WO2016006950A1 - 나노섬유 웹의 금속도금장치 - Google Patents

나노섬유 웹의 금속도금장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2016006950A1
WO2016006950A1 PCT/KR2015/007134 KR2015007134W WO2016006950A1 WO 2016006950 A1 WO2016006950 A1 WO 2016006950A1 KR 2015007134 W KR2015007134 W KR 2015007134W WO 2016006950 A1 WO2016006950 A1 WO 2016006950A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
impeller
nanofiber web
bath
metal plating
plating apparatus
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/007134
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박종철
Original Assignee
(주)에프티이앤이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에프티이앤이 filed Critical (주)에프티이앤이
Publication of WO2016006950A1 publication Critical patent/WO2016006950A1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B19/00—Treatment of textile materials by liquids, gases or vapours, not provided for in groups D06B1/00 - D06B17/00
    • D06B19/0005—Fixing of chemicals, e.g. dyestuffs, on textile materials
    • D06B19/0076—Fixing of chemicals, e.g. dyestuffs, on textile materials by contact with a heated surface
    • D06B19/0082—Fixing of chemicals, e.g. dyestuffs, on textile materials by contact with a heated surface by passing through a bath of liquid metal or a fluidised bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/02—Tanks; Installations therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12—Process control or regulation
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/02—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fibres, slivers or rovings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Definitions

  • the present invention relates to a metal plating apparatus, and more particularly, in the nanofiber web produced by electrospinning, the metal plating is applied to the nanofiber web lacking physical properties such as mechanical strength to impart conductivity to the electrode of the precision sensor.
  • the present invention relates to a metal plating device of a nanofiber web that can be applied for special purposes such as electromagnetic shielding and conductive tape.
  • the nanofibers have a very simple structure compared to the equipment and apparatus for manufacturing other fiber products, and electrospinning of polymer materials is possible, thereby adding various structures and versatility. Therefore, various researches are being conducted to utilize this.
  • nanofibers refers to microfibers (Super Fiber: Super Fiber: only a few tens to hundreds of nanometers in diameter, is produced by the electric field by electrospinning. That is, the nanofibers are subjected to a high voltage electric field to the polymer material as a raw material to generate an electric repulsion inside the polymer material as a raw material, and thus the molecules are agglomerated into nano-sized yarns to produce and produce the nanofibers.
  • the nanofibers produced by electrospinning are made of nonwoven fabrics, membranes and braids, and are widely used in agriculture, clothing, and industrial applications, and are used in artificial leather, artificial suede, sanitary napkins, garments, diapers, packaging materials, miscellaneous materials, It is used in various fields such as various filter materials, medical materials of gene carriers and defense materials such as bulletproof vests.
  • the nanofibers produced by electrospinning have a very large surface area compared to the volume and have fineness of several tens to hundreds of nanometers, and thus have advantages such as moisture permeability and waterproofing function. Products are being developed.
  • nanofibers produced by electrospinning are polyacrylonitrile (PAN), polyethylene oxide (PEO), polyethylene phthalate (PET), polyurethane (PU), polyvinyl Polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylpyrrolidone (PVP), biodegradable polymer (PLGA), PGA, poly acrylamide (PAA), cellulose, gelatin, chitosan Applications of most polymer materials are possible, such as materials.
  • nanofibers obtained by electrospinning under conditions of high voltage using a polymer material are harmful to a human body generated from an electronic device such as a sensor electrode such as an ECG sensor or a piezoelectric sensor, or a smartphone when metal plating is performed. It can be applied and applied to the shielding film for electromagnetic wave shield, heat sink of various BLU materials, and waterproofing.
  • electroless metal plating is for performing metal plating on non-conductive materials or complex shaped parts, and is widely used for electronic parts, automobile parts, and the like by sputter deposition through expensive vacuum devices. It is widely used as a method of forming a film such as copper (Cu), nickel (Ni), or gold (Ag) because plating is possible at a lower cost than metal plating.
  • electroless metal plating is carried out with conductive metals such as nickel (Ni) on polyethylene terephthalate (PET) fabrics and nonwoven fabrics. It is used as a shielding film for electromagnetic shields.
  • conductive metals such as nickel (Ni) on polyethylene terephthalate (PET) fabrics and nonwoven fabrics. It is used as a shielding film for electromagnetic shields.
  • the chemical Metal plating is performed by a general roll-bath immersion plating apparatus including a bath filled with an amount of money and a plurality of rollers provided in the bath and arranged in a pair of upper and lower parts.
  • the nanofiber web passes through a pair of rollers to perform cleaning and metal plating operations.
  • metal plating may be performed only on the nanofiber web of 1 kgf or more during metal plating.
  • nanofiber webs of general specifications can be plated with metal, but nanofibers used for special purposes and purposes, ie, tensile strength of less than 1kgf or thickness of less than 10 ⁇ m Purpose High functional thin film nanofibers have a problem that metal plating is difficult.
  • the nanofiber web for performing metal plating is made to have a length of at least 100m or more, there is a problem that a lot of cost and energy are consumed.
  • the nanofiber web manufactured by electrospinning is applied as an electrode of precision sensor such as ECG sensor (Electrocardiography Sensor) due to the advantage that the gap between fibers is developed, but when it is used for special purpose such as precision sensor,
  • ECG sensor Electrocardiography Sensor
  • the metal plating should be performed after eliminating the calendering process of applying high temperature and high pressure to the nanofiber web, but in this case, electroless plating is impossible due to the decrease in tensile strength and bonding strength between the fibers. There was a problem.
  • the present invention has been made to solve the problems described above, the electrospinning by performing metal plating on the nanofiber web while rotating the impeller interposed with the nanofiber web in a bath filled with a chemical plating solution for metal plating
  • An object of the present invention is to provide a metal plating apparatus of a nanofiber web which is easily plated with a nanofiber web lacking physical properties.
  • the present invention by interposing a number of nanofiber webs can be plated metal nanofiber web difficult to handle in large quantities to maximize the productivity of the nanofiber web, as well as metal plating on the nanofiber web, Metal plating can be applied to all types of fibrous structures, similar membrane structures, and fibrous tissues using nanofibers, so that they can be applied for special purposes such as electrodes of precision sensors such as ECG sensors (Electrocardiography Sensor), electromagnetic shields, and conductive tapes.
  • Metals of nanofiber webs capable of functionally plating metals on nanofiber webs used for special purposes and purposes, such as metal plating on special-purpose high-performance thin-film nanofibers with a tensile strength of less than 1 kgf or less than 10 ⁇ m. It is an object to provide a plating apparatus.
  • the present invention in the metal plating apparatus of the nanofiber web, the chemical plating solution is filled therein, the discharge is provided in the lower portion to discharge the used chemical plating solution bath
  • a bath including a main body and a bath cover provided on an upper portion of the bath main body, the bath lid being opened and closed in a vertical direction;
  • a laminated impeller including an impeller case rotatably mounted in the bath and at least two stacked and inserted into the impeller case, wherein the impeller member is interposed therebetween;
  • a controller controllably connected to the bath and the stacked impeller; Characterized in that consisting of a configuration including a.
  • the drive motor is provided in the outer center of the bath cover, the shaft is rotatably connected to the drive motor, the shaft is installed into a portion of the bath main body through the bath cover is connected to the stacked impeller.
  • the impeller case is a frame-shaped body consisting of a rectangular parallelepiped, provided in a pair spaced at a predetermined interval, the connecting rod is interposed in the vertical direction in the center between the pair of impeller case, the connecting rod is rotatably connected to the drive motor .
  • the impeller case has an installation space for inserting and installing the impeller member therein, and in order to prevent the separation of the impeller member inserted through the installation hole and the installation hole formed on one side to insert the impeller member into the installation space. It is comprised including the stopper formed in each edge of the other side.
  • the upper end of the connecting rod is connected to the shaft end of the drive motor by a fastening member, the lower end is provided with a scrubber (Scruber) formed of a semi-circular plate-shaped body for circulating the chemical plating solution, the scrubber is a certain interval It is provided in pairs spaced apart.
  • a scrubber Scruber
  • At least one pinhole is formed to penetrate through the installation hole side of the impeller case to prevent the impeller member from being inserted into the installation space in the impeller case at the rear edge thereof, and a fixing pin is inserted into the pinhole.
  • the impeller member is formed of a plate-like body consisting of a rectangular parallelepiped, the chemical plating solution filled in the bath is introduced into the at least two inlet holes for metal plating the nanofiber web interposed between each impeller member is formed.
  • the present invention having the configuration as described above may achieve the effect of producing a functionally excellent nanofiber web by performing metal plating of the nanofiber web having insufficient physical properties and being degraded.
  • the metal-plated nanofiber web can be applied not only to the ECG sensor (Electrocardiography Sensor), but also for special purposes such as electrodes of other precision sensors, electromagnetic shielding and conductive tape, it is applied to the ECG sensor per sheet
  • ECG sensor Electrocardiography Sensor
  • the manufacturing processability and product cost can be improved, and the convenience of the metal plating apparatus operation and the reliability of the metal plated nanofiber web can be improved.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing an open state of a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention
  • Figure 2 is a side view schematically showing a closed state of the metal plating apparatus of the nanofiber web according to the present invention
  • FIG. 3 is a view schematically showing an impeller case of a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention
  • FIG. 4 is a view schematically showing an impeller member according to an embodiment of a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention
  • FIG. 5 is a view schematically showing a stacked impeller in which an impeller member is inserted into an impeller case of a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention
  • FIG. 6 is a view schematically showing an impeller member according to another embodiment of the metal plating apparatus of the nanofiber web according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view schematically showing an impeller member according to another embodiment of the metal plating apparatus of the nanofiber web according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view schematically showing an electrospinning device for producing a nanofiber web according to the present invention
  • FIGS. 9 to 10 are views schematically showing a process in which the impeller member is inserted into the impeller case of the stacked impeller of the metal plating apparatus of the nanofiber web according to the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a metal plated nanofiber web through a metal plating apparatus according to the present invention
  • FIG. 12 is a view showing a metal plated nanofiber web through a common metal plating apparatus.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing an open state of a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention
  • FIG. 2 is a side view schematically showing a closed state of a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention
  • 3 is a view schematically showing the impeller case of the metal plating apparatus of the nanofiber web according to the present invention
  • Figure 4 is a schematic view of the impeller member according to an embodiment of the metal plating apparatus of the nanofiber web according to the present invention
  • 5 is a view schematically showing a laminated impeller in which an impeller member is inserted into an impeller case of a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention
  • FIG. 6 is a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention.
  • 7 is a view schematically showing an impeller member according to another embodiment, and FIG. 7 is a metal plating apparatus of a nanofiber web according to the present invention.
  • 8 is a view schematically showing an impeller member according to another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a view schematically showing an electrospinning device for manufacturing a nanofiber web according to the present invention, and FIGS.
  • FIG. 11 is a view schematically illustrating a process in which an impeller member is inserted into an impeller case of a stacked type impeller of a metal plating apparatus of a nanofiber web, and FIG. 11 is a view showing a nanofiber web plated with a metal through a metal plating apparatus according to the present invention.
  • 12 is a view showing a nanofiber web plated with a metal through a common metal plating apparatus.
  • the metal plating apparatus 1 of the nanofiber web according to the present invention includes a bath 10, a stacked impeller 30 and a controller 50.
  • the bath 10 may include a bath main body 11 and a bath main body 11 filled with a chemical plating solution made of a conductive metal such as copper (Cu), nickel (Ni), or gold (Ag). It is configured to include a bath cover 15 which is moved upwards and downwards in the vertical direction from the top and is opened and closed.
  • a chemical plating solution made of a conductive metal such as copper (Cu), nickel (Ni), or gold (Ag). It is configured to include a bath cover 15 which is moved upwards and downwards in the vertical direction from the top and is opened and closed.
  • the bath 10 is preferably made of a glass (Class) material so that the operator can easily visually check the metal plating process when the metal plating on the nanofiber web (3), but is not limited thereto.
  • a discharge part 12 for discharging the chemical plating liquid filled in the bath main body 11 is formed below the bath main body 11. That is, the discharge unit 12 for discharging the waste solution generated after the metal plating process is formed in the lower part of the bath body 11, the discharge unit 12 is made of a strong acid solution and strong alkali solution Teflon material But is not limited thereto.
  • a drive motor 17 is provided at an outer center of the bath cover 15, and one end of the shaft 18 is rotatably connected to the drive motor 17, and the other side of the shaft 18 is provided. An end portion is drawn in and installed into the bath main body 11 through the bath lid 15.
  • the bath cover 15 is made to be moved up and down a predetermined distance and intervals so as to facilitate the mounting and installation of the stacked impeller 30 in the bath body (11).
  • the stacked impeller 30 has a nanofiber web 3 interposed therein, and is rotatably installed in the bath 10 to be agitated by a chemical plating solution filled in the bath 10.
  • Metallization (3) is carried out, but the impeller case 31 and the impeller member 37 are comprised.
  • the impeller case 31 is formed as a frame-like body made of a rectangular parallelepiped, and is provided in a pair spaced apart from each other, and a connecting rod 32 is vertically interposed in the center between the pair of impeller cases 31a and 31b. And abutting against a pair of impeller cases 31a and 31b.
  • the upper end of the connecting rod 32 is formed with a fastening portion (32a) for connecting to the shaft end of the drive motor 17 by a fastening member (not shown), such as bolts, the lower end of the bath (10)
  • a scrubber 32 is provided to circulate a chemical plating solution filled in the inside.
  • a scrubber 32b is provided on the connecting rod 32, and the scrubber 32b is simultaneously rotated by the rotation of the stacked impeller 30 by the driving of the driving motor 17. Minimize the metal deposits in the chemical plating solution filled in.
  • the scrubber (32b) is formed in a semi-circular plate-shaped body, it is provided in a pair spaced apart a predetermined interval on the lower side of the connecting rod (32).
  • the scrubber 32b is provided in a pair spaced apart from the lower end of the connecting rod 32 by a pair, but the number of the scrubber 32b is not limited thereto.
  • the scrubber 32b is formed of a semi-circular plate-shaped body, but the scrubber 32b may be formed of a triangular plate-shaped body or a rectangular plate-shaped body.
  • the shape and size of the scrubber 32b can be variously changed.
  • an installation space 33 for installing the impeller member 37 is formed in the impeller case 31, and an installation hole 34a for inserting and installing the impeller member 37 is penetrated in one side thereof.
  • the stopper 34b is formed at each edge of the other side.
  • the impeller member 37 inserted and installed while sliding into the installation space 33 through the installation hole 34a on one side of the impeller case 31 formed as a frame-shaped body is prevented from being separated to the other side.
  • the impeller in the installation space 33 of the impeller case 31 only through the installation hole 34a when the impeller member 37 is inserted into the installation space 33 of the impeller case 31. Entry of the member 37 is possible.
  • At least one pinhole 34 is formed in the front and rear edges of the impeller case 31 through which pins (not shown) are inserted.
  • the impeller member 37 inserted into the installation space 33 when the impeller member 37 is inserted into and installed on the installation space 33 through the installation hole 34a formed on one side of the impeller case 31.
  • the fixing pin is inserted into the rear edge.
  • the pair of impeller case (31a, 31b) is located opposite to each other with respect to the connecting rod (32). That is, the pair of impeller cases 31a and 31b are respectively positioned such that the connecting rods 32 are interposed therebetween, and one of the impeller cases 31a is positioned so that the installation hole 34a is formed in one side direction.
  • the other impeller case 31b is positioned such that the installation hole 34a is formed in the other direction, and the pair of impeller cases 31a and 31b are provided to face the installation hole 34a in opposite directions. .
  • the installation holes 34a of the pair of impeller cases 31a and 31b are positioned to face each other with respect to the connecting rod 32 so as to be located in opposite directions, but the pair of impellers It is also possible that the mounting holes 34a of the cases 31a and 31b face each other in the same direction, but are not limited thereto.
  • the impeller member 37 is formed in a plate-like body made of a rectangular parallelepiped, and is stacked on at least two or more on the installation space 33 of the impeller case 31.
  • the nanofiber web 3 is interposed between the impeller members 37, and the impeller member 37 and the nanofiber web 3 are inserted into the installation space 33 of the impeller case 31. It is formed to correspond to the size and shape of the installation space (33).
  • the nanofiber web 3 is interposed between the impeller members 37, a plurality of stacked impeller members 37 are inserted into and installed in the installation space 33 of the impeller case 31.
  • the metal plating is performed on the nanofiber web 3 by immersion and immersion in the chemical plating solution filled in the bath 10.
  • the impeller member 37 has an inlet 38 for the chemical plating solution filled in the bath 10 is introduced into the nanofiber web (3) interposed between each impeller member 37 to be plated with metal Is formed through, the inlet 38 is divided into at least two or more.
  • the inlet hole 38 is divided into the impeller member 37 so as to penetrate through the nanofiber web 3 interposed between the impeller members 37 to the outside to expose the nanofiber web 3 and the chemical plating solution.
  • the metal plating is facilitated by increasing the contact area therebetween and simultaneously introducing the chemical plating solution into the nanofiber web 3 through the respective inflow holes 38 formed in the impeller member 37 during metal plating.
  • the pressure applied to the nanofiber web 3 is reduced to make the laminated impeller 30 stable. Is rotated.
  • the impeller member 37 is divided into 28 inlet holes 38, but is interposed between each impeller member 37 is easy to metal plating through the chemical plating solution in Figure 6 As shown, the impeller member 37 'is divided into four inlet holes 38' to perform metal plating on the nanofiber web 3, as shown in FIG. In addition, the impeller member 37 ′′ may be divided into six inlet holes 38 ′′ to perform metal plating on the nanofiber web 3, but is not limited thereto.
  • At least one pinhole 39 is formed at one side of the front and rear edges of the impeller member 37 to allow the fixing pin (not shown) of the impeller case 31 to be inserted therethrough. That is, after the impeller member 37 is inserted into and installed in the impeller case 31, a pin hole 39 for inserting a fixing pin which is fastened to prevent the impeller member 37 from being separated is formed through.
  • the pinhole 39 penetrating through the impeller member 37 is formed at the same position as the pinhole 34 penetrating through the impeller case 31 and the pinhole 39 penetrating through the impeller member 37. ) Is made to have the same size and diameter as the pinhole 34 is formed through the impeller case (31).
  • the fixing pin is inserted into the pinhole 34 penetrating through the impeller case 31 and the pinhole 39 penetrating through the impeller member 37. By installing it, the external detachment of the impeller member 37 inserted into the impeller case 31 is prevented and the fixing becomes easy.
  • the guide is formed with a plurality of pinholes (not shown) on the edge of the impeller member 37 when mounted on the front and rear of the impeller case (31a, 31b) It is also possible to improve the fixing force of, but is not limited thereto.
  • the controller 50 is controlably connected to the bath 10 and the stacked impeller 30. That is, the controller 50 opens and closes the bath cover 15 which is opened and closed on the bath main body 11 and the discharge part 12 in which the chemical plating solution in which metal plating is completed after filling the bath main body 11 is completed. Simultaneously with the control, the driving motor 17 for rotating the stacked bath 10 that is immersed and immersed in the chemical plating solution in the bath 10 is controlled.
  • control unit 50 is preferably provided inside the operation panel that the operator can operate for metal plating, but is not limited thereto.
  • the bath 10 is provided with a cooling / heating circulator (not shown) for controlling the temperature of the bath 10 while circulating the silicone oil in the outer portion of the bath 10, the bath by the cooling / heating circulator It is made to adjust the temperature in 10 to constant temperature.
  • a cooling / heating circulator (not shown) for controlling the temperature of the bath 10 while circulating the silicone oil in the outer portion of the bath 10, the bath by the cooling / heating circulator It is made to adjust the temperature in 10 to constant temperature.
  • the outer side of the bath 10 is preferably provided with a separate jacket, tube or pie for circulating the silicone oil, but is not limited thereto.
  • the cooling / heating circulator is preferably made to control (Controll) the temperature in the bath 10 in the range of -20 °C to 200 °C, but is not limited thereto.
  • the temperature of the chemical plating liquid filled in the bath 10 by the cooling / heating circulator is controlled to a constant temperature so that the nanofiber web 3 interposed in the stacked impeller 30 in the bath 1 is controlled.
  • Metal plating efficiency can be improved.
  • the cooling / heating circulator may be integrally provided in the bath 10 of the metal plating apparatus 1 of the nanofiber web according to the present invention, or may be connected to one side of the bath 10. It is possible.
  • the nanofiber web 3 is manufactured by electrospinning.
  • PAN polyacrylonitrile
  • PEO polyethylene oxide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyvinylpyrrolidone
  • PLA biodegradable polymer
  • PGA poly acrylamide
  • PAA poly acrylamide
  • Cellulose Cellulose
  • Polymers containing a bonding group selected from diglycidyl ether, monoglycidyl ether, monohydroxyalkyl, bishydroxyalkyl, chlorine and bis ((aminoethyl-aminopropyl) dimethoxysilyl) ether can be used.
  • Polyvinylidene fluoride Polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, or a composite composition thereof, polyamide, polyimide, polyamideimide, poly (meth-phenylene isophthalamide), metaaramid, Polyethylenechlorotrifluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, poly It is preferably made of at least one substance selected from the group consisting of nilidene chloride-acrylonitrile copolymer, polyacrylamide, and the like, and the solvent is phenol, formic acid, sulfuric acid, m-cresol, thifluoroacet & hydride.
  • dichloromethane water, N-methylmorpholine N-oxide, chloroform, tetrahydrofuran and aliphatic ketone group, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, aliphatic hydroxyl group, m-butyl alcohol, iso As butyl alcohol, isopropyl alcohol, methyl alcohol, ethanol, aliphatic compound group, hexane, tetrachloroethylene, acetone, glycol group, propylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol, halogen compound group, trichloroethylene, dichloro Methane, an aromatic compound group, toluene, xylene, aliphatic ring compound group, cyclohexanone, cyclohexane and Scan a hotel group, n- butyl acetate, ethyl acetate, an aliphatic ether group, a butyl cells salbeu
  • the polymer spinning solution thus prepared is filled in a spinning solution main tank (not shown) of the electrospinning apparatus 100, and then the nanofiber web 3 is manufactured by electrospinning.
  • the electrospinning apparatus 100 is a metering pump (not shown) for quantitatively supplying a polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank (not shown) filled with the polymer spinning solution and the spinning solution main tank (not shown) and Discharge the spinning solution in the spinning solution main tank, the nozzle block 111 in which a plurality of nozzles 112 are arranged in a pin shape and the polymer spinning solution sprayed from the nozzle 112 of the nozzle block 111
  • Collector 113 which is installed at a predetermined interval from the nozzle 112 to collect and includes a voltage generator (114) for generating a voltage in the collector 113 therein (110, 110 ') for receiving therein It is configured to, the unit (110, 110 ') is provided with at least one or more are arranged in a row in a horizontal direction.
  • the electrospinning apparatus 100 includes a plurality of nozzles to which high voltage is applied to the polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank provided in each unit 110 and 110 'through a metering pump. Continuously quantitatively supplied into the 112, the polymer spinning solution supplied to the nozzle 112 is radiated and focused on the collector 113 is subjected to a high voltage through the nozzle 112, the substrate of the collector 113 Spun and focused on 115 to form a nanofiber web.
  • the polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank in any one of the plurality of units 110 and 110 ′ of the electrospinning apparatus 100 is described in the collector 113 through the nozzle 112. Sprayed on the 115, the polymer spinning solution sprayed on the substrate 115 is formed of a nanofiber web while being integrated, the feed roller (not shown) provided on each side of the collector 113 The substrate 115 is transported by the rotation of the belt (not shown) by rotation to be placed in the other unit 110 ′, thereby repeatedly manufacturing the final product.
  • the nanofiber web 3 prepared as described above is installed in the metal plating apparatus 1 of the nanofiber web according to the present invention.
  • the separated nanofiber web (3) is laminated to the stacked impeller (30), and the stacked impeller with the nanofiber web (3) is laminated ( 30) is mounted in the bath (10).
  • the separated nanofiber web 3 is repeatedly interposed between each impeller member 37 of the stacked impeller 30, and the nanofiber web 3 ) Is interposed, and is installed through the installation hole 34a formed in a pair of impeller case (31a, 31b) is formed of a plurality of laminated impeller member 37, the impeller member (37) laminated in a plurality ) Is inserted into the installation space 33 by sliding through the installation hole 34a of each impeller case (31a, 31b), at this time to the installation space 33 of the pair of impeller case (31a, 31b) Inserted and installed, a plurality of stacked impeller member 37 is placed on the installation space 33 in contact with the stopper (34b), and then fixed pins in the pinhole 34 of each impeller case (31a, 31b) (Not shown) and at the same time a fixing pin (not shown) to the pin hole 39 of the impeller member 37 Fastening the impeller member 37 to be stacked in
  • the bath main body 11 of the bath 10 is filled with a chemical plating solution made of a conductive metal such as copper (Cu), nickel (Ni), or gold (Ag), and the bath cover 15 is vertical. It is coupled to the bath body 11 by moving downward in the direction.
  • a chemical plating solution made of a conductive metal such as copper (Cu), nickel (Ni), or gold (Ag)
  • the bath cover 15 is coupled to the bath main body 11 to install the stacked impeller 30 mounted in the bath 10.
  • Water and immersion on the amount of money, through the control unit 50 to drive the drive motor 17 provided in the bath cover 15 is connected to the connecting rod 32 to the shaft of the drive motor 17, the chemical diagram
  • the metal plating is performed on the nanofiber web 3 laminated in the stacked impeller 30 by rotating the stacked impeller 30 that is immersed in water and immersed in the amount of money.
  • the scrubber 32b provided at the lower end of the connecting rod 32 at the center between the pair of impeller cases 31a and 31b also rotates, and the rotation of the scrubber 32b is performed.
  • the chemical plating liquid filled in the bath 10 during the rotation of the stacked impeller 30 is introduced through each inlet hole 38 formed in the impeller member 37 inserted into the impeller case 31.
  • the chemical plating solution introduced through each of the inflow holes 38 divided into the impeller members 37 metal-plats each nanofiber web 3 interposed between the impeller members 37.
  • the pressure applied to the nanofiber web 3 during metal plating on the nanofiber web 3 interposed between the impeller members 37 by the inlet 38 divided into the impeller members 37. Can be rotated in a stable sense.
  • the drive motor 17 is driven at a low speed so that the nanofiber web 3 in the stacked impeller 30 is connected to the shaft of the drive motor 17 by a connecting rod 32. Prevent breakage and damage.
  • the metal plating is performed on the nanofiber web interposed in the stacked impeller 30 by maintaining the temperature in the bath 10 at a constant temperature within the range of -20 ° C to 200 ° C by the cooling / heating circulator (not shown). do.
  • a laminated impeller in which a plurality of nanofiber webs 3 are interposed in the bath 10. 30 rotates at a low speed to prevent entanglement, breakage and damage of the nanofiber web 3 while circulating silicone oil to the outer portion of the bath 10 with the cooling / heating circulator to reduce the temperature of the bath 10.
  • the laminated impeller 30 maintains the chemical plating solution that is hydrated and submerged at a constant temperature, thereby making it possible to manufacture a high quality nanofiber web 3.
  • Nanofiber web was prepared using polyethylene terephthalate (PET) as a solute as the polymer spinning solution. That is, polyethylene terephthalate (Polyethylene phthalate; PET) has a high melting point and is not soluble in a general solvent at room temperature, so the raw material of Co.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a spinning solution was prepared. As described above, the polymer spinning solution prepared using THF and DMF as a solvent was stirred at a room temperature of 25 ° C. for 24 hours to prepare a polymer spinning solution.
  • a nanofiber web is prepared by electrospinning with a polymer spinning solution, the prepared nanofiber web is inserted into a stacked impeller, and a stacked impeller is mounted in a bath.
  • silver nitrate (AgNO 3 ) having a weight of 3 times the weight of the nanofiber web and 800 ml of middle water were dissolved in the bath, and 200 ml of sodium hydroxide (NaOH) having twice the weight of the nanofiber web was weighed.
  • the laminated impeller was stirred at low speed, and at this time, ammonia water was added while stirring, and then quantitatively added until it became transparent.
  • the bath cover on the bath body the glucose reducing agent of 7,5 times the weight of the nanofiber web is added, stirred for 24 hours at 25 °C room temperature metal plating to the nanofiber web.
  • the nanofiber web plated with the above method is as shown in FIG. 11.
  • the raw material preparation and the nanofiber web filled in the bath were carried out in the same manner, using the same proportion of reagent in a 2L beaker, and metal-plating was applied to the nanofiber web by the method using a milling machine. At this time, stirring was performed while rotating the milling machine, and metal plating was performed on the nanofiber web.
  • the nanofiber web plated with the above method is as shown in FIG.
  • the nanofiber web plated with the metal plating apparatus according to the present invention is not entangled by the low speed rotation of the stacked impeller in a bath in which the temperature is constantly maintained by the cooling / heating circulator.
  • the metal plating process it can be seen that the quality is greatly improved as compared to the nanofiber web plated with the metal plating apparatus using a conventional milling machine.
  • Example 1 Comparative Example 1 ICPs Resistivity ( ⁇ / cm) 0.241 x 10 -3 0.982 x 10 -3 Standard Deviation of Resistance ( ⁇ O / cm) 0.015 x 10 -3 0.264 x 10 -3
  • the specific resistance of the ICPs was 0.241 x 10 -3 ( ⁇ / cm), and the standard of the specific resistance was obtained.
  • the deviation was 0.015 ⁇ 10 -3 ( ⁇ / cm), and the specific resistance of the metal-plated nanofiber webs was measured by milling machine method.
  • the ICPs resistivity was 0.982 ⁇ 10 -3 ( ⁇ / cm) and the standard of resistivity It can be seen that the deviation is 0.264 ⁇ 10 ⁇ 3 ( ⁇ / cm).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

본 발명은 나노섬유 웹의 금속도금장치에 관한 것으로, 금속도금을 위한 화학도금액이 충진되는 배스 내에서 나노섬유 웹이 개재되는 임펠러가 회전되면서 나노섬유 웹에 금속도금을 수행함으로써 전기방사에 의해 제조되는 물리적 물성이 부족한 나노섬유 웹의 금속도금이 용이한 나노섬유 웹의 금속도금장치를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은, 나노섬유 웹의 금속도금장치에 있어서, 그 내부에 화학도금액이 충진되되, 사용된 화학도금액이 배출되기 위하여 그 하부에 배출부가 구비되는 배스 본체와, 배스 본체의 상부에 구비되되, 수직방향으로 이동되어 개, 폐가능하게 이루어지는 배스 덮개를 포함하는 배스; 상기 배스 내에 회전가능하게 장착설치되는 임펠러 케이스와, 상기 임펠러 케이스 내에 적어도 2개 이상으로 적층되어 삽입설치되되, 그 사이에 나노섬유 웹이 개재되는 임펠러 부재를 포함하는 적층형 임펠러; 및 배스 및 적층형 임펠러에 제어가능하게 연결되는 제어부; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 24.07.2015]　나노섬유 웹의 금속도금장치
본 발명은 금속도금장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기방사에 의해 제조된 나노섬유 웹에서 기계적 강도 등의 물리적 물성이 부족한 나노섬유 웹에 금속도금을 수행하여 도전성을 부여함으로써 정밀센서의 전극이나, 전자파 실드 및 전도성 테이프 등 특수목적용으로 적용이 가능한 나노섬유 웹의 금속도금장치에 관한 것이다.
최근 들어, 섬유 산업이 발달함과 더불어 제조된 섬유제품을 IT(Information Technology) 산업에 접목 및 융합하여 적용하기 위한 연구 개발이 증가하고 있으며, 이러한 섬유제품 중 하나가 전기방사에 의해 제조되는 나노섬유이다.
이렇게, 전기방사에 의해 제조되는 나노섬유의 경우, 기타 섬유제품의 제조를 위한 장비 및 장치에 비하여 매우 간단한 구조로 이루어지고, 고분자 재료에 대한 전기방사가 가능하여 다양한 구조 및 다기능성을 부가할 수 있어 이를 활용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있는 실정이다.
여기서, 나노섬유(Nano Fiber)란, 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세사(超極細絲 : Micro Fiber)를 지칭하는 것으로서, 전기방사에 의한 전기장에 의해 생산된다. 즉, 나노섬유는 원료인 고분자 물질에 고전압의 전기장을 걸어서 원료인 고분자 물질 내부에 전기적인 반발력을 발생시키고, 이로 인해 분자들이 뭉쳐 나노 크기의 실 형태로 갈라짐으로써 나노섬유가 제조 및 생산된다.
이때, 전기장이 강할수록 원료인 고분자 물질이 가늘게 찢어지기 때문에 10 내지 1000㎚의 가늘기를 갖는 나노섬유를 얻을 수 있다.
이렇게 전기방사에 의해 제조된 나노섬유는 부직포, 멤브레인 및 브레이드 등의 제품으로 제작되어 농업용, 의류용 및 산업용 등으로 널리 사용되고, 인조 피혁, 인조 스웨이드, 생리대, 의복, 기저귀, 포장재, 잡화용 소재, 각종 필터 소재, 유전자 전달체의 의료용 소재 및 방탄 조끼 등 국방용 소재에 적용되는 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
또한, 전기방사에 의해 제조되는 나노섬유는 부피에 비하여 표면적이 매우 크고, 수십 내지 수백 나노미터의 섬도로 이루어져 있어 투습방수 기능 등의 장점을 갖기 때문에 스마트 의류, 전자기기 등과 같은 IT 산업과 융합한 제품들이 개발되고 있다.
한편, 전기방사에 의해 제조되는 나노섬유는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile ; PAN), 산화폴리에틸렌(polyethylene oxide ; PEO), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene phthalate ; PET), 폴리우레탄(polyurethane ; PU), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride ; PVDF), 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone ; PVP), 생분해성 고분자(PLGA), PGA, 폴리아크릴아마이드(poly acrylamide ; PAA), 셀룰로스(Cellulose), 젤라틴, 키토산 등의 고분자 재료가 적용되는 등 대부분의 고분자 재료의 응용이 가능하다.
상술한 바와 같은, 고분자 재료를 활용하여 고전압의 조건으로 전기방사함으로써 얻어진 나노섬유는 금속도금을 할 경우, ECG 센서, 압전 센서 등의 센서 전극이나, 스마트폰과 같은 전자기기에서 발생되는 인체에 유해한 전자파 실드용 차폐막과 각종 BLU 재료의 방열판 및 생활방수 등에 응용 및 적용가능하다.
한편, 무전해 금속도금이란, 전기가 통하지 않는 물질 또는 복잡한 형상의 부품에 금속도금을 수행하기 위한 것으로서, 전자부품, 자동차부품 등 넓은 용도로 이용하고 있으며, 고가의 진공장치를 통하여 스퍼터링 증착에 의한 금속도금에 비하여 저렴한 비용에 도금이 가능하여 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 금(Ag) 등의 막을 형성하는 방법으로 널리 이용되고 있다.
또한, 섬유원단에 무전해 금속도금하여 사용하는 것이 상용화 및 폭넓게 응용화되고 있으며, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene phthalate ; PET) 직물 및 부직포에 니켈(Ni)과 같은 도전성 금속으로 무전해 금속도금을 수행하여 전자파 실드용 차폐막으로 사용되고 있다.
여기서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene phthalate ; PET) 또는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile ; PAN)과 같은 고인장강도성 원료로 전기방사에 의해 나노섬유 웹을 제조한 후 금속도금을 수행할 경우, 내부에 화학도금액이 충진되는 배스(Bath)와 상기 배스 내에 구비되되, 상, 하 한 쌍으로 배열되는 다수개의 롤러를 포함하여 구성되는 일반적인 롤-배스(Roll-Bath) 침지형 도금장치에 의해 금속도금이 수행되고, 한 쌍의 롤러 사이로 나노섬유 웹이 통과하면서 세정 및 금속도금 작업을 수행하게 된다.
여기서, 롤-배스(Roll-Bath) 침지형 도금장치를 통하여 나노섬유 웹의 금속도금 시 원료의 특성 및 유기용매의 종류와 몰비 등의 변수로 인해 모든 종류의 나노섬유에 금속도금을 구현하기는 어렵기 때문에 통상 인장강도가 1kgf 이상으로 이루어지는 나노섬유 웹에만 금속도금을 수행할 수 있다는 문제점이 있었다.
즉, 일반적인 전기방사에 의해 제조되는 나노섬유 웹은 금속도금을 위한 인장강도가 충분하지 않기 때문에 금속도금 시 1kgf 이상의 나노섬유 웹에만 금속도금의 수행이 가능하다.
이렇게 롤-배스(Roll-Bath) 침지형 도금장치는 일반적인 규격의 나노섬유 웹은 금속도금이 가능하나, 특수한 용도 및 목적으로 사용되는 나노섬유, 즉 인장강도가 1kgf 이내 또는 두께가 10㎛ 이내의 특수목적 고기능성 박막 나노섬유는 금속도금이 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 금속도금을 수행하기 위한 나노섬유 웹이 최소 100m 이상의 길이를 갖도록 이루어짐으로써 많은 비용 및 에너지가 소모된다는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 금속도금 시 금속도금된 나노섬유 웹의 품질이 저하됨과 동시에 나노섬유 웹의 금속도금이 불균일하다는 문제점이 있었다.
이로 인해, 특수목적 고기능성 박막 나노섬유에 금속도금을 수행하기 위한 새로운 도금장치가 요구되고 있는 실정이다.
한편, 전기방사에 의해 제조되는 나노섬유 웹은 섬유 간의 공극이 발달되어 있다는 장점으로 인해 ECG 센서(Electrocardiography Sensor) 등 정밀센서의 전극으로 적용되나, 이렇게 정밀센서 등 특수목적용으로 사용 시 나노섬유 웹의 공극 기능을 부각하기 위하여 나노섬유 웹에 고온 및 고압을 가하는 캘린더링(Calendering) 공정을 생략한 후 금속도금을 수행해야 하나, 이 경우, 인장강도 및 섬유간의 결합력 저하로 인해 무전해 도금이 불가능하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 금속도금을 위한 화학도금액이 충진되는 배스 내에서 나노섬유 웹이 개재되는 임펠러가 회전되면서 나노섬유 웹에 금속도금을 수행함으로써 전기방사에 의해 제조되는 물리적 물성이 부족한 나노섬유 웹의 금속도금이 용이한 나노섬유 웹의 금속도금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 여러 장의 나노섬유 웹이 개재됨으로써 취급이 어려운 나노섬유 웹을 대량으로 금속도금할 수 있어 나노섬유 웹의 생산성을 극대화시킬 수 있으며, 나노섬유 웹에 금속도금이 가능할 뿐만 아니라, 나노섬유를 이용하는 모든 형태의 섬유조직, 유사 멤브레인 구조 및 섬유조직에 금속도금이 가능하여 ECG 센서(Electrocardiography Sensor) 등 정밀센서의 전극이나, 전자파 실드, 전도성 테이프 등 특수목적용으로의 적용이 가능하고, 인장강도가 1kgf 이내이거나, 두께가 10㎛ 이내로 이루어지는 특수목적 고기능성 박막 나노섬유에 금속도금이 가능하다는 등 특수한 용도 및 목적으로 사용되는 나노섬유 웹에 기능적으로 우수한 금속도금이 가능한 나노섬유 웹의 금속도금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 나노섬유 웹의 금속도금장치에 있어서, 그 내부에 화학도금액이 충진되되, 사용된 화학도금액이 배출되기 위하여 그 하부에 배출부가 구비되는 배스 본체와, 배스 본체의 상부에 구비되되, 수직방향으로 이동되어 개, 폐가능하게 이루어지는 배스 덮개를 포함하는 배스; 배스 내에 회전가능하게 장착설치되는 임펠러 케이스와, 임펠러 케이스 내에 적어도 2개 이상으로 적층되어 삽입설치되되, 그 사이에 나노섬유 웹이 개재되는 임펠러 부재를 포함하는 적층형 임펠러; 및 배스 및 적층형 임펠러에 제어가능하게 연결되는 제어부; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 배스 덮개의 외측 중심부에 구동모터가 구비되고, 구동모터에 샤프트가 회전가능하게 연결되되, 샤프트는 배스 덮개를 통하여 배스 본체 내부로 일정부분 인입설치되어 적층형 임펠러에 연결된다.
한편, 임펠러 케이스는 직육면체로 이루어지는 프레임형상체로서, 일정간격 이격되는 한 쌍으로 구비되되, 한 쌍의 임펠러 케이스 사이의 중심부에는 수직방향으로 연결봉이 개재되고, 연결봉은 구동모터에 회전가능하게 연결된다.
그리고, 임펠러 케이스는 내부에 임펠러 부재가 삽입설치되기 위한 설치공간과, 설치공간으로 임펠러 부재가 삽입되기 위하여 그 일측면에 형성되는 설치공 및 설치공을 통하여 삽입되는 임펠러 부재의 이탈을 방지하기 위하여 그 타측면 각 가장자리에 형성되는 스토퍼를 포함하여 구성된다.
또한, 연결봉의 상측 단부는 구동모터의 샤프트 단부에 체결부재로 연결되고, 그 하측 단부에는 화학도금액을 순환시키기 위하여 반원형의 판형상체로 형성되는 스크러버(Scruber)가 구비되되, 스크로버는 일정간격 이격되어 한 쌍으로 구비된다.
여기서, 임펠러 케이스의 설치공측 전, 후면 가장자리에 임펠러 케이스 내의 설치공간에 삽입설치된 임펠러 부재의 이탈을 방지하기 위하여 적어도 하나 이상의 핀홀이 관통형성되되, 핀홀에 고정핀이 삽입설치된다.
한편, 임펠러 부재는 직육면체로 이루어지는 판형상체로 형성되되, 배스 내에 충진되는 화학도금액이 유입되어 각 임펠러 부재 사이에 개재되는 나노섬유 웹을 금속도금하기 위한 유입공이 적어도 2개 이상으로 분할형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 물리적 물성이 부족 및 저하된 나노섬유 웹의 금속도금을 수행하여 기능적으로 우수한 나노섬유 웹의 생산이 가능하다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
또한, 본 발명은, 금속도금된 나노섬유 웹이 ECG 센서(Electrocardiography Sensor) 뿐만 아니라, 기타 정밀센서의 전극이나, 전자파 실드 및 전도성 테이프 등 특수목적용으로 적용이 가능하며, 1 매당 ECG 센서에 적용되는 전극을 30 내지 50개 생산이 가능한 나노섬유 웹을 10 내지 20매 이상 금속도금할 수 있어 1회 금속도금 시 ECG 센서에 적용되는 전극을 최대 1,000개 이상 생산할 수 있는 등 고감도 ECG 센서의 대량생산이 가능하고, 화학도금액으로 금속도금 시 발생되는 금속 침전물을 최대한 감소시킬 수 있어 양질의 금속도금이 가능하고, 나노섬유 웹에 금속도금이 가능할 뿐만 아니라, 나노섬유를 이용하는 모든 형태의 섬유조직에 금속도금이 가능하여 요구되는 다양한 제품의 제조 및 생산이 가능하며, 금속도금 공정 및 효율을 작업자가 육안으로 확인할 수 있고, 제조 공정성 향상 및 제품 단가 절감이 가능하며, 금속도금장치 운용의 편의성 및 금속도금된 나노섬유 웹의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치가 개방된 모습을 개략적으로 나타내는 정면도,
도 2는 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치가 폐쇄된 모습을 개략적으로 나타내는 측면도,
도 3은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 임펠러 케이스를 개략적으로 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 일 실시예에 따른 임펠러 부재를 개략적으로 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 임펠러 케이스에 임펠러 부재가 삽입설치된 적층형 임펠러를 개략적으로 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 다른 실시예에 따른 임펠러 부재를 개략적으로 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 또 다른 실시예에 따른 임펠러 부재를 개략적으로 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 의한 나노섬유 웹을 제조하기 위한 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 도면,
도 9 내지 도 10은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 적층형 임펠러의 임펠러 케이스에 임펠러 부재가 삽입설치되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면,
도 11은 본 발명에 의한 금속도금장치를 통하여 금속도금된 나노섬유 웹을 나타내는 도면,
도 12는 일반적인 금속도금장치를 통하여 금속도금된 나노섬유 웹을 나타내는 도면.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치가 개방된 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치가 폐쇄된 모습을 개략적으로 나타내는 측면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 임펠러 케이스를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 일 실시예에 따른 임펠러 부재를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 임펠러 케이스에 임펠러 부재가 삽입설치된 적층형 임펠러를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 다른 실시예에 따른 임펠러 부재를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 또 다른 실시예에 따른 임펠러 부재를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명에 의한 나노섬유 웹을 제조하기 위한 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 9 내지 도 10은 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 적층형 임펠러의 임펠러 케이스에 임펠러 부재가 삽입설치되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 11은 본 발명에 의한 금속도금장치를 통하여 금속도금된 나노섬유 웹을 나타내는 도면이며, 도 12는 일반적인 금속도금장치를 통하여 금속도금된 나노섬유 웹을 나타내는 도면이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치(1)는 배스(Bath : 10)와 적층형 임펠러(Impeller : 30) 및 제어부(Controller : 50)를 포함하여 구성된다.
상기 배스(Bath : 10)는 그 내부에 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 금(Ag) 등의 도전성 금속으로 이루어지는 화학도금액이 충진되는 배스 본체(11)와 상기 배스 본체(11)의 상부에서 수직방향으로 상, 하 이동되어 개, 폐가능하게 구비되는 배스 덮개(15)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 배스(10)는 나노섬유 웹(3)에 금속도금 시 작업자가 금속도금공정을 육안으로 확인하기 용이하도록 글래스(Class) 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
여기서, 상기 배스 본체(11)의 하부에는 배스 본체(11)에 충진되는 화학도금액을 배출하기 위한 배출부(12)가 형성된다. 즉, 상기 배스 본체(11)의 하부에는 금속도금 공정 후 발생되는 폐용액을 배출하기 위한 배출부(12)가 형성되되, 상기 배출부(12)는 강산 용액 및 강알칼리 용액에 강한 테프론 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 배스 덮개(15)의 외측 중심부에는 구동모터(17)가 구비되고, 상기 구동모터(17)에는 샤프트(18)의 일측 단부가 회전가능하게 연결구비되되, 상기 샤프트(18)의 타측 단부는 배스 덮개(15)를 통하여 배스 본체(11)의 내부로 일정부분 인입설치된다.
이때, 상기 배스 덮개(15)는 배스 본체(11) 내에 적층형 임펠러(30)를 장착 및 설치하기 용이하도록 상, 하로 일정거리 및 간격 이상으로 이동되도록 이루어진다.
상기 적층형 임펠러(Impeller : 30)는 그 내부에 나노섬유 웹(3)이 개재되되, 상기 배스(10) 내에 회전가능하게 설치되어 배스(10) 내에 충진되는 화학도금액에 의해 교반됨으로써 나노섬유 웹(3)을 금속도금하되, 임펠러 케이스(31) 및 임펠러 부재(37)를 포함하여 구성된다.
상기 임펠러 케이스(31)는 직육면체로 이루어지는 프레임형상체로 형성되고, 일정간격 이격되는 한 쌍으로 구비되되, 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b) 사이의 중심부에는 수직방향으로 연결봉(32)이 개재되어 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b)에 맞닿게 연결구비된다.
그리고, 상기 연결봉(32)의 상측 단부에는 상기 구동모터(17)의 샤프트 단부에 볼트 등의 체결부재(미도시)로 연결되기 위한 체결부(32a)가 형성되고, 하측 단부에는 배스(10) 내에 충진되는 화학도금액을 순환시키기 위한 스크러버(Scruber : 32)가 구비된다.
상기한 바와 같이, 상기 연결봉(32)에 스크러버(32b)가 구비되고, 상기 스크러버(32b)가 구동모터(17)의 구동에 의한 적층형 임펠러(30)의 회전에 의해 동시에 회전되어 배스(10) 내에 충진되는 화학도금액의 금속 침전물을 최대한 감소시킨다.
여기서, 상기 스크러버(32b)는 반원형의 판형상체로 형성되되, 상기 연결봉(32)의 하측에 일정간격 이격되는 한 쌍으로 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 스크러버(32b)가 연결봉(32)의 하측 단부에 일정간격 이격되어 한 쌍으로 구비되어 있으나, 상기 스크러버(32b)의 갯수는 이에 한정하지 아니한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 스크러버(32b)가 반원형의 판형상체로 형성되어 있으나, 상기 스크러버(32b)가 삼각형의 판형상체로 형성되거나, 사각형의 판형상체로 형성되는 것도 가능하고, 상기 스크러버(32b)의 형상 및 크기는 다양하게 변경실시가능하다.
한편, 상기 임펠러 케이스(31)의 내부에는 임펠러 부재(37)가 설치되기 위한 설치공간(33)이 형성되되, 그 일측면에는 임펠러 부재(37)가 삽입설치되기 위한 설치공(34a)이 관통형성되고, 그 타측면 각 가장자리에는 스토퍼(34b)가 형성된다.
이로 인해, 프레임형상체로 형성되는 상기 임펠러 케이스(31) 일측의 설치공(34a)을 통하여 설치공간(33)으로 슬라이딩되면서 삽입되어 설치되는 임펠러 부재(37)가 그 타측으로 이탈되는 것이 방지된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 임펠러 케이스(31)의 설치공간(33)에 임펠러 부재(37)의 삽입설치 시 설치공(34a)을 통해서만 임펠러 케이스(31)의 설치공간(33)에 임펠러 부재(37)의 출입이 가능하다.
여기서, 상기 임펠러 케이스(31)의 전, 후면 일측 가장자리에는 고정핀(미도시)이 삽입설치되기 위한 핀홀(34)이 적어도 하나 이상 관통형성된다.
즉, 상기 임펠러 케이스(31)의 일측면에 형성되는 설치공(34a)을 통하여 설치공간(33) 상에 임펠러 부재(37)의 삽입설치 시 상기 설치공간(33)에 삽입설치된 임펠러 부재(37)의 이탈을 방지하기 위하여 설치공(34a)이 형성되는 임펠러 케이스(31)의 일측 전, 후면 가장자리에 고정핀이 삽입설치되기 위한 핀홀(34)이 관통형성된다.
이렇게 상기 임펠러 케이스(31)의 설치공(34a)을 통하여 설치공간(33)에 임펠러 부재(37)의 삽입설치 후 핀홀(34)에 고정핀을 삽입설치함으로써 상기 설치공간(33)에 삽입설치된 임펠러 부재(37)가 고정핀에 의해 외부 이탈이 방지됨과 동시에 설치공간(33)에 고정이 용이하다.
한편, 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b)는 연결봉(32)을 중심으로 상호 대향되게 위치된다. 즉, 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b)는 연결봉(32)이 그 사이에 개재되도록 각각 위치되되, 어느 한 임펠러 케이스(31a)는 일측방향에 설치공(34a)이 형성되도록 위치되고, 다른 한 임펠러 케이스(31b)는 타측방향에 설치공(34a)이 형성되도록 위치되는 등 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b)는 설치공(34a)이 상호 반대방향에 위치되도록 대향되게 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b)의 설치공(34a)이 상호 반대방향에 위치하도록 연결봉(32)을 중심으로 상호 대향되게 위치되어 있으나, 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b)의 설치공(34a)이 상호 동일방향을 향하도록 위치되는 것도 가능하고, 이에 한정하지 아니한다.
상기 임펠러 부재(37)는 직육면체로 이루어지는 판형상체로 형성되되, 상기 임펠러 케이스(31)의 설치공간(33) 상에 적어도 2개 이상으로 적층설치된다.
이때, 상기 각 임펠러 부재(37) 사이에는 나노섬유 웹(3)이 개재되고, 상기 임펠러 부재(37) 및 나노섬유 웹(3)은 임펠러 케이스(31)의 설치공간(33)에 삽입설치되도록 상기 설치공간(33)의 크기 및 형상에 대응되게 형성된다.
상기한 바와 같이, 상기 각 임펠러 부재(37) 사이에 나노섬유 웹(3)을 개재하고, 다수개로 적층형성된 임펠러 부재(37)를 임펠러 케이스(31)의 설치공간(33)에 삽입설치한 후 배스(10) 내에 충진된 화학도금액에 침수 및 함수시켜 나노섬유 웹(3)에 금속도금을 수행한다.
이를 위하여, 상기 임펠러 부재(37)에는 배스(10) 내에 충진되는 화학도금액이 각 임펠러 부재(37) 사이에 개재되는 나노섬유 웹(3)으로 유입되어 금속도금되기 위한 유입공(38)이 관통형성되되, 상기 유입공(38)은 적어도 2개 이상으로 분할형성된다.
이렇게 상기 임펠러 부재(37)에 유입공(38)이 분할되어 관통형성됨으로써 각 임펠러 부재(37) 사이에 개재되는 나노섬유 웹(3)이 외부로 노출되어 나노섬유 웹(3)과 화학도금액 사이의 접촉면적을 확대함과 동시에 금속도금 시 화학도금액이 임펠러 부재(37)에 분할형성되는 각 유입공(38)을 통하여 나노섬유 웹(3)으로 유입됨으로써 금속도금이 용이해진다.
또한, 금속도금을 위하여 나노섬유 웹(3)이 개재되는 적층형 임펠러(30)를 배스(10) 내에서 회전 시 나노섬유 웹(3)에 가해지는 압력을 감소시켜 적층형 임펠러(30)가 안정감있게 회전된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 임펠러 부재(37)에 유입공(38)이 28개 분할형성되어 있으나, 각 임펠러 부재(37) 사이에 개재되어 화학도금액을 통하여 금속도금하기 용이하다면 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 임펠러 부재(37')가 4개의 유입공(38')으로 분할형성되어 나노섬유 웹(3)에 금속도금을 수행하는 것도 가능하고, 도 7에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 임펠러 부재(37")가 6개의 유입공(38")으로 분할형성되어 나노섬유 웹(3)에 금속도금을 수행하는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 임펠러 부재(37)의 전, 후면 일측 가장자리에는 상기 임펠러 케이스(31)의 고정핀(미도시)이 삽입설치되기 위한 핀홀(39)이 적어도 하나 이상 관통형성된다. 즉, 상기 임펠러 케이스(31)에 임펠러 부재(37)를 삽입설치한 후 임펠러 부재(37)의 이탈을 방지하기 위하여 체결되는 고정핀이 삽입되기 위한 핀홀(39)이 관통형성된다.
여기서, 상기 임펠러 부재(37)에 관통형성되는 핀홀(39)은 임펠러 케이스(31)에 관통형성되는 핀홀(34)과 동일한 위치에 형성되고, 상기 임펠러 부재(37)에 관통형성되는 핀홀(39)은 임펠러 케이스(31)에 관통형성되는 핀홀(34)과 동일한 크기 및 직경을 갖도록 이루어진다.
이렇게 상기 임펠러 케이스(31)에 임펠러 부재(37)를 삽입설치한 후 고정핀을 임펠러 케이스(31)에 관통형성되는 핀홀(34) 및 임펠러 부재(37)에 관통형성되는 핀홀(39)에 삽입설치함으로써 상기 임펠러 케이스(31)에 삽입설치된 임펠러 부재(37)의 외부 이탈이 방지됨과 동시에 고정이 용이해진다.
여기서, 상기 임펠러 부재(37)를 임펠러 케이스(31)에 삽입설치 후 임펠러 부재(37)의 유입공(38)이 노출되는 각 임펠러 케이스(31a, 31b)의 전, 후면에 판형상체로 형성되는 별도로 가이드(도번 미도시)가 각각 장착구비되되, 상기 가이드는 그 가장자리에 핀홀(도번 미도시)이 다수개 형성되어 상기 임펠러 케이스(31a, 31b)의 전, 후면에 장착 시 임펠러 부재(37)의 고정력을 향상시키도록 이루어지는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
상기 제어부(Controller : 50)는 상기 배스(10) 및 적층형 임펠러(30)에 제어가능하게 연결된다. 즉, 상기 제어부(50)는 배스 본체(11) 상에서 개, 폐되는 배스 덮개(15) 및 상기 배스 본체(11) 내에 충진된 후 금속도금이 완료된 화학도금액이 배출되는 배출부(12)를 제어함과 동시에 상기 배스(10) 내의 화학도금액에 함수 및 침수되는 적층형 배스(10)를 회전시키기 위한 구동모터(17)를 제어한다.
여기서, 상기 제어부(50)는 작업자가 금속도금을 위한 조작이 가능한 조작 패널 내부에 구비되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 배스(10)에는 배스(10)의 외측 부분에 실리콘 오일을 순환시키면서 배스(10)의 온도를 조절하는 냉각/가열 순환기(미도시)가 구비되고, 상기 냉각/가열 순환기에 의하여 배스(10) 내의 온도를 정온으로 조절하도록 이루어진다.
이를 위하여 상기 배스(10)의 외측에는 실리콘 오일이 순환하기 위한 별도의 자켓, 튜브 또는 파이부가 구비되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 냉각/가열 순환기는 배스(10) 내의 온도를 -20℃ 내지 200℃ 범위 내에서 조절(Controll)하도록 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
상기한 바와 같이, 상기 냉각/가열 순환기에 의하여 배스(10) 내에 충진되는 화학도금액의 온도가 정온으로 조절됨으로써 배스(1) 내에서 적층형 임펠러(30)에 개재되는 나노섬유 웹(3)의 금속도금 효율을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 냉각/가열 순환기는 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치(1)의 배스(10) 내에 일체로 구비되는 것도 가능하고, 상기 배스(10)의 일측에 연결가능하게 구비되는 것도 가능하다.
이하, 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치의 동작과정을 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명한다.
먼저, 전기방사를 통하여 나노섬유 웹(3)을 제조한다. 이때, 나노섬유 웹(3)을 제조하기 위한 고분자 방사용액의 원료로는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile ; PAN), 산화폴리에틸렌(polyethylene oxide ; PEO), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene phthalate ; PET), 폴리우레탄(polyurethane ; PU), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride ; PVDF), 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone ; PVP), 생분해성 고분자(PLGA), PGA, 폴리아크릴아마이드(poly acrylamide ; PAA), 셀룰로스(Cellulose), 젤라틴, 키토산 중에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상으로 이루어진다.
여기서, 상기 고분자 방사용액의 용질로, 실록산기 단독 또는 실록산기와 모노메타크릴레이트, 비닐, 하이드라이드, 디스테아레이트, 비스(1,2-하이드록시), 메톡시, 에톡시레이트, 프로폭시레이트, 디글리시딜 에테르, 모노글리시딜 에테르, 모노하이드록시알킬, 비스하이드록시알킬, 클로린 및 비스((아미노에틸-아미노프로필)디메톡시실릴)에테르 중에서 선택된 결합기가 포함된 고분자를 사용할 수 있으며, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오르프로필렌 공중합체, 혹은 이들의 복합 조성물, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 메타아라미드, 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴클로라이드-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴아미드 등으로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 이루어지는 것이 바람직하고, 용매로는 페놀, 포름산, 황산, m-크레솔, 티플루오르아세트앤하이드라이드/다이클로로메테인, 물, N-메틸모폴린N-옥시드, 클로로폼, 테트라히드로푸란과 지방족 케톤 군으로서, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 지방족 수산기 군으로서, m-부틸알콜, 이소부틸알콜, 이소프로필알콜, 메틸알콜, 에탄올, 지방족 화합물 군으로서, 헥산, 테트라클로로에틸렌, 아세톤, 글리콜 군으로서, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 할로겐 화합물 군으로서, 트리클로로에틸렌, 다이클로로메테인, 방향족 화합물 군으로서, 톨루엔, 자일렌, 지방족 고리 화합물 군으로서, 사이클로헥사논, 시클로헥산과 에스테르 군으로서, n-부틸초산염, 초산에틸, 지방족에테르 군으로서, 부틸셀로살브, 아세트산2-에톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 아미드 군으로서. 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
이렇게 제조된 고분자 방사용액을 도 8에서 도시하고 있는 바와 같이, 전기방사장치(100)의 방사용액 주탱크(미도시)에 충진한 후 전기방사에 의해 나노섬유 웹(3)을 제조한다.
이때, 상기 전기방사장치(100)는 고분자 방사용액이 내부에 충진되는 방사용액 주탱크(미도시)와 상기 방사용액 주탱크 내에 충진되는 고분자 방사용액을 정량 공급하기 위한 계량펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크 내의 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐(112)이 다수개 배열설치되는 노즐블록(111)과 상기 노즐블록(111)의 노즐(112)에서 분사되는 고분자 방사용액을 집척하기 위하여 노즐(112)에서 일정간격 이격되게 설치되는 컬렉터(113) 및 상기 컬렉터(113)에 전압을 발생시키는 전압발생장치(114)를 그 내부에 수용하는 유닛(110, 110')을 포함하여 구성되되, 상기 유닛(110, 110')은 적어도 하나 이상으로 구비되어 수평방향으로 연속되게 배열설치된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 전기방사장치(100)는 각 유닛(110, 110') 내에 구비되는 방사용액 주탱크에 충진된 고분자 방사용액이 계량 펌프를 통하여 높은 전압이 부여되는 다수의 노즐(112) 내에 연속적으로 정량 공급되고, 상기 노즐(112)로 공급되는 고분자 방사용액은 노즐(112)을 통하여 높은 전압이 걸려 있는 컬렉터(113) 상에 방사 및 집속되되, 상기 컬렉터(113)의 기재(115) 상에 방사 및 집속되어 나노섬유 웹이 적층형성된다.
이렇게 상기 전기방사장치(100)의 다수개의 유닛(110, 110') 중 어느 한 유닛(100) 내에서 방사용액 주탱크에 충진된 고분자 방사용액이 노즐(112)을 통하여 컬렉터(113)의 기재(115) 상에 분사되고, 상기 기재(115) 상에 분사된 고분자 방사용액이 집적되면서 나노섬유 웹으로 형성되며, 상기 컬렉터(113)의 양 측에 각각 구비되는 이송롤러(도번 미도시)의 회전에 의한 벨트(도번 미도시)의 구동에 의해 기재(115)가 이송되면서 다른 유닛(110') 내에 위치되어 상기한 공정을 반복적으로 수행하면서 최종제품으로 제조된다.
상기한 바와 같이 제조된 나노섬유 웹(3)을 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치(1)에 설치한다.
즉, 기재 상에서 전기방사된 나노섬유 웹(3)을 분리한 후 분리된 상기 나노섬유 웹(3)을 적층형 임펠러(30)에 적층설치하고, 상기 나노섬유 웹(3)이 적층설치된 적층형 임펠러(30)를 배스(10) 내에 장착설치한다.
다시 말하면, 기재 상에서 나노섬유 웹(3)을 분리한 후 분리된 상기 나노섬유 웹(3)을 적층형 임펠러(30)의 각 임펠러 부재(37) 사이 마다 반복적으로 개재하고, 상기 나노섬유 웹(3)이 개재되되, 다수개로 적층형성되는 임펠러 부재(37)를 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b)에 형성되는 설치공(34a)을 통하여 삽입설치하며, 상기 다수개로 적층형성되는 임펠러 부재(37)는 각 임펠러 케이스(31a, 31b)의 설치공(34a)을 통하여 설치공간(33) 상으로 슬라이딩시켜 삽입설치하고, 이때 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b)의 설치공간(33)에 삽입설치되되, 다수개로 적층형성되는 임펠러 부재(37)는 스토퍼(34b)에 맞닿아 설치공간(33) 상에 위치시킨 다음, 상기 각 임펠러 케이스(31a, 31b)의 핀홀(34)에 고정핀(미도시)을 체결함과 동시에 임펠러 부재(37)의 핀홀(39)에 고정핀(미도시)을 체결하여 각 임펠러 케이스(31a, 31b)의 설치공간(33)에 적층형성되는 임펠러 부재(37)를 고정시키고, 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b) 사이의 중심부에 개재되는 연결봉(32)의 상측 단부를 배스 덮개(15)의 구동모터(17)에 연결되는 샤프트(18)에 체결부재로 체결하여 배스(10) 내에 적층형 임펠러(30)의 장착설치를 완료한다.
이때, 상기 배스(10)의 배스 본체(11) 내에는 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 금(Ag) 등의 도전성 금속으로 이루어지는 화학도금액이 충진되고, 상기 배스 덮개(15)를 수직방향으로 하향이동시켜 배스 본체(11)에 결합시킨다.
상기한 바와 같이, 상기 배스(10) 내에 화학도금액을 충진시킨 상태에서 상기 배스 본체(11)에 배스 덮개(15)를 결합시켜 배스(10) 내에 장착설치되는 적층형 임펠러(30)를 화학도금액 상에 함수 및 침수시키고, 상기 제어부(50)를 통하여 배스 덮개(15)에 구비되는 구동모터(17)를 구동시켜 상기 구동모터(17)의 샤프트에 연결봉(32)으로 연결되되, 화학도금액에 함수 및 침수된 적층형 임펠러(30)를 회전시킴으로써 상기 적층형 임펠러(30) 내에 적층설치되는 나노섬유 웹(3)에 금속도금을 수행한다.
이때, 상기 적층형 임펠러(30)의 회전 시 상기 한 쌍의 임펠러 케이스(31a, 31b) 사이 중심부의 연결봉(32) 하측 단부에 구비되는 스크러버(32b) 또한 회전하며, 상기 스크러버(32b)의 회전에 의해 배스(10) 내에 충진되는 화학도금액을 순환시킴과 동시에 배스(10) 내 하부에 침전되는 화학도금액에 포함되는 비중이 큰 금속 침전물질을 다시 부상 및 부유하게 함으로써 나노섬유 웹(3)의 금속도금효율을 향상시킨다.
여기서, 상기 적층형 임펠러(30)의 회전 시 상기 배스(10) 내에 충진되는 화학도금액은 임펠러 케이스(31)에 삽입설치되는 임펠러 부재(37)에 분할형성되는 각 유입공(38)을 통하여 유입되고, 상기 임펠러 부재(37)에 분할형성되는 각 유입공(38)을 통하여 유입된 화학도금액은 각 임펠러 부재(37) 사이에 개재되는 각각의 나노섬유 웹(3)을 금속도금한다.
또한, 상기 각 임펠러 부재(37)에 분할형성되는 유입공(38)에 의하여 각 임펠러 부재(37) 사이에 개재되는 나노섬유 웹(3)에 금속도금 시 나노섬유 웹(3)에 가해지는 압력을 감소시켜 안정감 있게 회전시킬 수 있다.
한편, 상기 적층형 임펠러(30)의 회전 시 구동모터(17)는 저속으로 구동됨으로써 상기 구동모터(17)의 샤프트에 연결봉(32)으로 연결되는 적층형 임펠러(30) 내의 나노섬유 웹(3)의 파손 및 손상을 방지한다.
이때, 상기 냉각/가열 순환기(미도시)에 의해 배스(10) 내의 온도를 -20℃ 내지 200℃ 범위 내에서 일정한 온도로 유지시켜 적층형 임펠러(30) 내에 개재되는 나노섬유 웹에 금속도금을 수행한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 나노섬유 웹의 금속도금장치(1)를 통하여 나노섬유 웹(3)에 금속도금 시 배스(10) 내에 나노섬유 웹(3)이 다수개 개재되는 적층형 임펠러(30)가 저속으로 회전시켜 나노섬유 웹(3)의 엉킴, 파손 및 손상을 방지함과 동시에 상기 냉각/가열 순환기로 배스(10)의 외측 부분에 실리콘 오일을 순환시켜 배스(10)의 온도를 정온으로 조절함으로써 상기 적층형 임펠러(30)가 함수 및 침수되는 화학도금액을 일정한 온도로 유지시켜 양질의 나노섬유 웹(3)의 제조가 가능하다.
실시예 1
고분자 방사용액으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene phthalate ; PET)를 용질로 사용하여 나노섬유 웹을 제조하였다. 즉, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene phthalate ; PET)는 용융점이 높고, 상온에서 일반적인 용제에서 녹지 않기 때문에 스위스 EMS사의 Co-PES라는 상표명의 원료를 용질로 사용하였고, 용매로는 DMF 및 THF를 사용하여 고분자 방사용액을 제조하였다. 상기한 바와 같이, 용매로 THF 및 DMF를 사용하여 제조된 고분자 방사용액을 25℃의 상온에서 24시간 교반하여 고분자 방사용액을 제조하였다. 이렇게 고분자 방사용액으로 전기방사에 의해 나노섬유 웹을 제조하고, 제조된 나노섬유 웹을 적층형 임펠러에 삽입설치한 후 적층형 임펠러를 배스 내 장착시킨다. 이때, 배스 내에 나노섬유 웹 무게 대비 3배의 무게를 갖는 질산은(AgNO3)과 800ml의 중류수를 배스 내에서 용해시키고, 나노섬유 웹 무게 대비 2배의 무게를 갖는 수산화나트륨(NaOH)을 200ml 투입한 후 적층형 임펠러를 저속으로 교반을 수행하고, 이때 암모니아수를 교반하면서 투입한 후 투명해질때까지 정량으로 투입한다. 투명해진 다음, 배스 본체 상에 배스 덮개를 덮은 후에 나노섬유 웹의 7,5배 중량의 글루코오스 환원제를 투입하고, 상온 25℃에서 24시간 교반한 후 나노섬유 웹에 금속도금을 수행한다. 상기한 방법으로 금속도금된 나노섬유 웹은 도 11에 도시한 바와 같다.
비교예 1
배스에 충진되는 원료 제조 및 나노섬유 웹은 동일한 방법으로 실시하고, 2L의 비이커에 동일한 비율의 시약을 사용하고, 밀링머신을 이용한 방법으로 나노섬유 웹에 금속도금을 실시하였다. 이때, 밀링머신에 회전을 시키면서 교반을 실시하여 나노섬유 웹에 금속도금을 실시하였다. 상기한 방법으로 금속도금된 나노섬유 웹은 도 12에서 도시하고 있는 바와 같다.
도 11 내지 도 12에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 금속도금장치로 금속도금된 나노섬유 웹은 냉각/가열 순환기로 일정하게 온도가 유지되는 배스 내에서 적층형 임펠러의 저속 회전에 의하여 엉키지 않으면서 금속도금 공정이 수행됨으로써 기존의 밀링머신을 이용한 금속도금장치로 금속도금된 나노섬유 웹에 비하여 품질이 매우 향상됨을 알 수 있다.
실시예 1 비교예 1
ICPs 비저항(Ω/cm) 0.241 x 10-3 0.982 x 10-3
저항의 표준편차(ΩO/cm) 0.015 x 10-3 0.264 x 10-3
[표 1]에서 나타내고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 금속도금장치를 통하여 금속도금된 나노섬유 웹의 비저항을 측정한 결과, ICPs 비저항은 0.241×10-3(Ω/cm)이고, 비저항의 표준편차는 0.015×10-3(Ω/cm)이며, 밀링머신 방법을 통하여 금속도금된 나노섬유 웹의 비저항을 측정한 결과, ICPs 비저항은 0.982×10-3(Ω/cm)이고, 비저항의 표준편차는 0.264×10-3(Ω/cm)임을 알 수 있다.
이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 나노섬유 웹의 금속도금장치에 있어서,
    그 내부에 화학도금액이 충진되되, 사용된 화학도금액이 배출되기 위하여 그 하부에 배출부가 구비되는 배스 본체와, 상기 배스 본체의 상부에 구비되되, 수직방향으로 이동되어 개, 폐가능하게 이루어지는 배스 덮개를 포함하는 배스;
    상기 배스 내에 회전가능하게 장착설치되는 임펠러 케이스와, 상기 임펠러 케이스 내에 적어도 2개 이상으로 적층되어 삽입설치되되, 그 사이에 나노섬유 웹이 개재되는 임펠러 부재를 포함하는 적층형 임펠러; 및
    상기 배스 및 적층형 임펠러에 제어가능하게 연결되는 제어부;
    를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹의 금속도금장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배스 덮개의 외측 중심부에 구동모터가 구비되고, 상기 구동모터에 샤프트가 회전가능하게 연결되되, 상기 샤프트는 배스 덮개를 통하여 배스 본체 내부로 일정부분 인입설치되어 적층형 임펠러에 연결되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹의 금속도금장치.
  3. 청구항 1 내지 청구항 2에 있어서,
    상기 임펠러 케이스는 직육면체로 이루어지는 프레임형상체로서, 일정간격 이격되는 한 쌍으로 구비되되, 상기 한 쌍의 임펠러 케이스 사이의 중심부에는 수직방향으로 연결봉이 개재되고, 상기 연결봉은 구동모터에 회전가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹의 금속도금장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 임펠러 케이스는 내부에 상기 임펠러 부재가 삽입설치되기 위한 설치공간과, 상기 설치공간으로 임펠러 부재가 삽입되기 위하여 그 일측면에 형성되는 설치공 및 상기 설치공을 통하여 삽입되는 임펠러 부재의 이탈을 방지하기 위하여 그 타측면 각 가장자리에 형성되는 스토퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹의 금속도금장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결봉의 상측 단부는 구동모터의 샤프트 단부에 체결부재로 연결되고, 그 하측 단부에는 화학도금액을 순환시키기 위하여 반원형의 판형상체로 형성되는 스크러버(Scruber)가 구비되되, 상기 스크로버는 일정간격 이격되어 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹의 금속도금장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 임펠러 케이스의 설치공측 전, 후면 가장자리에 임펠러 케이스 내의 설치공간에 삽입설치된 임펠러 부재의 이탈을 방지하기 위하여 적어도 하나 이상의 핀홀이 관통형성되되, 상기 핀홀에 고정핀이 삽입설치되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹의 금속도금장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 2에 있어서,
    상기 임펠러 부재는 직육면체로 이루어지는 판형상체로 형성되되, 배스 내에 충진되는 화학도금액이 유입되어 각 임펠러 부재 사이에 개재되는 나노섬유 웹을 금속도금하기 위한 유입공이 적어도 2개 이상으로 분할형성되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 웹의 금속도금장치.
PCT/KR2015/007134 2014-07-10 2015-07-09 나노섬유 웹의 금속도금장치 WO2016006950A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2014-0086833 2014-07-10
KR1020140086833A KR101625086B1 (ko) 2014-07-10 2014-07-10 나노섬유 웹의 금속도금장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016006950A1 true WO2016006950A1 (ko) 2016-01-14

Family

ID=55064505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/007134 WO2016006950A1 (ko) 2014-07-10 2015-07-09 나노섬유 웹의 금속도금장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101625086B1 (ko)
WO (1) WO2016006950A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08283995A (ja) * 1995-04-13 1996-10-29 Seikosha Co Ltd メッキ装置
JP2005187910A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Tdk Corp めっき処理用治具及びめっき処理方法
KR20060075414A (ko) * 2004-12-28 2006-07-04 (주)삼원피씨비 소형 인쇄회로기판의 도금방법 및 도금장치
KR20120044759A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 삼성전기주식회사 도금지그

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08283995A (ja) * 1995-04-13 1996-10-29 Seikosha Co Ltd メッキ装置
JP2005187910A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Tdk Corp めっき処理用治具及びめっき処理方法
KR20060075414A (ko) * 2004-12-28 2006-07-04 (주)삼원피씨비 소형 인쇄회로기판의 도금방법 및 도금장치
KR20120044759A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 삼성전기주식회사 도금지그

Also Published As

Publication number Publication date
KR101625086B1 (ko) 2016-06-08
KR20160007955A (ko) 2016-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Srivastava et al. Multijet electrospinning of conducting nanofibers from microfluidic manifolds
Zhao et al. Nanofibrous patterns by direct electrospinning of nanofibers onto topographically structured non-conductive substrates
Zhou et al. Jet deposition in near-field electrospinning of patterned polycaprolactone and sugar-polycaprolactone core–shell fibres
WO2013183882A1 (ko) 전도성 점착 테이프 및 그 제조방법
US20160193555A1 (en) Multi-layered nanofiber medium using electro-blowing, melt-blowing or electrospinning, and method for manufacturing same
WO2014171625A1 (ko) 전기방사장치
EP3029190A1 (en) Multi-layered nanofiber filter having improved heat resistance, and method for manufacturing same
WO2010143916A2 (ko) 전기 방사용 분사 노즐과 이를 사용한 전기 방사 장치
CN101724919A (zh) 磁化静电纺丝法制备取向排列聚砜酰胺超细纤维的装置及方法
CN104878461A (zh) 一种大规模磁纺设备及用该设备制备微纳米纤维的方法
WO2016159639A1 (ko) 투명 전극 제조 방법 및 투명 전극 제조 장치
WO2018203182A1 (en) Cartridge electrospinning system
KR101196786B1 (ko) 회전형 노즐을 이용한 나노섬유 부직포 제조장치 및 그의 제조방법
KR20030093892A (ko) 다중노즐을 갖는 전기방사장치 및 이를 이용한 나노섬유제조방법
KR101753055B1 (ko) 금속도금 나노섬유를 포함하는 항균 나노 마스크 및 그 제조방법
WO2016006950A1 (ko) 나노섬유 웹의 금속도금장치
WO2012077864A1 (ko) 전계방사장치 및 나노섬유제조장치
WO2019117360A1 (ko) 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법 및 투명전극 제조 방법
WO2021172754A1 (ko) 평량이 균일한 나노 멤브레인 및 이의 제조방법
JP2012122152A (ja) ナノ繊維製造装置
WO2021206317A1 (ko) 서브마이크론섬유 멤브레인 및 그 제조 방법
KR101118079B1 (ko) 나노섬유 웹의 제조방법
WO2021206318A1 (ko) 생분해성 고분자를 이용한 섬유 멤브레인 및 그 제조 방법
WO2021172753A1 (ko) 필터의 효율 및 수명이 향상된 나노 필터 및 이의 제조방법
KR101853310B1 (ko) 섬유간 공간이 확장된 고분산 섬유집합체의 제조방법 및 이의 제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15819188

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15819188

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1