 구동부는 제어부의 제어 신호에 따라 가동되는 모터와, 랙-피니언 동력 전달부를 구비함으로써 구성 가능하다. 경우에 따라 랙과 피니언 사이에는 기어비를 변화시키는 별도의 기어가 더 배치될 수도 있다. 모터의 회전축에는 피니언이 장착되고 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)의 일측에는 랙이 연결되어 제어부의 제어 신호에 따라 가동되는 피니언과 이와 치합되는 랙의 연동 구조를 통하여 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)가 수직 위치 변화될 수도 있다. The roll-to-roll module 170 includes a roll-to-roll electroplating guide roller 1752 that contacts the film base 500 from which the fibers were collected to guide the movement of the film base. The roll-to-roll electroplating guide roller 1752 is grounded to generate a potential difference with the electroplating anode 11c. Further, the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 has a position-shiftable structure in which the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 is positionally movable in the electroplating module 11, for example, in the vertical direction, The immersion time in the plating solution 11e in the electroplating module 11 may ultimately be changed by changing the moving path of the film base 500 in the plating module 11. [ The positional movement of the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 may be performed directly by the operator, but may further include a separate roll-to-roll electroplating guide roller driving unit. The roll-to-roll electroplating guide roller drive unit can be configured by providing a motor and a rack-and-pinion power transmission unit that are operated in accordance with the control signal of the control unit. In some cases, additional gears may be disposed between the rack and the pinion to change the gear ratio. A pinion is mounted on the rotating shaft of the motor, and a rack is connected to one side of the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 to rotate the roll-to-roll electroplating guide rollers 1752 through the interlocked structure of the pinion, 1752 may be vertically shifted.

도금액에 침지된 섬유(600) 수집 필름 베이스(500)의 섬유(600)의 표면에는 전기 도금 애노드를 이루는 금속이 표면적을 확장하는 방식, 즉 단순하게 섬유의 외면을 일층의 두께로 균일하게 코팅하는 것이 아닌 나뭇가지가 뻗어 나가듯이 금속으로 도금 코팅된 표면에서 외면을 향하여 계속적인 연속 성장 구조를 이루여 필름 베이스 상의 금속 도금 코팅된 섬유의 표면적이 극대화될 수 있다. The surface of the fibers 600 of the collection fiber base 500 immersed in the plating solution is coated on the surface of the fiber 600 in such a manner that the metal forming the electroplating anode expands the surface area, The surface of the metal-plated coated fiber on the film base can be maximized by forming a continuous continuous growth structure from the surface of the metal-plated coating toward the outer surface.

전기 도금 모듈에서의 공정은 예를 들어, 사전 설정 전기 도금 금속이 구리(Cu)로 형성된 전기 도금 애노드(11c)가 구비되는 경우, 도금액(11e)도 구리(Cu) 성분을 포함하는 전해질 용액으로 형성된다. 도 7 내지 도 10에는 구리, 은, 니켈, 금을 이용하여 전기 도금된 나노 단위의 전기 방사 섬유에 대한 SEM 사진으로 각각 (a) 내지 (d)로 지시되는 도면 부호로 확대율 변화에 따른 사진이 도시된다. The process in the electroplating module can be carried out, for example, when the electroplating anode 11c in which the predetermined electroplating metal is formed of copper (Cu) is provided, and the plating liquid 11e is also an electrolyte solution containing a copper (Cu) . 7 to 10 are SEM photographs of electro-plated nano-units of electrospun fibers using copper, silver, nickel, and gold, respectively. The photographs are shown in Figs. 7 to 10, Respectively.

본 실시예에서는 구리도금 시, 100mA/cm2의 전류밀도로 3분간 전기도금을 하는데, 도금액으로는 황산구리용액을 사용하였다. 전기 도금 애노드가 은(Ag)로 형성되는 경우, 100-150mA/cm2의 전류밀도로 5분간 전기도금을 하였고, 니켈 도금 시, 50mA/cm2의 전류밀도로 5분간 전기도금을 하였고, 금 도금 시, 50mA/cm2의 전류밀도로 10분간 전기도금을 하였다. 전기도금 모듈에서의 체류 시간 내지 도금액 내에서의 침지 시간은 필름 베이스에서의 섬유 수집 밀도 내지 필름 베이스의 면적 및 사전 설정 용액을 포함하는 도금액의 종류에 따라 다양한 설계 사양에 맞추어 조정될 수 있다.
In this embodiment, electroplating is carried out for 3 minutes at a current density of 100 mA / cm < 2 > at the time of copper plating, and a copper sulfate solution is used as a plating solution. When the electroplating anode is formed of silver (Ag), it was the electric plating 5 minutes at a current density of 100-150mA / cm 2, was electroplated for 5 minutes to the current density of the nickel plating when, 50mA / cm 2, cracked When plating, electroplating was performed for 10 minutes at a current density of 50 mA / cm 2 . The residence time in the electroplating module or the immersion time in the plating solution can be adjusted to various design specifications depending on the fiber collection density in the film base or the area of the film base and the kind of plating solution containing the preset solution.

전기 도금 모듈 내에서의 공정이 완료된 후, 제어부(20)는 롤투롤 모듈(170)을 구동시켜 전기 방사 및 전기 도금이 완료된 필름 베이스(500)를 결합 강화 모듈 및/또는 후처리 모듈로 진입시켜 소정의 후속 공정을 선택적으로 실시할 수도 있다. After the process in the electroplating module is completed, the controller 20 drives the roll-to-roll module 170 to enter the film base 500, which has been subjected to the electrospinning and electroplating, to the bonding strengthening module and / or the post- A predetermined subsequent process may be selectively performed.

결합 강화 모듈(13)은 필름 베이스(500)에 부착된 섬유(600)에 전기 도금 애노드(11c)를 이루는 금속에 의하여 도금 코팅 상태에서 금속 코팅막이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 결합 강화 모듈(13)은 필름 베이스(500)의 진행 방향으로 전기 도금 모듈(11)의 후위에 배치되고 필름 베이스(500)가 침지 가능한 사전 설정 결합 강화 용액을 수용하는 결합 강화 모듈 수조(13c)를 포함한다. 결합 강화 모듈 수조(13c)에는 결합 강화 용액(13e)가 배치된다. 결합 강화 용액(13e)은 본 실시예에서 10%의 포름알데히드 용액으로 선택되었으나, 나노 단위의 섬유(600)와 도금 금속 간의 결합력을 강화시키기 위한 환원제의 기능을 수행하는 범위에서 다양한 재료가 선택될 수 있다. The bonding strengthening module 13 can prevent the metal coating film from being peeled off in the coated state by the metal forming the electroplating anode 11c on the fiber 600 attached to the film base 500. [ That is, the bonding strengthening module 13 includes a bonding reinforcing module water tank (not shown) disposed behind the electroplating module 11 in the traveling direction of the film base 500 and containing the pre-set bonding strengthening solution capable of immersing the film base 500 13c. And the bonding strengthening solution 13e is disposed in the bonding strengthening module water tank 13c. Although the bonding enhancing solution 13e is selected as a 10% formaldehyde solution in the present embodiment, various materials are selected within the range of performing the function of a reducing agent for enhancing the bonding force between the nano unit fiber 600 and the plating metal .

결합 강화 모듈(13)에는 롤투롤 모듈(170)의 롤투롤 강화 롤러(1753)이 장착되어 결합 강화 모듈(13)로 진입하는 필름 베이스를 안내한다. 롤투롤 강화 롤러(1753)은 앞서 롤투롤 도금 롤러(1751)와 마찬가지로 단순한 피동 가이드 롤러일 수도 있고 별도의 구동부를 구비하는 구동 롤러로 구현될 수 있다.The roll-to-roll reinforcing roller 1753 of the roll-to-roll module 170 is mounted on the coupling strengthening module 13 to guide the film base into the coupling strengthening module 13. The roll-to-roll enhancing roller 1753 may be a simple driven guide roller as well as the roll-to-roll plating roller 1751, and may be implemented as a driving roller having a separate driving portion.

결합 강화 모듈(13)의 내부에는 롤투롤 모듈(170)의 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)가 구비되는데, 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)는 제어부(20)의 제어 신호에 따라 소정의 위치 변동 가능하여 필름 베이스의 결합 강화 모듈 내에서의 이송 경로를 변화시킴으로써 결합 강화 용액 내 침지 시간 등 공정 시간 내지 속도를 조절할 수도 있다. 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)의 구동은 앞서 기술된 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러에서와 마찬가지로 별도의 구동부 및 랙-피니언 등의 동력 전달 요소를 통하여 위치 가동될 수 있으며 이의 구성은 앞선 기술로 ㅅ대체한다. The roll-to-roll coupling reinforced guide roller 1754 of the roll-to-roll module 170 is provided inside the coupling and strengthening module 13, It is possible to adjust the process time or speed such as the immersion time in the bonding strengthening solution by changing the transport path in the bonding strengthening module of the film base. The driving of the roll-to-roll coupling reinforcing guide roller 1754 can be moved through a power transmitting element such as a separate driving part and a rack-pinion as in the roll-to-roll electroplating guide roller described above, Replace.

또 한편, 필름 베이스(500)는 전기 도금 모듈 및/또는 결합 강화 모듈이 완료된 후 후처리 모듈(15)로 진입될 수 있다. 후처리 모듈(15)은 필름 베이스(500)의 진행 방향으로 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 필름 베이스(500)가 침지 가능한 세정액(15e)을 수용하는 세정 모듈 수조(15c)를 포함한다. 제어부(20)의 이송 제어 신호에 따라 롤투롤 모듈(170)이 가동되어 결합 강화 모듈(13)을 거친 필름 베이스(500)는 롤투롤 후처리 롤러(1755)을 통하여 후처리 모듈(15)로 진입하고 세정 시간 등은 앞선 실시예에서와 같이 롤투롤 후처리 가이드 롤러(1756)의 위치 상태 등을 통하여 조정할 수 있다. 물론, 앞선 실시예들에서 전기 방사, 전기 도금, 결합 강화 및 후처리 등의 각각의 공정의 시간은 롤투롤 모듈을 통한 피딩 속도를 조정하여 이루어질 수도 있음은 명백하다. On the other hand, the film base 500 may enter the aftertreatment module 15 after the electroplating module and / or the bonding strengthening module is completed. The post-processing module 15 includes a cleaning module water tank 15c disposed behind the electroplating module in the direction of travel of the film base 500 and receiving the cleaning liquid 15e in which the film base 500 is immersible. The roll-to-roll module 170 is operated in accordance with the feed control signal of the control unit 20 and the film base 500 having passed through the bonding strengthening module 13 is fed to the post-processing module 15 through the roll- And the cleaning time can be adjusted through the positional state of the roll guide rollers 1756 and the like as in the previous embodiment. Of course, it is obvious that the time of each process such as electrospinning, electroplating, bonding strengthening and post-treatment in the foregoing embodiments may be made by adjusting the feeding speed through the roll-to-roll module.

또한, 후처리 모듈(15)은 필름 베이스(500)의 표면을 건초 및 경화시키는 큐어러(15f)가 더 구비될 수도 있다. 큐어러(15f)는 소정의 히터 등으로 구현되는데, 후처리 공정 중 세정 공정을 거친 전기 도금된 섬유가 수집된 필름 베이스에서의 세정액을 증발시켜 소정의 건조 기능을 수행할 수도 있고, 전기 도금 및 결합 강화 등의 공정을 통하여 섬유가 배치된 필름 베이스를 소정의 온도로 열 공급하여 큐어링 과정을 거쳐 안정적인 경화 상태를 형성할 수도 있다. In addition, the post-processing module 15 may further include a curaer 15f for causing the surface of the film base 500 to be hay and cured. The curing agent 15f is realized by a predetermined heater or the like. The curing agent in the film base on which the electroplated fibers having undergone the cleaning process in the post-treatment process is evaporated to perform a predetermined drying function, The fiber base on which the fibers are disposed may be thermally supplied at a predetermined temperature through a process such as bonding strengthening to form a stable cured state through a curing process.

도 11에는 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치의 공정에서 얻어진 필름 베이스 상의 섬유의 상태가 도시된다. (a)는 실온에서의 초음속 가스 유동 내 전기 방사시 얻어진 섬유의 크기별 확대 사진을, (b)는 600도로 프리 히팅된 초음속 가스 유동 내에서 전기 방사시 얻어진 섬유의 크기별 확대 사진을, (c)는 프리 히팅된 초음속 가스 유동 내에서 전기 방사후 구리로 전기 도금된 경우의 확대 사진을 나타낸다. 프리 히터를 이용한 예열된 가스 유동을 이용함으로써 (a)보다는 (b) 및 (c)에서의 섬유의 평균 지름이 감소되어 더욱 미세한 섬유 획득이 가능하였다. 또한, (c)의 경우 전기 도금을 통하여 (b)보다는 지름의 증가가 있었으나, 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 표면적의 극대화를 통하여 열전달 면적을 극대화시킴으로써 사용처에 따른 다양한 열전달 내지 방열 성능을 이룰 수 있다.
Fig. 11 shows the state of the fibers on the film base obtained in the process of the apparatus for producing nanofitration of the present invention. (b) is an enlarged photograph of the size of the fiber obtained by electrospinning in a supersonic gas flow preheated at 600 degrees, (c) an enlarged photograph of the size of the fiber obtained by electrospinning in a supersonic gas flow at room temperature, Shows an enlarged view of a case where electroplating with copper is carried out in a preheated supersonic gas flow after electrospinning. By using the preheated gas flow with the preheater, the average diameter of the fibers in (b) and (c) was reduced, rather than (a), to obtain finer fibers. In the case of (c), the diameter was increased by electroplating rather than (b). However, as shown in FIGS. 7 to 10, by maximizing the surface area, the heat transfer area was maximized, Can be achieved.

본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치를 통하여 얻어진 필름 베이스는 방열 내지 열전달 등과 같이 열방출, 열전달, 열수용 등의 필요로 하는 분야에 전자 제품, 기계 장치 등 다양한 분야에 사용될 수 있다.
The film base obtained through the apparatus for producing a nano-textured film of the present invention can be used in various fields such as electronic products, machinery, and the like in fields where heat emission, heat transfer, heat reception, etc.,

본 발명은 상기 실시예에 국한되지 않고, 초음속 유동을 이용한 전기 방사 및 전기 도금을 통한 나노 텍스쳐화를 이루는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of nanotexturing through electrospinning and electroplating using supersonic flow. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (18)

폴리머 방사액이 고전압을 통해 섬유화되어 필름 베이스로 토출시키는 전기 방사 노즐을 구비하는 전기 방사 모듈과,
상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유가 수집된 상기 필름 베이스를 사전 설정된 금속으로 전기 도금시키는 전기 도금 모듈을 구비하는 나노텍스처 필름 제조 장치.An electrospinning module having an electrospinning nozzle for causing the polymer spinning liquid to be fiberized through a high voltage to be ejected into a film base;
And an electroplating module for electroplating the film base from which the fibers discharged from the electrospinning nozzle are collected with a predetermined metal. 제 1항에 있어서,
상기 전기 방사 모듈은:
상기 전기 방사 노즐에 고전압을 인가하는 고전압 발생기;
상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 유도되도록 상기 전기 방사 노즐과의 사이 공간에 전기장을 형성하는 접지 전원;
일측 방향으로 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하고, 상기 필름 베이스는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 상기 가스 분사 노즐과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의해 상기 필름 베이스에 수집되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The method according to claim 1,
The electrospinning module comprising:
A high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle;
A grounding power source that forms an electric field in a space between itself and the electrospinning nozzle so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle are guided by an electrostatic force;
And a gas injection nozzle for injecting a gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position facing the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, Wherein the fibers are collected in the film base by the flow of the gas injected from the gas injection nozzles. 제 2 항에 있어서,
상기 접지 전원은 별도의 접지판에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 접지판으로 유도되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the ground power source is connected to a separate ground plate, and the fibers discharged from the electrospinning nozzle are guided to the ground plate by an electrostatic force. 제 2 항에 있어서,
상기 접지 전원은 상기 가스 분사 노즐에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 가스 분사 노즐로 유도되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the ground power source is connected to the gas injection nozzle so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle are guided to the gas injection nozzle by an electrostatic force. 제 4항에 있어서,
상기 가스 분사 노즐의 외측에는 상기 접지 전원과 연결되는 노즐 접지부가 구비되고,
상기 접지 전원은 노즐 접지부에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 가스 분사 노즐로 유도되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.5. The method of claim 4,
A nozzle grounding part connected to the ground power source is provided outside the gas injection nozzle,
Wherein the ground power source is connected to a nozzle grounding part, and the fibers discharged from the electrospinning nozzle are guided to the gas spraying nozzle by an electrostatic force. 제 5항에 있어서,
상기 노즐 접지부는 복수 개가 구비되어 상기 가스 분사 노즐을 중심으로 동심 배치되고,
상기 노즐 접지부의 상기 접지 전원과의 연결은 단속 가능한 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of nozzle ground portions are concentrically arranged around the gas injection nozzle,
Wherein the connection of the nozzle grounding unit to the ground power source is interrupted. 제 5 항에 있어서,
상기 노즐 접지부는 복수 개가 구비되어 상기 가스 분사 노즐을 중심으로 동심 배치되고,
상기 전기 방사 노즐도 상기 노즐 접지부와 동수 개로 상기 가스 분사 노즐을 사이에 두고 대향하여 대응 배치되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of nozzle ground portions are concentrically arranged around the gas injection nozzle,
Wherein the electrospinning nozzles are correspondingly arranged so as to face each other with the gas injection nozzle interposed therebetween in the same number as the nozzle grounding portions. 제 7 항에 있어서,
상기 전기 방사 노즐은 상기 가스 분사 노즐을 사이에 두고 대향 대응 배치되는 상기 노즐 접지부와 쌍을 이루며 택일 가동되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the electrospinning nozzle is paired with the nozzle grounding part disposed opposite to each other with the gas injection nozzle interposed therebetween, and is selectively activated. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 분사 노즐은 초음속 유동 속도로 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.9. The method according to any one of claims 2 to 8,
Wherein the gas injection nozzle injects gas at a supersonic flow rate. 제 2항에 있어서,
상기 필름 베이스는 도전성 필름인 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the film base is a conductive film. 제 10항에 있어서,
상기 필름 베이스는 연속적 공정 가능한 롤 타입이고,
상기 필름 베이스를 이송시키는 롤투롤 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치. 11. The method of claim 10,
The film base is roll type capable of continuous process,
And a roll-to-roll module for transferring the film base. 제 11항에 있어서,
상기 필름 베이스를 사이에 두고 상기 가스 분사 노즐와 마주하여 배치되고,
상기 가스 분사 노즐에서 분사되는 가스에 의한 필름 베이스의 이동을 방지하기 위한 필름 베이스 가이드 플레이트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치. 12. The method of claim 11,
A gas injection nozzle disposed so as to face the gas injection nozzle with the film base interposed therebetween,
Further comprising a film base guide plate for preventing movement of the film base due to gas injected from the gas injection nozzle. 제 11항에 있어서,
상기 전기 도금 모듈은:
상기 필름 베이스가 침지 가능한 도금액을 수용하는 전기 도금 모듈 수조와,
상기 전기 도금 모듈 수조 내 도금액에 침지되어 배치되고 사전 설정 도금 금속으로 형성되는 전기 도금 애노드와,
상기 필름 베이스와 상기 전기 도금 애노드로 전압을 인가하는 전기 도금 전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.12. The method of claim 11,
The electroplating module comprises:
An electroplating module water tank for containing the plating liquid immersible in the film base,
An electroplating anode immersed in the plating solution in the electroplating module water tank and formed of a predetermined plating metal,
And an electroplating power source for applying a voltage to the film base and the electroplating anode. 제 13항에 있어서,
상기 롤투롤 모듈은:
접지되어 상기 필름 베이스와 접촉하여 상기 필름 베이스의 이동을 안내하고, 상기 필름 베이스가 상기 도금액에 침지 가능하게 위치 이동 가능한 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러를 구비하는 것을 특징으로 나노텍스처 필름 제조 장치.14. The method of claim 13,
The roll-to-roll module comprises:
And a roll-to-roll electroplating guide roller which is grounded to come in contact with the film base to guide the movement of the film base and the film base to be immovably movable in the plating liquid. 제 11항에 있어서,
상기 필름 베이스의 진행 방향으로 상기 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 상기 필름 베이스가 침지 가능한 사전 설정 결합 강화 용액을 수용하는 결합 강화 모듈 수조를 포함하는 결합 강화 모듈이 더 구비되고,
상기 롤투롤 모듈은:
상기 필름 페이스를 상기 결합 강화 모듈 수조 내 사전 설정 결합 강화 용액으로 침지 가능하게 하는 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.12. The method of claim 11,
Further comprising a coupling strengthening module including a coupling strengthening module water tank which is disposed behind the electroplating module in the direction of travel of the film base and accommodates the preset coupling strengthening solution in which the film base is immersible,
The roll-to-roll module comprises:
And a roll-to-roll bonded reinforced guide roller for immersing the film face in a pre-set bond enhancing solution in the bonding reinforcing module water tank. 제 11항에 있어서,
상기 필름 베이스의 진행 방향으로 상기 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 상기 필름 제이스가 침지 가능한 세정액을 수용하는 세정 모듈 수조를 포함하는 후처리 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.12. The method of claim 11,
Further comprising a post-processing module including a cleaning module water tank disposed behind the electroplating module in the direction of travel of the film base and containing the cleaning liquid capable of immersing the film jig. 제 16항에 있어서,
상기 후처리 모듈은 상기 필름 베이스의 표면을 건조 및 경화시키는 큐어러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.17. The method of claim 16,
Wherein the post-processing module further comprises a cureer for drying and curing the surface of the film base. 제 1항에 있어서,
상기 전기 방사 모듈은:
상기 전기 방사 노즐에 고전압을 인가하는 고전압 발생기;
상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 유도되도록 상기 전기 방사 노즐과의 사이 공간에 전기장을 형성하는 접지 전원;
일측 방향으로 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하고, 상기 필름 베이스는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 상기 가스 분사 노즐과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의해 상기 필름 베이스에 수집되고,
상기 가스 분사 노즐로부터 토출되는 가스의 온도를 높이기 위한 프리 히터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.

The method according to claim 1,
The electrospinning module comprising:
A high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle;
A grounding power source that forms an electric field in a space between itself and the electrospinning nozzle so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle are guided by an electrostatic force;
And a gas injection nozzle for injecting a gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position facing the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, The fibers are collected in the film base by the flow force of the gas jetted from the gas jetting nozzle,
Further comprising a preheater for increasing the temperature of the gas discharged from the gas injection nozzle.

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