KR20160052932A - 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치 - Google Patents

나노섬유 웹 제조용 전기방사장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160052932A
KR20160052932A KR1020140148392A KR20140148392A KR20160052932A KR 20160052932 A KR20160052932 A KR 20160052932A KR 1020140148392 A KR1020140148392 A KR 1020140148392A KR 20140148392 A KR20140148392 A KR 20140148392A KR 20160052932 A KR20160052932 A KR 20160052932A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
nozzles
spinning solution
longitudinal direction
electrospinning
Prior art date
Application number
KR1020140148392A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101635053B1 (ko
Inventor
박종철
Original Assignee
박종철
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박종철 filed Critical 박종철
Priority to KR1020140148392A priority Critical patent/KR101635053B1/ko
Priority to PCT/KR2015/007138 priority patent/WO2016068447A1/ko
Publication of KR20160052932A publication Critical patent/KR20160052932A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101635053B1 publication Critical patent/KR101635053B1/ko

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/16Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 전기방사장치의 유닛 내에 구비되는 기재의 길이방향에 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체를 배열설치하고, 각 노즐관체 또는 노즐을 제어하여 기재의 길이방향으로 전기방사되는 고분자 방사용액을 방사량을 조절함으로써 나노섬유 필터의 제조 시 절곡형성되는 주름부가 형성되는 위치와 동일한 기재의 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정부분에 나노섬유 웹의 평량을 상이하게 달리하여 적층형성시킬 수 있으며, 각 노즐관체 및 각 노즐을 개별 또는 동시에 제어함으로써 기재의 길이방향에 일정간격 이격되는 위치의 폭방향으로 평량이 상이한 나노섬유 웹을 연속적으로 개재되도록 적층형성시킬 수 있으며, 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치 모두에 적용가능하고, 기재의 동일 평면 상에 길이방향으로 일정간격 이격되는 위치의 폭방향으로 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절함으로써 기재의 특정영역 및 특정부분별로 각기 다른 평량을 갖는 나노섬유 웹을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 나노섬유 웹으로 필터 제조 시 필터의 부위별로 각기 다른 평량을 갖는 나노섬유 웹을 형성할 수 있으며, 이로 인해 현장에서 요구되는 다양한 평량의 나노섬유 웹 및 나노섬유 필터를 제조할 수 있고, 대량 생산이 가능한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

나노섬유 웹 제조용 전기방사장치 {Electrospinning devices of manufacture for nano fiber filter}
본 발명은 전기방사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기방사장치의 유닛 내에 구비되는 기재의 길이방향에 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체를 배열설치하고, 특정 노즐관체의 노즐을 제어하여 기재의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향에 연속적으로 전기방사되는 고분자 방사용액을 방사량을 조절함으로써 나노섬유 필터로 제조 시 나노섬유 필터에 절곡형성되는 주름부의 평량을 상이하게 조절할 수 있는 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 나노섬유(Nano Fiber)란, 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세사(超極細絲 : Micro Fiber)를 지칭하는 것으로서, 전기장에 의해 생산된다. 즉, 나노섬유는 원료인 고분자 물질에 고전압의 전기장을 걸어서 원료인 고분자 물질 내부에 전기적인 반발력을 발생시키고, 이로 인해 분자들이 뭉쳐 나노 크기의 실 형태로 갈라짐으로써 나노섬유가 제조 및 생산된다.
이때, 전기장이 강할수록 원료인 고분자 물질이 가늘게 찢어지기 때문에 10 내지 1000㎚의 가늘기를 갖는 나노섬유를 얻을 수 있다.
한편, 필터(Filter)는 유체 속의 이물질을 걸러내는 여과장치로서 액체필터와 에어필터로 분류된다.
상술한 바와 같은 필터 중 에어필터는 첨단산업의 발달과 함께 첨단제품의 불량방지를 위하여 공기 중의 먼지 등 미립자, 세균 및 곰팡이 등의 생물입자, 박테리아 등과 같은 생물학적으로 유해한 것을 제거하는 반도체 제조, 전산기기 조립, 병원, 식품가공공장, 농림수산 분야에 적용된다. 뿐만 아니라, 먼지가 대량 발생되는 작업장이나, 화력발전소 등에 광범위하게 필터가 사용된다.
한편, 화력발전소에서 사용되는 가스터빈은 외부로부터 정화된 공기를 흡입하여 압축한 뒤 압축된 공기를 연료와 함께 연소기 내로 분사하여 혼합하고, 혼합된 공기와 연료를 연소시켜 고온 및 고압의 연소가스를 얻은 다음, 터빈의 베인에 분사하여 회전력을 얻는 회전식 내연기관의 일종이다.
이러한 가스터빈은 매우 정밀한 부품으로 구성되어 있기 때문에 주기적인 정비를 실시하며, 이 때 압축기로 유입되는 대기 중의 공기를 정화하기 위한 전처리용 에어필터를 사용한다.
여기서, 상기 에어필터는 가스터빈으로 흡입되는 연소용 공기를 대기 중에서 취할 경우, 대기 중에 포함된 먼지, 분진 등의 이물질이 필터 여재 내로 침투하지 못하게 하여 정화된 공기를 공급할 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 에어필터의 경우, 이물질의 크기가 큰 입자는 필터 여재 표면에 쌓이게 되어 필터 여재 표면에 필터 케이크(Filter Cake)를 형성할 뿐만 아니라, 미세한 입자는 필터 여재 내에 쌓이게 되어 필터 여재의 기공을 막는다는 문제점이 있었다.
이로 인해, 입자들이 필터 여재의 표면에 쌓이게 될 경우, 필터의 압력손실을 높이고, 수명을 저하시킨다는 문제점이 있었다.
한편, 기존의 에어필터는 필터 여재를 구성하는 섬유집합체에 정전기를 부여하여 입자가 정전기력에 의해 필터 여재에 포집되는 원리를 이용하고 있으며, 정전기 효과에 의한 필터의 효율을 배제하기로 결정한 2012년 유럽의 에어필터 분류 표준인 EN779에 따라 정전기 효과를 배제하고 효율을 측정한 결과, 필터의 실제 효율이 20% 이상 저하되는 것으로 나타나는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 나노사이즈로 섬유를 제조하고, 제조된 나노섬유를 필터에 적용하는 등 다양한 방식의 필터 여재가 개발 및 사용되고 있다.
이렇게 나노섬유를 필터에 적용할 경우, 직경이 큰 기존의 필터 여재에 비하여 비표면적이 크고, 표면 작용기에 대한 유연성도 좋다. 또한, 나노금의 가공사이즈를 갖으므로써 미세한 먼지입자의 효율적인 여과가 가능하다.
여기서, 나노사이즈의 섬유를 이용하여 필터를 제조할 경우, 생산비용이 증대되는 문제점이 있으며, 이로 인해 나노사이즈의 섬유를 이용한 필터를 기존 제품과 동일한 낮은 단가로 생산보급이 어렵다는 문제점이 있으며, 필터의 제조 및 생산을 위한 조건 등을 조절하기가 쉽지 않으며, 이로 인해 필터의 대량 생산이 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 나노섬유를 방사하는 기술의 경우, 실험실 위주의 소규모 작업 라인으로 한정되어 있기 때문에 방사구간을 구획하여 유닛 개념으로 나노섬유를 방사하는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 종래의 전기방사장치는 외부에서 공급되는 기재 일면에 방사용액을 전기방사하여 나노섬유 웹을 적층형성하여 나노섬유를 제조한다. 즉, 종래의 전기방사장치는 상향식 또는 하향식 전기방사장치로 이루어져 전기방사장치 내로 공급되는 기재의 하부면 또는 상부면에만 방사용액을 전기방사하여 나노섬유 웹을 적층형성하여 나노섬유 웹을 제조한다.
상술한 바와 같이, 상기 전기방사장치가 상향식 전기방사장치 또는 하향식 전기방사장치로 이루어짐으로써 외부에서 공급되어 일정방향으로 이송되는 기재의 하부면 또는 상부면에 방사용액이 전기방사되어 나노섬유 웹이 적층형성되는 나노섬유 또는 나노섬유 필터를 제조할 수 있다.
이러한 상향식 또는 하향식 전기방사장치 중 하향식 전기방사장치는 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 고분자 방사용액이 충진되는 방사용액 주탱크(미도시)와 상기 방사용액 주탱크 내에 충진된 고분자 방사용액을 정량으로 공급하기 위한 계량 펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크 내의 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐이 다수개로 배열설치되는 노즐블록과 상기 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐에서 일정간격 이격격되게 설치되는 컬렉터 및 상기 컬렉터에 고전압을 발생시키는 전압 발생장치를 포함하는 적어도 하나 이상의 유닛으로 구성된다.
이러한 전기방사장치를 통한 나노섬유 웹의 제조방법은 방사용액 주탱크 내에 충진되는 고분자 방사용액이 계량 펌프를 통해 높은 전압이 부여되는 노즐블록으로 연속적으로 정량 공급되고, 노즐블록으로 공급되는 고분자 방사용액은 높은 전압이 걸려있는 컬렉터 상에 노즐을 통하여 전기방사장치 내에서 이송되는 기재 상에 방사 및 집속되어 나노섬유 웹이 적층형성된다.
상술한 바와 같은 전기방사장치를 통하여 고분자 방사용액을 전기방사하여 제조된 나노섬유 웹을 산업현장에서 사용되는 필터 소재로 적용할 경우, 필터 소재로 사용되는 전체 나노섬유 웹의 평량이 일정 및 균일해야만 표준규격을 만족하여 제품의 생산 및 판매가 가능하였는데, 실제 화력발전소의 가스터빈등에 사용되는 필터의 경우, 공기가 유입되는 방향, 공기의 유입부분 위치, 공기의 배기부분 방향 및 배기부분의 위치에 따라 필터 소재를 구성하는 나노섬유 웹의 평량이 일정할 필요가 없는 경우도 있으며, 오히려 공기여과가 활발한 필터 부분은 공기여과 효율을 높이기 위해 나노섬유 웹의 평량을 작게 조절하여야 하는 반면, 공기여과가 활발하지 않은 필터 부분은 공기유량이 많지 않으므로 나노섬유 웹의 평량을 크게 조절하여 공기여과 측면보다 내구성을 높이는 설계의 요구가 필요한 실정이다.
또한, 나노섬유 필터의 제조 시 나노섬유 필터에 주름부를 형성하여 필터의 여과면적을 확장시킴으로써 효율이 향상된 나노섬유 필터가 제안되었고, 이러한 나노섬유 필터의의 경우, 절곡형성되는 주름부의 평량과 다른 부분의 평량이 동일하게 형성되어 있으나, 주름부는 나노섬유 웹이 여러 겹으로 겹쳐지기 때문에 주름부의 평량이 다른 부분에 비해 평량이 지나치게 높으며, 이로 인해 필터의 효율을 고려하거나, 비용적인 측면을 고려할 경우, 동일한 나노섬유 필터 상에도 상이한 평량을 갖도록 제조된 필터 소재가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전기방사장치의 유닛 내에 구비되는 기재의 길이방향에 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체를 배열설치하고, 각 노즐관체 또는 노즐을 제어하여 기재의 길이방향으로 전기방사되는 고분자 방사용액을 방사량을 조절함으로써 나노섬유 필터의 제조 시 절곡형성되는 주름부가 형성되는 위치와 동일한 기재의 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정부분에 나노섬유 웹의 평량을 상이하게 달리하여 적층형성시킬 수 있는 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 각 노즐관체 및 각 노즐을 개별 또는 동시에 제어함으로써 기재의 길이방향에 일정간격 이격되는 위치의 폭방향으로 평량이 상이한 나노섬유 웹을 연속적으로 개재되도록 적층형성시킬 수 있으며, 상향식 전기방사장치 및 하향식 전기방사장치 모두에 적용가능하고, 기재의 동일 평면 상에 길이방향으로 일정간격 이격되는 위치의 폭방향으로 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절함으로써 기재의 특정영역 및 특정부분별로 각기 다른 평량을 갖는 나노섬유 웹을 연속적으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 나노섬유 웹으로 필터 제조 시 필터의 부위별로 각기 다른 평량을 갖는 나노섬유 웹을 형성할 수 있으며, 이로 인해 현장에서 요구되는 다양한 평량의 나노섬유 웹 및 나노섬유 필터를 제조할 수 있고, 대량 생산이 가능한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 나노섬유 웹을 제조하기 위한 전기방사장치에 있어서, 유닛 내에 설치되되, 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체가 기재의 길이방향으로 다수개 배열설치되는 노즐블록; 고분자 방사용액이 충진되되, 노즐블록의 노즐관체에 연결되어 고분자 방사용액을 공급하는 방사용액 주탱크; 각 노즐관체의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐에서 일정간격 이격되는 컬렉터; 컬렉터에 전압을 발생시키는 전압 발생장치; 및 기재를 이송시키기 위한 보조 이송장치; 를 포함하여 구성되고, 각 노즐관체는 방사용액 주탱크에 용액공급관으로 연결되고, 각 노즐은 노즐관체의 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되되, 노즐공급관에 방사량 조절수단이 구비되어 노즐로 공급된 후 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량이 조절 및 제어되어 기재 상에 고분자 방사용액의 전기방사 시 기재의 동일 평면상의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향에 평량이 상이한 나노섬유 웹을 개재되어 적층형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 노즐공급관에 구비되는 방사량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 노즐밸브로 이루어지되, 노즐밸브의 개, 폐에 의해 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되는 각 노즐 중 특정 노즐에서만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하여 전기방사하도록 이루어진다.
이때, 기재의 길이방향으로 배열설치되되, 고분자 방사용액이 공급되는 노즐관체 중 특정 노즐관체의 특정 노즐의 동작을 제어하여 특정 노즐에서 전기방사되어 기재의 길이방향 동일 평면상에 일정간격 이격되는 폭방향에 연속적으로 개재되는 상이한 평량의 나노섬유 웹의 방사영역 및 방사부분을 가변적으로 조절하도록 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 노즐블록의 길이방향에 다수개의 노즐관체를 배열설치하되, 각 노즐관체로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량 및 각 노즐에서 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절하여 나노섬유 필터의 제조 시 절곡형성되는 주름부가 형성되는 위치와 동일한 기재의 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정부분에 상이한 평량 또는 다양한 평량을 갖는 나노섬유 웹의 제조가 가능하고, 이로 인해 나노섬유 필터의 제조 시 필터의 부위별 부하율을 다양하게 형성할 수 있으며, 현장에서 요구되는 다양한 평량 및 두께의 나노섬유 웹 및 나노섬유 필터의 제조가 가능하고, 대량 생산이 가능하다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
또한, 나노섬유 필터의 제조 시 필터의 주름부의 평량을 상이하게 형성함으로써 나노섬유 필터의 성능을 향상시킴과 동시에 필터의 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분진 포집량(Dust Holding Capacity)을 증가시킬 수 있고, 제조 공정성 향상 및 제품 단가 절감이 가능함과 동시에 장치 운용의 편의성 및 나노섬유 필터의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 필터여재의 향상된 여과 면적 확보가 가능하고, 투습방수 효율을 향상시킬 수 있으며, 내구성이 향상됨과 동시에 나노섬유 필터의 제조 생산성을 향상시킬 수 있는 투습방수성 나노섬유 웹 및 투습방수성 원단의 제조가 가능하다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 각 노즐관체의 노즐을 통하여 고분자 방사용액이 기재의 동일 평면 상에 전기방사되는 동작과정(도 5에서 파선으로 표시된 노즐이 폐쇄된 노즐을 나타내고, 도 6에서 파선으로 표시된 노즐은 기재 하부에 위치하는 것을 나타냄)을 개략적으로 나타내는 평면도.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 2는 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 각 노즐관체의 노즐을 통하여 고분자 방사용액이 기재의 동일 평면 상에 전기방사되는 동작과정을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)는 상향식 전기방사장치로 이루어지되, 적어도 하나 이상의 유닛(110, 110')으로 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 전기방사장치(100)가 상향식 전기방사장치로 이루어져 있으나, 하향식 전기방사장치로 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 유닛(110, 110')은 고분자 방사용액이 충진되는 방사용액 주탱크(120)와 상기 방사용액 주탱크(120) 내에 충진된 고분자 방사용액을 정량으로 공급하기 위한 계량 펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크(120) 내의 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐(111a)이 다수개로 구비되는 노즐관체(112)가 기재(115)의 폭방향으로 다수개 배열설치되는 노즐블록(111)과 상기 노즐(111a)에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐(111a)에서 일정간격 이격격되게 설치되는 컬렉터(113) 및 상기 컬렉터(113)에 고전압을 발생시키는 전압 발생장치(114)를 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같은, 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치(1)는 방사용액 주탱크(120) 내에 충진되는 고분자 방사용액이 계량 펌프를 통해 높은 전압이 부여되는 노즐블록(111)으로 연속적으로 정량 공급되고, 노즐블록(111)으로 공급되는 고분자 방사용액은 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(113) 상에 노즐(111a)을 통하여 전기방사장치 내에서 이송되는 기재(115) 상에 방사 및 집속되어 나노섬유 웹이 적층형성된다.
이때, 상기 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치(1)에 구비되는 적어도 하나 이상의 유닛(110, 110')은 일정간격 이격되어 순차적으로 구비되되, 각 유닛(110, 110')을 통하여 고분자 방사용액이 전기방사되어 나노섬유 웹 또는 나노섬유 필터 등의 필터 소재를 제조한다.
한편, 상기 전기방사장치(100)의 노즐블록(111)은 그 길이방향으로 다수개의 노즐관체(112)가 배열설치되고, 상기 노즐관체(112)에 고분자 방사용액을 공급하는 방사용액 주탱크(120)가 적어도 하나 이상 연결구비된다.
즉, 직육면체형상으로 형성되되, 그 상부면에 다수개의 노즐(111a)이 선형으로 구비되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 노즐블록(111)에 기재(115)의 길이방향으로 다수개 배열설치되고, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)는 방사용액 주탱크(120)에 연결되어 상기 방사용액 주탱크(120) 내에 충진된 고분자 방사용액이 공급된다.
여기서, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)는 방사용액 주탱크(120)에 용액공급관(121)으로 연결되되, 상기 용액공급관(121)은 다수개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)와 방사용액 주탱크(120)를 연결하기 위하여 다수개로 분기형성된다.
한편, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 용액공급관(121)을 통하여 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액은 상기 용액공급관(121)에 연설되는 노즐공급관(125)을 통하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a)로 공급된다.
즉, 상기 용액공급관(121)과 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a)은 노즐공급관(125)으로 연설되되, 상기 노즐공급관(125)은 노즐(111a)의 갯수와 대응되게 분기형성된다.
이때, 상기 노즐공급관(125)에는 방사량 조절수단이 구비되되, 상기 방사량 조절수단(도번 미도시)은 노즐밸브(126)로 이루어진다.
상기한 바와 같이, 상기 노즐관체(112)에서 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량 및 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 제어하기 위한 노즐밸브(126)는 제어부(미도시)에 제어가능하게 연결되고, 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐가 제어부에 의해 자동으로 제어되는 것이 바람직하나, 현장상황 및 작업자의 요구에 따라 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐가 수동으로 제어되도록 이루어지는 것도 가능하다.
이렇게, 상기 방사량 조절수단으로 노즐밸브(126)가 구비됨으로써 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐에 의하여 노즐공급관(125)에서 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 개별적으로 제어된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 방사량 조절수단이 노즐밸브(126)로 이루어져 있으나, 노즐관체(112)에서 노즐(111a)로 공급된 후 방사되는 고분자 방사용액의 방사량의 조절 및 제어가 용이하다면 상기 방사량 조절수단은 기타 다양한 구조 및 수단으로 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 용액공급관(121)과 각 노즐(111a)을 연결설치하되, 분기형성되는 노즐공급관(125)에 노즐밸브(126)가 각각 구비되어 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 통하여 각 노즐(111a)로 고분자 방사용액의 공급 시 다수개의 노즐밸브(126) 중 특정 노즐밸브(126)를 개방하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a) 중 특정위치의 노즐(111a)에서만 선택적으로 고분자 방사용액이 전기방사되거나, 특정 노즐밸브(126)를 폐쇄하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a) 중 특정위치의 노즐(111a)에서 고분자 방사용액의 전기방사를 선택적으로 차단하는 등 상기 노즐밸브(126)에 의해 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 통하여 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 개별적으로 조절 및 제어된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐블록(111)의 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)와 노즐(111a)을 연결하는 노즐공급관(125)에 노즐밸브(126)가 개, 폐가능하게 구비되어 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에서 공급되어 각 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 각 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액에 의해 기재(115)의 길이방향에 일정간격 이격되는 위치의 폭방향으로 평량이 상이한 나노섬유 웹이 연속적으로 개재되게 적층형성하도록 이루어져 있으나, 상기 노즐블록(111)에 노즐(111a)을 배열설치한 후 방사용액 주탱크(120)에서 노즐(111a)로 직접 고분자 방사용액을 공급하되, 각 노즐(111a)이 개별적으로 직접 조절 및 제어되어 상기 각 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 기재(115)의 길이방향에 일정간격 이격되는 위치의 폭방향으로 평량이 상이한 나노섬유 웹을 연속적으로 개재되게 적층형성하도록 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
이렇게 상기 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 통하여 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급된 후 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 기재(115)의 길이방향 일측에 구비되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 노즐(111a)을 제어하여 기재(115)의 길이방향으로 150 내지 500nm인 나노섬유 웹(115a)을 적층형성하되, 상기 나노섬유 웹(115a) 상에서 그 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정위치의 폭방향에 50 내지 150nm인 나노섬유 웹(115b)을 개재하여 적층형성하는 등 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 위치의 폭방향 동일 평면상에 상이한 평량을 갖는 나노섬유 웹(115a, 115b)을 연속적으로 개재되게 적층형성시킬 수 있다.
이렇게 상기 노즐관체의 각 노즐(111a)을 제어함으로써 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향 동일 평면 상에 평량이 상이한 나노섬유 웹(115a, 115b)이 연속적으로 개재되도록 적층형성된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 기재(115)의 길이방향으로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 3개 중 1개의 노즐관체(112c, 112f, 112i)의 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액을 노즐밸브(126)의 개, 폐에 의해 제어하여 기재(115)의 길이방향에 일정간격 이격되는 위치의 폭방향으로 개재되도록 적층형성되는 나노섬유 웹의 평량을 상이하게 조절하도록 이루어져 있으나, 상기 기재(115)의 길이방향으로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 5개 중 1개의 노즐관체(112e)의 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액을 노즐밸브(126)의 개, 폐에 의해 제어하여 기재(115)의 길이방향에 일정간격 이격되는 위치의 폭방향으로 연속적으로 개재되도록 적층형성되는 나노섬유 웹의 평량을 상이하게 조절하도록 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니하고 다양하게 변경실시가능하다.
여기서, 상기 방사용액 주탱크(120)에 충진되는 고분자 방사용액의 재질은 한정하지 아니하나, 예를 들면, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리비닐리덴플루라이드, 나일론, 폴리비닐아세테이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리우레탄(PUR), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), 폴리비닐부틸랄, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌이민, 폴리올레핀, 폴리유산(PLA), 폴리초산비닐(PVAc), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아미드(PA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리유산글리롤산(PLGA), 실크, 셀룰로오스, 키토산 등이 있으며, 그 중 폴리프로필렌(PP)재질의 소재와 내열성 고분자 물질인 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리 비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]과 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등의 폴리머로 이루어진 군이 상용적으로 사용되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 동작과정을 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)의 선단에 구비되는 공급롤러(도번 미도시)를 통하여 기재(115)가 전기방사장치(100)의 유닛(110, 110') 내로 유입 및 공급되고, 상기 유닛(110, 110') 내에서 고분자 방사용액이 전기방사되어 나노섬유 웹이 적층형성된다.
이때, 상기 기재(115)는 이송롤러(116b) 사이에서 회전되는이송벨트(116a)에 의해 기재(115)가 이송된다.
이렇게 상기 공급롤러(도번 미도시)를 통하여 전기방사장치(100)의 유닛(110, 110') 내로 인입 및 공급되는 기재(115)는 컬렉터(113) 상에 위치하고, 전압발생장치(114)의 고전압이 노즐블록(111)의 노즐관체(112)에 구비되는 노즐(111a)을 통해 컬렉터(113) 상에 발생되며, 고전압이 발생되는 컬렉터(113) 상의 기재(115) 상에 방사용액 주탱크(120)에서 공급되는 고분자 방사용액을 전기방사한다.
상기한 바와 같이, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐블록(111)으로 공급되는 고분자 방사용액은 방사용액 주탱크(120)와 노즐블록(111)의 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 연설되는 용액공급관(121)을 통하여 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되고, 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급된 고분자 방사용액은 상기 용액공급관(121)에 연설되는 노즐공급관(125)을 통하여 노즐(111a)로 공급된 후 상기 노즐(111a)을 통하여 전기방사되어 기재(115) 상에 나노섬유 웹이 적층형성된다.
여기서, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 용액공급관(121)을 통하여 기재(115)의 길이방향으로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급된 후 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에서 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량은 노즐공급관(125)에 각각 구비되는 노즐밸브(126)의 개, 폐에 의해 제어된다.
이렇게 상기 노즐밸브(126)에 의하여 노즐(111a)을 통해 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량이 제어되고, 이로 인해 상기 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 위치의 폭방향에 평량이 상이한 나노섬유 웹을 연속적으로 개재되도록 적층형성시킨다.
예를 들면, 상기 기재(115)의 길이방향으로 9개로 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)들 중에서 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 1개의 노즐관체(112c, 112f, 112i)꼴로 노즐관체(112c, 112f, 112i)의 용액공급관(121)에 연결되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 제어하여 특정 노즐(111a)에서만 고분자 방사용액이 전기방사되고, 나머지 특정 노즐(111a)에서는 고분자 방사용액의 전기방사를 차단하여 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정위치의 폭방향에 50 내지 150nm인 나노섬유 웹(115b)을 연속적으로 개재되게 적층형성하고, 나머지 2개의 노즐관체(112a, 112b, 112d, 112e, 112g, 112h)의 용액공급관(121)에 연결되는 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126)를 모두 개방하여 노즐(111a)을 통하여 고분자 방사용액이 전기방사되도록 하여 150 내지 500nm인 나노섬유 웹(115a)을 적층형성함으로써 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향에 적층형성되는 나노섬유 웹(115a)의 평량과 나머지 부분의 나노섬유 웹(115b) 평량을 상이하게 형성한다.
이로 인해, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)에 의해 제조되되, 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향에 평량이 상이하게 적층형성되는 나노섬유 웹(115a, 115b)으로 나노섬유 필터의 제조 시 평량이 낮은 부분의 나노섬유 웹(115b)을 절곡형성하여 주름부를 형성함으로써 나머지 부분의 평량과 비슷하게 형성한다.
이렇게 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체로 용액공급관(121)을 통하여 공급되는 고분자 방사용액이 각 노즐관체의 노즐(111a)로 노즐공급관(125)을 통하여 공급되는 것을 노즐밸브(126)의 개, 폐에 의해 제어하여 특정 노즐관체(112c, 112f, 112i)의 특정 노즐(111a)에서만 고분자 방사용액의 방사량을 조절함으로써 나노섬유 필터의 제조 시 절곡형성되는 주름부가 형성되는 위치와 동일한 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정부분에 나노섬유 웹의 평량을 상이하게 달리하여 적층형성킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 기재(115)의 길이방향으로 배열설치되는 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 일측 가장자리에 배열되는 1개의 노즐관체(112c, 112f, 112i)의 노즐밸브(126)를 제어하여 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절하도록 이루어져 있으나, 상기 기재(115)의 길이방향으로 배열설치되는 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 타측 가장자리에 배열되는 1개의 노즐관체(112a, 112d, 112g)의 노즐밸브(126)를 제어하여 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절하도록 이루어지는 것도 가능하고, 상기 기재(115)의 길이방향으로 배열설치되는 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 중심측에 배열되는 1개의 노즐관체(112b, 112e, 112h)의 노즐밸브(126)를 제어하여 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절하도록 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 3개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 1개의 노즐관체(112c, 112f, 112i)꼴로 노즐관체(112c, 112f, 112i)의 노즐밸브(126)를 개, 폐 제어하여 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 제어하여 나노섬유 웹의 평량을 상이하게 조절하고 있으나, 5개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 1개의 노즐관체(112e)꼴로 노즐관체(112e)의 노즐밸브(126)를 개, 폐 제어하여 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 제어하여 나노섬유 웹의 평량을 상이하게 조절하는 것도 가능하나, 나노섬유 필터의 주름부의 폭, 갯수 및 주름부 사이의 거리에 따라 다양하게 변경실시가능하다.
상기한 바와 같이, 상기 노즐공급관(125)의 노즐밸브(126) 중 특정 노즐밸브(126)를 개별적으로 제어함으로써 특정 노즐(111a)에서만 고분자 방사용액이 전기방사되도록 방사량을 제어함으로써 기재(115)의 동일 평면상의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향의 특정영역 및 특정부분에 평량이 상이한 나노섬유 웹이 연속적으로 개재되게 적층형성이 가능하다.
이때, 상기 기재(115)의 길이방향으로 배열설치되는 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 노즐(111a) 중 고분자 방사용액을 전기방사하는 특정 노즐(111a)과 고분자 방사용액의 전기방사가 차단된 특정 노즐(111a)의 갯수, 형태 및 배열 등은 다양하게 변경가능하고, 제조되는 나노섬유 필터 및 주름부에 따라 가변적으로 조절 및 제어가능하게 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 기재(115)의 길이방향으로 배열설치되되, 고분자 방사용액이 공급되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 특정 노즐관체의 특정 노즐(111a)의 동작을 제어하여 특정 노즐(111a)에서 전기방사되어 기재(115)의 길이방향 동일 평면상에 일정간격 이격되는 폭방향에 연속적으로 개재되는 상이한 평량의 나노섬유 웹의 방사영역 및 방사부분을 가변적으로 조절하도록 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 방사용액 주탱크(120)에 충진된 고분자 방사용액을 기재(115) 상에 전기방사할 경우, 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정부위가 다른 영역 및 부분에 비하여 평량이 상이한 나노섬유 웹이 적층형성되도록 기재(115)의 이송시간을 느리게 하거나, 정지되도록 제어하는 것이 바람직하며, 상기 방사용액 주탱크(120)에 연결되는 각 노즐(111a)을 순차적으로 폐쇄하여 기재(115)의 동일 평면상의 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정부위에 평량이 상이한 나노섬유 웹이 적층형성되도록 한다.
즉, 상기 전기방사장치(100)로 유입 및 공급되어 이송되는 기재(115)의 동일 평면상에 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정부분에 낮은 평량을 갖도록 적층형성된 나노섬유 웹이 다른 영역 및 부분에 높은 평량을 갖도록 적층형성된 나노섬유과 겹쳐지거나, 섞이지 않도록 기재(115)의 이송시간을 느리게 또는 정지되도록 제어하거나, 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 기재(115)의 진행방향에 반대되는 방향의 최후단 노즐관체(112a, 112d, 112g)의 노즐(111a)부터 순차적으로 폐쇄하여 고분자 방사용액의 분사를 차단함으로써 기재(115)의 동일 평면상에 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향에 상이한 평량을 갖는 나노섬유 웹(115a, 115b)이 연속적으로 개재되도록 적층형성된다.
이렇게, 상기 기재(115)의 이송속도 또는 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액을 제어함으로써 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향에 평량이 상이한 나노섬유 웹의 연속적으로 개재되도록 적층형성이 용이해진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 노즐블록(111)에 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 9개로 배열설치되어 있으나, 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 갯수 및 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 노즐(111a)의 갯수는 다양하게 변경실시가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
여기서, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급된 후 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 상기 노즐(111a)을 통하여 기재(115)의 동일 평면상의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향에 상이한 평량을 갖는 나노섬유 웹의 폭이나, 상이한 평량을 갖는 나노섬유 웹의 방사영역 및 방사부분은 가변적으로 조절되도록 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 전기방사장치(100)가 상향식 전기방사장치에 적용되는 일 예를 나타내고 있으나, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)가 하향식 전기방사장치에 적용되는 것도 가능하고, 상, 하향 복합시 전기방사장치에 적용되는 것도 가능하다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)를 통하여 기재(115)상에 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어하여 나노섬유 필터의 제조 시 절곡형성되는 주름부가 형성되는 위치와 동일한 기재(115)의 길이방향으로 일정간격 이격되는 특정영역 및 특정부분에 나노섬유 웹의 평량을 상이하게 달리하여 적층형성시킬 수 있으며, 나노섬유 웹으로 나노섬유 필터 제조 시 필터의 부위별로 각기 다른 평량을 갖는 나노섬유 웹을 형성할 수 있으며, 이로 인해 현장에서 요구되는 다양한 평량의 나노섬유 웹 및 나노섬유 필터를 제조할 수 있다.
이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 전기방사장치, 110, 110' : 유닛,
111 : 노즐블록, 111a : 노즐,
112 : 노즐관체,
112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i : 노즐관체
113 : 컬렉터, 114 : 전압발생장치,
115 : 기재, 115a, 115b : 나노섬유 웹,
116a : 이송벨트, 116b : 이송롤러,
120 : 방사용액 주탱크, 121 : 용액공급관,
125 : 노즐공급관, 126 : 노즐밸브.

Claims (4)

  1. 나노섬유 웹을 제조하기 위한 전기방사장치에 있어서,
    유닛 내에 설치되되, 핀 형태의 노즐이 다수개 구비되는 노즐관체가 기재의 길이방향으로 다수개 배열설치되는 노즐블록;
    고분자 방사용액이 충진되되, 상기 노즐블록의 노즐관체에 연결되어 고분자 방사용액을 공급하는 방사용액 주탱크;
    상기 각 노즐관체의 노즐에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 상기 노즐에서 일정간격 이격되는 컬렉터;
    상기 컬렉터에 전압을 발생시키는 전압 발생장치; 및
    상기 기재를 이송시키기 위한 보조 이송장치;
    를 포함하여 구성되고, 상기 각 노즐관체는 방사용액 주탱크에 용액공급관으로 연결되고, 상기 각 노즐은 노즐관체의 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되되, 상기 노즐공급관에 방사량 조절수단이 구비되어 노즐로 공급된 후 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량이 조절 및 제어되어 기재 상에 고분자 방사용액의 전기방사 시 기재의 동일 평면상의 길이방향으로 일정간격 이격되는 폭방향에 평량이 상이한 나노섬유 웹이 개재되게 적층형성되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐공급관에 구비되는 방사량 조절수단은 개, 폐가능하게 제어되는 노즐밸브로 이루어지되, 상기 노즐밸브의 개, 폐에 의해 용액공급관에 노즐공급관으로 연결되는 각 노즐 중 특정 노즐에서만 고분자 방사용액을 선택적으로 공급하여 전기방사하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기재의 길이방향으로 배열설치되되, 고분자 방사용액이 공급되는 노즐관체 중 특정 노즐관체의 특정 노즐의 동작을 제어하여 특정 노즐에서 전기방사되어 기재의 길이방향 동일 평면상에 일정간격 이격되는 폭방향에 연속적으로 개재되는 상이한 평량의 나노섬유 웹의 방사영역 및 방사부분을 가변적으로 조절하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조용 전기방사장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치에 의한 나노섬유 웹으로 제조된 나노섬유 필터.
KR1020140148392A 2014-10-29 2014-10-29 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치 KR101635053B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140148392A KR101635053B1 (ko) 2014-10-29 2014-10-29 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치
PCT/KR2015/007138 WO2016068447A1 (ko) 2014-10-29 2015-07-09 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치, 이를 이용한 투습방수 원단 또는 나노섬유 필터의 제조방법과, 그 제조방법으로 제조된 투습방수 원단 또는 나노섬유 필터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140148392A KR101635053B1 (ko) 2014-10-29 2014-10-29 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160052932A true KR20160052932A (ko) 2016-05-13
KR101635053B1 KR101635053B1 (ko) 2016-07-01

Family

ID=56022889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140148392A KR101635053B1 (ko) 2014-10-29 2014-10-29 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101635053B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101154211B1 (ko) * 2011-02-15 2012-07-03 신슈 다이가쿠 전계 방사 장치 및 나노 섬유 제조 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101154211B1 (ko) * 2011-02-15 2012-07-03 신슈 다이가쿠 전계 방사 장치 및 나노 섬유 제조 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101635053B1 (ko) 2016-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5860603B2 (ja) セパレーター製造装置
JP6569983B2 (ja) 積層不織布および積層不織布の製造方法
JP6569982B2 (ja) 積層不織布
EP2348145B1 (en) Sheet-like assembly of fibers having small diameters, method for producing same, and apparatus for producing same
KR101721987B1 (ko) 나노 멤브레인 전기방사장치
KR101721985B1 (ko) 나노 멤브레인 전기방사장치
KR101834404B1 (ko) 접착력이 향상된 기재 양면 나노섬유 웹, 이를 이용한 분리막 및 이의 제조방법
KR101635053B1 (ko) 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치
KR101635055B1 (ko) 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치
KR101635058B1 (ko) 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치
KR101635047B1 (ko) 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치
KR101635056B1 (ko) 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치
KR101635059B1 (ko) 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치
KR101866344B1 (ko) 나노섬유필터 및 이의 제조방법
JP7283350B2 (ja) 不織布作製装置および不織布作製方法
KR101778255B1 (ko) 나노섬유필터 및 이의 제조방법
KR101811651B1 (ko) 침구류 나노섬유 원단 제조방법
KR101811653B1 (ko) 침구류 나노섬유 원단 제조방법
KR101543410B1 (ko) 나노섬유 제조용 전기방사장치
JP2017101347A (ja) 積層不織布の製造装置
KR20160126468A (ko) 나노섬유필터 및 이의 제조방법
KR101811652B1 (ko) 침구류 나노섬유 원단 제조방법
KR101778250B1 (ko) 저융점 고분자 접착층이 형성된 직경이 상이한 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터 및 이의 제조방법
KR101543406B1 (ko) 기재 양면에 폴리우레탄 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유를 포함하는 필터 및 이의 제조방법
KR101834405B1 (ko) 접착력이 향상된 기재 양면 나노섬유 웹, 이를 이용한 분리막 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant