KR20210147768A - Electrospinning apparatus for manufacturing nanofiber sheet - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기방사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름에 코팅되는 나노 섬유층의 두께를 조절할 수 있는 나노섬유시트 제조용 전기방사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrospinning device, and more particularly, to an electrospinning device for manufacturing a nanofiber sheet capable of controlling the thickness of a nanofiber layer coated on a film.
일반적으로 나노섬유는 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세사를 지칭하는 것으로서, 부직포를 이용한 필터, 전자기기들의 소형화, 고기능화, 생체조직의 용도 등 산업 전반에 걸쳐 고성능을 발현하는 소재로 사용되고 있으며, 기계, 화학산업 등 전통산업에서도 고기능화를 위한 나노소재의 적용이 점차 증가하고 있다.In general, nanofiber refers to microfibers with a diameter of only tens to hundreds of nanometers, and is used as a material that exhibits high performance throughout the industry, such as filters using nonwoven fabrics, miniaturization of electronic devices, high functionality, and use of biological tissues. In traditional industries such as machinery and chemical industries, the application of nanomaterials for high functionalization is gradually increasing.
또한, 나노 필름의 응용분야는 전자제품 포장 및 운반용구, 디스크 드라이브, 자동차연료시스템 등에 이용될 수 있는 정전기 방전 재료 및 전자파 차폐 재료, 자동차 외장용 e-painting 분야 등을 들 수 있다.In addition, the application fields of the nano film include electrostatic discharge materials and electromagnetic wave shielding materials that can be used for electronic product packaging and transport equipment, disk drives, automobile fuel systems, and the like, and e-painting for automobile exteriors.
이러한 나노 섬유 필름을 제조하는 방법으로 전기방사법이 이용되고 있으며, 전기방사법은 점도를 가진 고분자 용액이나 용융체에 정전기력이 주어질 경우 섬유가 형성되는 현상을 이용한 것으로, 방사 용액을 필름을 향해 전기 방사하여 필름 상에 나노섬유 웹이 집적되는 공정을 통해 나노 섬유 필름이 제조될 수 있다.Electrospinning is used as a method for manufacturing such a nanofiber film, and the electrospinning method utilizes a phenomenon in which fibers are formed when an electrostatic force is applied to a polymer solution or melt having a viscosity. A nanofiber film can be manufactured through a process in which the nanofiber web is integrated thereon.
하지만, 종래의 전기방사장치는 노즐의 위치가 고정되어 있고 필름의 이송 방향이 한 방향으로만 동작되므로, 일 방향으로 이송되는 필름에 전기 방사를 통해 나노 섬유 코팅층의 두께를 조절하는 것이 제한적인 문제가 있었다.However, in the conventional electrospinning apparatus, the position of the nozzle is fixed and the transfer direction of the film is operated only in one direction, so controlling the thickness of the nanofiber coating layer through electrospinning on the film transferred in one direction is a limited problem there was
또한, 종래의 전기방사장치는 일정 간격으로 이격 배치된 복수의 노즐을 통해 필름 상에 방사 용액을 방사하게 되므로, 노즐의 설치 간격으로 인해 각 노즐에서 방사되는 용액이 필름의 표면 전체에 일정하게 도포되지 않는다는 문제가 있었다.In addition, since the conventional electrospinning device radiates a spinning solution onto a film through a plurality of nozzles spaced apart from each other at regular intervals, the solution emitted from each nozzle is uniformly applied to the entire surface of the film due to the installation spacing of the nozzles. There was a problem that it didn't work.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 필름에 도포되는 나노 섬유층의 두께를 조절할 수 있는 전기방사장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the present invention is to provide an electrospinning apparatus capable of controlling the thickness of a nanofiber layer applied to a film.
또한, 본 발명은 나노 섬유를 필름의 표면에 일정하게 도포할 수 있는 전기방사장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide an electrospinning device that can uniformly apply the nanofiber to the surface of the film.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 나노섬유시트 제조용 전기방사장치는 필름공급롤이 결합되는 제1 샤프트를 포함하는 필름공급부, 제1 샤프트와 이격되게 설치되고 필름공급롤의 필름이 권취되는 필름회수롤이 결합되는 제2 샤프트를 포함하는 필름회수부, 필름공급부 및 필름회수부 사이에 설치되며 필름의 상부에 배치되는 콜렉터베이스를 포함하는 콜렉터부, 콜렉터부의 하부에 이격되게 설치되며 노즐의 단부가 콜렉터부를 향해 배치되는 노즐유닛을 포함하는 방사부, 및 제1 샤프트에 연결되고 제1 샤프트의 회전 방향을 양 방향으로 전환시키는 공급방향 조절부를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, the electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet of the present invention is a film supply unit including a first shaft to which the film supply roll is coupled, is installed to be spaced apart from the first shaft, and the film of the film supply roll is wound. A film recovery part including a second shaft to which the film recovery roll is coupled, a collector part including a collector base disposed between the film supply part and the film recovery part and disposed on the upper part of the film, and installed spaced apart from the lower part of the collector part, It may include a radiation part including a nozzle unit having an end disposed toward the collector part, and a supply direction adjusting part connected to the first shaft and converting the rotation direction of the first shaft in both directions.
또한, 공급방향 조절부는, 제1 샤프트와 이격되어 설치되는 제1 회전모터, 제1 회전모터에 결합되는 회전변환유닛, 회전변환유닛 및 제1 샤프트에 각각 연결되는 한 쌍의 회전체를 포함하는 회전전달유닛을 포함할 수 있다.In addition, the supply direction control unit, a first rotation motor installed spaced apart from the first shaft, a rotation conversion unit coupled to the first rotation motor, a rotation conversion unit and a pair of rotating bodies connected to the first shaft, respectively. It may include a rotation transfer unit.
또한, 본 발명의 나노섬유시트 제조용 전기방사장치는 방사부의 하부에 설치되어 방사부를 필름의 폭 방향으로 이동시키는 방사위치 이동부를 더 포함할 수 있다.In addition, the electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet of the present invention may further include a spinning position moving part installed under the spinning part to move the spinning part in the width direction of the film.
또한, 본 발명의 나노섬유시트 제조용 전기방사장치는 필름회수부의 하부에 이격되어 설치되는 필름건조부를 더 포함하는 나노섬유시트 제조용 전기방사장치.In addition, the electrospinning device for manufacturing a nanofiber sheet of the present invention is an electrospinning device for manufacturing a nanofiber sheet further comprising a film drying unit installed to be spaced apart from the lower portion of the film recovery unit.
또한, 본 발명의 나노섬유시트 제조용 전기방사장치는 필름공급부가 설치되는 제1 플레이트에 결합되고 필름공급부를 콜렉터베이스를 향해 승강시키는 제1 승강부, 및 필름회수부가 설치되는 제2 플레이트에 결합되고 필름회수부를 콜렉터베이스를 향해 승강시키는 제2 승강부를 더 포함할 수 있다.In addition, the electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet of the present invention is coupled to the first plate where the film supply unit is installed and the first lifting unit for elevating the film supply unit toward the collector base, and the second plate on which the film recovery unit is installed. It may further include a second elevating unit for elevating the film recovery unit toward the collector base.
본 발명의 장치는 필름의 이동 방향을 공급 방향과 그 반대 방향으로 각각 전환하여 필름을 양 방향으로 반복 이동시키면서 나노 섬유를 방사할 수 있어, 필름에 도포되는 나노 섬유층의 두께를 조절할 수 있다.The device of the present invention can spin the nanofibers while repeatedly moving the film in both directions by changing the moving direction of the film to the supply direction and the opposite direction, respectively, so that the thickness of the nanofiber layer applied to the film can be adjusted.
또한, 본 발명은 방사부의 위치를 필름의 폭 방향으로 이동시킴에 따라, 나노 섬유를 필름의 표면에 일정하게 도포할 수 있으므로 균일도를 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the uniformity because the nanofiber can be uniformly applied to the surface of the film by moving the position of the spinning part in the width direction of the film.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.1 is a perspective view schematically showing an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view schematically showing an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to a first embodiment of the present invention.
3 is a front view schematically showing an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.1 is a perspective view schematically showing an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 2 is a front view schematically showing an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)는 필름공급부(10), 필름회수부(20), 콜렉터부(30), 방사부(40) 및 공급방향 조절부(50)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
필름공급부(10)는 필름공급롤(10a)이 결합되는 제1 샤프트(11)를 포함할 수 있다.The
제1 샤프트(11)는 본체(1)의 프레임(미도시됨)에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 회전됨에 따라 필름공급롤(10a)을 회전시킬 수 있다.The
여기서, 필름공급부(10)는 제1 샤프트(11)가 회전 동작되면서 필름공급롤(10a)에 권취된 필름(1)을 일 방향으로 공급할 수 있다. 이때, 필름공급부(10)는 필름공급롤(10a)을 회전시키며 필름공급롤(10a)에서 필름(1)을 풀어 공급할 수 있다.Here, the
필름회수부(20)는 필름회수롤(20a)이 결합되는 제2 샤프트(21)를 포함할 수 있다.The
제2 샤프트(21)는 필름(1)의 이송 방향으로 제1 샤프트(11)와 이격되어 본체(1)의 프레임에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 회전 됨에 따라 필름회수롤(20a)을 회전시킬 수 있다.The
여기서, 제2 샤프트(21)는 제1 샤프트(11)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되며 필름공급부(10)에 의해 이송되는 필름(1)을 필름회수롤(20a)에 권취할 수 있다.Here, the
즉, 필름회수부(20)는 필름공급부(10)에 의해 이송되는 필름(1)을 회수할 수 있다.That is, the
이렇게, 본 실시예에 따르면 필름공급부(10)에서 공급되는 필름(1)은 일 방향으로 이송되고 필름회수부(20)를 통해 회수될 수 있으며, 필름공급부(10)와 필름회수부(20)의 사이에는 콜렉터부(30)가 설치될 수 있다.In this way, according to this embodiment, the
콜렉터부(30)는 필름공급부(10) 및 필름회수부(20)의 사이에 설치될 수 있으며, 콜렉터베이스(31)를 포함할 수 있다.The
콜렉터베이스(31)는 플레이트의 형태로 형성될 수 있으며 필름공급부(10)에서 필름회수부(20)로 이송되는 필름(1)의 상부에 배치될 수 있다. 여기서, 콜렉터베이스(31)는 접지선과 연결되어 그라운드단자 역할을 할 수 있다.The
방사부(40)는 콜렉터부(30)의 하부에 이격되어 설치되는 노즐유닛(41)을 포함할 수 있다.The
노즐유닛(41)은 필름(1)의 이송 방향을 따라 노즐블럭(41a)에 일정 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 파이프(41b)를 포함할 수 있으며, 복수의 파이프(41b)에는 복수의 노즐(미도시됨)이 설치될 수 있는 결합공(41c)이 형성될 수 있다. 이에, 복수의 파이프(41b)에는 복수의 노즐 각각의 단부가 상부를 향하도록 배치될 수 있다.The
그리고, 방사부(40)는 도면에 도시된 바와 같이 노즐유닛(41)에 연결되는 용액공급유닛(42)이 구비될 수 있으며, 용액공급유닛(42)의 복수의 실린지(42a)가 복수의 파이프(42a)에 각각 연결될 수 있다. 방사부(40)는 펌프(미도시됨)의 작동에 의해 실린지(42a)로부터 복수의 파이프(41b)에 용액이 주입될 수 있다.In addition, the
여기서, 방사부(40)는 내부로 공급된 용액을 노즐을 통해 전기 방사할 수 있다. 즉, 방사부(40)는 콜렉터베이스(31)를 향해 상향식으로 용액을 전기 방사할 수 있다.Here, the
이렇게, 본 실시예에 따르면, 방사부(40)에서 전기 방사된 나노 섬유가 콜렉터베이스(31)에 집적될 수 있는데, 콜렉터베이스(31)가 필름(1)의 상부에 위치하게 되므로 전기 방사된 나노 섬유가 필름(1)의 표면에 나노 섬유의 형태로 집적되며 나노 섬유층으로 형성될 수 있다.Thus, according to this embodiment, the nanofibers electrospun by the
그리고, 나노 섬유층이 형성된 필름(1)은 필름회수롤(20a)에 권취되며 필름회수부(20)로 회수될 수 있다.In addition, the
이때, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)는 필름(1)의 이송 방향을 전환시킬 수 있다.In this case, the
공급방향 조절부(50)는 제1 샤프트(11)에 연결될 수 있으며, 제1 샤프트(11)의 회전 방향을 양 방향으로 전환시킬 수 있다. 즉, 공급방향 조절부(50)는 필름(1)의 이송 방향을 양 방향으로 전환할 수 있다.The supply
여기서, 공급방향 조절부(50)는 필름(1)이 일정 구간별로 반복 이동될 수 있게 제1 샤프트(11)를 일 방향 및 반대 방향으로 회전시킬 수 있다.Here, the supply
종래 전기방사장치는 필름에 코팅되는 나노 섬유층의 두께를 조절하기 위해서는 노즐에서 방사되는 용액의 방사량을 늘리거나, 필름의 공급 속도를 늦춰서 최대한 많은 양의 나노 섬유가 코팅될 수 있도록 하였으나, 한 방향으로만 공급되는 필름으로 인해 원하는 두께의 나노섬유층으로 형성할 수 없다는 문제점이 있었다.In the conventional electrospinning apparatus, in order to control the thickness of the nanofiber layer coated on the film, the amount of radiation of the solution emitted from the nozzle is increased or the supply rate of the film is slowed so that a maximum amount of nanofibers can be coated, but in one direction There was a problem that it could not be formed into a nanofiber layer of a desired thickness due to the supplied film.
본 실시예에 따르면 필름(1)을 공급 방향 및 그 반대 방향으로 각각 전환 이동시킬 수 있으므로, 필름(1)이 일정 구간에서 양 방향으로 반복 이동됨에 따라 필름(1)의 일정 영역에 나노 섬유가 반복적으로 방사되어 코팅층이 두껍게 형성될 수 있다.According to this embodiment, since the
따라서, 본 실시예에 따르면, 필름(1)에 코팅되는 나노 섬유층의 두께를 조절할 수 있다.Therefore, according to this embodiment, it is possible to adjust the thickness of the nanofiber layer coated on the film (1).
구체적으로, 도 1 및 도 2를 참조하면 공급방향 조절부(50)는 구동모터(51), 변환유닛(52), 구동회전체(53) 및 피동회전체(54)를 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 1 and 2 , the supply
구동모터(51)는 제1 샤프트(11)와 이격되게 설치될 수 있고, 회전축이 양 방향으로 회전될 수 있다.The driving
변환유닛(52)은 구동모터(51)의 회전축에 축결합될 수 있으며, 클러치(미도시됨)를 포함할 수 있다. The
여기서, 변환유닛(52)은 클러치의 이동 동작에 의해 구동모터(51)에 회전축을 걸어주어 회전 동작을 유도하고, 구동모터(51)에 걸려있던 클러치를 풀어주면서 브레이크의 기능을 유도하여 구동회전체(53)에 전달되는 회전력을 차단시킬 수 있다.Here, the
즉, 변환유닛(52)은 구동모터(51)의 회전력을 구동회전체(53)로 전달할 수 있다.That is, the
구동회전체(53)는 변환유닛(52)에 축결합될 수 있으며, 예를 들면 구동풀리로 형성될 수 있다.The
피동회전체(54)는 구동회전체(53)에 연결될 수 있으며, 예를 들면 피동풀리로 형성되고 벨트에 의해 구동회전체(53)에 연결될 수 있다. 그리고, 피동회전체(54)는 제1 샤프트(11)에 축결합될 수 있다.The driven rotating
이렇게, 공급방향 조절부(50)는 제1 샤프트(11)를 회전시킬 수 있으며, 제어에 따라 제1 샤프트(11)의 회전 방향을 기존 공급 방향 또는 그 반대 방향으로 각각 전환하여 회전시킬 수 있다.In this way, the supply
결국, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치에 의하면, 클러치의 작동으로 일시적으로 제1 샤프트(11)에 전달되는 구동모터(51)의 회전력을 차단할 수 있으므로 회전 방향 변환시 부품에 과부하가 걸리는 것을 최소화할 수 있으며, 변환유닛(52)에 의해 제1 샤프트(11)의 회전을 안정적으로 변환시킬 수 있다.As a result, according to the electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to the present embodiment, the rotational force of the driving
여기서, 본 실시예에서는 공급방향 조절부(50)가 필름공급부(10)에 설치되는 것으로 설명하고 있으나, 필름(1)의 이송 방향을 일측 및 타측 각각으로 전환하기 위해서는 필름공급부(10)의 회전 전환에 대응되게 필름회수부(20)의 제2 샤프트(21)가 회전되는 방향을 함께 전환해야 하므로 필름회수부(20)에도 동일한 구조의 공급방향 조절부(미도시됨)가 설치될 수 있으며, 이의 구성 및 작동은 전술한 조절부와 동일하므로 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Here, in this embodiment, the supply
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)는 방사위치 이동부(60)를 포함할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 1 and 2 , the
방사위치 이동부(60)는 방사부(40)의 하부에 설치되는 리니어 모터(61)를 포함할 수 있다.The radiating
리니어 모터(61)는 방사부(40)를 필름(1)의 폭 방향에 대해 이동시킬 수 있다. 즉. 방사위치 이동부(60)는 필름(1)의 이송 방향과 교차하는 필름(1)의 폭 방향(Y축 방향)으로 방사부(40)를 이동시킬 수 있다.The
결국, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)에 의하면, 방사부(40)를 이동시키면서 나노 섬유를 방사할 수 있으므로, 필름(1)을 향해 방사되는 나노 섬유가 필름(1)의 표면에 균일하게 도포될 수 있어 나노 섬유층의 균일도를 향상시킬 수 있다.After all, according to the
또한, 방사위치 이동부(60)는 방사부(40)의 하부에 리니어 모터(61)와 이격되게 설치되는 가이드유닛(62)을 포함할 수 있다.In addition, the radial
가이드유닛(62)은 고정몸체(62a) 및 가이드봉(62b)을 포함할 수 있다.The
고정몸체(62a)는 하부프레임에 고정되게 설치될 수 있으며, 상부에 가이드봉(62b)이 슬라이딩 결합될 수 있다.The fixed
가이드봉(62b)은 노즐유닛(41)의 하부에 결합되어 노즐유닛(41)과 함께 이동될 수 있다.The
이때, 가이드유닛(62)은 리니어 모터(61)와 평행하게 설치될 수 있다.In this case, the
결국, 가이드유닛(62)은 리니어 모터(61)에 의해 이동되는 방사부(40)의 이동 동작을 가이드할 수 있다.As a result, the
한편, 도시하진 않았지만, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)의 방사부(40)는 회전유닛(미도시됨)을 포함할 수 있다.On the other hand, although not shown, the spinning
회전유닛은 방사부(40)의 하부플레이트에 결합되는 회전판(미도시됨)을 포함할 수 있으며, 별도의 회전모터에 의해 회전판이 회전되면서 방사부(40)를 Z축을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.The rotating unit may include a rotating plate (not shown) coupled to the lower plate of the radiating
여기서, 본 실시예에 따른 방사부(40)의 노즐유닛(41)에는 분사노즐이 격자 배열의 형태로 설치되는데, 회전유닛은 노즐 유닛(41)을 일정량 회전시킴에 따라 분사노즐이 격자 배열의 초기 방사 위치로부터 이동되어 격자 배열의 빈 공간으로 위치시킬 수 있다.Here, the spray nozzles are installed in the
예를 들면, 회전유닛의 회전 동작은 시계 방향 및 반시계 방향으로 일정 회전각만큼 반복되며 수행될 수 있으며, 이와 달리 방사부(40)의 방사 작동과 함께 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로만 연속적으로 수행될 수도 있다.For example, the rotational operation of the rotating unit may be performed repeatedly by a predetermined rotational angle in the clockwise and counterclockwise directions, in contrast to the radial operation of the radiating
즉, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)는 일정 간격으로 배치되어 용액을 방사하는 노즐의 위치를 회전유닛을 통해 변경하면서 필름(1)의 표면에 나노 섬유가 골고루 방사될 수 있도록 한다.That is, the
결국, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)에 의하면 일정 구간에만 나노 섬유가 집적되지 않고, 빈 구간에도 나노 섬유가 집적될 수 있도록 하여 나노 섬유층의 균일도를 더욱 향상시킬 수 있다.After all, according to the
또한, 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)의 콜렉터부(30)는 승강유닛(32)을 포함할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 1 and 2 , the
승강유닛(32)은 콜렉터부(30)의 상부에 설치되고 장치의 프레임에 일측이 고정되게 연결될 수 있다.The lifting
이러한 승강유닛(32)은 콜렉터베이스(31)를 방사부(40)에 대한 방향(Z축 방향)으로 승강시킬 수 있다.The elevating
결국, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)는 콜렉터베이스(31)와 노즐유닛(41) 사이의 간격을 조절할 수 있으므로, 전기 방사되어 필름(1)에 코팅되는 나노 섬유의 조직 크기를 변경할 수 있다.After all, since the
또한, 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)는 필름건조부(70)를 더 포함할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 1 and 2 , the
필름건조부(70)는 필름회수부(20)의 하부에 설치될 수 있으며, 필름회수부(20)로 권취되는 필름(1)에 소정의 열을 가하여 필름(1)의 표면에 코팅된 나노 섬유층을 경화시키며 건조시킬 수 있다.The
여기서, 필름건조부(70)는 위치조절부(72)를 통해 히터(71)의 높낮이와 간격을 조절할 수 있으며, 히터(71)의 위치는 콜렉터베이스(31)의 높이에 따라 적절히 조절할 수 있다.Here, the
결국, 본 실시예에 따르면, 필름(1)의 표면에 코팅되는 나노 섬유층의 두께가 기존에 비해 두껍게 형성될 수 있으므로, 필름건조부(70)에서 열을 공급함에 따라 나노 섬유층의 두께로 인해 비건조되는 영역이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.After all, according to this embodiment, since the thickness of the nanofiber layer coated on the surface of the
따라서, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치는 코팅된 나노 섬유층의 두께가 두꺼워지더라도 나노 섬유층을 적절하게 건조시켜 필름(1)의 변형을 방지할 수 있다.Therefore, the electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to this embodiment can prevent the deformation of the
또한, 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)는 필름회수부(20)에 간지(2)를 공급하는 간지공급부(80)를 포함할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 1 and 2 , the
간지공급부(80)는 제2 샤프트(21)와 이격되게 설치되는 제3 샤프트(81)를 포함할 수 있다.The
제3 샤프트(81)는 제1 샤프트(11)의 반대 위치에 배치될 수 있으며, 장치의 프레임에 회전 가능하게 설치될 수 있다.The
이때, 제3 샤프트(81)에는 간지공급롤(80a)이 결합될 수 있으며, 제3 샤프트(81)는 회전되며 간지공급롤(80a)을 회전시킬 수 있다.At this time, the interleaving
여기서, 간지공급부(80)는 제3 샤프트(81)가 회전되며 간지공급롤(80a)의 간지(2)를 필름회수부(20)로 공급할 수 있다.Here, the interleaving
이때, 간지공급부(80)는 전술한 공급방향 조절부(50)가 작동되며 필름(1)이 일정 구간 반복 이동될 경우에는, 필름회수부(20)로 간지(2)를 공급하지 않으며, 반복 코팅 작업 이후에 간지(2)를 필름(1)에 연결할 수 있다.At this time, the interleaving
즉, 본 실시예에 따르면, 간지공급부(80)에 의해 필름회수롤(20a)에 공급되는 간지(2)는 나노 섬유층이 코팅된 필름(1)의 표면에 접하도록 위치될 수 있으며, 필름(1)과 함께 합지되어 필름회수롤(20a)에 권취될 수 있다.That is, according to this embodiment, the
결국, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치에 의하면 간지공급부(80)가 설치되어 간지(2)를 공급함에 따라 나노 섬유층이 코팅된 필름(1)의 코팅면을 보호할 수 있다.As a result, according to the electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to the present embodiment, the interleaving
이상과 같이 구성된 본 발명의 나노섬유시트 제조용 전기방사장치의 작동을 설명하도록 한다.The operation of the electrospinning apparatus for manufacturing the nanofiber sheet of the present invention configured as described above will be described.
먼저, 필름공급부(10)에서 공급되는 필름(1)은 필름회수부(20)로 이송되어 회수될 수 있다.First, the
그리고, 필름공급부(10)에서 이송되는 필름(1)은 콜렉터부(30)의 하부에 배치되어 이송되고, 방사부(40)에 의해 전기 방사된 나노 섬유가 표면에 집적되면서 나노 섬유층이 형성될 수 있다.Then, the
이때, 공급방향 조절부(50)는 필름공급부(10)에 의한 필름(1)의 공급 방향을 전환시킬 수 있으며, 필름(1)이 일정 구간을 반복하며 이동될 수 있게 한다. At this time, the supply
즉, 필름(1)은 공급 방향 및 반대 방향으로 반복 이동되고, 방사부(40)에 의해 방사되는 나노 섬유가 필름(1)의 표면에 두껍게 코팅될 수 있다. That is, the
결국, 필름(1)의 표면에 코팅되는 나노 섬유층을 여러 층으로 적층하여 형성할 수 있으며, 필름(1)이 이동되는 구간의 반복 횟수를 설정함에 따라 나노 섬유층의 적층량 즉, 두께를 조절할 수 있다.As a result, the nanofiber layer coated on the surface of the film (1) can be formed by laminating in several layers, and by setting the number of repetitions of the section in which the film (1) is moved, the amount of the nanofiber layer stacked, that is, the thickness can be adjusted. have.
또한, 방사위치 이동부(60)는 방사부(40)의 위치를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다.In addition, the radial
즉, 필름(1)이 일정 구간에서 반복 이동되는 동안에, 방사부(40)의 위치가 필름(1)의 폭 방향으로 반복 이동되면서 나노 섬유가 필름(1)의 표면에 균일하게 도포될 수 있다.That is, while the
이렇게, 필름공급부(10)에서 필름회수부(20)로 이동되는 필름(1)의 표면에는 나노 섬유의 분포도가 균일하면서도 두꺼운 두께를 가진 나노 섬유층이 코팅될 수 있다.In this way, the surface of the
이와 같은 나노 섬유층의 코팅 작업은 롤투롤 방식의 구조로 인해 연속적으로 수행될 수 있으며, 연속적인 나노 섬유층이 형성될 수 있다.The coating operation of the nanofiber layer may be continuously performed due to the roll-to-roll structure, and a continuous nanofiber layer may be formed.
또한, 회전유닛은 방사부(40)를 일 방향으로 회전시킴에 따라 노즐의 위치를 변경할 수 있으므로, 필름(1)의 표면상에 나노 섬유가 방사되는 위치를 변경하여 필름(1)의 표면에 집적되는 나노 섬유의 위치를 분산시키면서 균일도를 향상시킬 수 있다.In addition, since the rotation unit can change the position of the nozzle by rotating the
아울러, 필름건조부(70)는 콜렉터베이스(31)의 높낮이에 대응되며 높이가 조절될 수 있으며, 필름회수부(20)로 회수되는 필름(1)의 코팅면을 빠르게 건조시킬 수 있다. In addition, the
즉, 본 발명의 실시예에 따르면 필름건조부(70)에 의한 건조 작업을 통해 나노 섬유층의 두께를 두껍게 형성하더라도 코팅면을 빠르게 건조시킬 수 있다.That is, according to the embodiment of the present invention, even if the thickness of the nanofiber layer is formed thick through the drying operation by the
그리고, 코팅이 완료된 필름(1)은 필름회수롤(20a)에 권취되는데, 간지공급부(80)에서 공급된 간지(2)가 필름(1)과 함께 필름회수롤(20a)에 권취됨에 따라 간지(2)에 의해 필름(1)의 표면에 형성된 코팅면을 보호할 수 있다.Then, the
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 코팅이 완료된 필름(1)과 함께 간지(2)를 합지하여 필름회수롤(20a)에 권취하게 되므로 코팅면을 보호할 수 있다.That is, according to the embodiment of the present invention, since the
결국, 비건조된 영역이 발생하더라도 간지(2)에 의해 나노 섬유층의 표면에 권취된 다른 영역의 필름(1)에 침습작용이 발생하지 않게 코팅면을 보호하여 필름의 변형을 방지할 수 있다.As a result, even if a non-dried area occurs, the film can be prevented from being deformed by protecting the coating surface so that the invasive action does not occur in the
한편, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(200)를 도시한다.Meanwhile, FIG. 3 shows an
본 발명의 제2 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(200)는, 필름공급부(210) 및 필름회수부(220)의 구성을 제외하고는 제1 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)와 동일한 구성으로 이루어질 수 있다.The
따라서, 이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(100)와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Therefore, hereinafter, a detailed description of the same configuration as that of the
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(200)는 승강부(290)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
승강부(290)는 필름공급부(210) 및 필름회수부(220) 각각을 상하 방향으로 이동시킬 수 있으며, 제1 승강부(291) 및 제2 승강부(292)를 포함할 수 있다.The
제1 승강부(291)는 필름공급부(210)에 설치될 수 있으며, 필름공급부(210)를 이동시킬 수 있다. The
예를 들면, 제1 승강부(291)는 필름공급부(210)가 설치되는 제1 프레임(291a)과, 제1 프레임(291a)에 결합되는 제1 승강실린더(291b)를 포함할 수 있다.For example, the
여기서, 제1 승강실린더(291b)는 장치의 상부 프레임에 고정 설치되며 제1 프레임(291a)을 이동시킬 수 있다.Here, the
제2 승강부(292)는 제1 승강부(291)와 이격되어 필름회수부(220)에 설치될 수 있으며, 필름회수부(220)를 이동시킬 수 있다. The
예를 들면, 제2 승강부(292)는 필름회수부(220)가 설치되는 제2 프레임(292a)과, 제2 프레임(292a)에 결합되는 제2 승강실린더(292b)를 포함할 수 있다.For example, the
여기서, 제2 승강실린더(292b)는 장치의 상부 프레임에 고정 설치되며 제2 프레임(292a)을 이동시킬 수 있다.Here, the
즉, 본 실시예에 따르면 필름공급부(210)와 필름회수부(220) 각각은 일체의 프레임이 아닌 각각의 프레임에 설치될 수 있다.That is, according to the present embodiment, each of the
다시 말해, 본 실시예에서 필름공급부(210), 필름회수부(220) 및 콜렉터부(230)가 설치되는 프레임은 세 개의 플레이트로 분할 구성될 수 있으며, 제1 프레임(291a)에는 필름공급부(210)가 설치될 수 있고, 제2 프레임(292a)에는 필름회수부(220)가 설치될 수 있으며, 제1 프레임(291a)과 제2 프레임(292a) 사이의 프레임(미도시됨)에는 콜렉터부(230)가 설치될 수 있다.In other words, in this embodiment, the frame in which the
이들 제1 프레임(291a) 및 제2 프레임(292a) 각각은 제1 승강실린더(291b) 및 제2 승강실린더(292b)의 각 피스톤몸체(미도시됨)에서 진퇴 동작되는 피스톤로드(미도시됨)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다.Each of the
이에 따라, 제1 승강부(291)는 필름공급부(210)를 콜렉터베이스(231)를 향해 승강 이동시킬 수 있고, 제2 승강부(292)는 필름회수부(220)를 콜렉터베이스(231)를 향해 승강 이동시킬 수 있다.Accordingly, the
결국, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(200)에 의하면, 필름공급부(210)와 필름회수부(220)의 승강 작동이 가능하므로, 필름공급부(210) 및 필름회수부(220)의 높이를 조절하여 필름(201)의 텐션을 일정하게 유지시킬 수 있다.After all, according to the
특히, 필름(201)이 공급되면서 필름공급롤(210a)의 직경은 작아지고 필름회수롤(220a)의 직경은 커지게 되므로 콜렉터베이스(231)의 양단에 설치된 롤러(R)에 연결되는 각도 및 길이가 각각 달라지게 되므로 필름(201)의 장력이 초기 설정된 값에서 변경될 수 있다.In particular, as the
이에, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치(200)는 각 롤의 위치를 조절함에 따라 직경 크기에 따라 달라지는 필름(201)의 연결 각도를 정적 강도로 설정할 수 있으며, 필름(201)에 걸리는 텐션을 일정하게 유지시킬 수 있다.Accordingly, the
따라서, 본 실시예에 따른 나노섬유시트 제조용 전기방사장치에 의하면, 필름 공급 속도를 일정하게 유지하면서도 필름의 텐션을 조절할 수 있어 생산 속도 제어가 용이하다는 이점을 갖는다.Therefore, according to the electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet according to the present embodiment, it is possible to control the tension of the film while maintaining a constant film supply rate, so that it is easy to control the production rate.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.
따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims rather than being limited by the above-described embodiments, and all technical ideas within an equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100, 200 : 나노섬유시트 제조용 전기방사장치
10, 210 : 필름공급부
20, 220 : 필름회수부
30, 230 : 콜렉터부
40, 240 : 방사부
50 : 공급방향 조절부
60 : 방사위치 이동부
70 : 필름건조부
80 : 간지공급부
290 : 승강부100, 200: Electrospinning device for manufacturing nanofiber sheet
10, 210:
30, 230:
50: supply direction control unit 60: radial position moving unit
70: film drying unit 80: interleaving paper supply unit
290: elevator
Claims (5)
상기 제1 샤프트와 이격되게 설치되고 상기 필름공급롤의 필름이 권취되는 필름회수롤이 결합되는 제2 샤프트를 포함하는 필름회수부;
상기 필름공급부 및 상기 필름회수부 사이에 설치되며 상기 필름의 상부에 배치되는 콜렉터베이스를 포함하는 콜렉터부;
상기 콜렉터부의 하부에 이격되게 설치되며 노즐의 단부가 상기 콜렉터부를 향해 배치되는 노즐유닛을 포함하는 방사부; 및
상기 제1 샤프트에 연결되고 상기 제1 샤프트의 회전 방향을 양 방향으로 전환시키는 공급방향 조절부;를 포함하는 나노섬유시트 제조용 전기방사장치.a film supply unit including a first shaft to which the film supply roll is coupled;
a film recovery unit installed to be spaced apart from the first shaft and including a second shaft to which a film recovery roll on which the film of the film supply roll is wound is coupled;
a collector unit installed between the film supply unit and the film recovery unit and including a collector base disposed on the film;
a radiation unit installed to be spaced apart from a lower portion of the collector unit and including a nozzle unit having an end of the nozzle disposed toward the collector unit; and
Electrospinning apparatus for manufacturing nanofiber sheets including; a supply direction control unit connected to the first shaft and converting the rotation direction of the first shaft in both directions.
상기 공급방향 조절부는,
상기 제1 샤프트와 이격되어 설치되는 제1 회전모터, 상기 제1 회전모터에 결합되는 회전변환유닛, 상기 회전변환유닛 및 상기 제1 샤프트에 각각 연결되는 한 쌍의 회전체를 포함하는 회전전달유닛을 포함하는 나노섬유시트 제조용 전기방사장치.According to claim 1,
The supply direction control unit,
A rotation transmission unit including a first rotation motor installed to be spaced apart from the first shaft, a rotation conversion unit coupled to the first rotation motor, the rotation conversion unit, and a pair of rotating bodies respectively connected to the first shaft Electrospinning device for manufacturing nanofiber sheets comprising a.
상기 방사부의 하부에 설치되어 상기 방사부를 상기 필름의 폭 방향으로 이동시키는 방사위치 이동부를 더 포함하는 나노섬유시트 제조용 전기방사장치.According to claim 1,
Electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber sheet further comprising a spinning position moving part installed under the radiation part to move the radiation part in the width direction of the film.
상기 필름회수부의 하부에 이격되어 설치되는 필름건조부를 더 포함하는 나노섬유시트 제조용 전기방사장치.According to claim 1,
Electrospinning apparatus for manufacturing nanofiber sheets further comprising a film drying unit spaced apart from the lower portion of the film recovery unit.
상기 필름공급부가 설치되는 제1 플레이트에 결합되고 상기 필름공급부를 상기 콜렉터베이스를 향해 승강시키는 제1 승강부; 및
상기 필름회수부가 설치되는 제2 플레이트에 결합되고 상기 필름회수부를 상기 콜렉터베이스를 향해 승강시키는 제2 승강부를; 더 포함하는 나노섬유시트 제조용 전기방사장치. According to claim 1,
a first lifting unit coupled to the first plate on which the film supply unit is installed and lifting and lowering the film supply unit toward the collector base; and
a second lifting unit coupled to the second plate on which the film collecting unit is installed and lifting and lowering the film collecting unit toward the collector base; Electrospinning device for manufacturing nanofiber sheets further comprising.
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CN116219559A (en) * | 2023-01-16 | 2023-06-06 | 厦门大学 | Integral forming method and equipment for film compounded by multiple materials |
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KR20180011965A (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-05 | 전북대학교산학협력단 | Roll to roll type apparatus for manufacturing transparent nano fiber and sheet for manufacturing transparent nano fiber |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |