KR20220037010A - An electrospinning apparatus having disc-type electrospinning members - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기방사장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 종래의 니들 타입 방사노즐의 문제점들을 해소할 수 있는 디스크 타입 방사부재를 구비한 전기방사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrospinning apparatus, and more particularly, to an electrospinning apparatus having a disk-type spinning member capable of solving the problems of the conventional needle-type spinning nozzle.
전기방사(electrospinning)는 전기장을 이용하여 고분자 원료를 대략 수십 내지 수백 나노미터 지름의 나노섬유 형태로 방사하는 기술로서, 필터 제조, 기능성 의류 제조, 배터리 제조, 의료 부품 제조 등 다양한 분야의 산업들에 활용되고 있다.Electrospinning is a technology that uses an electric field to spin a polymer raw material in the form of nanofibers with a diameter of about tens to hundreds of nanometers. is being utilized
필터 제조 분야를 예를 들면, 전기방사 기술은 컨베이어벨트를 따라 이송되는 원단을 향해 나노섬유를 방사하는 방식 또는 회전 구동되는 원통드럼에 부착된 원단을 향해 나노섬유를 방사하는 방식 등으로 적용된다.For example, in the field of filter manufacturing, electrospinning technology is applied in a method of spinning nanofibers toward a fabric transported along a conveyor belt or spinning nanofibers toward a fabric attached to a rotationally driven cylindrical drum.
이의 적용을 위한 전기방사시스템에는 원단을 향해 나노섬유를 방사하는 전기방사장치가 구비된다. 그리고 대부분의 전기방사장치에는 니들 타입 방사노들이 구비되며, 니들 타입 방사노즐은 그 선단에 구비된 방사니들을 통해 나노섬유를 방사하는 유형을 의미한다.The electrospinning system for its application is provided with an electrospinning device for spinning nanofibers toward the fabric. And most electrospinning devices are provided with needle-type spinning nozzles, and the needle-type spinning nozzle means a type of spinning nanofibers through a spinning needle provided at the tip.
이러한 니들 타입 방사노즐의 경우, 방사니들에 투입된 방사액이 굳어짐으로 인해 또는 방사액에 포함된 미세입자들로 인해 방사니들이 막혀지는 문제점이 흔히 발생한다. 특히 휘발성 용매를 포함하는 방사액(예: 메타아라미드)이 사용되는 경우 그러한 문제점이 일어나기 쉽다.In the case of such a needle-type spinning nozzle, a problem in that the spinning solution injected into the spinning needle is hardened or the spinning needle is blocked by fine particles contained in the spinning solution is common. In particular, when a spinning solution containing a volatile solvent (eg, meta-aramid) is used, such a problem tends to occur.
또한 니들 타입 방사노즐의 경우, 외력에 의하여 방사니들의 휘어짐이 발생하여 방사 공정이 온전하게 수행되지 못하는 경우도 종종 발견된다.In addition, in the case of a needle-type spinning nozzle, it is often found that the spinning process cannot be performed completely due to bending of the spinning needle due to an external force.
또한 니들 타입 방사노즐의 경우, 전기방사장치가 수평 방향 또는 하향 수직 방향으로 나노섬유를 방사하도록 배치되어 사용되는 경우 노즐로 공급된 방사액의 일부가 아래로 떨어져 작업공간이 더러워지는 문제점도 있다.In addition, in the case of a needle-type spinning nozzle, when the electrospinning device is arranged to spin nanofibers in a horizontal or vertical downward direction, a portion of the spinning solution supplied to the nozzle falls down and the working space becomes dirty.
그리고 니들 타입 방사노즐의 경우, 니들 막힘, 니들 휘어짐 등의 이유로 전기방사장치에 대한 수리 또는 교체가 필요한 경우 공간 협소로 인해 그 작업을 수월하게 진행하기 어렵고 내경이 1 mm 이하인 니들을 클리닝하기 어려우며 그 과정에서 작업자가 방사니들에 찔려 다치는 경우도 종종 일어난다.And, in the case of a needle-type spinning nozzle, when repair or replacement of the electrospinning device is required due to needle clogging or needle bending, it is difficult to carry out the work easily due to the narrow space, and it is difficult to clean a needle with an inner diameter of 1 mm or less. In the process, workers are often stabbed and injured by the spinning needle.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 고려하여 도출된 발명으로서, 니들 타입 방사노즐과 같은 종래의 방사수단이 지니는 문제점들을 해결할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.The present invention is an invention derived in consideration of the problems of the prior art described above, and is intended to provide a method to solve the problems of the conventional spinning means such as a needle type spinning nozzle.
상기 해결 방안으로서, 본 발명은 방사액이 수용되는 하우징(110); 및 상기 하우징(110)의 수용공간에 회전가능하게 배치된 복수의 디스크 타입 방사부재(120);를 포함하는 전기방사장치를 제공한다.As the above solution, the present invention provides a
상기 전기방사장치는 상기 디스크 타입 방사부재(120)가 가장자리를 따라 배열된 다수의 방사갭(121)을 갖는 것일 수 있다.The electrospinning apparatus may have a plurality of
상기 전기방사장치는 상기 방사갭(121)이 상기 가장자리로부터 상기 디스크 타입 방사부재(120)의 중심을 향해 소정 길이 연장된 것일 수 있다.In the electrospinning apparatus, the
상기 전기방사장치는 상기 디스크 타입 방사부재(120)에 각각의 방사갭(121)의 내측단에 이어진 공급공(122)이 형성된 것일 수 있다.In the electrospinning apparatus, the
상기 전기방사장치는 상기 방사갭(121) 및 상기 공급공(122)이 상기 디스크 타입 방사부재(120)의 양측면 측으로 개방된 것일 수 있다.In the electrospinning apparatus, the
상기 전기방사장치는 상기 하우징(110)이 상기 방사액이 수용되는 수용부(111); 및 상기 수용부(111)의 상부에 착탈식으로 결합되는 커버부(115);를 포함하며, 상기 커버부(115)에는 상기 복수의 디스크 타입 방사부재(120)의 부분 노출을 위한 복수의 슬릿(116)이 형성된 것일 수 있다.The electrospinning device includes: a
상기 해결 방안으로서, 또한 본 발명은 방사액이 수용되는 하우징(110); 및 상기 하우징(110)에 회전가능하게 장착된 적어도 하나의 전기방사모듈(130);을 포함하며, 상기 전기방사모듈(130)은 샤프트(140); 및 상기 샤프트(140)에 끼워진 복수의 디스크 타입 방사부재(120);를 포함하며, 상기 디스크 타입 방사부재(120)는 가장자리를 따라 배열된 다수의 방사갭(121)을 갖는 전기방사장치를 제공한다.As the above solution, the present invention also provides a
상기 전기방사장치는 상기 디스크 타입 방사부재(120)가 가장자리를 따라 배열된 다수의 방사갭(121)을 갖는 것일 수 있다.The electrospinning apparatus may have a plurality of
상기 전기방사장치는 상기 전기방사모듈(130)이 복수의 링형 파티션(150); 및 상기 샤프트(140)의 양단에 체결되는 한 쌍의 너트(161, 162);를 더 포함하는 것일 수 있다.The electrospinning device is the
상기 전기방사장치는 복수 개의 전기방사모듈(130A, 130B)이 구비되며, 상기 복수 개의 전기방사모듈(130A, 130B) 중 어느 하나의 전기방사모듈(130A)에 모터 회전력이 인가되며, 상기 모터 회전력은 기어(181, 182)를 통해 다른 전기방사모듈(130B)에 전달되는 것일 수 있다.The electrospinning device is provided with a plurality of electrospinning modules (130A, 130B), the motor rotational force is applied to any one of the plurality of electrospinning modules (130A, 130B) to the electrospinning module (130A), the motor rotational force The
본 발명의 전기방사장치에 의하면, 종래의 니늘 타입 방사부재를 사용하지 않고 디스크 타입 방사부재를 사용하므로 방사니들이 막혀지는 문제점이 발생되지 않는다. 디스크 타입 방사부재의 방사갭 또는 공급공 안의 방사액이 굳는 경우가 발생되더라도, 방사갭 및 공급공이 양옆으로 개방된 구조이므로 굳은 방사액을 간단히 제거할 수 있다.According to the electrospinning apparatus of the present invention, since the conventional needle-type spinning member is not used and a disk-type spinning member is used, a problem in which the spinning needle is blocked does not occur. Even if the spinning gap or the supply hole of the disk-type spinning member solidifies, the solid spinning solution can be easily removed because the spinning gap and the supply hole are open to both sides.
본 발명의 전기방사장치에 의하면, 종래의 니늘 타입 방사부재를 사용하지 않고 디스크 타입 방사부재를 사용하므로 방사니들이 휘어져 제 기능을 수행하지 못하는 문제가 발생되지 않는다.According to the electrospinning apparatus of the present invention, since a disk-type spinning member is used instead of a conventional needle-type spinning member, a problem in that the spinning needle is bent and cannot perform its function does not occur.
본 발명의 전기방사장치에 의하면, 종래의 니늘 타입 방사부재를 사용하지 않고 디스크 타입 방사부재를 사용하므로 상대적으로 보다 굵은 직경의 나노섬유를 방사하는 것이 가능하며 또한 보다 많은 수의 나노섬유를 방사하는 것이 가능하다. 구체적으로, 방사니들의 내부 채널은 직경 및 용적이 작을 수 밖에 없는데 본 발명에 따른 방사갭은 그러한 내부 채널에 비해 큰 용적을 갖도록 형성될 수 있으므로, 본 발명의 전기방사장치는 단위 시간당 보다 많은 양의 나노섬유를 방사시킬 수 있다. 이에 본 발명의 전기방사장치는 종래보다 크게 개선된 생산성을 나타낼 수 있다.According to the electrospinning apparatus of the present invention, it is possible to spin nanofibers having a relatively larger diameter because a disk-type spinning member is used instead of a conventional needle-type spinning member, and a larger number of nanofibers can be spun. it is possible Specifically, the inner channel of the spinneret has a small diameter and volume. Since the spin gap according to the present invention can be formed to have a larger volume than that of the inner channel, the electrospinning device of the present invention has a larger amount per unit time. of nanofibers can be spun. Accordingly, the electrospinning apparatus of the present invention can exhibit significantly improved productivity than the prior art.
본 발명의 전기방사장치에 의하면, 나노섬유를 상방향으로 방사하는 방식이 적용되므로 수평방사 방식에서 방사액의 일부가 바닥으로 떨어져 작업공간이 더러워지는 문제가 발생되지 않는다.According to the electrospinning apparatus of the present invention, since a method of spinning nanofibers in an upward direction is applied, there is no problem in that a part of the spinning solution falls to the floor in the horizontal spinning method and the working space becomes dirty.
본 발명의 전기방사장치에 의하면, 조립 및 분해가 간단한 구조로 이루어져 있으므로 유지보수 관리가 매우 쉽다. 특히, 전기방사모듈이 너트 결합을 통해 조립이 완성되는 구조를 가지므로 조립 및 분해 과정이 매우 간단하다.According to the electrospinning apparatus of the present invention, since assembly and disassembly are made of a simple structure, maintenance is very easy. In particular, since the electrospinning module has a structure in which assembly is completed through nut coupling, assembly and disassembly processes are very simple.
본 발명의 전기방사장치에 의하면, 복수의 디스크 타입 방사부재가 방사액이 채워진 하우징 내에 배치되어 그로부터 직접 방사액을 공급받으므로, 방사액 공급 호스와 같은 어떠한 추가적인 방사액 전달 수단도 필요하지 않다. 따라서 전기방사시스템의 구성이 종래에 비해 훨씬 간단하므로 시스템 설계가 간단하고 제조단가도 훨씬 경감된다.According to the electrospinning apparatus of the present invention, since the plurality of disk-type spinning members are disposed in the housing filled with the spinning solution and receive the spinning solution directly therefrom, no additional spinning solution delivery means such as a spinning solution supply hose is required. Therefore, since the configuration of the electrospinning system is much simpler than that of the prior art, the system design is simple and the manufacturing cost is much reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사장치(100)를 보이는 도면이다.
도 2는 전기방사장치(100)의 상면부를 부분 확대 도시한 도면이다.
도 3은 전기방사장치(100)를 커버 제거 상태로 보이는 도면이다.
도 4는 전기방사장치(100)를 커버 분리 상태로 도시한 도면이다.
도 5는 전기방사모듈(150)의 구성들을 분해하여 보이는 도면이다.
도 6 및 도 7은 디스크 타입 방사부재(120)를 보이는 도면이다.
도 8은 회전형 드럼에 권취된 원단에 대해 전기방사장치(100)를 이용하여 전기방사하는 예를 보이는 도면이다.
도 9는 수평이송되는 원단에 대해 전기방사장치(100)를 이용하여 전기방사하는 예를 보이는 도면이다.1 is a view showing an
FIG. 2 is a partially enlarged view of the upper surface of the
3 is a view showing the
4 is a view showing the
5 is an exploded view showing the components of the
6 and 7 are views showing the disk-
8 is a view showing an example of electrospinning using the
9 is a view showing an example of electrospinning using the
이하에서는 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기방사장치(100)에 대해 설명한다.An
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사장치(100)를 보이는 도면이고, 도 2는 전기방사장치(100)의 상면부를 부분 확대 도시한 도면이고, 도 3은 전기방사장치(100)를 커버 제거 상태로 보이는 도면이고, 도 4는 전기방사장치(100)를 커버 분리 상태로 도시한 도면이고, 도 5는 전기방사모듈(150)의 구성들을 분해하여 보이는 도면이고, 도 6 및 도 7은 디스크 타입 방사부재를 보이는 도면이다.1 is a view showing an
본 실시예의 전기방사장치(100)는 방사액을 수용하는 하우징(110)과, 그 방사액으로부터 형성되는 나노섬유를 방사하는 복수의 디스크 타입 방사부재(120)를 포함한다.The
도 6 및 도 7을 참조하면, 디스크 타입 방사부재(120)는 대략 원판 형상이다.6 and 7, the disk-
디스크 타입 방사부재(120)에는 가장자리를 따라 배열된 다수의 방사갭(121)이 형성된다. 이러한 방사갭(121)으로부터 나노섬유가 방사된다. 방사갭(121)은 직선형의 좁은 틈새 형상이다. 도면에서 방사갭(121)은 디스크 타입 방사부재(120)의 반지름 방향을 따라 형성된 것으로 도시되었으나, 그에 제한되지 않고 반지름 방향에 대해 약간 어긋난 방향을 따르게 형성될 수도 있다.A plurality of
디스크 타입 방사부재(120)에는 방사갭(121)의 내측단에 이어진 공급공(122)이 형성된다. 공급공(122)에 방사액이 채워지며 그 방사액이 방사갭(121)으로 공급된다. 공급공(122)은 원형 통공 형상으로 도시되었으나, 그에 제한되지 않고 타원형 통공, 사각 통공, 삼각 통공 등의 형상으로 형성될 수도 있다.A
이와 같이 본 실시예에서는 각각의 방사갭(121) 내측단에 방사액 함유량 확대 목적으로 공급공(122)이 형성되어 있다. 하지만 디스크 타입 방사부재(120)에 공급공(122)을 생략하고 방사갭(121) 만을 형성하여 실시하는 것도 가능하다.As described above, in this embodiment, the
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 디스크 타입 방사부재(120)는 가장자리를 따라 삼각 형상의 다수의 돌출부(125)가 형성되고 각각의 돌출부(125)에 전술한 방사갭(121) 및 공급공(122)이 하나씩 형성된다. 대안적인 실시예에서, 돌출부(125)의 형상은 반원 형상, 반타원 형상, 오각 형상 등으로 변경 설계될 수 있다. 또한, 대안적인 실시예에서 디스크 타입 방사부재(120)는 돌출부 없는 형상으로 설계될 수 있다. 즉, 디스크 타입 방사부재(120)는 가장자리에 돌출부들이 형성되지 않은 원형으로 제작될 수 있다.6 and 7, in the present embodiment, the disk-
디스크 타입 방사부재(120)의 중앙에는 샤프트 삽입공(127)이 형성된다.A
디스크 타입 방사부재(120)는 전기전도성을 갖는 금속 소재로 제작된다.The disk-
전술한 바와 같이 하우징(110) 내에 방사액이 채워진다. 그리고 하우징(110) 안에 배치된 복수의 디스크 타입 방사부재(120)가 회전하면서 방사갭(121) 및 공급공(122) 안으로 그 방사액이 투입되어 나노섬유의 원료가 된다. 이에 대해서는 후에 다시 설명한다.As described above, the spinning solution is filled in the
도 1 내지 도 4를 참조하면, 하우징(110)은 수용부(111)를 포함한다. 수용부(111) 안에 외부로부터 공급되는 방사액이 채워진다. 방사액은 수용부(111)에 가득 채워지지 않고 디스크 타입 방사부재(120)의 일부분이 잠겨지는 정도로 채워진다. 수용부(111) 안에 복수의 디스크 타입 방사부재(120)가 배치된다.1 to 4 , the
도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 디스크 타입 방사부재(120)는 2열로 배열되며 각 열에 등간격으로 배열된 다수 개의 디스크 타입 방사부재(120)가 포함될 수 있다. 본 실시예에서 복수의 디스크 타입 방사부재(120)가 2열로 배열되지만, 대안적으로 복수의 디스크 타입 방사부재(120)는 1열 또는 3열로 배열될 수 있다. 복수의 2열, 3열 등으로 복수의 열로 배열되는 경우, 열과 열 사이의 간격이 최소화되면서도 상호 간의 간섭이 발생되지 않도록 디스크 타입 방사부재들(120)은 도면에 도시된 바와 같이 지그재그 배열을 갖는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3 , the plurality of disk-
도 1에 도시된 바와 같이, 수용부(111)의 일측에 노즐(112)이 구비된다. 그리고 노즐(112)에는 밸브(113)가 구비된다. 노즐(112)은 수용부(111) 내에 방사액을 일정 수위로 공급하거나 작업이 완료된 후 수용부(111) 안의 잔여 방사액을 외부로 배출하여 폐기할 때 사용되는 구성이며, 방사액 배출 시에 밸브(113)가 개방된다.As shown in FIG. 1 , a
도 1 내지 도 4를 참조하면, 하우징(110)은 커버부(115)를 또한 포함한다.1 to 4 , the
커버부(115)는 하우징(110)에 착탈식으로 장착되며, 필요시 수용부(111) 개방을 위해 그로부터 분리될 수 있다. 예를 들어 관리자 등의 사용자는 하우징(110) 안으로 방사액을 투입하거나 전기방사장치(100)를 수리할 때 수용부(111)로부터 커버부(115)를 분리하여 관련 작업을 진행할 수 있다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 커버부(115)에는 복수의 슬릿(116)이 형성된다. 복수의 슬릿(116)의 배열은 복수의 디스크 타입 방사부재(120)의 배열에 대응된다. 예를 들어 복수의 디스크 타입 방사부재(120)가 2열로 배열된 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 그에 대응되게 복수의 슬릿(116)도 2열로 배열되며 이때 각 열의 슬릿들(116)은 등간격으로 배열될 수 있다.As shown in FIG. 4 , a plurality of
도 2에 도시된 바와 같이, 커버부(115)에 의해 수용부(111)가 닫혀진 상태에서, 복수의 디스크 타입 방사부재(120)는 그것의 대부분이 하우징(110) 안에 배치되고 그것의 일부분이 복수의 슬릿(116)을 통해 밖으로 노출된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 디스크 타입 방사부재(120)의 가장자리에 형성된 다수의 돌출부(125) 중에서 대략 5개 정도가 슬릿(116)을 통해 밖으로 노출될 수 있다.As shown in FIG. 2 , in a state in which the receiving
슬릿(116)의 폭은 디스크 타입 방사부재(120)의 두께보다 약간 넓은 정도로 설계되는 것이 바람직하다. 이 설계를 통해 디스크 타입 방사부재(120)의 양측면에 뭍은 방사액이 슬릿(116)에 의해 쓸려 제거될 수 있다. 좀 더 설명하면, 전기방사 동작 중에 방사액은 디스크 타입 방사부재(120)의 방사갭(121) 및 공급공(122)에만 공급되는 것이 이상적이나, 수용부(111) 안의 방사액은 디스크 타입 방사부재(120)의 양측면에 뭍을 수 밖에 없으며, 이로 인해 발생될 수 있는 전기방사 품질저하를 방지하기 위해 그 양측면에 뭍은 방사액이 슬릿(116)에 의해 쓸려 제거되도록 하는 것이다.The width of the
커버부(115)는 수용부(111)를 폐쇄함으로써 수용부(111) 안의 방사액이 외부 공기와의 접촉으로 인해 고형화되는 것을 방지하는 역할도 한다.The
본 실시예에서는 하우징(110)이 수용부(111) 및 커버부(115)를 구성되지만, 대안적으로 하우징(110)을 커버부(115) 없이 수용부(111) 만으로 구성하는 것도 가능하다.In the present embodiment, the
도 3 내지 도 5를 참조하면, 전기방사장치(100)는 적어도 하나의 전기방사모듈(130)를 포함한다.3 to 5 , the
본 실시예에서는 2개의 전기방사모듈(130A, 130B)이 구비되었지만, 실시예에 따라 전기방사모듈의 개수는 1개, 3개 등으로 변경될 수도 있다.In this embodiment, two electrospinning modules (130A, 130B) are provided, but according to the embodiment, the number of electrospinning modules may be changed to one, three, etc.
각각의 전기방사모듈(130A, 130B)에는 복수의 디스크 타입 방사부재(120)가 배열되며, 이들 디스크 타입 방사부재들(120)은 등간격으로 배열되는 것이 바람직하다.A plurality of disk-
도면에서 각각의 전기방사모듈(130A, 130B)에는 디스크 타입 방사부재들(120)이 14개 또는 15개 구비된 것으로 예시되었는데, 전기방사모듈(130A, 130B)에 구비되는 디스크 타입 방사부재의 개수는 그보다 적게 또는 많게 다양하게 변경 설계될 수 있다.In the drawings, each of the electrospinning modules (130A, 130B) has been illustrated as being provided with 14 or 15 disk-
도 4에 도시된 바와 같이, 인접한 2개의 전기방사모듈(130A, 130B)에 구비된 디스크 타입 방사부재들(120)은 서로 지그재그 배열을 이루도록 배치된다. 이에 의해 다른 전기방사모듈(130A, 130B)에 구비된 디스크 타입 방사부재들(120) 간의 간섭을 방지하면서 2개의 전기방사모듈(130A, 130B) 간의 거리를 최소화할 수 있다.As shown in Figure 4, the disk-
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 전기방사모듈(130)은 샤프트(140), 복수의 디스크 타입 방사부재(120), 복수의 링형 파티션(150) 및 한 쌍의 너트(161, 162)로 구성될 수 있다.5, each
전기방사모듈(120)의 조립 과정은 샤프트(140)에 복수의 디스크 타입 방사부재(120) 및 복수의 링형 파티션(150)을 끼워넣은 후 샤프트(140)의 양단에 한 쌍의 너트(161, 162)를 체결함으로써 수행된다.In the assembly process of the
이러한 조립 과정은 매우 간단하며, 필요한 경우 너트(161, 162) 분리 만으로 전기방사모듈(120)이 간단히 분해될 수 있다. 따라서 전기방사모듈(120)을 수리할 필요가 있을 때 그 작업을 손쉽게 진행할 수 있다.This assembly process is very simple, and if necessary, the
샤프트(140)는 전기전도성을 갖는 금속 소재로 제작된다. 또한, 디스크 타입 방사부재(120) 사이에 배치되는 링형 파티션(150)도 전기전도성을 갖는 금속 소재로 제작된다.The
도 3 및 도 4를 참조하면, 전기방사모듈(130A, 130B)은 하우징(110)에 회전 가능하게 장착된다. 전기방사모듈(130A, 130B) 중 어느 하나의 전기방사모듈(130A)에 모터(미도시)의 회전력이 전달되며, 그 회전력은 전기방사모듈(130A, 130B) 사이에 연결된 회전력 전달수단(181, 182)에 의해 다른 하나의 전기방사모듈(130B)에 전달된다.3 and 4 , the
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전기방사모듈(130A)에 모터 회전력을 벨트를 통해 전달받기 위한 벨트풀리(170)가 구비될 수 있고, 전기방사모듈(130A, 130B) 간 회전력 전달수단(181, 182)으로는 서로 맞물린 한 쌍의 기어가 사용될 수 있다. 이 경우, 전기방사모듈(130A, 130B)은 서로 반대방향으로 회전한다.3 and 4, the
전기방사장치(100)에 단지 하나의 전기방사모듈(130)이 구비되는 경우 회전력 전달수단(181, 182)은 구비할 필요가 없다. 3개의 전기방사모듈(130)이 구비되는 경우 회전력 전달수단으로는 서로 맞물린 3개의 기어가 사용될 수 있다.If only one
본 발명의 전기방사장치(100)는 위쪽으로 나노섬유를 방사키는 방식으로 사용될 수 있다.The
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 회전형 드럼(10)에 권취된 원단(1)을 향해 위쪽으로 나노섬유를 방사시키기 위한 수단으로서 본 발명의 전기방사장치(100)가 사용될 수 있다. 이러한 경우, 회전형 드럼(10)과 전기방사장치(100)의 방사부재들(120) 사이에 전압이 공급됨으로써 그 사이의 공간에 전기방사를 위한 전기장이 형성된다.For example, as shown in FIG. 8, the
다른 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이 컨베이어벨트(미도시)를 따라 수평 이송되는 원단(1)을 향해 나노섬유를 방사시키기 위한 수단으로서 본 발명의 전기방사장치(100)가 사용될 수 있다. 이러한 경우, 원단(1) 위에 배치된 전극판(20)과 전기방사장치(100) 사이에 전압이 공급됨으로써 그 사이의 공간에 전기방사를 위한 전기장이 형성된다.As another example, as shown in FIG. 9 , the
도 8 및 도 9를 참조하면, 디스크 타입 방사부재(120)는 하우징(110) 안의 방사액(110)에 일부가 잠겨지며 하우징(110) 밖으로 일부가 노출되도록 배치된다. 그리고, 디스크 타입 방사부재(120)는 전기방사 동작 중에 회전 구동된다. 그리하여, 디스크 타입 방사부재(120)의 방사갭(121) 및 공급공(122)이 하우징(110) 내부를 경유하는 동안 그 안에 방사액(110)이 침투되어 채워지게 되고, 방사갭(121) 및 공급공(122)이 하우징(110) 밖으로 노출되는 동안 방사갭(121)으로부터 나노섬유가 원단(1)을 향해 방사된다.Referring to FIGS. 8 and 9 , the disk-
앞서 보았던 도 3을 다시 참조하면, 이러한 나노섬유 방사 동작 중에 전기방사장치(100)는 도 3에 표시된 화살표 방향 즉 전기방사모듈(130A, 130B)의 길이 방향을 따라 소정 피치의 왕복운동을 하도록 구동될 수 있다. 이처럼 전기방사장치(100)를 왕복운동시킴으로써 방사부재들(120)로부터 방사되는 나노섬유들이 원단 상에 고르게 코팅되도록 할 수 있으며 그 결과 나노섬유의 코팅 균일도가 향상된다.Referring back to FIG. 3 seen earlier, during this nanofiber spinning operation, the
본 발명의 전기방사장치(100)에 의하면, 종래의 니늘 타입 방사부재를 사용하지 않고 디스크 타입 방사부재(120)를 사용하므로 방사니들이 막혀지는 문제점이 발생되지 않는다. 디스크 타입 방사부재(120)의 방사갭(121) 또는 공급공(122) 안의 방사액이 굳는 경우가 발생될 수 있지만, 방사갭(121) 및 공급공(122)의 양옆으로 개방된 구조이므로 굳은 방사액을 간단히 제거할 수 있다.According to the
본 발명의 전기방사장치(100)에 의하면, 종래의 니늘 타입 방사부재를 사용하지 않고 디스크 타입 방사부재(120)를 사용하므로 방사니들이 휘어져 제 기능을 수행하지 못하는 문제가 발생되지 않는다.According to the
본 발명의 전기방사장치(100)에 의하면, 종래의 니늘 타입 방사부재를 사용하지 않고 디스크 타입 방사부재(120)를 사용하므로 필요에 따라 상대적으로 보다 굵은 직경의 나노섬유를 방사하는 것이 가능하며 또한 보다 많은 수의 나노섬유를 방사하는 것이 가능하다. 방사니들의 내부 채널은 직경 및 용적이 작을 수 밖에 없는데 본 발명에 따른 방사갭은 그러한 내부 채널에 비해 큰 용적을 갖도록 형성될 수 있으므로, 본 발명의 전기방사장치(100)는 단위시간 당 보다 많은 양의 나노섬유를 방사시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 전기방사장치(100)는 종래보다 크게 개선된 생산성을 나타낼 수 있다.According to the
본 발명의 전기방사장치(100)에 의하면, 나노섬유를 상방향으로 방사하는 방식이 적용되므로 수평방사 방식에서 방사액의 일부가 바닥으로 떨어져 작업공간이 더러워지는 문제가 발생되지 않는다.According to the
본 발명의 전기방사장치(100)에 의하면, 조립 및 분해가 간단한 구조로 이루어져 있으므로 유지보수 관리가 매우 쉽다. 특히, 전기방사모듈(130)이 너트(161, 162) 결합을 통해 조립이 완성되는 구조를 가지므로 조립 및 분해 과정이 매우 간단하다.According to the
본 발명의 전기방사장치(100)에 의하면, 복수의 디스크 타입 방사부재(130)가 방사액이 채워진 하우징(110) 내에 배치되어 그로부터 직접 방사액을 공급받으므로, 방사액 공급 호스와 같은 어떠한 추가적인 방사액 전달 수단도 필요하지 않다. 따라서 전기방사시스템의 구성이 종래에 비해 훨씬 간단하므로 시스템 설계가 간단하고 제조단가도 훨씬 경감된다.According to the
100 : 전기방사장치
110 : 하우징
111 : 수용부
115 : 커버부
116 : 슬릿
120 : 디스크 타입 방사부재
121 : 방사갭
122 : 공급공
130, 130A, 130B : 전기방사모듈
140 : 샤프트
150 : 링형 파티션
161, 162 : 너트
170 : 벨트풀리
181, 182 : 기어100: electrospinning device
110: housing
111: receiving part
115: cover part
116: slit
120: disk type radiation member
121: radiation gap
122: supply hole
130, 130A, 130B: Electrospinning module
140: shaft
150: ring-shaped partition
161, 162: Nuts
170: belt pulley
181, 182: gear
Claims (10)
상기 하우징(110)의 수용공간에 회전가능하게 배치된 복수의 디스크 타입 방사부재(120);를 포함하는
전기방사장치.
a housing 110 in which the spinning solution is accommodated; and
A plurality of disk-type radiation members 120 rotatably disposed in the receiving space of the housing 110;
electrospinning device.
상기 디스크 타입 방사부재(120)는 가장자리를 따라 배열된 다수의 방사갭(121)을 갖는
전기방사장치.
The method according to claim 1,
The disk-type radiation member 120 has a plurality of radiation gaps 121 arranged along the edge.
electrospinning device.
상기 방사갭(121)은 상기 가장자리로부터 상기 디스크 타입 방사부재(120)의 중심을 향해 소정 길이 연장된
전기방사장치.
3. The method according to claim 2,
The radiation gap 121 extends from the edge toward the center of the disk-type radiation member 120 by a predetermined length.
electrospinning device.
상기 디스크 타입 방사부재(120)에는 각각의 방사갭(121)의 내측단에 이어진 공급공(122)이 형성된
전기방사장치.
3. The method according to claim 2,
The disk-type radiation member 120 has a supply hole 122 connected to the inner end of each radiation gap 121 is formed.
electrospinning device.
상기 방사갭(121) 및 상기 공급공(122)은 상기 디스크 타입 방사부재(120)의 양측면 측으로 개방된
전기방사장치.
5. The method according to claim 4,
The radiation gap 121 and the supply hole 122 are opened toward both sides of the disk-type radiation member 120 .
electrospinning device.
상기 하우징(110)은
상기 방사액이 수용되는 수용부(111); 및
상기 수용부(111)의 상부에 착탈식으로 결합되는 커버부(115);를 포함하며,
상기 커버부(115)에는 상기 복수의 디스크 타입 방사부재(120)의 부분 노출을 위한 복수의 슬릿(116)이 형성된
전기방사장치.
The method according to claim 1,
The housing 110 is
a receiving part 111 in which the spinning solution is accommodated; and
It includes;
A plurality of slits 116 for partially exposing the plurality of disk-type radiation members 120 are formed in the cover part 115 .
electrospinning device.
상기 하우징(110)에 회전가능하게 장착된 적어도 하나의 전기방사모듈(130);을 포함하며,
상기 전기방사모듈(130)은
샤프트(140); 및
상기 샤프트(140)에 끼워진 복수의 디스크 타입 방사부재(120);를 포함하며,
상기 디스크 타입 방사부재(120)는 가장자리를 따라 배열된 다수의 방사갭(121)을 갖는
전기방사장치.
a housing 110 in which the spinning solution is accommodated; and
At least one electrospinning module 130 rotatably mounted to the housing 110; includes,
The electrospinning module 130 is
shaft 140; and
Includes; a plurality of disk-type radiation members (120) fitted to the shaft (140);
The disk-type radiation member 120 has a plurality of radiation gaps 121 arranged along the edge.
electrospinning device.
상기 디스크 타입 방사부재(120)는 가장자리를 따라 배열된 다수의 방사갭(121)을 갖는
8. The method of claim 7,
The disk-type radiation member 120 has a plurality of radiation gaps 121 arranged along the edge.
상기 전기방사모듈(130)은
복수의 링형 파티션(150); 및
상기 샤프트(140)의 양단에 체결되는 한 쌍의 너트(161, 162);를 더 포함하는
전기방사장치.
8. The method of claim 7,
The electrospinning module 130 is
a plurality of ring-shaped partitions 150; and
A pair of nuts (161, 162) fastened to both ends of the shaft (140); further comprising
electrospinning device.
복수 개의 전기방사모듈(130A, 130B)이 구비되며,
상기 복수 개의 전기방사모듈(130A, 130B) 중 어느 하나의 전기방사모듈(130A)에 모터 회전력이 인가되며, 상기 모터 회전력은 기어(181, 182)를 통해 다른 전기방사모듈(130B)에 전달되는
전기방사장치.8. The method of claim 7,
A plurality of electrospinning modules (130A, 130B) are provided,
A motor rotational force is applied to any one of the plurality of electrospinning modules 130A, 130B, and the motor rotating force is transmitted to another electrospinning module 130B through gears 181 and 182
electrospinning device.
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KR1020200118841A KR102387412B1 (en) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | An electrospinning apparatus having disc-type electrospinning members |
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