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KR101040055B1 - 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치 - Google Patents

전계방사장치 및 나노섬유 제조장치 Download PDF

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Publication number
KR101040055B1
KR101040055B1 KR1020110016676A KR20110016676A KR101040055B1 KR 101040055 B1 KR101040055 B1 KR 101040055B1 KR 1020110016676 A KR1020110016676 A KR 1020110016676A KR 20110016676 A KR20110016676 A KR 20110016676A KR 101040055 B1 KR101040055 B1 KR 101040055B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
auxiliary belt
electric field
roller
auxiliary
collector
Prior art date
Application number
KR1020110016676A
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English (en)
Inventor
이재환
김익수
Original Assignee
신슈 다이가쿠
주식회사 톱텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신슈 다이가쿠, 주식회사 톱텍 filed Critical 신슈 다이가쿠
Priority to EP11846331.4A priority Critical patent/EP2650409B1/en
Priority to CN201180058753.2A priority patent/CN103328697B/zh
Priority to PCT/KR2011/003056 priority patent/WO2012077865A1/ko
Priority to US13/991,891 priority patent/US20130251834A1/en
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Abstract

노즐 블록을 접지 한 상태에서 컬렉터에 고전압을 인가하여 전계 방사를 하는 경우라도, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 높은 생산성으로 대량생산 하는 것이 가능한 전계방사장치를 제공한다.
컬렉터(150)와, 노즐 블록(110)과, 정전극이 컬렉터(150)에 접속되고, 부전극이 노즐 블록(110)에 접속되는 동시에 해당 부전극의 전위가 접지 전위로 떨어진 전원 장치(160)를 구비하는 전계방사장치(20)로서, 컬렉터(150)를 둘러싸는 위치에 회전 자유롭게 배설된 절연성 또한 다공성의 엔들리스 벨트로 이루어지는 보조 벨트(172) 및 해당 보조 벨트(172)를 장척시트(W)의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치(174)를 가지는 보조 벨트 장치(170)를 추가로 구비하는 전계방사장치.

Description

전계방사장치 및 나노섬유 제조장치{An Electrospinning Device And An Apparatus for manufacturing nano-fiber}
본 발명은, 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치에 관한 것이다.
종래, 노즐 블록을 접지 한 상태에서 컬렉터에 고전압을 인가하여 전계 방사를 하는 전계방사장치가 알려져 있다.(일본국 특허공개2008-506864호 공보 이하, "특허 문헌 1" 이라 함.)
도 11은, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)를 설명하기 위한 도면이다. 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 폴리머 용액을 저장하는 원료 탱크(901)와, 폴리머 용액을 토출하는 방사 노즐(904) 및 가스 흐름을 형성하는 가스 노즐(906)을 가지는 노즐 블록(902)과, 도전성 요소로 이루어지는 컬렉터(920)와, 장척시트(918)를 이송하기 위한 투입 롤러(924) 및 권취 롤러(926)를 구비한다. 그리고, 도 11 중, 부호 912는 흡인 블로어를 나타내고, 부호 914는 가스 수집관을 나타내며, 부호 922는 지지 부재를 나타낸다.　
특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)에 있어서는, 컬렉터(920)에 부의 고전압을 인가하는 동시에 노즐 블록(902)을 접지 한 상태에서 방사 노즐(904)로부터 폴리머 용액을 토출함으로써, 이송되어 가는 장척시트상에 나노 섬유를 전계 방사 한다.　
특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)에 의하면, 노즐 블록(902)을 시작으로 하여 「방사 노즐(904)로부터 토출되기 전의 폴리머 용액」, 「폴리머 용액을 저장하는 원료 탱크(901)」, 「폴리머 용액을 원료 탱크(901)로부터 노즐 블록(902)까지 이송하는 폴리머 용액 이송 기구(예를 들면, 배관이나 보내기 펌프 등.)」의 모든 것이 접지 전위가 되기 때문에, 원료 탱크(901)나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양으로 할 필요가 없어진다. 따라서, 원료 탱크(901)나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양으로 하는 것으로 인하여 전계방사장치의 기구가 복잡화 되는 것이 없어진다.　
또한, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)에 의하면, 비교적 단순한 형상·구조로 하는 것이 가능한 컬렉터(920)에 고전압을 인가하는 동시에, 비교적 복잡한 형상·구조를 가지는 노즐 블록(902)을 접지한 상태에서 전계방사 하기 때문에, 바람직하지 않은 방전이나 전압강하를 일으키기 어려워지고, 항상 안정된 조건하에서 전계 방사 하는 것이 가능해진다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치(900)에 있어서는, 컬렉터에 고전압이 인가되고 있는 것으로부터, 컬렉터와 장척시트와의 사이에 큰 정전 인력이 발생하고, 이것으로 인하여 장척시트가 컬렉터로 끌어 당겨져서, 장척시트의 원활한 이송이 방해받는 경우가 있다. 그 결과, 장시간에 걸쳐서 나노 섬유를 균일한 조건으로 전계 방사 하는 것이 곤란해지거나, 심할 때에는 전계방사장치의 운전 자체를 정지하지 않으면 안되게 되어 버리고, 균일한 품질(예를 들면, 나노 섬유의 평균 직경, 나노 섬유의 직경 분포, 나노 섬유의 퇴적량, 나노 섬유층의 목부, 나노 섬유층의 두께, 나노 섬유층의 통기도 등.)을 가지는 나노 섬유를 높은 생산성으로 대량생산 하는 것이 곤란해진다.　
그러므로, 본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 노즐 블록을 접지 한 상태에서 컬렉터에 고전압을 인가하여 전계 방사를 하는 경우라도, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 높은 생산성으로 대량생산 하는 것이 가능한 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다
본 발명의 전계방사장치는, 컬렉터와 상기 컬렉터와 마주하는 위치에 위치하고, 폴리머 용액을 토출하는 복수의 노즐을 가지는 노즐 블록과, 상기 컬렉터와 상기 노즐 블록과의 사이에 고전압을 인가하는 전원 장치로서, 정전극 및 부전극 중 한 쪽의 전극이 상기 컬렉터에 접속되고, 정전극 및 부전극 중 다른쪽의 전극이 상기 노즐 블록에 접속되는 동시에 해당 다른 다른쪽의 전극의 전위가 접지 전위로 떨어진 전원 장치를 구비하고, 소정의 이송 속도로 이송되어 가는 장척시트에 나노 섬유를 전계 방사하는 전계방사장치로서, 상기 컬렉터를 둘러싸는 위치에 회전 자유롭게 배설된 절연성 또한 다공성의 엔들리스 벨트로 이루어지는 보조 벨트 및 해당 보조 벨트를 상기 장척시트의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치를 가지는 보조 벨트 장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 보조 벨트는, 0.7mm~10.0mm의 두께를 가지는 폴리머 기재로 이루어지는 것이 바람직하다. 폴리머로서는 폴리에틸렌, 폴리아세틸렌, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 나이론 등의 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 변성폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 비정(非晶)폴리아릴레이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에틸이미드, 불소수지, 액정폴리머 등을 바람직하게 이용할 수 있다. 보조 벨트에는, 0.001mm2~1.0mm2의 면적을 갖는 복수의 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 보조 벨트를 걸어 돌리는 복수의 보조 벨트용 롤러와, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 적어도 하나의 보조 벨트용 롤러를 회전시키는 구동 모터를 가지는 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 하나의 보조 벨트용 롤러에 대해서, 해당 보조 벨트용 롤러의 한 쪽의 단부에 있어서의, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 해당 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어함으로써, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 제어하는 보조 벨트 위치제어장치를 추가로 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 위치제어장치는, 상기 보조 벨트용 롤러의 한 쪽의 단부를 회전 자유롭게 지지하는 지지축을 양측에서 사이에 두도록 배설된 한 쌍의 에어 스프링 장치와, 상기 한 쌍의 에어 스프링 장치의 부풀어 오른 량을 각각 독립적으로 제어하는 부풀어 오른 량 제어장치를 가지는 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 계측하는 보조 벨트 위치 계측 센서와, 상기 보조 벨트 위치 계측 센서의 계측 결과를 기초로 하여, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 제어하는 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 적어도 하나의 보조 벨트용 롤러에 대해서, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 상기 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어하여 상기 보조 벨트에 걸리는 장력을 제어하는 장력 제어장치를 추가로 가지는 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 장력 제어장치는, 상기 보조 벨트를 상기 복수의 보조 벨트용 롤러에 걸어 돌리거나 상기 복수의 보조 벨트용 롤러로부터 떼어내거나 하는 작업을 용이하게 하는 위치까지, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 상기 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어 가능한 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트의 폭은, 상기 장척시트의 폭을 따른 상기 컬렉터의 폭보다 넓은 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트의 개구율은, 1%~40%의 범위내에 있는 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트는, 직경 0.1mm~2.0 mm의 실을 짜는 것에 의해 제작된 그물형상 기재로 이루어지는 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트는, 상기 그물 형상 기재가 적층된 구조를 가지는 것이 바람직하다.　
본 발명의 나노섬유 제조장치는, 장척시트를 소정의 이송 속도로 이송하는 이송 장치와, 상기 이송 장치에 의해 이송되어 가는 장척시트에 나노 섬유를 퇴적시키는 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치로서, 상기 전계방사장치는, 본 발명의 전계방사장치인 것을 특징으로 한다.　
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 전계방사장치로서 상기 장척시트의 이송 방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치를 구비하는 것이 바람직하다.　
본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 장치는, 상기 복수의 전계방사장치 중 「2개」~「전부」의 상기 컬렉터를 둘러싸도록 배설된 하나 또는 복수의 보조 벨트 및 해당 하나 또는 복수의 보조 벨트를 상기 장척시트의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치를 가지는 보조 벨트 장치인 것이 바람직하다.　
본 발명의 전계방사장치에 의하면, 한 쪽의 전극이 컬렉터에 접속되고, 다른쪽의 전극이 노즐 블록에 접속되는 동시에 해당 다른쪽의 전극의 전위가 접지 전위로 떨어진 전원 장치를 구비하기 때문에, 노즐 블록을 시작으로 하여 「방사 노즐로부터 토출되기 전의 폴리머 용액」, 「폴리머 용액을 저장하는 원료 탱크」, 「폴리머 용액을 원료 탱크로부터 노즐까지 이송하는 폴리머 용액 이송 기구(예를 들면, 배관이나 보내기 펌프 등.)」의 모든 것이 접지 전위가 되기 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치의 경우와 마찬가지로, 원료 탱크나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양으로 할 필요가 없어진다. 따라서, 원료 탱크나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압 사양으로 하는 것으로 인하여 전계방사장치의 기구가 복잡화 되는 것이 없어진다.　
또한, 본 발명의 전계방사장치에 의하면, 한 쪽의 전극이 컬렉터에 접속되고, 다른쪽의 전극이 노즐 블록에 접속되는 동시에 해당 다른쪽의 전극의 전위가 접지 전위로 떨어진 전원 장치를 구비하기 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치의 경우와 마찬가지로, 비교적 단순한 형상·구조로 하는 것이 가능한 컬렉터에 고전압을 인가하는 동시에, 비교적 복잡한 형상·구조를 가지는 노즐 블록을 접지 한 상태에서 전계 방사하기 때문에, 바람직하지 않은 방전이나 전압강하를 일으키기 어려워지고, 항상 안정된 조건하에서 전계 방사하는 것이 가능해진다.　
또한, 본 발명의 전계방사장치에 의하면, 컬렉터를 둘러싸는 위치에 회전 자유롭게 배설된 절연성 또한 다공성의 엔들리스 벨트로 이루어지는 보조 벨트 및 해당 보조 벨트를 장척시트의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치를 가지는 보조 벨트 장치를 추가로 구비하기 때문에, 컬렉터와 장척시트와의 사이에 큰 정전 인력이 발생했다고 하더라도, 장척시트와 컬렉터와의 사이에 보조 벨트가 존재하기 때문에, 장척시트가 컬렉터에 끌어 당겨지거나, 장척시트의 원활한 이송이 방해받거나 하는 것이 없어진다. 그 결과, 나노 섬유를 균일한 조건으로 전계 방사 하는 것이 가능해지는 것은 물론, 전계방사장치의 운전 자체를 정지하는 일도 없어지고, 균일한 품질(예를 들면, 나노 섬유의 평균 직경, 나노 섬유의 직경 분포, 나노 섬유의 퇴적량, 나노 섬유 부직포의 두께, 나노 섬유 부직포의 통기도 등.)을 가지는 나노 섬유를 높은 생산성으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.
그리고, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 보조 벨트가 장척시트의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전하기 때문에, 보조 벨트의 존재로 인하여 장척시트의 이송 상태에 악영향을 주는 것도 없다. 또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 보조 벨트가 절연성 또한 다공성의 엔들리스 벨트로 이루어지기 때문에, 컬렉터와 노즐 블록과의 사이에 형성되는 전계 분포에 큰 영향을 주는 것도 없다.　
한편, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 보조 벨트를 걸어 돌리는 복수의 보조 벨트용 롤러와, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 적어도 하나의 보조 벨트용 롤러를 회전시키는 구동 모터가 구비됨에 따라, 보조 벨트를 장척시트의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 확실하게 회전시킬 수 있게 된다.　
한편, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 하나의 보조 벨트용 롤러에 대해서, 해당 보조 벨트용 롤러의 한 쪽의 단부에 있어서의, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 해당 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어함으로써, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 제어하는 보조 벨트 위치제어장치를 추가로 가짐에 따라, 해당 보조 벨트용 롤러의 기울기를 적절하게 제어하는 것이 가능해지고, 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 보조 벨트의 위치를 장시간에 걸쳐서 정도(精度) 좋게 제어하는 것이 가능해진다.　
또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 위치제어장치는, 상기 보조 벨트용 롤러의 한 쪽의 단부를 회전 자유롭게 지지하는 지지축을 양측에서 사이에 두도록 배설된 한 쌍의 에어 스프링 장치와, 상기 한 쌍의 에어 스프링 장치의 부풀어 오른 량을 각각 독립적으로 제어하는 부풀어 오른 량 제어장치를 가짐에 따라, 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 보조 벨트의 위치를 원활히 제어하는 것이 가능해진다.　
그리고, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 계측하는 보조 벨트 위치 계측 센서와, 상기 보조 벨트 위치 계측 센서의 계측 결과를 기초로 하여, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 제어하기 때문에 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 보조 벨트의 위치를 보다 한층 정도 좋게 제어하는 것이 가능해진다.　
한편, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 적어도 하나의 보조 벨트용 롤러에 대해서, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 상기 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어하여 상기 보조 벨트에 걸리는 장력을 제어하는 장력 제어장치를 추가로 가짐에 따라, 컬렉터와 보조 벨트와의 사이에 큰 정전 인력이 발생했다고 하더라도, 보조 벨트의 장력을 해당 정전 인력에 대항할 수 있을 정도의 큰 값으로 조정하는 것이 가능해지고, 장척시트가 컬렉터에 끌어 당겨지는 일이나, 장척시트의 원활한 이송이 방해받는 것을 확실히 방지할 수 있게 된다.　
한편, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 장력 제어장치는, 상기 보조 벨트를 상기 복수의 보조 벨트용 롤러에 걸어 돌리거나 상기 복수의 보조 벨트용 롤러로부터 떼어내거나 하는 작업을 용이하게 하는 위치까지, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 상기 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어 가능하기 때문에 보조 벨트를 복수의 보조 벨트용 롤러에 걸어 돌리거나 복수의 보조 벨트용 롤러로부터 떼어내거나 하는 작업을 용이하게 하는 것이 가능해진다.　
그리고, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트의 폭은, 상기 장척시트의 폭을 따른 상기 컬렉터의 폭보다 넓기 때문에 장척시트와 컬렉터와의 사이에 보조 벨트가 확실히 존재하게 되고, 장척시트가 컬렉터에 끌어 당겨지거나, 장척시트의 원활한 이송이 방해받거나 하는 것을 확실히 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트의 개구율은, 1%~40%의 범위내에 있는 것이기 때문에, 보조 벨트의 개구율이 1% 이상인 경우에는, 컬렉터와 노즐 블록과의 사이에 형성되는 전계 분포에 큰 영향을 주지 않도록 하는 것이 가능해지기 때문이고, 보조 벨트의 개구율이 40%이하인 경우에는, 보조 벨트의 기계적 강도를 크게 저하시키지 않기 때문이다.　
한편, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트는, 직경 0.1mm~2.0 mm의 실을 짜는 것에 의해 제작된 그물형상 기재로 이루어지기 때문에, 보조 벨트가 높은 기계적 강도와 유연함을 겸비한 것이 되기 때문에, 강한 장력으로 또한 원활하게 보조 벨트를 회전시키는 것이 가능해진다.　
또한, 본 발명의 전계방사장치에 있어서는, 상기 보조 벨트는, 상기 그물 형상 기재가 적층된 구조를 가짐에 따라, 보다 한층 높은 기계적 강도를 구비한 것이 되기 때문에, 보다 한층 강한 장력으로 보조 벨트를 회전시키는 것이 가능해진다.
이 경우, 보조 벨트로서, 다른 재료의 그물형상 기재가 적층된 구조의 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우에는, 보다 한층 높은 기계적 강도를 구비하는 동시에 내구성이 뛰어난 보조 벨트로 할 수 있다. 예를 들면, 장척시트측의 면에 매끄러운 소재를 사용하는 동시에, 컬렉터측의 면에 높은 기계적 강도를 가지는 소재를 사용하는 것도 가능해진다. 그물 형상의 기재가 적층된 구조로서는, 2층 구조, 3층 구조, 4층 구조···외, 2.5층 구조를 이용할 수도 있다. 여기서, 「2.5층 구조」란, 2층 구조 중 한 쪽의 층에 있어서의 실의 밀도를 다른 쪽의 층에 있어서의 실의 밀도보다 높게 함으로써, 질량을 무겁게 하는 일 없이 평활성 및 내마모성을 향상시킨 것이다.　
한편, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 본 발명의 전계방사장치를 구비하기 때문에, 노즐 블록을 접지 한 상태에서 컬렉터에 고전압을 인가하여 전계 방사를 하는 경우라도, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 높은 생산성으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.　
또한, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 의하면, 복수의 전계방사장치를 구비하기 때문에, 해당 복수의 전계방사장치를 이용하여 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해지고, 보다 한층 높은 생산성으로 나노 섬유를 대량생산 하는 것이 가능해진다.　
그리고, 본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 상기 보조 벨트 장치는, 상기 복수의 전계방사장치 중 「2개」~「전부」의 상기 컬렉터를 둘러싸도록 배설된 하나 또는 복수의 보조 벨트 및 해당 하나 또는 복수의 보조 벨트를 상기 장척시트의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치를 가지는 보조 벨트 장치임에 따라, 보조 벨트 구동장치의 수를 줄이는 것이 가능해진다. 예를 들면, 나노섬유 제조장치가 8대의 전계방사장치를 구비하는 경우에는, 2대의 전계방사장치마다 1대의 보조 벨트 장치를 배설해도 좋고, 4대의 전계방사장치마다 1대의 보조 벨트 장치를 배설해도 좋으며, 8대의 전계방사장치에 1대의 보조 벨트 장치를 배설해도 좋다.
본 발명의 전계방사장치에 의하면, 고기능고감성 텍스타일 등의 의료(衣料)품, 헬스케어, 스킨케어 등 미용관련용품, 와이핑 클로스, 필터 등 산업재료, 이차전지의 세퍼레이터, 콘덴서의 세퍼레이터, 각종 촉매의 담체(擔體), 각종 센서재료 등의 전자기계재료, 재생의료재료, 바이오 메디칼 재료, 의료용 MEMS재료, 바이오센서 재료 등의 의료재료, 그 밖의 폭넒은 용도로 사용가능한 나노섬유를 제조할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 관한 나노섬유 제조장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 전계방사장치의 요부 확대도이다.
도 3은 보조 벨트를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 보조 벨트 위치 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.　
도 5는 보조 벨트 위치 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.　
도 6은 장력 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.　　
도 7은 보조 벨트 장치의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.　
도 8은 보조 벨트 위치 제어장치의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 보조 벨트 위치계측센서의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 전계방사장치의 요부 정면도이다.
도 11은 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치에 대해서, 도면에 나타내는 실시예를 기초로 하여 설명한다.　
［실시예］
1. 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)의 구성
도 1은, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)를 설명하기 위한 도면이다. 도 1의 (a)는 나노섬유 제조장치(1)의 정면도이고, 도 1의 (b)는 나노섬유 제조장치(1)의 평면도이다. 도 2는, 전계방사장치의 요부 확대도이다. 도 2의 (a)는 전계방사장치의 요부 정면도이고, 도 2의 (b)는 보조 벨트 장치를 장척시트의 이송 방향측에서 본 도면이다. 도 3은 보조 벨트를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a)는 보조 벨트의 평면 확대도이고, 도 3의 (b)는 보조 벨트의 단면 확대도이다. 그리고, 도 1 및 도 2에 있어서는, 폴리머 용액 공급부 및 폴리머 용액 회수부의 도면표시를 생략하고 있다. 또한, 도 1의 (a)에 있어서는, 일부의 부재는 단면도로 나타내고 있다. 또한, 도 3에 있어서는, 날실 및 씨실에는 해칭을 실시하고 있다.　
실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 장척시트(W)를 소정의 이송 속도(V)로 이송하는 이송 장치(10)와, 이송 장치(10)에 의해 장척시트(W)가 이송되어 가는 소정의 이송 방향(A)을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치(20)와, 통기도 계측장치(40)와, 「이송 장치(10), 전계방사장치(20), 후술하는 가열 장치(30), 통기도 계측장치(40), 후술하는 VOC 처리장치(70), 후술하는 불활성 가스 공급장치(도시하지 않음), 폴리머 공급 장치(도시하지 않음) 및 폴리머 회수 장치(도시하지 않음)」를 제어하는 주제어장치(60)를 구비한다.　
실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 있어서는, 전계방사장치로서, 장척시트(W)가 이송되어 가는 소정의 이송방향(A)을 따라서 직렬로 배치된 4대의 전계방사장치(20)를 구비한다.
실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)는, 전계방사장치(20)와 통기도 계측장치(40)와의 사이에 배치되고, 나노 섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)를 가열하는 가열 장치(30)와, 장척시트(W)에 나노 섬유를 퇴적시킬 때에 발생하는 휘발성 성분을 연소하여 제거하는 VOC 처리장치(70)와, 주제어장치(60)로부터의 신호를 수신하고, 이상이 검출된 전계방사장치(20)에 있어서의 전계 방사실(102)에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급장치를 추가로 구비한다.　
이송 장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 장척시트(W)를 투입하는 투입 롤러(11) 및 장척시트(W)를 권취하는 권취 롤러(12) 및 투입 롤러(11)와 권취 롤러(12)와의 사이에 위치하는 보조 롤러(13, 18) 및 구동 롤러(14, 15, 16, 17)를 구비한다. 투입 롤러(11), 권취 롤러(12) 및 구동 롤러(14, 15, 16, 17)는, 도시하지 않는 구동 모터에 의해 회전 구동되는 구조로 이루어져 있다.　
전계방사장치(20)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 도전성을 가지는 케이스(100)와, 케이스(100)에 절연부재(152)를 통하여 취부된 컬렉터(150)와, 컬렉터(150)와 마주하는 위치에 위치하고, 폴리머 용액을 토출하는 복수의 노즐(112)을 가지는 노즐 블록(110)과, 컬렉터(150)와 노즐 블록(110)과의 사이에 고전압(예를 들면 10kV~80kV)을 인가하는 전원 장치(160)와, 컬렉터(150)와 노즐 블록(110)을 덮는 소정의 공간을 확정하는 전계 방사실(102)과, 장척시트(W)가 이송되는 것을 보조하는 보조 벨트 장치(170)를 구비한다.　
노즐 블록(110)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 노즐(112)로서, 폴리머 용액을 토출구로부터 상향으로 토출하는 복수의 상향 노즐(112)을 가진다. 그리고, 나노섬유 제조장치(1)는, 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 폴리머 용액을 토출하여 나노 섬유를 전계 방사하는 동시에, 복수의 상향 노즐(112)의 토출구로부터 오버플로우한 폴리머 용액을 회수하여 나노 섬유의 원료로서 재이용하는 것이 가능해지도록 구성되어 있다. 복수의 상향노즐(112)은, 예를 들면, 1.5cm~6.0cm의 피치로 배치되어 있다. 복수의 상향노즐(112)의 수는 예를 들면, 36개(가로세로 같은 수로 배열한 경우 6개*6개)~21904개(가로세로로 같은 수로 배열한 경우, 148개*148개)이다. 노즐블록(110)은, 직접 접지 되고 있거나, 케이스(100)를 통하여 접지 되어 있다. 본 발명의 전계방사장치에는 다양한 크기 및 다양한 형상을 갖는 노즐블록을 이용할 수 있지만, 노즐블록(110)은, 예를 들면 상면으로부터 보았을 때 일변이 0.5m~3m의 장방형(정방형을 포함한다)으로 보이는 크기 및 형상을 갖는다.
전원 장치(160)는, 전류 공급부(164)와, 전류 공급부(164)로부터의 전류를 계측하는 전류 계측부(166)와, 전류 공급부(164)의 동작을 제어하는 동시에 전류 계측부(166)로부터의 계측 결과를 처리하는 제어부(162)를 구비한다. 그리고, 전원 장치(160)는, 컬렉터(150)와 복수의 노즐(112)과의 사이에 고전압을 인가하는 동시에, 전원 장치(160)로부터 공급되는 전류량을 계측하고, 계측치를 주제어장치(60)로 송신한다. 또한, 주제어장치(60)로부터 전류공급 정지신호를 수신했을 때에는 전력 공급을 정지한다.　
보조 벨트 장치(170)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 컬렉터(150)를 둘러싸는 위치에 회전 자유롭게 배치된 절연성 또한 다공성의 엔들리스 벨트로 이루어지는 보조 벨트(172)와, 보조 벨트(172)를 장척시트(W)에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치(171)를 구비한다.　
보조 벨트(172)는, 도 2 또는 도 3에 나타내는 바와 같이, 직경 0.1mm~2.0mm의 실을 짜는 것에 의해 제작된 그물형상 기재가 적층된 구조를 갖고, 개구율은 1%~40%의 범위내에 있는 엔들리스 벨트이며, 폭은 장척시트(W)의 폭을 따른 컬렉터(150)의 폭보다 넓다. 구체적으로는, 예를 들면, 직경 0.27mm 및 0.18mm의 폴리에틸렌의 실이 교대로 배열한 1층목(目)과, 직경 0.35 mm의 폴리아세틸렌의 실과 0.35mm의 폴리에틸렌이 교대로 배열된 2층목(目)을 직경0.25 mm의 폴리에틸렌의 실의 날실로 짜는 것에 의해 제작된 그물형상 기재이고(도 3(a) 참조.), 해당 그물형상 소재가 적층된 「2.5층」구조를 가지는(도 3(b) 참조) 벨트를 이용할 수 있다. 또한, 보조 벨트(172)의 폭은 2m로, 복수의 구멍이 있고, 개구율은 4%이며, 보조 벨트의 1둘레는, 컬렉터(150)의 길이 등에도 따르지만, 예를 들면, 6m의 것을 사용할 수 있다. 　
보조 벨트 구동장치(171)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 보조 벨트를 걸어 돌리는 5개의 보조 벨트용 롤러(173 a, 173 b, 173 d, 173 e)(이하, 173으로 기재하기도 한다.)와, 보조 벨트용 롤러(173)를 회전시키는 구동 모터(도시하지 않음)와, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 제어하는 보조 벨트 위치 제어장치(174)와, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 계측하는 보조 벨트 위치 계측 센서(173)와, 보조 벨트(172)에 걸리는 장력을 제어하는 장력 제어장치(178)를 가진다.
보조 벨트(172)를 걸어 돌리는 보조 벨트용 롤러(173)는, 각각 폭방향으로 2.2m의 길이를 가진다. 보조 벨트용 롤러(173a)는, 보조 벨트 위치 제어장치(174)로부터의 신호를 수신하고, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한 쪽의 단부에 있어서의, 보조 벨트(172)의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 보조 벨트용 롤러(173a)의 위치를 제어한다. 보조 벨트용 롤러(173c)는, 장력 제어장치(178)로부터의 신호를 수신하고, 보조 벨트(172)의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 보조 벨트용 롤러(173c)의 위치를 제어한다. 보조 벨트용 롤러(173d)는, 도시하지 않는 구동 모터(176)에 의해 회전한다.
즉, 보조 벨트용 롤러(173d)는 구동 롤러이고, 나머지 보조 벨트용 롤러는 따라 움직이는 롤러가 된다. 그리고, 본 발명의 전계방사장치에 잇어서는, 구동 롤러가 2개 이상이라도 좋다.
보조 벨트 위치 제어장치(174)는, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한 쪽의 단부에 취부된 회전 자유롭게 지지하는 지지축을 상하 양측에서 사이에 두도록 배설된 한 쌍의 에어 스프링 장치(176)와, 한 쌍의 에어 스프링 장치의 부풀어 오른 량을 각각 독립적으로 제어하는 부풀어 오른 량 제어장치(177)를 가진다.　
부풀어 오른 량 제어장치(177)는, 보조 벨트 위치 계측 센서(175)의 계측 결과를 기초로 하여, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한 쪽의 단부를 상하로 움직이게 하는 것에 의해 기울어지고, 보조 벨트가 장척시트(W)의 폭방향을 따른 소정의 위치가 되도록 한 쌍의 에어 스프링 장치(176)의 부풀어 오른 량을 제어하는 신호를 송신한다.　
한 쌍의 에어 스프링 장치(176)는, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한 쪽의 단부를 상하로 움직이게 함으로써, 보조 벨트용 롤러(173a)를 기울일 수 있다.예를 들면, 하측의 에어 스프링 장치를 부풀게 하는 동시에 상측의 에어 스프링 장치를 위축시킴으로써, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한쪽의 단부를 상하로 움직이게 하여, 보조 벨트용 롤러(173a)를 기울게 할 수 있다. 또한, 하측의 에어 스프링 장치를 위축시키고, 상측의 에어 스프링 장치를 부풀리는 것에 의해, 보조 벨트용 롤러(173a)의 지지축측을 아래에 움직이게 함으로써 기울일 수도 있다. 한 쌍의 에어 스프링 장치(176)로서는, 일반적인 에어스프링장치를 사용할 수 있다.　
보조 벨트 위치 계측 센서(175)는, 보조 벨트(172)의 폭방향을 따른 보조 벨트의 위치를 계측하는 위치 센서이며, 계측 결과를 보조 벨트 위치 제어장치(174)에 보낸다. 위치 센서로서는 카메라를 이용할 수 있다.　
장력 제어장치(178)는, 보조 벨트에 걸리는 장력을 계측하고, 보조 벨트용 롤러(173c)의 위치를 공기압에 의해서 이동시킴으로써, 보조 벨트(172)에 걸리는 장력을 제어한다. 또한, 보조 벨트(172)를 복수의 보조 벨트용 롤러(173)에 걸어 돌리거나 떼어내거나 하는 작업 시에도 사용된다.　
전계방사장치(20)는, 온도 20℃~40℃, 습도 20%~60%의 분위기로 조정된 방에 설치되어 있다.　
가열 장치(30)는, 전계방사장치(20)와 통기도 계측장치(40)와의 사이에 배치되고, 나노 섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)를 가열한다. 가열 온도는, 장척시트(W)나 나노 섬유의 종류에 따라서 다르지만, 예를 들면, 장척시트(W)를 50℃~300℃의 온도로 가열할 수 있다.　
통기도 계측장치(40)는, 전계방사장치(20)에 의해 나노섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)의 통기도를 계측한다.
주제어장치(60)는, 이송 장치(10), 전계방사장치(20), 가열 장치(30), 통기도 계측장치(40), VOC 처리장치(70), 불활성 가스 공급장치, 폴리머 공급 장치 및 폴리머 회수 장치를 제어한다.
VOC 처리장치(70)는, 장척시트에 나노 섬유를 퇴적시킬 때에 발생하는 휘발성 성분을 연소하여 제거한다.
2. 실시예에 관한 나노섬유 제조장치를 이용한 나노섬유 제조방법
이하, 상기와 같이 구성된 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)를 이용하여 나노 섬유 부직포를 제조하는 방법에 대해 설명한다.　
도 4는, 보조 벨트 위치 제어장치(174)를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는, 보조 벨트 위치 제어장치(174)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5(a)~도 5(e)는 각 공정도이다. 도 6은, 장력 제어장치(178)를 설명하기 위한 도면이다. 도 6(a)는 보조 벨트(172)에 걸리는 장력을 제어하는 작업을 실시할 때의 장력제어장치(178)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6(b)는 보조벨트(172)를 보조벨트용 롤러로부터 떼어내는 작업을 실시할 때의 장력제어장치(178)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 4~ 도 6에 있어서, 도면의 간소화를 위하여, 보조 벨트(172)와 보조 벨트용 롤러(173)이외의 부분을 생략 하고 있다.　
우선, 장척시트(W)를 이송 장치(10)에 세트하고, 그 후, 장척시트(W)를 투입 롤러(11)로부터 권취 롤러(12)를 향하여 소정의 이송 속도(V)로 이송시키면서, 각 전계방사장치(20)에 있어서 장척시트(W)에 나노 섬유를 순차퇴적시킨다. 그 후, 가열 장치(30)에 의해, 나노 섬유를 퇴적시킨 장척시트(W)를 가열한다. 이것에 의해, 나노 섬유가 퇴적된 장척시트로 이루어지는 나노 섬유 부직포가 제조된다.　
이때, 보조 벨트 장치(170)는, 보조 벨트(172)를 장척시트(W)의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 동시에, 보조 벨트 위치 계측 센서(175)에 의해, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 계측하고, 그리고 장력 제어장치(178)에 의해, 보조 벨트(172)에 걸리는 장력을 계측한다.　
이때, 보조 벨트 위치 계측 센서(175)에 의한 계측에 의해, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치가 소정의 위치로부터 어긋남이 발생했을 때에는, 보조 벨트 위치 제어장치(174)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한 쪽의 단부를 상하로 움직이게 함으로써, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 소정의 위치가 되도록 제어를 한다.　
예를 들면, 보조벨트가 지면의 좌우로 짜여왔다고 한다(도 5(a)~도 5(b) 참조). 이 경우, 보조벨트 위치계측 센서(175)에 의한 계측결과가 보조벨트 위치제어장치(174)로 송신되면, 보조벨트 위치제어장치(174)는 보조벨트용 롤러(173a)의 한쪽의 단부(이번의 경우는 우단부)를 하방으로 움직이는 변위량을 산출하고, 산출된 변위량을 기초로 하여 한 쌍의 에어스프링장치(176)의 부풀어오른 양을 산출하여 해당 한 쌍의 에어스프링장치(176)를 제어한다(도 5(c)). 그 결과, 보조 벨트(172)는 지면의 우측으로 이동하고(도 5(d)), 최종적으로는 바른 위치로 되돌린다(도 5(e)).　
또한, 장력 제어장치(179)에 의해, 보조 벨트(172)에 걸리는 장력이 이완 된 것을 계측했을 때에는, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 공기압에 의해서 보조 벨트(172)의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따라서, 외측으로 보조 벨트용 롤러(173c)의 위치를 이동시킨다. 이로써, 보조 벨트의 장력은 소정값으로 까지 되돌린다.　
그리고, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, (전계방사를 개시할 때) 보조 벨트(172)를 복수의 보조 벨트용 롤러(173)에 걸어 돌리거나 (전계방사를 종료했을 때) 보조벨트(172)를 복수의 보조 벨트용 롤러(173)로부터 떼어내거나 하는 작업 시에는, 해당 작업을 용이하게 하는 위치까지 보조 벨트용 롤러(173c)를 (보조벨트(172)의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따라서) 이동시켜서, 해당 작업을 용이화할 수 있다.　
주제어장치(60)는, 통기도 계측부(40)에 의해 계측된 통기도 또는 평균 통기도를 기초로 하여 이송 장치(10)가 이송하는 장척시트(W)의 이송 속도(V)를 제어한다. 예를 들면, 계측된 통기도가 소정의 통기도보다 커지는 방향으로 방사 조건이 변동되었을 경우에는, 이송 속도(V)를 늦게 하여 단위면적 당의 나노 섬유의 퇴적량을 증대시킴으로써 통기도를 작게 한다. 그리고 주제어장치(60)는, 장척시트(W)의 제어된 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 보조 벨트(172)를 회전시키도록, 보조 벨트 구동장치(171)를 제어한다.　
또한, 이때 주제어장치(60)는, 예를 들면, 컬렉터(150)와 노즐 블록(110)과의 사이에 35kV의 전압을 인가한 상태에서 전계 방사를 실시하고 있을 때, 예를 들면 0.24mA보다 큰 전류가 복수의 전원 장치(160) 중 하나 또는 복수의 전원 장치(160)로부터 공급되고 있는 것을 검지했을 때에는, 해당 하나 또는 복수의 전원 장치(160)에 대하여 전류 공급을 정지시키는 전류 공급 정지 신호를 송신한다.　
또한, 주제어장치(60)는, 예를 들면 0.18mA보다 작은 전류가 복수의 전원 장치(160) 중 하나 또는 복수의 전원 장치(160)로부터 공급되고 있는 것을 검지했을 때에는, 해당 하나 또는 복수의 전원 장치(160)가 이상상태라는 경고(경고음을 내는 신호 또는 경고표시를 내는 신호)를 낸다.　
또한, 주제어장치(60)는, 해당 하나 또는 복수의 전원 장치(160)에 대하여 전류 공급을 정지시키는 전류 공급 정지 신호를 송신할 때에는, 장척시트(W)에 퇴적되는 단위면적 당의 나노 섬유의 누적 퇴적량을 소정의 범위내에 넣기 위해서 이송 장치(10)에 대하여 이송 속도를 감속시키는 이송 속도 감속 신호를 송신한다.　
이때, 주제어장치(60)는, 이송 속도를 감속시키기 전의 제1 기간에 전류 공급을 실시하고 있던 전원 장치(160)의 대수를 n대로 하고, 이송 속도를 감속시킨 후의 제2 기간에 전력 공급을 행하는 전원 장치(160)의 대수를 m대로 했을 때, 제2 기간에 있어서의 이송 속도를 제1 기간에 있어서의 이송 속도의 「m/n」배(倍)로 제어한다. 그 후, 주제어장치(60)는, 통기도 계측장치(40)에 의해 계측된 통기도를 기초로 하여 이송 속도를 한층 더 세세하게 제어한다. 그리고 주제어장치(60)는, 보조 벨트(172)를 장척시트(W)의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키도록, 보조 벨트 구동장치(171)를 제어한다.　
그리고, 이송 속도(V)의 제어는, 구동 롤러(14, 15, 16, 17)의 회전 속도를 제어함으로써 실시할 수 있다.　
이하에, 실시예에 관한 나노섬유 제조방법에 있어서의 방사 조건을 예시적으로 나타낸다.　
장척시트로서는, 각종 재료로 이루어지는 부직포, 직물, 편물, 필름 등을 이용할 수 있다. 장척시트의 두께는, 예를 들면 5μm~500μm의 것을 이용할 수 있다. 장척시트의 길이는, 예를 들면 10m~10km의 것을 이용할 수 있다.　
나노 섬유의 원료가 되는 폴리머로서는, 예를 들면, 폴리 유산(PLA), 폴리프로필렌(PP), 폴리 초산비닐(PVAc), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프타 레이트(PEN), 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PUR), 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리 아크릴로니트릴(PAN), 폴리에이테르이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리 유산 글리콜산(PLGA), 실크, 셀룰로오스, 키토산 등을 이용할 수 있다.　
폴리머 용액에 이용하는 용매로서는, 예를 들면, 디클로로 메탄, 디메틸 폼 아미드, 디메틸 술폭시드, 메틸 에틸 케톤, 클로로포름, 아세톤, 물, 포름산, 초산, 시클로 헥산, THF 등을 이용할 수 있다. 복수 종류의 용매를 혼합해 이용해도 좋다. 폴리머 용액에는, 도전성 향상제 등의 첨가제를 함유 시켜도 좋다.　
제조하는 나노 섬유 부직포의 통기도(P)는, 예를 들면 0.15cm3/cm2/s ~ 200cm3/cm2/s으로 설정할 수 있다. 이송 속도(V)는, 예를 들면 0.2m/분~100m/분으로 설정할 수 있다. 노즐과 컬렉터(150)와 노즐 블록(110)에 인가하는 전압은, 10kV~80kV(실시예에 있어서의 전계방사장치(20)에 있어서는 50kV 부근이 바람직하다.)로 설정할 수 있다.　
방사 구역의 온도는, 예를 들면 25℃으로 설정할 수 있다. 방사 구역의 습도는, 예를 들면 30%로 설정할 수 있다.　
3. 실시예에 관한 전계방사장치 및 나노섬유 제조장치의 효과
실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 한 쪽의 전극이 컬렉터(150)에 접속되고, 다른 쪽의 전극이 노즐 블록(110)에 접속되는 동시에 해당 다른 쪽의 전극의 전위가 접지 전위에 떨어진 전원 장치(160)를 구비하기 때문에, 노즐 블록(110)을 시작으로 하여 「방사 노즐(112)로부터 토출되기 전의 폴리머 용액」, 「폴리머 용액을 저장하는 원료 탱크」, 「폴리머 용액을 원료 탱크로부터 노즐(112)까지 이송하는 폴리머 용액 이송 기구(예를 들면, 배관이나 보내기 펌프 등.)」의 모든 것이 접지 전위가 되기 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치의 경우와 마찬가지로, 원료 탱크나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양으로 할 필요가 없어진다. 따라서, 원료 탱크나 폴리머 용액 이송 기구를 고내전압사양으로 하는 것으로 인하여 전계방사장치의 기구가 복잡화 되는 것이 없어진다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 한 쪽의 전극이 컬렉터(150)에 접속되고, 다른 쪽의 전극이 노즐 블록(110)에 접속되는 동시에 해당 다른 쪽의 전극의 전위가 접지 전위로 떨어진 전원 장치(160)를 구비하기 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 전계방사장치의 경우와 마찬가지로, 비교적 단순한 형상·구조로 하는 것이 가능한 컬렉터(150)에 고전압을 인가하는 동시에, 비교적 복잡한 형상·구조를 가지는 노즐 블록(110)을 접지 한 상태에서 전계 방사 하기 때문에, 바람직하지 않은 방전이나 전압강하를 일으키기 어려워지고, 항상 안정된 조건하에서 전계 방사 하는 것이 가능해진다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 컬렉터(150)를 둘러싸는 위치에 회전 자유롭게 배설된 절연성 또한 다공성의 엔들리스 벨트로 이루어지는 보조 벨트(172) 및 보조 벨트(172)를 장척시트(W)의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치(171)를 가지는 보조 벨트 장치(170)를 추가로 구비하기 때문에, 컬렉터(150)와 장척시트(W)와의 사이에 큰 정전 인력이 발생했다고 해도, 장척시트(W)와 컬렉터(150)와의 사이에 보조 벨트(172)가 존재하기 때문에, 장척시트(W)가 컬렉터(150)에 끌어 당겨지거나, 장척시트(W)의 원활한 이송이 방해받거나 하는 것이 없어진다. 그 결과, 나노 섬유를 균일한 조건으로 전계 방사 하는 것이 가능해지는 것은 물론, 전계방사장치(1)의 운전 자체를 정지하는 일도 없어져, 균일한 품질(예를 들면, 나노 섬유의 평균 직경, 나노 섬유의 직경 분포, 나노 섬유의 퇴적량, 나노 섬유 부직포의 두께, 나노 섬유 부직포의 통기도 등.)을 가지는 나노 섬유를 높은 생산성으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.　
그리고, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 있어서는, 보조 벨트(172)가 장척시트(W)의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전하기 때문에, 보조 벨트(172)의 존재로 인하여 장척시트(W)의 이송 상태에 악영향을 주는 것도 없다. 또한, 본 발명의 전계방사장치(20)에 있어서는, 보조 벨트(172)가 절연성 또한 다공성의 엔들리스 벨트로 이루어지기 때문에, 컬렉터(150)와 노즐 블록(110)과의 사이에 형성되는 전계 분포에 큰 영향을 주는 것도 없다.
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트 구동장치(171)는, 보조 벨트(172)를 걸어 돌리는 복수의 보조 벨트용 롤러(173)와, 보조 벨트용 롤러(173c)를 회전시키는 구동 모터(176)를 갖기 때문에, 보조 벨트(172)를 장척시트(W)의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 확실히 회전시킬 수 있게 된다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트 구동장치(171)는, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한 쪽의 단부에 있어서의, 보조 벨트(172)의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 보조 벨트용 롤러(173a)의 위치를 제어함으로써, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 제어하는 보조 벨트 위치 제어장치(174)를 갖기 때문에, 해당 보조 벨트용 롤러(173a)의 기울기를 적절히 제어하는 것이 가능해지고, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 장시간에 걸쳐서 정도가 좋게 제어하는 것이 가능해진다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트 위치 제어장치(174)는, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한 쪽의 단부를 회전 자유롭게 지지하는 지지축을 양측에서 사이에 두도록 배설된 한 쌍의 에어 스프링 장치(176)와 한 쌍의 에어 스프링 장치(176)의 부풀어 오른 량을 각각 독립적으로 제어하는 부풀어 오른 량 제어장치(182)를 갖기 때문에, 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 보조 벨트의 위치를 원활히 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트 구동장치(171)는, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 계측하는 보조 벨트 위치 계측 센서(175)를 추가로 갖고, 보조 벨트 위치 계측 센서(175)의 계측 결과를 기초로 하여, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 제어하기 때문에, 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 보조 벨트의 위치를 보다 한층 정도가 좋게 제어하는 것이 가능해진다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트 구동장치(171)는, 보조 벨트용 롤러(173c)에 대해서, 보조 벨트(172)의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 보조 벨트용 롤러(173c)의 위치를 제어하여 보조 벨트(172)에 걸리는 장력을 제어하는 장력 제어장치(178)를 추가로 갖기 때문에, 컬렉터(150)와 보조 벨트(172)와의 사이에 큰 정전 인력이 발생했다고 해도, 보조 벨트(172)의 장력을 해당 정전 인력에 대항할 수 있을 정도의 큰 값으로 조정하는 것이 가능해지고, 장척시트(W)가 컬렉터(150)에 끌어 당겨지는 것이나, 장척시트(W)의 원활한 이송이 방해받는 것을 확실히 방지할 수 있게 된다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 장력 제어장치(178)는, 보조 벨트(172)를 복수의 보조 벨트용 롤러(173)에 걸어 돌리거나 복수의 보조 벨트용 롤러(173)로부터 떼어내거나 하는 작업을 용이하게 하는 위치까지, 보조 벨트(172)의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 보조 벨트용 롤러(173c)의 위치를 제어하는 것이 가능하기 때문에, 보조 벨트(172)를 복수의 보조 벨트용 롤러(173)에 걸어 돌리거나 복수의 보조 벨트용 롤러(173)로부터 떼어내거나 하는 작업을 용이하게 하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트(172)의 폭은, 장척시트(W)의 폭을 따른 컬렉터(150)의 폭보다 넓기 때문에, 장척시트(W)와 컬렉터(150)와의 사이에 보조 벨트(172)가 확실히 존재하게 되어, 장척시트(W)가 컬렉터(150)에 끌어 당겨지거나, 장척시트(W)의 원활한 이송이 방해받거나 하는 것을 확실히 방지하는 것이 가능해진다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트(172)의 개구율은, 1%~40%의 범위내에 있다. 보조 벨트(172)의 개구율을 1%~40%의 범위내로 한 것은, 보조 벨트(172)의 개구율이 1%이상인 경우에는, 컬렉터(150)와 노즐 블록(110)과의 사이에 형성되는 전계 분포에 큰 영향을 주지 않는 레벨로 받아들이는 것이 가능해지기 때문이며, 보조 벨트(172)의 개구율이 40%이하인 경우에는, 보조 벨트(172)의 기계적 강도를 크게 저하시키지 않기 때문이다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트(172)는, 직경 0.1mm~2.0mm의 실을 짜는 것에 의해 제작된 그물 형상의 기재로 이루어지기 때문에, 보조 벨트(172)가 높은 기계적 강도와 유연함을 겸비한 것이 되기 때문에, 강한 장력으로 또한 원활히 보조 벨트(172)를 회전시키는 것이 가능해진다.　
또한, 실시예에 관한 전계방사장치(20)에 의하면, 보조 벨트(172)는, 그물 형상의 기재가 적층된 구조를 가진다. 그 결과, 보다 한층 높은 기계적 강도를 구비한 것이 되기 때문에, 보다 한층 강한 장력으로 보조 벨트(172)를 회전시키는 것이 가능해진다. 이 경우, 보조 벨트(172)로서 다른 재료의 그물 형상의 기재가 적층된 구조의 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우에는, 보다 한층 높은 기계적 강도를 구비하는 동시에 내구성이 뛰어난 보조 벨트(172)로 할 수 있다. 예를 들면, 장척시트(W)측의 면에 매끄러운 소재를 사용하는 동시에, 컬렉터(150)측의 면에 높은 기계적 강도를 가지는 소재를 사용하는 일도 가능해진다. 그물 형상의 기재가 적층된 구조로서는, 2층 구조, 3층 구조, 4층 구조···외, 2.5층 구조를 이용할 수도 있다. 여기서, 「2.5층 구조」란, 2층 구조 중 한 쪽의 층에 있어서의 실의 밀도를 다른 쪽의 층에 있어서의 실의 밀도보다 높게 함으로써, 질량을 무겁게 하는 일 없이 평활성 및 내마모성을 향상시킨 것이다.　
실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 본발명의 전계방사장치를 구비하기 때문에, 노즐 블록을 접지 한 상태에서 컬렉터에 고전압을 인가하여 전계 방사를 하는 경우라도, 균일한 품질을 가지는 나노 섬유를 높은 생산성으로 대량생산 하는 것이 가능해진다.　
또한, 실시예에 관한 나노섬유 제조장치(1)에 의하면, 전계방사장치로서 장척시트(W)의 이송 방향(A)을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치(20)를 구비하기 때문에, 해당 복수의 전계방사장치(20) 이용하여 나노 섬유를 제조하는 것이 가능해지고, 보다 한층 높은 생산성으로 나노 섬유를 대량생산 하는 것이 가능해진다.　
이상, 본 발명을 상기의 실시예를 기초로 하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 형태로 실시하는 것이 가능하고, 예를 들면, 다음과 같은 변형도 가능하다.
(1) 상기 각 실시예에 있어서는, 전계방사장치로서 4대의 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치를 예로써 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 2대 혹은 3대 또는 5대 이상의 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
(2) 상기 각 실시예에 있어서는, 전계방사장치로서 4대의 전계방사장치를 구비하는 동시에, 전계방사장치마다 1대의 보조 벨트 장치를 배설한 나노섬유 제조장치(도 7(a) 참조.)를 예로써 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 도 7은, 실시예에 있어서의 보조 벨트 장치(172)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 보조 벨트장치(172)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 복수의 전계방사장치(20) 중 「2개」~「전부」의 컬렉터(150)를 둘러싸도록 배설된 하나 또는 복수의 보조 벨트(172) 및 해당 하나 또는 복수의 보조 벨트(172)를 장척시트(W)의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치(171)를 가지는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 보조 벨트 구동장치(171)의 수를 줄이는 것이 가능해진다. 예를 들면, 나노섬유 제조장치가 4대의 전계방사장치(20)를 구비하는 경우에는, 2대의 전계방사장치마다 1대의 보조 벨트 장치(170)를 배설(도 7(b) 및 도 7(c) 참조.)해도 좋고, 4대의 전계방사장치(20) 마다 1대의 보조 벨트 장치(170)를 배설(도 7(d) 및 도 7(e) 참조.) 해도 좋다.　
(3) 상기 각 실시예에 있어서는, 상향 노즐을 가지는 상향식 전계방사장치를 이용하여 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 하향 노즐을 가지는 하향식 전계방사장치나 측면 노즐을 가지는 측면식 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.　
(4) 상기 각 실시예에 있어서는, 전원 장치(160)의 정극이 컬렉터(150)에 접속되고, 전원 장치(160)의 부극이 노즐 블록(110) 및 케이스(100)에 접속된 전계방사장치를 이용하여 본 발명의 나노섬유 제조장치를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전원 장치의 부극이 컬렉터(150)에 접속되고, 전원 장치의 정극이 노즐 블록(110) 및 케이스(100)에 접속된 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
(5) 상기 실시예에 있어서는, 한 쌍의 에어스프링장치로서, 지지축을 상하양측으로부터 사이에 두도록 배설된 한 쌍의 에어스프링장치(181)를 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 8은, 보조벨트 위치제어장치의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 에어스프링장치 지지축을 좌우양측으로부터 사이에 두도록 배설된 한 쌍의 에어스프링장치(176)를 이용 할 수 있다. 이 경우, 보조 벨트용 롤러(173a)의 한 쪽의 단부를 수평방향으로 움직이게 함으로써, 보조 벨트용 롤러(173a)의 폭방향을 따른 보조 벨트(172)의 위치를 제어하는 것이 가능해진다.
(6) 상기 실시예에 있어서는 위치센서로서, 카메라를 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 9는, 보조 벨트 위치계측센서의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들면, 위치센서로서, 도 9에 나타내는 바와 같은, 원반형의 위치계측센서를 이용할 수 있다. 또한, 일반적인 레이저 거리측정장치 그 밖의 위치계측 센서를 이용할 수도 있다.
(7) 상기 실시예에 있어서는, 하나의 전계방사장치에 하나의 노즐블록이 배설된 나노섬유 제조장치를 이영하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 10은, 전계방사장치(20a)의 요부 정면도이다. 예를 들면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 하나의 전계방사장치(20a)에 2개의 노즐블록(110a1, 110a2)가 배설된 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있고, 2개 이상의 노즐블록이 배설된 나노섬유 제조장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
이 경우, 모든 노즐블록으로 노즐 배열피치를 동일하게 할 수 있고, 각 노즐블록으로 노즐 배열피치를 다르게 할 수도 있다. 또한, 모든 노즐블록으로 노즐블록의 높이위치를 동일하게 할 수도 있고, 각 노즐블록으로 노즐블록의 높이위치를 다르게 할 수도 있다.
(8) 본 발명의 나노섬유 제조장치에 있어서는, 장척시트의 폭방향을 따라서 노즐블록을 소정의 왕복운동주기로 왕복운동시키는 기구를 구비해도 좋다. 해당 기구를 이용하여 노즐블록을 소정의 왕복운동주기로 왕복운동시키면서 전계방사를 실시함으로써, 장척시트의 폭방향을 따른 폴리머 섬유의 퇴적량을 균일화할 수 있다. 이 경우, 노즐블록의 왕복운동주기나 왕복거리를, 전계방사장치마다 또는 노즐블록마다 독립적으로 제어가능하도록 해도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 모든 노즐블록을 같은 주기로 왕복운동시키는 것도 가능하고, 각 노즐블록을 다른 주기로 왕복운동시키는 것도 가능하다. 또한, 모든 노즐블록으로 왕복운동의 왕복거리를 동일하게 할 수도 있고, 각 노즐블록으로 왕복운동의 왕복거리를 다르게 하는 것도 가능하다.
1…나노섬유 제조장치, 10…이송 장치, 11…투입 롤러, 12…권취 롤러,
13, 18…보조 롤러, 14, 15, 16, 17…구동 롤러, 20…전계방사장치,
30…가열 장치, 32…히터, 40…통기도 계측 장치, 60…주제어장치,
70…VOC 처리 장치, 100…케이스, 102…전계 방사실, 110…노즐 블록,
112…노즐, 150…컬렉터, 152…절연부재, 160…전원 장치,
170…보조 벨트 장치, 171…보조 벨트 구동장치, 172…보조 벨트,
173, 173a, 173b, 173c, 173d, 173e…보조 벨트용 롤러,
174···보조벨트 위치제어장치, 175··· 보조벨트 위치계측센서,
176···한 쌍의 에어스프링장치, 177···부풀어 오른 량 제어장치
178…장력 제어장치, 190…불활성 가스 공급 장치,
192…불활성 가스 봄베, 194…불활성 가스 공급 라인, 196…개폐 밸브,
A…이송 방향, W…장척시트

Claims (14)

  1. 컬렉터와,
    상기 컬렉터와 마주하는 위치에 위치하고, 폴리머 용액을 토출하는 복수의 노즐을 가지는 노즐 블록과,
    상기 컬렉터와 상기 노즐 블록과의 사이에 고전압을 인가하는 전원 장치로서, 정전극 및 부전극 중 한 쪽의 전극이 상기 컬렉터에 접속되고, 정전극 및 부전극 중 다른 쪽의 전극이 상기 노즐 블록에 접속되는 동시에 해당 다른 쪽의 전극의 전위가 접지 전위로 떨어진 전원 장치를 구비하며, 소정의 이송 속도로 이송되어 가는 장척시트에 나노 섬유를 전계 방사 하는 전계방사장치로서,
    상기 컬렉터를 둘러싸는 위치에 회전 자유롭게 배설된 절연성 또한 다공성의 엔들리스 벨트로 이루어지는 보조 벨트 및 해당 보조 벨트를 상기 장척시트의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치를 가지는 보조 벨트 장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 보조 벨트를 걸어 돌리는 복수의 보조 벨트용 롤러와, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 적어도 하나의 보조 벨트용 롤러를 회전시키는 구동 모터를 가지는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 하나의 보조 벨트용 롤러에 대하여, 해당 보조 벨트용 롤러의 한 쪽의 단부에 있어서의, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 해당 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어함으로써, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 제어하는 보조 벨트 위치 제어장치를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보조 벨트 위치 제어장치는, 상기 보조 벨트용 롤러의 한 쪽의 단부를 회전 자유롭게 지지하는 지지축을 양측에서 사이에 두도록 배설된 한 쌍의 에어 스프링 장치와, 상기 한 쌍의 에어 스프링 장치의 부풀어 오른 량을 각각 독립적으로 제어하는 부풀어 오른 량 제어장치를 가지는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 계측하는 보조 벨트 위치 계측 센서를 추가로 갖고, 상기 보조 벨트 위치 계측 센서의 계측 결과를 기초로 하여, 상기 보조 벨트용 롤러의 폭방향을 따른 상기 보조 벨트의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보조 벨트 구동장치는, 상기 복수의 보조 벨트용 롤러 중 적어도 하나의 보조 벨트용 롤러에 대하여, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 상기 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어함으로써, 상기 보조 벨트에 걸리는 장력을 제어하는 장력 제어장치를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 장력 제어장치는, 상기 보조 벨트를 상기 복수의 보조 벨트용 롤러에 걸어 돌리거나 상기 복수의 보조 벨트용 롤러로부터 떼어내거나 하는 작업을 용이하게 하는 위치까지, 상기 보조 벨트의 내측으로부터 외측을 향하는 방향을 따른 상기 보조 벨트용 롤러의 위치를 제어하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보조 벨트의 폭은, 상기 장척시트의 폭을 따른 상기 컬렉터의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보조 벨트의 개구율은, 1%~40%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보조 벨트는, 직경 0.1mm~2.0mm의 실을 짜는 것에 의해 제작된 그물 형상의 기재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보조 벨트는, 상기 그물 형상의 기재가 적층된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전계방사장치.
  12. 장척시트를 소정의 이송 속도로 이송하는 이송 장치와,
    상기 이송 장치에 의해 이송되어 가는 장척시트에 나노 섬유를 퇴적시키는 전계방사장치를 구비하는 나노섬유 제조장치로서,
    상기 전계방사장치는, 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 기재된 전계방사장치인 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 장척시트의 이송 방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전계방사장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보조 벨트 장치는, 상기 복수의 전계방사장치 중 2 이상의 상기 컬렉터를 둘러싸도록 배설된 하나 이상의 보조 벨트 및 상기 보조 벨트를 상기 장척시트의 이송 속도에 대응하는 회전 속도로 회전시키는 보조 벨트 구동장치를 구비하는것을 특징으로 하는 나노섬유 제조장치.












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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5946565B1 (ja) * 2015-06-23 2016-07-06 紘邦 張本 紡糸口金及び極細繊維製造装置
CN111394806B (zh) * 2020-04-20 2023-07-18 南京工业职业技术学院 一种立体纤维膜制备装置及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070026744A (ko) * 2007-02-13 2007-03-08 정도성 회전형 핀 다발 방사체를 구비한 정전방사 장치 및 이를이용한 섬유제조방법
KR20070047282A (ko) * 2004-07-13 2007-05-04 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 개량된 일렉트로블로잉 웹 형성 방법
JP2008519175A (ja) 2004-11-12 2008-06-05 キム，ハグ−ヨン ナノ繊維からなる連続状フィラメントの製造方法
JP2009052163A (ja) 2007-08-24 2009-03-12 Panasonic Corp 高分子ウエブの製造方法と装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2123992A (en) * 1936-07-01 1938-07-19 Richard Schreiber Gastell Method and apparatus for the production of fibers
US3356207A (en) * 1966-06-23 1967-12-05 Universal Oil Prod Co Woven conveyor belt system having a fine mesh overlay
US5813513A (en) * 1995-12-26 1998-09-29 Redicon Corporation Conveyor apparatus
KR100406981B1 (ko) * 2000-12-22 2003-11-28 한국과학기술연구원 전하 유도 방사에 의한 고분자웹 제조 장치 및 그 방법
KR100458946B1 (ko) * 2002-08-16 2004-12-03 (주)삼신크리에이션 나노섬유 제조를 위한 전기방사장치 및 이를 위한방사노즐팩
WO2005026398A2 (en) * 2003-09-05 2005-03-24 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Nanofibers, and apparatus and methods for fabricating nanofibers by reactive electrospinning
WO2005073441A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Raisio Chemicals Korea Inc. A bottom-up electrospinning devices, and nanofibers prepared by using the same
KR100578764B1 (ko) * 2004-03-23 2006-05-11 김학용 상향식 전기방사장치 및 이를 이용하여 제조된 나노섬유
TWI245085B (en) * 2004-07-29 2005-12-11 Taiwan Textile Res Inst Apparatus and method for manufacturing polymeric fibrils
CN100503905C (zh) * 2007-01-12 2009-06-24 东华大学 一种可用于生产纳米纤维的喷气式静电纺丝装置
JP4903595B2 (ja) * 2007-02-09 2012-03-28 パナソニック株式会社 ナノファイバー製造方法およびナノファイバー製造装置
WO2008136581A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Finetex Technology Global Limited Method for producing nano-fiber with uniformity
KR100835737B1 (ko) * 2007-05-07 2008-06-09 박종철 방사블록의 잔여 용제 제거 장치
CN101476167B (zh) * 2008-12-10 2011-01-19 天津工业大学 一种静电纺纳米纤维非织造布生产装置
DE112010004745T5 (de) * 2009-12-10 2013-02-07 Panasonic Corporation Vorrichtung zur Herstellung von Nanofasern und Verfahren zur Herstellung von Nanofasern

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070047282A (ko) * 2004-07-13 2007-05-04 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 개량된 일렉트로블로잉 웹 형성 방법
JP2008519175A (ja) 2004-11-12 2008-06-05 キム，ハグ−ヨン ナノ繊維からなる連続状フィラメントの製造方法
KR20070026744A (ko) * 2007-02-13 2007-03-08 정도성 회전형 핀 다발 방사체를 구비한 정전방사 장치 및 이를이용한 섬유제조방법
JP2009052163A (ja) 2007-08-24 2009-03-12 Panasonic Corp 高分子ウエブの製造方法と装置

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