KR20190087356A - Substrate including nano fiber and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

A substrate comprising nanofibers is provided, which comprises: a base layer; and a nanofiber layer formed of fibers which are bonded by forming a bonding portion on one side of the substrate and bonded by fusion and formed by electrospinning. The bonding portion is formed by a line bonding of a line pattern including at least one of a line, a closed curve, and a polygon. The adhesion between the nanofibers and a nonwoven fabric is increased.

Description

나노섬유를 포함하는 기재 및 이를 제조하는 방법{SUBSTRATE INCLUDING NANO FIBER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a substrate including nanofibers and a method of manufacturing the same. [0002]

본 발명은 나노섬유를 포함하는 기재 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate comprising nanofibers and a method of manufacturing the same.

최근에는 나노기술이 점차 발달하면서 섬유분야에서도 전기방사를 통한 나노사이즈의 나노섬유의 개발 및 나노 섬유의 특성을 이용한 전기전자, 환경, 생명, 의학 등 산업전반에 걸쳐 첨단소재로의 응용에 큰 관심이 모아지고 있다. 나노섬유를 제조하기 위한 전기방사는 표면장력에 의해 모세관 끝에 매달려 있는 물방울에 고전압을 부여할 때 물방울 표면에서 미세 필라멘트가 방출되는 정전 스프레이 과정에서 변형된 것으로 충분한 점도를 가진 고분자 용액이나 용융체가 정전기력을 부여받을 경우 섬유가 형성되는 현상을 응용한 방사기술이다.Recently, as nanotechnology has been gradually developed, there is a great interest in the application of high-tech materials in the fields of electronics, environment, life, medicine, etc. using the development of nano- Is gathering. Electrospinning for making nanofibers is an electrostatic spraying process in which fine filaments are released from the surface of a droplet when a high voltage is applied to a droplet suspended at the end of the capillary due to the surface tension. The polymer solution having a sufficient viscosity or the molten electrostatic force It is a spinning technique that applies the phenomenon that fibers are formed when they are given.

한편, 전기방사 장치는 부직포 등에 전기방사를 통해 나노섬유를 적층시키고 이를 열융착 또는 점융착시키면서 나노섬유와 부직포 등 간에 서로 고정된 상태를 유지하도록 한다. 이러한 접착방식은 나노섬유가 부직포에 접착된 상태를 유지하기에 접착면적 또는 접착면의 구조에 있어서 취약할 수 있다.On the other hand, the electrospinning device keeps the nanofibers and the nonwoven fabric fixed to each other while laminating the nanofibers through electrospinning to a nonwoven fabric and thermally fusing or fusing them. Such a bonding method may be weak in terms of the bonding area or the structure of the bonding surface in order to keep the nanofibers bonded to the nonwoven fabric.

대한민국 공개특허공보 제 2011-0010476 호 (2011. 02. 01)Korean Patent Publication No. 2011-0010476 (2011.02.01)

본 발명의 일 실시예는 부직포 등의 기재에 전기방사를 통한 나노섬유를 방사하고 부직포 등과 나노섬유 간의 고정을 위한 기 결정된 패턴형의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a base material comprising nanofibers having a predetermined pattern-type bonding structure for spinning nanofibers through electrospinning on a base material such as a nonwoven fabric and for fixing between a nonwoven fabric and the nanofiber do.

본 발명의 일 실시예는 곡형 패턴의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention aims to provide a substrate comprising nanofibers having a curved pattern of bonding structure.

본 발명의 일 실시예는 직선현 패턴의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention aims to provide a base material comprising nanofibers having a bonding structure of a straight-chained pattern.

본 발명의 일 실시예는 각형 패턴의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention aims to provide a base material comprising nanofibers having a bonding structure of a square pattern.

본 발명의 일 실시예는 부직포 등의 기재에 전기방사를 통한 나노섬유를 방사하고 부직포 등과 나노섬유 간의 고정을 위한 기 결정된 패턴형의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention provides a method for manufacturing a substrate including nanofibers having a predetermined pattern-type adhesive structure for spinning nanofibers through electrospinning on a substrate such as a nonwoven fabric and fixing the nonwoven fabric and the nanofibers .

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재는, 하나이상의 통공을 포함하는 베이스층 및 상기 베이스층의 일측에 접합부를 형성하며 융착에 의해 접합되고, 전기방사에 의해 형성되는 섬유로 구성되는 나노섬유층을 포함하고, 상기 나노섬유층은, 서로 다른 방향으로 상기 베이스층 상에 흡착되어 겹층으로 형성되되, 상기 겹층된 각각의 나노섬유층 중 하나의 층은 무작위로 배열되고, 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성되고, 상기 접합부는, 선, 폐곡선, 다각형 중 하나 이상의 형태를 포함하는 라인패턴의 선접합으로 형성되고, 상기 접합부의 단면적은 상기 통공의 단면적과 반비례 관계에 있다.A base material comprising nanofibers according to an embodiment of the present invention includes a base layer including at least one through hole and a fiber formed by electrospinning and formed by bonding at one side of the base layer, Wherein the nanofiber layer is adsorbed on the base layer in different directions so as to form a laminate layer, one of the laminated nanofiber layers is randomly arranged, and the other layer Wherein the joining portion is formed by a line joining of a line pattern including at least one of a line, a closed curve, and a polygon, and a cross sectional area of the joining portion is in inverse proportion to a cross sectional area of the through hole.

여기서, 상기 라인패턴은 직선 또는 곡선을 포함하는 지그재그 형태를 하나 이상 포함할 수 있다.Here, the line pattern may include at least one zigzag pattern including a straight line or a curved line.

또한, 상기 라인패턴은 직선 및 곡선을 포함하는 도형일 수 있다.In addition, the line pattern may be a figure including a straight line and a curve.

또한, 상기 다각형은 서로 인접배치된 복수 개의 육각형을 포함할 수 있다. In addition, the polygons may include a plurality of hexagons arranged adjacent to each other.

또한, 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 중첩된 면적의 둘레를 따라 상기 라인패턴이 형성될 수 있다.In addition, the line pattern may be formed along the periphery of the overlapped area of the base layer and the nanofiber layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법은, 하나이상의 통공을 포함하는 베이스층을 이송시키고, 상기 베이스층의 일측면에 위치된 방사부로부터 상기 일측면에 전기방사를 통해 하나 이상의 나노섬유층을 형성하되, 서로 다른 방향으로 상기 베이스층 상에 흡착되어 겹층으로 형성함과 아울러, 상기 겹층된 각각의 나노섬유층 중 하나의 층은 무작위로 배열되고, 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성하며, 상기 나노섬유층이 형성된 측면에 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 융착을 수행하여 라인패턴의 선접합으로 접합부를 형성시키되, 상기 접합부의 단면적은 상기 통공의 단면적과 반비례 관계에 있다.A method of fabricating a substrate comprising nanofibers according to one embodiment of the present invention includes the steps of transporting a base layer comprising at least one aperture and radiating electrospinning from the radiating portion located on one side of the base layer to the side Wherein at least one of the layers of the laminated nanofibers is randomly arranged and the other layer is formed of a plurality of nanofibers, Forming a layer having a directionality, The base layer and the nano fiber layer are fusion-bonded to the side surface of the nano fiber layer to form a junction by line-joining the line pattern, and the cross-sectional area of the junction is inversely proportional to the cross-sectional area of the through hole.

여기서, 상기 라인패턴은 직선 또는 곡선을 포함하는 지그재그 형태를 하나 이상 포함할 수 있다.Here, the line pattern may include at least one zigzag pattern including a straight line or a curved line.

또한, 상기 라인패턴은 직선 및 곡선을 포함하는 도형일 수 있다.In addition, the line pattern may be a figure including a straight line and a curve.

또한, 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 중첩된 면적의 둘레를 따라 상기 라인패턴이 형성될 수 있다.In addition, the line pattern may be formed along the periphery of the overlapped area of the base layer and the nanofiber layer.

본 발명의 일 실시예는 부직포 등의 기재에 전기방사를 통한 나노섬유를 방사하고 부직포 등과 나노섬유 간의 고정을 위한 기 결정된 패턴형의 접착구조에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 증대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention relates to a nanofiber that increases the adhesion between a nanofiber and a nonwoven fabric by a predetermined pattern-type bonding structure for spinning nanofibers through electrospinning on a substrate such as a nonwoven fabric and fixing the nonwoven fabric to the nanofibers May be provided.

본 발명의 일 실시예는 곡형 패턴의 접착구조에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 증대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공할 수 있다.An embodiment of the present invention can provide a substrate including nanofibers in which the adhesion between the nanofibers and the nonwoven fabric is increased by the curved pattern bonding structure.

본 발명의 일 실시예는 직선형 패턴의 접착구조 에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 증대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공할 수 있다.An embodiment of the present invention can provide a substrate including nanofibers in which the adhesion between the nanofibers and the nonwoven fabric is increased by the linear pattern bonding structure.

본 발명의 일 실시예는 각형 패턴의 접착구조에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 증대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공할 수 있다.An embodiment of the present invention can provide a base material including nanofibers in which the adhesive force between the nanofibers and the nonwoven fabric is increased by the adhesive structure of the square pattern.

본 발명의 일 실시예는 부직포 등의 기재에 전기방사를 통한 나노섬유를 방사하고 부직포 등과 나노섬유 간의 고정을 위한 기 결정된 패턴형의 접착구조에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 등대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention relates to a nanofiber that emits nanofibers through electrospinning to a base material such as a nonwoven fabric and bonds the nanofibers to the nonwoven fabric by a predetermined pattern-type bonding structure for fixing the nonwoven fabric to the nanofibers To provide a method of making the included substrate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기재를 포함하는 나노섬유를 포함하는 기재의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스층의 일측에 나노섬유층이 전기방사되는 것을 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사에 의해 형성된 나노섬유를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함한 기재를 제조하는 장치를 나타낸 도면이며,
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 접합부의 다양한 패턴을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a perspective view of a substrate comprising a nanofiber comprising a substrate according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view illustrating that a nanofiber layer is electrospun on one side of a base layer according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a view illustrating a nanofiber formed by electrospinning according to an embodiment of the present invention, and FIG.
4 is a view showing an apparatus for manufacturing a substrate including nanofibers according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a diagram illustrating various patterns of a junction according to embodiments of the present invention, and FIG.
6 is a flowchart illustrating a method of fabricating a substrate including nanofibers according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.The technical idea of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely a means for effectively explaining the technical idea of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재(100)의 사시도이다.1 is a perspective view of a substrate 100 comprising nanofibers according to one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기재(100)는 나노섬유층(120) 및 베이스층(110)을 포함할 수 있다. 베이스층(110)의 일측면에 층을 이루며 위치되는 나노섬유층(120)은 전기방사에 의해 형성될 수 있다. 상기 전기방사는 베이스층(110)이 이송되는 과정에서 일면에 나노섬유층(120)이 전기방사되는 것을 의미한다. 상기 나노섬유층(120)이 일측에 위치된 베이스층(110)은 두 층이 서로 접합되어 고정될 수 있도록 접합될 수 있다. 상기 접합은 융착을 통해 이루어질 수 있다. 상기 융착은 열융착, 초음파융착 및 압착 등을 포함하며, 이 중 하나 이상의 수단에 의해 접합되어 이루어질 수 있다. 상기 접합은 다양한 형태로 접합될 수 있으며, 접합의 예시는 도 5를 통해 개시하였으며, 개시된 예시에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 1, the substrate 100 may include a nanofiber layer 120 and a base layer 110. The nano fiber layer 120, which is disposed on one side of the base layer 110, may be formed by electrospinning. The electrospinning means that the nanofiber layer 120 is electrospun on one side of the base layer 110 during its transport. The base layer 110, on which the nanofiber layer 120 is disposed, may be bonded such that the two layers are bonded together and fixed. The bonding may be performed by fusion bonding. The fusion bonding includes heat fusion, ultrasonic fusion bonding, and pressing, and may be bonded by one or more of these means. The junction may be bonded in various forms, and examples of junctions are disclosed in FIG. 5 and are not limited to the disclosed examples.

상기 융착을 통해 접합된 베이스층(110) 및 나노섬유층(120)은 필터에 포함되는 구성 중 하나가 될 수 있다. 예를 들어, 기재(100)는 유체를 통과시키는 필터로 채용될 수 있다. 상기 유체는 기체 및 액체를 포함하며 기체의 경우, 공기 중에 포함된 미립자를, 공기가 기재(100)를 통과하는 과정에서 상기 나노섬유층(120)이 미립자를 여과시킬 수 있다. 실시예로는 담배에 포함되거나 결합되는 필터로 채용될 수 있다. 또한, 액상 유체도 이와 마찬가지로, 일 예로 정수과정에서 음용수 내에 섞여있는 미립자를 나노섬유층(120)이 여과될 수 있다.The base layer 110 and the nanofiber layer 120 bonded together through fusion bonding may be one of the structures included in the filter. For example, the substrate 100 may be employed as a filter to pass a fluid. The fluid includes a gas and a liquid, and in the case of a gas, fine particles contained in the air can be filtered by the nanofiber layer 120 while air passes through the substrate 100. An embodiment may be employed as a filter included in or coupled to a cigarette. Likewise, the liquid fluid may be filtered by the nanofiber layer 120, for example, fine particles mixed in the drinking water in the purification process.

상기 유체통과 경로에 위치되는 필터로 채용된 기재(100)는 미립자의 경우 나노섬유층(120)에 의해 여과될 수 있고, 그보다 큰 입자는 베이스층(110)에 의해 여과될 수 있다. 여기서 베이스층(110)은 일 예로서 부직포 등이 될 수 있다. 부직포도 무작위로 방향 및 크기의 통공이 형성되어 유체가 통과될 수 있으므로 통공을 결정된 크기 및 방향으로 제조하여 나노섬유층(120)이 여과시키는 미립자보다 큰 입자를 여과시킬 수 있다.The substrate 100 employed as a filter located in the fluid passage can be filtered by the nanofiber layer 120 in the case of fine particles and larger particles can be filtered by the base layer 110. The base layer 110 may be a nonwoven fabric or the like as an example. Since the nonwoven fabric may be randomly formed in the direction and size of the through holes to allow the fluid to pass therethrough, the through holes may be formed in a predetermined size and direction so that the particles larger than the fine particles to be filtered by the nanofiber layer 120 can be filtered.

따라서, 이러한 경우에는 유체가 이동하는 방향으로부터 전측을 향하도록 베이스층(110)을 배치하고 후측을 향하도록 나노섬유층(120)을 배치할 수 있다.Accordingly, in this case, the base layer 110 may be disposed so as to face forward from the direction in which the fluid moves, and the nanofiber layer 120 may be disposed to face the rear side.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스층(110)의 일측에 나노섬유층(120)이 전기방사되는 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사에 의해 방향성이 무작위로 형성된 나노섬유를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating that the nanofiber layer 120 is electrospun on one side of a base layer 110 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross- Fig. 3 shows a randomly formed nanofiber. Fig.

도 2 및 도 3을 참조하면, 베이스층(110)의 일면에 나노섬유층(120)이 방사될 수 있다. 일측으로부터 베이스층(110)이 제공되고, 제공된 베이스층(110)은 이송롤러(도 3의 310, 320) 등을 통해 타측으로 이송될 수 있다. 상기 방사는 베이스층(110)이 이송롤러(도 3의 310, 320) 측으로 이송되기 전에 수행될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the nanofiber layer 120 may be radiated on one side of the base layer 110. A base layer 110 is provided from one side, and the provided base layer 110 can be transferred to the other side through a transfer roller (310, 320 in Fig. 3, etc.). The radiation may be performed before the base layer 110 is conveyed to the conveying rollers (310 and 320 in FIG. 3).

나노섬유를 전기방사하는 방사부(200)는 하나 이상일 수 있다. 전기방사는 나노섬유가 베이스층(110)에 무작위로 방사되거나 기 결정된 방향성을 가지도록 방사될 수 있다. 예를 들어, 방사부(200)가 두(2) 개인 경우, 각각의 방사부(200)가 베이스층(110)의 이동방향을 기준으로 전후배치되어 나노섬유가 겹층되도록 형성시킬 수 있다. 즉, 나노섬유층(120)은 복수 개의 층으로 형성될 수 있다. 물론 겹층된 각각의 층은 방향성에 있어서, 하나의 층은 무작위로 배열되고 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성될 수 있다. 그리고, 그 반대일 수 있으며, 두 층이 무작위 또는 방향성을 가지도록 형성될 수 있음은 물론이다.One or more radiation units 200 for electrospinning the nanofibers may be used. Electrospinning can be radiated such that the nanofibers are randomly emitted to the base layer 110 or have a predetermined directionality. For example, when there are two (2) radiation units 200, the radiation units 200 may be arranged such that the nanofibers are laid one on top of the other, based on the moving direction of the base layer 110. That is, the nanofiber layer 120 may be formed of a plurality of layers. Of course, each of the layers stacked may be formed of a layer having a directionality, one layer being randomly arranged and the other layer being a directional layer. And vice versa, and it is of course possible that the two layers are formed to be random or directional.

여기서, 나노섬유층(120)이 두 개의 방향성을 가지고 있는 층으로 형성될 경우, 겹층의 각 나노섬유는 서로 다른 방향성을 가지고 형성될 수 있다. 이러한 배치는 여과효율을 증진시키기 위한 구조로서, 미립자가 통과하는 것을 구조적으로 저해할 수 있다.Here, when the nanofiber layer 120 is formed of a layer having two directionality, each of the nanofibers of the layer can be formed with different directions. Such an arrangement is a structure for promoting filtration efficiency, and it can structurally inhibit the passage of particulates.

한편, 전기방사와 관련해서 구체적으로, 나노섬유로 형성된 나노섬유층(120)은 전기방사적층(Electrospinning, E-S)과정에 의해 형성되어 베이스층(110) 위에 무작위로 배열되어 적층되는 비방향성 적층(Random E-S) 방식에 의하여 기 결정된 접합력으로 서로 고착될 수 있다. 또한, 방향성 적층(Directional E-S) 방식에 의하여 베이스층(110) 위에 일방향으로 나란히 배열되어 적층될 수 있다. 상기 방향성 적층의 경우에는 기 결정된 시간 간격으로 다른 방향으로 나노섬유층(120)을 형성할 수 있다.Specifically, in relation to electrospinning, a nanofiber layer 120 formed of nanofibers is formed by an electrospinning (ES) process and is randomly arranged on a base layer 110 to form a non-directional laminate ES) < / RTI > method. In addition, they can be stacked and arranged side by side in one direction on the base layer 110 by a directional E-S method. In the case of the directional lamination, the nanofiber layer 120 may be formed in different directions at predetermined time intervals.

예를 들어, 베이스층(110)에 수행된는 나노섬유층(120)의 비방향성 적층(Random E-S) 또는 방향성 적층(Directional E-S)의 형성방법의 경우, 방사부(200)에 의하여 고분자 재료가 전기 방사를 통해 배출되어 베이스층(110) 상에 배열될 수 있다. 전기 방사 과정에서 고분자 재료 내부에서는 전기적인 반발력이 생겨 나노 사이즈의 실 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 고분자 재료는 용매 상태로 방사부(200) 내에 존재할 수 있다. 여기서 베이스층(110)은 부직포일 수 있다.For example, in the case of the method of forming the non-directional laminate (Random ES) or the directional laminate (Directional ES) of the nanofiber layer 120 performed on the base layer 110, And may be arranged on the base layer 110. In the electrospinning process, an electric repulsive force is generated inside the polymer material and can be formed into a nano-sized yarn shape. Therefore, the polymer material may be present in the radiation part 200 in a solvent state. The base layer 110 may be a nonwoven fabric.

나아가, 방향성 적층(Directional E-S) 방식의 경우에는 나노 섬유가 방사되는 속도를 고려하여 베이스층(110)을 기 결정된 속도로 이동 또는 회전시킬 수 있고, 나노섬유가 생성되는 속도에 맞추어 이동 또는 회전함으로써 나노 섬유가 배열되도록 할 수 있다.In addition, in the case of the directional lamination (Directional ES) method, the base layer 110 can be moved or rotated at a predetermined speed in consideration of the speed at which the nanofibers are radiated, The nanofibers can be arranged.

뿐만 아니라 부분적으로 나노섬유가 형성된 방향이 다르게 형성시킬 수 있다. 이러한 나노섬유의 방사방향 제어부(미도시) 전기방사를 통해 형성될 수 있다.In addition, the direction in which the nanofibers are partially formed can be formed differently. And may be formed through electrospinning of a radial direction control unit (not shown) of the nanofiber.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함한 기재(100)를 제조하는 장치를 나타낸 도면이다.4 is a view illustrating an apparatus for manufacturing a substrate 100 including nanofibers according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 나노섬유층(120) 및 베이스층(110)이 접합되는 접합부(130)를 형성하는 융착부(400)는, 방사부(200)와 이송롤러(310, 320) 사이에 위치될 수 있다. 구체적으로, 방사부(200)에 의해 베이스층(110)에 형성된 나노섬유측(120)은 이송롤러(310, 320) 측으로 이송되는 중에 베이스층(110)과 융착될 수 있다.4, the fused portion 400 forming the bonding portion 130 to which the nano fiber layer 120 and the base layer 110 are bonded is sandwiched between the radiation portion 200 and the transporting rollers 310 and 320 Lt; / RTI > Specifically, the nanofiber 120 formed on the base layer 110 by the radiation part 200 can be fused to the base layer 110 while being transferred to the conveying rollers 310 and 320.

앞서 설명한 바와 같이 융착은 열융착, 초음파융착, 압착 등에 수단에 의해 수행될 수 있다. 융착이 수행됨으로써, 베이스층(110)과 나노섬유층(120)이 서로 접합되는 접합부(130)가 형성될 수 있다. 물론, 전기방사를 통해 나노섬유층(120)과 베이스층(110)은 기 결정된 접합력이 발생하긴 하나, 두 부재 간의 접합력을 보강하기 위해 접합부(130)를 형성할 수 있다.As described above, fusion bonding can be performed by means of heat fusion, ultrasonic fusion, compression, or the like. By performing fusion bonding, a bonding portion 130 where the base layer 110 and the nano fiber layer 120 are bonded to each other can be formed. Of course, although the predetermined bonding force is generated between the nano fiber layer 120 and the base layer 110 through the electrospinning, the bonding portion 130 may be formed to reinforce the bonding force between the two members.

상기 접합부(130)는 융착이 되므로, 접합부(130)가 형성되는 지점에는 통공이 형성될 수 없으므로, 유체의 통과가 불가능해지므로, 형성된 접합부(130)의 면적은 최소화하되, 접합성은 유지할 수 있도록 형성할 수 있다. 따라서, 접합부(130)는 선의 형태로 형성되되, 점 또는 면의 형태로 형성되지 않는다.Since the bonding portion 130 is fused, no through hole can be formed at the bonding portion 130, so that the fluid can not pass therethrough. Therefore, the area of the bonding portion 130 formed is minimized, . Accordingly, the joint 130 is formed in the form of a line, and is not formed in the form of a dot or a plane.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 접합부(130; 130a, 130b, 130c, 130, 130d, 130e, 130f, 130g)의 다양한 패턴을 나타낸 도면이다. 이하의 설명에서, "선 형태" 란 연속적인 선의 형태뿐만 아니라, 선의 형태로 볼 수 있는 형태, 예를 들어 선의 형태로 비연속적으로 점이 이어진 경우도 포함할 수 있다.FIG. 5 is a view showing various patterns of the joints 130, 130a, 130b, 130c, 130, 130d, 130e, 130f, and 130g according to the embodiments of the present invention. In the following description, "line shape" may include not only a continuous line shape but also a shape that can be viewed in the form of a line, for example, a case where a dot is discontinuously formed in the form of a line.

도 5(a) 내지 도 5(g)를 참조하면, 접합부(130)는 지그재그형 선 형태의 접합부(130c), 단락형 직선형태의 접합부(130a), 곡선형태의 접합부(130b), 폐곡선형태의 접합부(130d), 다각형태의 접합부(130e) 및 곡선 및 직선의 조합으로 구성된 도형 형태의 접합부(130g)를 포함할 수 있다. 나아가, 도시하지 않았지만, 기재(100)에서 베이스층(110) 및 나노섬유층(120)이 중첩되는 면적의 둘레부에 둘레를 따라 접합부(130)가 형성될 수 있다. 특히 도 5(e)의 경우와 같이 서로 연속된 육각형인 벌집모양의 접합부(130e)가 형성될 수 있다.5 (a) to 5 (g), the junction 130 includes a zigzag line-shaped junction 130c, a short-circuit-like junction 130a, a curved junction 130b, A junction 130d of a polygonal shape, and a junction 130g in the form of a figure composed of a combination of a curve and a straight line. Further, although not shown, a bonding portion 130 may be formed along the circumference of the periphery of the area where the base layer 110 and the nano fiber layer 120 are overlapped with each other in the base material 100. In particular, as in the case of FIG. 5 (e), honeycomb-shaped joint portions 130e which are continuous hexagons can be formed.

상기 접합부(130)의 형상은 기재에 형성된 통공의 크기를 고려하여 결정될 수 있다. 상기 나노섬유층(120)은 유체가 통과될 수 있는 통공이 존재하므로, 통공의 크기가 작을수록 유체가 통과될 수 있는 통공의 단면적은 좁아질 수 있다. 따라서, 통공의 단면적이 감소된만큼 접합부(130)가 차지하는 부분을 도 5(c)의 접합부(130c)와 같이 최소화하여 기재(100)의 여과가능한 면적을 유지할 수 있고, 통공의 크기가 크면 유체가 통과될 수 있는 통공의 단면적이 넓어지므로, 접합력을 증가시키기 위한 접합부(130)가 차지하는 부분을 보다 증가시킬 수 있다.The shape of the joint 130 may be determined in consideration of the size of the through hole formed in the base material. Since the nano fiber layer 120 has a through hole through which the fluid can pass, the smaller the through hole size, the narrower the cross-sectional area of the through hole through which the fluid can pass. Therefore, the area occupied by the joint 130 can be minimized as in the case of the joint 130c shown in FIG. 5 (c), so that the filterable area of the substrate 100 can be maintained as the sectional area of the through hole is reduced. It is possible to further increase the portion occupied by the joint portion 130 for increasing the joining force.

즉, 통공의 크기인 나노섬유층(120)의 유체통과 단면적과 접합부(130)가 차지하는 기재(100) 상의 부분은 반비례 관계가 성립될 수 있다.That is, the fluid cross-sectional area of the nanofiber layer 120, which is the size of the through-hole, may be inversely proportional to the portion of the bonding portion 130 on the substrate 100.

나아가, 직선 또는 곡선 형태의 접합부(130)가 형성되되, 하나의 방향성을 가지지 않고, 두 가지 이상의 방향성을 지닌 나노섬유가 교차되도록 형성되는 나노섬유층(120)인 경우에도 섬유의 조밀도를 증가되어 내구력 및 여과능력이 증가될 수 있다.Further, even in the case of the nanofiber layer 120 formed with a straight or curved junction 130 and having no directionality and having two or more directional nanofibers crossed, the density of the fibers is increased Durability and filtration ability can be increased.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재(100)를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a substrate 100 including nanofibers according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법은, 베이스층 이송(S1), 나노섬유층 전기방사(S2) 및 패턴융착(S3)의 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, a method of manufacturing a substrate including nanofibers may include a step of transferring a base layer (S1), a nanofiber layer electrospinning (S2), and pattern fusion (S3).

우선, 베이스층(110)이 일측으로부터 공급되면, 베이스층(110)은 이송롤러(310, 320)에 의해 타측으로 이송될 수 있다. 베이스층(110)이 이송롤러(310, 320)에의해 이송되기 전에 방사부(200)에 의해 전기방사되어 나노섬유가 베이스층(110)의 일면에 형성될 수 있다. 나노섬유가 베이스층(110)에 형성되면서 기 결정된 고정력으로 결합될 수 있다. 따라서, 형성된 나노섬유층(120)은 베이스층(110)과 기 결정된 고정력으로 결합될 수 있다. 여기서 고정력은 두 부재를 접합목적으로 결합하는 것이 아니고, 전기방사에 의해 베이스층(110) 상에 위치시키는 목적을 수행하는 과정에서 고정되는 것으로, 두 부재는 반영구 또는 영구적으로 결합된 것이 아니므로 서로 쉽게 떨어질 수도 있다. 따라서, 별도의 접합과정이 요구될 수 있다.First, when the base layer 110 is supplied from one side, the base layer 110 can be conveyed to the other side by the conveying rollers 310 and 320. The base layer 110 may be electrospun by the radiation part 200 to be formed on one side of the base layer 110 before being transported by the transport rollers 310 and 320. [ The nanofibers can be bonded to the base layer 110 with a predetermined fixing force. Accordingly, the formed nanofiber layer 120 can be bonded to the base layer 110 with a predetermined fixing force. Here, the clamping force is fixed in the course of performing the purpose of positioning the two members on the base layer 110 by electrospinning rather than coupling the two members. Since the two members are not semi-permanent or permanently coupled, It may fall easily. Thus, a separate bonding process may be required.

한편, 나노섬유의 전기방사는 하나 또는 복수 개에 방사부(200)에 의해 수행될 수 있다. 복수 개의 방사부(200)가 위치된 경우에는, 방사부(200)는 베이스층(110)의 이송방향에 대하여 횡방?? 또는 종방향으로 이격되어 전기방사를 수행할 수 있다. 이때, 종방향으로 이격되어 복수 개의 방사부(200)가 위치된 경우에 전기방사에 의해 형성되는 나노섬유층(120)은 겹층되어 형성될 수 있다. 즉, 베이스층(110)의 이송방향을 기준으로, 전측에 위치한 방사부(200)가 전기방사를 통해 베이스층(110)에 1차적으로 나노섬유층(120)의 일부를 형성시키고, 후측에 위치한 방사부(200)가 전기방사를 통해 1차적으로 형성된 나노섬유층(120)의 일부 또는 나머지 일부를 형성시킬 수도 있다.On the other hand, the electrospinning of the nanofibers can be performed by one or a plurality of the radiation parts 200. When the plurality of radiation units 200 are positioned, the radiation units 200 are arranged in a transverse direction with respect to the direction in which the base layer 110 is conveyed. Or longitudinally spaced apart to perform electrospinning. At this time, the nanofiber layer 120 formed by electrospinning when the plurality of radiation parts 200 are spaced apart in the longitudinal direction may be formed in a double layer. That is, the radiation part 200 located on the front side forms a part of the nanofiber layer 120 on the base layer 110 through the electrospinning, and the part located on the rear side The radiation part 200 may form part or the rest of the nanofiber layer 120 formed primarily through electrospinning.

또한, 상기 이송방향에 대하여 횡방향으로 복수 개의 방사부(200)가 서로 이격배치된 경우에는 나노섬유의 조밀도를 달리하여 전기방사를 수행할 수 있다.In addition, when the plurality of radiation parts 200 are spaced apart from each other in the transverse direction with respect to the transport direction, electrospinning may be performed by varying the density of the nanofibers.

나아가, 전기방사를 통해 형성되는 나노섬유층(120)은 나노섬유가 기 결정된 방향성을 갖도록 할 수 있고, 무작위로 형성되어 방향성이 없도록 형성할 수 있다. 이는, 앞서 설명한 겹층의 나노섬유층(120) 중 각각의 층은 선택적으로 방향성이 있거나 없는 층으로 형성될 수 있고, 복수 개의 층이 두 개이상 포함되는 나노섬유층(120)일 경우에는, 각각의 방향성은 서로 다른 방향을 향해 형성되도록 할 수 있다.Furthermore, the nanofiber layer 120 formed through electrospinning can make the nanofibers have a predetermined directionality, and can be formed at random so as to have no directionality. This is because each layer of the nano fiber layer 120 of the above-described layered structure can be selectively formed as a layer having no directionality, and in the case of the nano fiber layer 120 having two or more layers, May be formed toward different directions.

전기방사를 통한 나노섬유층(120)의 형성이 되면, 융착부(400)에 의해 기재(100)에는 접합부(130)가 형성될 수 있다. 접합부(130)는 앞서 설명한 바와 같이 베이스층(110)과 나노섬유층(120) 간에 약한 접착력을 보강하기 위해 수행될 수 있는데, 융착부(400)를 통과하면서 수행될 수 있다. 융착부(400)는 베이스층(110)과 나노섬유층(120)의 접합을 위해 열융착, 초음파융착 및 압착 등의 수단으로 접할 수 있다. 접합이 된 접합부(130)는 유체가 통과할 수 있는 통공이 제거되므로, 접합부(130) 타지하는 부분이 증가하면, 상대적으로 유체가 기재(100)를 통과하는 양이 줄어들게 될 수 있고 여과효과 또한 저감될 수 있다. 따라서, 여과효과를 기재(100)가 유지하면서 동시에 접합력을 증가시키기 위해서는 접합부(130)가 차지하는 기재(130) 상의 부분을 최소화할 수 있다. 즉, 단락형 선형태의 접합을 수행할 수 있으나, 접합력을 증가시키기 위해 지속적으로 연장된 직선, 곡선, 폐곡선, 다각형, 곡선 및 곡선조합의 도형 등의 형상으로 접합부(130)가 형성될 수 있다.When the nano fiber layer 120 is formed by electrospinning, the bonding portion 130 may be formed on the base material 100 by the fusion bonding portion 400. The bonding portion 130 may be performed to reinforce a weak adhesive force between the base layer 110 and the nano fiber layer 120 as described above, and may be performed while passing through the fused portion 400. The fused portion 400 can be brought into contact with the base layer 110 and the nano fiber layer 120 by means of heat welding, ultrasonic welding, and pressing. Since the through hole through which the fluid passes can be removed from the bonded portion 130, the amount of the fluid passing through the substrate 100 can be reduced and the filtering effect can be reduced Can be reduced. Therefore, the portion of the bonding portion 130 occupied by the substrate 130 can be minimized in order to increase the bonding force while maintaining the substrate 100 in the filtration effect. That is, short-circuit type line-shaped junctions can be performed, but the junctions 130 may be formed in a shape such as a straight line, a curve, a closed curve, a polygon, a curved line, .

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

100 : 기재 110 : 베이스층
120 : 나노섬유층
130 , 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f, 130g: 접합부
200 : 방사부 310, 320 : 이송롤러
400 : 융착부 S1 : 이송단계
S2 : 전기방사단계 S3 : 융착단계100: Base material 110: Base layer
120: Nano fiber layer
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f, 130g:
200: Radiator 310, 320: Feed roller
400: fused portion S1: transfer step
S2: Electrospinning step S3: Fusing step

Claims (9)

하나이상의 통공을 포함하는 베이스층; 및
상기 베이스층의 일측에 접합부를 형성하며 융착에 의해 접합되고, 전기방사에 의해 형성되는 섬유로 구성되는 나노섬유층;을 포함하고,
상기 나노섬유층은,
서로 다른 방향으로 상기 베이스층 상에 흡착되어 겹층으로 형성되되, 상기 겹층된 각각의 나노섬유층 중 하나의 층은 무작위로 배열되고, 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성되고,
상기 접합부는,
선, 폐곡선, 다각형 중 하나 이상의 형태를 포함하는 라인패턴의 선접합으로 형성되고,
상기 접합부의 단면적은 상기 통공의 단면적과 반비례 관계에 있는, 나노섬유를 포함하는 기재.A base layer comprising at least one aperture; And
And a nanofiber layer formed of fibers formed by electrospinning, the nanofiber layer being formed by bonding at one side of the base layer,
The nano-
A plurality of nanofibers formed on the base layer, the plurality of nanofiber layers being arranged on the base layer in different directions so as to form a plurality of layers, wherein one layer of each of the plurality of laminated nanofiber layers is randomly arranged,
The joining portion
Line, a closed curve, and a polygon,
Wherein the cross-sectional area of the abutment is in inverse proportion to the cross-sectional area of the through-hole. 청구항 1에 있어서,
상기 라인패턴은 직선 또는 곡선을 포함하는 지그재그 형태를 하나 이상 포함하는, 나노섬유를 포함하는 기재.The method according to claim 1,
Wherein the line pattern comprises at least one zig-zag shape comprising a straight line or a curved line. 청구항 1에 있어서,
상기 라인패턴은 직선 및 곡선을 포함하는 도형인, 나노섬유를 포함하는 기재.The method according to claim 1,
Wherein the line pattern is a figure comprising straight lines and curves. 청구항 1에 있어서,
상기 다각형은 서로 인접배치된 복수 개의 육각형을 포함하는, 나노섬유를 포함하는 기재. The method according to claim 1,
Wherein the polygons comprise a plurality of hexagons disposed adjacent to each other. 청구항 1에 있어서,
상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 중첩된 면적의 둘레를 따라 상기 라인패턴이 형성되는, 나노섬유를 포함하는 기재.The method according to claim 1,
Wherein the line pattern is formed along a circumference of an overlapped area of the base layer and the nanofiber layer. 하나이상의 통공을 포함하는 베이스층을 이송시키고,
상기 베이스층의 일측면에 위치된 방사부로부터 상기 일측면에 전기방사를 통해 하나 이상의 나노섬유층을 형성하되, 서로 다른 방향으로 상기 베이스층 상에 흡착되어 겹층으로 형성함과 아울러, 상기 겹층된 각각의 나노섬유층 중 하나의 층은 무작위로 배열되고, 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성하며,
상기 나노섬유층이 형성된 측면에 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 융착을 수행하여 라인패턴의 선접합으로 접합부를 형성시키되, 상기 접합부의 단면적은 상기 통공의 단면적과 반비례 관계에 있는, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법.Transferring a base layer comprising at least one aperture,
At least one nanofiber layer is formed on the one side surface of the base layer by electrospinning from the radiating portion, the nanofiber layer being adsorbed on the base layer in different directions to form a laminated layer, One of the layers of the nanofiber layer is randomly arranged and the other layer is formed of a layer having a directionality,
Wherein the base layer and the nanofiber layer are fusion-bonded to the side surface of the nanofiber layer, wherein the nanofiber layer has a cross-sectional area that is inversely proportional to a cross-sectional area of the through hole, ≪ / RTI > 청구항 6에 있어서,
상기 라인패턴은 직선 또는 곡선을 포함하는 지그재그 형태를 하나 이상 포함하는, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법.The method of claim 6,
Wherein the line pattern comprises at least one zig-zag shape comprising a straight line or a curved line. 청구항 6에 있어서,
상기 라인패턴은 직선 및 곡선을 포함하는 도형인, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법.The method of claim 6,
Wherein the line pattern is a graphic comprising straight lines and curves. 청구항 6에 있어서,
상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 중첩된 면적의 둘레를 따라 상기 라인패턴이 형성되는, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법.The method of claim 6,
Wherein the line pattern is formed along a circumference of an overlapped area of the base layer and the nanofiber layer.
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