WO2013100638A1

WO2013100638A1 - 나노섬유웹 제조장치 및 방법

Info

Publication number: WO2013100638A1
Application number: PCT/KR2012/011589
Authority: WO
Inventors: 성영빈
Original assignee: (주)엠엔에스이십일
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-07-04
Also published as: CN104053831A

Abstract

본 발명은 나노섬유웹 제조장치에 관한 것으로, 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 원운동가능하게 구비되는 복수개의 방사노즐과, 상기 회전축을 축회전시키는 회전 유니트, 상기 복수개의 방사노즐로 폴리머 용융액을 공급하는 분배 유니트, 상기 방사노즐의 선단과 소정 거리를 두고 곡면 형상으로 형성된 집적판, 및 상기 방사노즐과 집적판 사이 공간에 전기장을 형성하는 고전압 발생장치를 포함하여, 나노섬유웹의 인장력을 높여 물성을 향상시킬 수 있고 일정한 방향으로 나노섬유들을 배열시킬 수 있으며 적은 노즐수로 광폭의 나노섬유웹을 제조할 수 있게 된다.

Description

나노섬유웹 제조장치 및 방법

본 발명은 나노섬유웹 제조장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리머 용융액을 전기장 내로 토출시켜 나노섬유를 생성하고 포집하여 나노섬유웹을 제조하는 나노섬유웹 제조장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기방사를 이용한 나노섬유웹 제조장치는 나노섬유의 원료인 폴리머 용융액을 전기장 내로 토출시켜 나노섬유웹을 제조하는 장치로, 이러한 나노섬유웹 제조장치의 일예가 한국 등록특허 제10-0549140호(선행문헌)에 개시되어 있다.

종래 선행문헌에 개시된 나노섬유웹 제조장치는, 열가소성 폴리머를 용융압출기(1)로 가열용융시켜 방사 용융액을 압출하고, 이 용융압출기(1)에서 압출되는 방사 용융액을 방사노즐부(4)의 선단 노즐(5)을 통하여 고전압이 인가된 전기방사영역으로 토출하여, 그 토출된 방사용융액은 전기방사영역의 전기장의 전기력에 의해 극세 섬유로 방사되어 하부의 집적판(10)에 집적되게 되어 있다.

종래에는 노즐(5)이 고정된 상태에서 방사가 이루어지는데, 이 경우 나노섬유웹의 인장력이 낮아 쉽게 끊어지고, 나노섬유웹을 권취하기 위해서는 나노섬유를 포집하는 베이스지를 반드시 사용해야 하며, 나노섬유웹을 추가로 가공하고자 하는 경우에도 작업이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

또한, 종래의 집적판(10)은 평판형으로 형성되어 폭넓은 나노섬유웹을 제조하기 위해서는 폭방향을 따라 일정간격을 두고 다수개의 방사노즐부(4)를 구비해야 하는데 폭이 수 미터에 이르게 되면 방사노즐부(4)를 수십개 구비해야 할 뿐만 아니라 수십개의 방사노즐부(4)에 균일한 압력의 용융액을 동시에 공급하기가 어려워 폭방향으로 균일한 두께를 갖는 나노섬유웹을 제조하는데 한계가 있었다.

한편, 폴리머 용융액을 용해시키는 용제(solvent)가 유해한 경우 나노섬유웹으로부터 용제를 휘발시키는 공정을 별도로 수행해야 하는 번거로움이 있었다.

그리고, 종래에는 나노섬유가 도 1에 도시된 바와 같이 일정한 방향성이 없이 불규칙적으로 엉켜 나노섬유웹을 형성하게 되는데, 동일한 단위면적당 나노섬유간의 공간을 비교해 보면 공간의 편차가 큼을 알 수 있다. 이는 나노섬유의 분포가 균일하지 못함을 의미하여 나노섬유웹의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 나노섬유 사이 공간으로 물질을 통과시키거나 여과하는 용도의 경우에는 통과율이나 여과율이 일정하지 못하게 된다. 특히 특허등록 제10-1115686호에 개시된 "이방 전도성 필름"을 보면 나노 섬유에 전도성 입자가 고정된 것을 특징으로 하는데, 나노섬유의 분포도에 따라 전도성 입자의 분포도가 달라 지게 되고, 그로 인해 단위면적당 전도성 입자의 수에 따른 전도율이 달라져 전자부품에서 요구하는 양질의 전기접속 성능을 발휘하기 어렵게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 나노섬유웹 제조장치 및 방법이 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 나노섬유웹의 인장력을 높여 물성을 향상시킬 수 있고 적은 갯수의 노즐로 광폭의 나노섬유웹을 제조할 수 있는 나노섬유웹 제조장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 나노섬유웹 제조장치는, 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 원운동가능하게 구비되고 폴리머 용융액을 수용하는 토출유로를 구비하며 상기 회전축을 가로지르는 방향으로 폴리머 용융액을 토출시키는 복수개의 방사노즐과, 상기 회전축을 축회전시키는 회전 유니트, 상기 방사노즐의 선단과 소정 거리를 두고 이격되어 구비된 집적판, 및 상기 방사노즐과 집적판 사이 공간에 전기장을 형성하는 고전압 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방사노즐은 상기 회전축의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정의 각도를 두고 방사형으로 구비될 수 있다.

상기 방사노즐은 상기 회전축의 축방향을 따라 소정간격을 두고 복수열로 구비될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명은 상기 복수개의 방사노즐의 토출유로들로 폴리머 용융액을 공급하는 분배 유니트를 더 포함한다.

더욱 바람직하게는, 상기 방사노즐은 상기 회전축을 가로지르는 방향으로 상기 집적판에 대하여 거리조절가능하게 구비된다.

상기 방사노즐과 집적판의 사이의 전기장에서 상기 방사노즐로부터 토출되는 나노 섬유를 포집하는 베이스지가 구비되고, 상기 베이스지는 상기 회전축의 원주방향을 따라 상기 집적판의 내측벽에 밀착되어 이동가능하게 구비될 수 있다. 이때, 상기 집적부재는 원호형상으로 절곡되어 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스지는 상기 회전축의 축방향을 따라 상기 집적판의 내측벽에 밀착되어 이동가능하게 구비될 수 있으며, 이때 상기 집적판은 원통형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 나노섬유웹 제조장치는, 폴리머 용융액을 전기장 내로 토출시켜 나노섬유를 생성하고 포집하여 나노섬유웹을 제조하는 나노섬유웹 제조장치로서, 회전축과, 상기 회전축을 축회전시키는 회전 유니트, 상기 회전축을 중심으로 원운동가능하게 구비되고 폴리머 용융액을 수용하는 토출유로를 구비하며 상기 회전축을 가로지르는 방향으로 폴리머 용융액을 토출시키는 방사노즐과, 상기 방사노즐로부터 전기장 내로 토출되어 형성되는 나노섬유를 상기 회전축의 축방향을 따라 인출하여 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 인출 유니트, 및 상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 인출되는 나노섬유웹의 일측을 눌러 두 겹으로 포개어지게 하는 폴딩부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 인출 유니트는 상기 회전축의 축방향을 따라 이동하면서 상기 방사노즐로부터 토출되는 나노섬유를 포집하는 포집부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 포집부재는 무한궤도식으로 이동가능하게 구비될 수 있다.

또한, 상기 포집부재는 선형으로 형성될 수 있고, 특히 상기 포집부재는 와이어, 벨트, 실 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

한편, 상기 포집부재는 상기 회전축의 원주방향을 따라 소정간격을 두고 복수개가 구비될 수도 있다.

바람직하게는, 상기 인출 유니트는 상기 방사노즐로부터 토출되어 환형으로 포집되는 나노섬유웹을 상기 회전축의 축방향을 따라 잡아 당겨 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 풀링 부재를 더 포함한다.

더욱 바람직하게는, 본 발명은 상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 형성되는 나노섬유웹이 부풀어지도록 그 나노섬유웹의 내부로 공기를 공급하는 블로잉 유니트를 더 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 형성되는 나노섬유웹이 상기 폴딩부재에 인접할수록 그 내경이 좁아지도록 안내하는 가이드부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 나노섬유웹 제조방법은, 전기장 내에서 회전축을 중심으로 방사노즐을 원운동시켜 방사노즐로부터 토출되어 방사되는 나노섬유들이 원운동의 회전축의 원주방향을 따라 포집되게 하고, 상기 방사노즐의 원운동에 의해 회전축의 원주방향으로 형성된 나노섬유들의 표면에 상기 회전축과 소정의 사이각을 이루는 다른 회전축을 중심으로 원운동하는 다른 방사노즐로부터 폴리머 용융액을 토출시켜 나노섬유웹을 복층으로 형성하되 각 층의 나노섬유들이 다른 층의 나노섬유들과 서로 소정의 사이각을 이루며 포집되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 나노섬유웹 제조방법은, 폴리머 용융액을 전기장 내로 토출시켜 나노섬유를 생성하고 포집하여 나노섬유웹을 제조하는 나노섬유웹 제조방법으로서, 전기장 내에서 회전축을 중심으로 원운동하는 방사노즐로부터 폴리머 용융액을 토출시켜 나노섬유를 환형으로 포집하는 포집단계와, 상기 포집단계에서 환형으로 형성되는 나노섬유웹을 회전축의 축방향으로 이송시켜 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 인출단계, 및 상기 인출단계에서 관형상으로 형성되는 나노섬유웹을 두 겹으로 포개어지게 하는 폴딩단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명은 상기 폴딩단계에서 포개어진 나노섬유웹의 일측을 절단하여 한 겹의 나노섬유웹을 제조하는 커팅단계를 더 포함한다.

더욱 바람직하게는, 상기 인출단계에서 관형상으로 형성되는 나노섬유웹의 내부로 공기를 주입하여 그 나노섬유웹을 부풀리는 블로잉단계를 더 포함한다.

본 발명에 의한 나노섬유웹 구조체는, 폴리머 용융액이 전기방사되어 형성되는 나노섬유를 포집하는 포집부재가 서로 소정간격을 두고 복수개가 구비되고, 상기 복수개의 포집부재의 일측에 나노섬유웹이 전기방사되어 고정결합된 것을 특징으로 한다.

상기 포집부재는 선형으로 형성될 수 있고, 또한 상기 포집부재는 와이어, 벨트, 실 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 나노섬유웹은 관형상으로 형성되고, 상기 포집부재는 관형상의 나노섬유웹의 원주방향을 따라 소정간격을 두고 복수개가 구비되되, 각 포집부재는 나노섬유웹의 축방향을 따라 선형으로 구비된다.

도 1은 종래의 기술에 따라 제조된 나노섬유웹을 촬영한 실물사진,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 나노섬유웹 제조장치를 나타낸 개념도,

도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절개한 개략적 측단면도,

도 4, 도 5는 도 3에 도시된 방사노즐을 통한 방사형태를 나타낸 개념도,

도 6은 도 5에 도시된 형태로 방사된 실물사진,

도 7은 도 2에 도시된 방사노즐의 확대도,

도 8은 도 3에 도시된 방사노즐을 펼친 상태도,

도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 방사노즐을 나타낸 개략적 단면도,

도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 나노섬유웹 제조장치를 나타낸 개념도,

도 11은 도 10에 도시된 베이스지가 출입하는 형상을 나타낸 사시도,

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 나노섬유웹 제조방법을 나타낸 개념도,

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 나노섬유웹 제조장치를 나타낸 개념도,

도 14는 도 13의 A-A선을 따라 절개한 개략적 횡단면도,

도 15는 도 13의 B부분 확대도,

도 16은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 나노섬유웹 제조장치를 나타낸 개념도,

도 17은 도 16의 C-C선을 따라 절개한 개략적 횡단면도,

도 18은 도 17의 D에서 바라본 개략적 사시도,

도 19는 본 발명에 따른 인출유니트의 다른 일실시예를 나타낸 개념도,

도 20은 도 19의 E-E선을 따라 바라본 개략적 횡단면도,

도 21은 본 발명에 따른 인출유니트의 또 다른 일실시예를 나타낸 개념도,

도 22는 도 21에 도시된 나노섬유웹 제조장치를 나타낸 개략적 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 나노섬유웹 제조장치는, 회전축(10)과, 상기 회전축(10)을 중심으로 원운동가능하게 구비되는 복수개의 방사노즐(20)과, 상기 회전축(10)을 축회전시키는 회전 유니트, 상기 복수개의 방사노즐(20)로 폴리머 용융액을 공급하는 분배 유니트, 상기 방사노즐(20)의 선단과 소정 거리를 두고 곡면 형상으로 형성된 집적판(40), 및 상기 방사노즐(20)과 집적판(40) 사이 공간에 전기장을 형성하는 고전압 발생장치(50)를 포함한다.

상기 회전축(10)은 상기 집적판(40)의 내부에 회전 유니트에 의해 축회전가능하게 구비된다.

상기 회전 유니트는 회전축(10)을 축회전가능하게 지지하는 회전지지부재(11)와, 상기 회전축(10)을 축회전시키는 구동모터(12)를 포함한다. 상기 구동모터(12)는 결합브라켓(13)에 의해 회전지지부재(11)에 고정결합되어 있다.

상기 방사노즐(20)은 폴리머 용융액을 수용하는 토출유로(21)를 구비하고 있다. 상기 토출유로(21)는 상기 회전축(10)을 가로지르는 방향으로 형성되어 폴리머 용융액을 회전축(10)을 가로지르는 방향으로 토출시킨다.

상기 분배 유니트는 방사노즐(20)로 폴리머 용융액을 공급하는 장치로, 방사노즐(20)의 토출유로(21)와 연통된 분배유로(31)를 포함하고 있다. 상기 분배유로(31)에 충진된 폴리머 용융액은 방사노즐(20)의 토출유로(21)로 공급되고, 방사노즐(20)의 토출유로(21)를 통해 외부로 폴리머 용융액이 방사된다.

또한, 상기 분배 유니트는 폴리머 용융액을 저장하는 용액저장조(32)와, 상기 용액저장조(32)의 폴리머 용융액을 가압하여 분배유로(31)로 공급하는 가압공급수단(33), 및 상기 분배유로(31)와 가압공급수단(33)을 연결하는 공급유로(34)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 가압공급수단(33)은 상기 분배유로(31) 상에 피스톤(도면미도시)을 구비하고 유(공)압으로 가압하는 방식도 가능하고, 기어펌프 등의 펌프를 이용하여 분배유로(31)로 일정량씩의 폴리머 용융액을 공급하는 방식도 가능하다.

상기 분배유로(31)는 회전축(10)의 축상에 구비되어 회전축(10)과 일체로 축회전하게 되고, 그로 인해 상기 공급유로(34)와의 연결부에 로터리 조인트(35)를 구비하여 공급유로(34)는 고정된 상태에서 분배유로(31)만 회전하면서 공급유로(34)로부터 분배유로(31)로 폴리머 용융액을 공급할 수 있게 된다.

즉, 상기 로터리 조인트(35)는 고정체와 회전체로 구성되고 고정체에 대해서 회전체가 상대적으로 회전운동하면서 유체를 연통시키는 기구로, 일단이 분배유로(31)에 연결되고 타단이 공급유로(34)에 연결되고, 고정된 공급유로(34)의 폴리머 용융액이 회전하는 분배유로(31)로 공급된다.

복수개의 방사노즐(20)들의 각 토출유로(21)는 상기 분배유로(31)와 연통되어 분배유로(31)로부터 폴리머 용융액을 공급받게 되고, 각 토출유로(21)는 회전축(10)의 반경방향(회전축을 가로지르는 방향 중 일예)으로 연장되어 형성되어 있다. 그에 따라 상기 각 토출유로(21)의 선단은 회전축(10)의 중심선과 소정거리를 두고 이격되어 위치하게 되고, 그로 인해 회전축(10)의 회전시 각 토출유로(21)의 선단은 회전축(10)의 중심선을 중심으로 원운동을 하게 된다.

또한, 상기 집적판(40)은 회전축(10)을 중심으로 상기 방사노즐(20)과 소정거리를 두고 원호형상으로 절곡되어 형성되어 있다. 따라서, 상기 방사노즐(20)로부터 토출되는 폴리머 용융액은 회전축(10)의 반경방향을 따라 집적부재(40)쪽으로 방사되어 나노섬유가 생성된다.

상기 방사노즐(20)은 상기 회전축(10)의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정의 각도를 두고 방사형으로 구비됨과 동시에 상기 회전축(10)의 축방향을 따라 소정간격을 두고 복수열로 구비된다. 여기서, 인접하는 방사노즐(20)의 토출유로(21)들 사이에는 방사시의 전기적인 간섭을 피하기 위해 소정거리 이상 간격을 유지해야 함과 동시에, 토출유로(21)들 마다 방사되어 생성되는 나노섬유웹들 사이에 빈 공간이 발생하지 않고 소정 부분이 중첩되도록 토출유로(21)들을 배치해야 한다.

가령, 도 4에 도시된 육각기둥 형상의 방사노즐(20)과 분배유로(31)는 육각형의 모서리에 토출유로(21)가 각각 형성되되, 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 모서리에는 복수개가 소정간격을 두고 형성된다. 따라서, 토출유로(21)들이 소정거리의 간격을 유지하게 된다.

또한, 인접하는 모서리에 형성된 토출유로(21)들은 서로 다른 높이에 형성된다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 모서리2의 토출유로(21)는 모서리1의 토출유로(21) 보다 낮은 위치에 형성되어 있고 모서리3의 토출유로(21) 보다 높은 위치에 형성되어 있다. 인접하는 모서리의 토출유로(21)들 사이의 높이차는 동일한 모서리에서의 토출유로(21)들 사이의 간격의 n분의 1에 해당한다. 따라서, 동일한 모서리의 토출유로(21)들이 만들어 내는 나노섬유웹 사이의 공간에 n-1개의 나노섬유웹이 더 만들어지게 되고, 그로 인해 각 토출유로(21)들에서 만들어지는 나노섬유웹들이 빈 공간 없이 채워지게 된다.

결국, 토출유로(21)들이 육각기둥의 외주면을 따라 소정간격을 두고 전체적으로 나선형을 이루게 되면 토출유로(21)들 사이의 소정간격을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 나노섬유웹들이 중첩되어 생성될 수 있게 된다.

도 6에는 방사노즐의 다른 실시예가 개시되어 있다.

본 실시예에서 방사노즐(20')과 분배유로(31')는 삼각기둥 형상으로 형성되고, 3개의 모서리를 따라 복수개의 토출유로(21')들이 나선형을 이루고 있다. 본 실시예의 방사노즐(20')의 외측에는 공기유로(25a)를 구비한 공기분사노즐(25)이 구비되어 방사노즐(20')의 토출유로(21') 선단으로 공기를 분사시키게 된다. 이 경우 토출유로(21')의 선단에서 토출되는 폴리머 용융액의 진행방향으로 공기를 분사하게 되면 폴리머 용융액의 토출속도를 높여 방사속도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 방사되는 방향의 직진성을 높일 수 있게 된다.

한편, 상기 방사노즐(20)과 분배유로(31)가 고정된 상태에서 방사노즐(20)의 토출유로(21)로 폴리머 용융액이 토출되면 도 3a에 도시된 것과 같은 형상을 이루며 방사되어 나노섬유가 만들어진다. 이때 만들어진 나노섬유웹는 도 1에 도시된 사진과 같이 나노섬유가 불규칙하게 엉켜 있는 형태이다.

그러나, 상기 방사노즐(20)과 분배유로(31)가 회전축(10)을 중심으로 회전하여 원운동하게 되면 도 3b에 도시된 것과 같이 나선형으로 방사된다. 이 경우 회전수(rpm)를 일정치 이상 높이게 되면 도 3c에 도시된 실물사진과 같이 직선에 가까운 나노섬유 배열 형태를 얻게 된다. 도 3c에 도시된 나노섬유는 방사노즐(20)의 원운동 궤적과 평행한 형태를 이루게 되고, 직선 정도 및 평행 정도, 즉 직선도나 평행도는 회전수에 비례하게 된다.

여기서, 도 3b와 같이 방사노즐(20)의 원운동에 의해 생성된 나노섬유웹은 도 3c에 도시된 평행한 형상이나 도 1에 도시된 것과 같이 불규칙적으로 엉켜 형성된 것이나 모두 인장력이 높게 나타난다.

상기 집적판(40)의 내측벽에는 상기 방사노즐(20)과 집적판(40)의 사이의 전기장에서 상기 방사노즐(20)로부터 토출되는 나노 섬유를 포집하는 베이스지(F)가 구비된다.

상기 베이스지(F)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전축(10)의 원주방향을 따라 상기 집적판(40)의 내측벽에 밀착되어 이동가능하게 구비된다. 이 경우 집적판(40)은 베이스지 출입구(F1)를 위해 원호형상으로 형성되고, 집적판(40)의 일측에는 공기흡입구(41)가 형성되어 공기 음압으로 베이스지(F)를 집적판(40)의 내측벽에 흡착시키게 된다. 상기 베이스지(F)가 집적판(40)에 흡착된 상태에서 베이스지 이송수단(60)을 구동시키게 되면 베이스지(F)가 집적판(40)의 내측벽을 따라 나노섬유웹을 포집하면서 이동하게 된다.

또한, 상기 베이스지(F)는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이 상기 회전축(10)의 축방향을 따라 집적판(40')의 내측벽에 밀착되어 이동가능하게 구비되는 것도 가능하다. 이 경우 상기 집적판(40')은 원통형상으로 형성된다.

상기 집적판(40')의 양단에는 베이스지(F)를 원호형태로 말아서 집적판(40')으로 투입시키는 가이드부재(45)가 구비되어 있다. 상기 가이드부재(45)는 단면이 반원형상으로 된 판으로 베이스지(F)가 집적판(40')으로 진입할 때 폭방향으로 말리도록 안내하게 된다. 본 실시예에서 가이드부재(45)와 베이스지(F)는 1쌍이 구비되고 가이드부재(45)에 의해 원통형상의 집적판(40')에 반원형태로 각각 말려서 통과하게 된다.

한편, 상기 회전축(10)의 일측에는 상기 집적판(40')의 내부 공기가 일정한 방향으로 흐르도록 하는 송풍팬(70)이 구비되어 있다. 가령, 상기 송풍팬(70)을 구동시켜 베이스지(F)가 통과하는 방향으로 공기가 흐르도록 할 수 있다. 상기 송풍팬(70)은 별도의 구동부에 의해 회전축(10)과 별개로 구동되는 것도 가능하다.

상기 고전압 발생장치(50)는 폴리머 용융액에 고전압을 인가하게 되는데, 상기 분배유로(31)에 전기적으로 연결되어 방사노즐(20)과 폴리머 용융액에 전기를 인가하고, 상기 집적판(40)은 접지되어 방사노즐(20)에서 토출되는 폴리머 용융액과 전압차가 발생하여 전기장이 형성된다.

본 발명의 일실시예에 의한 나노섬유웹 제조방법은, 전기장 내에서 회전축(10)을 중심으로 방사노즐(20)을 원운동시켜 방사노즐(20)로부터 토출되어 방사되는 나노섬유들이 회전축(10)의 원주방향으로 배열되게 하는 것이다. 도 3c에 회전축(10)의 원주방향으로 배열된 나노섬유들이 개시되어 있다.

또한, 상기 방사노즐(20)의 원운동에 의해 회전축(10)의 원주방향으로 형성된 나노섬유들의 표면에 상기 회전축(10)과 소정의 사이각을 이루는 다른 회전축(10)을 중심으로 원운동하는 방사노즐(10)로부터 폴리머 용융액을 토출시켜 나노섬유웹을 복층으로 형성하되 각 층의 나노섬유들이 다른 층의 나노섬유들과 서로 소정의 사이각을 이루며 형성되게 한다.

가령, 상기 회전축(10)의 원주방향으로 배열된 나노섬유들을 상기 회전축(10)을 가로지르는 방향으로 배치하고, 그 원주방향으로 배열된 나노섬유들 표면에 상기 방사노즐로(20)부터 폴리머 용융액을 토출시켜 나노섬유들이 전단계에서 생성된 나노섬유들과 소정의 사이각을 이루며 겹쳐져 배열되게 한다.

도 10을 보면 도 3의 장치와 도 8의 장치를 혼합하여 연속공정으로 복겹의 나노섬유웹을 제조한다. 여기서, 제1전기장(I) 내의 회전축과 제2전기장(II) 내의 회전축은 서로 직교하게 배치된다.(90도의 사이각을 이룬다.)

먼저, 제1전기장(I) 내에서 회전축을 중심으로 방사노즐(20)을 원운동시켜 그 회전축의 원주방향으로 제1나노섬유(N1)들이 배열되게 하여 1차 나노섬유웹을 생성한다.

그리고, 상기 제1나노섬유(N1)를 제2전기장(II) 내로 통과시켜 제1나노섬유(N1)의 표면에 제2나노섬유(N2)가 포집되게 하면 전체적으로 격자형상의 나노섬유웹을 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 격자형상으로 형성된 나노섬유웹은 단위면적당 분포하는 나노섬유의 가닥수의 편차가 작아지게 되고, 나노섬유에 전도성 입자를 비롯한 이물질을 고정시킬 경우 전도성 입자들의 분포 편차를 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.

제1나노섬유(N1)와 제2나노섬유(N2)의 사이각은 제1전기장(I) 내의 회전축과 제2전기장(II) 내의 회전축의 사이각과 동일하다. 즉, 제1전기장(I) 내의 회전축에 대하여 제2전기장(II) 내의 회전축이 기울어진 각도에 따라 제나노섬유(N1)와 제2나노섬유(N2)의 사이각이 달라지게 된다.

도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 나노섬유웹 제조장치는, 회전축(110)과, 상기 회전축(110)을 축회전시키는 회전 유니트와, 상기 회전축(110)을 가로지르는 방향으로 폴리머 용융액을 토출시키는 방사노즐(130), 상기 방사노즐(130)과의 사이 공간에 전기장이 형성되게 하는 집적부재(140), 상기 방사노즐(130)로부터 전기장 내로 토출되어 형성되는 나노섬유를 상기 회전축의 축방향을 따라 인출하여 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 인출 유니트, 상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 인출되는 나노섬유웹의 일측을 눌러 두 겹으로 포개어지게 하는 폴딩부재(160), 상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 형성되는 나노섬유웹이 상기 폴딩부재에 인접할수록 그 내경이 좁아지도록 안내하는 가이드부재(170), 상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 형성되는 나노섬유웹이 부풀어지도록 그 나노섬유웹의 내부로 공기를 공급하는 블로잉 유니트, 및 상기 방사노즐(130)로부터 토출되는 폴리머 용융액에 고전압을 인가하는 고전압 발생장치(180)를 포함한다.

상기 회전축(110)은 집적부재(140)의 내부에 회전 유니트에 의해 축회전가능하게 구비된다.

상기 회전 유니트는 구동모터(126)를 구비하고 벨트(127)와 풀리(128)로 구동모터(126)의 동력을 회전축(110)에 전달한다. 상기 회전축(110)에는 상기 고전압 발생장치(180)로부터 고전압이 인가되므로 벨트(127)와 풀리(128)로 동력을 전달하여 구동모터(126)에 고전압이 인가되지 않도록 차단하게 된다. 상기 회전축(110)에 인가되는 고전압은 회전축(110)의 외주면에 결합되는 방사노즐(130)로 전달되어 방사노즐(130) 내의 폴리머 용융액에 전기를 인가하여 전기방사를 구현시키게 된다.

상기 방사노즐(130)은 상기 회전축(110)을 중심으로 원운동가능하게 구비된다. 즉, 상기 방사노즐(130)은 상기 회전축(110)의 외주면에 외팔보형상으로 돌출되어 나사결합됨으로써 회전축(110)이 축회전할 때 회전축(110)을 중심으로 원운동하게 된다. 상기 토출유로는 상기 회전축(110)을 가로지르는 방향으로 형성되어 폴리머 용융액을 회전축(110)을 가로지르는 방향으로 토출시킨다.

상기 회전축(110)의 내부에는 폴리머 용융액 공급유로(111)가 형성되고, 상기 각 방사노즐(130)들은 상기 폴리머 용융액 공급유로(111)와 연통되어 폴리머 용융액을 수용하는 토출유로를 각각 구비하고 있다. 폴리머 용융액은 폴리머 용융액 공급원(121)으로부터 상기 회전축(110)의 폴리머 용융액 공급유로(111)를 통해 각각의 방사노즐(130)로 공급되어 각 토출유로를 통해 방사노즐(130)의 외부로 토출되면서 전기방사된다.

도 13과 15에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(110)의 내부에는 외부로부터 공기를 통과시키는 공기 공급유로(113)와, 폴리머 용융액 공급원(121)으로부터 폴리머 용융액을 통과시키는 폴리머 용융액 공급유로(111)가 구비되어 있다.

상기 공기 공급유로(113)는 회전축(110)의 축중심에 위치하고 상기 폴리머 용융액 공급유로(111)는 축중심에서 편심되게 구비된다.

상기 회전축(110)의 외주면에는 링 형상의 로터리 조인트(122)가 회전축(110)에 대하여 회전가능하게 구비되어 상기 폴리머 용융액 공급원(121)으로부터 공급되는 폴리머 용융액을 회전하는 회전축(110)에 전달할 수 있게 된다. 즉, 상기 회전축(110)의 폴리머 용융액 공급유로(111)의 일측에는 폴리머 용융액 유입구(112)가 형성되고, 상기 로터리 조인트(122)는 그 폴리머 용융액 유입구(112)와 연통되는 연결유로(122a)를 구비하고 있으며 상기 폴리머 용융액 공급원(121)으로부터의 용융액 공급라인(121a)과 연결되는 라인결합부(122b)가 형성되어 있다. 상기 로터리 조인트(122)의 연결유로(122a)는 상기 회전축(110)의 외주면을 따라 링 형상으로 형성됨으로써 회전축(110)의 회전시에도 상기 폴리머 용융액 유입구(112)로 폴리머 용융액을 공급할 수 있게 된다. 상기 로터리 조인트(122)는 고정된 상태에서 상기 회전축(110)이 축회전하게 되고, 상기 폴리머 용융액 공급원(121)으로부터 용융액 공급라인(121a)을 통해 라인결합부(122b)로 공급된 폴리머 용융액은 링 형상의 연결유로(122a)를 통해 회전축(110)의 외주면을 따라 폴리머 용융액 유입구(112)로 공급된다.

상기 집적부재(140)는 원통형상으로 상기 방사노즐(130)의 선단과 소정 거리를 두고 이격되어 구비되고 접지되어 구비된다. 따라서, 상기 고전압 발생장치(180)에 의해 고전압이 인가되는 상기 방사노즐(130)과 전위차가 발생하게 되어 상기 방사노즐(130)로부터 토출되는 폴리머 용융액이 회전축(110)의 반경방향을 따라 집적부재(140)쪽으로 방사된다. 즉, 상기 집적부재(140)와 방사노즐(130) 및 회전축(110)과의 사이에 전위차가 발생하여 원통 공간 내부에 전기장이 형성되어 전기방사가 이루어지게 된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 방사노즐(130)로부터 토출되어 상기 집적부재(140)쪽으로 방사되는 나노섬유는 집적부재(140)의 내측면에 포집된다.

상기 인출 유니트는 상기 방사노즐(130)로부터 토출되어 환형으로 포집되는 나노섬유웹을 상기 회전축의 축방향을 따라 잡아 당겨 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 풀링부재(151)를 포함한다.

본 실시예의 풀링부재(151)는 환형으로 포집되는 나노섬유웹의 선단을 권취하여 잡아 당기는 권취롤러이다. 권취롤러는 풀링부재(151)의 일예에 불과할 뿐 나노섬유웹을 잡아 당겨 이송시킬 수 있는 수단은 모두 가능하다.

본 실시예에서 나노섬유는 상기 집적부재(140)의 내측벽에 포집되는데, 상기 회전축(110)이 회전함에 따라 방사노즐(130)이 원운동하면서 나노섬유가 형성되어 환형의 나노섬유웹(N)이 형성된다.

한편, 상기 방사노즐(130)들은 상기 회전축(110)의 축방향을 따라 다수개가 소정간격을 두고 구비되고, 그로 인해 환형의 나노섬유웹(N)이 상기 집적부재(140)의 내측면 전체에 걸쳐 원통형으로 형성되며, 원통형으로 형성된 나노섬유웹(N)의 선단을 상기 풀링부재(151)가 잡아 당기게 되면 관(tube)형상의 나노섬유웹이 연속하여 만들어지게 된다. 이와 같이 상기 집적부재(140)의 표면에 포집되어 형성되는 나노섬유웹을 직접적으로 잡아 당겨 인출시키는 것도 가능하나, 별도의 인출수단을 구비하는 것도 가능하다.

가령, 도 16 내지 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 인출 유니트는 전기장내에서 상기 회전축(110)의 축방향을 따라 이동하면서 상기 방사노즐(130)로부터 토출되어 형성되는 나노섬유를 포집하는 포집부재(52,53,54)를 더 포함할 수 있다.

상기 포집부재(52,53,54)는 와이어나 실, 로우프, 벨트와 같이 선형으로 형성되고, 상기 회전축(110)의 축방향을 따라 전기장 내를 관통하면서 나노섬유웹을 이송시키게 된다.

도 16와 도 17을 참조하면, 상기 포집부재(152)는 실로 형성되고, 상기 집적부재(140)의 내부에 구비되되 다수개가 상기 집적부재(140)의 원주방향을 따라 서로 소정간격을 두고 구비되어 있다. 실로 구성된 포집부재(152)는 롤러에 권취되었다가 풀어지면서 상기 집적부재(140)의 내부를 통과하게 되고 상기 풀링부재(151)에 의해 권취되면서 관형상의 나노섬유웹을 이송시키게 된다.

또한, 상기 다수개의 포집부재(152)의 일측에는 나노섬유웹이 포집되어 다수개의 포집부재(152)와 환형의 나노섬유웹이 일체로 결합된 나노섬유웹 구조체를 형성하게 된다. 즉, 도 17의 확대부분과 도 18을 참조하면 나노섬유웹 구조체는 실로 된 다수개의 포집부재(152)가 서로 소정간격을 두고 구비되고, 그 포집부재(152)의 내측으로 나노섬유가 전기방사되어 고정결합된 것다. 이와 같이 다수개의 포집부재(152)와 나노섬유웹이 일체로 결합된 상태에서 포집부재(152)를 이동시키게 되면 그 포집부재(152)와 함께 나노섬유웹을 이송시킬 수 있게 되는 것이다.

도 19와 도 20에는 포집부재의 다른 실시예가 개시되어 있다. 도 19와 도 20에 도시된 포집부재(153)는 무한궤도식으로 이동가능하게 구비되어 나노섬유웹과 함께 일정거리만큼 이동하면서 나노섬유웹을 이송시키게 된다. 즉, 본 실시예의 포집부재(153)는 그 일측에 포집되어 결합되는 나노섬유웹과 함께 이동하게 되나 상기 집적부재(140)를 통과한 이후에 나노섬유웹과 분리되어 무한궤도식으로 순환하게 된다.

도 21과 도 22에는 포집부재의 또 다른 실시예가 개시되어 있다. 도 9와 도 10에 도시된 포집부재(154)는 필름이나 부직포와 같은 면으로 된 것으로, 상기 집적부재(140)에 말린 상태로 유입되었다가 나노섬유웹을 포집하여 함께 이송하게 된다. 이 경우 나노섬유는 원통형의 포집부재(154)의 내측면에 포집되고 관형상의 나노섬유웹을 이루게 된다. 상기 포집부재(154)는 나노섬유웹과 함께 이동하면서 상기 풀링부재(151)에 권취된다.

상기 폴딩부재(160)는 1쌍의 롤러로 상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 인출되는 나노섬유웹의 일측을 눌러 두 겹으로 포개어지게 한다. 관형상으로 형성된 나노섬유웹을 1쌍의 롤러로 된 폴딩부재(160)에 통과시키게 되면 두 겹으로 포개어진 형태의 나노섬유웹을 얻을 수 있게 된다. 또한, 포개어진 상태로 나노섬유웹을 다수개의 롤러를 통해 롤링작업을 하게 되면 나노섬유웹의 물성이 향상되는 효과를 얻을 수 있게 된다. 즉, 관형상의 나노섬유웹이 포개어지면 롤링작업을 통해 나노섬유웹을 용이하게 인장시킬 수 있게 되고 그로 인해 인장강도를 높일 수 있게 되는 것이다.

한편, 두 겹으로 포개어진 나노섬유웹의 접힌 일단을 커터로 절단한 후 펼치게 되면 한 장의 평면 형태의 나노섬유웹이 만들어지게 된다. 즉, 원형을 펼쳐 광폭의 나노섬유웹을 얻을 수 있게 되는 것이다.

상기 가이드부재(170)는 다수개의 롤러로 구성되어 관형상의 나노섬유웹이 상기 폴딩부재(160)에 인접할수록 그 내경이 좁아지도록 안내한다. 즉, 다수개의 롤러로 구성된 가이드부재(170)들은 상기 집적부재(140)에서 상기 폴딩부재(160)로 가까워질수록 서로의 간격이 좁아지게 구비됨으로써 관형상의 나노섬유웹이 용이하게 접힐 수 있도록 폴딩부재(160)쪽으로 안내하게 된다.

상기 블로잉 유니트는 관형상의 나노섬유웹이 부풀어지도록 그 나노섬유웹의 내부로 공기를 공급하는 공기 공급유로(113)와, 상기 공기 공급유로(113)로 공기를 강제로 공급하는 공기 공급원(124), 및 상기 공기 공급원(124)으로부터 토출되는 공기를 가열하는 공기 히터(125)를 포함한다.

도 16에 도시된 바와 같이 상기 공기 공급유로(113)는 상기 회전축(110)의 일측에 구비된다. 상기 회전축(110)의 일단에는 회전하는 회전축(110)의 공기 공급유로(113)로 공기를 공급하기 위한 스위블 조인트(123)가 구비되어 있다. 상기 스위블 조인트(123)는 고정된 상태에서 회전축(110)이 회전하면서 외부의 공기를 공기 공급유로(113)로 공급하게 된다. 상기 공기 공급유로(113)는 상기 회전축(110)을 관통하여 형성되고, 회전축(110)의 일단에는 공기 공급유로(113)로 공급된 공기가 토출되는 공기 토출구(113a)가 구비되어 있다. 즉, 회전축(110)의 일단에는 스위블 조인트(123)가 결합되고 타단에는 공기 토출구(113a)가 형성되어 있다. 상기 회전축(110)의 공기 공급유로(113)로는 고온의 공기가 공급되며, 이를 위해 공기 공급원(124)과 공기 히터(125)가 구비된다. 상기 공기 공급원(124)으로부터 고압의 공기가 발생되고, 고압의 공기는 공기 히터(125)에 의해 고온으로 가열된 후 스위블 조인트(123)를 통해 회전축(110)의 공기 공급유로(113)로 공급되며 상기 공기 토출구(113a)를 통해 나노섬유웹의 내부로 공급된다. 관형상의 나노섬유웹 내부로 유입된 고온의 공기는 나노섬유웹을 부풀려 표면적이 늘어나게 함으로써 나노섬유웹의 인장력을 증가시키게 된다. 또한, 고온의 공기는 나노섬유웹을 통과하여 외부로 배출되면서 나노섬유웹을 건조시킬 뿐만 아니라, 나노섬유웹에 함유된 유해한 용제(solvent)를 휘발시키게 된다.

본 발명의 다른 일실시예에 의한 나노섬유웹 제조방법은, 전기장 내에서 나노섬유를 환형으로 포집하는 포집단계, 상기 포집단계에서 환형으로 형성되는 나노섬유웹을 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 인출단계, 상기 인출단계에서 관형상으로 형성되는 나노섬유웹을 두 겹으로 포개어지게 하는 폴딩단계, 상기 폴딩단계에서 포개어진 나노섬유웹의 일측을 절단하여 한 겹의 나노섬유웹을 제조하는 커팅단계를 포함한다.

상기 포집단계에서는 상기 회전축(110)을 중심으로 원운동하는 방사노즐(130)로부터 폴리머 용융액을 토출시켜 나노섬유를 환형으로 형성하게 된다.

상기 인출단계에서는 환형으로 형성된 나노섬유웹을 상기 회전축(110)의 축방향으로 이송시켜 연속하는 관형상의 나노섬유웹을 만들게 된다. 여기서, 관형상의 나노섬유웹의 선단을 권취롤러로 권취하게 되면 연속하여 관형상의 나노섬유웹을 만들 수 있게 된다.

여기서, 상기 인출단계에서 관형상으로 형성되는 나노섬유웹을 부풀리는 블로잉단계를 수행한다. 즉, 상기 블로잉단계에서는 관형상의 나노섬유웹 내부로 고온의 공기를 주입하여 나노섬유웹을 부풀리는 한편 고온 건조시키면서 용제를 휘발시키게 된다.

상기 폴딩단계에서 관형상의 나노섬유웹의 일측을 눌러 두 겹으로 포개어지게 한 후, 포개어진 나노섬유웹을 커팅단계에서 절개하여 평면으로 된 광폭의 나노섬유웹을 얻게 된다.

상기 폴딩단계에서는 1쌍의 롤러 사이로 관형상의 나노섬유웹을 압착시키면서 통과시켜 두 겹으로 포개어지게 한다. 관형상의 나노섬유웹을 1쌍의 롤러 사이로 투입하기 위해서는 가이드부재를 사용하여 나노섬유웹의 관형상을 타원으로 변형시키되 장축이 1쌍의 롤러에 인접할수록 길이지게 안내하는 것이 바람직하다.

한편, 연속적인 생산공정에서는 나노섬유웹의 일측에서 상기 폴딩단계가 수행되는 동안 나노섬유웹 전체에 대해서는 상기 인출단계가 수행되어 나노섬유웹을 신장시키게 된다. 즉, 상기 폴딩단계는 나노섬유웹을 압착하여 물어 잡는 역할도 하게 되므로 나노섬유웹의 일측이 폴딩되고 있는 상태에서 나노섬유웹을 권취롤러로 잡아 당겨 인출시키게 되면 나노섬유웹이 늘어나면서 인장력이 커지게 된다.

상기 커팅단계에서는 두 겹으로 포개어진 나노섬유웹의 양단 또는 일단을 커터로 연속하여 절개한다. 이때 양단을 절개하게 되면 2장의 나노섬유웹을 얻을 수 있고, 일단만 절개하게 되면 두 겹이 펼쳐져 1장으로 된 광폭의 나노섬유웹을 얻을 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 나노섬유웹 제조장치에 의하면, 나노섬유웹의 인장력을 높여 물성을 향상시킬 수 있고, 일정한 방향으로 나노섬유들을 배열시킬 수 있으며, 단위면적당 분포하는 나노섬유의 가닥수의 편차를 감소시켜 나노섬유웹의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 적은 노즐수로 광폭의 나노섬유웹을 제조할 수 있는 효과가 있다. 또한, 적은 갯수의 노즐로 광폭의 나노섬유웹을 제조할 수 있고, 관형상의 나노섬유웹의 내부에 고온의 공기를 주입하여 풍선과 같이 부풀림으로써 솔벤트를 나노섬유웹으로부터 용이하게 제거할 수 있으며, 나노섬유웹을 용이하게 건조시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

폴리머 용융액을 전기장 내로 토출시켜 나노섬유를 생성하고 포집하여 나노섬유웹을 제조하는 나노섬유웹 제조장치에 있어서,

회전축;

상기 회전축을 중심으로 원운동가능하게 구비되고, 폴리머 용융액을 수용하는 토출유로를 구비하며, 상기 회전축을 가로지르는 방향으로 폴리머 용융액을 토출시키는 방사노즐;

상기 방사노즐의 토출유로로 폴리머 용융액을 공급하는 분배 유니트;

상기 회전축을 축회전시키는 회전 유니트;

상기 방사노즐의 선단과 소정 거리를 두고 이격되어 구비된 집적부재; 및

상기 방사노즐과 집적부재 사이 공간에 전기장을 형성하는 고전압 발생장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 방사노즐은 상기 회전축의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정의 각도를 두고 방사형으로 구비된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 방사노즐은 상기 회전축의 축방향을 따라 소정간격을 두고 복수열로 구비된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 방사노즐은 상기 회전축의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정의 각도를 두고 방사형으로 구비되고 상기 회전축의 축방향을 따라 소정간격을 두고 복수열로 구비되되, 회전축의 외주면을 따라 전체적으로 나선형으로 배열된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 집적부재는 원호형상으로 절곡되어 형성된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제5항에 있어서,

상기 방사노즐과 집적부재의 사이의 전기장에서 상기 방사노즐로부터 토출되는 나노 섬유를 포집하는 베이스지가 구비되고, 상기 베이스지는 상기 회전축의 원주방향을 따라 상기 집적부재의 내측벽에 밀착되어 이동가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 집적부재는 원통형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제7항에 있어서,

상기 방사노즐과 집적부재의 사이의 전기장에서 상기 방사노즐로부터 토출되는 나노 섬유를 포집하는 베이스지가 구비되고, 상기 베이스지는 상기 회전축의 축방향을 따라 상기 집적부재의 내측벽에 밀착되어 이동가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 방사노즐의 선단으로 공기를 분사시키는 공기분사노즐이 더 구비된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
폴리머 용융액을 전기장 내로 토출시켜 나노섬유를 생성하고 포집하여 나노섬유웹을 제조하는 나노섬유웹 제조방법에 있어서,

전기장 내에서 회전축을 중심으로 방사노즐을 원운동시켜 방사노즐로부터 토출되어 방사되는 나노섬유들이 원운동의 회전축의 원주방향을 따라 포집되게 하고,

상기 방사노즐의 원운동에 의해 회전축의 원주방향으로 형성된 나노섬유들의 표면에 상기 회전축과 소정의 사이각을 이루는 다른 회전축을 중심으로 원운동하는 다른 방사노즐로부터 폴리머 용융액을 토출시켜 나노섬유웹을 복층으로 형성하되 각 층의 나노섬유들이 다른 층의 나노섬유들과 서로 소정의 사이각을 이루며 포집되게 하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 방사노즐로부터 전기장 내로 토출되어 형성되는 나노섬유를 상기 회전축의 축방향을 따라 인출하여 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 인출 유니트; 및

상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 인출되는 나노섬유웹의 일측을 눌러 두 겹으로 포개어지게 하는 폴딩부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 인출 유니트는,

상기 회전축의 축방향을 따라 이동하면서 상기 방사노즐로부터 토출되는 나노섬유를 포집하는 포집부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제12항에 있어서,

상기 포집부재는 무한궤도식으로 이동가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는
제12항에 있어서,

상기 포집부재는 선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제12항에 있어서,

상기 포집부재는 와이어, 벨트, 실 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제12항에 있어서,

상기 포집부재는 상기 회전축의 원주방향을 따라 소정간격을 두고 복수개가 구비된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제12항에 있어서, 상기 인출 유니트는,

상기 방사노즐로부터 토출되어 환형으로 포집되는 나노섬유웹을 상기 회전축의 축방향을 따라 잡아 당겨 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 풀링 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제12항에 있어서,

상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 형성되는 나노섬유웹이 부풀어지도록 그 나노섬유웹의 내부로 공기를 공급하는 블로잉 유니트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
제12항에 있어서,

상기 인출 유니트에 의해 관형상으로 형성되는 나노섬유웹이 상기 폴딩부재에 인접할수록 그 내경이 좁아지도록 안내하는 가이드부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조장치.
폴리머 용융액을 전기장 내로 토출시켜 나노섬유를 생성하고 포집하여 나노섬유웹을 제조하는 나노섬유웹 제조방법에 있어서,

전기장 내에서 회전축을 중심으로 원운동하는 방사노즐로부터 폴리머 용융액을 토출시켜 나노섬유를 환형으로 포집하는 포집단계;

상기 포집단계에서 환형으로 형성되는 나노섬유웹을 회전축의 축방향으로 이송시켜 관형상의 나노섬유웹을 형성하는 인출단계; 및

상기 인출단계에서 관형상으로 형성되는 나노섬유웹을 두 겹으로 포개어지게 하는 폴딩단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조방법.
제20항에 있어서,

상기 폴딩단계에서 포개어진 나노섬유웹의 일측을 절단하여 한 겹의 나노섬유웹을 제조하는 커팅단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조방법.
제20항에 있어서,

상기 인출단계에서 관형상으로 형성되는 나노섬유웹의 내부로 공기를 주입하여 그 나노섬유웹을 부풀리는 블로잉단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 제조방법.
폴리머 용융액이 전기방사되어 형성되는 나노섬유를 포집하는 포집부재가 서로 소정간격을 두고 복수개가 구비되고,

상기 복수개의 포집부재의 일측에 나노섬유웹이 전기방사되어 고정결합된 나노섬유웹 구조체.
제23항에 있어서,

상기 포집부재는 선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 구조체.
제23항에 있어서,

상기 포집부재는 와이어, 벨트, 실 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 구조체.
제23항에 있어서,

상기 나노섬유웹은 관형상으로 형성되고, 상기 포집부재는 관형상의 나노섬유웹의 원주방향을 따라 소정간격을 두고 복수개가 구비되되, 각 포집부재는 나노섬유웹의 축방향을 따라 선형으로 구비된 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 구조체.