WO2017095105A1 - Electrospinning-type pattern forming device - Google Patents

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WO2017095105A1
WO2017095105A1 PCT/KR2016/013855 KR2016013855W WO2017095105A1 WO 2017095105 A1 WO2017095105 A1 WO 2017095105A1 KR 2016013855 W KR2016013855 W KR 2016013855W WO 2017095105 A1 WO2017095105 A1 WO 2017095105A1
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WO
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guide
guide body
nanofiber
nozzle
pattern forming
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/013855
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
황원태
Original Assignee
주식회사 에이앤에프
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions

Definitions

  • the present invention relates to an electrospinning pattern forming apparatus, which may form a predetermined pattern by spinning the nanofibers by the electrospinning method.
  • Drawing, template synthesis, phase separation, self assembly, electrospinning, and the like are known as methods for producing nanofibers.
  • electrospinning is generally applied as a method for continuously producing nanofibers.
  • Nanofibers produced by the electrospinning method are affected by the material properties such as the viscosity, elasticity, conductivity, dielectric properties, polarity and surface tension of the spinning solution, the strength of the electric field, and the distance between the nozzle and the integrated electrode.
  • Nanofiber forming method by the electrospinning method is a well known technique.
  • the representative methods include electrospinning adjacent electrodes formed to obtain aligned nanofibers, and keeping the distance between the nozzle and the substrate very close.
  • these methods have problems in practical use.
  • An object of the present invention is to provide an electrospinning pattern forming apparatus capable of precisely forming a fine pattern by arranging nanofibers in one direction.
  • Electrospinning pattern forming apparatus is a first voltage is applied, the nozzle for spinning the nanofibers from the spinning solution;
  • a stage unit disposed under the nozzle to support a substrate on which a pattern is to be formed and to receive a second voltage different from the first voltage;
  • a first guide body and a second guide body disposed to be spaced apart from each other with the extension line of the nozzle interposed between the nozzle and the stage part, wherein the electric field formed between the nozzle and the stage part is deformed to form the nanofibers.
  • a first nanofiber guide portion arranged to align in a direction corresponding to a region between the first and second guide bodies; And a third guide body and a fourth guide body disposed on the first guide body and the second guide body and spaced apart from each other, and deforming the electric field formed between the nozzle and the stage unit to modify the nanofibers. And a second nanofiber guide part that guides to a region between the first and second guide bodies.
  • the first and second guide bodies may be spaced apart from each other with an imaginary extension line extending from the nozzle in a direction perpendicular to the stage, and each of the first and second guide bodies may be parallel to the stage.
  • the third and fourth guide bodies are spaced apart from each other with the imaginary extension line interposed therebetween and extend in the first direction, and each of the first to fourth guide bodies has a relative dielectric constant of 50 or less. It can be formed of a material.
  • each of the first and second guide bodies and the third and fourth guide bodies is a group consisting of styrofoam material, Teflon material, wood material, plastic material, rubber material, glass material, quartz material and silicon oxide material. It may be formed of one or more materials selected from.
  • the lower surfaces of the third and fourth guide body may be located below the end of the nozzle.
  • the upper surface of the first and second guide body and the lower surface of the third and fourth guide body may be in contact with each other or spaced at intervals of 30 mm or less.
  • the first spacing interval between the first guide body and the second guide body may be equal to or smaller than the second spacing interval between the third guide body and the fourth guide body.
  • the second spacing may be 4/3 to 8/3 times the first spacing.
  • the electrospinning pattern forming apparatus may include a first position adjusting unit capable of moving the first nanofiber guide part in up, down, left and right directions; And a second position adjusting unit capable of moving the second nanofiber guide unit in up, down, left and right directions independently of the first nanofiber guide unit.
  • the first nanofiber guide portion formed of a material having a low relative dielectric constant may be used to deform an electric field between the nozzle and the stage portion to apply a force acting in one direction to the nanofibers, thereby providing nano
  • the fibers can be arranged and positioned in one direction, resulting in nanofiber membranes or felts with alignment maintained with a thickness of tens of micrometers or more on the substrate.
  • nanofibers may be formed between the first guide body and the second guide body of the first nanofiber guide portion.
  • FIG. 1 is a view for explaining an electrospinning pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 includes a first electrospinning pattern forming apparatus (left) that does not include the first and second nanofiber guide parts, and includes only the first nanofiber guide part among the first and second nanofiber guide parts. It is the photographs which measured the intensity
  • FIG. 3 is a graph showing the strength of each Z-axis position of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position in the first electrospinning pattern forming apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the strength of each Z-axis position of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position in the second electric pattern forming apparatus of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a Z-axis component of an electric field according to the Y-axis position at a point where the X-axis coordinates are '0' and the Z-axis coordinates are '30' in the first and second electrospinning pattern forming apparatus of FIG. Graph showing intensity.
  • FIG. 6 and 7 illustrate the results of simulating the intensity of the Z-axis component electric field according to the X-axis position in the third electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide portion and the second nanofiber guide portion. Photos and graphs.
  • FIG. 8 and 9 illustrate a second electrospinning pattern forming apparatus having only the first nanofiber guide portion among the first nanofiber guide portion and the second nanofiber guide portion, the Z-axis component electric field according to the X-axis position. Photos and graphs showing the results of simulations of intensity.
  • FIG. 10 illustrates that the X-axis coordinates and the Y-axis coordinates are '0' when the vertical separation intervals between the upper surface of the first nanofiber guide portion and the lower surface of the second nanofiber guide portion are 30 mm, 20 mm, 10 mm, and 0 mm. It is a graph showing the intensity of the electric field according to the distance (Z-axis coordinate) from the point to the Z-axis direction.
  • FIG. 11 illustrates the distance in the Z-axis direction (Z-axis coordinate) from the point where the X-axis coordinate and the Y-axis coordinate are '0' when the horizontal separation interval between the third guide body and the fourth guide body is changed.
  • stage portion 130 first nanofiber guide portion
  • first guide body 132 second guide body
  • FIG. 1 is a view for explaining an electrospinning pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the electrospinning pattern forming apparatus 100 may directly form a desired fine pattern on the substrate 20 by electrospinning the spinning solution 10.
  • the electrospinning pattern forming apparatus 100 is the solution spinning unit 110, the stage unit 120, the first nanofiber guide unit 130 and the second nanofiber guide unit ( 140).
  • the solution radiating unit 110 may include a syringe 111 and a nozzle 112.
  • the syringe 111 may accommodate the spinning solution 10.
  • the spinning solution 10 may be an organic material solution such as a polymer or an organic / inorganic composite material solution in which an organic material and an inorganic material are mixed, and may have a viscosity of about 1 to 200 poise.
  • the nozzle 112 may be connected to the syringe 111 and may radiate the spinning solution 10 accommodated in the syringe 111 in the direction of the stage unit 120.
  • the nozzle 112 may be formed of a conductive material, for example, stainless material, and may have a microtubule shape having a constant inner diameter and an outer diameter.
  • the stage unit 120 may be disposed to be spaced apart from the end of the nozzle 112 from which the spinning solution 10 is radiated.
  • the stage unit 120 may be formed of a conductive material.
  • the stage unit 120 may support the substrate 20 on which a pattern made of nanofibers is to be formed.
  • Different first and second voltages may be applied to the nozzle 112 and the stage 120, respectively, and an electric field may be formed between the nozzle 112 and the stage 120.
  • the spinning solution 10 distributed at the tip of the nozzle 112 has a hemispherical drop shape by the surface tension, and the spinning solution by the voltage applied to the nozzle 112.
  • electric charges of the same polarity as the voltage applied to the nozzle 112 are induced to generate an electrostatic repulsive force. Due to the action of the electrostatic repulsion, the droplet of spinning solution 10 hanging on the tip of the nozzle 112 is stretched into a conical shape known as a Taylor cone.
  • the jet of the spinning solution 10 jet is emitted from the tip of the spinning solution 10 TaylorCon.
  • the viscosity of the spinning solution 10 is low, the jet of the spinning solution 10 collapses into fine droplets, but when the viscosity of the spinning solution 10 is above the threshold, the jet of the spinning solution 10 does not collapse due to the surface tension. It is spun in the direction of the stage portion 120 in the form of a continuous fiber.
  • the spinning solution 10 since the spinning solution 10 has a viscosity of about 1 to 200 poise, it can be spun in the form of fibers.
  • the spinning solution 10 fibers emitted from the Taylor cone may have a diameter of nanoscale.
  • the 'fiber of the spinning solution 10' released from the spinning solution 10 TaylorCon is referred to as a 'nano fiber' for convenience of description.
  • the location of bending of the nanofibers varies depending on the degree of charge of the nanofibers and the properties of the solution such as permittivity, conductivity, and viscosity. For example, the higher the degree of charge of the nanofibers, the more likely the bending of the nanofibers occurs at a location closer to the tip of the nozzle 112.
  • the first and second nanofiber guides 130 and 140 guide the advancing direction of the nanofibers radiated from the nozzle 112.
  • the first nanofiber guide portion 130 is located between the nozzle 112 tip and the stage portion 120
  • the second nanofiber guide portion 140 is the nozzle 112 tip and the first nanofiber It may be disposed between the guide portion 130.
  • the first and second nanofiber guide parts may guide an advancing direction of the nanofibers by modifying an electric field formed between the nozzle 112 and the stage part 120.
  • the first and second nanofiber guide parts 130 and 140 may be formed of a material having a low relative dielectric permittivity.
  • the first and second nanofiber guide parts 130 and 140 may be formed of a material having a relative dielectric constant of about 50 or less.
  • the first and second nanofiber guides 130 and 140 may be formed of a material such as styrofoam, teflon, wood, plastic material, rubber, glass, quartz, silicon oxide, but is not limited thereto.
  • the first nanofiber guide portion 130, the first guide body 131 and the second guide body 132 spaced at a predetermined interval from each other with an extension line of the nozzle 112 therebetween.
  • the second nanofiber guide unit 140 may be spaced apart from each other with an extension line of the nozzle 112 interposed therebetween, respectively positioned above the first guide body 131 and the second guide body 132.
  • the third guide body 141 and the fourth guide body 142 may be included.
  • the first and second guide bodies 131 and 132 may extend in one direction and a Y-axis direction parallel to the stage 120 and may be disposed in parallel to each other.
  • the first and second guide bodies 131 and 132 may have the same shape and size.
  • each of the first and second guide bodies 131 and 132 may have a rod shape having a cross section of a circle, a polygon, a semicircle, an ellipse, or the like, or may have a plate shape.
  • each of the first and second guide bodies 131 and 132 may have a rectangular cross-section cut along the XZ plane, and may have a rectangular parallelepiped rod shape extending in a direction Y perpendicular to the XZ plane. .
  • the first and second guide bodies 131 and 132 may form an electric field that applies a force acting in the Y-axis direction to the nanofiber by modifying an electric field formed between the tip of the nozzle 112 and the stage 120. .
  • an electric field force acting in the Y-axis direction is applied to the nanofibers, the flow may increase in the Y-axis direction of the nanofibers, so that the nanofibers are uniformly aligned in the Y-axis direction in a larger area. Can be.
  • first and second guide bodies 131 and 132 are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined interval, and when the first and second guide bodies 131 and 132 are projected on the XY plane, between the first and second guide bodies 131 and 132. It is preferable that open spaces are formed at both ends of the sieves 131 and 132.
  • the third and fourth guide bodies 141 and 142 may be disposed on the first and second guide bodies 131 and 132, respectively, and may extend in the Y-axis direction and may be disposed in parallel to each other.
  • the guide bodies 141 and 142 may modify the electric field between the tip of the nozzle 112 and the stage 120 to guide the nanofibers so that the nanofibers pass between the first and second guide bodies 131 and 132. have.
  • the third and fourth guide bodies 141 and 142 may have the same shape and size.
  • each of the third and fourth guide bodies 141 and 142 may have a rod shape having a cross section of a circle, a polygon, a semicircle, an ellipse, or the like, or may have a plate shape.
  • the third and fourth guide bodies 141 and 142 are disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval, and when the third and fourth guide bodies 141 and 142 are projected on the XY plane, the third and fourth guide bodies are arranged between the third and fourth guide bodies 141 and 142. It is preferable that open spaces are formed at both ends of the sieves 141 and 142.
  • each of the third and fourth guide bodies 141 and 142 may have a rectangular cross section cut along the XZ plane, and may have a rectangular parallelepiped rod shape extending in a direction Y perpendicular to the XZ plane.
  • the width in the X-axis direction of each of the third and fourth guide bodies 141 and 142 may be smaller than the width in the X-axis direction of each of the first and second guide bodies 131 and 132.
  • the spacing D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is the spacing D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132.
  • the upper surfaces of the third guide body 141 and the fourth guide body 142 may be nano. It is desirable to be positioned higher than the point where the bending of the fiber occurs. For example, when the bending point of the nanofibers occurs at a position away from, for example, less than about 2 cm from the tip of the nozzle 112, the upper surfaces of the third and fourth guide bodies 141 and 142 may be The third and fourth guide bodies 141 and 142 are disposed at a position higher than the tip of the nozzle 112 and the bending point of the nanofiber occurs at a position separated by about 2 cm or more from the tip of the nozzle 112. The top surface of the c) is preferably disposed at a position lower than the tip of the nozzle 112.
  • the first position adjusting unit (not shown) and the first nanofiber guide unit capable of moving the first nanofiber guide unit 130 in the up, down, left and right directions are provided.
  • a second position adjusting part (not shown) may be further included to move the second nanofiber guide part 140 in up, down, left and right directions independently of the 130.
  • the height of each of the first and second nanofiber guide parts 130 and 140, and the separation gap between the first guide body 131 and the second guide body 132 by the first and second position adjusting parts ( D1), the spacing D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142, and the spacing between the first nanofiber guide part 130 and the second nanofiber guide part 140 ( S) can be adjusted as needed.
  • FIG. 2 includes a first electrospinning pattern forming apparatus (left) that does not include the first and second nanofiber guide parts, and includes only the first nanofiber guide part among the first and second nanofiber guide parts. It is the photographs which measured the intensity
  • Figure 5 is a X-axis coordinate in the first and second electrospinning pattern forming apparatus of FIG. It is a graph showing the strength of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position at the point '0' and the Z-axis coordinates '30'.
  • the intensity of the electric field continuously decreases as the distance from the nozzle end increases, that is, as the Z-axis coordinate decreases.
  • the electric field intensity decreases as the intensity of the electric field is greatest at the position where the Y-axis coordinate is '0' and the distance from the position where the Y-axis coordinate is '0' increases.
  • the Z axis coordinates are set to 'Z' for the positions located between '+15' and '+45', that is, between the first guide body and the second guide body.
  • the space between the first and second guide bodies that is, the Y coordinate in the region between '-25' and '+25'
  • the field strength is less than the field strength in the region where the Y coordinate is below '-25' or above '+25'.
  • the electric field at the position where the Z-axis coordinate, which is the center point of the first and second guide bodies in the Z-axis direction, is '+30' has Y coordinates of '-20' and '+20'.
  • the Y coordinate is between '-40' and '-20' and '+20' and ' In the region between +40 '(not shown), the intensity of the electric field is increased than the first region.
  • nanofibers passing between the first and second guide bodies are subject to increased electric field in the region between '-40' and '-20' or in the region between +20 'and' +40 '(not shown). This is the force acting in the Y-axis direction. That is, when the first and second guide bodies are connected to each other, an electric field force acting in the Y-axis direction may not occur in the nanofibers, so that both ends of the first and second guide bodies are spaced apart from each other. desirable.
  • FIG. 6 and 7 illustrate the results of simulating the intensity of the Z-axis component electric field according to the X-axis position in the third electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide portion and the second nanofiber guide portion.
  • Photos and graphs. 8 and 9 illustrate a Z-axis component electric field according to the X-axis position in the second electrospinning pattern forming apparatus including only the first nanofiber guide portion among the first nanofiber guide portion and the second nanofiber guide portion. Photographs and graphs showing the results of simulating the intensity.
  • Y-axis coordinate shows the distance (mm) in the extension direction of the 1st-4th guide body 131, 132, 141, and 142
  • X-axis coordinate is The distance (mm) in the direction parallel to the stage portion 120 and perpendicular to the Y axis
  • the Z axis coordinate is the distance (mm) in the direction perpendicular to the X axis and the Y axis.
  • the point where the X-axis coordinate and the Y-axis coordinate are '0' is located on the extension line of the nozzle 112, and the point where the Z-axis coordinate is '0' is located on the upper surface of the stage unit 120.
  • the spacing D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132 is 30 mm
  • the spacing D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is 50 mm
  • the distance from the top surface of the stage portion 120 to the tip of the nozzle 112 is 65 mm.
  • the distance from the upper surface of the stage portion 120 to the lower surface of the first and second guide bodies 131 and 132 is 14 mm, and the first and second guide bodies 131 and 132 and the third and fourth portions.
  • the thicknesses in the Z-axis direction of the guide bodies 141 and 142 are 30 mm and 30 mm, respectively, and the spacing S between the first nanofiber guide part 130 and the second nanofiber guide part 140 is '0 mm'. Meanwhile, in FIGS.
  • the black curve, the red curve, the blue curve, the green curve, the pink curve, the brown curve, and the purple curve have Z axis coordinates of '62', '52', '42', and '32'. , Field strengths along the X-axis coordinates at points '22', '12' and '2', respectively.
  • the electric field in the third electrospinning pattern forming apparatus is different from the electric field in the second electrospinning pattern forming apparatus.
  • the black curve and the red curve in the third electrospinning pattern forming apparatus are the same or similar in magnitude to the peak value compared to the black and red curves in the second electrospinning pattern forming apparatus.
  • the area between the 141 and the fourth guide body 142 that is, the X axis coordinate is greater than or equal to '-15' and less than or equal to '+15', exhibits a significantly higher electric field strength than other areas. have.
  • the X-axis coordinates are less than '-15' and '+15' by the third and fourth guide bodies 141 and 142. It can be seen that the intensity of the electric field is significantly reduced in the region.
  • the electric field formed in the third electrospinning pattern forming apparatus compared to the electric field formed in the second electrospinning pattern forming apparatus at a position between the first nanofiber guide 130 and the tip of the nozzle 112.
  • concentrating in the center direction means that the movement of the nanofibers in the X-axis direction by the bending of the nanofibers can be further reduced.
  • the third guide body 141 and the fourth guide body 142 reduce the X-axis movement of the nanofibers in the third electrospinning pattern forming apparatus, thereby reducing the nanoparticles.
  • the fiber may be guided more stably into the space between the first guide body 131 and the second guide body 132.
  • FIG. 10 illustrates X-axis coordinates and Y-axis coordinates when the vertical separation interval S between the upper surface of the first nanofiber guide portion and the lower surface of the second nanofiber guide portion is 30 mm, 20 mm, 10 mm, and 0 mm. It is a graph showing the intensity of the electric field according to the distance (Z-axis coordinate) in the Z-axis direction at the point of 0 '.
  • the distance from the top surface of the stage portion 120 to the tip of the nozzle 112 is 80 mm
  • the height of the first nanofiber guide portion 130 and the height of the second nanofiber guide portion 140 are 30 mm and 20 mm was used. Accordingly, when the vertical direction spacing S is 30 mm, the first nanofiber guide part 130 comes into contact with the stage part 120.
  • the black curve, the red curve, the blue curve and the cyan curve are vertically spaced apart between the upper surface 130 of the first nanofiber guide portion 130 and the lower surface of the second nanofiber guide portion 140 (S). Indicates the field strength when 0 mm, 10 mm, 20 mm and 30 mm, respectively.
  • the first nanofiber guide unit When the vertical separation interval S between the upper surface of the 130 and the lower surface of the second nanofiber guide portion 140 is changed, the degree of deformation of the electric field by the first nanofiber guide portion 130 accordingly. You can see that is changed.
  • the first nano fiber guide portion 130 As the vertical separation interval S between the upper surface of the first nanofiber guide portion 130 and the lower surface of the second nanofiber guide portion 140 increases from 0 mm to 10 mm, the first nano fiber guide portion The position of the lowest point of the electric field intensity graph reduced by 130 is lowered, and as the position is lowered, the electric field strength in the space spaced in the vertical direction is increased.
  • the vertical direction spacing S is 30 mm, unlike the other cases, it can be seen that the difference between the lowest point of the electric field strength and the electric field strength on the upper surface of the stage unit 120 is low.
  • the first nanofiber guide unit 130 may be used in order to pass the nanofibers to a region between the first guide body 131 and the second guide body 132 of the first nanofiber guide unit 130.
  • the vertical separation interval S between the upper surface of the upper surface and the lower surface of the second nanofiber guide portion 140 should be adjusted in a range of about 10 mm to about 20 mm, and the first nanofiber guide portion 130 is a stage portion. It is preferred to be spaced apart from 120.
  • FIG. 11 illustrates the distance in the Z-axis direction (Z-axis coordinate) from the point where the X-axis coordinate and the Y-axis coordinate are '0' when the horizontal separation interval between the third guide body and the fourth guide body is changed.
  • 12 is a graph showing the Z-axis component electric field strength, and FIG. 12 illustrates the Z-axis component electric field according to the X-axis position when the horizontal separation intervals between the third guide body and the fourth guide body are 30 mm, 50 mm, 70 mm, and 90 mm. These graphs show the intensity of each Z-axis.
  • the spacing D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132 of the first nanofiber guide part 130 is '30 mm ', and a black curve
  • the red curve and the blue curve are the third guide body in the third electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide unit 130 and the second nanofiber guide unit 140.
  • the black curve, the red curve, the blue curve, the green curve, the pink curve, the brown curve, and the violet curve are represented by the Z axis.
  • the field strengths according to the X-axis coordinates at the points '62', '52', '42', '32', '22', '12' and '2' are respectively shown.
  • the Z-axis component electric field strength in the green curve is the largest and the Z-axis component electric field strength in the black curve is the smallest in the region where the Z-axis coordinate of the horizontal axis is 30 or more.
  • the third guide body 141 in the region where the Z-axis coordinate is 30 or more, the third guide body 141. It can be seen that the intensity of the Z-axis component electric field increases as the horizontal separation interval D2 between the fourth guide body 142 and the second guide body 142 increases.
  • the Z-axis component electric field strength in the black curve is the largest and the Z-axis component electric field strength in the green curve is the smallest in the region where the Z-axis coordinate is 0 or more and 15 or less.
  • the horizontal separation interval D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132 is 30 mm
  • the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is about 40 mm or more and 80 mm or less. That is, the horizontal separation interval D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is the horizontal separation interval D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132. Preferably about 4/3 to 8/3 times).
  • the first and second nanofiber guides are used to deform the electric field formed between the nozzle and the stage, and the modified electric field is used to control the movement of the nanofibers in one direction on the substrate. It can be arranged and positioned, resulting in nanofiber membranes or felts having a thickness of tens of micrometers or more on a substrate and well maintained orientation.

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Abstract

Disclosed is an electrospinning-type pattern forming device. The electrospinning-type pattern forming device comprises: a nozzle to which a first voltage is applied and which spins a spinning solution; a stage part which is disposed at the lower portion of the nozzle, which supports a substrate on which a pattern is to be formed, and to which a second voltage is applied; a first nanofiber guide part provided with first and second guide bodies disposed apart from each other between the nozzle and the stage part, and modifying an electric field and applying a force that acts upon the nanofiber in a certain direction; and a second nanofiber guide part provided with third and fourth guide bodies separated from each other and disposed on the upper portion of the first and second guide bodies, respectively, and modifying an electric field and guiding the nanofiber to a region between the first and second guide bodies.

Description

전기방사 방식 패턴 형성 장치Electrospinning pattern forming device
본 발명은 전기 방사 방식 패턴 형성 장치에 관한 것으로서, 전기방사 방식으로 나노 섬유를 방사하여 일정한 패턴을 형성할 수 있다.The present invention relates to an electrospinning pattern forming apparatus, which may form a predetermined pattern by spinning the nanofibers by the electrospinning method.
나노섬유를 제조하는 방법에는 드로윙(drawing), 주형 합성(template synthesis), 상전이(phase separation), 자기조립(self assembly), 전기방사(electrospinning) 등이 알려져 있다. 이들 방법 중 나노섬유를 연속적으로 제조할 수 있는 방법으로는 전기방사 방식이 일반적으로 적용되고 있다.Drawing, template synthesis, phase separation, self assembly, electrospinning, and the like are known as methods for producing nanofibers. Among these methods, electrospinning is generally applied as a method for continuously producing nanofibers.
전기방사 방법은 방사용액을 방사하는 노즐과 기판이 배치되는 스테이지 사이에 고전압을 인가하여 방사용액의 표면장력보다 큰 전기장을 형성하여, 방사용액이 나노섬유 형태로 방사되도록 한다. 전기방사 방법으로 제조되는 나노섬유는 방사용액의 점도, 탄성, 전도성, 유전성, 극성 및 표면장력 등의 소재 물성과 전기장의 세기, 노즐과 집적 전극 사이의 거리 등에 영향을 받는다.In the electrospinning method, a high voltage is applied between the nozzle for spinning the spinning solution and the stage on which the substrate is disposed to form an electric field larger than the surface tension of the spinning solution, so that the spinning solution is spun in the form of nanofibers. Nanofibers produced by the electrospinning method are affected by the material properties such as the viscosity, elasticity, conductivity, dielectric properties, polarity and surface tension of the spinning solution, the strength of the electric field, and the distance between the nozzle and the integrated electrode.
전기방사법에 의한 나노섬유 형성방법은 널리 알려진 기술이다. 한편, 이렇게 형성된 나노섬유를 원하는 방향으로 배열하려는 시도들이 있었으며, 그 대표적인 방법으로는 인접하게 형성된 전극에 전기방사를 하여 정렬된 나노섬유를 얻는 방법과 노즐과 기판사이의 거리를 매우 근접하게 유지하여, 나노섬유를 원하는 위치에 배열시키는 방법이 있다. 그러나 이 방법들은 실용화 측면에서 문제점을 가지고 있다.Nanofiber forming method by the electrospinning method is a well known technique. On the other hand, there have been attempts to arrange the thus formed nanofibers in a desired direction, and the representative methods include electrospinning adjacent electrodes formed to obtain aligned nanofibers, and keeping the distance between the nozzle and the substrate very close. There is a method of arranging nanofibers in a desired position. However, these methods have problems in practical use.
본 발명의 목적은 나노섬유를 일방향으로 배열시켜 미세 패턴을 정밀하게 형성할 수 있는 전기방사 방식 패턴 형성 장치의 제공에 있다.An object of the present invention is to provide an electrospinning pattern forming apparatus capable of precisely forming a fine pattern by arranging nanofibers in one direction.
본 발명의 실시예에 따른 전기방사 방식 패턴 형성 장치는 제1 전압이 인가되고, 방사용액으로부터 나노섬유를 방사하는 노즐; 상기 노즐 하부에 배치되어 패턴이 형성될 기판을 지지하고 상기 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가되는 스테이지부; 상기 노즐과 상기 스테이지부 사이에서 상기 노즐의 연장선을 사이에 두고 서로 이격되게 배치된 제1 가이드체 및 제2 가이드체를 포함하고, 상기 노즐과 상기 스테이지부 사이에 형성된 전기장을 변형하여 상기 나노섬유를 상기 제1 및 제2 가이드체 사이의 영역에 대응하는 방향으로 배열시키는 제1 나노섬유 가이드부; 및 상기 제1 가이드체 및 상기 제2 가이드체 상부에 각각 배치되고 서로 이격된 제3 가이드체 및 제4 가이드체를 포함하고, 상기 노즐과 상기 스테이지부 사이에 형성된 전기장을 변형하여 상기 나노섬유를 상기 제1 및 제2 가이드체 사이의 영역으로 가이드하는 제2 나노섬유 가이드부를 포함한다.Electrospinning pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention is a first voltage is applied, the nozzle for spinning the nanofibers from the spinning solution; A stage unit disposed under the nozzle to support a substrate on which a pattern is to be formed and to receive a second voltage different from the first voltage; And a first guide body and a second guide body disposed to be spaced apart from each other with the extension line of the nozzle interposed between the nozzle and the stage part, wherein the electric field formed between the nozzle and the stage part is deformed to form the nanofibers. A first nanofiber guide portion arranged to align in a direction corresponding to a region between the first and second guide bodies; And a third guide body and a fourth guide body disposed on the first guide body and the second guide body and spaced apart from each other, and deforming the electric field formed between the nozzle and the stage unit to modify the nanofibers. And a second nanofiber guide part that guides to a region between the first and second guide bodies.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 가이드체는 상기 노즐로부터 상기 스테이지부에 수직한 방향으로 연장된 가상의 연장선을 사이에 두고 서로 이격되게 배치되고, 각각 상기 스테이지에 평행한 제1 방향으로 연장되고, 상기 제3 및 제4 가이드체는 상기 가상의 연장선을 사이에 두고 각각 서로 이격되게 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 제1 내지 제4 가이드체 각각은 상대 유전율이 50 이하인 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 가이드체와 상기 제3 및 제4 가이드체 각각은 스티로폼 재료, 테프론 재료, 나무 재료, 플라스틱 재료, 고무 재료, 유리 재료, 석영 재료 및 실리콘산화물 재료로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다.The first and second guide bodies may be spaced apart from each other with an imaginary extension line extending from the nozzle in a direction perpendicular to the stage, and each of the first and second guide bodies may be parallel to the stage. The third and fourth guide bodies are spaced apart from each other with the imaginary extension line interposed therebetween and extend in the first direction, and each of the first to fourth guide bodies has a relative dielectric constant of 50 or less. It can be formed of a material. For example, each of the first and second guide bodies and the third and fourth guide bodies is a group consisting of styrofoam material, Teflon material, wood material, plastic material, rubber material, glass material, quartz material and silicon oxide material. It may be formed of one or more materials selected from.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 및 제4 가이드체의 하부면은 상기 노즐의 단부보다 하부에 위치할 수 있다.In one embodiment, the lower surfaces of the third and fourth guide body may be located below the end of the nozzle.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 가이드체의 상부면과 상기 제3 및 제4 가이드체의 하부면은 서로 접촉하거나 30 mm 이하의 간격으로 이격될 수 있다.In one embodiment, the upper surface of the first and second guide body and the lower surface of the third and fourth guide body may be in contact with each other or spaced at intervals of 30 mm or less.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 가이드체와 상기 제2 가이드체 사이의 제1 이격간격은 상기 제3 가이드체와 상기 제4 가이드체 사이의 제2 이격간격과 동일하거나 이보다 작을 수 있다. 이 경우, 상기 제2 이격간격은 상기 제1 이격간격의 4/3 내지 8/3배일 수 있다.In one embodiment, the first spacing interval between the first guide body and the second guide body may be equal to or smaller than the second spacing interval between the third guide body and the fourth guide body. In this case, the second spacing may be 4/3 to 8/3 times the first spacing.
일 실시예에 있어서, 상기 전기방사 방식 패턴 형성 장치는 상기 제1 나노섬유 가이드부를 상하좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 제1 위치 조정부; 및 상기 제1 나노섬유 가이드부와 독립적으로 제2 나노섬유 가이드부를 상하좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 제2 위치 조정부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the electrospinning pattern forming apparatus may include a first position adjusting unit capable of moving the first nanofiber guide part in up, down, left and right directions; And a second position adjusting unit capable of moving the second nanofiber guide unit in up, down, left and right directions independently of the first nanofiber guide unit.
본 발명에 따르면, 낮은 상대유전율을 갖는 물질로 형성된 제1 나노섬유 가이드부를 이용하여 노즐과 스테이지부 사이의 전기장을 변형시켜 나노 섬유에 일 방향으로 작용하는 힘을 인가할 수 있으므로, 기판 상에 나노섬유를 일 방향으로 배열 및 위치시킬 수 있고, 그 결과 기판 상에 수십 마이크로미터 이상의 두께를 가지는 배향성(Alignment)이 유지된 나노섬유 멤브레인(Membrane) 또는 펠트(Felt)를 제조할 수 있다.According to the present invention, the first nanofiber guide portion formed of a material having a low relative dielectric constant may be used to deform an electric field between the nozzle and the stage portion to apply a force acting in one direction to the nanofibers, thereby providing nano The fibers can be arranged and positioned in one direction, resulting in nanofiber membranes or felts with alignment maintained with a thickness of tens of micrometers or more on the substrate.
또한, 낮은 상대유전율을 갖는 물질로 형성되고 상기 제1 나노섬유 가이드부 상부에 배치된 제2 나노섬유 가이드부를 이용하여 나노섬유를 제1 나노섬유 가이드부의 제1 가이드체와 제2 가이드체 사이의 영역으로 가이드함으로써 더욱 배향성이 향상된 나노섬유 멤브레인(Membrane) 또는 펠트(Felt)를 제조할 수 있다.In addition, by using a second nanofiber guide portion formed of a material having a low relative dielectric constant and disposed on the first nanofiber guide portion, nanofibers may be formed between the first guide body and the second guide body of the first nanofiber guide portion. By guiding to the regions, nanofiber membranes or felts with improved orientation can be produced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사 방식 패턴 형성 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an electrospinning pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 제1 및 제2 나노섬유 가이드부를 포함하지 않는 제1 전기방사 방식 패턴 형성 장치(좌측) 및 제1 나노섬유 가이드부와 제2 나노섬유 가이드부 중 제1 나노섬유 가이드부만을 포함하는 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치(우측)에 있어서 Y축 위치에 따른 전기장의 Z축 성분 세기를 측정한 사진들이다.FIG. 2 includes a first electrospinning pattern forming apparatus (left) that does not include the first and second nanofiber guide parts, and includes only the first nanofiber guide part among the first and second nanofiber guide parts. It is the photographs which measured the intensity | strength of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position in the 2nd electrospinning pattern forming apparatus (right side).
도 3은 도 2의 제1 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서, Y축 위치에 따른 전기장의 Z축 성분의 Z축 위치별 세기를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the strength of each Z-axis position of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position in the first electrospinning pattern forming apparatus of FIG.
도 4은 도 2의 제2 전기방식 방식 패턴 형성 장치에 있어서, Y축 위치에 따른 전기장의 Z축 성분의 Z축 위치별 세기를 나타내는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the strength of each Z-axis position of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position in the second electric pattern forming apparatus of FIG. 2.
도 5는 도 2의 제1 및 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서, X축 좌표가 '0'이고, Z축 좌표가 '30'인 지점에서의 Y축 위치에 따른 전기장의 Z축 성분세기를 나타낸 그래프이다.5 is a Z-axis component of an electric field according to the Y-axis position at a point where the X-axis coordinates are '0' and the Z-axis coordinates are '30' in the first and second electrospinning pattern forming apparatus of FIG. Graph showing intensity.
도 6 및 도 7은 제1 나노섬유 가이드부와 제2 나노섬유 가이드부를 모두 포함하는 제3 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서, X축 위치에 따른 Z축 성분 전기장의 세기를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 사진 및 그래프이다.6 and 7 illustrate the results of simulating the intensity of the Z-axis component electric field according to the X-axis position in the third electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide portion and the second nanofiber guide portion. Photos and graphs.
도 8 및 도 9는 제1 나노섬유 가이드부와 제2 나노섬유 가이드부 중 제1 나노섬유 가이드부만을 구비하는 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서, X축 위치에 따른 Z축 성분 전기장의 세기를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 사진 및 그래프이다.8 and 9 illustrate a second electrospinning pattern forming apparatus having only the first nanofiber guide portion among the first nanofiber guide portion and the second nanofiber guide portion, the Z-axis component electric field according to the X-axis position. Photos and graphs showing the results of simulations of intensity.
도 10은 제1 나노섬유 가이드부의 상부면과 제2 나노섬유 가이드부의 하부면 사이의 수직 방향 이격 간격이 30mm, 20mm, 10mm 및 0mm인 경우에, X축 좌표 및 Y축 좌표가 '0'인 지점에서 Z축 방향으로의 거리(Z축 좌표)에 따른 전기장의 세기를 나타내는 그래프이다.FIG. 10 illustrates that the X-axis coordinates and the Y-axis coordinates are '0' when the vertical separation intervals between the upper surface of the first nanofiber guide portion and the lower surface of the second nanofiber guide portion are 30 mm, 20 mm, 10 mm, and 0 mm. It is a graph showing the intensity of the electric field according to the distance (Z-axis coordinate) from the point to the Z-axis direction.
도 11은 제3 가이드체와 제4 가이드체 사이의 수평 방향 이격 간격을 변화시키는 경우, X축 좌표 및 Y축 좌표가'0'인 지점에서 Z축 방향으로의 거리(Z축 좌표)에 따른 Z축 성분 전기장 세기를 나타내는 그래프이고, FIG. 11 illustrates the distance in the Z-axis direction (Z-axis coordinate) from the point where the X-axis coordinate and the Y-axis coordinate are '0' when the horizontal separation interval between the third guide body and the fourth guide body is changed. Is a graph showing the Z-axis component electric field strength,
도 12는 제3 가이드체와 제4 가이드체 사이의 수평 방향 이격 간격이 30mm, 50mm, 70mm 및 90mm인 경우에, X축 위치에 따른 Z축 성분 전기장의 Z축 위치별 세기를 각각 나타내는 그래프들이다.12 are graphs showing the strengths of the Z-axis positions of the Z-axis component electric fields according to the X-axis positions when the horizontal separation intervals between the third guide body and the fourth guide body are 30 mm, 50 mm, 70 mm, and 90 mm, respectively. .
*도면 부호의 설명** Description of Drawing Symbols *
100: 패턴 형성 장치 110: 용액 방사부100: pattern forming apparatus 110: solution spinning unit
111: 시린지 112: 노즐111: syringe 112: nozzle
120: 스테이지부 130: 제1 나노섬유 가이드부120: stage portion 130: first nanofiber guide portion
131: 제1 가이드체 132: 제2 가이드체131: first guide body 132: second guide body
140: 제2 나노섬유 가이드부 141: 제3 가이드체140: second nanofiber guide portion 141: third guide body
142: 제4 가이드체142: fourth guide body
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에서 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. The present invention may be variously modified and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present invention. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged or reduced than actual for clarity of the invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계,동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise", "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, or combination thereof described on the specification, and one or the same. It is to be understood that the present invention does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되고 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those generally used and defined in the dictionary should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사 방식 패턴 형성 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an electrospinning pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기방사 방식 패턴 형성 장치(100)는 방사용액(10)을 전기방사하여 기판(20)에 원하는 미세 패턴을 직접 형성할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기방사 방식 패턴 형성장치(100)는 용액 방사부(110), 스테이지부(120), 제1 나노섬유 가이드부(130) 및 제2 나노섬유 가이드부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the electrospinning pattern forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may directly form a desired fine pattern on the substrate 20 by electrospinning the spinning solution 10. To this end, the electrospinning pattern forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is the solution spinning unit 110, the stage unit 120, the first nanofiber guide unit 130 and the second nanofiber guide unit ( 140).
용액 방사부(110)는 시린지(111) 및 노즐(112)을 포함할 수 있다.The solution radiating unit 110 may include a syringe 111 and a nozzle 112.
시린지(111)는 방사용액(10)을 수용할 수 있다. 방사용액(10)은 폴리머 등과 같은 유기재료 용액 또는 유기재료와 무기재료가 혼합된 유무기 복합재료 용액일 수 있고, 약 1 내지 200 poise의 점도를 가질 수 있다. 노즐(112)은 시린지(111)에 연결되고, 시린지(111)에 수용된 방사용액(10)을 스테이지부(120) 방향으로 방사할 수 있다. 노즐(112)은 전도성 물질, 예를 들면, 스테인레스 재질로 형성되고, 일정한 내경 및 외경을 가지는 미세관 형태를 가질 수 있다.The syringe 111 may accommodate the spinning solution 10. The spinning solution 10 may be an organic material solution such as a polymer or an organic / inorganic composite material solution in which an organic material and an inorganic material are mixed, and may have a viscosity of about 1 to 200 poise. The nozzle 112 may be connected to the syringe 111 and may radiate the spinning solution 10 accommodated in the syringe 111 in the direction of the stage unit 120. The nozzle 112 may be formed of a conductive material, for example, stainless material, and may have a microtubule shape having a constant inner diameter and an outer diameter.
스테이지부(120)는 방사용액(10)이 방사되는 노즐(112)의 단부와 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 스테이지부(120)는 전도성 재질로 형성될 수 있다. 스테이지부(120)는 나노섬유에 의한 패턴이 형성될 상기 기판(20)을 지지할 수 있다.The stage unit 120 may be disposed to be spaced apart from the end of the nozzle 112 from which the spinning solution 10 is radiated. The stage unit 120 may be formed of a conductive material. The stage unit 120 may support the substrate 20 on which a pattern made of nanofibers is to be formed.
노즐(112) 및 스테이지부(120)에는 서로 다른 제1 전압 및 제2 전압이 각각 인가되어, 노즐(112) 및 스테이지부(120) 사이에는 전기장이 형성될 수 있다. 노즐(112)을 통해 방사용액을 방사하는 경우, 노즐(112) 팁에 분포하는 방사용액(10)은 표면장력에 의하여 반구형 방울 형태를 갖게 되고, 노즐(112)에 인가된 전압에 의해 방사용액(10)의 방울 표면에는 노즐(112)에 인가된 전압과 동일한 극성의 전하가 유도되어 정전기적 반발력을 발생시킨다. 이러한 정전기적 반발력의 작용으로 인하여 노즐(112) 팁에 매달려 있는 방사용액(10) 방울은 테일러콘(Taylor cone)으로 알려진 원추형 모양으로 늘어나게 된다. 노즐(112)과 스테이지부(120) 사이에 형성된 전기장의 세기가 특정 임계 전기장의 세기보다 커지면, 방사용액(10) 테일러콘의 끝으로부터 방사용액(10) 제트(Jet)가 방출되게 된다. 방사용액(10)의 점도가 낮은 경우, 이러한 방사용액(10) 제트는 미세 방울로 붕괴되나, 방사용액(10)의 점도가 임계값 이상인 경우 표면장력 때문에 방사용액(10) 제트는 붕괴되지 않고 연속된 섬유 형태로 스테이지부(120) 방향으로 방사된다. 본 발명에 있어서는 방사용액(10)이 약 1 내지 200 poise의 점도를 가지므로 섬유 형태로 방사될 수 있다. 방사용액(10) 테일러콘으로부터 방출되는 방사용액(10) 섬유는 나노스케일의 직경을 가질 수 있다. 이하에서는 방사용액(10) 테일러콘으로부터 방출되는 '방사용액(10)의 섬유'를 설명의 편의를 위하여 '나노 섬유'라 칭한다. 이러한 나노 섬유는 체적전류밀도가 높을 경우, 나노섬유의 내재적 불안정성에 의해 굽힘현상이 발생한다. 나노섬유의 굽힘 현상이 발생하는 위치는 나노섬유의 하전된 정도와 유전율, 전도도, 점도 등과 같은 용액의 특성에 의해 변화한다. 예를 들면, 나노섬유의 하전된 정도가 높을수록 노즐(112) 팁에 가까운 위치에서 나노섬유의 굽힘 현상이 발생한다.Different first and second voltages may be applied to the nozzle 112 and the stage 120, respectively, and an electric field may be formed between the nozzle 112 and the stage 120. In the case of spinning the spinning solution through the nozzle 112, the spinning solution 10 distributed at the tip of the nozzle 112 has a hemispherical drop shape by the surface tension, and the spinning solution by the voltage applied to the nozzle 112. On the drop surface of 10, electric charges of the same polarity as the voltage applied to the nozzle 112 are induced to generate an electrostatic repulsive force. Due to the action of the electrostatic repulsion, the droplet of spinning solution 10 hanging on the tip of the nozzle 112 is stretched into a conical shape known as a Taylor cone. When the intensity of the electric field formed between the nozzle 112 and the stage portion 120 is greater than the intensity of a specific critical electric field, the jet of the spinning solution 10 jet is emitted from the tip of the spinning solution 10 TaylorCon. When the viscosity of the spinning solution 10 is low, the jet of the spinning solution 10 collapses into fine droplets, but when the viscosity of the spinning solution 10 is above the threshold, the jet of the spinning solution 10 does not collapse due to the surface tension. It is spun in the direction of the stage portion 120 in the form of a continuous fiber. In the present invention, since the spinning solution 10 has a viscosity of about 1 to 200 poise, it can be spun in the form of fibers. Spinning solution 10 The spinning solution 10 fibers emitted from the Taylor cone may have a diameter of nanoscale. Hereinafter, the 'fiber of the spinning solution 10' released from the spinning solution 10 TaylorCon is referred to as a 'nano fiber' for convenience of description. When the nanofibers have a high volume current density, bending occurs due to inherent instability of the nanofibers. The location of bending of the nanofibers varies depending on the degree of charge of the nanofibers and the properties of the solution such as permittivity, conductivity, and viscosity. For example, the higher the degree of charge of the nanofibers, the more likely the bending of the nanofibers occurs at a location closer to the tip of the nozzle 112.
제1 및 제2 나노섬유 가이드부(130, 140)는 노즐(112)로부터 방사된 나노 섬유의 진행방향을 가이드한다. 일 실시예로, 제1 나노섬유 가이드부(130)는 노즐(112) 팁과 스테이지부(120) 사이에 위치하고, 제2 나노섬유 가이드부(140)는 노즐(112) 팁과 제1 나노섬유 가이드부(130) 사이에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 나노섬유 가이드부는 노즐(112)과 스테이지부(120) 사이에 형성된 전기장을 변형시켜 나노 섬유의 진행방향을 가이드할 수 있다. 일 실시예로, 제1 및 제2 나노섬유 가이드부(130, 140)는 상대 유전율(relative dielectric permittivity)이 낮은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 나노섬유 가이드부(130, 140)는 상대유전율이 약 50 이하인 물질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 나노섬유 가이드부(130, 140)는 스티로폼, 테프론, 나무, 플라스틱 재료, 고무, 유리, 석영, 실리콘산화물 등의 물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The first and second nanofiber guides 130 and 140 guide the advancing direction of the nanofibers radiated from the nozzle 112. In one embodiment, the first nanofiber guide portion 130 is located between the nozzle 112 tip and the stage portion 120, the second nanofiber guide portion 140 is the nozzle 112 tip and the first nanofiber It may be disposed between the guide portion 130. The first and second nanofiber guide parts may guide an advancing direction of the nanofibers by modifying an electric field formed between the nozzle 112 and the stage part 120. In an embodiment, the first and second nanofiber guide parts 130 and 140 may be formed of a material having a low relative dielectric permittivity. For example, the first and second nanofiber guide parts 130 and 140 may be formed of a material having a relative dielectric constant of about 50 or less. Specifically, the first and second nanofiber guides 130 and 140 may be formed of a material such as styrofoam, teflon, wood, plastic material, rubber, glass, quartz, silicon oxide, but is not limited thereto.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 나노섬유 가이드부(130)는 노즐(112)의 연장선을 사이에 두고 서로 소정 간격으로 이격된 제1 가이드체(131) 및 제2 가이드체(132)를 포함할 수 있고, 제2 나노섬유 가이드부(140)는 노즐(112)의 연장선을 사이에 두고 서로 이격되고, 상기 제1 가이드체(131) 및 제2 가이드체(132) 상부에 각각 위치하는 제3 가이드체(141) 및 제4 가이드체(142)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first nanofiber guide portion 130, the first guide body 131 and the second guide body 132 spaced at a predetermined interval from each other with an extension line of the nozzle 112 therebetween. The second nanofiber guide unit 140 may be spaced apart from each other with an extension line of the nozzle 112 interposed therebetween, respectively positioned above the first guide body 131 and the second guide body 132. The third guide body 141 and the fourth guide body 142 may be included.
제1 및 제2 가이드체(131, 132)는 스테이지부(120)에 평행한 일 방향, Y-축 방향으로 각각 연장되고 서로 평행하게 배치될 수 있다. 제1 및 제2 가이드체(131, 132)는 서로 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 가이드체(131, 132) 각각은 원형, 다각형, 반원, 타원 등의 단면을 갖는 막대 형상을 가질 수도 있고, 판(plate) 형상을 가질 수도 있다. 일 예로, 제1 및 제2 가이드체(131, 132) 각각은 XZ 평면을 따라 절단한 단면이 직각 사각형이고, XZ 평면에 수직한 방향(Y)으로 연장된 직육면체 형상의 막대 형상을 가질 수 있다.The first and second guide bodies 131 and 132 may extend in one direction and a Y-axis direction parallel to the stage 120 and may be disposed in parallel to each other. The first and second guide bodies 131 and 132 may have the same shape and size. For example, each of the first and second guide bodies 131 and 132 may have a rod shape having a cross section of a circle, a polygon, a semicircle, an ellipse, or the like, or may have a plate shape. For example, each of the first and second guide bodies 131 and 132 may have a rectangular cross-section cut along the XZ plane, and may have a rectangular parallelepiped rod shape extending in a direction Y perpendicular to the XZ plane. .
제1 및 제2 가이드체(131, 132)는 노즐(112) 팁과 스테이지부(120) 사이에 형성된 전기장을 변형시켜 나노섬유에 Y축 방향으로 작용하는 힘을 인가하는 전기장을 형성할 수 있다. 이러한 나노섬유에 대해 Y축 방향으로 작용하는 전기장 힘을 인가하는 경우, 상기 나노섬유의 Y축 방향으로 유동은 증가할 수 있고, 그 결과 나노섬유가 보다 넓은 면적에서 상기 Y축 방향으로 균일하게 정렬될 수 있다. The first and second guide bodies 131 and 132 may form an electric field that applies a force acting in the Y-axis direction to the nanofiber by modifying an electric field formed between the tip of the nozzle 112 and the stage 120. . When an electric field force acting in the Y-axis direction is applied to the nanofibers, the flow may increase in the Y-axis direction of the nanofibers, so that the nanofibers are uniformly aligned in the Y-axis direction in a larger area. Can be.
이를 위해, 제1 및 제2 가이드체(131, 132)는 서로 일정한 간격만큼 이격되도록 배치되어 XY 평면에 투영했을 경우 제1 및 제2 가이드체(131, 132) 사이에는 제1 및 제2 가이드체(131, 132)의 양쪽 단부에서 오픈된 공간이 형성되는 것이 바람직하다.To this end, the first and second guide bodies 131 and 132 are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined interval, and when the first and second guide bodies 131 and 132 are projected on the XY plane, between the first and second guide bodies 131 and 132. It is preferable that open spaces are formed at both ends of the sieves 131 and 132.
제3 및 제4 가이드체(141, 142)는 제1 및 제2 가이드체(131, 132) 상부에 각각 배치되고, Y축 방향으로 연장되고 서로 평행하게 배치될 수 있다. 나노섬유의 체적전류밀도가 높을 경우, 나노섬유에 내재된 불안정성의 정도가 높아져 하전된 나노섬유가 제1 및 제2 가이드체(131, 132) 사이로 통과하기 어려운 문제점이 있는데, 제3 및 제4 가이드체(141, 142)는 노즐(112) 팁과 스테이지부(120) 사이의 전기장을 변형시켜 나노섬유가 제1 및 제2 가이드체(131, 132) 사이를 통과하도록 나노섬유를 가이드할 수 있다.The third and fourth guide bodies 141 and 142 may be disposed on the first and second guide bodies 131 and 132, respectively, and may extend in the Y-axis direction and may be disposed in parallel to each other. When the volume current density of the nanofibers is high, the degree of instability inherent in the nanofibers increases, so that the charged nanofibers are difficult to pass between the first and second guide bodies 131 and 132. The guide bodies 141 and 142 may modify the electric field between the tip of the nozzle 112 and the stage 120 to guide the nanofibers so that the nanofibers pass between the first and second guide bodies 131 and 132. have.
제3 및 제4 가이드체(141, 142)는 서로 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 제3 및 제4 가이드체(141, 142) 각각은 원형, 다각형, 반원, 타원 등의 단면을 갖는 막대 형상을 가질 수도 있고, 판(plate) 형상을 가질 수도 있다. 다만, 제3 및 제4 가이드체(141, 142)는 서로 일정한 간격만큼 이격되도록 배치되어, XY 평면에 투영했을 경우 제3 및 제4 가이드체(141, 142) 사이에는 제3 및 제4 가이드체(141, 142)의 양쪽 단부에서 오픈된 공간이 형성되는 것이 바람직하다.The third and fourth guide bodies 141 and 142 may have the same shape and size. For example, each of the third and fourth guide bodies 141 and 142 may have a rod shape having a cross section of a circle, a polygon, a semicircle, an ellipse, or the like, or may have a plate shape. However, the third and fourth guide bodies 141 and 142 are disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval, and when the third and fourth guide bodies 141 and 142 are projected on the XY plane, the third and fourth guide bodies are arranged between the third and fourth guide bodies 141 and 142. It is preferable that open spaces are formed at both ends of the sieves 141 and 142.
일 예로, 제3 및 제4 가이드체(141, 142) 각각은 XZ 평면을 따라 절단한 단면이 사각형이고, XZ 평면에 수직한 방향(Y)으로 연장된 직육면체 형상의 막대 형상을 가질 수 있다.For example, each of the third and fourth guide bodies 141 and 142 may have a rectangular cross section cut along the XZ plane, and may have a rectangular parallelepiped rod shape extending in a direction Y perpendicular to the XZ plane.
일 실시예에 있어서, 제3 및 제4 가이드체(141, 142) 각각의 X축 방향으로의 폭은 제1 및 제2 가이드체(131, 132) 각각의 X축 방향으로의 폭보다 작을 수 있고, 그 결과, 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 이격 간격(D2)은 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 이격 간격(D1)보다 클 수 있다.In one embodiment, the width in the X-axis direction of each of the third and fourth guide bodies 141 and 142 may be smaller than the width in the X-axis direction of each of the first and second guide bodies 131 and 132. As a result, the spacing D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is the spacing D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132. Can be greater than
그리고, 나노섬유를 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 공간으로 안정적으로 가이드하기 위하여, 제3 가이드체(141) 및 제4 가이드체(142)의 상부면은 나노섬유의 굽힘 현상이 발생하는 지점보다 높이 위치하는 것이 바람직하다. 일 예로, 나노섬유의 굽힘 현상이 발생하는 지점이 노즐(112) 팁으로부터 예를 들면, 약 2cm 미만으로 떨어진 위치에서 발생하는 경우, 제3 및 제4 가이드체(141, 142)의 상부면은 노즐(112) 팁보다 높은 위치에 배치되고, 나노섬유의 굽힘 현상이 발생하는 지점이 노즐(112) 팁으로부터 약 2cm 이상으로 떨어진 위치에서 발생하는 경우, 제3 및 제4 가이드체(141, 142)의 상부면은 노즐(112) 팁보다 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.In addition, in order to stably guide the nanofibers into the space between the first guide body 131 and the second guide body 132, the upper surfaces of the third guide body 141 and the fourth guide body 142 may be nano. It is desirable to be positioned higher than the point where the bending of the fiber occurs. For example, when the bending point of the nanofibers occurs at a position away from, for example, less than about 2 cm from the tip of the nozzle 112, the upper surfaces of the third and fourth guide bodies 141 and 142 may be The third and fourth guide bodies 141 and 142 are disposed at a position higher than the tip of the nozzle 112 and the bending point of the nanofiber occurs at a position separated by about 2 cm or more from the tip of the nozzle 112. The top surface of the c) is preferably disposed at a position lower than the tip of the nozzle 112.
본 발명의 실시예에 따른 전기방사 방식 패턴 형성 장치(100)는 제1 나노섬유 가이드부(130)를 상하좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 제1 위치 조정부(미도시) 및 제1 나노섬유 가이드부(130)와 독립적으로 제2 나노섬유 가이드부(140)를 상하좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 제2 위치 조정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 제1 및 제2 위치 조정부에 의해, 제1 및 제2 나노섬유 가이드부(130, 140) 각각의 높이, 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 이격간격(D1), 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 이격간격(D2), 제1 나노섬유 가이드부(130)와 제2 나노섬유 가이드부(140) 사이의 이격간격(S) 등을 필요에 따라 조절할 수 있다.In the electrospinning pattern forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the first position adjusting unit (not shown) and the first nanofiber guide unit capable of moving the first nanofiber guide unit 130 in the up, down, left and right directions are provided. A second position adjusting part (not shown) may be further included to move the second nanofiber guide part 140 in up, down, left and right directions independently of the 130. The height of each of the first and second nanofiber guide parts 130 and 140, and the separation gap between the first guide body 131 and the second guide body 132 by the first and second position adjusting parts ( D1), the spacing D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142, and the spacing between the first nanofiber guide part 130 and the second nanofiber guide part 140 ( S) can be adjusted as needed.
도 2는 제1 및 제2 나노섬유 가이드부를 포함하지 않는 제1 전기방사 방식 패턴 형성 장치(좌측) 및 제1 나노섬유 가이드부와 제2 나노섬유 가이드부 중 제1 나노섬유 가이드부만을 포함하는 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치(우측)에 있어서 Y축 위치에 따른 전기장의 Z축 성분 세기를 측정한 사진들이다. 도 3은 도 2의 제1 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서, Y축 위치에 따른 전기장의 Z축 성분의 Z축 위치별 세기를 나타내는 그래프이고, 도 4은 도 2의 제2 전기방식 방식 패턴 형성 장치에 있어서, Y축 위치에 따른 전기장의 Z축 성분의 Z축 위치별 세기를 나타내는 그래프이며, 도 5는 도 2의 제1 및 제2 전기방사 방식 패턴 형성장치에 있어서, X축 좌표가 '0'이고, Z축 좌표가 '30'인 지점에서의 Y축 위치에 따른 전기장의 Z축 성분 세기를 나타낸 그래프이다. 도 3 및 도 4에 있어서, 'Z-(2)곡선', 'Z-(12) 곡선', 'Z-(12) 곡선', 'Z-(32) 곡선', 'Z-(42) 곡선', 'Z-(52) 곡선' 및 'Z-(62) 곡선'은 Z축 좌표가 '2', '12', '22', '32', '42', '52' 및 '62'인 지점에서의 전기장의 Z축 성분 세기를 각각 나타낸다.FIG. 2 includes a first electrospinning pattern forming apparatus (left) that does not include the first and second nanofiber guide parts, and includes only the first nanofiber guide part among the first and second nanofiber guide parts. It is the photographs which measured the intensity | strength of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position in the 2nd electrospinning pattern forming apparatus (right side). 3 is a graph showing the strength of each Z-axis position of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position in the first electrospinning pattern forming apparatus of FIG. 2, FIG. In the forming apparatus, it is a graph showing the strength of each Z-axis position of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position, Figure 5 is a X-axis coordinate in the first and second electrospinning pattern forming apparatus of FIG. It is a graph showing the strength of the Z-axis component of the electric field according to the Y-axis position at the point '0' and the Z-axis coordinates '30'. 3 and 4, 'Z- (2) curve', 'Z- (12) curve', 'Z- (12) curve', 'Z- (32) curve', 'Z- (42)' Curves ',' Z- (52) curves 'and' Z- (62) curves 'have Z axis coordinates of' 2 ',' 12 ',' 22 ',' 32 ',' 42 ',' 52 'and' The Z-axis component intensities of the electric fields at the points 62 'are respectively shown.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서는, 노즐 단부로부터의 거리가 증가할수록, 즉, Z축 좌표가 감소할수록 전기장의 세기가 지속적으로 감소한다. 그리고 Z축 좌표가 동일할 경우, Y축 좌표가 '0'인 위치에서 전기장의 세기가 가장 크고 Y축 좌표가 '0'이 위치로부터의 거리가 증가할수록 전기장의 세기가 감소한다.2 to 5, in the first electrospinning pattern forming apparatus, the intensity of the electric field continuously decreases as the distance from the nozzle end increases, that is, as the Z-axis coordinate decreases. When the Z-axis coordinates are the same, the electric field intensity decreases as the intensity of the electric field is greatest at the position where the Y-axis coordinate is '0' and the distance from the position where the Y-axis coordinate is '0' increases.
이에 반하여, 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서는, Z축 좌표가 '+15'와 '+45' 사이, 즉, 제1 가이드체와 제2 가이드체 사이에 위치하는 지점들에 대한 'Z-(22) 곡선' 및 'Z-(32) 곡선'은 Z축 좌표가 '+15' 미만인 지점들에 대한 'Z-(12) 곡선' 및 'Z-(2) 곡선'보다 더 작은 전기장 세기를 나타낸다. 그리고, 'Z-(22) 곡선' 및 'Z-(32) 곡선'에서는, 제1 및 제2 가이드체 사이의 공간, 즉, Y 좌표가 '-25'와 '+25' 사이 영역에서의 전기장 세기가 Y 좌표가 '-25' 미만이거나 '+25'를 초과하는 영역에서의 전기장 세기보다 작다. 특히, 도 5를 참조하면, 제1 및 제2 가이드체의 Z축 방향으로의 중앙 지점인 Z축 좌표가 '+30'인 위치에서의 전기장은 Y 좌표가 '-20'과 '+20' 사이의 제1 영역에서는 상대적으로 낮은 전기장 세기를 나타내고, 제1 및 제2 가이드체의 양쪽 단부 부분의 모서리 때문에 Y 좌표가 '-40'과 '-20' 사이의 영역 및 '+20'과 '+40'(미도시) 사이의 영역에서는 전기장의 세기가 상기 제1 영역보다 증가한다. 따라서, 제1 및 제2 가이드체 사이를 통과하는 나노 섬유는 '-40'과 '-20' 사이의 영역 또는 +20'과 '+40'(미도시) 사이의 영역에서의 증가된 전기장에 의해 Y축 방향으로 작용하는 힘을 받게 된다. 즉, 상기 제1 및 제2 가이드체가 서로 연결될 경우에는 나노섬유에 Y축 방향으로 작용하는 전기장 힘이 발생하지 않을 수 있으므로, 상기 제1 및 제2 가이드체의 양쪽 단부는 서로 이격되게 위치하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the second electrospinning pattern forming apparatus, the Z axis coordinates are set to 'Z' for the positions located between '+15' and '+45', that is, between the first guide body and the second guide body. -(22) curve 'and' Z- (32) curve 'are smaller electric fields than' Z- (12) curve 'and' Z- (2) curve 'for points whose Z-axis coordinates are less than' +15 ' Indicates strength. In the 'Z- (22) curve' and the 'Z- (32) curve', the space between the first and second guide bodies, that is, the Y coordinate in the region between '-25' and '+25' The field strength is less than the field strength in the region where the Y coordinate is below '-25' or above '+25'. In particular, referring to FIG. 5, the electric field at the position where the Z-axis coordinate, which is the center point of the first and second guide bodies in the Z-axis direction, is '+30' has Y coordinates of '-20' and '+20'. In the first region between, it shows relatively low electric field strength, and because of the corners of both end portions of the first and second guide bodies, the Y coordinate is between '-40' and '-20' and '+20' and ' In the region between +40 '(not shown), the intensity of the electric field is increased than the first region. Thus, nanofibers passing between the first and second guide bodies are subject to increased electric field in the region between '-40' and '-20' or in the region between +20 'and' +40 '(not shown). This is the force acting in the Y-axis direction. That is, when the first and second guide bodies are connected to each other, an electric field force acting in the Y-axis direction may not occur in the nanofibers, so that both ends of the first and second guide bodies are spaced apart from each other. desirable.
도 6 및 도 7은 제1 나노섬유 가이드부와 제2 나노섬유 가이드부를 모두 포함하는 제3 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서, X축 위치에 따른 Z축 성분 전기장의 세기를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 사진 및 그래프이다. 그리고 도 8 및 도 9는 제1 나노섬유 가이드부와 제2 나노섬유 가이드부 중 제1 나노섬유 가이드부만을 구비하는 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서, X축 위치에 따른 Z축 성분 전기장의 세기를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 사진 및 그래프이다.6 and 7 illustrate the results of simulating the intensity of the Z-axis component electric field according to the X-axis position in the third electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide portion and the second nanofiber guide portion. Photos and graphs. 8 and 9 illustrate a Z-axis component electric field according to the X-axis position in the second electrospinning pattern forming apparatus including only the first nanofiber guide portion among the first nanofiber guide portion and the second nanofiber guide portion. Photographs and graphs showing the results of simulating the intensity.
도 6, 도 7, 도 8 및 도 9에 있어서, Y축 좌표는 제1 내지 제4 가이드체(131, 132, 141, 142)의 연장 방향으로의 거리(mm)를 나타내고, X축 좌표는 스테이지부(120)에 평행하고 Y축에 수직한 방향으로의 거리(mm)를 나타내며, Z축 좌표는 X축 및 Y축에 수직한 방향으로의 거리(mm)를 나타낸다. X축 좌표 및 Y축 좌표가 '0'인 지점은 노즐(112)의 연장선 상에 위치하고, Z축 좌표가 '0'인 지점은 스테이지부(120)의 상부면에 위치한다. 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 이격 간격(D1)은 30 mm이고, 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 이격 간격(D2)은 50 mm이며, 스테이지부(120)의 상부면으로부터 노즐(112) 팁까지의 거리는 65 mm이다. 그리고 스테이지부(120)의 상부면으로부터 제1 및 제2 가이드체(131, 132)의 하부면까지의 거리는 14 mm이고, 제1 및 제2 가이드체(131, 132)와 제3 및 제4 가이드체(141, 142)의 Z축 방향으로의 두께는 각각 30 mm와 30 mm이며, 제1 나노섬유 가이드부(130)와 제2 나노섬유 가이드부(140) 사이의 이격간격(S)은 '0 mm'이다. 한편, 도 7 및 도 9에서, 검정색 곡선, 빨간색 곡선, 파랑색 곡선, 녹색 곡선, 분홍색 곡선, 갈색 곡선 및 보라색 곡선은 Z축 좌표가 '62', '52', '42', '32', '22', '12' 및 '2'인 지점에서의 X-축 좌표에 따른 전기장 세기를 각각 나타낸다.In FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9, Y-axis coordinate shows the distance (mm) in the extension direction of the 1st- 4th guide body 131, 132, 141, and 142, and X-axis coordinate is The distance (mm) in the direction parallel to the stage portion 120 and perpendicular to the Y axis is shown, and the Z axis coordinate is the distance (mm) in the direction perpendicular to the X axis and the Y axis. The point where the X-axis coordinate and the Y-axis coordinate are '0' is located on the extension line of the nozzle 112, and the point where the Z-axis coordinate is '0' is located on the upper surface of the stage unit 120. The spacing D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132 is 30 mm, and the spacing D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is 50 mm, and the distance from the top surface of the stage portion 120 to the tip of the nozzle 112 is 65 mm. The distance from the upper surface of the stage portion 120 to the lower surface of the first and second guide bodies 131 and 132 is 14 mm, and the first and second guide bodies 131 and 132 and the third and fourth portions. The thicknesses in the Z-axis direction of the guide bodies 141 and 142 are 30 mm and 30 mm, respectively, and the spacing S between the first nanofiber guide part 130 and the second nanofiber guide part 140 is '0 mm'. Meanwhile, in FIGS. 7 and 9, the black curve, the red curve, the blue curve, the green curve, the pink curve, the brown curve, and the purple curve have Z axis coordinates of '62', '52', '42', and '32'. , Field strengths along the X-axis coordinates at points '22', '12' and '2', respectively.
도 1과 함께, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 제3 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서의 전기장은 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서의 전기장과 다른 것을 확인할 수 있다. 특히, 제3 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서의 검정색 곡선 및 빨간색 곡선은 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서의 검정색 곡선 및 빨간색 곡선과 비교하여 피크 값의 크기는 동일 또는 유사하나, 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 영역, 즉, X축 좌표가 '-15' 이상이고 '+15'이하인 영역에서 그 이외의 영역에 비해 현저하게 높은 전기장 세기를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제3 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서의 검정색 곡선 및 빨간색 곡선의 경우, 제3 및 제4 가이드체(141, 142)에 의해 X축 좌표가 '-15' 미만인 영역과 '+15' 이상인 영역에서 전기장의 세기가 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있다.6, 7, 8 and 9 together with FIG. 1, it can be seen that the electric field in the third electrospinning pattern forming apparatus is different from the electric field in the second electrospinning pattern forming apparatus. In particular, the black curve and the red curve in the third electrospinning pattern forming apparatus are the same or similar in magnitude to the peak value compared to the black and red curves in the second electrospinning pattern forming apparatus. It can be seen that the area between the 141 and the fourth guide body 142, that is, the X axis coordinate is greater than or equal to '-15' and less than or equal to '+15', exhibits a significantly higher electric field strength than other areas. have. That is, in the case of the black curve and the red curve in the third electrospinning pattern forming apparatus, the X-axis coordinates are less than '-15' and '+15' by the third and fourth guide bodies 141 and 142. It can be seen that the intensity of the electric field is significantly reduced in the region.
이는 제1 나노섬유 가이드부(130)와 노즐(112) 팁 사이의 위치에서, 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서 형성된 전기장에 비해 제3 전기방사 방식패턴 형성 장치에서 형성된 전기장은 나노섬유의 움직임을 중심 방향으로 집중시켜 나노섬유의 굽힘에 의한 나노섬유의 X축 방향으로의 움직임을 더욱 감소시킬 수 있음을 의미한다. 그 결과, 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 비해 제3 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서는 제3 가이드체(141) 및 제4 가이드체(142)에 의해 나노섬유의 X축 방향 움직임이 감소되어 나노섬유가 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 공간으로 더욱 안정적으로 가이드될 수 있다.This is because the electric field formed in the third electrospinning pattern forming apparatus compared to the electric field formed in the second electrospinning pattern forming apparatus at a position between the first nanofiber guide 130 and the tip of the nozzle 112. By concentrating in the center direction means that the movement of the nanofibers in the X-axis direction by the bending of the nanofibers can be further reduced. As a result, compared to the second electrospinning pattern forming apparatus, the third guide body 141 and the fourth guide body 142 reduce the X-axis movement of the nanofibers in the third electrospinning pattern forming apparatus, thereby reducing the nanoparticles. The fiber may be guided more stably into the space between the first guide body 131 and the second guide body 132.
도 10은 제1 나노섬유 가이드부의 상부면과 제2 나노섬유 가이드부의 하부면 사이의 수직 방향 이격 간격(S)이 30mm, 20mm, 10mm 및 0mm인 경우에, X축좌표 및 Y축 좌표가 '0'인 지점에서 Z축 방향으로의 거리(Z-축 좌표)에 따른 전기장의 세기를 나타내는 그래프이다. 이 실시예에서만 스테이지부(120)의 상부면으로부터 노즐(112) 팁까지의 거리는 80mm이며, 제1 나노섬유 가이드부(130)의 높이 및 제2 나노섬유 가이드부(140)의 높이는 각각 30mm 및 20mm를 사용하였다. 이에 따라 수직 방향 이격 간격(S)이 30mm인 경우에 제1 나노섬유 가이드부(130)는 스테이지부(120)와 접촉하게 된다.FIG. 10 illustrates X-axis coordinates and Y-axis coordinates when the vertical separation interval S between the upper surface of the first nanofiber guide portion and the lower surface of the second nanofiber guide portion is 30 mm, 20 mm, 10 mm, and 0 mm. It is a graph showing the intensity of the electric field according to the distance (Z-axis coordinate) in the Z-axis direction at the point of 0 '. In this embodiment only, the distance from the top surface of the stage portion 120 to the tip of the nozzle 112 is 80 mm, the height of the first nanofiber guide portion 130 and the height of the second nanofiber guide portion 140 are 30 mm and 20 mm was used. Accordingly, when the vertical direction spacing S is 30 mm, the first nanofiber guide part 130 comes into contact with the stage part 120.
도 10에 있어서, 검정색 곡선, 빨간색 곡선, 파랑색 곡선 및 청록색 곡선은 제1 나노섬유 가이드부의 상부면(130)과 제2 나노섬유 가이드부(140)의 하부면 사이의 수직 방향 이격 간격(S)이 0mm, 10mm, 20mm 및 30mm 인 경우의 전기장 세기를 각각 나타낸다.In FIG. 10, the black curve, the red curve, the blue curve and the cyan curve are vertically spaced apart between the upper surface 130 of the first nanofiber guide portion 130 and the lower surface of the second nanofiber guide portion 140 (S). Indicates the field strength when 0 mm, 10 mm, 20 mm and 30 mm, respectively.
도 1과 함께 도 10을 참조하면, 제1 나노섬유 가이드부(130)와 제2 나노섬유 가이드부(140)를 모두 포함하는 제3 전기방사 방식 패턴 형성 장치에 있어서, 제1 나노섬유 가이드부(130)의 상부면과 제2 나노섬유 가이드부(140)의 하부면 사이의 수직 방향 이격 간격(S)을 변경시키는 경우, 이에 따라 제1 나노섬유 가이드부(130)에 의한 전기장의 변형정도가 달라지는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 제1 나노섬유 가이드부(130)의 상부면과 제2 나노섬유 가이드부(140)의 하부면 사이의 수직 방향 이격 간격(S)이 0mm에서 10mm씩 증가함에 따라 제1 나노섬유 가이드부(130)에 의해 감소하게 되는 전기장 세기 그래프의 최저점 위치가 낮아지며, 그 위치가 낮아진만큼 수직 방향으로 이격된 공간에서의 전기장 세기가 증가된 것을 확인할 수 있다. 수직 방향 이격 간격(S)이 30mm인 경우, 다른 경우들과는 다르게 전기장 세기의 최저점과 스테이지부(120) 상부면에서의 전기장 세기 간의 차이가 유독 낮은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1 along with FIG. 1, in the third electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide unit 130 and the second nanofiber guide unit 140, the first nanofiber guide unit When the vertical separation interval S between the upper surface of the 130 and the lower surface of the second nanofiber guide portion 140 is changed, the degree of deformation of the electric field by the first nanofiber guide portion 130 accordingly. You can see that is changed. Specifically, as the vertical separation interval S between the upper surface of the first nanofiber guide portion 130 and the lower surface of the second nanofiber guide portion 140 increases from 0 mm to 10 mm, the first nano fiber guide portion The position of the lowest point of the electric field intensity graph reduced by 130 is lowered, and as the position is lowered, the electric field strength in the space spaced in the vertical direction is increased. When the vertical direction spacing S is 30 mm, unlike the other cases, it can be seen that the difference between the lowest point of the electric field strength and the electric field strength on the upper surface of the stage unit 120 is low.
이와 같은 사항을 종합하면, 나노섬유를 제1 나노섬유 가이드부(130)의 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 영역으로 통과시키기 위해서는 제1 나노섬유 가이드부(130)의 상부면과 제2 나노섬유 가이드부(140)의 하부면 사이의 수직 방향 이격 간격(S)을 10mm에서 20mm 정도의 범위로 조절하여야 하며, 제1 나노섬유 가이드부(130)는 스테이지부(120)와 이격되어 있는 것이 바람직하다.In summary, in order to pass the nanofibers to a region between the first guide body 131 and the second guide body 132 of the first nanofiber guide unit 130, the first nanofiber guide unit 130 may be used. The vertical separation interval S between the upper surface of the upper surface and the lower surface of the second nanofiber guide portion 140 should be adjusted in a range of about 10 mm to about 20 mm, and the first nanofiber guide portion 130 is a stage portion. It is preferred to be spaced apart from 120.
도 11은 제3 가이드체와 제4 가이드체 사이의 수평 방향 이격 간격을 변화시키는 경우, X축 좌표 및 Y축 좌표가'0'인 지점에서 Z축 방향으로의 거리(Z축 좌표)에 따른 Z축 성분 전기장 세기를 나타내는 그래프이고, 도 12는 제3 가이드체와 제4 가이드체 사이의 수평 방향 이격 간격이 30mm, 50mm, 70mm 및 90mm인 경우에, X축 위치에 따른 Z축 성분 전기장의 Z축 위치별 세기를 각각 나타내는 그래프들이다.FIG. 11 illustrates the distance in the Z-axis direction (Z-axis coordinate) from the point where the X-axis coordinate and the Y-axis coordinate are '0' when the horizontal separation interval between the third guide body and the fourth guide body is changed. 12 is a graph showing the Z-axis component electric field strength, and FIG. 12 illustrates the Z-axis component electric field according to the X-axis position when the horizontal separation intervals between the third guide body and the fourth guide body are 30 mm, 50 mm, 70 mm, and 90 mm. These graphs show the intensity of each Z-axis.
도 11에 있어서, 제1 나노섬유 가이드부(130)의 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 이격 간격(D1)은 '30 mm'이고, 검정색(black) 곡선, 빨강색(red) 곡선 및 파랑색(blue) 곡선은 제1 나노섬유 가이드부(130)와 제2 나노섬유 가이드부(140)를 모두 포함하는 제3 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 수평방향 이격 간격(D2)이 '50 mm', '70 mm' 및 '90 mm'인 경우의 전기장 세기를 나타내며, 녹색(green) 곡선은 제1 나노섬유 가이드부(130)와 제2 나노섬유 가이드부(140) 중 제1 나노섬유 가이드부(130)만을 포함하는 제2 전기방사 방식 패턴 형성 장치에서의 전기장 세기를 나타낸다.In FIG. 11, the spacing D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132 of the first nanofiber guide part 130 is '30 mm ', and a black curve, The red curve and the blue curve are the third guide body in the third electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide unit 130 and the second nanofiber guide unit 140. The electric field strength when the horizontal separation interval D2 between 141 and the fourth guide body 142 is '50 mm ', '70 mm' and '90 mm 'is shown. 1 shows the electric field strength in the second electrospinning pattern forming apparatus including only the first nanofiber guide unit 130 among the nanofiber guide unit 130 and the second nanofiber guide unit 140.
도 12에 있어서, 검정색(black) 곡선, 빨간색(red) 곡선, 파랑색(blue) 곡선, 녹색(green) 곡선, 분홍색(pink) 곡선, 갈색(brown) 곡선 및 보라색(violet) 곡선은 Z축 좌표가 '62', '52', '42', '32', '22', '12' 및 '2'인 지점에서의 X축 좌표에 따른 전기장 세기를 각각 나타낸다.In FIG. 12, the black curve, the red curve, the blue curve, the green curve, the pink curve, the brown curve, and the violet curve are represented by the Z axis. The field strengths according to the X-axis coordinates at the points '62', '52', '42', '32', '22', '12' and '2' are respectively shown.
도 1과 함께 도 11을 참조하면, 가로축인 Z축 좌표가 30 이상인 영역에서는 녹색 곡선에서의 Z축 성분 전기장 세기가 가장 크고, 검정색 곡선에서의 Z축 성분 전기장 세기가 가장 작은 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 제1 나노섬유 가이드부(130)와 제2 나노섬유 가이드부(140)를 모두 포함하는 전기방사 방식 패턴 형성 장치의 경우, Z축 좌표가 30 이상인 영역에서는 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 수평 방향 이격 간격(D2)이 증가할수록 Z축 성분 전기장의 세기가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 11 along with FIG. 1, it can be seen that the Z-axis component electric field strength in the green curve is the largest and the Z-axis component electric field strength in the black curve is the smallest in the region where the Z-axis coordinate of the horizontal axis is 30 or more. Specifically, in the electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide portion 130 and the second nanofiber guide portion 140, in the region where the Z-axis coordinate is 30 or more, the third guide body 141. It can be seen that the intensity of the Z-axis component electric field increases as the horizontal separation interval D2 between the fourth guide body 142 and the second guide body 142 increases.
이에 반해, Z축 좌표가 0 이상 15 이하인 영역에서는 검정색 곡선에서의 Z축 성분 전기장 세기가 가장 크고, 녹색 곡선에서의 Z축 성분 전기장 세기가 가장 작은 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 제1 나노섬유 가이드부(130)와 제2 나노섬유 가이드부(140)를 모두 포함하는 전기방사 방식 패턴 형성 장치의 경우, Z축 좌표가 15 이하인 영역에서는 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 수평방향 이격 간격(D2)이 감소할수록 Z축 성분 전기장의 세기가 증가하는 것을 확인할 수 있다.In contrast, it can be seen that the Z-axis component electric field strength in the black curve is the largest and the Z-axis component electric field strength in the green curve is the smallest in the region where the Z-axis coordinate is 0 or more and 15 or less. Specifically, in the electrospinning pattern forming apparatus including both the first nanofiber guide portion 130 and the second nanofiber guide portion 140, the third guide body 141 in the region where the Z-axis coordinate is 15 or less. It can be seen that the intensity of the Z-axis component electric field increases as the horizontal separation interval D2 between the fourth guide body 142 and the second guide body 142 decreases.
도 1과 함께 도 12를 참조하면, 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 수평 방향 이격간격(D2)이 '30 mm'인 경우, 즉, 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 수평 방향 이격간격(D2)이 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 수평 방향 이격간격(D1)과 동일한 경우, 빨간색 곡선에서 전기장 세기의 피크값이 다른 경우에 비해 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다. 한편, 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 수평 방향 이격간격(D2)이 '90 mm'인 경우, 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 수평 방향 이격간격(D1)보다 지나치게 크므로, 제3 및 제4 가이드체(141, 142)에 의해 가이드된 나노섬유라 할지라도 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 공간으로 통과하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.Referring to FIG. 1 together with FIG. 1, when the horizontal separation interval D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is 30 mm, that is, the third guide body 141. In the case of horizontal spacing D2 between the fourth guide body 142 and the horizontal direction spacing D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132, It can be seen that the peak value of the electric field strength is significantly lower than in other cases. On the other hand, when the horizontal separation interval D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is 90 mm, between the first guide body 131 and the second guide body 132. Since it is excessively larger than the horizontal separation interval (D1) of the, even if the nanofiber guided by the third and fourth guide body (141, 142) between the first guide body 131 and the second guide body 132 Problems that are difficult to pass through to the space may occur.
이상의 사항을 종합하면, 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 수평 방향 이격간격(D1)이 30 mm인 경우, 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 수평 방향 이격간격(D2)은 약 40 mm 이상 80 mm 이하인 것이 바람직하다. 즉, 제3 가이드체(141)와 제4 가이드체(142) 사이의 수평 방향 이격간격(D2)은 제1 가이드체(131)와 제2 가이드체(132) 사이의 수평 방향 이격간격(D1)의 약 4/3 내지 8/3배인 것이 바람직하다.In summary, when the horizontal separation interval D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132 is 30 mm, the third guide body 141 and the fourth guide body 142. It is preferable that the horizontal direction spacing D2 between) is about 40 mm or more and 80 mm or less. That is, the horizontal separation interval D2 between the third guide body 141 and the fourth guide body 142 is the horizontal separation interval D1 between the first guide body 131 and the second guide body 132. Preferably about 4/3 to 8/3 times).
본 발명에 따르면, 제1 및 제2 나노섬유 가이드부를 이용하여 노즐과 스테이지부 사이에 형성된 전기장을 변형시키고, 변형된 전기장을 이용하여 나노섬유의 움직임을 제어함으로써 기판 상에 나노섬유를 일 방향으로 배열 및 위치시킬 수 있고, 그 결과 기판 상에 수십 마이크로미터 이상의 두께를 가지며 배향성이 잘 유지된 나노섬유 멤브레인 또는 펠트를 제조할 수 있다.According to the present invention, the first and second nanofiber guides are used to deform the electric field formed between the nozzle and the stage, and the modified electric field is used to control the movement of the nanofibers in one direction on the substrate. It can be arranged and positioned, resulting in nanofiber membranes or felts having a thickness of tens of micrometers or more on a substrate and well maintained orientation.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (8)

  1. 제1 전압이 인가되고, 방사용액으로부터 나노섬유를 방사하는 노즐;A nozzle to which a first voltage is applied and radiates nanofibers from the spinning solution;
    상기 노즐 하부에 배치되어 패턴이 형성될 기판을 지지하고 상기 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가되는 스테이지부;A stage unit disposed under the nozzle to support a substrate on which a pattern is to be formed and to receive a second voltage different from the first voltage;
    상기 노즐과 상기 스테이지부 사이에서 상기 노즐의 연장선을 사이에 두고 서로 이격되게 배치된 제1 가이드체 및 제2 가이드체를 포함하고, 상기 노즐과 상기 스테이지부 사이에 형성된 전기장을 변형하여 상기 나노섬유를 상기 제1 및 제2 가이드체 사이의 영역에 대응하는 방향으로 배열시키는 제1 나노섬유 가이드부; 및And a first guide body and a second guide body disposed to be spaced apart from each other with the extension line of the nozzle interposed between the nozzle and the stage part, wherein the electric field formed between the nozzle and the stage part is deformed to form the nanofibers. A first nanofiber guide portion arranged to align in a direction corresponding to a region between the first and second guide bodies; And
    상기 제1 가이드체 및 상기 제2 가이드체 상부에 각각 배치되고 서로 이격된 제3 가이드체 및 제4 가이드체를 포함하고, 상기 노즐과 상기 스테이지부 사이에 형성된 전기장을 변형하여 상기 나노섬유를 상기 제1 및 제2 가이드체 사이의 영역으로 가이드하는 제2 나노섬유 가이드부를 포함하는 전기방사 방식 패턴 형성장치.And a third guide body and a fourth guide body disposed on the first guide body and the second guide body, respectively, and spaced apart from each other, and deforming the electric field formed between the nozzle and the stage unit to change the nanofibers. Electrospinning pattern forming apparatus comprising a second nanofiber guide portion to guide to the region between the first and second guide body.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 및 제2 가이드체는 상기 노즐로부터 상기 스테이지부에 수직한 방향으로 연장된 가상의 연장선을 사이에 두고 서로 이격되게 배치되고, 각각 상기 스테이지에 평행한 제1 방향으로 연장되며,The first and second guide bodies are spaced apart from each other with imaginary extension lines extending from the nozzle in a direction perpendicular to the stage unit, each extending in a first direction parallel to the stage,
    상기 제3 및 제4 가이드체는 상기 가상의 연장선을 사이에 두고 각각 서로 이격되게 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되며,The third and fourth guide bodies are spaced apart from each other with the imaginary extension line therebetween and extend in the first direction,
    상기 제1 내지 제4 가이드체 각각은 상대 유전율이 50 이하인 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 전기방사 방식 패턴 형성 장치.Each of the first to fourth guide bodies is formed of a material having a relative dielectric constant of 50 or less.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 및 제2 가이드체와 상기 제3 및 제4 가이드체 각각은 스티로폼 재료, 테프론 재료, 나무 재료, 플라스틱 재료, 고무 재료, 유리 재료, 석영 재료 및 실리콘산화물 재료로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 전기방사 방식 패턴 형성 장치.The first and second guide bodies and the third and fourth guide bodies each include one or more selected from the group consisting of styrofoam material, Teflon material, wood material, plastic material, rubber material, glass material, quartz material and silicon oxide material. Electrospinning pattern forming apparatus, characterized in that formed of a material.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제3 및 제4 가이드체의 하부면은 상기 노즐의 단부보다 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 전기방사 방식 패턴 형성 장치.Lower surface of the third and fourth guide body is located below the end of the nozzle, the electrospinning pattern forming apparatus.
  5. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 및 제2 가이드체의 상부면과 상기 제3 및 제4 가이드체의 하부면은 서로 접촉하거나 30 mm 이하의 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 전기방사 방식패턴 형성 장치.The upper surface of the first and second guide body and the lower surface of the third and fourth guide body are in contact with each other or spaced apart at intervals of 30 mm or less, the electrospinning pattern forming apparatus.
  6. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 가이드체와 상기 제2 가이드체 사이의 제1 이격간격은 상기 제3 가이드체와 상기 제4 가이드체 사이의 제2 이격간격과 동일하거나 이보다 작은 것을 특징으로 하는 전기방사 방식 패턴 형성 장치.The first spacing interval between the first guide body and the second guide body is an electrospinning pattern forming apparatus, characterized in that less than or equal to the second spacing interval between the third guide body and the fourth guide body. .
  7. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제2 이격간격은 상기 제1 이격간격의 4/3 내지 8/3배인 것을 특징으로 하는 전기방사 방식 패턴 형성 장치.The second spacing interval is electrospinning pattern forming apparatus, characterized in that 4/3 to 8/3 times the first spacing interval.
  8. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 나노섬유 가이드부를 상하좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 제1 위치 조정부; 및A first position adjusting unit capable of moving the first nanofiber guide part in a vertical, horizontal, left and right direction; And
    상기 제1 나노섬유 가이드부와 독립적으로 제2 나노섬유 가이드부를 상하좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 제2 위치 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사 방식 패턴 형성 장치.An electrospinning pattern forming apparatus further comprising a second position adjusting unit capable of moving the second nanofiber guide unit in up, down, left and right directions independently of the first nanofiber guide unit.
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