KR20190038262A - Electrospinning apparatus and filter manufacturing system having the same - Google Patents

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KR20190038262A
KR20190038262A KR1020180049128A KR20180049128A KR20190038262A KR 20190038262 A KR20190038262 A KR 20190038262A KR 1020180049128 A KR1020180049128 A KR 1020180049128A KR 20180049128 A KR20180049128 A KR 20180049128A KR 20190038262 A KR20190038262 A KR 20190038262A
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Abstract

An electrospinning apparatus and a filter manufacturing system having the same are disclosed. According to an embodiment of the present invention, the electrospinning apparatus for performing electrospinning on a target sheet with a nanofiber, comprises: an electrode plate facing a first surface of the sheet; two or more electrospinning modules having a plurality of radiating nozzles facing a second surface of the sheet; a voltage source electrically connected between the electrode plate and each of the radiating nozzles; and a driving unit for performing a reciprocation on the electrospinning modules in a width direction of the sheet. The electrospinning modules include: at least one first electrospinning module for performing a primary reciprocation; and at least one second electrospinning module for performing a secondary reciprocation, wherein the first reciprocation and the second reciprocation have different motion directions which are opposite to each other.

Description

전기방사장치 및 이를 구비한 필터 제조 시스템{ELECTROSPINNING APPARATUS AND FILTER MANUFACTURING SYSTEM HAVING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electrospinning device and a filter manufacturing system including the electrospinning device,

본 발명은 전기방사장치 및 이를 구비한 필터 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 대상 시트의 표면에 나노섬유를 전기방사하기 위한 전기방사장치 및 이를 구비한 필터 제조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electrospinning apparatus and a filter manufacturing system having the electrospinning apparatus, and more particularly, to an electrospinning apparatus for electrospinning nanofibers on a surface of a target sheet and a filter manufacturing system having the electrospinning apparatus.

전기방사(electrospinning)는 전기장을 이용하여 고분자 원료를 대략 수십 내지 수백 나노미터 지름의 나노섬유 형태로 방사하는 기술을 말한다.Electrospinning refers to a technique in which an electric field is used to emit a polymer raw material into a nanofiber form having a diameter of about several tens to several hundreds of nanometers.

이러한 전기방사 기술은 기능성 의류 제조, 배터리 제조, 의료 부품 제조, 필터 제조 등 다양한 산업 분야에 활용되고 있다.Such electrospinning technology is utilized in various industrial fields such as functional garment manufacturing, battery manufacturing, medical component manufacturing, and filter manufacturing.

도 1은 종래의 전기방사장치의 일 예를 개략적으로 나타낸 것으로서, 시트 형태의 대상체에 특히 적합하게 사용 가능한 장치의 예를 보이는 것이다.Fig. 1 schematically shows an example of a conventional electrospinning apparatus, and shows an example of a device particularly suitable for a sheet-like object.

도 1의 전기방사장치는 전극판(10), 전기방사모듈(20) 및 전압소스(30)를 포함하며, 전기방사모듈(20)은 내부에 고분자 원료가 수용된 모듈몸체(21) 및 모듈몸체(21)의 하측에 배열된 복수의 방사노즐(25)을 구비한다. 전압소스(30)에 의해 각 방사노즐(25)과 전극판(10) 사이에 전기장이 형성됨으로써, 각 방사노즐(25)로부터 배출되는 고분자 물질은 화살표 방향으로 이송되는 대상 시트(S)의 일 표면에 나노섬유의 형태로 코팅된다.1 includes an electrode plate 10, an electrospinning module 20 and a voltage source 30. The electrospinning module 20 includes a module body 21 in which a polymer material is accommodated, And a plurality of spinning nozzles 25 arranged on the lower side of the spinning nozzle 21. An electric field is formed between each spinneret 25 and the electrode plate 10 by the voltage source 30 so that the polymer material discharged from each spinneret 25 is discharged to the workpiece S Coated on the surface in the form of nanofibers.

그런데 이러한 형태의 전기방사장치를 수평방향 또는 수직방향으로 이송되는 대상 시트(S)에 사용하는 경우, 도 2-(a)에 도시된 바와 같이 방사노즐(25)로부터 방사된 나노섬유들(N)이 서로 뭉쳐져 넓게 퍼지지 않거나, 또는 도 2-(b)에 도시된 바와 같이 방사노즐(25B)로부터 방사된 나노섬유들(N)의 상당 부분이 그 노즐(25B)의 하측을 지나는 시트 영역에 코팅되지 못하고 인접한 방사노즐(25A) 측으로 치우쳐져 그 인접 노즐(25A)의 하측을 지나는 시트 영역에 중첩 코팅됨으로써, 대상 시트(S)에 나노섬유들(N)이 고르게 코팅되지 못하는 문제점이 나타날 수 있다.However, when the electrospinning device of this type is used for the target sheet S to be conveyed in the horizontal direction or the vertical direction, as shown in Fig. 2- (a), the nanofibers N A large portion of the nanofibers N radiated from the spinneret 25B as shown in Fig. 2- (b) is scattered in the sheet region passing under the nozzle 25B The nanofibers N can not be uniformly coated on the target sheet S by being overcoated on the sheet region passing through the lower side of the adjacent nozzle 25A by being biased toward the adjacent spinning nozzle 25A without coating have.

대한민국 특허공보 제1087387호 (2011.11.25.)Korean Patent Publication No. 1087387 (November 25, 2011) 일본 특허공보 제3125495호 (2001.01.15.)Japanese Patent Publication No. 3125495 (Jan. 15, 2001)

본 발명은 전술한 문제점의 해결 방안을 제시하는 것에 주된 목적이 있으며, 더 나아가 가능한 간단한 구조의 장치를 통해 그러한 해결 방안을 도출하는 데 또한 목적이 있다.It is a primary object of the present invention to provide a solution to the above-mentioned problem, and furthermore, it is also an object to derive such a solution through a device of a simple structure as possible.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 대상 시트에 나노섬유를 전기방사하기 위한 전기방사장치로서, 상기 시트의 제1 표면과 마주하는 전극판; 상기 시트의 제2 표면과 마주하는 복수의 방사노즐들을 가진 둘 이상의 전기방사모듈들; 상기 전극판과 각 방사노즐 사이에 전기적으로 연결된 전압소스; 및 상기 전기방사모듈들을 상기 시트의 폭 방향을 따라 왕복운동시키는 구동유닛;을 포함하며, 상기 전기방사모듈들은, 제1 왕복운동을 하는 적어도 하나의 제1 전기방사모듈; 및 제2 왕복운동을 하는 적어도 하나의 제2 전기방사모듈;을 포함하며, 상기 제1 및 제2 왕복운동은 서로 반대되는 운동 방향을 갖는 전기방사장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrospinning device for electrospinning nanofibers on a target sheet, comprising: an electrode plate facing a first surface of the sheet; Two or more electrospinning modules having a plurality of spinning nozzles facing a second surface of the sheet; A voltage source electrically connected between the electrode plate and each spinneret; And a driving unit for reciprocating the electrospinning modules along a width direction of the seat, wherein the electrospinning modules include: at least one first electrospinning module for performing a first reciprocating motion; And at least one second electrospinning module for performing a second reciprocating motion, wherein the first and second reciprocating motions have opposing motion directions.

상기 전기방사장치는 상기 제1 전기방사모듈이 최좌측에 위치할 때 상기 제1 전기방사모듈은 최우측에 위치하고 상기 제1 전기방사모듈이 최우측에 위치할 때 상기 제2 전기방사모듈은 최좌측에 위치하는 것일 수 있다.Wherein the first electrosupply module is located on the rightmost side when the first electrosupply module is located at the left most side and the second electrosumen module is located on the far right side when the first electrosupdate module is positioned on the far right side, It may be located on the left side.

상기 제1 및 제2 왕복운동은 동일한 진폭 및 동일한 주기를 가질 수 있다.The first and second reciprocating motions may have the same amplitude and the same period.

상기 각 전기방사모듈에는 상기 복수의 방사노즐들이 일정 피치(pitch) 간격으로 일렬로 배열될 수 있다.In each of the electrospinning modules, the plurality of spinning nozzles may be arranged in a line at a predetermined pitch interval.

상기 진폭은 그것의 2배 값이 상기 피치의 절반보다는 크고 상기 피치보다는 작게 범위에서 설정될 수 있다.The amplitude may be set in a range where its double value is greater than half of the pitch and less than the pitch.

상기 제1 전기방사모듈에 구비된 방사노즐들의 장착 지점과 상기 제2 전기방사모듈에 구비된 방사노즐들의 장착 지점 간에는 오프셋(offset)이 존재할 수 있다.An offset may exist between a mounting point of the radiation nozzles provided in the first electric radiation module and a mounting point of the radiation nozzles provided in the second electric radiation module.

상기 오프셋의 크기는 상기 피치의 절반일 수 있다.The magnitude of the offset may be half of the pitch.

상기 제1 및 제2 전기방사모듈은 각각 하나씩 구비될 수 있다.Each of the first and second electrospinning modules may be provided separately.

상기 제1 및 제2 전기방사모듈은 각각 두 개씩 구비되며 서로 번갈아 배치될 수 있다.Each of the first and second electrospinning modules is provided with two each, and may be alternately arranged.

상기 각 방사노즐과 상기 전압소스 사이에는 노즐간 방사 균일도를 향상시키기 위한 저항체가 연결될 수 있다.A resistor for improving the uniformity of radiation between nozzles may be connected between each of the spinning nozzles and the voltage source.

상기 저항체의 저항값은 상기 전압소스의 인가 전압에 따라 수 MΩ일 수 있으며, 상기 인가 전압이 10 내지 50 kV인 경우 바람직하게는 5 내지 6 MΩ일 수 있다.The resistance value of the resistor may be several MΩ according to the voltage applied to the voltage source, and preferably 5 to 6 MΩ when the applied voltage is 10 to 50 kV.

상기 구동유닛은, 구동모터; 상기 구동모터의 모터축에 연결된 크랭크 샤프트; 및 상기 크랭크 샤프트와 각 전기방사모듈을 연결하는 복수의 링크부재;를 포함하며, 상기 크랭크 샤프트는, 상기 링크부재를 통해 상기 제1 전기방사모듈이 연결되는 적어도 하나의 제1 편심부; 및 상기 제1 편심부와 편심 방향이 반대이며 상기 링크부재를 통해 상기 제2 전기방사모듈이 연결되는 적어도 하나의 제2 편심부;를 포함하는 것일 수 있다.The drive unit includes: a drive motor; A crankshaft connected to a motor shaft of the drive motor; And a plurality of link members connecting the crankshaft and the respective electrospinning modules, wherein the crankshaft includes: at least one first eccentric portion to which the first electrosupply module is connected via the link member; And at least one second eccentric portion in which the eccentric direction is opposite to the first eccentric portion and to which the second electrospinning module is connected via the link member.

본 발명은 또한, 필터 원단인 대상 시트를 공급하는 시트공급롤러; 상기 공급된 시트에 제1 고분자 거품을 코팅하는 제1 거품코팅부; 상기 제1 고분자 거품이 코팅된 시트에 나노섬유를 전기방사하는 전기방사장치; 상기 나노섬유가 방사된 시트에 제2 고분자 거품을 코팅하는 제2 거품코팅부; 및 상기 제2 고분자 거품이 코팅된 시트가 감겨지는 필터권취롤러;를 포함하며, 상기 전기방사장치가 전술한 전기방사장치로 구비되는 필터 제조 시스템을 제공한다.The present invention also relates to a sheet feeding device comprising: a sheet feeding roller for feeding a target sheet as a filter fabric; A first foam coating unit coating the first polymer foam on the supplied sheet; An electrospinning device for electrospinning the nanofibers on the sheet coated with the first polymer foam; A second foam coating unit coating the second polymer foam on the sheet on which the nanofibers are irradiated; And a filter winding roller on which the second polymer foam coated sheet is wound, wherein the electrospinning device is provided with the electrospinning device described above.

본 발명에 의하면, 대상 시트의 폭 방향을 따라 왕복운동하는 복수의 전기방사모듈을 구비함으로써 대상 시트에 나노섬유를 고르게 코팅할 수 있다.According to the present invention, the plurality of electrospinning modules reciprocating along the width direction of the target sheet are provided, whereby the target sheet can be coated with the nanofibers uniformly.

또한, 다른 운동방향을 갖도록 왕복운동하는 제1 및 제2 전기방사모듈을 각각 적어도 하나 구비함으로써 나노섬유 코팅의 균일도를 더욱 개선시킬 수 있다.In addition, uniformity of the nanofiber coating can be further improved by providing at least one of the first and second electrospinning modules that reciprocate to have different directions of motion.

또한, 구동유닛에 편심 방향이 반대인 제1 및 제2 편심부를 적어도 하나 구비한 크랭크 샤프트를 도입하고 그러한 제1 및 제2 편심부에 제1 및 제2 전기방사모듈을 연결하는 구조를 적용함으로써 전기방사모듈들의 왕복운동을 위한 장치의 구조를 비교적 간단하게 구현할 수 있다.Further, by applying a structure in which a crankshaft having at least one first and second eccentric portions with opposite directions of eccentricity is introduced into the drive unit and the first and second electric radiation modules are connected to the first and second eccentric portions The structure of the device for the reciprocating motion of the electrospinning modules can be implemented relatively simply.

또한, 본 발명의 전기방사장치는 나노섬유를 매우 높은 수준의 균일도로 코팅할 수 있으므로 집진필터 제조와 같이 나노섬유 코팅에 의해 대상 시트에 특정 기능을 부여하기 위한 분야들에 특히 유용하게 활용될 수 있다.In addition, since the electrospinning device of the present invention can coat the nanofibers with a very high level of uniformity, it can be particularly useful in fields for imparting specific functions to a target sheet by nanofiber coating, have.

도 1은 종래의 전기방사장치의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 장치에 의해 나타날 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3에 대안적인 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 적용 가능한 전기방사모듈 및 전기부품의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용 가능한 제1 및 제2 전기방사모듈의 예를 보이는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 전기방사장치에 구비된 제1 및 제2 전기방사모듈의 왕복운동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 제1 및 제2 전기방사모듈의 움직임을 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 7에 도시된 제1 및 제2 전기방사모듈의 움직임에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 전기방사장치가 적용된 필터 제조 시스템의 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 11은 도 10의 시스템을 통해 제조된 필터의 단면을 보이는 개략도이다.
도 12는 도 10의 시스템을 통해 제조된 실제 필터를 보이는 확대 사진이다.
1 is a view schematically showing an example of a conventional electrospinning apparatus.
2 is a diagram for explaining a problem that may be caused by the apparatus of FIG.
3 is a plan view showing an electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an illustration of an alternative embodiment in Figure 3;
5 is a view for explaining an example of an electrospinning module and an electric part applicable to the present invention.
6 is a side view showing an example of first and second electrospinning modules applicable to the present invention.
7 is a view for explaining the reciprocating motion of the first and second electrospinning modules provided in the electrospinning apparatus of the present invention.
8 is a graph showing the movement of the first and second electric radiation modules shown in FIG.
FIG. 9 is a view for explaining the effects of the first and second electrospinning modules shown in FIG. 7 according to movement.
10 is a schematic view showing an embodiment of a filter manufacturing system to which an electrospinning device is applied.
11 is a schematic view showing a cross section of a filter manufactured through the system of FIG.
FIG. 12 is an enlarged view showing an actual filter manufactured through the system of FIG. 10; FIG.

이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

1. 전기방사장치1. Electrospinning device

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사장치를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3에 대안적인 실시예를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 적용 가능한 전기방사모듈 및 전기부품의 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명에 적용 가능한 제1 및 제2 전기방사모듈의 예를 보이는 측면도이다.Fig. 3 is a plan view showing an electrospinning device according to an embodiment of the present invention, Fig. 4 is an alternate embodiment of Fig. 3, and Fig. 5 is an example of an electrospinning module and an electric part applicable to the present invention FIG. 6 is a side view showing an example of first and second electrospinning modules applicable to the present invention. FIG.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기방사장치(100)는 이송 방향(도 3, 4에서는 윗 방향)을 따라 이송되는 대상 시트(S)의 표면에 전기방사 기술을 통해 나노섬유를 코팅하기 위한 장치이다.3 to 6, the electrospinning apparatus 100 according to the embodiment of the present invention is provided with an electrospinning technique on the surface of a target sheet S to be conveyed along a conveyance direction (upward in FIGS. 3 and 4) To < / RTI > the nanofibers.

본 발명에 의해 나노섬유가 코팅되는 대상 시트(S)는 다양한 것들이 적용될 수 있다. 대표적으로 직물 및 부직포가 적용될 수 있으나 그에 제한되지 않고 기공이 없는 필름 형태의 것들도 마찬가지로 적용될 수 있다.Various materials can be applied to the target sheet S on which the nanofibers are coated by the present invention. Typically, fabrics and nonwoven fabrics can be applied, but the present invention is not limited thereto.

본 실시예에 따른 전기방사장치(100)는 전극판(110), 둘 이상의 전기방사모듈들(120A, 120B), 전압소스(130) 및 구동유닛(150)을 포함한다. 여기서, 각 전기방사모듈(120A, 120B)은 복수의 방사노즐들(125)을 가지며 공기압을 제공하는 공압소스(예로써 컴프레셔)(140)에 또한 연결되어 있다.The electrospinning apparatus 100 according to the present embodiment includes an electrode plate 110, two or more electrospinning modules 120A and 120B, a voltage source 130 and a driving unit 150. [ Here, each electrospinning module 120A, 120B is also connected to a pneumatic source (e.g., compressor) 140 having a plurality of spinning nozzles 125 and providing air pressure.

본 실시예에서 각 전기방사모듈(120A, 120B)은 공압소스(140)에 연결되는 것으로 예시되나, 대안적으로 시린지 펌프(syringe pump)에 연결될 수도 있다. 즉 대안적인 실시예들에서 공압소스(140)는 시린지 펌프로 대체될 수 있다.In the present embodiment, each of the electrospinning modules 120A and 120B is illustrated as being connected to a pneumatic source 140, but may alternatively be connected to a syringe pump. The pneumatic source 140 in alternative embodiments may be replaced by a syringe pump.

전기방사장치(100)의 동작을 간략히 설명한다.The operation of the electrospinning apparatus 100 will be briefly described.

각 방사노즐(125)과 전극판(110)과 사이에는 전압소스(130)에 의해 전기장이 제공되며 각 방사노즐(125)로부터 배출되는 액상의 고분자 물질은 그 전기장의 영향으로 시트(S)의 표면을 향해 나노섬유 형태로 방사되어 시트(S) 표면에 코팅된다.An electric field is provided between the radiation nozzles 125 and the electrode plate 110 by a voltage source 130 and the liquid polymeric material discharged from each of the radiation nozzles 125 is discharged to the outside of the sheet S And is radiated in the form of nanofibers toward the surface to be coated on the surface of the sheet (S).

전기방사장치(100)의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Each constitution of the electrospinning apparatus 100 will be described more specifically.

전극판(110)은 대상 시트(S)의 제1 표면(도면 상에서는 하면)과 마주하도록 배치된다. 전극판(110)은 전기방사에 필요한 전기장 형성을 위한 전극으로서 기능하며, 도전성을 가진 금속 물질로 제조되며 일반적으로 평평한 판 형태로 제작된다.The electrode plate 110 is disposed to face the first surface (lower surface in the drawing) of the target sheet S. The electrode plate 110 functions as an electrode for forming an electric field required for electrospinning, is made of a conductive metal material, and is generally formed in the form of a flat plate.

전기방사모듈들(120A, 120B)은 각각 대상 시트(S)의 제2 표면(도면 상에서는 상면)과 마주하는 복수의 방사노즐들(125)을 갖는다. 방사노즐들(125)로부터 나노섬유가 방사되어 대상 시트(S)의 표면(제2 표면)에 코팅된다.Each of the electrospinning modules 120A and 120B has a plurality of spinning nozzles 125 facing a second surface (upper surface in the drawing) of the target sheet S respectively. The nanofibers are radiated from the spinning nozzles 125 and coated on the surface of the target sheet S (second surface).

각 전기방사모듈(120A, 120B)은 모듈몸체(121) 및 그 하측에 결합된 복수의 방사노즐(125)을 포함한다.Each electrospinning module 120A, 120B includes a module body 121 and a plurality of spinning nozzles 125 coupled thereto.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 모듈몸체(121)는 내부 챔버(121a)를 가진 길다란 원통 형상으로 제작될 수 있으나 그 형상은 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 내부 챔버(121a)에는 나노섬유의 원료가 되는 고분자 물질이 수용된다.As shown in FIGS. 5 and 6, the module body 121 may be formed in an elongated cylindrical shape having an inner chamber 121a, but the shape thereof may be variously changed according to the embodiment. The inner chamber 121a accommodates the polymeric material as a raw material of the nanofibers.

전기방사모듈들(120A, 120B)의 모듈몸체들(121)에는 같은 고분자 원료액이 공통적으로 주입되는 것이 일반적이나, 방사 목적에 따라 다른 고분자 원료액이 주입될 수도 있다.Although the same polymer raw material liquid is commonly injected into the module bodies 121 of the electrospinning modules 120A and 120B, a different polymer raw material liquid may be injected depending on the purpose of the irradiation.

그리고 모듈몸체(121)에는 공압소스 연결구(121b)가 구비된다. 이 연결구(121b)에 공압호스(141)(도 3 참조)가 접속됨으로써 공압소스(140)(도 3 참조)로부터 내부 챔버(121a) 안으로 공기압이 제공되며 그 공기압의 작용으로 챔버(121a) 안의 원료가 방사노즐(125)을 통해 외부로 배출될 수 있다.The module body 121 is provided with a pneumatic source connection port 121b. 3) is connected to the connection port 121b to provide air pressure from the pneumatic source 140 (see FIG. 3) into the inner chamber 121a, and the action of the air pressure causes the air in the chamber 121a The raw material can be discharged to the outside through the spinneret 125. [

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 모듈몸체(121)의 양단에는 좌측 연장부(123a) 및 우측 연장부(123b)가 구비된다. 각 연장부(123a, 123b)에는 전기방사모듈(120A, 120B)이 구동유닛(150)에 의해 구동되어 왕복운동하도록 가이드하는 가이드부재(미도시)가 결합된다. 좌측 및 우측 연장부(123b) 중 하나가 구동유닛(150)에 연결되는데, 본 명세서에서는 좌측 연장부(123a)가 구동유닛(150)에 연결되는 것으로 예시한다.As shown in FIGS. 5 and 6, the left and right extensions 123a and 123b are provided at both ends of the module body 121, respectively. A guide member (not shown) is coupled to each of the extensions 123a and 123b to guide the electrospinning modules 120A and 120B to be driven and reciprocated by the drive unit 150. [ One of the left and right extensions 123b is connected to the drive unit 150. In this specification, the left extension 123a is illustrated as being connected to the drive unit 150. [

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 모듈몸체(121)의 하측에는 복수의 방사노즐들(125)이 구비된다. 본 실시예에서는 모듈몸체(121) 각각에 7개의 방사노즐(125)이 구비되는 것으로 예시되지만, 방사노즐(125)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 각각의 방사노즐(125)은 모듈몸체(121)의 내부 챔버(121a)와 연통되어 그로부터 고분자 원료를 공급받는다. 각각의 방사노즐(125)의 하단에는 고분자 원료를 나노섬유 형태로 방사하는 노즐 니들(125a)이 구비된다.As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of spinning nozzles 125 are provided on the lower side of the module body 121. Although seven yarn nozzles 125 are provided in each of the module bodies 121 in this embodiment, the number of the yarn nozzles 125 can be variously changed. Each spinning nozzle 125 communicates with the inner chamber 121a of the module body 121 and is supplied with the polymer material therefrom. At the lower end of each spinning nozzle 125, a nozzle needle 125a for radiating the polymer raw material in a nanofiber form is provided.

도 6에 도시된 바와 같이, 각 전기방사모듈(120A, 120B)에는 복수의 방사노즐들(125)이 등간격으로 일렬로 배열될 수 있다. 이 경우, 예로써 방사노즐(125) 간의 피치(P)는 대략 50 mm 일 수 있다.As shown in FIG. 6, a plurality of radiation nozzles 125 may be arranged in a line at equal intervals in each of the electrospinning modules 120A and 120B. In this case, for example, the pitch P between the spinning nozzles 125 may be approximately 50 mm.

전압소스(130)는 전극판(110)과 각 방사노즐(125) 사이에 전기적으로 연결되어 전기방사에 필요한 전기장을 형성한다. 전기장 형성의 관점에서 방사노즐(125)은 일종의 전극으로서 기능하며, 이를 위해 방사노즐(125)은 도전성을 갖는 금속으로 제조된다. 전압소스(130)의 양극 측이 방사노즐(125)에 연결됨이 일반적이지만, 그 반대로 전압소스(130)의 음극 측이 방사노즐(125)에 연결될 수도 있다.The voltage source 130 is electrically connected between the electrode plate 110 and each spinneret 125 to form an electric field necessary for electrospinning. From the viewpoint of electric field formation, the spinning nozzle 125 functions as a kind of electrode, and the spinning nozzle 125 is made of a conductive metal for this purpose. The anode side of the voltage source 130 may be connected to the spinneret 125 while the anode side of the voltage source 130 may be connected to the spinneret 125. [

도 5에 도시된 바와 같이, 전압소스(130)와 각 방사노즐(125) 사이에는 저항체(135)가 구비될 수 있다. As shown in FIG. 5, a resistor 135 may be provided between the voltage source 130 and each spinneret 125.

이러한 저항체(135)는 노즐간 방사 균일도를 향상시키는 역할을 한다. 구체적으로, 저항체(135)가 없는 경우에는 방사노즐들(125)로부터 배출되는 나노섬유의 양이 제각각 달라지는 문제점이 일어날 수 있는데, 본 실시예서와 같이 전압소스(130)와 각 방사노즐(125) 사이에 일정 저항값의 저항체(135)가 연결된 경우 그러한 문제점이 해소되어 노즐간 방사 균일도가 크게 개선될 수 있다.The resistor 135 serves to improve the uniformity of radiation between nozzles. In the case where the resistor 135 is not provided, the amount of the nanofibers discharged from the spinning nozzles 125 may vary. In the present embodiment, the voltage source 130 and the spinning nozzles 125, Such a problem is solved when the resistance member 135 having a constant resistance value is connected between the nozzle and the nozzle.

아울러, 저항체(135)는 방사노즐(125)에서 발생될 수 있는 전기적인 충격(예: 단락, 스파크 등에 의한 과전류)에 대해 전압소스(130)를 보호하는 역할을 또한 수행한다.In addition, the resistor 135 also serves to protect the voltage source 130 against electrical shocks (e.g., overcurrent due to short circuit, sparking, etc.) that may be generated in the spinning nozzle 125.

저항체(135)의 저항은 전압소스(130)의 인가 전압에 따라 적절히 선택되며, 대략적으로는 수 MΩ 정도에서 선택된다. 예로써 전압소스(130)의 인가 전압이 10 내지 50 kV의 범위에 있을 때 저항체(135)의 저항은 5 내지 6 MΩ의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.The resistance of the resistor 135 is appropriately selected according to the voltage applied to the voltage source 130, and is selected to be approximately several MΩ. For example, when the applied voltage of the voltage source 130 is in the range of 10 to 50 kV, the resistance of the resistor 135 is preferably selected in the range of 5 to 6 M ?.

구동유닛(150)은 복수의 전기방사모듈(120A, 120B)을 대상 시트(S)의 폭 방향을 따라 왕복운동시키는 구성이다.The driving unit 150 reciprocates the plurality of electrospinning modules 120A and 120B along the width direction of the target sheet S.

전기방사모듈들(120A, 120B)이 고정되어 있지 않고 구동유닛(150)에 의해 대상 시트(S)을 폭 방향을 따라 왕복운동함으로써 대상 시트(S) 상에 나노섬유들이 고르게 코팅될 수 있다.The nanofibers can be uniformly coated on the target sheet S by not moving the electrospinning modules 120A and 120B and reciprocating the target sheet S in the width direction by the driving unit 150. [

즉, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 종래의 전기방사장치들의 경우에는 하나의 방사노즐로부터 방사된 나노섬유들이 서로 뭉쳐지거나 또는 인접한 방사노즐들로부터 나온 나노섬유들이 서로 연결되는 현상에 의해 나노섬유들이 대상 시트에 고르게 코팅되지 못하는 문제점이 나타나지만, 본 발명의 경우에는 전기방사모듈들(120A, 120B)이 시트의 폭 방향을 따라 왕복운동하도록 구동되므로 그러한 문제점이 해소될 수 있다.That is, as described above with reference to FIG. 2, in the case of the conventional electrospinning apparatus, the nanofibers emitted from one spinning nozzle are bundled together or the nanofibers coming out from adjacent spinning nozzles are connected to each other, However, in the case of the present invention, such problems can be solved because the electrospinning modules 120A and 120B are driven to reciprocate along the width direction of the sheet.

추가 설명하면, 본 발명의 경우에는 전기방사모듈들(120A, 120B)이 시트의 폭 방향을 따라 왕복운동하기 때문에 각각의 방사노즐에서 방사되는 나노섬유들이 서로 접촉되는 시간과 거리가 종래에 비해 현저히 짧아지게 됨으로써, 나노섬유들이 그에 하전된 정전기에 의해 서로 뭉쳐지거나 서로 연결되는 현상이 억제될 수 있고, 그 결과 대상 시트에 나노섬유들이 훨씬 고르게 코팅될 수 있는 것이다.In addition, since the electrospinning modules 120A and 120B reciprocate along the sheet width direction in the present invention, the time and distance when the nanofibers radiated from the respective spinning nozzles are in contact with each other are significantly By shortening, the phenomenon that the nanofibers are bundled together or connected to each other by the static electricity charged to them can be suppressed, and as a result, the nanofibers can be coated evenly on the target sheet.

더 나아가, 본 발명에서는 모든 전기방사모듈들(120A, 120B)이 공통적인 왕복운동을 하지 않는 점이 중요하다.Furthermore, in the present invention, it is important that all of the electrospinning modules 120A and 120B do not make a common reciprocating motion.

구체적으로, 본 발명에서 전기방사장치(100)는 제1 왕복운동을 하는 적어도 하나의 제1 전기방사모듈(120A) 및 제1 왕복운동과 운동 방향이 반대되는 제2 왕복운동을 하는 적어도 하나의 제2 전기방사모듈(120B)을 포함한다.Specifically, in the present invention, the electrospinning device 100 includes at least one first electrosupply module 120A performing a first reciprocating motion and at least one electrospinning module 120A having a first reciprocating motion and a second reciprocating motion, And a second electrospinning module 120B.

첫 번째 예로써, 도 3에서와 같이 전기방사장치(100)는 제1 왕복운동을 하는 제1 전기방사모듈(120A)과 제2 왕복운동을 하는 제2 전기방사모듈(120B)을 각각 1개씩 구비할 수 있다.3, the electrospinning apparatus 100 includes a first electrospinning module 120A that performs a first reciprocating motion and a second electrospun module 120B that performs a second reciprocating motion, .

이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 구동유닛(150)은 구동모터(151), 크랭크 샤프트(153) 및 2개의 링크부재(154)를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 크랭크 샤프트(153)에는 모터축(미도시)에 편심된 제1 및 제2 편심부(153a, 153b)가 하나씩 구비되며, 여기에 링크부재(154)를 통해 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)이 연결된다. 각 링크부재(154)의 양단에는 크랭크 샤프트(153)에 연결되는 관절(154a) 및 전기방사노즐(120A, 120B)에 연결되는 관절(154b)이 구비된다. 한편 크랭크 샤프트(153)의 모터측 반대편에는 그것의 단부를 지지하는 베어링 요소(152)가 구비된다.3, the drive unit 150 may have a structure including a drive motor 151, a crankshaft 153, and two link members 154. In this case, The crankshaft 153 is provided with first and second eccentric portions 153a and 153b which are eccentric to the motor shaft (not shown). The first and second eccentric portions 153a and 153b are connected to the crankshaft 153 via the link member 154, 120A, and 120B are connected. Both ends of each link member 154 are provided with a joint 154a connected to the crankshaft 153 and a joint 154b connected to the electrospinning nozzles 120A and 120B. On the other hand, on the opposite side of the motor side of the crankshaft 153, there is provided a bearing element 152 for supporting an end thereof.

여기에서 제1 및 제2 편심부(153a, 153b)는 편심 방향이 서로 반대이며 그러한 제1 및 제2 편심부(153a, 153b) 각각에 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)이 연결됨으로써 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)은 주기는 동일하지만 운동방향은 서로 반대인 왕복운동을 한다. 이때 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)은 왕복운동의 진폭이 동일한 것이 바람직한데, 이는 제1 및 제2 편심부(153a, 153b)의 편심 거리를 동일하게 설계함으로써 구현될 수 있다.Here, the first and second eccentric parts 153a and 153b have opposite directions of eccentricity, and the first and second electroscope modules 120A and 120B are provided on the first and second eccentric parts 153a and 153b, The first and second electrospinning modules 120A and 120B reciprocate in the same cycle but in opposite directions. It is preferable that the first and second electrospinning modules 120A and 120B have the same amplitude of the reciprocating motion. This can be realized by designing the eccentric distance of the first and second eccentric portions 153a and 153b to be the same .

두 번째 예로써, 도 4에서와 같이 전기방사장치(100)는 제1 왕복운동을 하는 제1 전기방사모듈(120A)과 제2 왕복운동을 하는 제2 전기방사모듈(120B)을 각각 2개씩 구비할 수 있다. 이러한 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 전기방사모듈(120A)과 제2 전기방사모듈(120B)은 서로 번갈아 배치됨이 바람직하다.4, the electrospinning apparatus 100 includes a first electrospinning module 120A performing a first reciprocating motion and a second electrospun module 120B performing a second reciprocating motion, . In this case, as shown in FIG. 4, it is preferable that the first electrospinning module 120A and the second electrospinning module 120B are alternately arranged.

이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 구동유닛(150)은 마찬가지로 구동모터(151), 크랭크 샤프트(153) 및 2개의 링크부재(154)를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 크랭크 샤프트(153)에는 모터축(미도시)에 편심된 제1 및 제2 편심부(153a, 153b)가 2개씩 구비되되 서로 번갈아 배치되며, 제1 및 제2 편심부들(153a, 153b)에는 링크부재(154)를 통해 제1 및 제2 전기방사모듈들(120A, 120B)이 대응적으로 연결된다.In this case, as shown in Fig. 4, the drive unit 150 may also have a structure including the drive motor 151, the crankshaft 153, and the two link members 154 as well. The crankshaft 153 is provided with two first and second eccentric portions 153a and 153b which are eccentric to the motor shaft (not shown) but are arranged alternately and the first and second eccentric portions 153a and 153b The first and second electrospinning modules 120A and 120B are correspondingly connected through the link member 154. [

전술한 바와 같이, 제1 및 제2 편심부들(153a, 153b)은 편심 방향이 서로 반대이며 그러한 제1 및 제2 편심부들(153a, 153b) 각각에 제1 및 제2 전기방사모듈들(120A, 120B)이 연결됨으로써 제1 및 제2 전기방사모듈들(120A, 120B)은 주기는 동일하지만 운동방향은 서로 반대인 왕복운동을 한다. 이때 제1 및 제2 전기방사모듈들(120A, 120B)은 왕복운동의 진폭이 동일한 것이 바람직한데, 이는 제1 및 제2 편심부들(153a, 153b)의 편심 거리를 동일하게 설계함으로써 구현될 수 있다.As described above, the first and second eccentric parts 153a and 153b have opposite directions of eccentricity, and the first and second electrospinning modules 120A and 120B are provided on the first and second eccentric parts 153a and 153b, respectively. And 120B are connected to each other so that the first and second electrospinning modules 120A and 120B reciprocate in the same cycle but in opposite directions. It is preferable that the first and second electrospinning modules 120A and 120B have the same reciprocal amplitude. This can be achieved by designing the first and second eccentric portions 153a and 153b to have the same eccentric distance have.

이상 설명한 예들에서는 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)이 각각 1개씩 또는 2개씩 구비되는 경우가 예시되었으나, 실시예에 따라 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B) 각각의 개수는 3개, 4개 등으로 보다 많아질 수 있다.In the above-described examples, one or two first and second electrospinning modules 120A and 120B are provided, respectively. However, the first and second electrospun modules 120A, The number can be increased to three, four, etc.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전기방사모듈(120A)에 구비된 방사노즐들(125A)의 장착 지점과 상기 제2 전기방사모듈(120B)에 구비된 방사노즐들(125B)의 장착 지점 사이에는 오프셋(offset)(F)이 존재할 수 있다. 즉, 제1 전기방사모듈(120A)의 어느 방사노즐(125A)에 대응되는 제2 전기방사모듈(120B)의 방사노즐(125B)은 오프셋(F)만큼 상대 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이러한 방사노즐 간 오프셋(F)은 반드시 필요한 것은 아니지만, 그러한 오프셋(F)이 존재함으로써 대상 시트(S)에 나노섬유가 더욱 고르게 코팅될 수 있다.6, the mounting points of the radiation nozzles 125A provided in the first electric radiation module 120A and the mounting points of the radiation nozzles 125B provided in the second electric radiation module 120B, There may be an offset (F) between the mounting points. That is, the radiation nozzle 125B of the second electrospinning module 120B corresponding to one of the radiation nozzles 125A of the first electrosupply module 120A may be disposed at a position relatively offset by an offset F. Although such an offset F between the radiation nozzles is not necessarily required, the existence of such an offset F allows the target sheet S to be coated more uniformly with the nanofibers.

예로써, 도 6에 도시된 바와 같이 오프셋(F)은 노즐간 피치(P)의 절반일 수 있다.By way of example, the offset F may be half the pitch P between the nozzles as shown in FIG.

이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 상술한 전기방사장치(100)의 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)의 움직임과 그에 따른 이점들에 대해 추가적으로 설명한다.Hereinafter, the movement of the first and second electrospinning modules 120A and 120B of the electrospinning device 100 described above with reference to Figs. 7 to 9 and the advantages thereof will be further described.

도 7은 전기방사장치(100)에 구비된 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)의 왕복운동을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)의 움직임을 나타낸 그래프이며, 도 9는 도 7에 도시된 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)의 움직임에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining reciprocating motion of the first and second electrospinning modules 120A and 120B provided in the electrospinning apparatus 100, and Fig. 8 is a view for explaining the reciprocating motion of the first and second electrospinning units 120A and 120B shown in Fig. FIG. 9 is a graph showing the movement of the modules 120A and 120B, and FIG. 9 is a view for explaining the effect of the movement of the first and second electrospinning modules 120A and 120B shown in FIG.

전술한 바와 같이 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)은 대상 시트(S)의 폭 방향을 따라 주기는 동일하되 운동 방향은 서로 반대되게 운동한다. 그리고 구동유닛(150)의 설계에 따라 양자의 진폭을 동일하게 설정할 수 있는데, 도 7 및 8은 그와 같이 주기는 물론 진폭도 동일한 실시예를 나타낸다.As described above, the first and second electrospinning modules 120A and 120B move in the same direction in the width direction of the target sheet S, but move in opposite directions to each other. The amplitudes of the both can be set to be the same according to the design of the driving unit 150, and FIGS. 7 and 8 show the embodiment having the same amplitude and the same cycle.

도 7 및 도 8에서 "T"및 "A"는 각각 주기(period)와 진폭(amplitude)을 나타낸다. 그리고, "Left end"및 "Right end"는 전기방사모듈의 최좌측 위치 및 최우측 위치를 각각 나타낸다.In FIGS. 7 and 8, "T" and "A" respectively denote a period and an amplitude. And "Left end" and "Right end" represent the leftmost position and the rightmost position of the electrospinning module, respectively.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 전기방사모듈(120A)이 우측으로 이동할 때 제2 전기방사모듈(120B)은 좌측으로 이동하며, 제1 전기방사모듈(120A)이 좌측으로 이동할 때 제2 전기방사모듈(120B)은 우측으로 이동한다. 또한, 제1 전기방사모듈(120A)의 최좌측에 위치할 때 제2 전기방사모듈(120B)의 최우측에 위치하며, 제1 전기방사모듈(120A)이 최우측에 위치할 때 제2 전기방사모듈(120B)는 최좌측에 위치한다.As shown in FIGS. 7 and 8, when the first electrosupply module 120A moves to the right, the second electrosumen module 120B moves to the left, and the first electrosumen module 120A moves to the left The second electrospinning module 120B moves to the right. When the first electrosupply module 120A is located at the rightmost side of the first electrosupply module 120A and is located at the rightmost side of the second electrosupmission module 120B, The radiation module 120B is located at the far left.

도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)이 대상 시트(S)의 폭 방향을 따라 왕복운동을 함으로써 그 시트(S) 상에 나노섬유가 고르게 코팅될 수 있다.The first and second electrospinning modules 120A and 120B reciprocate along the width direction of the target sheet S so that the nanofibers can be uniformly coated on the sheet S as shown in FIG. have.

더욱이, 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)이 서로 운동방향이 반대인 왕복운동을 함으로써 시트 상에 코팅된 나노섬유의 균일도가 보다 향상될 수 있다.Furthermore, the uniformity of the nanofibers coated on the sheet can be further improved by making the first and second electrospinning modules 120A and 120B reciprocate in the opposite directions of motion.

주된 이유는, 전기방사모듈들(120A, 120B)의 운동방향이 만약 동일한 경우에는 제1 전기방사모듈(120A)로부터 방사되는 나노섬유와 제2 전기방사모듈(120B)로부터 방사되는 나노섬유가 정전기 인력에 의해 서로 뭉치거나 연결되는 간섭이 일어나 섬유 코팅의 균일도가 저하될 수 있는 반면에, 본 발명의 경우에는 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)이 서로 반대 방향으로 운동하므로 두 모듈(120A, 120B)에서 방사되는 나노섬유들이 정전기 인력에 의해 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.The main reason is that when the moving directions of the electrospinning modules 120A and 120B are the same, the nanofibers emitted from the first electrosupply module 120A and the nanofibers emitted from the second electrosupilation module 120B are static- The first and second electrospinning modules 120A and 120B move in opposite directions to each other, while in the case of the present invention, since the first and second electrospinning modules 120A and 120B move in opposite directions to each other, This is because the nanofibers emitted from the first and second electrodes 120A and 120B can be prevented from interfering with each other by electrostatic attracting force.

또 하나의 이유는, 왕복운동하는 전기방사모듈을 단지 하나 구비한 경우 전기방사모듈이 우측으로 이동하는 동안에는 시트의 좌측 가장자리 영역의 코팅이 취약해지고 전기방사모듈이 좌측으로 이동하는 동안에는 시트의 우측 가장자리 영역의 코팅이 취약해질 수 있는 반면, 본 발명의 경우에는 서로 반대되는 방향으로 운동하는 전기방사모듈(120A, 120B)을 하나 이상 구비하므로 그러한 취약 영역이 나타나는 것이 방지되어 나노섬유 코팅의 균일도가 보다 향상될 수 있기 때문이다. Another reason is that if only one reciprocating electrospinning module is provided, the coating of the left edge region of the sheet becomes weak while the electrospun module moves to the right, and the right edge The coating of the region may be weakened. However, in the case of the present invention, since one or more of the electrospinning modules 120A and 120B that move in opposite directions are prevented, such a weak region is prevented from appearing, Can be improved.

한편, 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)의 진폭(A)은 지나치게 크거나 작지 않게 설정되어야 한다. 진폭(A)이 과하게 큰 경우 대상 시트(S)의 폭에 알맞게 나노섬유를 방사하는 것이 쉽지 않게 되고, 진폭(A)이 과하게 작은 경우 도 2를 참조하여 설명한 종래의 문제점이 해소되기 어렵다.On the other hand, the amplitudes (A) of the first and second electrospinning modules 120A and 120B should be set to be neither too large nor too small. When the amplitude A is excessively large, it is not easy to radiate the nanofibers according to the width of the target sheet S. If the amplitude A is excessively small, the conventional problems described with reference to FIG. 2 are hard to be solved.

이를테면, 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)의 진폭(A)은 그것의 2배 값(2A)이 노즐간 피치(P)의 절반보다는 크고 그 피치(P)보다는 작은 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.For example, the amplitude A of the first and second electrospinning modules 120A and 120B may be selected in a range where the double value 2A thereof is greater than half of the inter-nozzle pitch P and smaller than its pitch P .

2. 전기방사장치를 이용한 필터 제조 시스템2. Filter manufacturing system using electrospinning device

이하에서는 도 10 내지 도 12를 참조하여 상술한 전기방사장치(100)의 적용 예로서 필터 제조 시스템과 그에 의해 제조된 필터에 대해 설명한다.Hereinafter, a filter manufacturing system and a filter manufactured thereby will be described as an application example of the electrospinning device 100 described above with reference to Figs. 10 to 12. Fig.

도 10은 전기방사장치가 적용된 필터 제조 시스템의 실시예를 나타낸 개략도이고, 도 11은 도 10의 시스템을 통해 제조된 필터의 단면을 보이는 개략도이며, 도 12는 도 10의 시스템을 통해 제조된 실제 필터를 보이는 확대 사진이다.Fig. 10 is a schematic view showing an embodiment of a filter manufacturing system to which an electrospinning device is applied, Fig. 11 is a schematic view showing a cross section of a filter manufactured through the system of Fig. 10, This is an enlarged photo showing the filter.

도 10에 도시된 필터 제조 시스템은 앞서 설명한 전기방사장치(100)를 이용하여 특히 집진 필터로서 적합하게 사용될 수 있는 필터를 제조하기 위한 시스템이다.The filter manufacturing system shown in Fig. 10 is a system for manufacturing a filter, which can be suitably used as a particulate filter in particular, using the electrospinning device 100 described above.

이러한 필터 제조 시스템은 대상 시트(S)를 공급하는 시트공급롤러(210)와 완성된 필터를 감는 필터권취롤러(220)를 포함한다.Such a filter manufacturing system includes a sheet feeding roller 210 for feeding a target sheet S and a filter winding roller 220 for winding a completed filter.

또한 필터 제조 시스템은 전기방사장치(100)와, 전기방사장치의 앞에서 대상 시트(S)에 고분자 거품(B)을 코팅하는 제1 거품코팅부(300A, 400A, 500A)와, 전기방사장치의 뒤에서 대상 시트(S)에 고분자 거품(B)을 코팅하는 제2 거품코팅부(300B, 400B, 500B)를 포함한다.The filter manufacturing system includes an electrospinning device 100, first foam coating portions 300A, 400A, and 500A coating the polymer foam B on the target sheet S in front of the electrospinning device, And second foam coating portions 300B, 400B, and 500B that coat the polymer foam B on the target sheet S from behind.

여기서 제1 거품코팅부(300A, 400A, 500A)는 고분자 거품(B)을 공급하는 거품공급노즐(300A), 거품 코팅의 두께를 조절하는 거품두께 조절나이프(400A) 및 열원(예로써 전기히터)(510)이 제공하는 열에 의해 시트 상에 코팅된 거품을 건조 및 경화시키는 가열챔버(500A)를 포함한다. 이와 마찬가지로, 제2 거품코팅부(300B, 400B, 500B)도 거품공급노즐(300B), 거품두께 조절나이프(400B) 및 가열챔버(500B)를 포함한다.Here, the first foam coating units 300A, 400A, and 500A include a foam supply nozzle 300A for supplying the polymer foam B, a foam thickness adjusting knife 400A for adjusting the thickness of the foam coating, And a heating chamber 500A for drying and curing the foam coated on the sheet by the heat provided by the heater 510. Likewise, the second foam coating portions 300B, 400B, and 500B also include a foam supply nozzle 300B, a foam thickness control knife 400B, and a heating chamber 500B.

예로써, 시트공급롤러(210)를 통해 공급되는 대상 시트(S)로는 산업용 집진 필터 제조를 위한 유리 섬유가 선택될 수 있고, 제1 및 제2 거품코팅부에 의해 전기방사 공정 전후에 대상 시트(S)에 각각 코팅되는 고분자 거품으로는 테프론으로 잘 알려진 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTEE)이 선택될 수 있으며, 전기방사장치(100)에 의해 전기방사되는 나노섬유의 원료가 되는 고분자로는 메타 아라미드(Meta-Aramide)가 선택될 수 있다.For example, glass fiber for manufacturing an industrial dust filter can be selected as the target sheet S to be fed through the sheet feeding roller 210, and the first and second foam coating portions Polytetrafluoroethylene (PTEE), which is well known as Teflon, may be selected as a polymer foam coated on the substrate S, and a polymer which is a raw material of nanofibers electrospun by the electrospinning device 100 Meta-aramid < / RTI > may be selected.

도 11을 참조하면, 이러한 구성의 시스템을 통해 제조된 필터(1)는 시트 원단층(2), 제1 거품코팅층(3), 나노섬유층(4) 및 제2 거품코팅층(5)으로 구성된다.Referring to Fig. 11, the filter 1 manufactured through the system with this structure is composed of the sheet artificial layer 2, the first foam coating layer 3, the nanofiber layer 4 and the second foam coating layer 5 .

도 12-(a)는 제1 거품코팅층(3)의 확대 사진이고, 도 12-(b)는 제1 거품코팅층(3)과 그 위에 코팅된 나노섬유층(4)의 확대 사진이다. 여기 보이는 제1 거품코팅층(3)은 제2 거품코팅층(5)과 함께 필터(1)의 기공(porous)을 형성하는 구성으로서, 그 기공의 평균적인 크기는 20 ㎛ 정도이다. 나노섬유층(4)은 제1 및 제2 거품코팅층(5)에 의해 형성되는 기공들을 분할하여 실질적인 기공의 크기를 나노섬유층(4)의 두께에 따라 대략 0.5 내지 7 ㎛ 정도로 축소시키는 역할을 한다.Fig. 12- (a) is an enlarged photograph of the first foam coating layer 3, and Fig. 12- (b) is an enlarged photograph of the first foam coating layer 3 and the nanofiber layer 4 coated thereon. The first foam coating layer 3 shown here is configured to form porous of the filter 1 together with the second foam coating layer 5, and the average size of the pores is about 20 탆. The nanofiber layer 4 divides the pores formed by the first and second foam coating layers 5 to reduce the size of the substantial pores to about 0.5 to 7 μm according to the thickness of the nanofiber layer 4. [

이러한 나노섬유층(4)을 구비함으로써 필터(1)는 산업용 배출 가스 등의 대상 가스에 포함된 2.5 ㎛ 이하의 초미세먼지를 99.9 % 걸러낼 수 있게 된다. 따라서 본 실시의 시스템을 통해 제조된 필터(1)는 PM2.5 분진에 대해 높은 제거 성능을 가진 산업용 필터로서 적합하게 될 수 있다.By providing the nanofiber layer 4, the filter 1 can filter 99.9% of ultrafine dust of 2.5 mu m or less contained in the object gas such as industrial exhaust gas. Thus, the filter 1 produced through the present system can be adapted as an industrial filter with high removal performance for PM2.5 dust.

S : 대상 시트
N : 나노섬유
10 : 전극판
20 : 전기방사모듈
25 : 방사노즐
30 : 전압소스
100 : 전기방사장치
110 : 전극판
120A, 120B : 전기방사모듈
125, 125A, 125B : 방사노즐
130 : 전압소스
135 : 저항체
140 : 공압소스
141 : 공압호스
150 : 구동유닛
151 : 구동모터
152 : 베어링요소
153 : 크랭크 샤프트
153a : 제1 편심부
153b : 제2 편심부
154 : 링크부재
154a, 154b : 관절
300A, 300B : 거품공급노즐
400A, 400B : 거품두께 조절나이프
500A, 500B : 가열챔버
510 : 열원
S: Target Sheet
N: Nano fiber
10: Electrode plate
20: Electrospinning module
25: Spinning nozzle
30: Voltage source
100: electrospinning device
110: electrode plate
120A, 120B: Electrospinning module
125, 125A, 125B: Spinning nozzle
130: voltage source
135: Resistor
140: Pneumatic source
141: Pneumatic hose
150: drive unit
151: drive motor
152: Bearing element
153: Crankshaft
153a: 1st eccentric part
153b: second eccentric portion
154: Link member
154a, 154b: joints
300A, 300B: Foam supply nozzle
400A, 400B: Foam thickness control knife
500A, 500B: heating chamber
510: heat source

Claims (14)

대상 시트(S)에 나노섬유(N)를 전기방사하기 위한 전기방사장치(100)로서,
상기 시트의 제1 표면과 마주하는 전극판(110);
상기 시트의 제2 표면과 마주하는 복수의 방사노즐들(125)을 가진 둘 이상의 전기방사모듈들(120A, 120B);
상기 전극판(110)과 각 방사노즐(125) 사이에 전기적으로 연결된 전압소스(130); 및
상기 전기방사모듈들(120A, 120B)을 상기 시트의 폭 방향을 따라 왕복운동시키는 구동유닛(150);을 포함하며,
상기 전기방사모듈들(120A, 120B)은,
제1 왕복운동을 하는 적어도 하나의 제1 전기방사모듈(120A); 및
제2 왕복운동을 하는 적어도 하나의 제2 전기방사모듈(120B);을 포함하며,
상기 제1 및 제2 왕복운동은 서로 반대되는 운동 방향을 갖는,
전기방사장치.
An electrospinning device (100) for electrospinning nanofibers (N) to a target sheet (S)
An electrode plate (110) facing the first surface of the sheet;
Two or more electrospinning modules (120A, 120B) having a plurality of spinning nozzles (125) facing a second surface of the sheet;
A voltage source 130 electrically connected between the electrode plate 110 and each spinneret 125; And
And a driving unit (150) reciprocating the electrospinning modules (120A, 120B) along the width direction of the sheet,
The electrospinning modules 120A,
At least one first electrosupply module (120A) for performing a first reciprocating motion; And
And at least one second electrospinning module (120B) performing a second reciprocating motion,
Wherein the first and second reciprocating motions have mutually opposite directions of motion,
Electrospinning device.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전기방사모듈(120A)이 최좌측에 위치할 때 상기 제1 전기방사모듈(120B)은 최우측에 위치하고, 상기 제1 전기방사모듈(120A)이 최우측에 위치할 때 상기 제2 전기방사모듈(120B)은 최좌측에 위치하는,
전기방사장치.
The method according to claim 1,
The first electrospinning module 120B is located at the rightmost position when the first electrospinning module 120A is located at the leftmost side and the second electrospinning module 120B is located at the rightmost position when the first electrospinning module 120A is located at the leftmost side. The electrospinning module 120B includes a leftmost,
Electrospinning device.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 왕복운동은 동일한 진폭(A) 및 동일한 주기(T)를 갖는,
전기방사장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second reciprocating motions have the same amplitude (A) and the same period (T)
Electrospinning device.
청구항 3에 있어서,
각 전기방사모듈(120A, 120B)에는 상기 복수의 방사노즐들(125)이 일정 피치(P) 간격으로 일렬로 배열되는,
전기방사장치.
The method of claim 3,
The plurality of radiation nozzles 125 are arranged in a line at a predetermined pitch (P) in each of the electrospinning modules 120A and 120B.
Electrospinning device.
청구항 4에 있어서,
상기 진폭(A)은 그것의 2배 값(2A)이 상기 피치(P)의 절반보다는 크고 상기 피치(P)보다는 작게 범위에서 설정되는,
전기방사장치.
The method of claim 4,
Wherein said amplitude A is set in a range such that its double value 2A is greater than half of said pitch P and less than said pitch P,
Electrospinning device.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 전기방사모듈(120A)에 구비된 방사노즐들(125A)의 장착 지점과 상기 제2 전기방사모듈(125B)에 구비된 방사노즐들(125B)의 장착 지점 간에는 오프셋(offset)(F)이 존재하는,
전기방사장치.
The method of claim 4,
An offset F between an attachment point of the radiation nozzles 125A provided in the first electric radiation module 120A and a mounting point of the radiation nozzles 125B provided in the second electric radiation module 125B ) Exists,
Electrospinning device.
청구항 6에 있어서,
상기 오프셋(F)의 크기는 상기 피치의 절반인,
전기방사장치.
The method of claim 6,
Wherein the size of the offset F is a half of the pitch,
Electrospinning device.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)은 각각 하나씩 구비되는,
전기방사장치.
The method according to claim 1,
Each of the first and second electrospinning modules 120A,
Electrospinning device.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 전기방사모듈(120A, 120B)은 각각 두 개씩 구비되며 서로 번갈아 배치되는,
전기방사장치.
The method according to claim 1,
Each of the first and second electrospinning modules 120A and 120B includes two first and second electrospinning modules 120A and 120B,
Electrospinning device.
청구항 1에 있어서,
각 방사노즐(125)과 상기 전압소스(130) 사이에는 노즐간 방사 균일도를 향상시키기 위한 저항체(135)가 연결된,
전기방사장치.
The method according to claim 1,
A resistor 135 for improving the uniformity of radiation between nozzles is connected between each spinneret 125 and the voltage source 130,
Electrospinning device.
청구항 10에 있어서,
상기 전압소스(130)의 인가 전압이 10 내지 50 kV인 경우 상기 저항체(135)의 저항값은 5 내지 6 MΩ인,
전기방사장치.
The method of claim 10,
When the applied voltage of the voltage source 130 is 10 to 50 kV, the resistance value of the resistor 135 is 5 to 6 M?
Electrospinning device.
청구항 1에 있어서,
상기 구동유닛(150)은,
구동모터(151);
상기 구동모터(151)의 모터축에 연결된 크랭크 샤프트(153); 및
상기 크랭크 샤프트(153)와 각 전기방사모듈(120A, 120B)을 연결하는 복수의 링크부재(154);를 포함하며,
상기 크랭크 샤프트(153)는,
상기 링크부재(154)를 통해 상기 제1 전기방사모듈(120A)이 연결되는 적어도 하나의 제1 편심부(153a); 및
상기 제1 편심부(153a)와 편심 방향이 반대이며 상기 링크부재(154)를 통해 상기 제2 전기방사모듈(120B)이 연결되는 적어도 하나의 제2 편심부(153b);를 포함하는,
전기방사장치.
The method according to claim 1,
The driving unit (150)
A driving motor 151;
A crankshaft 153 connected to the motor shaft of the driving motor 151; And
And a plurality of link members (154) connecting the crankshaft (153) and each of the electrospinning modules (120A, 120B)
The crankshaft (153)
At least one first eccentric part (153a) to which the first electrospinning module (120A) is connected through the link member (154); And
And at least one second eccentric part (153b) to which the second electrospinning module (120B) is connected via the link member (154), the eccentric direction being opposite to the first eccentric part (153a)
Electrospinning device.
필터 원단인 대상 시트를 공급하는 시트공급롤러(210);
상기 공급된 시트에 제1 고분자 거품을 코팅하는 제1 거품코팅부(300A, 400A, 500A);
상기 제1 고분자 거품이 코팅된 시트에 나노섬유를 전기방사하는 전기방사장치;
상기 나노섬유가 방사된 시트에 제2 고분자 거품을 코팅하는 제2 거품코팅부(300B, 400B, 500B); 및
상기 제2 고분자 거품이 코팅된 시트가 감겨지는 필터권취롤러(220);를 포함하며,
상기 전기방사장치는 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 전기방사장치(100)인,
필터 제조 시스템.
A sheet feeding roller 210 for feeding a target sheet as a filter fabric;
A first foam coating part (300A, 400A, 500A) coating the first polymer foam on the supplied sheet;
An electrospinning device for electrospinning the nanofibers on the sheet coated with the first polymer foam;
A second foam coating unit (300B, 400B, 500B) for coating the second polymer foam on the sheet on which the nanofibers are radiated; And
And a filter winding roller (220) around which the second polymer foam coated sheet is wound,
The electrospinning device is the electrospinning device (100) according to any one of claims 1 to 12,
Filter manufacturing system.
청구항 13의 필터 제조 시스템에 의해 제조된 집진 필터(1).A dust filter (1) produced by the filter manufacturing system of claim 13.
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