WO2012077864A1

WO2012077864A1 - 전계방사장치 및 나노섬유제조장치

Info

Publication number: WO2012077864A1
Application number: PCT/KR2011/003054
Authority: WO
Inventors: 이재환; 김익수
Original assignee: 주식회사 톱텍; 신슈 다이가쿠
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-06-14
Also published as: JP5815228B2; KR101040052B1; CN103392032A; US20130251838A1; EP2650411B1; JP2012122146A; EP2650411A1; EP2650411A4; CN103392032B

Abstract

원하는 성능을 가지는 나노 섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 가능한 전계방사장치를 제공한다. 케이스(100)와, 컬렉터(150)와, 노즐블록(110)과, 전원장치(160)를 구비하고, 전원장치(160)의 정전극이 컬렉터(150)에 접속되고, 전원장치(160)의 부전극이 노즐블록(110) 및 케이스(100)에 접속된 전계방사장치(20)로서, 노즐블록(110)측으로부터 컬렉터(150)를 보았을 때, 절연부재(152)의 외주는 컬렉터(150)의 외주보다 외측에 위치하고, 절연부재(152)의 두께를 「a」라고 하고, 절연부재(152)의 외주와 컬렉터(150)의 외주와의 거리를 「b」라고 했을 때, 「a≥6mm」을 만족시키고, 또한, 「a＋b≥50mm」을 만족시키는 전계방사장치.

Description

전계방사장치 및 나노섬유제조장치

본 발명은, 전계방사장치 및 나노섬유제조장치에 관한 것이다.

종래, 노즐을 접지한 상태에서 컬렉터에 고전압을 인가하여 전계 방사를 하는 전계방사장치가 알려져 있다.(일본국 특허공개2008-506864호 공보 이하, "특허 문헌 1" 이라 함.)　

도 9는, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)를 설명하기 위한 도면이다. 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 폴리머 용액을 저장하는 원료탱크(901)와, 폴리머 용액을 토출하는 방사노즐(904) 및 가스 흐름을 형성하는 가스노즐(906)을 갖는 노즐블록(902)과, 도전성 요소로 이루어지는 컬렉터(920)와, 수집기재(918)를 이송하기 위한 풀림 롤(924)및 감기 롤(926)을 구비한다. 그리고, 도 9중, 부호 912는 흡인 블로어를 나타내고, 부호 914는 가스 수집관을 나타내며, 부호 922는 지지 부재를 나타낸다.　

특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)에 있어서는, 컬렉터(920)에 부(負)의 고전압을 인가하는 동시에 노즐블록(902)을 접지한 상태에서 방사노즐(904)로부터 폴리머 용액을 토출함으로써, 이송되어 가는 수집기재상에 나노 섬유를 전계 방사 한다.　

특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)에 의하면, 노즐블록(902)를 시작으로 하여 「방사노즐(904)로부터 토출되기 전의 폴리머 용액」, 「폴리머 용액을 저장하는 원료탱크(901)」, 「폴리머 용액을 원료탱크(901)로부터 노즐블록(902)까지 이송하는 폴리머 용액 이송 기구(예를 들면, 배관이나 보내기 펌프 등.)」의 모든 것이 접지 전위가 되기 때문에, 원료탱크(901)나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양으로 할 필요가 없어진다. 따라서, 원료탱크(901)나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양의 것으로 하는 것으로 인하여 전계방사장치의 기구가 복잡화되는 일이 없어진다.　

또한, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)에 의하면, 비교적 단순한 형상·구조로 하는 것이 가능한 컬렉터(920)에 고전압을 인가하는 동시에, 비교적 복잡한 형상·구조를 가지는 노즐블록(902)을 접지 한 상태에서 전계방사하기 때문에, 바람직하지 않은 방전이나 전압강하를 일으키기 어려워지고, 항상 안정된 조건아래에서 전계방사하는 것이 가능해진다.

그러나, 본 발명의 발명자의 연구에 따르면, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치와 같이, 컬렉터에 고전압을 인가하는 동시에 노즐블록을 접지 한 상태에서 전계방사하는 기구를 가지는 전계방사장치에 있어서도, 실제상, 컬렉터와 케이스 그 외의 부재와의 사이의 절연이 불충분하게 되기 쉽고, 원하는 성능을 가지는 나노섬유를 제조하기 위해 노즐블록과 컬렉터와의 사이에 극히 높은 전압(예를 들면 35kV)을 인가하여 전계방사를 실시하는 경우에는, 컬렉터와 케이스 그 외의 부재와의 사이에 절연 파괴가 일어나거나, 절연 파괴가 일어나지 않아도 리크 전류가 바람직하지 않은 레벨에까지 커지거나 하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다. 그렇게 되면, 결국, 전계방사장치의 운전을 정지할 필요가 발생해버리기 때문에, 전계방사장치를 장시간에 걸쳐서 연속해 운전하는 것이 곤란해지고, 나아가서는, 원하는 성능을 가지는 나노섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 곤란해진다.　

그러므로, 본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 원하는 성능을 가지는 나노섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 가능한 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 전계방사장치는, 도전성을 가지는 케이스와, 상기 케이스에 절연부재를 통하여 취부된 컬렉터와, 상기 컬렉터에 마주하는 위치에 위치하고, 폴리머 용액을 토출하는 복수의 노즐을 가지는 노즐블록과, 상기 노즐블록과 상기 컬렉터와의 사이에 고전압을 인가하는 전원장치를 구비하고, 상기 전원장치의 정전극 및 부전극 중 한 쪽의 전극은 상기 컬렉터에 접속되고, 상기 전원장치의 정전극 및 부전극 중 다른 한 쪽의 전극은 상기 노즐블록 및 전기 케이스에 접속된 전계방사장치로서, 상기 노즐블록측으로부터 상기 컬렉터를 보았을 때, 상기 절연부재의 외주는, 상기 컬렉터의 외주보다 외측에 위치하고, 상기 절연부재의 두께를 「a」라고 하고 상기 절연부재의 외주와 상기 컬렉터의 외주와의 거리를 「b」라고 했을 때, 「a≥6 mm」를 만족시키고, 또한, 「a＋b≥50 mm」를 만족시키는 것을 특징으로 한다.　

이때, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 「a≥8mm」를 만족시키는 것이 바람직하다.　

또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 「a+b≥80 mm」를 만족시키는 것이 바람직하다.　

또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 절연부재는, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 변성폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 비정(非晶)폴리아릴레이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에틸이미드, 불소수지, 액정폴리머, 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 전계방상장치는, 온도 20℃~40℃, 습도 20%~60%의 분위기로 조정된 방에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이때, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 복수의 노즐의 상단으로부터 상기 컬렉터까지의 거리를 「c」라고 했을 때, 「c≥60mm」를 만족시키는 것이 바람직하다.　

이때, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 「300mm≥c≥100mm」를 만족시키는 것이 바람직하다.　

또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 노즐블록은, 상기 복수의 노즐로서, 폴리머 용액을 토출구로부터 상향으로 토출하는 복수의 상향 노즐을 갖고, 상기 전계방사장치는, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우(overflow) 시키면서 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 상기 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계 방사 하는 동시에, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우 한 상기 폴리머 용액을 회수하여 상기 나노 섬유의 원료로서 재이용 가능한 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 나노섬유 제조장치는, 투입 기구와 권취 기구를 구비하고, 장척시트를 이송하는 이송 장치와, 상기 이송 장치에 의해 이송되어 가는 장척시트에 나노 섬유를 퇴적시키는 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치로서, 상기 전계방사장치는, 본 발명의 전계방사장치인 것이 바람직하다.　

이때, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 전계방사장치로서, 상기 장척시트의 이송 방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치를 구비하는 것이 바람직하다.　

본 발명의 전계방사장치에 의하면, 케이스 또는 노즐블록을 접지 함으로써, 노즐블록을 시작으로 하여 「노즐로부터 토출되기 전의 폴리머 용액」, 「폴리머 용액을 저장하는 원료탱크」, 「폴리머 용액을 원료탱크로부터 노즐블록까지 이송하는 폴리머 용액 이송 기구(예를 들면, 배관이나 보내기 펌프 등.)」의 모든 것이 접지전위가 되기 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치의 경우와 마찬가지로, 원료탱크나 폴리머 용액 이송 기구를 고내(高耐)전압 사양으로 할 필요가 없어진다. 따라서, 원료탱크나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압 사양으로 하는 것으로 인하여 전계방사장치의 기구가 복잡화되는 일이 없어진다.　

또한, 본 발명의 전계방사장치에 의하면, 노즐블록측으로부터 컬렉터를 보았을 때, 절연부재의 외주는 컬렉터의 외주보다 외측에 위치하고, 절연부재의 두께를 「a」라고 하고, 절연부재의 외주와 상기 컬렉터의 외주와의 거리를 「b」라고 했을 때, 「a≥6 mm」를 만족시키고, 또한, 「a＋b≥50 mm」를 만족시키기 때문에, 컬렉터와 케이스 그 외의 부재와의 사이의 절연이 충분히 양호한 것이 되고, 후술하는 시험예로부터도 명확한 바와 같이, 노즐블록과 컬렉터와의 사이에 35kV를 인가하여 전계방사를 실시하도록 한 경우라도, 컬렉터와 케이스 그 외의 부재와의 사이에서 절연파괴가 일어나지 않게 되는 것을 알 수 있었다. 또한, 리크 전류를 소정 범위내에 멈출 수 있는 것을 알 수 있었다. 그 결과, 본 발명의 전계방사장치에 의하면, 전계방사장치의 운전을 정지할 필요가 생길 빈도를 지극히 낮은 레벨에까지 저감 하는 것이 가능해지기 때문에, 전계방사장치를 장시간에 걸쳐서 연속하여 운전하는 것이 가능해지고, 원하는 성능을 가지는 나노섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.　

또한, 본 발명의 전계방사장치에 의하면, 리크 전류를 소정 범위내에 멈출 수 있는 것이 가능해지기 때문에, 전원장치로부터의 공급 전류를 항상 감시함으로써, 전계방사장치의 이상을 조기 발견하는 것이 가능해진다고 하는 효과도 얻을 수 있다.　

그리고, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 「a≥8mm」를 만족시킴에 따라 노즐블록과 컬렉터와의 사이에 40kV를 인가하여 전계방사를 실시하도록 하는 경우라도, 컬렉터와 케이스 그 외의 부재와의 사이에서 절연 파괴가 일어나지 않게 되는 것을 알 수 있었다. 또한, 리크 전류를 소정 범위내에 멈출 수 있는 것을 알 수 있었다.

그리고, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 「a+b≥80 mm」를 만족시킴에 따라 노즐블록과 컬렉터와의 사이에 40kV를 인가하여 전계방사를 실시하도록 한 경우라도, 컬렉터와 케이스 그 외의 부재와의 사이에서 절연파괴가 일어나지 않게 된다. 또한, 리크 전류를 소정 범위내에 멈출 수 있다.　

또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 절연부재는, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 변성폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 비정(非晶)폴리아릴레이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에틸이미드, 불소수지, 액정폴리머, 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어짐에 따라 이들 재료는, 높은 절연성능, 높은 기계적 강도 및 높은 가공성을 겸하여 구비하는 재료로서, 본 발명의 전계방사장치의 절연부재로서 적합하게 이용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 전계방상장치는, 온도 20℃~40℃, 습도 20%~60%의 분위기로 조정됨에 따라 리크 전류가 안정되어 낮은 레벨로 유지하는 것이 가능해진다.　

또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 복수의 노즐의 상단으로부터 상기 컬렉터까지의 거리를 「c」라고 했을 때, 「c≥60mm」를 만족시킴에 따라 극히 극세의 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.

그리고, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계 방사 하는 것이 가능해지기 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 하향 노즐을 이용한 전계방사장치의 경우에 볼 수 있는 바와 같은 드롭 렛 현상이 발생하는 일이 없고, 고품질의 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우 시키면서 나노 섬유를 전계 방사 하는 것이 가능해지기 때문에, 항상 충분한 양의 폴리머 용액이 상향 노즐에 공급되고, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우 한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것이 가능해지기 때문에, 원료의 사용료를 줄이는 것이 가능해지는 결과, 염가의 제조비용으로 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 이것은 자원 절약화의 흐름에도 따르는 것이 된다.　

또한, 상기와 같은 상향 노즐을 가지는 노즐블록은 폴리머 용액을 회수하기 위한 기구가 필요하지만, 이들 기구도 고내전압사양으로 할 필요가 없기 때문에, 이들 기구를 고내전압사양으로 하는 것으로 인하여 이들 기구가 특별히 복잡화될 것도 없다.　

한편, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 본 발명의 전계방사장치를 구비하기 때문에, 원하는 성능을 가지는 나노 섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.　

한편, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 복수의 전계방사장치를 구비하기 때문에, 해당 복수의 전계방사장치를 이용하여 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해지고, 높은 생산성으로 나노 섬유를 대량생산 하는 것이 가능해진다.　

그런데, 복수의 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 있어서는, 복수의 전계방사장치 중 어느 하나의 전계방사장치에 있어서도, 컬렉터와 케이스 그 외의 부재와의 사이에서 절연 파괴가 일어나거나, 절연 파괴가 일어나지 않아도 리크 전류가 바람직하지 않은 레벨에까지 커지게 되면, 전계방사장치의 운전을 정지할 필요가 발생해 버리기 때문에, 나노섬유 제조장치를 장시간에 걸쳐서 연속하여 운전하는 것이 어렵다고 생각할 수 있다. 그러나, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 종래보다 장시간에 걸쳐서 연속하여 운전하는 것이 가능한 본 발명의 전계방사장치를 구비하기 때문에, 나노섬유 제조장치를 장시간에 걸쳐서 연속하여 운전하는 것이 가능해지고, 나아가서는, 원하는 성능을 가지는 나노 섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.

본 발명의 전계방사장치 또는 나노섬유 제조장치에 의하면, 고기능고감성 텍스타일 등의 의료(衣料)품, 헬스케어, 스킨케어 등 미용관련용품, 와이핑 클로스, 필터 등 산업재료, 이차전지의 세퍼레이터, 콘덴서의 세퍼레이터, 각종 촉매의 담체(擔體), 각종 센서재료 등의 전자기계재료, 재생의료재료, 바이오 메디칼 재료, 의료용 MEMS재료, 바이오센서 재료 등의 의료재료, 그 밖의 폭넒은 용도로 사용가능한 나노섬유를 제조할 수 있다.

도 1은 실시예에 관한 나노섬유 제조장치를 설명하기 위한 도면이다.　　

도 2는 실시예에 관한 전계방사장치를 설명하기 위한 도면이다.　　

도 3은 실시예에 관한 전계방사장치의 요부 확대도이다.　　

도 4는 실시예에 있어서의 주제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.　

도 5는 실시예에 있어서의 주제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.　

도 6은 시험예 1에 있어서의 실험 결과를 나타내는 도면이다.　　

도 7은 시험예 2에 있어서의 실험 결과를 나타내는 도면이다.　　

도 8은 전계방사장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 종래의 전계방사장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치에 대하여, 도면에 나타내는 실시예를 기초로 하여 설명한다.　

1. 실시예에 관한 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치

도 1은, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치를 설명하기 위해서 나타내는 도면이다. 도 1(a)는 나노섬유 제조장치의 정면도이고, 도 1(b)은 나노섬유 제조장치의 평면도이다. 도 2는, 실시예에 있어서의 전계방사장치을 설명하기 위해서 나타내는 도면이다. 도 3은, 실시예에 관한 전계방사장치의 주요부 확대도이다. 도 3(a)은 전계방사장치의 요부 확대 단면도이고, 도 3(b)은 전계방사장치의 요부 확대 평면도이다. 도 4 및 도 5는, 실시예에 있어서의 주제어장치의 동작을 설명하기 위해서 나타내는 도면이다. 그리고 도 1및 도 2에 있어서는, 폴리머 용액 공급부 및 폴리머 용액 회수부의 도면 표시를 생략하고 있다. 또한, 도 1의 (a)에 있어서는, 일부 부재는 단면도로 나타내고 있다.

실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 장척시트(W)를 소정의 이송 속도(V)로 이송하는 이송 장치(10)와, 이송 장치(10)에 의해 장척시트(W)가 이송되어 가는 소정의 이송 방향(A)을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치(20)와, 통기도 계측장치(40)와, 「이송장치(10), 전계방사장치(20), 후술하는 가열장치(30), 통기도 계측장치(40), 후술하는 VOC 처리장치(70), 후술하는 불활성 가스공급장치(190), 폴리머 공급 장치 및 폴리머 회수 장치를 제어하는 주제어장치(60)」를 구비한다.

실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 있어서는, 전계방사장치로서, 장척시트(W)가 이송되어 가는 소정의 이송 방향(A)을 따라서 직렬로 배치된 4대의 전계방사장치(20)를 구비한다.　

실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)는, 전계방사장치(20)와 통기도 계측장치(40)와의 사이에 배치되고, 나노 섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)를 가열하는 가열장치(30)와, 장척시트(W)에 나노 섬유를 퇴적시킬 때에 발생하는 휘발성 성분을 연소하여 제거하는 VOC 처리장치(70)와, 주제어장치(60)로부터의 신호를 수신하고, 이상이 검출된 전계방사장치(20)에 있어서의 전계 방사실(102)에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스공급장치(190)(도 4 참조)를 추가로 구비한다.　

이송장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 장척시트(W)를 투입하는 투입 롤러(11) 및 장척시트(W)를 권취하는 권취 롤러(12) 및 투입 롤러(11)와 권취 롤러(12)와의 사이에 위치하는 보조 롤러(13, 18) 및 구동 롤러(14, 15, 16, 17)를 구비한다. 투입 롤러(11), 권취 롤러(12) 및 구동 롤러(14, 15, 16, 17)는, 도면에 나타내지 않는 구동 모터에 의해 회전 구동되는 구조로 이루어져 있다.　

전계방사장치(20)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 도전성을 가지는 케이스(100)와, 케이스(100)에 절연부재(152)를 통하여 취부된 컬렉터(150)와, 컬렉터(150)에 마주하는 위치에 위치하고, 폴리머 용액을 토출하는 복수의 노즐(112)을 가지는 노즐블록(110)과, 컬렉터(150)와 노즐블록(110)과의 사이에 고전압(예를 들면 10kV~50kV)을 인가하는 전원장치(160)와, 컬렉터(150)와 노즐블록(110)을 덮는 소정의 공간을 확정하는 전계 방사실(102)과, 장척시트(W)가 이송되는 것을 보조하는 보조벨트장치(170)를 구비한다.

노즐블록(110)은, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 노즐(112)로서, 폴리머 용액을 토출구로부터 상향으로 토출하는 복수의 상향 노즐(112)를 가진다. 그리고, 나노섬유 제조장치(1)는, 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우 시키면서 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계 방사 하는 동시에, 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 오버플로우 한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것이 가능해지도록 구성되어 있다. 복수의 상향노즐(112)은, 예를 들면, 1.5cm~6.0cm의 피치로 배치되어 있다. 복수의 상향노즐(112)의 수는 예를 들면, 36개(가로세로 같은 수로 배열한 경우 6개*6개)~21904개(가로세로로 배열한 경우, 148개*148개)이다. 또한, 노즐블록(110)은, 직접 접지 되고 있거나, 케이스(100)를 통하여 접지 되어 있다. 본 발명의 전계방사장치에는 다양한 크기 및 다양한 형상을 갖는 노즐블록을 이용할 수 있지만, 노즐블록(110)은, 예를 들면 상면으로부터 보았을 때 일변이 0.5m~3m의 장방형(정방형을 포함한다)으로 보이는 크기 및 형상을 갖는다.　

컬렉터(150)는, 상기한 바와 같이, 도전성을 가지는 케이스(100)에 절연부재(152)를 통하여 취부되어 있다. 전원장치(160)의 정극(正極)은 컬렉터(150)에 접속되고, 전원장치(160)의 부극(負極)은 노즐블록(110)및 케이스(100)에 접속되고 있다. 그리고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 노즐블록(110)측으로부터 컬렉터(150)를 보았을 때, 절연부재(152)의 외주는 컬렉터(150)의 외주보다 외측에 위치하고, 절연부재(152)의 두께를 「a」라고 하고, 절연부재(152)의 외주와 컬렉터(150)의 외주와의 거리를 「b」라고 했을 때, 「a≥6mm」를 만족시키고, 또한, 「a＋b≥50mm」를 만족시킨다.　

절연부재(152)는, 예를 들면, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 변성폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 비정(非晶)폴리아릴레이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에틸이미드, 불소수지, 액정폴리머, 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어진다.　

복수의 노즐(112)의 상단으로부터 컬렉터(150)까지의 거리를 「c」라고 했을 때, 「c≥60mm」를 만족시킨다.　

전원장치(160)는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 전류 공급부(164)와, 전류 공급부(164)로부터의 전류를 계측하는 전류계측부(166)와, 전류 공급부(164)의 동작을 제어하는 동시에 전류계측부(166)로부터의 계측 결과를 처리하는 제어부(162)를 구비한다. 그리고, 전원장치(160)는, 컬렉터(150)와 복수의 노즐(112)과의 사이에 고전압을 인가하는 동시에, 전원장치(160)로부터 공급되는 전류량을 계측하고, 계측치를 주제어장치(60)로 송신한다. 또한, 주제어장치(60)로부터 전류 공급 정지 신호를 수신했을 때에는 전력 공급을 정지한다.　

보조벨트장치(170)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 장척시트(W)의 이송 속도에 동기(同期)하여 회전하는 보조벨트(172)와, 보조벨트(172)의 회전을 돕는 5개의 보조 벨트용 롤러(174)를 가진다. 5개의 보조 벨트용 롤러(174)중 하나 또는 두 개 이상의 보조 벨트용 롤러(174)가 구동 롤러이고, 나머지의 보조 벨트용 롤러가 따라 움직이는 롤러이다. 컬렉터(150)와 장척시트(W)와의 사이에 보조벨트(172)가 배설되어 있기 때문에, 장척시트(W)는, 정(正)의 고전압의 인가되어 있는 컬렉터(150)에 끌어 당겨지는 일 없이 부드럽게 이송되게 된다.　

전계방사장치(20)는, 온도 20℃~40℃, 습도 20%~60%의 분위기로 조정된 방에 설치되어 있다.　

가열장치(30)는, 전계방사장치(20)와 통기도 계측장치(40)와의 사이에 배치되고, 나노 섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)를 가열한다. 가열 온도는, 장척시트(W)나 나노 섬유의 종류에 따라서 다르지만, 예를 들면, 장척시트(W)를 50℃~300℃의 온도로 가열할 수 있다.　

통기도 계측장치(40)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 나노 섬유의 퇴적한 장척시트(W)의 통기도(P)를 계측하는 통기도 계측부(42)와, 통기도 계측부(42)를 장척시트(W)의 폭방향을 따라서 소정의 주기(T)로 왕복 이동시키는 구동부(43)와, 구동부(43) 및 통기도 계측부(42)의 동작을 제어하는 동시에, 통기도 계측부(42)로부터의 계측 결과를 받아 처리하는 제어부(44)를 구비한다. 구동부(43) 및 제어부(44)는 본체부(41)에 배설되고 있다. 통기도 계측장치(40)로서는, 예를 들면, 일반적인 통기도 계측장치를 사용할 수 있다.　

불활성 가스공급장치(190)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스봄베(192)와, 불활성 가스를 각 전계 방사실(102)에 공급하는 불활성 가스 공급라인(194)과, 주제어장치(60)로부터의 신호에 따라서 불활성 가스의 공급 제어를 실시하는 개폐밸브(196)를 구비한다.

주제어장치(60)는, 이송장치(10), 전계방사장치(20), 가열장치(30), 통기도 계측장치(40), VOC 처리장치(70), 불활성 가스 제어장치(192), 폴리머 공급 장치 및 폴리머 회수 장치를 제어한다.　

VOC 처리장치(70)는, 장척시트에 나노 섬유를 퇴적시킬 때에 발생하는 휘발성 성분을 연소하여 제거한다.　

2.실시예에 관한 나노섬유 제조장치를 이용한 나노섬유 제조방법

이하, 상기와 같이 구성된 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)를 이용하여 나노섬유 부직포를 제조하는 방법에 대해 설명한다.　

우선, 장척시트(W)를 이송장치(10)에 세트하고, 그 후, 장척시트(W)를 투입 롤러(11)로부터 권취 롤러(12)를 향하여 소정의 이송속도(V)로 이송시키면서, 각 전계방사장치(20)에 있어서 장척시트(W)에 나노 섬유를 순차퇴적시킨다. 그 후, 가열장치(30)에 의해, 나노 섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)를 가열한다. 이것에 의해, 나노 섬유가 퇴적된 장척시트로 이루어지는 나노 섬유 부직포가 제조된다.　

이때, 주제어장치(60)는, 예를 들면, 컬렉터(150)와 노즐블록(110)과의 사이에 35kV의 전압을 인가한 상태에서 전계 방사를 실시하고 있을 때, 예를 들면 0.24mA보다 큰 전류가 복수의 전원장치(160) 중 하나 또는 복수의 전원장치(160)로부터 공급되고 있는 것을 검지했을 때에는, 해당 하나 또는 복수의 전원장치(160)에 대해서 전류 공급을 정지시키는 전류공급 정지신호를 송신한다.　

또한, 주제어장치(60)는, 해당 하나 또는 복수의 전원장치(160)에 대해서 전류 공급을 정지시키는 전류공급 정지신호를 송신할 때에는, 장척시트(W)에 퇴적하는 단위면적 당의 나노 섬유의 누적 퇴적량을 소정의 범위내에 넣기 위해서 이송장치(10)에 대하여 이송 속도를 감속시키는 이송속도 감속신호를 송신한다.　

이때, 주제어장치(60)는, 이송 속도를 감속시키기 전의 제1기간에 전류 공급을 실시하고 있던 전원장치(160)의 대수를 n대로 하고, 이송 속도를 감속시킨 후의 제2기간에 전력 공급을 행하는 전원장치(160)의 대수를 m대로 했을 때, 제2기간에 있어서의 이송 속도를 제1기간에 있어서의 이송 속도의 「m/n」배로 제어한다. 그 후, 주제어장치(60)는, 통기도 계측장치(40)에 의해 계측된 통기도를 기초로 하여 이송 속도를 더욱 세세하게 제어한다.

그리고, 이송속도(V)의 제어는, 구동 롤러(14, 15, 16, 17)의 회전 속도를 제어함으로써 실시할 수 있다.　

또한, 주제어장치(60)는, 0.24mA보다 큰 전류가 복수의 전원장치(160) 중 하나 또는 복수의 전원장치(160)로부터 공급되고 있는 것을 검지했을 때에는, 불활성가스 공급장치(190)에 대하여 해당 하나 또는 복수의 전원장치(160)가 속하는 전계방사장치(20)에 있어서의 전계 방사실(102)에 불활성 가스를 공급시키는 신호를 송신한다.

또한, 주제어장치(60)는, 예를 들면 0.18mA보다 작은 전류가 복수의 전원장치(160) 중 하나 또는 북수의 전원장치(160)로부터 공급되고 있는 것을 검지했을 때에는, 해당 하나 또는 복수의 전원장치(160)가 이상상태에 있다는 경고(경고음 또는 경고표시)를 낸다.

이하에, 실시예에 관한 나노섬유 제조방법에 있어서의 방사조건을 예시적으로 나타낸다.　

장척시트로서는, 각종 재료로 이루어지는 부직포, 직물, 편물 등을 이용할 수 있다. 장척시트의 두께는, 예를 들면 5μm~500μm의 것을 이용할 수 있다. 장척시트의 길이는, 예를 들면 10m~10km의 것을 이용할 수 있다.

나노 섬유의 원료가 되는 폴리머로서는, 예를 들면, 폴리 유산(PLA), 폴리프로필렌(PP), 폴리 초산비닐(PVAc), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프타 레이트(PEN), 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PUR), 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리 아크릴로니트릴(PAN), 폴리에이테르이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리 유산 글리콜산(PLGA), 실크, 셀룰로오스, 키토산 등을 이용할 수 있다.　

폴리머 용액에 이용되는 용매로서는, 예를 들면, 디클로로 메탄, 디메틸 폼 아미드, 디메틸설폭시드, 메틸 에틸 케톤, 클로로포름, 아세톤, 물, 포름산, 초산, 시클로 헥산, THF 등을 이용할 수 있다. 복수 종류의 용매를 혼합하여 이용해도 좋다. 폴리머 용액에는, 도전성 향상제 등의 첨가제를 함유시켜도 좋다.　

제조하는 나노 섬유 부직포의 통기도(P)는, 예를 들면 0.15cm³/cm²/s ~ 200cm³/cm²/s 로 설정할 수 있다. 이송속도(V)는, 예를 들면 0.2m/분~100m/분으로 설정할 수 있다. 노즐과 컬렉터(150)와 노즐블록(110)에 인가하는 전압은, 10kV~80kV로 설정할 수 있다.　

방사 구역의 온도는, 예를 들면 25℃로 설정할 수 있다. 방사 구역의 습도는, 예를 들면 30%로 설정할 수 있다.　

3.실시예에 관한 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치의 효과

실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 케이스(100) 또는 노즐블록(110)을 접지함으로써, 노즐블록(110)을 시작으로 하여 「노즐(112)로부터 토출되기 전의 폴리머 용액」, 「폴리머 용액을 저장하는 원료탱크」, 「폴리머 용액을 원료탱크로부터 노즐블록(110)까지 이송하는 폴리머 용액 이송 기구(예를 들면, 배관이나 보내기 펌프 등.)」의 모든 것이 접지 전위가 되기 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치의 경우와 마찬가지로, 원료탱크나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양으로 할 필요가 없어진다. 따라서, 원료탱크나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양으로 하는 것으로 인하여 전계방사장치의 기구가 복잡화되는 것이 없어진다.　

또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 노즐블록(110)측으로부터 컬렉터(150)을 보았을 때, 절연부재(152)의 외주는, 컬렉터(150)의 외주보다 외측에 위치하고, 절연부재(152)의 두께를 「a」라고 하고, 절연부재(152)의 외주와 컬렉터(150)의 외주와의 거리를 「b」라고 했을 때, 「a≥6 mm」를 만족시키고, 또한, 「a＋b≥50mm」를 만족시키기 때문에, 컬렉터(150)와 케이스(100) 그 외의 부재와의 사이의 절연이 충분히 양호한 것이 되며, 후술하는 시험예로부터도 명확해지는 바와 같이, 노즐블록(110)과 컬렉터(150)와의 사이에 35kV를 인가하여 전계 방사를 실시하도록 하는 경우라도, 컬렉터(150)와 케이스(110) 그 외의 부재와의 사이에서 절연 파괴가 일어나지 않게 된다. 또한, 리크 전류를 소정 범위내에 멈출 수 있다. 그 결과, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 전계방사장치의 운전을 정지할 필요가 생길 빈도를 극히 낮은 레벨에까지 저감하는 것이 가능해지기 때문에, 전계방사장치를 장시간에 걸쳐서 연속하여 운전하는 것이 가능해지고, 원하는 성능을 가지는 나노 섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.　

또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 리크 전류를 소정 범위내에 멈추는 것이 가능해지기 때문에, 전원장치(160)로부터의 공급 전류를 항상 감시하는 것에 의해서, 전계방사장치의 이상을 조기 발견하는 것이 가능해진다는 효과도 얻을 수 있다.　

또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 온도 20℃~40℃, 습도 20%~60%의 분위기로 조정된 방에 설치되어 있기 때문에, 리크 전류를 안정하여 낮은 레벨로 유지하는 것이 가능해진다.　

또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 복수의 노즐(112)의 상단으로부터 컬렉터(150)까지의 거리를 「c」라고 했을 때, 「c≥60mm」를 만족시키기 때문에, 극히 극세의 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계 방사 하는 것이 가능해지기 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 하향 노즐을 이용한 전계방사장치의 경우에 보여지는 드롭 렛 현상이 발생하는 일이 없고, 고품질의 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.　

또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 나노 섬유를 전계 방사 하는 것이 가능해지기 때문에, 항상 충분한 양의 폴리머 용액이 상향 노즐에 공급되어 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 오버플로우 한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것이 가능해지기 때문에, 원료의 사용료를 줄이는 것이 가능해지는 결과, 염가의 제조비용으로 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 이것은 자원 절약화의 흐름을 따르는 것이 된다.　

그리고, 이와 같은 상향 노즐을 가지는 노즐블록(112)은 폴리머 용액을 회수하기 위한 기구가 필요하지만, 이들 기구도 고내전압사양으로 할 필요가 없기 때문에, 이들 기구를 고내전압사양으로 하는 것으로 인하여 이들 기구가 특별히 복잡화될 일도 없다.　

실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 실시예에 관한 전계방사장치(20)을 구비하기 때문에, 원하는 성능을 가지는 나노 섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.　

또한, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 전계방사장치로서, 장척시트의 이송 방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치(20)를 구비하기 때문에, 해당 복수의 전계방사장치를 이용하여 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해지고, 높은 생산성으로 나노 섬유를 대량생산 하는 것이 가능해진다.　

또한, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 종래보다 장시간에 걸쳐서 연속하여 운전하는 것이 가능한 본 발명의 전계방사장치를 구비하기 때문에, 나노섬유 제조장치를 장시간에 걸쳐서 연속하여 운전하는 것이 가능해지고, 나아가서는, 원하는 성능을 가지는 나노 섬유를 안정적으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 상기한 구성의 주제어장치(60)를 구비하기 때문에, 비록 장시간에 걸쳐서 복수의 전계방사장치(20)를 연속하여 운전하는 동안에, 복수의 전계방사장치(20) 중 하나의 전계방사장치(20)에 대해서만 이상이 발생한 경우(소정의 제1 설정 전류량보다 큰 전류가 복수의 전원장치 중 하나 또는 복수의 전원장치로부터 공급되고 있는 것을 검지했을 경우)라도, 해당 이상을 즉석에서 검출하는 것이 가능해져서, 안전성이 높은 나노섬유 제조장치를 실현하는 것이 가능해진다.　

또한, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 상기한 구성의 주제어장치(60)를 구비하기 때문에, 비록 장시간에 걸쳐서 복수의 전계방사장치를 연속하여 운전하는 동안에, 복수의 전계방사장치중 하나의 전계방사장치에 대해서만 이상이 발생된 경우라도, 이상이 발생된 전계방사장치만의 운전을 정지시키고, 나머지 전계방사장치의 운전은 정지시키지 않기 때문에, 나노 섬유의 제조 자체를 정지하지 않아도 완료되게 된다.　

따라서, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치에 의하면, 「전계방사장치가 이상하다」라고 판정할 때의 기준을 후하게 설정할 필요가 없어진다. 따라서, 안전성을 희생하는 일 없이, 높은 생산성으로 나노 섬유를 대량생산 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 상기한 구성의 주제어장치(60)를 구비하기 때문에, 이상이 발생한 전계방사장치의 운전을 정지시켰다고 해도, 그에 따라 이송 속도를 감속시킴으로써, 장척시트에 퇴적하는 단위면적 당의 나노 섬유의 누적 퇴적량을 소정의 범위내에 넣는 것이 가능해진다. 그 결과, 균일한 통기도나 균일한 두께를 가지는 나노 섬유 부직포를 대량생산 하는 것이 가능해진다.　

또한, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 주제어장치(60)는, 제2 기간(T2)에 있어서의 이송속도(V2)를 제1 기간(T1)에 있어서의 이송속도(V1)의 「m/n」배로 감속하기 때문에, 장척시트에 퇴적하는 단위면적 당의 나노 섬유의 누적 퇴적량을 소정의 범위내에 넣는 것이 가능해진다.

또한, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 통기도 계측장치(40)에 의해 계측된 통기도를 기초로 하여 이송 속도를 제어하는 것이 가능해지기 때문에, 각 전계방사장치에 있어서의 단위면적 당의 퇴적량에 약간의 차이가 있는 경우라도, 균일한 통기도를 가지는 나노 섬유 부직포를 대량생산 하는 것이 가능해진다.　

［시험예 1］　

시험예 1은, 리크 전류를 소정 범위내에 멈추게 하기 위해서는, 절연부재(152)의 두께 「a」를 어느 정도로 하면 좋은지를 명확히 하기 위한 시험예이다. 표 1은, 시험예 1에 있어서의 실험 결과를 나타내는 표이다. 도 6은, 시험예 1에 있어서의 실험 결과를 나타내는 그래프이다.　

[표 1]

시험예 1에 있어서는, 실시예에 있어서의 전계방사장치(20)(단, 두께「a」는 5mm, 6mm, 8mm, 10mm 또는 12mm로 했음. 또한, 거리「b」는 30mm로 고정했음.)를 이용하여, 노즐블록(110)에 폴리머 용액을 공급하지 않는 상태에서, 전원장치(160)로부터 공급되는 전류(이 경우 리크 전류)가 소정의 전류(예를 들면, 0.01mA, 0.02mA, 0.03mA, 0.04mA, 0.05mA)가 되도록 컬렉터(150)와 노즐블록(110)과의 사이에 전압을 인가한다. 그리고, 그 때의 리크 전류와 인가전압을 그래프에 기록했다.

표 1 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 절연부재(152)의 두께「a」가 6mm이상이면 컬렉터(150)와 노즐블록(110)과의 사이에 35kV의 전압을 인가했을 경우라도, 리크 전류를 0.01mA정도로 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 절연부재(152)의 두께「a」가 8mm이상이면 컬렉터(150)와 노즐블록(110)과의 사이에 40kV의 전압을 인가했을 경우라도, 리크 전류를 0.01mA정도로 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 절연부재(152)의 두께「a」가 12mm이상이면 컬렉터(150)와 노즐블록(110)과의 사이에 45kV의 전압을 인가했을 경우라도, 리크 전류를 0.01mA정도로 억제하는 것이 가능해진다.

［시험예 2］　

시험예 2는, 리크 전류를 소정 범위내에 멈추게 하기 위해서는, 「절연부재(152)의 표면을 따른 절연부재(152)와 컬렉터(150)와의 간격(a＋b)」을 어느 정도로 하면 좋은지를 명확히 하기 위한 시험예이다. 표 2는, 시험예 2에 있어서의 실험 결과를 나타내는 표이다. 도 7은, 시험예 2에 있어서의 실험 결과를 나타내는 그래프이다.　

[표 2]

시험예 2에 있어서는, 실시예에 있어서의 전계방사장치(20)(단, 간격 「a＋b」는 45mm, 50mm, 60mm, 80mm, 100mm, 120mm, 140mm 또는 160mm로 했음. 또한, 두께「a」는 40mm로 고정했음.)를 이용하여, 노즐 플레이트(110)에 폴리머 용액을 공급하지 않는 상태에서, 전원장치(160)로부터 공급되는 전류(이 경우 리크 전류)가 일정 전류(예를 들면, 0.01mA, 0.02mA, 0.03mA, 0.04mA, 0.05mA)가 되도록 컬렉터(150)와 노즐블록(110)과의 사이에 전압을 인가한다. 그리고, 그 때의 리크 전류와 인가전압을 그래프에 기록한다.

표 2 및 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 「간격(a＋b)」이 50mm이상이면 컬렉터(150)와 상향 노즐(112)과의 사이에 35kV의 전압을 인가했을 경우라도, 리크 전류를 0.01mA정도로 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 「간격(a＋b)」이 80mm이상이면 컬렉터(150)와 상향 노즐(112)과의 사이에 40kV의 전압을 인가했을 경우라도, 리크 전류를 0.01mA정도로 억제하는 것이 가능해진다.

시험예 1 및 시험예 2에서 알 수 있는 바와 같이, 절연부재(152)의 두께를 「a」라고 하고, 절연부재(152)의 외주와 컬렉터(150)의 외주와의 거리를 「b」라고 했을 때, 「a≥6mm」를 만족시키고, 또한, 「a＋b≥50mm」를 만족시키는 경우에, 전계 방사에 기여하지 않는 리크 전류를 극히 낮은 값으로 억제하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 「전계방사장치가 이상하다고 판단하는 상한의 역치 전류량인 곳의 소정의 제1 설정 전류량과, 정상 운전시의 전류량과의 차이」 또는 「전계방사장치가 이상하다고 판단하는 하한의 역치 전류량인 곳의 소정의 제2 설정 전류량과, 정상 운전시의 전류량과의 차이」를 극히 작은 것으로 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 이상의 발견을 보다 조기에 실시하는 것이 가능해지고, 보다 한층 안전하게 나노섬유 제조장치를 실현하는 것이 가능해진다.　

이상, 본 발명을 상기의 실시예를 기초로 하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 형태로 실시하는 것이 가능하고, 예를 들면, 다음과 같은 변형도 가능하다.

(1) 상기 각 실시예에 있어서는, 전계방사장치로서 4대의 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치를 예로써 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 1대~3대 또는 5대 이상의 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.　

(2) 상기 각 실시예에 있어서는, 상향 노즐을 가지는 상향식 전계방사장치를 이용하여 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 하향 노즐을 가지는 하향식 전계방사장치나 측면 노즐을 가지는 측면식 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.　

(3) 상기 각 실시예에 있어서는, 전원장치(160)의 정극이 컬렉터(150)에 접속되고, 전원장치(160)의 부극이 노즐블록(110) 및 케이스(100)에 접속된 전계방사장치를 이용하여 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전원장치의 부극이 컬렉터(150)에 접속되고 전원장치의 정극이 노즐블록(110) 및 케이스(100)에 접속된 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.

(4) 상기 실시예에 있어서는, 하나의 전계방사장치에 하나의 노즐블록이 배설된 나노섬유 제조장치를 이용하여 본발명을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 8은, 전계방사장치(20a)를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 하나의 전계방사장치(23a)에 2개의 노즐블록(110a1, 110a2)이 배설된 나노섬유 제조장치에 본발명을 적용할 수 있고, 2개 이상의 노즐블록이 배설된 나노섬유 제조장치에 본발명을 적용할 수도 있다.

이 경우, 모든 노즐블록으로 노즐배열 피치를 동일하게 할 수도 있고, 각 노즐블록으로 노즐배열 피치를 다르게 할 수도 있다. 또한, 모든 노즐블록으로 노즐블록의 높이위치를 동일하게 할 수도 있고, 각 노즐블록으로 노즐블록의 높이위치를 다르게 할 수도 있다.

(5) 본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 장척시트의 폭방향을 따라서 노즐블록을 소정의 왕복운동주기로 왕복운동시키는 기구를 구비해도 좋다. 해당 기구를 이용하여 노즐블록을 소정의 왕복운동주기로 왕복운동시키면서 전계방사를 실시함으로써, 장척시티의 폭방향을 따른 폴리머 섬유의 퇴적량을 균일화 할 수 있다. 이 경우, 노즐블록의 왕복운동주기나 왕복거리를 전계방사장치마다 또는 노즐블록마다 독립하여 제어가능하게 해도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 모든 노즐블록을 동일 주기로 왕복운동시키는 것이 가능하고, 각 노즐블록을 다른 주기로 왕복운동시키는 것도 가능하다. 또한, 모든 노즐블록으로 왕복운동의 왕복거리를 동일하게 사는 것이 가능하고, 각 노즐블록으로 왕복운동의 왕복거리를 다르게 하는 것도 가능하다.

Claims

도전성을 가지는 케이스와, 상기 케이스에 절연부재를 통하여 취부된 컬렉터와, 상기 컬렉터와 마주하는 위치에 위치하고, 폴리머 용액을 토출하는 복수의 노즐을 가지는 노즐블록과, 상기 노즐블록과 상기 컬렉터와의 사이에 고전압을 인가하는 전원장치를 구비하고, 상기 전원장치의 정전극 및 부전극 중 한 쪽의 전극은, 상기 컬렉터에 접속되고, 상기 전원장치의 정전극 및 부전극 중 한 쪽의 전극은, 상기 노즐블록 및 상기 케이스에 접속된 전계방사장치에 있어서,

상기 노즐블록측으로부터 상기 컬렉터를 보았을 때, 상기 절연부재의 외주는, 상기 컬렉터의 외주보다 외측에 위치하고,

상기 절연부재의 두께를 「a」라고 하고, 상기 절연부재의 외주와 상기 컬렉터의 외주와의 거리를 「b」라고 했을 때, 「a≥6mm」을 만족시키고, 또한, 「a＋b≥50mm」을 만족시키는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
제 1 항에 있어서,

「a≥8mm」을 만족시키는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
제 1 또는 2 항에 있어서,

「a＋b≥80mm」을 만족시키는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
제 1 내지 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 절연부재는, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 변성폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 비정(非晶)폴리아릴레이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에틸이미드, 불소수지, 액정폴리머, 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
제 1 내지 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 전계방사장치는, 온도 20℃~40℃, 습도 20%~60%의 분위기로 조정된 방에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
제 1 내지 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 복수의 노즐의 상단으로부터 상기 컬렉터까지의 거리를 「c」라고 했을 때, 「c≥60mm」을 만족시키는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
제 1 내지 6 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 노즐블록은, 상기 복수의 노즐로서, 폴리머 용액을 토출구로부터 상향으로 토출하는 복수의 상향 노즐을 갖고,

상기 전계방사장치는, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 상기 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계 방사 하는 동시에, 상기 복수의 상향 노즐의 토출구로부터 오버플로우 한 상기 폴리머 용액을 회수하여 상기 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
투입 기구와, 권취 기구를 갖고, 장척시트를 이송하는 이송 장치와, 상기 이송 장치에 의해 이송되어 가는 장척시트에 나노 섬유를 퇴적시키는 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치로서,

상기 전계방사장치는, 청구항 1 내지 7 중 어느 하나의 항에 기재된 전계방사장치인 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
제 8 항에 있어서,

상기 전계방사장치로서, 상기 장척시트의 이송 방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.