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KR101635034B1 - Nano fiber filter and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR101635034B1
KR101635034B1 KR1020140148401A KR20140148401A KR101635034B1 KR 101635034 B1 KR101635034 B1 KR 101635034B1 KR 1020140148401 A KR1020140148401 A KR 1020140148401A KR 20140148401 A KR20140148401 A KR 20140148401A KR 101635034 B1 KR101635034 B1 KR 101635034B1
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filter
nozzle
nanofiber
solution
polymer
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박종철
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박종철
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Publication date
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Abstract

본 발명은 상향식 전기방사를 이용한 나노섬유 필터의 제조방법에 있어서, 상향식 전기방사 장치유닛내에 복수의 노즐관체를 포함한 상향식 전기방사 장치로 제조되는 MD 방향으로 나노섬유의 평량이 상이한 나노섬유 필터의 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 나노섬유의 평량을 복수의 노즐관체를 on-off 시스템으로 조작하는 것을 특징으로 하는 MD 방향으로 나노섬유의 평량이 상이한 나노섬유 필터의 제조방법및 이에 의해 제조된 나노섬유 필터 및 필터 카트리지에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a nanofiber filter using bottom-up electrospinning, comprising the steps of: preparing a nanofiber filter having different basis weights of nanofibers in the MD direction, which is made of a bottom- And more particularly to a method of manufacturing a nanofiber filter having different basis weights of the nanofibers in the MD direction, characterized in that the basis weight of the nanofibers is manipulated with an on-off system of a plurality of nozzle tubes. A nanofiber filter, and a filter cartridge.

Description

나노섬유필터 및 이의 제조방법 {Nano fiber filter and method of manufacturing the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nanofiber filter and a method for manufacturing the nanofiber filter.

본 발명은 평면방향으로 평량이 상이한 나노섬유 필터의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MD방향으로 평량이 상이한 나노섬유 필터의 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노섬유 필터에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a nanofiber filter having different basis weights in a planar direction, and more particularly, to a method of manufacturing a nanofiber filter having different basis weights in the MD direction and a nanofiber filter manufactured thereby.

일반적으로, 필터는 유체 속의 이물질을 걸러내는 여과장치로서 액체필터와 에어필터로 나뉜다. 그 중 에어필터는 첨단산업의 발달과 함께 첨단제품의 불량방지를 위해 사용되며, 공기 중의 먼지, 미립자, 세균이나 곰팡이 등의 생물입자, 박테리아 등과 같은 생물학적으로 유해한 것이 완벽하게 제거된 클린룸(Clean room)의 설치는 날로 확산되고 있다. 클린룸이 적용되는 분야로는 반도체 제조, 전산기기 조립, 테이프 제조, 인쇄도장, 병원, 약품제조, 식품가공공장, 농림수산분야 등 으로 광범위하다.Generally, a filter is a filtration device for filtering foreign matters in a fluid, and is divided into a liquid filter and an air filter. Among them, the air filter is used to prevent the defect of high-tech products as well as the development of high-tech industries. The air filter is used in a clean room where the biological harmful substances such as dust, fine particles, bacteria particles and bacteria, The installation of the room is spreading day by day. Cleanroom applications include semiconductor manufacturing, computer equipment assembly, tape manufacturing, printing painting, hospitals, pharmaceutical manufacturing, food processing plants, agriculture, forestry and fisheries.

이렇게 에어필터는 필터 여재의 표면에 미세다공 구조의 기공층을 형성시킴으로써 분진이 여재 내로 침투하지 못하는 기능을 수행하며 여과를 한다. 그러나, 입자크기가 큰 입자들은 필터 여재 표면에 필터 케이크(Filter Cake)로 형성되고, 미세한 입자들은 1차 표면층을 통과하여 필터 여재에 점차 쌓이게 되어 필터의 기공을 막게 만든다. 결국, 필터의 기공을 막은 입자들 및 미세 입자들은 필터의 압력손실을 높이고, 필터의 수명을 저하시킬 뿐 아니라, 기존의 필터 여재로는 1미크론 이하의 나노사이즈의 미세 오염입자를 필터링하는 것에 어려움이 있었다.The air filter forms a porous layer having a microporous structure on the surface of the filter medium, thereby performing a function of preventing the dust from penetrating into the filter medium and performing filtration. However, particles having a large particle size are formed by a filter cake on the surface of the filter medium, and fine particles pass through the primary surface layer and gradually accumulate in the filter medium, thereby blocking the pores of the filter. As a result, the particles and fine particles of the pores of the filter increase the pressure loss of the filter and deteriorate the life of the filter, and it is difficult to filter nano-sized fine particles of 1 micron or less in the conventional filter media .

한편, 기존의 에어필터는 필터 여재를 구성하는 섬유집합체에 정전기를 부여하여 입자가 정전기력에 의해 포집되는 원리에 의해 효율이 측정되었다. 그러나, 최근 유럽의 에어필터 분류 표준인 EN779는 2012년에 정전기 효과에 의한 필터의 효율을 배제하기로 개정됨에 따라 기존의 필터의 실제 효율은 20%이상 저하되는 것이 밝혀졌다. On the other hand, the efficiency of the conventional air filter is measured by the principle that the static electricity is given to the fibrous aggregate constituting the filter filter material and the particles are collected by the electrostatic force. However, the recent European air filter classification standard EN779 has been revised to exclude the filter efficiency due to the electrostatic effect in 2012, so that the actual efficiency of the conventional filter is lowered by more than 20%.

또한, 기존의 내열성 필터의 소재로 사용되었던 유리섬유가 환경에 미치는 악영향으로 인해 유럽과 미국에서는 환경안정성을 위해 유리섬유의 이용을 규제하고 있는 실정이다.In addition, due to the adverse effects of glass fiber, which has been used as a material of conventional heat-resistant filter, on the environment, in Europe and the United States, the use of glass fiber is regulated for environmental stability.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 나노사이즈의 섬유를 제조하여 필터에 적용하는 다양한 방식들이 개발되었다. 나노섬유를 필터에 구현할 경우, 직경이 큰 기존의 필터 여재에 비해서 비표적이 매우 크고, 표면 작용기에 대한 유연성도 좋으며, 나노급 기공사이즈를 가지므로 유해한 미세입자나 가스 등을 효율적으로 제거할 수 있게 되었다.In order to solve the above problems, various methods of fabricating nano-sized fibers and applying them to filters have been developed. When the nanofibers are implemented in a filter, they have a larger specific surface area than conventional filter media having a large diameter, have flexibility for surface functional groups, and have a nanoparticle pore size, so that harmful fine particles and gas can be efficiently removed .

나노섬유를 제조 및 생산하기 위한 전기방사장치는 방사용액이 내부에 충진되는 방사용액 주탱크, 방사용액의 정량 공급을 위한 계량 펌프, 방사용액을 토출하기 위한 노즐이 다수개 배열설치되는 노즐블록, 노즐 하단에 위치하여 방사되는 섬유들을 집적하는 컬렉터 및 전압을 발생시키는 전압 발생장치를 포함하여 구성된다.An electrospinning device for manufacturing and producing nanofibers includes a spinning liquid main tank filled with spinning solution, a metering pump for supplying a fixed amount of spinning solution, a nozzle block having a plurality of nozzles for discharging spinning solution, And a voltage generating device for generating a voltage and a collector for accumulating the fibers that are positioned at the lower end of the nozzle and emit radiation.

상술한 바와 같은 구조로 이루어지는 전기방사장치는 방사용액이 충진되는 방사용액 주탱크와 상기 방사용액 주탱크 내에 충진된 고분자 방사용액의 정량 공급을 위한 계량 펌프와 상기 방사용액 주탱크 내의 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐이 다수개 배열설치되는 노즐 블록과 상기 노즐의 상단에 위치하여 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐에서 일정간격 이격되는 컬렉터 및 상기 컬렉터에 고전압을 발생시키는 전압 발생장치를 포함하는 유닛으로 구성된다.The electrospinning device having the above-described structure includes a spinning liquid main tank filled with a spinning solution, a metering pump for supplying a fixed amount of the polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank, and a polymer spinning solution in the spinning solution main tank A nozzle block having a plurality of nozzles arranged in a pin shape and arranged to discharge the polymer solution, and a collector disposed at an upper end of the nozzle and spaced apart from the nozzle by a predetermined distance in order to accumulate the polymer solution, And a unit including the apparatus.

이러한 전기방사장치를 통한 나노섬유의 제조방법은 방사용액이 충진되는 방사용액 주탱크 내의 방사용액이 계량 펌프를 통해 높은 전압이 부여되는 다수의 노즐 내에 연속적으로 정량 공급되고, 노즐로 공급되는 방사용액은 높은 전압이 걸려있는 컬렉터상에 노즐을 통하여 방사, 집속되어 나노섬유 웹이 형성되되, 상기 전기방사장치의 유닛들로 이송되는 장척시트상에 나노섬유 웹을 형성하고, 상기 나노섬유가 적층형성되는 장척시트가 각 유닛을 통과하여 반복적으로 나노섬유가 적층된 후 라미네이팅, 엠보싱 또는 heat and pressing, 니들펀칭하여 부직포로 제조한다.A method of manufacturing nanofibers through such an electrospinning device is a method in which a spinning liquid in a spinning liquid main tank filled with a spinning liquid is continuously and constantly supplied in a large number of nozzles to which a high voltage is applied through a metering pump, A nanofiber web is formed on a long sheet conveyed to the units of the electrospinning device, and the nanofibers are formed in a laminated structure The long sheets are passed through the respective units and laminated with the nanofibers repeatedly, followed by laminating, embossing, heat-pressing, and needle punching.

여기서, 전기방사장치는 컬렉터 상의 위치하는 방향에 따라 상향식 전기방사장치, 하향식 전기방사장치 및 수평식 전기방사장치로 나뉜다. 즉, 전기방사장치는 컬렉터가 노즐의 상단에 위치하는 구성으로 이루어지고, 균일하고 상대적으로 가는 나노섬유를 제조할 수 있는 상향식 전기방사장치, 컬렉터가 노즐의 하단에 위치하는 구성으로 이루어지고, 상대적으로 굵은 나노섬유를 제조할 수 있으며, 단위시간 당 나노섬유의 생산량을 증대시킬 수 있는 하향식 전기방사장치 및 컬렉터와 노즐이 수평방향으로 배열되는 구성으로 이루어지는 수평식 전기방사장치로 나뉜다.Here, the electrospinning device is divided into a bottom-up electrospinning device, a top-down electrospinning device, and a horizontal electrospinning device depending on the direction on the collector. That is, the electrospinning device has a configuration in which the collector is located at the upper end of the nozzle, and a bottom-up electrospinning device capable of producing uniform and relatively fine nanofibers, a collector is disposed at the lower end of the nozzle, A top-down electrospinning device capable of increasing the production amount of nanofibers per unit time, and a horizontal electrospinning device having a collector and nozzles arranged in a horizontal direction.

상향식 전기방사장치는 상향 노즐 블록의 노즐을 통하여 방사용액이 분사되고, 분사되는 방사용액이 지지체의 하부면에 적층되면서 나노섬유를 형성하는 구성으로 이루어진다.The bottom-up electrospinning device has a configuration in which a spinning solution is injected through nozzles of an upward nozzle block, and a spinning solution to be injected is deposited on a lower surface of the support to form nanofibers.

상술한 바와 같은 구성에 의하여 상기 상향식 전기방사장치의 어느 한 유닛 내부에서 노즐을 통하여 방사용액을 분사하여 나노섬유 웹이 적층형성되는 장척시트는 다른 한 유닛 내부로 이송되고, 다른 한 유닛 내부로 이송되는 장척시트에 노즐을 통하여 방사용액을 분사하여 또 다시 나노섬유를 적층형성하는 등 상기한 공정을 반복적으로 수행하면서 나노섬유 웹을 제조한다.With the above-described configuration, the elongated sheet on which the nanofiber web is laminated by spraying the spinning liquid through the nozzles in one of the units of the bottom-up electrospinning device is transferred to the inside of the other unit, A nanofiber web is produced by repeatedly performing the above-mentioned processes such as spraying a spinning solution through a nozzle onto a long sheet to form a laminate of nanofibers.

그러나, 나노섬유를 이용한 필터 구현은 생산비용이 증대되는 문제점이 발생하고, 생산을 위한 여러 가지 조건 등을 조절하기가 쉽지 않으며, 대량생산에 어려움이 있으므로 나노섬유를 이용한 필터는 상대적으로 낮은 단가로 생산보급하지 못하는 실정이다. However, the implementation of the filter using the nanofibers raises the production cost, and it is not easy to control various conditions for production, and since it is difficult to mass-produce the filter, the filter using the nanofibers has a relatively low unit price It is a fact that production can not be spread.

또한, 종래의 나노 부직포를 방사하는 기술로는 실험실 위주의 소규모 작업라인으로 한정되어 있어, 방사구획을 노즐블록을 이용하여 나노섬유를 수평방향으로 나누는 개념이 없었으며, 이에 더해 산업현장에서 사용되는 필터의 경우 평면방향으로 필터 전체 나노섬유층의 섬유굵기가 일정하거나 평량이 일정하여야 표준규격을 만족하여 생산 및 판매가 가능하였는데, 실제 화력발전소의 가스터빈등에 사용되는 필터의 경우 공기가 유입되는 방향 및 공기 유입부분 위치와 배기되는 방향및 배기위치에 따라서 필터를 구성하는 섬유의 평량과 굵기가 일정할 필요가 없는 경우도 있으며, 오히려 공기여과가 활발한 필터부분은 공기여과효율을 높이기 위해 나노섬유의 굵기를 작게 조절하여야 하는 반면, 공기여과가 활발하지 않은 필터부분은 공기유량이 많지 않으므로 나노섬유의 굵기를 크게 조절하여 공기여과측면보다 내구성을 높이는 설계의 요구가 필요한 실정이다. 또한, 나노섬유의 평량역시 필터의 효율을 고려하여 공기유입부와 배출구의 위치에 따라 동일 필터상에서도 평량이 상이한 필터가 요구되고 있는 실정이다. 또한, 필터 카터리지의 경우 표면적을 넓히기 위해 주름진 구성을 취하고 있으며 주름진 부분과 주름지지 않은 부분은 필터 효율, 내구성 및 경제성을 고려하여 나노섬유의 굴기 및 직경을 다르게 설계할 필요가 있다.In addition, since the technology for spinning conventional nano-nonwoven fabrics is limited to a small-scale operation line focused on a laboratory, there is no concept of dividing the nanofibers in a horizontal direction by using a nozzle block, and in addition, In the case of the filter, the fiber thickness of the entire nano fiber layer of the filter is constant or the basis weight is constant, so that it can be produced and sold satisfying the standard specifications. In the case of the filter used in gas turbine of the thermal power plant, In some cases, the basis weight and thickness of the fibers constituting the filter do not have to be constant depending on the position of the inlet portion, the direction of exhausting, and the position of the exhaust air. In order to increase air filtering efficiency, While the filter section where air filtration is not active, So much there is a need to design the requirement to increase the durability than air filtration side to significantly control the thickness of the nanofiber. Also, in consideration of the efficiency of the filter, the basis weight of the nanofiber is required to have a different basis weight on the same filter depending on the positions of the air inlet and outlet. In addition, the filter cartridge has a corrugated structure in order to widen the surface area. In consideration of filter efficiency, durability and economical efficiency, the corrugated portion and the non-corrugated portion need to be designed differently in diameter and diameter.

이에 더해, 여러 산업적인 요구에 의해 필터의 평면방향으로 다른 종류의 폴리머로 구성된 나노섬유 필터 역시 필요하게 되었다.
In addition, a number of industrial requirements have also required nanofiber filters composed of different types of polymers in the plane of the filter.

한국 등록특허 10-1162033호Korean Patent No. 10-1162033 한국 등록특허 10-1382571호Korean Patent No. 10-1382571

이에 본발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 가스터빈등의 산업현장등에 사용시 필터내에 들어오는 공기의 흐름, 공기여과가 주로 이루어지는 필터의 부분 및 공기여과가 많이 이루어지지 않는 필터의 부분을 고려하여 필터의 효율과 생산성을 높이기 위해, 필터의 평면방향 중 MD 방향으로 평량이 상이한 나노섬유 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an air filtering apparatus, an air filtering apparatus, It is an object of the present invention to provide a nanofiber filter having a different basis weight in the MD direction among the plane directions of the filter in order to increase the efficiency and productivity of the filter.

본 발명은 상향식 전기방사를 이용한 나노섬유 필터의 제조방법에 있어서, 상향식 전기방사 장치유닛내에 복수의 노즐관체를 포함한 상향식 전기방사 장치로 제조되는 MD 방향으로 나노섬유의 평량이 상이한 나노섬유 필터의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a nanofiber filter using bottom-up electrospinning, comprising the steps of: preparing a nanofiber filter having different basis weights of nanofibers in the MD direction, which is made of a bottom- ≪ / RTI >

또한, 상기 나노섬유의 평량은 복수의 노즐관체를 on-off 시스템으로 조작하는 것을 특징으로 하는 MD 방향으로 나노섬유의 평량이 상이한 나노섬유 필터의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the basis weight of the nanofibers is characterized in that a plurality of nozzle tubes are operated by an on-off system. The nanofiber filter is characterized in that the basis weight of the nanofibers is different in the MD direction.

또한, 상기 on-off 시스템은 나노섬유가 집적되는 MD 방향중 교호적으로 평량이 상이하게 설계된 것을 특징으로 한다.In addition, the on-off system is characterized in that the basis weight is alternately designed in the MD direction in which nanofibers are integrated.

이에 더해, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 나노섬유필터 및 나노섬유필터 카터리지를 제공한다.
In addition, the present invention provides a nanofiber filter and a nanofiber filter cartridge manufactured by the method.

본 발명은 온도조절 장치를 포함한 나노섬유 제조방법을 제공함으로써, 나노섬유의 직경은 일정하게 유지함과 동시에 폴리머 용액 농도를 증가시켜 나노섬유 제조의 생산성을 높일 수 있는 방사방법을 제공한다.
The present invention provides a method of manufacturing a nanofiber including a temperature control device, thereby providing a spinning method capable of increasing the productivity of the nanofiber by increasing the concentration of the polymer solution while keeping the diameter of the nanofiber constant.

도 1은 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 각 노즐관체의 노즐을 통하여 고분자 방사용액이 기재의 동일 평면 상에 전기방사되는 동작과정(도 5에서 파선으로 표시된 노즐이 폐쇄된 노즐을 나타내고, 도 6에서 파선으로 표시된 노즐은 기재 하부에 위치하는 것을 나타냄)을 개략적으로 나타내는 평면도,
도 7 내지 도 8은 본 발명에 의해 제조되는 MD방항으로 평량이 상이한 나노섬유 웹의 평면도.
1 is a side view schematically showing an electrospinning device for manufacturing a nanofiber web,
2 is a plan view schematically showing a nozzle body arranged in a nozzle block of an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber web according to the present invention,
3 is a perspective view schematically showing a nozzle body arranged in a nozzle block of an electrospinning device for manufacturing a nanofiber web according to the present invention,
FIG. 4 is a side view schematically showing a nozzle body arranged in a nozzle block of an electrospinning device for manufacturing a nanofiber web according to the present invention. FIG.
5 to 6 are diagrams illustrating an operation process of electrospinning the polymer spinning solution on the same plane of the base material through the nozzles of each nozzle tube of the electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber web according to the present invention And the nozzle indicated by the broken line in Fig. 6 is located at the lower part of the substrate)
Figures 7 to 8 are plan views of nanofiber webs with different basis weights according to the invention prepared by the present invention.

Air Filter(공기여과필터)는 일반적으로 Pre Filter(조진용), Medium Filter(중성능), HEPA Filter(High Efficiency:고성능) 및 초고성능 ULPA(Ulpa-filter)로 구분되며, 이에 대한 성능은 주요 제거 대상으로 하는 먼지 입자의 크기에 따라 그 성능과 평가방법이 다르다. Pre Filter는 잔 먼지를 걸러내는 필터로 효율은 중량법(AFI)으로 표시하며, 주로 AFI 80%를 사용하며 이 정도의 Pre Filter만 설치하여도 양호한 공기를 마시게 되고, 공장 clean room final filter(HEPA filter)의 보호용인 전처리 필터로도 사용된다. Medium Filter는 청정실 (Clean Room)의 Pre-filter 다음 단계용이나 Final Filter의 전처리 용으로 쓰기도하며, 일반 주거용에 고 가비용때문에 잘 사용하지 않지만 일반 청정수준의 공장실내를 만들기 위해 사용하기도 하고, Hepa-filter 이상의 final filter 전단계용으로 사용하기도 하지만 Fan 동력비가 많이 나오는 바, 차라리 고효율 Pre- filter가 전처리로 적당하다. HEPA Filter는 청정실 (Clean Room)을 만들기위해 사용하는 Final Filter로 제거 대상 먼지 사이즈는 0.3마이크로미터 이상의 미세한 세균이나 먼지이며, 효율은 DOP 로 나타내며, DOP 99.97% (at 0.3마이크로미터 사이즈)설치는 덕트Line상이나 공조기, Air Chamber등에 설치하게 되며, 산업현장에서 통상적으로 Pre-filter를 전단계에 설치하여 HEPA Filter 사용 수명을 연장하게 된다. Ulpa Filter는 슈퍼 클린룸용에 사용하는 Final Filter로 제거대상 먼지 사이즈는 0.1마이크로미터 이상의 먼지나 바이러스이다. 효율은 HEPA Filter와 마찬가지로 DOP로 나타내며, DOP 99.9995%, 99.99995%의 제품을 주로 사용한다.Air Filter is divided into Pre Filter, Medium Filter, HEPA Filter and ULPA filter. The performance of the filter is mainly eliminated. The performance and evaluation method differ depending on the size of the target dust particle. The Pre Filter is a filter that removes the dust from the filter. Efficiency is indicated by AFI, and AFI 80% is used. Even if only Pre Filter is installed, good air is absorbed. Factory clean room final filter (HEPA It is also used as a pretreatment filter for protecting the filter. Medium Filter is used for the next stage of clean room (pre-filter) or for pre-treatment of final filter. It is not used because of high cost for general residence, but it is used to make factory interior of general clean level. Hepa -filter or more final filter It is used for the previous stage, but fan power ratio is much, but high-efficiency pre-filter is suitable for preprocessing. The HEPA Filter is a final filter used to make a clean room. The dust size is 0.3 micrometer or more fine dust or dust. Efficiency is represented by DOP. DOP 99.97% (at 0.3 micrometer size) It is installed on line, air conditioner, air chamber, etc., and the life of HEPA filter is extended by installing pre-filter in the previous stage. Ulpa Filter is a Final Filter used for super clean room. It is dust or virus of more than 0.1 micrometer size. Efficiency is represented by DOP like HEPA Filter, and DOP 99.9995% and 99.99995% are mainly used.

필터의 비용은 Pre, Medium, HEPA로 갈수록 비용이 많이 증가하므로, 산업현장에서는 Mdeium이나 HEPA Filter가 단독으로 쓰이는 경우가 없으며 큰 먼지 입자로부터 보호하고 수명을 연장하기 위해 기류통과 앞쪽부터 Pre, Medium, HEPA를 순서로 사용한다.Since the cost of the filter increases to Pre, Medium, and HEPA, the Mdeium or HEPA Filter is not used alone in the industrial field. In order to protect against large dust particles and to prolong the service life, Pre, Medium, Use HEPA in order.

또한, Clean Room의 등급에 따라 적용하는 HEPA Filter의 종류도 다르며, ULPA는 초정밀 반도체를 생산하는 슈퍼크린룸 등에 사용한다. In addition, the type of HEPA Filter to be applied depends on the class of the Clean Room, and ULPA is used in super clean room where ultra-precision semiconductor is produced.

이렇듯 산업현장에서는 필터의 수명과 효율을 높이기 위해 다른 종류의 필터를 사용하며, 이에 더해 본 발명은 필터자체에서도 공기가 많이 유입되는 위치와 방향에 따라 나노섬유 필터의 평량과 섬유직경을 조절하여 압력에 의한 필터의 수명손실 방지, 필터효율 및 경제성을 높이기 위해 나노섬유 필터의 평면방향 중 MD방향으로 평량이 상이한 나노섬유필터의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 필터를 착안하게 되었다.
In the industrial field, other kinds of filters are used to increase the lifetime and efficiency of the filter. In addition, the present invention can control the basis weight and fiber diameter of the nanofiber filter according to the position and direction of the air, A filter manufactured by a method of manufacturing a nanofiber filter having different basis weights in the MD direction among planar directions of the nanofiber filter, and a filter fabricated by the manufacturing method, have been developed in order to improve the filter efficiency and economical efficiency.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the scope of the present invention, but is merely an example, and various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열설치되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 노즐블록에 배열되는 노즐관체를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치의 각 노즐관체의 노즐을 통하여 고분자 방사용액이 기재의 동일 평면 상에 전기방사되는 동작과정을 개략적으로 나타내는 평면도이다.FIG. 2 is a plan view schematically showing a nozzle body arranged in a nozzle block of an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber web according to the present invention. FIG. 3 is a cross- 4 is a side view schematically showing a nozzle body arranged in a nozzle block of an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber web according to the present invention, and Figs. 5 to 6 are views showing a schematic view of a nano tube body according to the present invention FIG. 3 is a plan view schematically showing an operation process in which a polymer spinning solution is electrospun on the same plane of a base material through nozzles of each nozzle tube of an electrospinning device for producing a fibrous web. FIG.

도 1을 참조하여 설명하면, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전기방사장치(100)는 상향식 전기방사장치로 이루어지되, 적어도 하나 이상의 유닛(110, 110')으로 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 전기방사장치(100)가 상향식 전기방사장치로 이루어져 있으나, 하향식 전기방사장치로 이루어지는 것도 가능하다.Referring to FIG. 1, an electrospinning apparatus 100 according to the present invention includes a bottom-up electrospinning apparatus and at least one unit 110 or 110 '. In one embodiment of the present invention, the electrospinning device 100 is a bottom-up electrospinning device, but it may also be a top-down electrospinning device.

여기서, 상기 유닛(110, 110')은 고분자 방사용액이 충진되는 방사용액 주탱크(120)와 상기 방사용액 주탱크(120) 내에 충진된 고분자 방사용액을 정량으로 공급하기 위한 계량 펌프(미도시)와 상기 방사용액 주탱크(120) 내의 고분자 방사용액을 토출하되, 핀 형태로 이루어지는 노즐(111a)이 다수개로 구비되는 노즐관체(112)가 기재(115)의 길이방향으로 다수개 배열설치되는 노즐블록(111)과 상기 노즐(111a)에서 분사되는 고분자 방사용액을 집적하기 위하여 노즐(111a)에서 일정간격 이격되게 설치되는 컬렉터(113) 및 상기 컬렉터(113)에 고전압을 발생시키는 전압 발생장치(114)를 포함하여 구성된다.Here, the units 110 and 110 'include a spinning liquid main tank 120 filled with a polymer spinning solution and a metering pump (not shown) for supplying a polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank 120 in a fixed amount And a plurality of nozzle tubes 112 having a plurality of nozzles 111a in the form of a pin are arranged in the longitudinal direction of the substrate 115 so as to discharge the polymer solution in the spinning solution main tank 120 A collector 113 disposed at a predetermined distance from the nozzle 111a to accumulate the polymer spinning solution injected from the nozzle block 111 and the nozzle 111a and a voltage generator 113 for generating a high voltage to the collector 113, (114).

상기한 바와 같은, 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치(1)는 방사용액 주탱크(120) 내에 충진되는 고분자 방사용액이 계량 펌프를 통해 높은 전압이 부여되는 노즐블록(111)으로 연속적으로 정량 공급되고, 노즐블록(111)으로 공급되는 고분자 방사용액은 높은 전압이 걸려있는 컬렉터(113) 상에 노즐(111a)을 통하여 전기방사장치 내에서 이송되는 기재(115) 상에 방사 및 집속되어 나노섬유 웹이 적층형성된다.In the electrospinning device 1 for producing a nanofiber web as described above, the polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank 120 is continuously and quantitatively supplied to the nozzle block 111 to which a high voltage is applied through the metering pump The polymer spinning solution supplied to the nozzle block 111 is radiated and focused on the substrate 115 conveyed in the electrospinning device through the nozzle 111a on the collector 113 with the high voltage applied thereto, .

이때, 상기 나노섬유 웹 제조용 전기방사장치(1)에 구비되는 적어도 하나 이상의 유닛(110, 110')은 일정간격 이격되어 순차적으로 구비되되, 각 유닛(110, 110')을 통하여 고분자 방사용액이 전기방사되어 나노섬유 웹 또는 나노섬유 필터 등의 필터 소재를 제조한다.At least one or more units 110 and 110 'provided in the electrospinning device 1 for manufacturing a nanofiber web are sequentially disposed at predetermined intervals and the polymer solution is supplied through the units 110 and 110' And electrospun to produce a filter material such as a nanofiber web or a nanofiber filter.

한편, 상기 전기방사장치(100)의 노즐블록(111)은 그 길이방향으로 다수개의 노즐관체(112)가 배열설치되고, 상기 노즐관체(112)에 고분자 방사용액을 공급하는 방사용액 주탱크(120)가 적어도 하나 이상 연결구비된다.The nozzle block 111 of the electrospinning device 100 includes a plurality of nozzle tubes 112 arranged in the longitudinal direction thereof and a spinning liquid main tank for supplying a polymer spinning solution to the nozzle tubes 112 120 are connected to each other.

즉, 직육면체형상으로 형성되되, 그 상부면에 다수개의 노즐(111a)이 선형으로 구비되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)가 노즐블록(111)에 기재(115)의 길이방향으로 다수개 배열설치되고, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)는 방사용액 주탱크(120)에 연결되어 상기 방사용액 주탱크(120) 내에 충진된 고분자 방사용액이 공급된다.The nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, and 112i, which are linearly formed on the upper surface of the nozzle block 111 and have a plurality of nozzles 111a linearly, A plurality of nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h and 112i are arranged in the longitudinal direction of the substrate 115 in the longitudinal direction of the substrate 115, And the polymer spinning solution filled in the spinning solution main tank 120 is supplied.

여기서, 상기 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)는 방사용액 주탱크(120)에 용액공급관(121)으로 연결되되, 상기 용액공급관(121)은 다수개의 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)와 방사용액 주탱크(120)를 연결하기 위하여 다수개로 분기형성된다.Here, the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, and 112i are connected to the spinning solution main tank 120 through a solution supply tube 121, A plurality of nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i and a spinning liquid main tank 120 are branched.

이때, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 연설되는 용액공급관(121)에는 공급량 조절수단(도번 미도시)이 구비되되, 상기 공급량 조절수단은 공급밸브(122)로 이루어진다.At this time, a supply amount adjusting means (not shown) is connected to the solution supply pipe 121, which is communicated to the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i in the spinning liquid main tank 120, And the supply amount adjusting means is composed of a supply valve 122.

이렇게 상기 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 연설되는 용액공급관(121)에 공급밸브(122)가 각각 구비되고, 상기 각 공급밸브(122)에 의하여 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어되는 on-off 시스템에 의핸 제어된다.A supply valve 122 is provided in the solution supply pipe 121 which is communicated to each nozzle body 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i in the spinning liquid main tank 120 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i in the spinning liquid main tank 120 by the supply valves 122, And controlled on-off systems.

즉, 상기 용액공급관(121)을 통하여 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액의 공급 시 상기 방사용액 주탱크(120)와 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 연설하는 용액공급관(121)에 구비되는 공급밸브(122)의 개, 폐에 의해 노즐블록(111)에 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 특정위치의 노즐관체(112b, 112d, 112f, 112g, 112h, 112i)에만 선택적으로 고분자 방사용액을 공급하는 등 상기 공급밸브(122)의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어된다.That is, when the polymer spinning solution is supplied to the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i from the spinning solution main tank 120 through the solution supply tube 121, By the opening and closing of the supply valve 122 provided in the solution supply pipe 121 for supplying the main tank 120 and the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, The nozzle tubes 112b, 112d, 112f, 112g, 112h, 112i at specific positions among the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i arranged in the nozzle block 111 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112f, 112g, 112h, 112i, 112f, 112h, 112h, 112h, The supply of the polymer solution is controlled and controlled.

이를 위하여 상기 공급밸브(122)는 제어부(미도시)에 제어가능하게 연결되되, 상기 공급밸브(122)의 개, 폐가 제어부에 의해 자동으로 제어되는 것이 바람직하나, 현장상황 및 작업자의 요구에 따라 상기 공급밸브(122)의 개, 폐가 수동으로 제어되도록 이루어지는 것도 가능하다.For this purpose, the supply valve 122 is preferably controllably connected to a control unit (not shown). Preferably, the opening and closing of the supply valve 122 is automatically controlled by the control unit. However, It is also possible that the opening and closing of the supply valve 122 is manually controlled.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 공급량 조절수단이 공급밸브(122)로 이루어져 있으나, 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량의 조절 및 제어가 용이하다면 상기 공급량 조절수단은 기타 다양한 구조 및 수단으로 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i in the spinning liquid main tank 120. However, The supply amount adjusting means may be composed of various other structures and means, but the present invention is not limited thereto.

상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 방사용액 주탱크(120)와 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 연설하되, 분기형성되는 용액공급관(121)에 공급밸브(122)가 각각 구비되어 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 고분자 방사용액의 공급 시 다수개의 공급밸브(122) 중 특정 공급밸브(122)를 개방하여 노즐블록(111)에 배열설치되는 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) 중 특정위치의 노즐관체(112b, 112d, 112f, 112g, 112h, 112i)에만 고분자 방사용액을 공급하거나, 특정 공급밸브(122)를 폐쇄하여 노즐블록(111)에 배열설치되는 노즐관체 중 특정위치의 노즐관체(112a, 112c, 112e)에만 고분자 방사용액의 공급을 차단하는 등 상기 공급밸브(122)의 개, 폐에 의해 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 조절 및 제어된다.The solution supply pipe 121 is connected to the spinning solution main tank 120 and the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h and 112i, A supply valve 122 is provided at each of the nozzles 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i in the spinning liquid main tank 120 to supply a plurality of 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i arranged in the nozzle block 111 by opening the specific supply valve 122 of the supply valve 122, The nozzle tubular body 112a (112a, 112b, 112d, 112f, 112g, 112h, 112i) at the specific position among the nozzle tubular bodies provided in the nozzle block 111 by supplying the polymer solution, , 112c, and 112e of the spinning liquid main tank 120 are blocked by the opening and closing of the supply valve 122, The supply of the polymer spinning solution to be supplied to the (112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i) is adjusted and controlled.

한편, 상기 방사용액 주탱크(120)에서 용액공급관(121)을 통하여 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액은 상기 용액공급관(121)에 연설되는 노즐공급관(125)을 통하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a)로 공급된다.The polymer spinning solution supplied to the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i through the solution supply tube 121 in the spinning solution main tank 120 flows through the solution supply tube 121, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i through a nozzle supply pipe 125 which is connected to the nozzles 121a.

즉, 상기 용액공급관(121)과 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a)은 노즐공급관(125)으로 연설되되, 상기 노즐공급관(125)은 노즐(111a)의 갯수와 대응되게 분기형성된다.That is, the nozzles 111a provided in the solution supply pipe 121 and the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h and 112i are provided as nozzle supply pipes 125, The supply pipe 125 is branched so as to correspond to the number of the nozzles 111a.

여기서도, 상기 노즐공급관(125)에는 방사량 조절수단(도번 미도시)이 구비되되, 상기 방사량 조절수단은 노즐밸브(126)로 이루어진다. Here, the nozzle supply pipe 125 is provided with a dose adjusting means (not shown), and the dose adjusting means comprises a nozzle valve 126.

이렇게, 상기 방사량 조절수단으로 노즐밸브(126)가 구비됨으로써 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐에 의하여 노즐공급관(125)에서 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 개별적으로 제어되고, 상기 노즐밸브(126)는 제어부(미도시)에 제어가능하게 연결되되, 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐가 제어부에 의해 자동으로 제어되는 것이 바람직하나, 현장상황 및 작업자의 요구에 따라 상기 노즐밸브(126)의 개, 폐가 수동으로 제어되도록 이루어지는 것도 가능하다.The supply of the polymer solution to be supplied to each nozzle 111a from the nozzle supply pipe 125 is controlled individually by the nozzle valve 126 by the opening and closing of the nozzle valve 126, Preferably, the nozzle valve 126 is controllably connected to a control unit (not shown), and the opening and closing of the nozzle valve 126 is automatically controlled by the control unit. However, It is also possible that the opening and closing of the nozzle valve 126 are manually controlled.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 방사량 조절수단이 노즐밸브(126)로 이루어져 있으나, 노즐관체(112)에서 노즐(111a)로 공급된 후 방사되는 고분자 방사용액의 방사량의 조절 및 제어가 용이하다면 상기 방사량 조절수단은 기타 다양한 구조 및 수단으로 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.In the embodiment of the present invention, if the amount of the spinning solution of the polymer spinning solution is easily controlled and controlled after being supplied to the nozzle 111a from the nozzle tube 112, The means for controlling the amount of radiation may be composed of various other structures and means, but is not limited thereto.

상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 용액공급관(121)과 각 노즐(111a)이 연결설치되되, 분기형성되는 노즐공급관(125)에 노즐밸브(126)가 각각 구비되어 방사용액 주탱크(120)에서 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 통하여 각 노즐(111a)로 고분자 방사용액의 공급 시 다수개의 노즐밸브(126) 중 특정 노즐밸브(126)를 개방하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a) 중 특정위치의 노즐(111a)에서만 선택적으로 고분자 방사용액이 전기방사되거나, 특정 노즐밸브(126)를 폐쇄하여 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에 구비되는 각 노즐(111a) 중 특정위치의 노즐(111a)에서 고분자 방사용액의 전기방사를 선택적으로 차단하는 등 상기 노즐밸브(126)에 의해 방사용액 주탱크(120)에서 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)를 통하여 각 노즐(111a)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급이 개별적으로 조절 및 제어된다.According to the structure described above, the solution supply pipe 121 and the nozzles 111a are connected to each other, and the nozzle valve 126 is provided in the nozzle supply pipe 125, Of the plurality of nozzle valves 126 when supplying the polymer spinning solution to the respective nozzles 111a through the respective nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, The polymer spinning solution is selectively discharged only from the nozzles 111a at specific positions among the nozzles 111a provided in the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, Or a specific nozzle valve 126 is closed so that the nozzles 111a provided in the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, The nozzle tubular body 112a, the tubular body 112a, the tubular body 112a, and the nozzle body 112b are separated from the spinning liquid main tank 120 by the nozzle valve 126, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, and 112i, the supply of the polymer spinning solution supplied to each nozzle 111a is individually controlled and controlled.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 용액공급관(121)에 공급밸브(122)가 구비되어 상기 방사용액 주탱크(120)에서 노즐블록(111)의 각 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)로 공급되는 고분자 방사용액의 공급량을 조절 및 제어함과 동시에 상기 노즐공급관(125)에 노즐밸브(126)가 구비되어 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)에서 공급되어 각 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 상기 노즐관체(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i)의 각 노즐(111a)에서 전기방사되는 고분자 방사용액에 의해 기재(115)의 길이 방향에 평량이 상이한 나노섬유 웹을 적층형성하도록 이루어져 있으나, 상기 노즐블록(111)에 노즐(111a)을 배열설치한 후 각 노즐(111a)이 개별적으로 직접 조절 및 제어되어 상기 각 노즐(111a)을 통하여 전기방사되는 고분자 방사용액의 방사량을 조절 및 제어함으로써 기재(115)의 길이 방향에 평량이 상이한 나노섬유 웹을 적층형성하도록 이루어지는 것도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.
In an embodiment of the present invention, the solution supply pipe 121 is provided with a supply valve 122 so that the nozzle tubes 112a, 112b, 112c, 112d and 112e of the nozzle block 111 in the spinning liquid main tank 120 112b, 112c, 112d, 112f, 112g, 112h, and 112i, and a nozzle valve 126 is provided in the nozzle supply pipe 125 to adjust the supply amount of the polymer solution, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112c, 112d, 112e, 112f, 112f, 112g, 112h, 112i to regulate and control the radiation amount of the polymer spinning solution which is radiated through each nozzle 111a, 112a, 112b, 112g, 112h, and 112i, the nanofiber web having different weights in the longitudinal direction of the base material 115 is laminated by the polymer spinning solution electrospunning from each nozzle 111a of the nozzle block 111, After the nozzles 111a are arranged, the nozzles 111a are directly controlled and controlled individually It is also possible to form and laminate nanofiber webs different in basis weight in the longitudinal direction of the base material 115 by controlling and controlling the amount of spinning of the polymer spinning solution that is electrospun through each of the nozzles 111a.

본 발명에 사용되는 MD방향이란 Machine Direction을 의미하며, 필름이나 부직포 등의 섬유를 연속제조하는 경우에 진행방향에 해당하는 길이 방향을 의미하며 CD방향은 Cross Direction로서 CD방향의 직각 방향을 의미한다. MD는 기계방향/종방향, CD는 폭방향/횡방향으로 지칭하기도 한다.
The MD direction used in the present invention means a machine direction, and means a longitudinal direction corresponding to the progress direction in the case of continuous production of fibers such as a film or a nonwoven fabric, and the CD direction means a perpendicular direction to the CD direction as a cross direction . MD is also referred to as machine direction / longitudinal direction, and CD is referred to as width direction / transverse direction.

평량(Basis Weight or Grammage)은 단위 면적당 질량, 즉 바람직한 단위로서 제곱미터당 그램(종종 g/㎡보다는 gsm으로 불림)으로 정의된다. 최근 에어필터, 유닛의 경량화, 컴팩트화의 목적으로, 깊이가 얇은 타입이 요구되고 있으며, 유닛에 동일한 여과 면적의 여과재를 넣고자 한다면, 여과재의 두께 때문에 여과재면이 서로 접촉하여 구조 저항을 일으킴으로써 에어 필터 유닛의 압력 손실이 현저하게 증대되는 문제가 있었으며, 이 문제를 해결하기 위해 에어 필터용 여과재의 두께를 얇게 하는, 즉 평량을 저감시키고자하는 시도가 있었다. 그러나 이러한 시도는 필터전체의 평량을 저감하는 방법으로 필터가 적용되는 구체적인 산업현장마다 필터의 특정부분에 대해서 평량을 저감하는 경우 충분히 에어 필터 유닛의 압력손실을 해결할수 있으며, 필터의 나머지 부분의 평량을 유지하거나 높임으로써 여과재 강도를 유지할 수 있다.Basis Weight or Grammage is defined as the mass per unit area, that is, the preferred unit, grams per square meter (often referred to as gsm rather than g / m2). In recent years, for the purpose of making the air filter and the unit lighter and more compact, a type of the filter having a smaller depth is required, and if the filter material having the same filtration area is put in the unit, the filter material faces contact each other due to the thickness of the filter material, There has been a problem in that the pressure loss of the air filter unit remarkably increases. To solve this problem, there has been an attempt to reduce the thickness of the filter material for the air filter, that is, to reduce the basis weight. However, such an attempt has been made to reduce the basis weight of the filter, and it is possible to solve the pressure loss of the air filter unit sufficiently when the basis weight is reduced for a specific portion of the filter for each specific industrial field to which the filter is applied. The strength of the filter medium can be maintained.

평량은 표준(compendial) 방법, 즉 ASTM D 756, ISO 536 및 EDANA ERT-40.3-90에 부합되게 측정되어야 한다. 필요로 하는 기기는 샘플 절단을 위한 가위 또는 다이 커터(die-cutter)와 정밀 중량 측정 장치(저울)이다. 샘플은 ±0.5%의 정밀도로 층 당 총 면적이 100 ㎠가 되도록 절단된다. 0.001 g 감도를 갖는 저울이 필요하며, 이 저울은 가해진 부하의 0.25% 내로 읽히고 조정되고 그러한 정밀도를 갖게 된다. 샘플은 약 2 시간 동안 섭씨 23℃(±2℃) 및 약 50%의 상대 습도로 조절되어 평형 상태에 도달하게 된다. 거의 0.001 g으로 분석용 저울 상에서 총 1000 ㎠, 즉 0.1 ㎡의 샘플 면적으로부터 10겹의 절단된 샘플의 중량을 재고 이를 기록한다. (1 ㎜보다 두꺼운 샘플의 경우, 단 1겹의 중량을 재는 것이 바람직하지만 그러하였는 지를 메모하여야 한다.) 상기 중량을 샘플 면적(시험된 모든 층)으로 나누어 평량을 계산하여 gsm 단위의 평량을 얻는다. 모든 데이터는 통계 분석을 위해 기록한다.
The basis weight should be measured in accordance with compendial methods, namely ASTM D 756, ISO 536 and EDANA ERT-40.3-90. The equipment required is scissors or die-cutters for sample cutting and precision weighing instruments (balances). The sample is cut to a total area per layer of 100 cm2 with an accuracy of +/- 0.5%. A balance with a sensitivity of 0.001 g is required, which is read and adjusted to within 0.25% of the applied load and has such precision. The sample is conditioned to about 23 ° C. (± 2 ° C.) and about 50% relative humidity for about two hours to reach equilibrium. Weigh and record 10-fold cut samples from a total area of 1000 cm2, i.e., 0.1 m2, on the analytical balance to approximately 0.001 g. (For samples thicker than 1 mm, it is preferable to weigh one layer only, but note if this is the case.) Divide the weight by the sample area (all tested layers) and calculate the basis weight to obtain a basis weight in gsm . All data are recorded for statistical analysis.

이하, 본 발명에서 사용되는 내열성 고분자에 대하여 설명한다. 본 발명의 내열성 고분자 및 그에 바람직한 것으로 폴리비닐리덴플루오라이드와 폴리아미드가 있다.Hereinafter, the heat-resistant polymer used in the present invention will be described. The heat-resistant polymer of the present invention and polyvinylidene fluoride and polyamide are preferable.

먼저, 상기 내열성 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오르 프로필렌 공중합체, 혹은 이들의 복합 조성물, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 메타아라미드, 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴아미드 등으로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 물질이다. First, the heat-resistant polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer or a composite composition thereof, a polyamide, a polyimide, a polyamideimide, a poly (meta-phenylene isophthalamide ), Meta-aramid, polyethylene chlorotrifluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylidene chloride, polyvinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, polyacrylamide, etc. . ≪ / RTI >

먼저, 본 발명에서 사용되는 폴리아미드를 살펴본다.First, the polyamide used in the present invention will be described.

폴리아미드(Polyamide)는 아미드 결합(-CONH-)으로 연결된 중합체의 총칭을 의미하며, 디아민과 2가 산의 축합 중합으로 얻을 수 있다. 폴리아미드는 분자 구조 내의 아미드 결합에 의하여 특징이 달라지며, 아미드기의 비율에 따라 물성이 다르게 변한다. 예를 들면, 분자 내의 아미드기의 비율이 높아지면 비중, 융점, 흡수성, 강성 등이 올라가는 특성이 있다.Polyamide refers to a generic term for a polymer linked by an amide bond (-CONH-), which can be obtained by condensation polymerization of a diamine and a dicarboxylic acid. Polyamides are characterized by amide bonds in the molecular structure, and their physical properties vary depending on the ratio of amide groups. For example, when the ratio of amide groups in the molecule is increased, specific gravity, melting point, absorbency, rigidity and the like are increased.

또한, 폴리아미드는 내부식성, 내마모성, 내화학성 및 절연성이 우수한 특성으로 인해 의류용, 타이어코드, 카핏, 로프, 컴퓨터 리본, 낙하산, 플라스틱, 접착제 등의 광범위한 분야에서 응용되고 있는 소재이다.In addition, polyamide is a material used in a wide range of fields such as clothing, tire cord, carpet, rope, computer ribbon, parachute, plastic and adhesive due to its excellent resistance to corrosion, abrasion resistance, chemical resistance and insulation.

일반적으로 폴리아미드는 방향족 폴리아미드와 지방족 폴리아미드로 구분이 되는데, 대표적인 지방족 폴리아미드로는 나일론(Nylon)이 있다. 나일론은 본래 미국 듀폰 사의 상표명이지만 현재는 일반명으로 사용되고 있다. Generally, polyamides are classified into aromatic polyamides and aliphatic polyamides. Representative aliphatic polyamides include nylon. Nylon is originally a trademark of DuPont, Inc., but is now used as a generic name.

나일론은 흡습성 고분자이며, 온도에 민감하게 반응한다. 대표적인 나일론으로는 나일론 6, 나일론 66 및 나일론 46 등이 있다.Nylon is a hygroscopic polymer and is sensitive to temperature. Representative nylons include nylon 6, nylon 66, and nylon 46.

먼저, 나일론 6은 내열성, 성형성 및 내약품성이 우수한 특성이 있으며, 이를 제조하기 위해서는 ε-카프로락탐(Caprolactam)의 개환 중합으로 제조된다. 나일론 6이라고 하는 것은 카프로락탐의 탄소수가 6개이기 때문이다.
First, nylon 6 is characterized by excellent heat resistance, moldability and chemical resistance, and is produced by ring-opening polymerization of ε-caprolactam in order to produce it. Nylon 6 means that caprolactam has 6 carbon atoms.

Figure 112014104160663-pat00001
Figure 112014104160663-pat00001

(반응식 1) 카프로락탐의 나일론 6 중합
(Scheme 1) Nylon 6 polymerization of caprolactam

한편, 나일론 66은 나일론 6과 전반적으로 그 특성이 비슷하지만, 나일론 6에 비하여 내열성이 매우 우수하고 자기소화성 및 내마모성이 우수한 고분자이다. 나일론 66은 헥사메틸렌디아민과 아디프산의 탈수축합 중합반응으로 제조된다.
On the other hand, nylon 66 is generally similar in properties to nylon 6, but is superior in heat resistance to nylon 6 and superior in self-extinguishing and abrasion resistance. Nylon 66 is prepared by dehydration condensation polymerization of hexamethylenediamine and adipic acid.

Figure 112014104160663-pat00002
Figure 112014104160663-pat00002

(반응식 2) 헥사메틸렌디아민과 아디프산의 탈수축합 중합반응에 의한 나일론 66 중합(Scheme 2) Dehydration condensation of hexamethylenediamine with adipic acid Nylon 66 polymerization by polymerization

또한, 나일론 46은 내열성, 기계적 특성 및 내충격성이 우수하며, 가공온도가 높은 장점이 있다. 나일론 46은 테트라메틸렌디아민과 아디프산의 중축합으로 제조된다. 원료인 디아미노부탄(Diaminobutane, DAB)을 아크릴로니트릴과 시안화수소와의 반응으로부터 제조하고, 중합조작에서는 첫 단계로 디아미노부탄과 아디프산으로부터 염을 만든 다음, 적당한 압력 하에서 중합반응을 거쳐 프리폴리머(Prepolymer)로 전환하고, 상기 프리폴리머(Prepolymer)의 고체는 질소와 수증기의 존재 하에서 약 250℃로 처리하면 고상에서 고분자화가 되어 제조된다.Nylon 46 is also excellent in heat resistance, mechanical properties and impact resistance, and has a high processing temperature. Nylon 46 is prepared by polycondensation of tetramethylenediamine and adipic acid. Diaminobutane (DAB), a raw material, is prepared from the reaction of acrylonitrile with hydrogen cyanide. In the first stage of the polymerization operation, a salt is formed from diaminobutane and adipic acid, and the mixture is polymerized under appropriate pressure The prepolymer is converted into a prepolymer and the solid of the prepolymer is polymerized at a solid state by treatment at about 250 ° C in the presence of nitrogen and water vapor.

특히 나일론 46은 높은 아미드 농도와, 메틸렌기와 아미드기 사이의 규칙 정연한 배열로 우수한 특징을 나타낸다. 나일론 46의 녹는점은 약 295℃로서, 다른 종류의 나일론보다 높으며, 상기와 같은 특성으로 인해 내열성이 우수한 수지로서 주목받고 있다.Nylon 46, in particular, is characterized by a high amide concentration and a regular arrangement between the methylene and amide groups. The melting point of nylon 46 is about 295 ° C, which is higher than that of other types of nylon, and has attracted attention as a resin having excellent heat resistance due to the above characteristics.

본 발명에서는 상기 폴리아미드를 이용하여 기재상에 MD방향으로 상이한 평량을 지닌 나노섬유 필터 및 이의 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a nanofiber filter having a different basis weight in the MD direction on a substrate using the polyamide, and a method for producing the same.

본 발명에 사용되는 폴리비닐리덴플루오라이드에 대해 알아본다. 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지는 플루오로 계열의 고분자 중 하나로, 플루오로 수지는 플루오린을 함유하여 열적, 화학적 성질이 우수하다. 폴리비닐리덴플루오라이드는 적절한 유기 용매에 용해시킨 방사용액을 제조함에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드는 불화비닐리덴의 호모폴리머, 또는 불화비닐리덴을 몰비로 50% 이상 함유하는 공중합폴리머를 포함하는 것으로서, 폴리비닐리덴플루오라이드 수지의 강도가 우수한 관점에서 호모폴리머인 것이 보다 바람직하며, 폴리비닐리덴플루오라이드 수지가 공중합폴리머인 경우, 불화비닐리덴모노머와 공중합되는 다른 공중합모노머로서는, 공지의 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있고, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 불소계 모노머나 염소계 모노머 등을 적합하게 이용할 수 있다.The polyvinylidene fluoride used in the present invention will now be described. The polyvinylidene fluoride (PVDF) resin is one of the fluoro-based polymers, and the fluororesin contains fluorine, which is excellent in thermal and chemical properties. In producing a spinning solution in which polyvinylidene fluoride is dissolved in an appropriate organic solvent, the polyvinylidene fluoride includes a homopolymer of vinylidene fluoride or a copolymerized polymer containing vinylidene fluoride in a molar ratio of 50% or more , A homopolymer is more preferable from the viewpoint of excellent strength of the polyvinylidene fluoride resin. When the polyvinylidene fluoride resin is a copolymer polymer, known copolymerizable monomers copolymerized with vinylidene fluoride monomers may be suitably used For example, fluorine-based monomers and chlorine-based monomers can be suitably used.

중량 평균 분자량(Mw)은, 특별히 한정되지 않지만, 10,000 내지 500,000인 것이 바람직하고, 50,000 내지 500,000인 것이 보다 바람직하고, 폴리비닐리덴플루오라이드 수지의 중량평균분자량이 10,000 미만인 경우에는 나노섬유를 이루는 나노섬유가 충분한 강도를 얻을 수 없고, 500,000을 초과하는 경우에는 용액취급이 용이하지 않고, 공정성이 나빠 균일한 나노섬유를 얻기 어렵게 된다. 본 발명에서는 상기 폴리비닐리덴플루오라이드를 이용하여 기재상에 MD방향으로 상이한 평량을 지닌 나노섬유 필터 및 이의 제조방법을 제공한다.The weight average molecular weight (Mw) is not particularly limited, but is preferably 10,000 to 500,000, more preferably 50,000 to 500,000, and when the weight average molecular weight of the polyvinylidene fluoride resin is less than 10,000, The fibers can not obtain sufficient strength. When the number average molecular weight exceeds 500,000, the handling of the solution is not easy, and the processability is deteriorated, making it difficult to obtain uniform nanofibers. The present invention provides a nanofiber filter having a different basis weight in the MD direction on a substrate using the polyvinylidene fluoride, and a method for producing the same.

또한, 본 발명에 적용되는 상기 내열성 고분자 중 바람직하게는 폴리아크릴로니트릴이 사용될 수 있다. Among the heat-resistant polymers to be used in the present invention, polyacrylonitrile may be preferably used.

일반적으로, 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN)은 아크릴로니트릴(CH2=CHCN)의 중합체를 의미한다.Generally, polyacrylonitrile (PAN) refers to a polymer of acrylonitrile (CH2 = CHCN).

Figure 112014104160663-pat00003
Figure 112014104160663-pat00003

(반응식 3) 폴리아크릴로니트릴의 단위체
(Reaction formula 3) The unit of polyacrylonitrile

여기서, 폴리아크릴로니트릴 수지는 대부분을 구성하는 아크릴로니트릴과 단위체의 혼합물로부터 만들어지는 공중합체이다. 자주 사용되는 단위체는 부타디엔스티렌염화비닐리덴 또는 다른 비닐 화합물 등이 있다. 아크릴 섬유는 최소한 85%의 아크릴로니트릴을 포함하며, 모드아크릴은 35~85%의 아크릴로니트릴을 포함하고 있다. 다른 단위체가 포함되면 섬유는 염료에 대한 친화력이 증가하는 특성을 갖는다. 더 자세하게는 아크릴로니트릴계 공중합체 및 방사용액을 제조하는 데 있어서, 아크릴로니트릴계 공중합체를 사용하여 제조하는 경우에는 전기방사법으로 극세섬유를 제조하는 과정에서 노즐 오염이 적고, 전기방사성이 우수하여 용매에 대한 용해도를 증가시킴과 동시에, 보다 좋은 기계적 물성을 부여할 수 있다. 더불어 폴리아크릴로니트릴은 연화점이 300℃ 이상으로 내열성이 우수하다.Here, the polyacrylonitrile resin is a copolymer made from a mixture of acrylonitrile and a monomer constituting the majority. Frequently used monomers include butadiene styrene vinylidene chloride or other vinyl compounds. The acrylic fiber contains at least 85% acrylonitrile, and the mode acrylic contains 35 to 85% acrylonitrile. When other monomers are included, the fiber has the property of increasing the affinity to the dye. More specifically, in the production of an acrylonitrile-based copolymer and spinning solution, in the case of producing an acrylonitrile-based copolymer, there is little contamination of nozzles in the course of manufacturing ultrafine fibers by electrospinning, Thereby increasing the solubility in the solvent and imparting better mechanical properties. In addition, polyacrylonitrile has a softening point of 300 ° C or more and is excellent in heat resistance.

또한, 폴리아크릴로니트릴의 중합도는 1,000 내지 1,000,000이며, 바람직하게는 2,000 내지 1,000,000인 것이 좋다. The degree of polymerization of the polyacrylonitrile is preferably 1,000 to 1,000,000, and more preferably 2,000 to 1,000,000.

그리고, 폴리아크릴로니트릴은 아크릴로니트릴 단량체, 소수성 단량체 및 친수성 단량체의 사용량을 만족시키는 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 고분자 중합 시 아크릴로니트릴 단량체의 중량%는 친수성 단량체의 중량%와 소수성 단량체의 중량%이 3:4 비율로 하여 전체 단량체에서 뺀 값이 60보다 적을 경우 전기방사하기에 점도가 너무 낮으며, 여기에 가교제를 투입하더라도 노즐오염의 유발은 물론 전기방사시 안정적인 젯(JET) 형성이 어렵다. 또한 99 이상일 경우 방사점도가 너무 높아 방사가 어렵고 여기에 점도를 낮출 수 있는 첨가제를 투입하더라도 극세섬유의 직경이 굵어지고 전기방사의 생산성이 너무 낮아 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.The polyacrylonitrile is preferably used within a range that satisfies the usage amount of the acrylonitrile monomer, the hydrophobic monomer and the hydrophilic monomer. When the polymer is polymerized, the weight% of the acrylonitrile monomer is too low to be electrospun when the weight% of the hydrophilic monomer and the weight% of the hydrophobic monomer are 3: 4 and the total monomer is less than 60, It is difficult to form a stable jet (JET) at the time of electrospinning as well as to cause contamination of the nozzle. If the ratio is more than 99, the spinning viscosity is too high to spin, and even if an additive capable of lowering the viscosity is added, the diameter of the microfine fibers becomes too large and the productivity of electrospray is too low to achieve the object of the present invention.

또한, 아크릴계 고분자에서 공단량체의 양이 많이 투입될수록 가교제의 양도 많이 투입되어야만 전기방사의 안정성이 확보되고 나노섬유의 기계적 물성 저하를 방지할 수 있다.In addition, as much amount of comonomer is added to the acrylic polymer, the amount of the crosslinking agent must be increased so that the stability of electrospinning can be secured and deterioration of the mechanical properties of the nanofiber can be prevented.

상기 소수성 단량체는 메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 비닐아세테이트, 비닐피롤리돈, 비닐리덴클로라이드, 비닐클로라이드 등의 에틸렌계 화합물 및 그의 유도체에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.The hydrophobic monomer may be an ethylene-based compound such as methacrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, vinylidene chloride or vinyl chloride, It is preferable to use at least one selected.

상기 친수성 단량체는 아크릴산, 알릴알콜, 메타알릴알콜, 하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시에틸메타크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 부탄디올모노아크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트, 부텐트리카르복실산, 비닐술폰산, 알릴 술폰산, 메탈릴술폰산, 파라스티렌술폰산 등의 에틸렌계 화합물 및 다가산 또는 그들의 유도체에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.Wherein the hydrophilic monomer is selected from the group consisting of acrylic acid, allyl alcohol, methallyl alcohol, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, butanediol monoacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, butent ricarboxylic acid, vinyl It is preferable to use at least one selected from ethylene-based compounds such as sulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, and para-styrenesulfonic acid and polyvalent acids or derivatives thereof.

상기 아크릴로니트릴계 고분자를 제조하기 위하여 사용하는 개시제로는 아조계 화합물 또는 설페이트 화합물을 사용할 수 있으나 일반적으로 산화환원 반응에 이용되는 라디칼 개시제를 사용하는 것이 좋다.As the initiator to be used for preparing the acrylonitrile-based polymer, an azo-based compound or a sulfate compound may be used, but it is generally preferable to use a radical initiator used for the oxidation-reduction reaction.

한편, 본 발명에 사용되는 상기 내열성 고분자 중 바람직하게는 또한 폴리에테르설폰이 사용될 수 있다.Among the heat-resistant polymers used in the present invention, polyethersulfone can also be preferably used.

일반적으로, 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES)은 하기의 반복 단위체를 가진 호박색 투명한 비정성 수지로서, 일반적으로 디클로로디페닐설폰의 축중합반응에 의하여 제조된다.In general, polyethersulfone (PES) is an amber transparent, amorphous resin having the following repeating unit, and is generally produced by condensation polymerization of dichlorodiphenylsulfone.

Figure 112014104160663-pat00004
Figure 112014104160663-pat00004

(반응식 4) 폴리에테르설폰의 단위체
(Reaction formula 4) The unit of polyether sulfone

폴리에테르설폰은 영국 ICI 사가 개발한 초내열성 엔지니어링 플라스틱으로 열가소성 플라스틱 중에서는 내열성이 매우 우수한 고분자이다. 폴리에테르설폰은 비정성이기 때문에 온도상승에 의한 물성저하가 적고, 굴곡 탄성률의 온도 의존성이 작기 때문에 -100 내지 200℃에서 거의 변하지 않는다. 하중 왜곡온도는 200 내지 220℃이고, 유리 전이온도는 225℃이다. 또한 180℃까지의 내크립성은 열가소성 수지 중에서 가장 우수하며, 150 내지 160℃의 열수나 스팀에서 견디는 특성을 가진다.Polyethersulfone is a super heat resistant engineering plastic developed by ICI in the UK. It is a highly heat resistant polymer among thermoplastic plastics. Since the polyethersulfone is amorphous, the physical properties of the polyether sulfone are not lowered by temperature rise, and the temperature dependency of the flexural modulus is small, so that it hardly changes at -100 to 200 캜. The load-strain temperature is 200 to 220 占 폚, and the glass transition temperature is 225 占 폚. In addition, the creep resistance up to 180 占 폚 is the most excellent among the thermoplastic resins, and has the characteristic of being resistant to hot water and steam at 150 to 160 占 폚.

상기와 같은 특성으로 인해 폴리에테르설폰은 광학디스크, 자기드스크, 전기 전자 분야, 열수 분야, 자동차 분야 및 내열 도료용 등에 사용되고 있다.Due to such characteristics, polyethersulfone is used in optical disks, magnetic disks, electric and electronic fields, hydrothermal fields, automobile fields, and heat resistant paints.

상기 폴리에테르설폰과 함께 사용가능한 용매로는 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 디메틸포름아마이드(N,N-Dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아마이드(N,N-Dimethylacetamide, DMAc), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl pyrrolidone, NMP), 시클로헥산, 물 또는 이들의 혼합물 등이 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
Examples of the solvent usable with the polyethersulfone include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N- N-methyl pyrrolidone (NMP), cyclohexane, water, or a mixture thereof, but the present invention is not limited thereto.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

실시예1Example 1

중량평균 분자량이 157,000인 폴리비닐리덴플루오라이드를 디메틸포름아마이드(DMF)에 용해시켜 폴리비닐리덴플루오라이드 용액을 제조한다. 상기 폴리비닐리덴플루오라이드 용액을 방사용액 주탱크에 투입하고 MD방향으로 노즐블록이 분리되게 설계된 on-off시스템을 포함한 노즐블록에 인가전압을 20kV로 부여하고, 평량 30gsm인 셀룰로오스 기재 상에 전기방사하였다. 상기 셀룰로오스 기재 상에 전기방사된 나노섬유 부직포는 MD방향에 대한 수직폭 180cm에 있어서, 교호적으로 20cm는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 부직포의 평량이 0.1gsm이고, 5cm는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유부직포의 평량이 20gsm으로 반복되는 구조를 포함하는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 부직포가 형성되어 MD방향으로 나노섬유의 평량이 상이한 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 필터를 제조하였다. 이 때 전극과 컬렉터 간의 거리를 40cm, 방사용액 유량 0.1mL/h, 온도 22℃, 습도 20%의 조건으로 상향식 전기방사를 실시하였다.
A polyvinylidene fluoride solution having a weight average molecular weight of 157,000 is dissolved in dimethylformamide (DMF) to prepare a polyvinylidene fluoride solution. The above-mentioned polyvinylidene fluoride solution was put into the spinning liquid main tank, and the nozzle block including the on-off system designed to separate the nozzle block in the MD direction was applied at an applied voltage of 20 kV, and electrospun on the cellulosic substrate having a basis weight of 30 gsm Respectively. The nanofiber nonwoven fabric electrospun on the cellulose substrate has a vertical width of 180 cm with respect to the MD direction, alternately 20 cm of the polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric has a basis weight of 0.1 gsm, and 5 cm of the polyvinylidene fluoride nano- A polyvinylidene fluoride nanofiber filter having a structure in which the basis weight of the fibrous nonwoven fabric was repeated to 20 gsm was formed and the basis weight of the nanofibers was different in the MD direction. At this time, bottom-up electrospinning was performed under the conditions of a distance between the electrode and the collector of 40 cm, a spinning liquid flow rate of 0.1 mL / h, a temperature of 22 ° C, and a humidity of 20%.

실시예2Example 2

중량평균 분자량이 157,000인 폴리비닐리덴플루오라이드를 디메틸포름아마이드(DMF)에 용해시켜 폴리비닐리덴플루오라이드 용액을 제조한다. 상기 폴리비닐리덴플루오라이드 용액을 방사용액 주탱크에 투입하고 MD방향으로 노즐블록이 분리되게 설계된 on-off시스템을 포함한 노즐블록에 인가전압을 20kV로 부여하고, 평량 30gsm인 셀룰로오스 기재 상에 전기방사하였다. 상기 셀룰로오스 기재 상에 전기방사된 나노섬유 부직포는 MD방향에 대한 수직폭 180cm에 있어서, 교호적으로 20cm는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 부직포의 평량이 0.01gsm이고, 5cm는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유부직포의 평량이 10gsm으로 반복되는 구조를 포함하는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 부직포가 형성되어 MD방향으로 나노섬유의 평량이 상이한 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 필터를 제조하였다. 이 때 전극과 컬렉터 간의 거리를 40cm, 방사용액 유량 0.1mL/h, 온도 22℃, 습도 20%의 조건으로 상향식 전기방사를 실시하였다.
A polyvinylidene fluoride solution having a weight average molecular weight of 157,000 is dissolved in dimethylformamide (DMF) to prepare a polyvinylidene fluoride solution. The above-mentioned polyvinylidene fluoride solution was put into the spinning liquid main tank, and the nozzle block including the on-off system designed to separate the nozzle block in the MD direction was applied at an applied voltage of 20 kV, and electrospun on the cellulosic substrate having a basis weight of 30 gsm Respectively. The nanofiber nonwoven fabric electrospun on the cellulose substrate has a vertical width of 180 cm with respect to the MD direction, alternately 20 cm of the polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric has a basis weight of 0.01 gsm, and 5 cm of the polyvinylidene fluoride nano- A polyvinylidene fluoride nanofiber filter having a structure in which the basis weight of the fibrous nonwoven fabric was repeated at 10 gsm was formed and the basis weight of the nanofibers was different in the MD direction. At this time, bottom-up electrospinning was performed under the conditions of a distance between the electrode and the collector of 40 cm, a spinning liquid flow rate of 0.1 mL / h, a temperature of 22 ° C, and a humidity of 20%.

실시예3Example 3

중량평균 분자량이 157,000인 폴리비닐리덴플루오라이드를 디메틸포름아마이드(DMF)에 용해시켜 폴리비닐리덴플루오라이드 용액을 제조한다. 상기 폴리비닐리덴플루오라이드 용액을 방사용액 주탱크에 투입하고 MD방향으로 노즐블록이 분리되게 설계된 on-off시스템을 포함한 노즐블록에 인가전압을 20kV로 부여하고, 평량 30gsm인 셀룰로오스 기재 상에 전기방사하였다. 상기 셀룰로오스 기재 상에 전기방사된 나노섬유 부직포는 MD방향에 대한 수직폭 180cm에 있어서, 교호적으로 20cm는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 부직포의 평량이 3gsm이고, 5cm는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유부직포의 평량이 30gsm으로 반복되는 구조를 포함하는 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 부직포가 형성되어 MD방향으로 나노섬유의 평량이 상이한 폴리비닐리덴플루오라이드 나노섬유 필터를 제조하였다. 이 때 전극과 컬렉터 간의 거리를 40cm, 방사용액 유량 0.1mL/h, 온도 22℃, 습도 20%의 조건으로 상향식 전기방사를 실시하였다.
A polyvinylidene fluoride solution having a weight average molecular weight of 157,000 is dissolved in dimethylformamide (DMF) to prepare a polyvinylidene fluoride solution. The above-mentioned polyvinylidene fluoride solution was put into the spinning liquid main tank, and the nozzle block including the on-off system designed to separate the nozzle block in the MD direction was applied at an applied voltage of 20 kV, and electrospun on the cellulosic substrate having a basis weight of 30 gsm Respectively. The nanofiber nonwoven fabric electrospun on the cellulose substrate has a vertical width of 180 cm with respect to the MD direction, alternately 20 cm of polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric has a basis weight of 3 gsm and 5 cm of polyvinylidene fluoride nanofiber A polyvinylidene fluoride nanofiber filter having a structure in which the basis weight of the nonwoven fabric was repeatedly 30 gsm was formed to produce a polyvinylidene fluoride nanofiber filter having a different basis weight of the nanofibers in the MD direction. At this time, bottom-up electrospinning was performed under the conditions of a distance between the electrode and the collector of 40 cm, a spinning liquid flow rate of 0.1 mL / h, a temperature of 22 ° C, and a humidity of 20%.

실시예4Example 4

셀룰로오스 기재 상에 전기방사된 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 부직포는 MD 방향에 대한 수직폭 180cm에 있어서, 상부 90cm는 평량이 0.1gsm이고, 하부 90cm는 평량이 10gsm인 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 조건으로 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노섬유 필터를 제조하였다.
The polyvinylidene fluoride nanofiber nonwoven fabric electrospun on the cellulose substrate had a vertical width of 180 cm with respect to the MD direction, the upper 90 cm had a basis weight of 0.1 gsm and the lower 90 cm had a basis weight of 10 gsm. A polyvinylidene fluoride nanofiber filter was prepared under the same conditions.

실시예5Example 5

실시예 1에서 폴리비닐리덴플루오라이드 용액 대신에 나일론을 디메틸아세트아미드(DMAc) 용매에 용해시킨 나일론용액으로 변경하는 것 외에는 동일한 조건으로 전기방사를 실시하였다.
Electrospinning was carried out in the same manner as in Example 1 except that nylon was replaced with nylon solution in which nylon was dissolved in a solvent of dimethylacetamide (DMAc) instead of polyvinylidene fluoride solution.

실시예6Example 6

실시예 2에서 폴리비닐리덴플루오라이드 용액 대신에 나일론을 디메틸아세트아미드(DMAc) 용매에 용해시킨 나일론용액으로 변경하는 것 외에는 동일한 조건으로 전기방사를 실시하였다.
Electrospinning was carried out in the same manner as in Example 2 except that nylon was replaced with a nylon solution in which nylon was dissolved in a solvent of dimethylacetamide (DMAc) instead of polyvinylidene fluoride solution.

실시예7Example 7

실시예 3에서 폴리비닐리덴플루오라이드 용액 대신에 나일론을 디메틸아세트아미드(DMAc) 용매에 용해시킨 나일론용액으로 변경하는 것 외에는 동일한 조건으로 전기방사를 실시하였다.
Electrospinning was carried out in the same manner as in Example 3, except that nylon was replaced with nylon solution in which nylon was dissolved in a solvent of dimethylacetamide (DMAc) instead of polyvinylidene fluoride solution.

실시예8Example 8

실시예 4에서 폴리비닐리덴플루오라이드 용액 대신에 나일론을 디메틸아세트아미드(DMAc) 용매에 용해시킨 나일론용액으로 변경하는 것 외에는 동일한 조건으로 전기방사를 실시하였다.
Electrospinning was carried out in the same manner as in Example 4 except that nylon was replaced with nylon solution in which nylon was dissolved in a solvent of dimethylacetamide (DMAc) instead of polyvinylidene fluoride solution.

실시예9 내지 16Examples 9 to 16

실시예 1 내지 8에 의해 제조된 나노섬유필터를 절곡하여 필터 카트리지를 제조하였다.
The filter cartridge was fabricated by bending the nanofiber filters prepared in Examples 1-8.

100 : 전기방사장치, 110, 110' : 유닛,
111 : 노즐블록, 111a : 노즐,
112 : 노즐관체,
112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i : 노즐관체
113 : 컬렉터, 114 : 전압발생장치,
115 : 기재,
115a, 115b, 115c : 나노섬유 웹,
116a : 이송벨트, 116b : 이송롤러,
120 : 방사용액 주탱크, 121 : 용액공급관,
122 : 공급밸브, 125 : 노즐공급관,
126 : 노즐밸브,
a, b, c, d : MD 방향으로 평량이 상이한 나노섬유 웹
100: electrospinning device, 110, 110 ': unit,
111: nozzle block, 111a: nozzle,
112: nozzle body,
112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i:
113: collector, 114: voltage generator,
115: substrate,
115a, 115b and 115c: nanofiber webs,
116a: conveying belt, 116b: conveying roller,
120: spinning liquid main tank, 121: solution supply pipe,
122: supply valve, 125: nozzle supply pipe,
126: nozzle valve,
a, b, c, and d: nanofiber webs having different weights in the MD direction

Claims (6)

상향식 전기방사를 이용한 나노섬유 필터의 제조방법에 있어서, 상향식 전기방사 장치유닛내에 복수의 노즐관체를 포함한 상향식 전기방사 장치로 제조되고,
상기 복수의 노즐관체를 on-off 시스템으로 조작하여 나노섬유가 집적되는 MD방향으로 교호적으로 평량이 상이하게 설계되는 것을 특징으로 하는 MD 방향으로 나노섬유의 평량이 상이한 나노섬유 필터의 제조방법.
A method of manufacturing a nanofiber filter using bottom-up electrospinning, the method comprising: fabricating a bottom-up electrospinning device including a plurality of nozzle tubes in a bottom-
Wherein the plurality of nozzle tubes are designed to have different weights alternately in the MD direction in which the nanofibers are integrated by operating the on-off system, wherein the basis weight of the nanofibers in the MD direction is different.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항의 제조방법으로 제조된 나노섬유필터.
A nanofiber filter produced by the method of claim 1.
제 5항의 나노섬유 필터를 포함하는 나노섬유 필터 카트리지.
A nanofiber filter cartridge comprising the nanofiber filter of claim 5.
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