KR20230078012A - Electrospinning Device Capable of Recovering Different Types of Spinning Liquids - Google Patents
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- D01D5/0069—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin
Abstract
이종의 방사용액 회수가 가능한 전기방사장치에 대해 개시된다.
개시된 전기방사장치는 상부는 개구되고 내부에는 수용 가능한 공간부가 형성되되, 밑판(110)에는 방사용액이 주입되는 주입공(120)과 과다배출되어 흘러내린 방사용액이 배출되는 배출공(130)이 형성된 하우징(100);
판재 형상으로 형성되되, 방사용액이 경유하는 복수 개의 제1 관통공(210)이 소정 간격으로 이격되어 형성되고, 상기 하우징(100)의 내측에 결합되는 방사판(200);
상기 방사판(200)의 상부면에 상기 제1 관통공(210)을 차단하도록 소정 간격으로 이격되도록 결합되어 방사용액 공급펌프로부터 공급되는 방사용액을 분사하는 복수 개의 방사노즐(300);
상기 방사노즐(300)을 통해 분사되어 회수되는 방사용액과 상기 주입공(120)을 통해 공급되는 방사용액이 섞이지 않도록 분리시키는 제1 격벽(400);을 포함하며,
과다배출되어 회수된 방사용액과 상기 방사노즐(300)에 의해 분사되기 전의 방사용액이 상기 제1 격벽(400)에 의해 섞이지 않도록 함으로써, 회수된 방사용액의 재생효율을 높이는 것을 특징으로 한다.Disclosed is an electrospinning apparatus capable of recovering different kinds of spinning solutions.
The disclosed electrospinning apparatus has an open top and an accommodating space portion formed therein, and the bottom plate 110 has an injection hole 120 through which the spinning solution is injected and a discharge hole 130 through which the excessively discharged spinning solution is discharged. formed housing 100;
A radiation plate 200 formed in a plate shape, in which a plurality of first through holes 210 through which a spinning solution passes are spaced apart at predetermined intervals, and coupled to the inside of the housing 100;
A plurality of spinning nozzles 300 coupled to the upper surface of the spinning plate 200 to be spaced apart at predetermined intervals to block the first through hole 210 and spraying a spinning solution supplied from a spinning solution supply pump;
A first partition wall 400 separating the spinning solution injected and recovered through the spinning nozzle 300 and the spinning solution supplied through the injection hole 120 so that they do not mix,
It is characterized by increasing the regeneration efficiency of the recovered spinning solution by preventing the excessively discharged and recovered spinning solution and the spinning solution before being sprayed by the spinning nozzle 300 from being mixed by the first partition wall 400.
Description
본 발명은 이종 방사용액의 회수가 가능한 전기방사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과다배출되어 회수된 방사용액과 방사노즐에 의해 분사되기 전의 방사용액이 제1 격벽에 의해 섞이지 않도록 함으로써 회수된 방사용액의 재생효율을 높이는 한편, 밑판의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 배출공을 통해 회수된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않고 방사용액 회수용기로 배출됨으로써 이종의 방사용액을 재활용하는 동시에, 방사판의 중앙부가 가장자리를 향해 구배가 형성되어 방사판 위로 흘러내린 방사용액이 가장자리에 형성된 제2 관통공으로 유동하도록 가이드하는 한편, 상부커버 및 제2 격벽은 비전도체로 형성되어 상기 방사노즐로만 전류가 공급되도록 하는 전기방사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrospinning apparatus capable of recovering a different type of spinning solution, and more particularly, to a spinning solution recovered by excessive discharge and a spinning solution before being sprayed by a spinning nozzle so that the first partition wall does not mix the recovered spinning solution. While increasing the regeneration efficiency of the used solution, the different types of spinning solutions recovered through the plurality of discharge holes formed along the edge of the bottom plate are discharged to the spinning solution recovery container without mixing with each other, thereby recycling the different types of spinning solutions and at the same time, the central part of the spinning plate A gradient is formed toward the edge to guide the spinning solution flowing down on the spinning plate to flow into the second through hole formed at the edge, while the upper cover and the second partition are formed of non-conductors to supply current only to the spinning nozzle It is about an electrospinning device.
나노 섬유는 산업 전반에 걸쳐 고성능을 발현하는 소재로서, 부직포를 이용한 필터, 전자기기들의 소형화, 고기능화, 생체조직 용도 등 나노 소재의 적용이 증가하고 있다. Nanofiber is a material that exhibits high performance throughout the industry, and the application of nanomaterials, such as filters using non-woven fabrics, miniaturization and high functionality of electronic devices, and biological tissue applications, is increasing.
뿐만 아니라 기계, 화학산업 등 전통산업에서도 고기능화를 위한 나노 소재의 적용이 점차 증가하고 있다. In addition, the application of nanomaterials for high functionality is gradually increasing in traditional industries such as machinery and chemical industries.
현재 대부분의 나노 섬유 필름은 전기방사법(Electro spinning)으로 제조되고 있다. Currently, most nanofiber films are manufactured by electro spinning.
전기방사법은 1795년 Bose가 모세관 끝에 매달려 있는 물방울에 고전압을 부여하면 표면장력에 의해 물방울 표면에서 미세 필라멘트가 방출되는 정전 스프레이 현상을 발견한 것으로부터 시작되었으며, 점도를 가진 고분자 용액이나 용융체(방사용액)에 정전기력이 주어질 경우 섬유가 형성되는 현상을 이용한 것이다. Electrospinning began in 1795 when Bose discovered the electrostatic spray phenomenon in which fine filaments are released from the surface of a water droplet by surface tension when a high voltage is applied to a water droplet hanging at the end of a capillary tube. ) using the phenomenon in which fibers are formed when electrostatic force is given.
일반적인 전기방사법은 하나의 방사노즐에서 시간당 수 그램 이하의 방사용액을 압출하여 섬유를 제조한다. In the general electrospinning method, fibers are produced by extruding a spinning solution of several grams or less per hour from one spinning nozzle.
방사용액의 경우 대부분 전기방사법에 의해 나노 섬유로 제조되지만, 과다배출된 일부 방사용액은 방사노즐로부터 방사판으로 흘러내려 방사판 위에 고이게 된다. Most of the spinning solution is made of nanofibers by electrospinning, but some of the excessively discharged spinning solution flows down from the spinning nozzle to the spinning plate and accumulates on the spinning plate.
과다배출된 일부 방사용액은 회수하여 재활용이 가능하므로 과다배출된 방사용액을 회수 가능한 장치가 필요하다. Since some of the excessively discharged spinning solution can be recovered and recycled, a device capable of recovering the excessively discharged spinning solution is required.
한편, 종래의 경우 단일 방사용액을 사용하여 하나의 방사판에서 전기방사법에 의해 나노 섬유가 생산된다. On the other hand, in the conventional case, nanofibers are produced by electrospinning on one radiation plate using a single spinning solution.
이종의 방사용액을 사용하면 이종의 방사용액이 갖는 기능이 모두 포함된 기능성 나노 섬유를 생산할 수 있다. If a heterogeneous spinning solution is used, functional nanofibers having all the functions of the heterogeneous spinning solution can be produced.
그러나 이종의 방사용액을 사용하는 경우, 이종의 방사용액들이 서로 섞이는 문제로 인해 과다배출된 이종의 방사용액의 회수가 불가한 문제가 있다. However, when using different kinds of spinning solutions, there is a problem in that it is impossible to recover the excessively discharged kinds of spinning solutions due to a problem in which the different kinds of spinning solutions are mixed with each other.
따라서 방사노즐로부터 과다배출된 이종의 방사용액을 회수 가능하여 재활용이 가능한 전기방사장치의 개발이 절실히 요구된다. Therefore, it is urgently required to develop an electrospinning apparatus capable of recovering and recycling the heterogeneous spinning solution excessively discharged from the spinning nozzle.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 과다배출되어 회수된 방사용액과 방사노즐에 의해 분사되기 전의 방사용액이 제1 격벽에 의해 섞이지 않도록 함으로써 회수된 방사용액의 재생효율을 높이는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and to increase the regeneration efficiency of the recovered spinning solution by preventing the spinning solution recovered from excessive discharge and the spinning solution before being sprayed by the spinning nozzle from being mixed by the first partition wall. The purpose.
또한 본 발명은 밑판의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 배출공을 통해 회수된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않고 방사용액 회수용기로 배출됨으로써 이종의 방사용액을 재활용하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to recycle the different kinds of spinning solutions by being discharged to the spinning solution recovery container without mixing the different kinds of spinning solutions recovered through the plurality of discharge holes formed along the edge of the bottom plate.
또한 본 발명은 탄성격벽으로 하우징 내부의 이종 방사용액에 대한 기밀성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to improve the airtightness of the heterogeneous spinning solution inside the housing with an elastic partition wall.
또한 본 발명은 방사노즐로부터 과다배출되어 방사판 위로 흘러내린 방사용액이 대기로 노출되어 휘발되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to prevent the volatilization of the spinning solution that is excessively discharged from the spinning nozzle and flows down onto the spinning plate from being exposed to the atmosphere.
또한 본 발명은 방사판 위로 흘러내린 방사용액이 가장자리에 형성된 제2 관통공으로 유동하도록 가이드하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to guide the spinning solution flowing down on the radiation plate to flow into the second through hole formed at the edge.
또한 본 발명은 상부커버 및 제2 격벽을 비전도체로 형성하여 방사노즐로만 전류가 공급되도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to form the upper cover and the second barrier rib with a non-conductor so that current is supplied only to the spinning nozzle.
본 발명은 이종의 방사용액 회수가 가능한 전기방사장치에 관한 것으로, The present invention relates to an electrospinning apparatus capable of recovering different kinds of spinning solutions,
상부는 개구되고 내부에는 수용 가능한 공간부가 형성되되, 밑판에는 방사용액이 주입되는 주입공과 과다배출되어 흘러내린 방사용액이 배출되는 배출공이 형성된 하우징;A housing having an open upper portion and an accommodating space portion formed therein, the bottom plate having an injection hole through which the spinning solution is injected and a discharge hole through which the excessively discharged spinning solution is discharged;
판재 형상으로 형성되되, 방사용액이 경유하는 복수 개의 제1 관통공이 소정 간격으로 이격되어 형성되고, 상기 하우징의 내측에 결합되는 방사판;a radiation plate formed in a plate shape, in which a plurality of first through holes through which a spinning solution passes are spaced apart at predetermined intervals, and coupled to the inside of the housing;
상기 방사판의 상부면에 상기 제1 관통공을 차단하도록 소정 간격으로 이격되도록 결합되어 방사용액 공급펌프로부터 공급되는 방사용액을 분사하는 복수 개의 방사노즐;a plurality of spinning nozzles coupled to the upper surface of the spinning plate to be spaced apart from each other at predetermined intervals to block the first through hole and spraying a spinning solution supplied from a spinning solution supply pump;
상기 밑판에 결합되어 상기 방사노즐을 통해 분사되어 회수되는 방사용액과 상기 주입공을 통해 공급되는 방사용액이 섞이지 않도록 분리시키는 제1 격벽;을 포함하며,A first partition wall coupled to the bottom plate to separate the spinning solution injected and recovered through the spinning nozzle and the spinning solution supplied through the injection hole so that they do not mix,
과다배출되어 회수된 방사용액과 상기 방사노즐에 의해 분사되기 전의 방사용액이 상기 제1 격벽에 의해 섞이지 않도록 함으로써, 회수된 방사용액의 재생효율을 높이는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the regeneration efficiency of the recovered spinning solution is increased by preventing the excessively discharged and recovered spinning solution and the spinning solution before being sprayed by the spinning nozzle from being mixed by the first partition wall.
또한 본 발명의 상기 복수 개의 방사노즐은 이종의 방사용액을 분사하는 노즐들로서, 동종의 방사용액을 분사하는 노즐들이 그룹을 지어 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of spinning nozzles of the present invention are nozzles for spraying different types of spinning solutions, and nozzles for spraying the same type of spinning solution are arranged in groups.
또한 본 발명은 상기 방사판의 상부면에 수직한 방향으로 형성되되, 상기 방사노즐로부터 과다배출된 이종의 방사용액이 섞이지 않도록 분리시키는 하나 이상의 제2 격벽;In addition, the present invention is formed in a direction perpendicular to the upper surface of the radiation plate, at least one second partition wall for separating the different types of spinning solution excessively discharged from the spinning nozzle so as not to mix;
상기 하우징의 밑판과 방사판 사이에 수직한 방향으로 형성되되 상기 제1 격벽의 내부를 소정 영역으로 구획하도록 형성되어, 상기 주입공를 통해 하우징 내부로 주입된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않도록 분리시키는 하나 이상의 제3 격벽;을 더 포함하며,One formed in a vertical direction between the bottom plate of the housing and the radiation plate to divide the inside of the first barrier rib into predetermined areas so as to separate the different kinds of spinning solutions injected into the housing through the injection hole so that they do not mix with each other. It further includes; the above third barrier rib;
상기 방사판의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 제2 관통공을 통해 상기 방사노즐로부터 과다배출된 이종의 방사용액이 배출되며,Excessive discharged heterogeneous spinning solution from the spinning nozzle is discharged through a plurality of second through-holes formed along the edge of the spinning plate,
상기 밑판의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 배출공을 통해 회수된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않고 방사용액 회수용기로 배출됨으로써 이종의 방사용액을 재활용하는 것을 특징으로 한다.The different kinds of spinning solutions recovered through the plurality of discharge holes formed along the edge of the bottom plate are discharged to the spinning solution recovery container without mixing with each other, thereby recycling the different kinds of spinning solutions.
또한 본 발명은 유연한 재질로 형성되되 상기 제3 격벽과 방사판 사이에 결합되어 이종의 방사용액의 누수를 방지하는 탄성격벽;을 더 포함하며,In addition, the present invention further includes an elastic barrier rib formed of a flexible material and coupled between the third barrier rib and the radiation plate to prevent leakage of a different type of spinning solution,
상기 탄성격벽에 의해 하우징 내부의 이종 방사용액에 대한 기밀성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the airtightness of the heterogeneous spinning solution inside the housing is improved by the elastic partition wall.
또한 본 발명은 판재 형상으로 형성되되 상기 하우징 상부에 결합되며, 상기 방사노즐이 삽입되는 삽입공이 소정 간격으로 이격되어 형성된 상부커버;를 더 포함하며,In addition, the present invention further includes an upper cover formed in a plate shape and coupled to an upper portion of the housing, in which an insertion hole into which the spinning nozzle is inserted is spaced apart at a predetermined interval,
상기 상부커버는 방사노즐로부터 과다배출되어 상기 방사판 위로 흘러내린 방사용액이 대기로 노출되어 휘발되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.The upper cover is characterized in that it prevents volatilization of the spinning solution that is excessively discharged from the spinning nozzle and flows down on the spinning plate from being exposed to the atmosphere.
또한 본 발명의 상기 방사판은 중앙부가 높고 양단부가 낮게 형성되되 중앙부와 양단부 사이는 소정 각도로 경사를 이루도록 형성됨으로써, 상기 방사판 위로 흘러내린 방사용액이 가장자리로 유동하도록 가이드하는 것을 특징으로 한다.In addition, the radiation plate of the present invention is characterized in that the central part is formed high and both ends are low, and the central part and both ends are inclined at a predetermined angle, so that the spinning solution flowing down on the radiation plate is guided to flow to the edge.
또한 본 발명의 상기 상부커버 및 제2 격벽은 비전도체로 형성되어 상기 방사노즐로만 전류가 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper cover and the second barrier rib of the present invention are formed of a non-conductor, so that current is supplied only to the spinning nozzle.
본 발명에 따른 전기방사장치는 과다배출되어 회수된 방사용액과 방사노즐에 의해 분사되기 전의 방사용액이 제1 격벽에 의해 섞이지 않도록 함으로써 회수된 방사용액의 재생효율을 높이는 효과가 있다.The electrospinning apparatus according to the present invention has an effect of increasing the regeneration efficiency of the recovered spinning solution by preventing the excessively discharged and recovered spinning solution from mixing with the spinning solution before being sprayed by the spinning nozzle by the first barrier rib.
또한 본 발명은 밑판의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 배출공을 통해 회수된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않고 방사용액 회수용기로 배출됨으로써 이종의 방사용액을 재활용이 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of recycling the different kinds of spinning solutions by being discharged into the spinning solution recovery container without mixing the different kinds of spinning solutions recovered through the plurality of discharge holes formed along the edge of the bottom plate.
또한 본 발명은 탄성격벽으로 하우징 내부의 이종 방사용액에 대한 기밀성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the airtightness of the heterogeneous spinning solution inside the housing with the elastic partition wall.
또한 본 발명은 방사노즐로부터 과다배출되어 방사판 위로 흘러내린 방사용액이 대기로 노출되어 휘발되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of preventing the volatilization of the spinning solution that is excessively discharged from the spinning nozzle and flows down onto the spinning plate from being exposed to the atmosphere.
또한 본 발명은 방사판 위로 흘러내린 방사용액이 가장자리에 형성된 제2 관통공으로 유동하도록 가이드하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of guiding the spinning solution flowing down on the radiation plate to flow into the second through hole formed at the edge.
또한 본 발명은 상부커버 및 제2 격벽을 비전도체로 형성하여 방사노즐로만 전류가 공급되도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of supplying current only to the spinning nozzle by forming the upper cover and the second barrier rib with a non-conductor.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the effects described above, specific effects of the present invention will be described together while explaining specific details for carrying out the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 전기방사장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기방사장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기방사장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기방사장치의 A-A 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기방사장치의 B-B 및 C-C 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방사판의 제2 실시예를 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view of an electrospinning apparatus according to the present invention.
2 is an exploded view of an electrospinning apparatus according to the present invention.
3 is a plan view of an electrospinning apparatus according to the present invention.
4 is an AA cross-sectional view of the electrospinning apparatus according to the present invention.
5 is BB and CC cross-sectional views of the electrospinning apparatus according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a radiation plate according to the present invention.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of this document will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, and is to be understood as including various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of this document. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like elements.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.In addition, expressions such as “first,” “second,” etc. used in this document may modify various components regardless of order and/or importance, and to distinguish one component from another. It is used only and does not limit the corresponding components. For example, 'first part' and 'second part' may indicate different parts regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of rights described in this document, a first element may be called a second element, and similarly, the second element may also be renamed to the first element.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.In addition, terms used in this document are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field described in this document. Among the terms used in this document, terms defined in a general dictionary may be interpreted as having the same or similar meaning as the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this document, an ideal or excessively formal meaning. not be interpreted as In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude the embodiments of this document.
현재 대부분의 나노 섬유 필름은 전기방사법(Electro spinning)으로 제조된다.Currently, most nanofiber films are manufactured by electro spinning.
전기방사법은 1795년 Bose가 모세관 끝에 매달려 있는 물방울에 고전압을 부여하면 표면장력에 의해 물방울 표면에서 미세 필라멘트가 방출되는 정전 스프레이 현상을 발견한 것으로부터 시작되었으며, 점도를 가진 고분자 용액이나 용융체(방사용액)에 정전기력이 주어질 경우 섬유가 형성되는 현상을 이용한 것이다. Electrospinning began in 1795 when Bose discovered the electrostatic spray phenomenon in which fine filaments are released from the surface of a water droplet by surface tension when a high voltage is applied to a water droplet hanging at the end of a capillary tube. ) using the phenomenon in which fibers are formed when electrostatic force is given.
일반적인 전기방사법은 하나의 방사노즐에서 시간당 수 그램 이하의 방사용액을 압출하여 섬유를 제조한다. In the general electrospinning method, fibers are produced by extruding a spinning solution of several grams or less per hour from one spinning nozzle.
방사용액의 경우 대부분 전기방사법에 의해 나노 섬유로 제조되지만, 과다배출된 일부 방사용액은 방사노즐(300)로부터 방사판(200)으로 흘러내려 방사판(200) 위에 고이게 된다. Most of the spinning solution is made of nanofibers by electrospinning, but some of the excessively discharged spinning solution flows down from the spinning
과다배출된 일부 방사용액은 회수하여 재활용이 가능하므로 과다배출된 방사용액을 회수 가능한 장치가 필요하다. Since some of the excessively discharged spinning solution can be recovered and recycled, a device capable of recovering the excessively discharged spinning solution is required.
종래의 경우 단일 방사용액을 사용하여 하나의 방사판(200)에서 전기방사법에 의해 나노 섬유가 생산된다.In the conventional case, nanofibers are produced by electrospinning in one
이종의 방사용액을 사용하면 이종의 방사용액이 갖는 기능이 모두 포함된 기능성 나노 섬유를 생산할 수 있다.If a heterogeneous spinning solution is used, functional nanofibers having all the functions of the heterogeneous spinning solution can be produced.
그러나 이종의 방사용액을 사용하는 경우, 이종의 방사용액들이 서로 섞이는 문제로 인해 과다배출된 이종의 방사용액의 회수가 불가한 문제가 있다.However, when using different kinds of spinning solutions, there is a problem in that it is impossible to recover the excessively discharged kinds of spinning solutions due to a problem in which the different kinds of spinning solutions are mixed with each other.
이에 본 발명에서는 이러한 문제를 해결한 이종의 방사용액의 회수가 가능한 전기방사장치를 제안하게 되었다.Accordingly, the present invention has proposed an electrospinning apparatus capable of recovering a different type of spinning solution that solves this problem.
도 1은 본 발명에 따른 전기방사장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 전기방사장치의 분해도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전기방사장치의 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 전기방사장치의 A-A 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전기방사장치의 B-B 및 C-C 단면도이다.1 is a perspective view of an electrospinning apparatus according to the present invention, Figure 2 is an exploded view of the electrospinning apparatus according to the present invention, Figure 3 is a plan view of the electrospinning apparatus according to the present invention, Figure 4 is an electrospinning apparatus according to the present invention A-A cross-sectional view of the spinning apparatus, and FIG. 5 is B-B and C-C cross-sectional views of the electrospinning apparatus according to the present invention.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.Description will be made with reference to FIGS. 1 to 5 .
본 발명에 따른 전기방사장치는 하우징(100), 방사판(200), 방사노즐(300), 제1 격벽(400), 제2 격벽(500), 제3 격벽(600), 탄성격벽(700), 상부커버(800)를 주요 구성으로 한다.The electrospinning apparatus according to the present invention includes a
하우징(100)은 상부는 개구되고 내부에는 수용 가능한 공간부가 형성된다.The
하우징(100)의 밑판(110)에는 방사용액이 주입되는 주입공(120)이 형성되며, 과다배출되어 흘러내린 방사용액이 배출되는 배출공(130)이 형성된다.An
방사판(200)은 판재 형상으로 형성되며 하우징(100)의 내측에 결합된다.The
방사판(200)에는 방사용액이 경유하는 복수 개의 제1 관통공(210)이 소정 간격으로 이격되어 형성된다.In the
방사노즐(300)은 방사판(200)의 상부면에 제1 관통공(210)을 차단하도록 소정 간격으로 이격되도록 결합되어 방사용액 공급펌프로부터 공급되는 방사용액을 분사한다.The spinning
복수 개의 방사노즐(300)은 이종의 방사용액을 분사하는 노즐들로서, 동종의 방사용액을 분사하는 노즐들이 그룹을 지어 배치된다.The plurality of spinning
쉽게 말해 방사용액 A을 분사하는 방사노즐(300) 그룹a와, 방사용액 B를 분사하는 방사노즐(300) 그룹b와, 방사용액 C를 분사하는 방사노즐(300) 그룹c로 형성된다.In other words, it is formed of a group a of spinning
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 예시적으로 3가지의 이종 방사용액을 사용하도록 설계되었다.As shown in Figure 3, in the present invention, it is illustratively designed to use three kinds of heterogeneous spinning solutions.
제1 격벽(400)은 하우징(100)의 밑판(110)과 수직한 방향으로 형성되어 결합된다.The
제1 격벽(400)은 방사노즐(300)을 통해 분사되어 회수되는 방사용액과 주입공(120)을 통해 공급되는 방사용액이 섞이지 않도록 분리시킨다.The
회수되는 방사용액은 용매의 일부가 휘발되기도 하고, 방사과정에서 일부 성분이 변성되기도 한다. 따라서 회수되는 방사용액을 방사노즐(300)에 의해 분사되기 전의 방사용액은 구분되어야 한다.In the recovered spinning solution, some of the solvent may be volatilized, and some components may be denatured during the spinning process. Therefore, the spinning solution before the recovered spinning solution is sprayed by the spinning
회수된 방사용액은 재생과정을 거쳐 다시 공급된다.The recovered spinning solution is supplied again through a regeneration process.
즉, 과다배출되어 회수된 방사용액과 방사노즐(300)에 의해 분사되기 전의 방사용액이 제1 격벽(400)에 의해 섞이지 않도록 함으로써, 회수된 방사용액의 재생효율을 높이는 이점이 있다.That is, by preventing the excessively discharged and recovered spinning solution from being mixed with the spinning solution before being sprayed by the spinning
제2 격벽(500)은 방사판(200)의 상부면에 수직한 방향으로 소정 간격으로 이격되도록 형성된다.The
제2 격벽(500)은 방사노즐(300)로부터 과다배출된 이종의 방사용액이 섞이지 않도록 분리시킨다.The
본 발명에서는 제2 격벽(500)이 2개가 도시되어 3개의 이종 방사용액을 섞이지 않도록 분리시킨다.In the present invention, two
도 4에 도시된 바와 같이, 이종의 방사용액은 제2 격벽(500)에 의해 섞이지 않도록 분리된다.As shown in FIG. 4, the different types of spinning solutions are separated so as not to mix by the
본 발명에 따른 제2 격벽(500)은 유연한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 이는 방사용액의 누수를 방지하고 방사판(200)과 상부커버(800) 사이의 기밀성을 향상시키기 위함이다.The
제3 격벽(600)은 하우징(100)의 밑판(110)과 방사판(200) 사이에 수직한 방향으로 소정 간격으로 이격되도록 형성된다.The
제3 격벽(600)은 제1 격벽(400)의 내부를 소정 영역으로 구획하도록 형성된다.The
제3 격벽(600)은 각 주입공(120)를 통해 하우징(100) 내부로 주입된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않도록 분리시킨다.The
본 발명에서는 제3 격벽(600)이 2개가 도시되어 3개의 이종 방사용액의 주입시 서로 섞이지 않도록 분리시킨다.In the present invention, two
세 그룹으로 형성된 방사노즐(300)로부터 과다배출된 이종의 방사용액이 방사판(200)의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 제2 관통공(220)을 통해 배출된다.The different types of spinning solutions excessively discharged from the three groups of spinning
제2 관통공(220)을 통해 배출되는 이종의 방사용액은 밑판(110)의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 배출공(130)을 통해 회수된다.The different kinds of spinning solutions discharged through the second through
본 발명은 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않고 방사용액 회수용기로 배출됨으로써 이종의 방사용액을 재활용하는 이점이 있다.The present invention has the advantage of recycling the different kinds of spinning solutions by being discharged to the spinning solution recovery container without mixing the different kinds of spinning solutions.
본 발명은 전기방사에 의해 나노 섬유로 형성되지 못한 일부의 방사용액을 재활용함으로써 경제적이다.The present invention is economical by recycling some of the spinning solution not formed into nanofibers by electrospinning.
탄성격벽(700)은 유연한 재질로 형성되며 제3 격벽(600)과 방사판(200) 사이에 결합된다.The
탄성격벽(700)은 이종의 방사용액의 누수를 방지한다.The
본 발명은 탄성격벽(700)에 의해 하우징(100) 내부의 이종 방사용액에 대한 기밀성을 향상시키는 이점이 있다.The present invention has the advantage of improving the airtightness of the heterogeneous spinning solution inside the
상부커버(800)는 판재 형상으로 형성되며 하우징(100) 상부에 결합된다.The
상부커버(800) 상에는 소정 간격으로 이격되어 방사노즐(300)이 삽입되는 삽입공이 형성된다.On the
방사노즐(300)의 일단은 방사판(200)에 결합되고 타단은 삽입공을 통해 노출된다.One end of the spinning
삽입공의 직경은 방사노즐(300) 단부의 직경보다 크게 형성되며, 상부커버(800)는 방사노즐(300)로부터 과다배출되어 방사판(200) 위로 흘러내린 방사용액이 대기로 노출되어 휘발되는 것을 방지한다.The diameter of the insertion hole is larger than the diameter of the end of the spinning
방사용액에는 휘발성을 가진 유기용매가 포함된다. 때문에 상부커버(800)는 방사용액의 일부 성분이 휘발되지 않도록 차단한다.The spinning solution contains an organic solvent with volatility. Therefore, the
또한 상부커버(800)와 제2 격벽(500)은 비전도체로 형성된다. 이는 전기방사를 통해 방사용액이 나노 섬유화되는 데에 필요한 전류가 외부로 흘러 들어가지 않도록 하기 위함이다.Also, the
즉 본 발명은 상부커버(800)와 제2 격벽(500)을 비전도체로 형성함으로써 방사노즐(300)로만 전류가 공급되도록 하였다.That is, in the present invention, current is supplied only to the spinning
도 6은 본 발명에 따른 방사판(200)의 제2 실시예를 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 방사판(200)은 중앙부(230)가 높고 양단부(240)가 낮게 형성된다.As shown in FIG. 6 , the
중앙부(230)와 양단부(240) 사이는 소정 각도로 경사를 이루도록 형성됨으로써, 방사판(200) 위로 흘러내린 방사용액이 가장자리에 형성된 제2 관통공(220)으로 유동하도록 가이드하는 효과가 있다.The
이는 방사용액이 가진 점성으로 인해 방사판(200) 위에 고이려고 하는 방사용액을 제2 관통공(220)으로 유동하도록 가이드함으로써 방사용액의 회수율을 증가시킨다.This increases the recovery rate of the spinning solution by guiding the spinning solution to flow into the second through
또한 본 발명에 따른 하우징(100) 및 방사판(200)은 표면이 매끄러운 스테인리스 스틸을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to use stainless steel having a smooth surface for the
표면이 매끄러운 재질을 사용하여 방사용액의 유동속도를 높임으로써 방사용액의 배출이 용이하고 나아가 방사용액의 회수율이 증가하는 것이다.By using a material with a smooth surface to increase the flow rate of the spinning solution, the discharge of the spinning solution is easy and the recovery rate of the spinning solution is increased.
본 발명은 이종의 방사용액 회수가 가능한 전기방사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과다배출되어 회수된 방사용액과 방사노즐에 의해 분사되기 전의 방사용액이 제1 격벽에 의해 섞이지 않도록 함으로써 회수된 방사용액의 재생효율을 높이는 한편, 밑판의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 배출공을 통해 회수된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않고 방사용액 회수용기로 배출됨으로써 이종의 방사용액을 재활용하는 동시에, 방사판의 중앙부가 가장자리를 향해 구배가 형성되어 방사판 위로 흘러내린 방사용액이 가장자리에 형성된 제2 관통공으로 유동하도록 가이드하는 한편, 상부커버 및 제2 격벽은 비전도체로 형성되어 상기 방사노즐로만 전류가 공급되도록 하는 전기방사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrospinning apparatus capable of recovering different types of spinning solutions, and more particularly, to a spinning solution recovered by excessive discharge and a spinning solution before being sprayed by a spinning nozzle so that the first partition wall does not mix the recovered spinning solution. While increasing the regeneration efficiency of the used solution, the different types of spinning solutions recovered through the plurality of discharge holes formed along the edge of the bottom plate are discharged to the spinning solution recovery container without mixing with each other, thereby recycling the different types of spinning solutions and at the same time, the central part of the spinning plate A gradient is formed toward the edge to guide the spinning solution flowing down on the spinning plate to flow into the second through hole formed at the edge, while the upper cover and the second partition are formed of non-conductors to supply current only to the spinning nozzle It is about an electrospinning device.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is common in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible by those with knowledge of, and these modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
100 : 하우징
110 : 밑판
120 : 주입공
130 : 배출공
200 : 방사판
210 : 제1 관통공
220 : 제2 관통공
230 : 중앙부
240 : 단부
300 : 방사노즐
400 : 제1 격벽
500 : 제2 격벽
600 : 제3 격벽
700 : 탄성격벽
800 : 상부커버
810 : 삽입공100: housing
110: bottom plate
120: injection hole
130: discharge hole
200: radiation plate
210: first through hole
220: second through hole
230: central part
240: end
300: spinning nozzle
400: first bulkhead
500: second bulkhead
600: third bulkhead
700: elastic bulkhead
800: upper cover
810: insertion hole
Claims (7)
판재 형상으로 형성되되, 방사용액이 경유하는 복수 개의 제1 관통공(210)이 소정 간격으로 이격되어 형성되고, 상기 하우징(100)의 내측에 결합되는 방사판(200);
상기 방사판(200)의 상부면에 상기 제1 관통공(210)을 차단하도록 소정 간격으로 이격되도록 결합되어 방사용액 공급펌프로부터 공급되는 방사용액을 분사하는 복수 개의 방사노즐(300);
상기 밑판(110)에 결합되어 상기 방사노즐(300)을 통해 분사되어 회수되는 방사용액과 상기 주입공(120)을 통해 공급되는 방사용액이 섞이지 않도록 분리시키는 제1 격벽(400);을 포함하며,
과다배출되어 회수된 방사용액과 상기 방사노즐(300)에 의해 분사되기 전의 방사용액이 상기 제1 격벽(400)에 의해 섞이지 않도록 함으로써, 회수된 방사용액의 재생효율을 높이는 것을 특징으로 하는, 전기방사장치
The housing 100 has an upper opening and an accommodating space portion formed therein, and an injection hole 120 into which the spinning solution is injected and a discharge hole 130 through which the spinning solution that flows out is formed in the bottom plate 110. ;
A radiation plate 200 formed in a plate shape, in which a plurality of first through holes 210 through which a spinning solution passes are spaced apart at predetermined intervals, and coupled to the inside of the housing 100;
A plurality of spinning nozzles 300 coupled to the upper surface of the spinning plate 200 to be spaced apart at predetermined intervals to block the first through hole 210 and spraying a spinning solution supplied from a spinning solution supply pump;
A first partition wall 400 coupled to the bottom plate 110 to separate the spinning solution injected and recovered through the spinning nozzle 300 and the spinning solution supplied through the injection hole 120 so as not to mix ,
Characterized in that the recovery efficiency of the recovered spinning solution is increased by preventing the excessively discharged and recovered spinning solution from being mixed with the spinning solution before being sprayed by the spinning nozzle 300 by the first partition wall 400. spinning device
상기 복수 개의 방사노즐(300)은 이종의 방사용액을 분사하는 노즐들로서, 동종의 방사용액을 분사하는 노즐들이 그룹을 지어 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기방사장치
According to claim 1,
The plurality of spinning nozzles 300 are nozzles for spraying different types of spinning solutions, characterized in that nozzles for spraying the same type of spinning solution are arranged in groups, the electrospinning device
상기 방사판(200)의 상부면에 수직한 방향으로 형성되되, 상기 방사노즐(300)로부터 과다배출된 이종의 방사용액이 섞이지 않도록 분리시키는 하나 이상의 제2 격벽(500);
상기 하우징(100)의 밑판(110)과 방사판(200) 사이에 수직한 방향으로 형성되되 상기 제1 격벽(400)의 내부를 소정 영역으로 구획하도록 형성되어, 상기 주입공(120)를 통해 하우징(100) 내부로 주입된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않도록 분리시키는 하나 이상의 제3 격벽(600);을 더 포함하며,
상기 방사판(200)의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 제2 관통공(220)을 통해 상기 방사노즐(300)로부터 과다배출된 이종의 방사용액이 배출되며,
상기 밑판(110)의 가장자리를 따라 형성된 복수 개의 배출공(130)을 통해 회수된 이종의 방사용액이 서로 섞이지 않고 방사용액 회수용기로 배출됨으로써 이종의 방사용액을 재활용하는 것을 특징으로 하는, 전기방사장치
According to claim 2,
one or more second partition walls 500 formed in a direction perpendicular to the upper surface of the radiation plate 200 to separate the different kinds of spinning solutions excessively discharged from the spinning nozzle 300 so that they do not mix;
It is formed in a vertical direction between the bottom plate 110 of the housing 100 and the radiation plate 200 to divide the inside of the first partition wall 400 into a predetermined area, through the injection hole 120. It further includes; one or more third partition walls 600 for separating the different kinds of spinning solutions injected into the housing 100 so that they do not mix with each other;
Excessive discharged heterogeneous spinning solution from the spinning nozzle 300 is discharged through the plurality of second through holes 220 formed along the edge of the spinning plate 200,
Characterized in that the different types of spinning solutions recovered through the plurality of discharge holes 130 formed along the edge of the bottom plate 110 are discharged to the spinning solution recovery container without mixing with each other, thereby recycling the different types of spinning solutions. Device
유연한 재질로 형성되되 상기 제3 격벽(600)과 방사판(200) 사이에 결합되어 이종의 방사용액의 누수를 방지하는 탄성격벽(700);을 더 포함하며,
상기 탄성격벽(700)에 의해 하우징(100) 내부의 이종 방사용액에 대한 기밀성을 향상시키는 것을 특징으로 하는, 전기방사장치
According to claim 3,
An elastic partition wall 700 made of a flexible material and coupled between the third partition wall 600 and the radiation plate 200 to prevent leakage of a different type of spinning solution;
Characterized in that the airtightness of the heterogeneous spinning solution inside the housing 100 is improved by the elastic barrier 700, the electrospinning device
판재 형상으로 형성되되 상기 하우징(100) 상부에 결합되며, 상기 방사노즐(300)이 삽입되는 삽입공이 소정 간격으로 이격되어 형성된 상부커버(800);를 더 포함하며,
상기 상부커버(800)는 방사노즐(300)로부터 과다배출되어 상기 방사판(200) 위로 흘러내린 방사용액이 대기로 노출되어 휘발되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 전기방사장치
According to claim 1,
It is formed in the shape of a plate and is coupled to the upper part of the housing 100, and the upper cover 800 formed in which the insertion hole into which the spinning nozzle 300 is inserted is spaced apart at a predetermined interval; further includes,
The upper cover 800 prevents the spinning solution that is excessively discharged from the spinning nozzle 300 and flows down onto the spinning plate 200 from being exposed to the atmosphere and volatilized, the electrospinning device
상기 방사판(200)은 중앙부(230)가 높고 양단부(240)가 낮게 형성되되 중앙부(230)와 양단부(240) 사이는 소정 각도로 경사를 이루도록 형성됨으로써, 상기 방사판(200) 위로 흘러내린 방사용액이 가장자리로 유동하도록 가이드하는 것을 특징으로 하는, 전기방사장치
According to claim 1,
The radiation plate 200 has a high central part 230 and a low end part 240, and is inclined at a predetermined angle between the central part 230 and both ends 240, so that the radiation plate 200 flows down. Electrospinning apparatus, characterized in that for guiding the spinning solution to flow to the edge
상기 상부커버(800) 및 제2 격벽(500)은 비전도체로 형성되어 상기 방사노즐(300)로만 전류가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는, 전기방사장치
According to claim 2 or 5,
The upper cover 800 and the second partition wall 500 are formed of non-conductive material so that current is supplied only to the spinning nozzle 300, the electrospinning device
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2021
- 2021-11-26 KR KR1020210165324A patent/KR102641195B1/en active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
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