KR101959839B1 - Spinning device for two-component composited nanofiber and method of manufacturing two-component composited nanofiber thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사장치 및 이를 이용한 2성분 복합 나노섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 높은 단위시간당 생산성과 공정성으로 고품질의 2성분 복합 나노섬유 웹을 제조할 수 있는 방사튜브에 관한 것이며, 또한, 상기 방사튜브를 이용하여 고품질의 2성분 복합 나노섬유 웹을 제조하는 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a spinning device for producing a two-component composite nanofiber and a method for manufacturing a two-component composite nanofiber using the same, and more particularly, to a spinning device for producing a two- The present invention relates to a radiation tube, and more particularly, to a method for producing a high quality two-component composite nanofiber web using the radiation tube.
본 발명의 상기 "2성분 복합 나노섬유"라는 용어는 코어-시스형 복합 나노섬유와 사이드-바이-사이드형 복합 나노섬유 모두를 포함하는 의미로 사용되며, 상기 "코어-시스형 복합 나노섬유"라는 용어는 편심형 코어-시스형 복합 나노섬유도 포함하는 의미로 사용된다.The term " two-component composite nanofiber "of the present invention is used to include both core-sheath type composite nanofiber and side-by-side type composite nanofiber, Is used to mean also an eccentric core-sheath type composite nanofiber.
코어-시스형 복합 나노섬유를 제조하는 종래기술로서는 시스/코어 형태(2중관 형태)의 노즐을 통해 시스 형성용 방사용액과 코어 형성용 방사용액을 정전기력만으로 전기방사 하는 방법이 널리 사용되어 왔다.As a conventional technique for producing core-sheath type composite nanofibers, a method of electrospinning a spray solution for forming a sheath and a spinning solution for forming a core through a nozzle of a sheath / core type (double pipe type) with electrostatic force has been widely used.
그러나, 상기 종래방법은 정전기력에만 의존하여 전기방사를 하기 때문에 단위시간당 노즐 단위홀당 토출량이 0.01g 수준으로 매우 낮아 생산성이 떨어져 결국 양산화가 곤란하였고, 노즐 교체 및 청소도 매우 번거로운 문제점이 있었다.However, since the above-mentioned conventional method relies solely on the electrostatic force to perform electrospinning, the discharge amount per nozzle unit per unit time per unit time is extremely low to 0.01 g, which leads to a problem of productivity and difficulty in mass production.
일반적으로 전기방사를 통한 나노섬유의 생산량은 시간당 0.1~1 g 수준이고 용액 토출량은 시간당 1.0~5.0 mL 수준으로 매우 낮다[D. H. H. Renecker 등, Nanotechnology 2006, VOl 17, 1123]In general, the production of nanofibers through electrospinning is 0.1 to 1 g per hour, and the solution discharge rate is very low, ranging from 1.0 to 5.0 mL per hour [D. H. H. Renecker et al., Nanotechnology 2006, Vo 17, 1123]
구체적으로, 나노레터(Nano Letters), 2007, Vol7(4) 1081에는 또 다른 종래기술로서 2개의 노즐이 사이드 바이 사이드 형태로 배열된 복합노즐 중 내부직경이 0.4㎜인 하나의 노즐에 SnO2인 프리커서 용액을 공급하고, 내부 직경이 0.7㎜인 나머지 노즐에 TiO2 프리커서 용액을 공급한 후 전기방사하여 사이드-바이-사이드 형태인 TiO2/SnO2 복합 무기나노섬유를 제조하는 방법을 게재하고 있으나, 상기 종래방법은 정전기력만 의존하기 때문에 단위시간당 노즐 1개당 토출량이 매우 낮아 생산성이 떨어지고, 노즐교체 및 청소가 어려운 문제점이 있었다.Specifically, the nano-letter (Nano Letters), 2007, Vol7 (4) 1081 is another prior art as a side-by-two nozzles, one of SnO 2 in a nozzle inside diameter of the composite nozzle arranged in a side-form is 0.4㎜ A precursor solution is supplied, and a TiO 2 precursor solution is supplied to the remaining nozzles having an inner diameter of 0.7 mm, followed by electrospinning, thereby producing a TiO 2 / SnO 2 composite inorganic nanofiber in side-by-side form However, since the conventional method relies solely on the electrostatic force, the discharge amount per one nozzle per unit time is very low, resulting in low productivity and difficulty in nozzle replacement and cleaning.
폴리머(Polymer), 2003, Vol.44, 6353에서는 내부 직경이 0.7mm 이고 두께가 0.2mm인 테프론 니들을 사용하고 여기에 두 종류의 용액이 니들 부분에서 합쳐지도록 실린더 펌프로 동시에 두 종류의 용액을 공급하고 백금 전극을 용액 내에 설치하여 전기방사를 행하여 사이드 바이 사이드 형태의 복합 나노섬유를 제조하는 방법을 게재하고 있으나, 상기 종래방법 역시 정전기력에만 의존하기 때문에 단위시간당 노즐 1개당 토출량이 매우 낮아 생산성이 떨어지고, 노즐 교체 및 청소가 어려운 문제점이 있었다.In Polymer, 2003, Vol. 44, 6353, a Teflon needle having an inner diameter of 0.7 mm and a thickness of 0.2 mm was used, and two kinds of solutions were simultaneously injected into a cylinder pump so that two kinds of solutions were combined at the needle part And a platinum electrode is placed in a solution to perform electrospinning to produce a side-by-side composite nanofiber. However, since the conventional method also depends only on the electrostatic force, the discharge amount per nozzle per unit time is very low, There is a problem that it is difficult to remove and replace the nozzle and clean it.
또한, 상기 종래방법들은 방사용액이 섬유상이 아닌 용액상태로 컬렉터 상에 떨어지는 현상(이하 "드롭렛 현상"이라고 한다)이 심하게 발생되어 2성분 복합 나노섬유 웹의 품질이 저하되는 문제도 있었다.In addition, the above conventional methods have a problem that the phenomenon in which the spinning solution falls on the collector in a solution state not in the form of a fiber (hereinafter referred to as "droplet phenomenon") is severely generated, and the quality of the two-component composite nanofiber web deteriorates.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1816733호에서는 (ⅰ) 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사튜브 본체(Ta), 상기 방사튜브 본체(Ta)의 내부에 상기 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 형성되어 있는 다각형 튜브상 중공부(Tb) 및 상기 방사튜브 본체(Ta)의 상부면으로부터 하부방향으로 일정한 거리(h)만큼 떨어진 지점부터 방사튜브 본체(Ta)의 하부면까지 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 상기 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리부분 각각과 마주보는 위치에 설치되어 있는 원형기둥 형태의 노즐(Tc')들로 구성되며, 상기 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분들이 방사튜브 본체(Ta)의 외주면과 맞닿아 있는 구조를 구비하는 방사튜브(T); 및 (ⅱ) 상기 방사튜브(T)와 연결되어 있으며, 2중관 구조의 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사액 분배튜브(1);를 포함하는 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사장치를 게재하고 있으나, 방사튜브(T)에 설치된 노즐(Tc')이 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 원형단면을 갖는 원통기둥 형태이기 때문에 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분 및 변 부분과 원형기둥 형태의 노즐(Tc') 간의 거리를 일정하게 유지할 수 없어서 제조되는 2성분 복합 나노섬유의 단면 상에서 코아성분을 단면 중심부에 위치시키기 어려운 문제가 발생하였고, 그로 인해 제조된 2성분 복합 나노섬유 중 코아성분을 탄화, 제거하여 중공 나노섬유를 제조할 때 중공 나노섬유의 중공부 위치 및 직경을 균일하게 하기 어려운 문제가 있었고, 방사튜브(T)의 최상단부에서 방사용액의 안정성이 떨어져 드롭렛 현상도 간혈적으로 발생되는 문제가 있었다.Korean Patent Registration No. 10-1816733 discloses a method of manufacturing a radiation tube comprising a radiation tube main body Ta having one shape selected from the group consisting of a cylindrical shape and a conical shape, A polygonal tube-shaped hollow portion Tb formed along the longitudinal direction and a portion radially extending from a position spaced apart from the upper surface of the radiation tube body Ta by a predetermined distance h in a downward direction to a lower surface of the radiation tube body Ta (Tc ') in the form of circular columns provided at positions facing the respective corner portions of the hollow portion (Tb) on the polygonal tube along the longitudinal direction of the tube main body (Ta), and the hollow A radiation tube T having a structure in which the corner portions of the portion Tb abut the outer peripheral surface of the radiation tube main body Ta; And (ii) a spinning liquid distribution tube (1) connected to the spinning tube (T) and having a shape selected from a cylindrical shape and a cone shape of a double pipe structure, However, since the nozzle Tc 'provided in the radiation tube T is a cylindrical columnar shape having a circular cross section as shown in Figs. 8 to 10, the corner portion and the side portion of the hollow portion Tb on the polygonal tube And the nozzle (Tc ') in the shape of a circular column can not be kept constant, so that it is difficult to position the core component at the center of the cross-section on the cross-section of the two-component composite nanofiber produced. There is a problem that it is difficult to uniformize the position and diameter of the hollow portion of the hollow nanofiber when carbon nanofibers are produced by carbonizing and removing the core component of the fibers, There is a problem that the stability of the spinning solution is deteriorated and the droplet phenomenon is generated in the liver part.
본 발명의 과제는 2성분 복합 나노섬유의 단면 상에 각각의 성분들을 원하는 형태로 배열할 수 있고, 고전압 인가로 인한 작업 위험성을 최소화할 수 있고, 2성분 복합 나노섬유의 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 나노섬유 제조시 드롭렛 현상을 방지하여 2성분 복합 나노섬유 웹의 품질을 향상시킬 수 있는 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사장치를 제공하는 것이다.Disclosure of the Invention The object of the present invention is to provide a nanocomposite nanofiber which can arrange respective components in a desired shape on a cross section of the two-component complex nanofiber, And to provide a spinning device for manufacturing a two-component composite nanofiber capable of preventing the droplet phenomenon in manufacturing nanofibers, thereby improving the quality of the two-component composite nanofiber web.
본 발명의 또 다른 과제는 상기 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사튜브를 사용해서 높은 생산성으로 고품질의 2성분 복합 나노섬유를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing high-quality two-component composite nanofibers with high productivity by using a radial tube for producing the two-component composite nanofibers.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서 본 발명에서는 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사장치를 (ⅰ) 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사튜브 본체(Ta), 상기 방사튜브 본체(Ta)의 내부에 상기 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 형성되어 있는 다각형 튜브상 중공부(Tb) 및 상기 방사튜브 본체(Ta)의 상부면으로부터 하부방향으로 일정한 거리(h)만큼 떨어진 지점부터 방사튜브 본체(Ta)의 하부면까지 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 상기 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리부분에 대응하는 하단위치 각각에 설치되어 있는 노즐(Tc)들로 구성되며, 상기 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분들이 방사튜브 본체(Ta)의 외주면과 맞닿아 있는 구조를 구비하고, 상기 노즐(Tc)은 단면이 삼각형 구조인 삼각기둥 형태를 구비하는 방사튜브(T)와 (ⅱ) 상기 방사튜브(T)와 연결되어 있으며, 2중관 구조의 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사액 분배튜브(1)로 구성한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a spinning device for manufacturing a bicomponent composite nanofiber, comprising: (i) a radiation tube main body (Ta) having one shape selected from a cylindrical shape and a conical shape; A hollow portion Tb on the polygonal tube formed along the longitudinal direction of the radiation tube main body Ta and a portion spaced a predetermined distance h downward from the upper surface of the radiation tube main body Ta, (Tc) provided at respective lower positions corresponding to the edge portions of the hollow portion (Tb) on the polygonal tube along the longitudinal direction of the radiation tube body (Ta) to the lower surface of the polygonal tube (Ta) Wherein a corner portion of the hollow portion Tb on the polygonal tube is in contact with an outer circumferential surface of the radiation tube main body Ta, and the nozzle Tc is a triangular- Constitute a (T) and (ⅱ) spinning solution distribution tube (1) which is connected with the radiation tube (T), having one form selected from the group consisting of cylindrical and conical shape of the double pipe structure.
또한, 본 발명은 (ⅰ) 상기 방사튜브(T)와 방사액 분배튜브(1)를 회전시켜 주면서 전압발생장치(6)로 상기 방사튜브(T)와 방사액 분배튜브(1)에 고전압을 걸어준 다음, (ⅱ) 상기 2중관 구조의 방사액 분배튜브(1)를 이루는 외측관(1c) 내로 제1방사용액을 공급함과 동시에 상기 2중관 구조의 방사액 분배튜브(1)를 이루는 내측관(1b) 내로 상기 제1방사용액과 상이한 제2방사용액을 공급한 다음, (ⅲ) 방사액 분배튜브의 외측관(1c) 내로 공급된 제1방사용액을 방사튜브(T)를 이루는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)로 공급하고, 방사액 분배튜브의 내측관(1b) 내로 공급된 제2방사용액을 방사튜브(T)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(Tb)로 공급한 다음, (ⅳ) 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)로 공급된 제1방사용액과 방사튜브(T)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(Tb)로 공급된 제2방사용액을 원심력과 전기력을 이용하여 방사튜브(T)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분을 통해 전압발생장치(6)에 의해 고전압이 걸려 있는 컬렉터(2) 방향으로 방사하여 2성분 복합 나노섬유를 제조한다.The present invention also relates to a method of controlling a radiation source of a radiation source, comprising the steps of: (i) applying a high voltage to the radiation tube (T) and the radiation liquid distribution tube (1) (Ii) supplying the first spinning solution into the
본 발명은 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 모서리 부분과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리간의 이격거리(d1)와 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 변과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 변 사이 이격거리(d2)를 일정하게 조절할 수 있어서 2성분 복합 나노섬유 단면 상에 각각의 섬유성분들을 원하는 장소에 배열해 줄 수 있다.The present invention is characterized in that the distance d1 between the edge of the triangular prismatic nozzle Tc and the edge of the hollow portion Tb on the opposite polygonal tube and the distance between the sides of the triangular prismatic nozzle Tc, The distance d2 between the sides of the tube-shaped hollow portion Tb can be controlled to be constant, so that the respective fiber components can be arranged at desired positions on the cross-section of the two-component composite nanofiber.
또한, 본 발명은 정전기력과 원심력을 동시에 이용하기 때문에 2성분 복합 나노섬유를 높은 생산성(토출량)으로 제조할 수 있고, 용매 휘발 및 회수가 용이하고, 방사액이 섬유상이 아닌 용액상태로 컬렉터 상에 떨어지는 현상(드롭 현상)도 효과적으로 방지하여 2성분 복합 나노섬유 웹의 품질을 향상시키는 효과가 있다.Further, since the present invention uses the electrostatic force and the centrifugal force at the same time, the two-component composite nanofiber can be produced with high productivity (discharge amount), and the solvent can be easily volatilized and recovered. (Drop phenomenon) of the two-component composite nanofiber web can be effectively prevented, thereby improving the quality of the two-component composite nanofiber web.
도 1은 본 발명에 따른 2성분 복합 나노섬유를 제조하는 공정 개략도.
도 2는 도 1 중 방사튜브(T)의 확대 모식도.
도 3은 도 1 중 삼각기둥 형태인 노즐(Tc)의 사시개략도.
도 4는 본 발명의 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(T)에서 코어-시스형 2성분 복합 나노섬유가 형성되는 메카니즘을 나타내는 모식도.
도 5, 도 6(a), 도 6(b), 도 6(c) 및 도 7은 본 발명의 방사튜브(T)에 형성된 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분에 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)이 배열된 평면 상태를 나타내는 모식도.
도 8은 종래방법에 따른 2성분 복합 나노섬유를 제조하는 공정개략도.
도 9는 도 8 중 방사튜브(T)의 확대모식도.
도 10은 종래 방사튜브(T)에 형성된 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분에 원형기둥 형태의 노즐(Tc')이 배열된 평면상태를 나타내는 모식도.
도 11은 실시예 1로 제조한 중공형 탄소나노섬유의 주사전자현미경 사진.
도 12는 실시예 1로 제조한 중공형 탄소나노섬유의 확대 주사전자현미경 사진.1 is a schematic view of a process for producing a two-component composite nanofiber according to the present invention.
Fig. 2 is an enlarged schematic view of the radiation tube T in Fig. 1; Fig.
FIG. 3 is a perspective view of a triangular prismatic nozzle Tc in FIG. 1; FIG.
4 is a schematic view showing a mechanism of forming a core-sheath type two-component composite nanofiber in a radial tube (T) for manufacturing a two-component composite nanofiber of the present invention.
5, 6 (a), 6 (b), 6 (c) and 7 are cross-sectional views of a hollow tube Tb on a polygonal tube formed in the radial tube T of the present invention. 1 is a schematic diagram showing a planar state in which nozzles Tc are arranged. Fig.
8 is a schematic view of a process for producing a two-component composite nanofiber according to a conventional method.
9 is an enlarged schematic view of the radiation tube T in Fig.
10 is a schematic diagram showing a planar state in which a nozzle Tc 'in the form of a circular column is arranged at a corner of a hollow portion Tb on a polygonal tube formed in a conventional radiation tube T. FIG.
11 is a scanning electron microscope (SEM) image of the hollow carbon nanofibers prepared in Example 1. Fig.
12 is an enlarged scanning electron microscopic photograph of the hollow carbon nanofiber prepared in Example 1. Fig.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사장치는 도 1에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사튜브 본체(Ta), 상기 방사튜브 본체(Ta)의 내부에 상기 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 형성되어 있는 다각형 튜브상 중공부(Tb) 및 상기 방사튜브 본체(Ta)의 상부면으로부터 하부방향으로 일정한 거리(h)만큼 떨어진 지점부터 방사튜브 본체(Ta)의 하부면까지 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 상기 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리부분에 대응하는 하단위치 각각에 설치되어 있는 노즐(Tc)들로 구성되며, 상기 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분들이 방사튜브 본체(Ta)의 외주면과 맞닿아 있는 구조를 구비하고, 상기 노즐(Tc)은 단면이 삼각형 구조인 삼각기둥 형태를 구비하는 방사튜브(T); 및 (ⅱ) 상기 방사튜브(T)와 연결되어 있으며, 2중관 구조의 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사액 분배튜브(1);를 포함한다.As shown in FIG. 1, the spinning device for producing a bicomponent composite nanofiber according to the present invention comprises (i) a radiation tube main body Ta having one shape selected from a cylindrical shape and a conical shape, A polygonal tube-shaped hollow portion Tb formed along the longitudinal direction of the radiation tube main body Ta and a radially outer portion of the radiation tube main body Ta from a position spaced apart by a predetermined distance h downward from the upper surface of the radiation tube main body Ta, And a plurality of nozzles Tc provided at lower ends of the hollow tube Tb along the longitudinal direction of the radiation tube main body Ta to the lower surface of the main body Ta, Wherein a corner portion of the hollow portion Tb on the polygonal tube is in contact with the outer circumferential surface of the radiation tube main body Ta and the nozzle Tc is a triangular- T); And (ii) a spinning liquid distribution tube (1) connected to the spinning tube (T) and having a shape selected from cylindrical and conical shapes of a double pipe structure.
본원발명에서는 방사튜브(T) 내에 설치되어 있는 상기 노즐(Tc)의 형태를 종래 원형 단면을 구비하는 원형기둥 형태 대신에 도 3에 도시된 바와 같이 삼각형 단면을 구비하는 삼각기둥 형태로 설계하여 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 모서리 부분과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리간의 이격거리(d1)과 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 변과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 변 사이 이격거리(d2)를 일정하게 조절할 수 있도록 함으로써, 2성분 복합 나노섬유의 단면 상에서 각각의 섬유성분을 원하는 장소에 배열해 줄 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the shape of the nozzle Tc provided in the radiation tube T is designed in the form of a triangular column having a triangular cross section as shown in FIG. 3 instead of a circular column shape having a conventional circular cross section, The distance d1 between the edge of the nozzle Tc in the form of a column and the edge of the hollow Tb on the opposite side of the polygon tube and the distance d1 between the edge of the nozzle Tc in the form of a triangular prism, The distance d2 between the sides of the two-component composite nanofibers can be controlled to be constant, so that the respective fiber components can be arranged at desired positions on the cross section of the two-component composite nanofibers.
구체적인 일례로서, 도 5에 도시된 바와 같이 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분에 삼각기둥 형태의 노즐(Tc) 1개를 설치한 경우에는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 모서리 부분과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리간의 이격거리(d1)와 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 변과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 변 사이 이격거리(d2)를 서로 동일하게 조절할 수 있어서 코어-시스형 복합 나노섬유의 단면 중앙부분에 코어성분을 일정하게 배열할 수 있게 된다.5, when one triangular prism-shaped nozzle Tc is provided at the corner of the polygonal tube-shaped hollow portion Tb, the corner portion of the triangular prismatic nozzle Tc The distance d1 between the corners of the polygonal tube-shaped hollow portion Tb facing the tube and the distance d2 between the sides of the triangular columnar nozzle Tc and the sides of the hollow portion Tb on the opposite polygonal tube, Can be adjusted to be equal to each other, so that the core component can be uniformly arranged at the center portion of the core-sheath type composite nanofiber.
본 발명의 또 다른 일례로서 도 7에 도시된 바와 같이 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분에 삼각기둥 형태의 노즐(Tc) 1개를 설치한 경우에는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 모서리 부분과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리간의 이격거리(d1)와 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 변과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 변 사이 이격거리(d2)를 서로 상이하게 조절할 수 있어서 코어성분이 섬유 단면의 중앙이 아니라 한쪽으로 치우쳐 위치하는 편심형 코어-시스형 복합 나노섬유를 제조할 수 있다.As another example of the present invention, as shown in FIG. 7, when a triangular prism-shaped nozzle Tc is provided at a corner of a polygonal tube-shaped hollow portion Tb, a triangular prism-shaped nozzle Tc The distance d1 between the edge of the hollow portion Tb on the side of the polygonal tube and the distance between the edge of the triangular columnar nozzle Tc and the side of the hollow portion Tb on the opposite side of the polygonal tube, (d2) can be adjusted to be different from each other, so that the eccentric core-sheath type composite nanofiber in which the core component is positioned at one side rather than at the center of the fiber cross section can be produced.
본 발명에서는 방사되는 2성분이 분리되지 않고 복합되어 있는 복합 나노섬유 형태를 유지하기 위해서 (ⅰ) 상기 방사튜브(T) 내에 설치되는 노즐들이 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향 전체에 따라 설치되는 것이 아니라 방사튜브 본체(Ta)의 상부면으로부터 하부방향으로 일정한 거리(h) 만큼 떨어진 지점부터 방사튜브 본체(Ta)의 하부면 까지 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 설치된 것과 (ⅱ) 방사튜브(T)가 회전하는 것들에 의해서 다각형 튜브상 중공부(Ta)의 최상단부(방사지점)에서 방사용액의 안정성이 크게 떨어져 드롭렛 현상이 발생되는 문제점을 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)을 사용함으로써 해결할 수 있다.In the present invention, in order to maintain the composite nano fiber form in which the two components to be radiated are not separated, (i) nozzles provided in the radiation tube T are installed along the entire lengthwise direction of the radiation tube main body Ta But is provided along the longitudinal direction of the radiation tube main body Ta from the position spaced apart from the upper surface of the radiation tube main body Ta by a predetermined distance h down to the lower surface of the radiation tube main body Ta, The problem of the droplet phenomenon occurring due to the stability of the spinning solution at the uppermost portion (emission point) of the hollow portion Ta on the polygonal tube due to the rotation of the radiation tube T is greatly reduced, . ≪ / RTI >
상기 방사튜브 본체(Ta)의 상부면으로부터 하부방향으로 일정한 거리(h)만큼 떨어진 지점부터 방사튜브 본체(Ta)의 하부면까지 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분에 대응하는 하단위치 각각에 1개 또는 2개 이상의 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)이 설치되어 있다.The radiation tube T is moved along the longitudinal direction of the radiation tube main body Ta from a position spaced a predetermined distance h downward from the upper surface of the radiation tube main body Ta to the lower surface of the radiation tube main body Ta One or two or more triangular prism-shaped nozzles Tc are provided at respective lower end positions corresponding to the corner portions of the polygonal tube-shaped hollow portion Tb to be constituted.
상기 방사튜브(T)와 방사액 분배튜브(1)는 처음부터 일체로 제작, 형성될 수도 있고, 각각 별도로 제조된 후 조립에 의해 서로 연결될 수도 있다.The radiation tube (T) and the radiation liquid distribution tube (1) may be integrally formed or formed from the beginning, or may be separately manufactured and then connected to each other by assembly.
다음으로는, 본 발명에 따른 2성분 복합 나노섬유의 제조방법을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 상기 방사튜브(T)와 방사액 분배튜브(1)를 회전시켜 주면서 전압발생장치(6)로 상기 방사튜브(T)와 방사액 분배튜브(1)에 고전압을 걸어준 다음, (ⅱ) 상기 2중관 구조의 방사액 분배튜브(1)를 이루는 외측관(1c) 내로 제1방사용액을 공급함과 동시에 상기 2중관 구조의 방사액 분배튜브(1)를 이루는 내측관(1b) 내로 상기 제1방사용액과 상이한 제2방사용액을 공급한 다음, (ⅲ) 방사액 분배튜브의 외측관(1c) 내로 공급된 제1방사용액을 방사튜브(T)를 이루는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)로 공급하고, 방사액 분배튜브의 내측관(1b) 내로 공급된 제2방사용액을 방사튜브(T)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(Tb)로 공급한 다음, (ⅳ) 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)로 공급된 제1방사용액과 방사튜브(T)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(Tb)로 공급된 제2방사용액을 원심력과 전기력을 이용하여 방사튜브(T)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분을 통해 전압발생장치(6)에 의해 고전압이 걸려 있는 컬렉터(2) 방향으로 방사하여 2성분 복합 나노섬유를 제조한다.Next, as shown in FIG. 1, the method for manufacturing the two-component composite nanofibers according to the present invention will be described. (I) While rotating the spinning tube (T) and the spinning solution distribution tube (1) A high voltage is applied to the radiating tube T and the spinning
이때, 제2방사용액 공급관(3a)을 사용하여 방사액 분배튜브를 이루는 내측관(1b) 내로 제2방사용액을 공급하고, 제1방사용액 공급관(3b)를 사용하여 방사액 분배튜브를 이루는 외측관(1c) 내로 제1방사용액을 공급한 다음, 방사액 분배튜브의 외측관(1c) 내로 공급된 제1방사용액을 방사튜브(T)를 이루는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)로 공급하고, 방사액 분배튜브의 내측관(1b) 내로 공급된 제2방사용액을 방사튜브(T)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(Tb)로 공급한다.At this time, the second spinning solution is supplied into the
도 4는 방사튜브를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분(Tb')에 공급된 제1방사용액(A : 코어 형성용 방사용액)과 제2방사용액(B : 시스 형성용 방사용액)의 흐름상태와 코어-시스형 2성분 복합 나노섬유가 형성되는 메카니즘을 나타내는 모식도이다.Fig. 4 is a graph showing the relationship between a first spinning solution (A: spinning solution for forming a core) and a second spinning solution (B: sheathing solution) supplied to a corner portion Tb 'of a hollow portion Tb on a polygonal tube, And a mechanism of forming a core-sheath type two-component complex nanofiber.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1방사용액(A : 코어 형성용 방사용액)은 방사튜브를 이루는 직경이 상대적으로 작은 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)을 통해 방사튜브를 구성하는 다각형 튜브상 중공부의 모서리 부분(Tb')으로 공급되고, 상기 제2방사용액(B:시스 형성용 방사용액)은 직경이 상대적으로 큰 방사튜브의 다각형 튜브상 중공부(Tb)를 통해 방사튜브를 구성하는 다각형 튜브상 중공부의 모서리 부분(Tb')으로 공급되기 때문에 2성분 복합 나노섬유의 단면형태를 정확하게 조절할 수 있다.As shown in FIG. 4, the first spinning solution (A: spinning liquid for forming a core) is injected through a nozzle (Tc) of a triangular column shape having a relatively small diameter forming a spinning tube, And the second spinning liquid (B: spinning liquid for forming a sheath) is supplied through a polygonal tube-shaped hollow portion (Tb) of a radial tube having a relatively large diameter to a polygonal The cross-sectional shape of the two-component composite nanofiber can be precisely controlled since it is supplied to the edge portion (Tb ') of the tube-shaped hollow portion.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 코어-시스형 2성분 복합 나노섬유의 제조 메카니즘은 종래 2개의 노즐을 코아-시스 형태로 배열하여 코어-시스형 2성분 복합 나노섬유를 제조하는 메카니즘과는 전혀 상이하다.The manufacturing mechanism of the core-sheath type two-component composite nanofibers according to the present invention described above is completely different from the mechanism of manufacturing the core-sheath type two-component composite nanofibers by arranging the two nozzles in a core-sheath form .
본 발명은 다수개의 상기 모서리 부분(Tb')에서 동시에 2성분 복합 나노섬유가 제조되기 때문에 종래 노즐타입 방식과 비교시 생산성이 크게 향상되며, 방사튜브(T)의 형태를 변경하면 다양한 형태의 2성분 복합 나노섬유를 제조할 수 있다.Since the two-component composite nanofibers are simultaneously produced at the plurality of corner portions Tb ', the productivity is greatly improved as compared with the conventional nozzle type method. When the shape of the radiation tube T is changed, Component composite nanofiber can be produced.
상기 2성분 복합 나노섬유는 코어-시스형(Core-sheath type) 복합 나노섬유 또는 사이드 바이 사이드형(Side by side type) 복합 나노섬유이며, 상기 코어-시스형 복합섬유는 편심형 코어-시스형 복합 나노섬유일 수도 있다.Wherein the two-component composite nanofiber is a core-sheath type composite nanofiber or a side by side type composite nanofiber, and the core-sheath type composite fiber is an eccentric core- It may be a composite nanofiber.
구현일례로서, 방사튜브(T)를 구성하는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc) 내로는 코어형성용 방사용액(제1방사용액)을 공급하고, 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb) 내로는 시스형성용 방사용액(제2방사용액)을 공급하여 코어-시스형 복합 나노섬유를 제조한다.As an example of implementation, a spinning solution for forming a core (first spinning solution) is supplied into a triangular prismatic nozzle Tc constituting a spinning tube T, (Second spinning solution) is supplied into the core-sheath type composite nanofibers (Tb) to prepare a core-sheath type composite nanofiber.
이때, 도 6(a) 내지 도 6(c)에 도시된 바와 같이 상기 방사튜브 본체(Ta)의 상부면으로부터 하부방향으로 일정한 거리(h)만큼 떨어진 지점부터 방사튜브 본체(Ta)의 하부면까지 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분에 대응하는 하단위치 각각에 2~3개의 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)들을 설치된 방사튜브(T)를 사용하면 코어성분이 2~3개인 코어-시스형 복합 나노섬유를 제조할 수 있다.6 (a) to 6 (c), from a position spaced apart by a predetermined distance h in the downward direction from the upper surface of the radiation tube main body Ta, Two to three triangular prismatic nozzles Tc are provided at the lower end positions corresponding to the corner portions of the hollow portion Tb on the polygonal tube constituting the radiation tube T along the longitudinal direction of the radiation tube main body Ta up to The core-sheath type composite nanofiber having a core component of 2 to 3 can be prepared.
또 다른 구현일례로서, 도 4에 도시된 바와 같이 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 꼭지점과 이와 마주보는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 모서리 꼭지점 간의 거리를 적절하게 조절하게 되면 사이드 바이 사이드형 복합 나노섬유를 제조할 수 있게 된다.4, the distance between the corner vertex of the hollow portion Tb on the polygonal tube constituting the radiation tube T and the corner vertex of the triangular prism-shaped nozzle Tc facing the hollow tube Tb, The side-by-side type composite nanofiber can be prepared.
상기와 같이 제조된 코어-시스형 복합 나노섬유의 코어부를 유기용매 등으로 용해하며 중공섬유를 제조할 수도 있다.The core part of the core-sheath type composite nanofiber thus prepared may be dissolved in an organic solvent or the like to produce a hollow fiber.
또 다른 구현일례로서, 서로 다른 무기물이 포함된 프리커서 용액 2종 중 1종을 방사튜브(T)를 구성하는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc) 내로 공급되는 제1방사용액으로 사용하고, 나머지 1종을 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb) 내로 공급되는 제2방사용액으로 사용하여 2성분 복합 무기 나노섬유를 제조한다.As another embodiment, one of two kinds of precursor solutions containing different minerals is used as a first spinning solution supplied into a triangular columnar nozzle Tc constituting a spinning tube T, and the remaining one Type composite inorganic nanofiber is produced by using a species as a second spinning solution supplied into a hollow portion (Tb) on a polygonal tube constituting the radiation tube (T).
이와 같이 제조된 2성분 복합 무기 나노섬유를 안정화 및 탄화처리하면 단일성분 또는 2성분 무기 나노섬유가 제조된다.The thus prepared two-component composite inorganic nanofiber is stabilized and carbonized to produce a single-component or two-component inorganic nanofiber.
또 다른 구현일례로서, 고분자 용액을 방사튜브(T)를 구성하는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc) 내로 공급되는 제1방사용액으로 사용하고, 무기물이 포함된 프리커서 용액을 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb) 내로 공급되는 제2방사용액으로 사용하여 코어성분이 고분자이고 시스 성분이 무기물로 구성된 코어-시스형 복합 나노섬유를 제조한다.As another embodiment, the polymer solution is used as a first spinning solution supplied into a triangular columnar nozzle Tc constituting a spinning tube T, and a precursor solution containing an inorganic substance is applied to a spinning tube T Is used as a second spinning solution to be supplied into the polygonal tube-shaped hollow portion (Tb) constituting the core-sheath type composite nanofiber, wherein the core component is a polymer and the sheath component is an inorganic substance.
상기와 같이 제조된 코어-시스형 복합 나노섬유의 코어 성분을 유기용매 등으로 용해 시키거나 탄화처리로 제거하게 되면 무기 중공섬유가 제조된다.When the core component of the core-sheath type composite nanofiber thus prepared is dissolved in an organic solvent or the like, or is removed by carbonization, an inorganic hollow fiber is produced.
또 다른 구현일례로서, 무기물이 포함된 프리커서 용액을 방사튜브(T)를 구성하는 삼각기둥 형태의 노즐(Tc) 내로 공급되는 제1방사용액으로 사용하고, 고분자 용액을 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb) 내로 공급되는 제2방사용액으로 사용하여 코어성분이 무기물이고 시스성분이 고분자로 구성된 코어-시스형 복합 나노섬유를 제조한다.As another embodiment, a precursor solution containing an inorganic substance is used as a first spinning solution supplied into a triangular columnar nozzle Tc constituting a spinning tube T, and a polymer solution is applied to a spinning tube T Is used as a second spinning solution to be supplied into the polygonal tube-shaped hollow portion (Tb) constituting the core-sheath type composite nanofiber, wherein the core component is an inorganic substance and the sheath component is a polymer.
본 발명의 방사장치를 이용하여 중공 탄소 나노섬유를 제조하는 구현일례를 살펴보면, 수용성 폴리비닐알코올 용액을 방사튜브(T)를 구성하는 노즐(Tc) 내로 공급되는 제1방사용액으로 사용하고, 폴리아크릴로니트릴 용액을 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb) 내로 공급되는 제2방사용액으로 사용하여 코어-시스형 복합나노섬유를 제조한 다음, 코어부를 형성하는 수용성 폴리비닐알코올을 물로 제거하여 중공 폴리아크릴로니트릴 섬유를 제조한 다음, 제조된 중공 폴리아크릴로니트릴 섬유를 안정화 및 탄화처리하여 중공 탄소 나노섬유를 제조한다.A water soluble polyvinyl alcohol solution is used as a first spinning solution to be fed into a nozzle Tc constituting a spinning tube T, and a polyvinyl alcohol solution of poly The acrylonitrile solution was used as a second spinning solution to be fed into the hollow portion Tb on the polygonal tube constituting the spinning tube T to prepare a core-sheath type composite nanofiber, and then a water-soluble polyvinyl The alcohol is removed with water to prepare a hollow polyacrylonitrile fiber, and the hollow polyacrylonitrile fiber thus prepared is stabilized and carbonized to produce a hollow carbon nanofiber.
이때, 방사튜브(T)를 구성하는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분 각각에 2개 이상의 노즐(Tc)들이 설치된 방사튜브를 사용하게 되면 다공성 탄소 나노섬유가 제조된다.At this time, if a radiation tube provided with two or more nozzles Tc in each of the corner portions of the hollow portion Tb on the polygonal tube constituting the radiation tube T is used, the porous carbon nanofibers are produced.
상기와 같이 제조된 중공 탄소 나노섬유 또는 다공성 탄소 나노섬유는 필터소재, 2차전지 멤브레인 소재, 전극재료, 고기능성 의류 소재, 약물전달 소재 등으로 유용하다.The hollow carbon nanofibers or the porous carbon nanofibers prepared as described above are useful as a filter material, a secondary battery membrane material, an electrode material, a highly functional garment material, and a drug delivery material.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해 보호범위가 한정되는 것은 아니다.However, the scope of protection of the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1Example 1
폴리메틸메타아크릴레이트를 용매인 디메틸포름아미드에 용해하여 고형분이 10중량%인 폴리메틸메타아크릴레이트 용액(제1방사용액)을 제조하였다.Polymethylmethacrylate was dissolved in dimethylformamide as a solvent to prepare a polymethylmethacrylate solution (first spinning solution) having a solid content of 10% by weight.
폴리아크릴로니트릴을 용매인 디메틸포름아미드에 용해하여 고형분이 13중량%인 폴리아크릴로니트릴 용액(제2방사용액)을 제조하였다.Polyacrylonitrile was dissolved in dimethylformamide as a solvent to prepare a polyacrylonitrile solution (second spinning solution) having a solid content of 13% by weight.
다음으로는, 도 1에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 외경이 40㎜이고, 길이가 20㎜인 원통형의 방사튜브 본체(Ta), 상기 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 형성되어 있는 6각형 튜브상 중공부(Tb) 및 상기 방사튜브 본체(Ta)의 상부면으로부터 아래로 6㎜(h) 만큼 떨어진 지점부터 방사튜브 본체(Ta)의 하부면까지 방사튜브 본체(Ta)의 길이방향을 따라 상기 6각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분에 대응하는 하단위치 각각에 설치되어 한변의 길이가 1.0㎜인 정삼각형 기둥 형태의 노즐(Tc)로 구성되며, 상기 6각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분들이 방사튜브 본체(Ta)의 외주면과 맞닿아 있는 구조를 구비하는 방사튜브(T)와 (ⅱ) 상기 방사튜브(T)와 연결되어 있으며, 2중관 구조의 원통형 및 형태를 구비하는 방사액 분배튜브(1)를 350rpm으로 회전시켜주면서 전압발생장치(6)로 상기 방사튜브(T) 및 방사액 분배튜브(1)에 35kV의 전압을 걸어준 다음, 상기 방사튜브(T)를 이루는 한변의 길이가 1.0㎜인 정삼각형 기둥 형태의 노즐(Tc)내로 폴리메틸메타아크릴레이트 용액(제1방사용액)을 공급함과 동시에 상기 방사튜브(T)를 이루는 6각형 튜브상 중공부(Tb) 내로 폴리아크릴로니트릴 용액(제2방사용액)을 공급한 다음, 원심력과 전기력을 이용하여 방사튜브(T)를 구성하는 6각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리 부분을 통해 상기 공급된 상기 방사용액들을 35kV의 전압이 걸려 있는 컬렉터(2) 방향으로 전기방사하여 코어-시스형 2성분 복합 나노섬유를 제조하였다. 고분자 용액인 폴리아크릴로니트릴 용액(제2방사용액)은 분당 0.25cc로 공급하였고 폴리메틸메타아크릴레이트 용액(제1방사용액)은 분당 0.15cc로 공급하였다. 이때 컬렉터(2)와 방사튜브(1) 간의 거리는 30㎝로 하였다.Next, as shown in Fig. 1, (i) a cylindrical radiation tube body (Ta) having an outer diameter of 40 mm and a length of 20 mm, a radiation tube body (6) formed along the longitudinal direction of the radiation tube body The rectangular tubular hollow portion Tb and the radial direction of the radiation tube body Ta from the position spaced by 6 mm (h) downward from the upper surface of the radiation tube main body Ta to the lower surface of the radiation tube main body Ta And a nozzle Tc in the form of an equilateral triangular pole having a length of 1.0 mm provided at each of the lower end positions corresponding to the corner portions of the hexagonal tube-shaped hollow portion Tb along the hexagonal tube- (T) having a structure in which the corner portions of the tube body (Tb) abut the outer circumferential surface of the radiation tube body (Ta) and (ii) the radiation tube (T) (1) was rotated at 350 rpm, and a voltage generation field A voltage of 35 kV is applied to the radiation tube T and the radiating liquid distribution tube 1 by a nozzle 6 and then a nozzle Tc having an equilateral triangular pole shape having a length of 1.0 mm and constituting the radiation tube T, The polyimethylmethacrylate solution (the first spinning solution) is fed into the spinning tube T and the polyacrylonitrile solution (the second spinning solution) is fed into the hexagonal tube-shaped hollow portion Tb constituting the spinning tube T , The supplied spinning solution is injected through the edge portion of the hexagonal tube-shaped hollow portion Tb constituting the radiation tube T by centrifugal force and electric force in the direction of the collector 2 in which the voltage of 35 kV is applied To prepare a core-sheath type two-component composite nanofiber. The polyacrylonitrile solution (the second spinning solution), which is a polymer solution, was supplied at 0.25 cc / min and the polymethylmethacrylate solution (the first spinning solution) was supplied at 0.15 cc / min. The distance between the
다음으로, 상기와 같이 제조된 코어-시스형 2성분 복합 나노섬유를 240℃에서 90분 동안 안정화시킨 후, 질소분위기 하에서 1,200℃의 온도로 탄화처리하여 상기 코어-시스형 2성분 복합 나노섬유를 이루는 코아부분의 폴리메틸메타아크릴레이트를 제거하여 중공형 탄소 나노섬유를 제조하였다.Next, the core-sheath type bicomponent composite nanofiber prepared as described above was stabilized at 240 DEG C for 90 minutes, and then carbonized at a temperature of 1,200 DEG C under a nitrogen atmosphere to obtain the core-sheath type two- The hollow carbon nanofiber was prepared by removing the polymethylmethacrylate of the core portion.
상기와 같이 제조된 중공형 탄소 나노섬유의 주사전자현미경 사진은 도 11과 같았다.The SEM images of the hollow carbon nanofibers prepared as described above were as shown in FIG.
제조된 중공형 탄소 나노섬유의 평균직경은 520㎚이였고, 중공부가 매우 잘 형성되어 있었다.The average diameter of the hollow carbon nanofibers prepared was 520 nm, and the hollow portion was very well formed.
도 12는 상기와 같이 제조된 도 11의 중공형 탄소 나노섬유의 단면을 확대하여 촬영한 주사전자현미경 사진이다.12 is a scanning electron microscope (SEM) image of the hollow carbon nanofibers of FIG.
T : 방사튜브 Ta : 방사튜브의 본체
Tb : 방사튜브의 다각형 튜브상 중공부
Tc : 삼각기둥 형태의 노즐 Tc': 원형기둥 형태의 노즐
1 : 방사액 분배튜브
1a : 방사액 분배튜브의 본체
1b : 방사액 분배튜브의 내측관
1c : 방사액 분배튜브의 외측관
2: 컬렉터 3: 방사용액 공급관
3a : 제2방사용액(시스 형성용 방사용액) 공급관
3b : 제1방사용액(코어 형성용 방사용액) 공급관
4 : 제2방사용액(시스 형성용 방사용액) 공급용 펌프
5 : 제1방사용액(코어 형성용 방사용액) 공급용 펌프
6 : 전압발생장치
F : 2성분 복합 나노섬유 Fc : 2성분 복합 나노섬유의 코어부
Fs : 2성분 복합 나노섬유의 시스부
A : 제1방사용액(코어 형성용 방사용액)
B : 제2방사용액(시스 형성용 방사용액)
Tb' : 방사튜브의 다각형 튜브상 중공부 모서리 부분
h : 방사튜브 본체(Ta)의 상부면에서 노즐(Tc)의 상부면까지의 거리
d1 : 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 모서리 부분과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 모서리간의 이격거리
d2 : 삼각기둥 형태의 노즐(Tc)의 변과 이와 마주보는 다각형 튜브상 중공부(Tb)의 변 사이 이격거리T: Radiation tube Ta: Body of radiation tube
Tb: Hollow portion on the polygonal tube of the radiation tube
Tc: triangular prismatic nozzle Tc ': circular prismatic nozzle
1: spinning liquid distribution tube
1a: body of spinning liquid dispensing tube
1b: Inner tube of spinning liquid distribution tube
1c: outer tube of the spinning liquid distribution tube
2: collector 3: spinning solution supply pipe
3a: Second spinning solution (spinning solution for forming a sheath)
3b: First spinning solution (spinning liquid for forming a core) supply pipe
4: Pump for supply of second spinning solution (spinning liquid for forming a sheath)
5: Pump for supplying the first spinning solution (spinning liquid for forming a core)
6: Voltage generator
F: two-component composite nanofiber Fc: core component of two-component composite nanofiber
Fs: sheath portion of two-component composite nanofiber
A: First spinning solution (spinning solution for core formation)
B: Second spinning solution (spinning solution for forming a sheath)
Tb ': the corner portion of the hollow portion on the polygonal tube of the radiation tube
h: distance from the upper surface of the radiation tube main body Ta to the upper surface of the nozzle Tc
d1: separation distance between the edge of the triangular prismatic nozzle (Tc) and the edge of the hollow portion (Tb) on the opposite polygonal tube
d2: distance between the side of the triangular prismatic nozzle (Tc) and the side of the hollow (Tb) on the opposite polygonal tube
Claims (13)
(ⅱ) 상기 방사튜브(T)와 연결되어 있으며, 2중관 구조의 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사액 분배튜브(1);를 포함하는 것을 특징으로 하는 2성분 복합 나노섬유 제조용 방사장치.(I) a radiation tube main body (Ta) having one shape selected from a cylindrical shape and a conical shape, a hollow tube-like body (Ta) formed on the inside of the radiation tube body Along a longitudinal direction of the radiation tube main body Ta from a position spaced a predetermined distance h downward from the upper surface of the radiation tube main body Ta to a lower surface of the radiation tube main body Ta, And the nozzles Tc provided at the respective bottom positions corresponding to the corner portions of the hollow portion Tb on the polygonal tube. The corner portions of the hollow portion Tb on the polygonal tube are connected to the (Tc) having a triangular prism shape having a triangular cross-section; And
(Ii) a spinning liquid distribution tube (1) connected to the spinning tube (T) and having a shape selected from a cylindrical shape and a cone shape of a double pipe structure; and Radiating device.
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| KR102162611B1 (en) * | 2019-07-16 | 2020-10-08 | 주식회사 우리나노 | Electrospinning device comprising external electrospinning tube and internal electrospinning tube, and method of manufacturing nanofiber thereby |
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2018
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