KR102127319B1 - Substrate including nano fiber and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

베이스층; 및 기재의 일측에 접합부를 형성하며 접합되되 융착에 의해 접합되고, 전기방사에 의해 형성되는 섬유로 구성되는 나노섬유층;을 포함하고, 접합부는, 선, 폐곡선, 다각형, 중 하나 이상의 형태를 포함하는 라인패턴의 선접합으로 형성되는, 나노섬유를 포함하는 기재가 제공된다.Base layer; And a nanofiber layer formed of fibers formed by electrospinning and joined by fusion, forming a joint on one side of the substrate, and the joint comprising at least one form of line, closed curve, polygon, A substrate including nanofibers formed by line bonding of a line pattern is provided.

Description

나노섬유를 포함하는 기재 및 이를 제조하는 방법{SUBSTRATE INCLUDING NANO FIBER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Substrate containing nanofibers and a method for manufacturing the same{SUBSTRATE INCLUDING NANO FIBER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 나노섬유를 포함하는 기재 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate comprising nanofibers and a method for manufacturing the same.

최근에는 나노기술이 점차 발달하면서 섬유분야에서도 전기방사를 통한 나노사이즈의 나노섬유의 개발 및 나노 섬유의 특성을 이용한 전기전자, 환경, 생명, 의학 등 산업전반에 걸쳐 첨단소재로의 응용에 큰 관심이 모아지고 있다. 나노섬유를 제조하기 위한 전기방사는 표면장력에 의해 모세관 끝에 매달려 있는 물방울에 고전압을 부여할 때 물방울 표면에서 미세 필라멘트가 방출되는 정전 스프레이 과정에서 변형된 것으로 충분한 점도를 가진 고분자 용액이나 용융체가 정전기력을 부여받을 경우 섬유가 형성되는 현상을 응용한 방사기술이다.In recent years, as nanotechnology has gradually developed, the field of textiles is also interested in the development of nano-sized nanofibers through electrospinning and the application of high-tech materials across industries such as electrical and electronic, environment, life, and medicine using the properties of nanofibers. This is being collected. Electrospinning for manufacturing nanofibers is a modification in the electrostatic spray process in which microfilaments are released from the surface of the droplets when high voltage is applied to the droplets hanging from the capillaries by surface tension. It is a spinning technology that applies the phenomenon that fibers are formed when given.

한편, 전기방사 장치는 부직포 등에 전기방사를 통해 나노섬유를 적층시키고 이를 열융착 또는 점융착시키면서 나노섬유와 부직포 등 간에 서로 고정된 상태를 유지하도록 한다. 이러한 접착방식은 나노섬유가 부직포에 접착된 상태를 유지하기에 접착면적 또는 접착면의 구조에 있어서 취약할 수 있다.On the other hand, the electrospinning apparatus stacks the nanofibers through electrospinning on a nonwoven fabric, etc., and heat-seals or spot-seals them to maintain a fixed state between the nanofibers and the nonwoven fabric. Such an adhesive method may be vulnerable in an adhesive area or a structure of an adhesive surface, in order to maintain the state in which the nanofibers are adhered to the nonwoven fabric.

대한민국 공개특허공보 제 2011-0010476 호 (2011. 02. 01)Republic of Korea Patent Publication No. 2011-0010476 (2011. 02. 01)

본 발명의 일 실시예는 부직포 등의 기재에 전기방사를 통한 나노섬유를 방사하고 부직포 등과 나노섬유 간의 고정을 위한 기 결정된 패턴형의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is for the purpose of providing a substrate comprising a nanofiber having a predetermined pattern-type adhesive structure for spinning nanofibers through electrospinning on a substrate such as a nonwoven fabric and fixing between the nonwoven fabric and the nanofibers do.

본 발명의 일 실시예는 곡형 패턴의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is to provide a substrate comprising a nanofiber having a curved pattern of the adhesive structure.

본 발명의 일 실시예는 직선현 패턴의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is to provide a substrate comprising a nanofiber having an adhesive structure of a straight string pattern.

본 발명의 일 실시예는 각형 패턴의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is to provide a substrate comprising a nanofiber having an adhesive structure of a square pattern.

본 발명의 일 실시예는 부직포 등의 기재에 전기방사를 통한 나노섬유를 방사하고 부직포 등과 나노섬유 간의 고정을 위한 기 결정된 패턴형의 접착구조를 갖는 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention provides a method of manufacturing a substrate including nanofibers having a predetermined pattern-type adhesive structure for spinning nanofibers through electrospinning on a substrate such as a nonwoven fabric and fixing between the nonwoven fabric and the nanofibers It aims to do.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재는, 하나이상의 통공을 포함하는 베이스층 및 상기 베이스층의 일측에 접합부를 형성하며 융착에 의해 접합되고, 전기방사에 의해 형성되는 섬유로 구성되는 나노섬유층을 포함하고, 상기 나노섬유층은, 서로 다른 방향으로 상기 베이스층 상에 흡착되어 겹층으로 형성되되, 상기 겹층된 각각의 나노섬유층 중 하나의 층은 무작위로 배열되고, 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성되고, 상기 접합부는, 선, 폐곡선, 다각형 중 하나 이상의 형태를 포함하는 라인패턴의 선접합으로 형성되고, 상기 접합부의 단면적은 상기 통공의 단면적과 반비례 관계에 있다.The substrate comprising nanofibers according to an embodiment of the present invention is composed of a base layer including at least one through hole, and a joint formed on one side of the base layer and joined by fusion, and formed by electrospinning. It comprises a nanofiber layer, the nanofiber layer is adsorbed on the base layer in different directions to form a layer, one layer of each of the layered nanofiber layer is randomly arranged, the other layer is It is formed of a layer having a directionality, the junction is formed by a line junction of a line pattern including one or more of a line, a closed curve, and a polygon, and the cross-sectional area of the junction is inversely related to the cross-sectional area of the through hole.

여기서, 상기 라인패턴은 직선 또는 곡선을 포함하는 지그재그 형태를 하나 이상 포함할 수 있다.Here, the line pattern may include one or more zigzag shapes including straight lines or curved lines.

또한, 상기 라인패턴은 직선 및 곡선을 포함하는 도형일 수 있다.In addition, the line pattern may be a figure including straight lines and curved lines.

또한, 상기 다각형은 서로 인접배치된 복수 개의 육각형을 포함할 수 있다. In addition, the polygon may include a plurality of hexagons arranged adjacent to each other.

또한, 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 중첩된 면적의 둘레를 따라 상기 라인패턴이 형성될 수 있다.In addition, the line pattern may be formed along the circumference of the overlapped area of the base layer and the nanofiber layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법은, 하나이상의 통공을 포함하는 베이스층을 이송시키고, 상기 베이스층의 일측면에 위치된 방사부로부터 상기 일측면에 전기방사를 통해 하나 이상의 나노섬유층을 형성하되, 서로 다른 방향으로 상기 베이스층 상에 흡착되어 겹층으로 형성함과 아울러, 상기 겹층된 각각의 나노섬유층 중 하나의 층은 무작위로 배열되고, 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성하며, 상기 나노섬유층이 형성된 측면에 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 융착을 수행하여 라인패턴의 선접합으로 접합부를 형성시키되, 상기 접합부의 단면적은 상기 통공의 단면적과 반비례 관계에 있다.Method for manufacturing a substrate comprising a nanofiber according to an embodiment of the present invention, transfers a base layer comprising one or more through holes, and electrospinning on one side from the radiating portion located on one side of the base layer One or more nanofiber layers are formed through, but adsorbed on the base layer in different directions to form a double layer, and one layer of each of the layered nanofiber layers is randomly arranged, and the other layer is It is formed of a layer having directionality, and the base layer and the nanofiber layer are fused to the side where the nanofiber layer is formed to form a joint by line joining a line pattern, wherein the cross-sectional area of the joint is inversely related to the cross-sectional area of the through hole. Is in

여기서, 상기 라인패턴은 직선 또는 곡선을 포함하는 지그재그 형태를 하나 이상 포함할 수 있다.Here, the line pattern may include one or more zigzag shapes including straight lines or curved lines.

또한, 상기 라인패턴은 직선 및 곡선을 포함하는 도형일 수 있다.In addition, the line pattern may be a figure including straight lines and curved lines.

또한, 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 중첩된 면적의 둘레를 따라 상기 라인패턴이 형성될 수 있다.In addition, the line pattern may be formed along the circumference of the overlapped area of the base layer and the nanofiber layer.

본 발명의 일 실시예는 부직포 등의 기재에 전기방사를 통한 나노섬유를 방사하고 부직포 등과 나노섬유 간의 고정을 위한 기 결정된 패턴형의 접착구조에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 증대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, nanofibers which increase the adhesion between nanofibers and nonwoven fabrics by radiating nanofibers through electrospinning on a substrate such as a nonwoven fabric and fixing a pattern between a nonwoven fabric and a nanofiber by a predetermined pattern type adhesive structure It is possible to provide a description that includes.

본 발명의 일 실시예는 곡형 패턴의 접착구조에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 증대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention can provide a substrate including nanofibers, which increase the adhesion between the nanofibers and the nonwoven fabric by the adhesive structure of the curved pattern.

본 발명의 일 실시예는 직선형 패턴의 접착구조 에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 증대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention can provide a substrate comprising nanofibers, which increase the adhesion between the nanofibers and the nonwoven fabric by the adhesive structure of the linear pattern.

본 발명의 일 실시예는 각형 패턴의 접착구조에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 증대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention can provide a substrate comprising nanofibers, which increase the adhesion between the nanofibers and the nonwoven fabric by the adhesive structure of the prismatic pattern.

본 발명의 일 실시예는 부직포 등의 기재에 전기방사를 통한 나노섬유를 방사하고 부직포 등과 나노섬유 간의 고정을 위한 기 결정된 패턴형의 접착구조에 의해 나노섬유와 부직포 간의 접착력이 등대되는 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, nanofibers in which adhesive strength between nanofibers and nonwoven fabrics are lightened by a predetermined pattern type adhesive structure for spinning nanofibers through electrospinning on a nonwoven fabric or the like and fixing between nonwoven fabrics and nanofibers It is possible to provide a method of manufacturing a containing substrate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기재를 포함하는 나노섬유를 포함하는 기재의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스층의 일측에 나노섬유층이 전기방사되는 것을 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사에 의해 형성된 나노섬유를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함한 기재를 제조하는 장치를 나타낸 도면이며,
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 접합부의 다양한 패턴을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a perspective view of a substrate comprising nanofibers including a substrate according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing that the nanofiber layer is electrospun on one side of the base layer according to an embodiment of the present invention,
3 is a view showing a nanofiber formed by electrospinning according to an embodiment of the present invention,
4 is a view showing an apparatus for manufacturing a substrate including nanofibers according to an embodiment of the present invention,
5 is a view showing various patterns of a junction according to embodiments of the present invention,
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a substrate including nanofibers according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.The technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following examples are merely a means for effectively explaining the technical spirit of the present invention to a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재(100)의 사시도이다.1 is a perspective view of a substrate 100 including nanofibers according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기재(100)는 나노섬유층(120) 및 베이스층(110)을 포함할 수 있다. 베이스층(110)의 일측면에 층을 이루며 위치되는 나노섬유층(120)은 전기방사에 의해 형성될 수 있다. 상기 전기방사는 베이스층(110)이 이송되는 과정에서 일면에 나노섬유층(120)이 전기방사되는 것을 의미한다. 상기 나노섬유층(120)이 일측에 위치된 베이스층(110)은 두 층이 서로 접합되어 고정될 수 있도록 접합될 수 있다. 상기 접합은 융착을 통해 이루어질 수 있다. 상기 융착은 열융착, 초음파융착 및 압착 등을 포함하며, 이 중 하나 이상의 수단에 의해 접합되어 이루어질 수 있다. 상기 접합은 다양한 형태로 접합될 수 있으며, 접합의 예시는 도 5를 통해 개시하였으며, 개시된 예시에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 1, the substrate 100 may include a nanofiber layer 120 and a base layer 110. The nanofiber layer 120 positioned in a layer on one side of the base layer 110 may be formed by electrospinning. The electrospinning means that the nanofiber layer 120 is electrospun on one surface in the process of transferring the base layer 110. The base layer 110 in which the nanofiber layer 120 is located on one side may be bonded so that two layers are bonded to each other and fixed. The bonding can be achieved through fusion. The fusion includes thermal fusion, ultrasonic fusion, and crimping, and may be made by bonding by one or more means. The bonding may be bonded in various forms, and examples of bonding are disclosed through FIG. 5 and are not limited to the disclosed examples.

상기 융착을 통해 접합된 베이스층(110) 및 나노섬유층(120)은 필터에 포함되는 구성 중 하나가 될 수 있다. 예를 들어, 기재(100)는 유체를 통과시키는 필터로 채용될 수 있다. 상기 유체는 기체 및 액체를 포함하며 기체의 경우, 공기 중에 포함된 미립자를, 공기가 기재(100)를 통과하는 과정에서 상기 나노섬유층(120)이 미립자를 여과시킬 수 있다. 실시예로는 담배에 포함되거나 결합되는 필터로 채용될 수 있다. 또한, 액상 유체도 이와 마찬가지로, 일 예로 정수과정에서 음용수 내에 섞여있는 미립자를 나노섬유층(120)이 여과될 수 있다.The base layer 110 and the nanofiber layer 120 bonded through the fusion may be one of the components included in the filter. For example, the substrate 100 may be employed as a filter for passing fluid. The fluid includes a gas and a liquid, and in the case of gas, the nanofiber layer 120 may filter the fine particles contained in the air while the air passes through the substrate 100. As an embodiment, it may be employed as a filter included in or combined with cigarettes. In addition, in the same way as the liquid fluid, for example, the nanofiber layer 120 may be filtered with fine particles mixed in drinking water during the purification process.

상기 유체통과 경로에 위치되는 필터로 채용된 기재(100)는 미립자의 경우 나노섬유층(120)에 의해 여과될 수 있고, 그보다 큰 입자는 베이스층(110)에 의해 여과될 수 있다. 여기서 베이스층(110)은 일 예로서 부직포 등이 될 수 있다. 부직포도 무작위로 방향 및 크기의 통공이 형성되어 유체가 통과될 수 있으므로 통공을 결정된 크기 및 방향으로 제조하여 나노섬유층(120)이 여과시키는 미립자보다 큰 입자를 여과시킬 수 있다.The substrate 100 employed as a filter positioned in the fluid passage path may be filtered by the nanofiber layer 120 in the case of fine particles, and larger particles may be filtered by the base layer 110. Here, the base layer 110 may be, for example, a nonwoven fabric. Non-woven fabrics may also be formed with pores of random direction and size to allow fluid to pass therethrough, so that the pores can be manufactured in a determined size and direction to filter particles larger than the microparticles filtered by the nanofiber layer 120.

따라서, 이러한 경우에는 유체가 이동하는 방향으로부터 전측을 향하도록 베이스층(110)을 배치하고 후측을 향하도록 나노섬유층(120)을 배치할 수 있다.Therefore, in this case, the base layer 110 may be disposed to face the front side from the direction in which the fluid moves, and the nanofiber layer 120 may be disposed to face the rear side.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스층(110)의 일측에 나노섬유층(120)이 전기방사되는 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사에 의해 방향성이 무작위로 형성된 나노섬유를 나타낸 도면이다.2 is a view showing that the nanofiber layer 120 is electrospun on one side of the base layer 110 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is directional by electrospinning according to an embodiment of the present invention It is a diagram showing randomly formed nanofibers.

도 2 및 도 3을 참조하면, 베이스층(110)의 일면에 나노섬유층(120)이 방사될 수 있다. 일측으로부터 베이스층(110)이 제공되고, 제공된 베이스층(110)은 이송롤러(도 3의 310, 320) 등을 통해 타측으로 이송될 수 있다. 상기 방사는 베이스층(110)이 이송롤러(도 3의 310, 320) 측으로 이송되기 전에 수행될 수 있다.2 and 3, the nanofiber layer 120 may be radiated on one surface of the base layer 110. The base layer 110 is provided from one side, and the provided base layer 110 may be transferred to the other side through a transfer roller (310, 320 in FIG. 3). The spinning may be performed before the base layer 110 is transferred to the transport rollers (310, 320 in FIG. 3).

나노섬유를 전기방사하는 방사부(200)는 하나 이상일 수 있다. 전기방사는 나노섬유가 베이스층(110)에 무작위로 방사되거나 기 결정된 방향성을 가지도록 방사될 수 있다. 예를 들어, 방사부(200)가 두(2) 개인 경우, 각각의 방사부(200)가 베이스층(110)의 이동방향을 기준으로 전후배치되어 나노섬유가 겹층되도록 형성시킬 수 있다. 즉, 나노섬유층(120)은 복수 개의 층으로 형성될 수 있다. 물론 겹층된 각각의 층은 방향성에 있어서, 하나의 층은 무작위로 배열되고 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성될 수 있다. 그리고, 그 반대일 수 있으며, 두 층이 무작위 또는 방향성을 가지도록 형성될 수 있음은 물론이다.The radiation unit 200 for electrospinning nanofibers may be one or more. Electrospinning may be randomly spun nanofibers or spun to have a predetermined directionality. For example, when there are two (2) spinners 200, each spinner 200 may be disposed back and forth based on the moving direction of the base layer 110 to form the nanofibers to be layered. That is, the nanofiber layer 120 may be formed of a plurality of layers. Of course, each layered layer is directional, so one layer may be arranged at random and the other layer may be formed as a directional layer. And, of course, it may be the opposite, and of course, the two layers may be formed to be random or directional.

여기서, 나노섬유층(120)이 두 개의 방향성을 가지고 있는 층으로 형성될 경우, 겹층의 각 나노섬유는 서로 다른 방향성을 가지고 형성될 수 있다. 이러한 배치는 여과효율을 증진시키기 위한 구조로서, 미립자가 통과하는 것을 구조적으로 저해할 수 있다.Here, when the nanofiber layer 120 is formed of two directional layers, each nanofiber of the double layer may be formed with different directionality. This arrangement is a structure for improving the filtration efficiency, it can structurally inhibit the passage of the fine particles.

한편, 전기방사와 관련해서 구체적으로, 나노섬유로 형성된 나노섬유층(120)은 전기방사적층(Electrospinning, E-S)과정에 의해 형성되어 베이스층(110) 위에 무작위로 배열되어 적층되는 비방향성 적층(Random E-S) 방식에 의하여 기 결정된 접합력으로 서로 고착될 수 있다. 또한, 방향성 적층(Directional E-S) 방식에 의하여 베이스층(110) 위에 일방향으로 나란히 배열되어 적층될 수 있다. 상기 방향성 적층의 경우에는 기 결정된 시간 간격으로 다른 방향으로 나노섬유층(120)을 형성할 수 있다.On the other hand, in relation to electrospinning, specifically, the nanofiber layer 120 formed of nanofibers is formed by an electrospinning (Electrospinning, ES) process, and is randomly arranged and stacked on the base layer 110 (Random) ES) can be fixed to each other with a predetermined bonding force by the method. In addition, it can be stacked by being arranged side by side on the base layer 110 by a directional lamination (Directional E-S) method. In the case of the directional lamination, the nanofiber layer 120 may be formed in different directions at predetermined time intervals.

예를 들어, 베이스층(110)에 수행된는 나노섬유층(120)의 비방향성 적층(Random E-S) 또는 방향성 적층(Directional E-S)의 형성방법의 경우, 방사부(200)에 의하여 고분자 재료가 전기 방사를 통해 배출되어 베이스층(110) 상에 배열될 수 있다. 전기 방사 과정에서 고분자 재료 내부에서는 전기적인 반발력이 생겨 나노 사이즈의 실 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 고분자 재료는 용매 상태로 방사부(200) 내에 존재할 수 있다. 여기서 베이스층(110)은 부직포일 수 있다.For example, in the case of a method of forming a non-directional lamination (Random ES) or a directional lamination (Directional ES) of the nanofiber layer 120 performed on the base layer 110, the polymer material is electrospinned by the radiator 200 It may be discharged through and be arranged on the base layer 110. During the electrospinning process, an electric repulsive force is generated inside the polymer material, and thus may be formed in the form of a nano-sized yarn. Therefore, the polymer material may be present in the radiating portion 200 in a solvent state. Here, the base layer 110 may be a non-woven fabric.

나아가, 방향성 적층(Directional E-S) 방식의 경우에는 나노 섬유가 방사되는 속도를 고려하여 베이스층(110)을 기 결정된 속도로 이동 또는 회전시킬 수 있고, 나노섬유가 생성되는 속도에 맞추어 이동 또는 회전함으로써 나노 섬유가 배열되도록 할 수 있다.Furthermore, in the case of the directional lamination (Directional ES) method, the base layer 110 may be moved or rotated at a predetermined speed in consideration of the speed at which nanofibers are spun, and by moving or rotating according to the speed at which nanofibers are generated. The nanofibers can be arranged.

뿐만 아니라 부분적으로 나노섬유가 형성된 방향이 다르게 형성시킬 수 있다. 이러한 나노섬유의 방사방향 제어부(미도시) 전기방사를 통해 형성될 수 있다.In addition, the direction in which the nanofibers are partially formed may be formed differently. These nanofibers may be formed through electrospinning of a radiation control unit (not shown).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함한 기재(100)를 제조하는 장치를 나타낸 도면이다.4 is a view showing an apparatus for manufacturing a substrate 100 including nanofibers according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 나노섬유층(120) 및 베이스층(110)이 접합되는 접합부(130)를 형성하는 융착부(400)는, 방사부(200)와 이송롤러(310, 320) 사이에 위치될 수 있다. 구체적으로, 방사부(200)에 의해 베이스층(110)에 형성된 나노섬유측(120)은 이송롤러(310, 320) 측으로 이송되는 중에 베이스층(110)과 융착될 수 있다.Referring to Figure 4, the nanofiber layer 120 and the base layer 110, the fusion unit 400 forming the junction 130 is bonded, between the spinning unit 200 and the transfer rollers (310, 320) Can be located. Specifically, the nanofiber side 120 formed on the base layer 110 by the radiator 200 may be fused with the base layer 110 while being transferred to the transfer rollers 310 and 320.

앞서 설명한 바와 같이 융착은 열융착, 초음파융착, 압착 등에 수단에 의해 수행될 수 있다. 융착이 수행됨으로써, 베이스층(110)과 나노섬유층(120)이 서로 접합되는 접합부(130)가 형성될 수 있다. 물론, 전기방사를 통해 나노섬유층(120)과 베이스층(110)은 기 결정된 접합력이 발생하긴 하나, 두 부재 간의 접합력을 보강하기 위해 접합부(130)를 형성할 수 있다.As described above, fusion may be performed by means of thermal fusion, ultrasonic fusion, compression, and the like. By performing the fusion, a junction 130 where the base layer 110 and the nanofiber layer 120 are bonded to each other may be formed. Of course, the nanofiber layer 120 and the base layer 110 may have a predetermined bonding strength through electrospinning, but may form a bonding unit 130 to reinforce bonding strength between the two members.

상기 접합부(130)는 융착이 되므로, 접합부(130)가 형성되는 지점에는 통공이 형성될 수 없으므로, 유체의 통과가 불가능해지므로, 형성된 접합부(130)의 면적은 최소화하되, 접합성은 유지할 수 있도록 형성할 수 있다. 따라서, 접합부(130)는 선의 형태로 형성되되, 점 또는 면의 형태로 형성되지 않는다.Since the junction 130 is fused, since a through hole cannot be formed at a point where the junction 130 is formed, the passage of the fluid becomes impossible, so the area of the formed junction 130 is minimized, but the junction is maintained. Can form. Therefore, the bonding portion 130 is formed in the form of a line, but is not formed in the form of a point or a surface.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 접합부(130; 130a, 130b, 130c, 130, 130d, 130e, 130f, 130g)의 다양한 패턴을 나타낸 도면이다. 이하의 설명에서, "선 형태" 란 연속적인 선의 형태뿐만 아니라, 선의 형태로 볼 수 있는 형태, 예를 들어 선의 형태로 비연속적으로 점이 이어진 경우도 포함할 수 있다.5 is a view showing various patterns of the junctions 130 (130a, 130b, 130c, 130, 130d, 130e, 130f, 130g) according to embodiments of the present invention. In the following description, the term “line shape” may include not only a continuous line shape, but also a case that can be seen in the shape of a line, for example, a discontinuous dot in the shape of a line.

도 5(a) 내지 도 5(g)를 참조하면, 접합부(130)는 지그재그형 선 형태의 접합부(130c), 단락형 직선형태의 접합부(130a), 곡선형태의 접합부(130b), 폐곡선형태의 접합부(130d), 다각형태의 접합부(130e) 및 곡선 및 직선의 조합으로 구성된 도형 형태의 접합부(130g)를 포함할 수 있다. 나아가, 도시하지 않았지만, 기재(100)에서 베이스층(110) 및 나노섬유층(120)이 중첩되는 면적의 둘레부에 둘레를 따라 접합부(130)가 형성될 수 있다. 특히 도 5(e)의 경우와 같이 서로 연속된 육각형인 벌집모양의 접합부(130e)가 형성될 수 있다.5 (a) to 5 (g), the junction 130 is a zigzag line-shaped junction 130c, a short-circuited linear junction 130a, a curved junction 130b, a closed curve shape It may include a bonding portion (130d), a polygonal bonding portion (130e) and the shape of the shape consisting of a combination of curves and straight lines (130g). Further, although not shown, the bonding portion 130 may be formed along the perimeter of the periphery of the area where the base layer 110 and the nanofiber layer 120 overlap in the substrate 100. In particular, as in the case of FIG. 5(e), honeycomb-shaped joints 130e that are continuous with each other may be formed.

상기 접합부(130)의 형상은 기재에 형성된 통공의 크기를 고려하여 결정될 수 있다. 상기 나노섬유층(120)은 유체가 통과될 수 있는 통공이 존재하므로, 통공의 크기가 작을수록 유체가 통과될 수 있는 통공의 단면적은 좁아질 수 있다. 따라서, 통공의 단면적이 감소된만큼 접합부(130)가 차지하는 부분을 도 5(c)의 접합부(130c)와 같이 최소화하여 기재(100)의 여과가능한 면적을 유지할 수 있고, 통공의 크기가 크면 유체가 통과될 수 있는 통공의 단면적이 넓어지므로, 접합력을 증가시키기 위한 접합부(130)가 차지하는 부분을 보다 증가시킬 수 있다.The shape of the junction 130 may be determined in consideration of the size of the through hole formed in the substrate. Since the nanofiber layer 120 has a through hole through which the fluid can pass, the smaller the size of the through hole, the narrower the cross-sectional area of the through hole through which the fluid can pass. Therefore, as the cross-sectional area of the through hole is reduced, the portion occupied by the junction portion 130 is minimized as shown in the junction portion 130c of FIG. 5(c) to maintain the filterable area of the substrate 100, and when the size of the through hole is large, the fluid Since the cross-sectional area of the through hole through which it can pass increases, it is possible to increase the portion occupied by the bonding portion 130 for increasing the bonding force.

즉, 통공의 크기인 나노섬유층(120)의 유체통과 단면적과 접합부(130)가 차지하는 기재(100) 상의 부분은 반비례 관계가 성립될 수 있다.That is, an inverse relationship may be established between the fluid passage cross-sectional area of the nanofiber layer 120, which is the size of the through hole, and a portion on the substrate 100 occupied by the junction 130.

나아가, 직선 또는 곡선 형태의 접합부(130)가 형성되되, 하나의 방향성을 가지지 않고, 두 가지 이상의 방향성을 지닌 나노섬유가 교차되도록 형성되는 나노섬유층(120)인 경우에도 섬유의 조밀도를 증가되어 내구력 및 여과능력이 증가될 수 있다.Furthermore, the density of the fiber is increased even in the case of the nanofiber layer 120 in which a straight or curved junction 130 is formed, but does not have one directionality, and is formed so that nanofibers having two or more directionality intersect. Durability and filtration capacity can be increased.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유를 포함하는 기재(100)를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a substrate 100 including nanofibers according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법은, 베이스층 이송(S1), 나노섬유층 전기방사(S2) 및 패턴융착(S3)의 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, a method for manufacturing a substrate including nanofibers may include steps of transporting a base layer (S1), electrospinning a nanofiber layer (S2), and pattern fusion (S3).

우선, 베이스층(110)이 일측으로부터 공급되면, 베이스층(110)은 이송롤러(310, 320)에 의해 타측으로 이송될 수 있다. 베이스층(110)이 이송롤러(310, 320)에의해 이송되기 전에 방사부(200)에 의해 전기방사되어 나노섬유가 베이스층(110)의 일면에 형성될 수 있다. 나노섬유가 베이스층(110)에 형성되면서 기 결정된 고정력으로 결합될 수 있다. 따라서, 형성된 나노섬유층(120)은 베이스층(110)과 기 결정된 고정력으로 결합될 수 있다. 여기서 고정력은 두 부재를 접합목적으로 결합하는 것이 아니고, 전기방사에 의해 베이스층(110) 상에 위치시키는 목적을 수행하는 과정에서 고정되는 것으로, 두 부재는 반영구 또는 영구적으로 결합된 것이 아니므로 서로 쉽게 떨어질 수도 있다. 따라서, 별도의 접합과정이 요구될 수 있다.First, when the base layer 110 is supplied from one side, the base layer 110 may be transferred to the other side by the transfer rollers 310 and 320. The nanofibers may be formed on one surface of the base layer 110 by electrospinning by the spinning unit 200 before the base layer 110 is transferred by the transfer rollers 310 and 320. As the nanofiber is formed on the base layer 110, it can be combined with a predetermined fixing force. Therefore, the formed nanofiber layer 120 may be combined with the base layer 110 with a predetermined fixing force. Here, the fixing force does not combine the two members for the purpose of bonding, and is fixed in the process of performing the purpose of being positioned on the base layer 110 by electrospinning. It can fall easily. Therefore, a separate bonding process may be required.

한편, 나노섬유의 전기방사는 하나 또는 복수 개에 방사부(200)에 의해 수행될 수 있다. 복수 개의 방사부(200)가 위치된 경우에는, 방사부(200)는 베이스층(110)의 이송방향에 대하여 횡방?? 또는 종방향으로 이격되어 전기방사를 수행할 수 있다. 이때, 종방향으로 이격되어 복수 개의 방사부(200)가 위치된 경우에 전기방사에 의해 형성되는 나노섬유층(120)은 겹층되어 형성될 수 있다. 즉, 베이스층(110)의 이송방향을 기준으로, 전측에 위치한 방사부(200)가 전기방사를 통해 베이스층(110)에 1차적으로 나노섬유층(120)의 일부를 형성시키고, 후측에 위치한 방사부(200)가 전기방사를 통해 1차적으로 형성된 나노섬유층(120)의 일부 또는 나머지 일부를 형성시킬 수도 있다.On the other hand, the electrospinning of the nanofibers may be performed by the radiation unit 200 in one or a plurality. When a plurality of radiating parts 200 are located, the radiating parts 200 are transverse to the transport direction of the base layer 110?? Alternatively, electrospinning may be performed spaced apart in the longitudinal direction. At this time, the nanofiber layer 120 formed by electrospinning when spaced apart in the longitudinal direction and a plurality of radiating parts 200 are positioned may be formed by layering. That is, based on the transfer direction of the base layer 110, the radiation unit 200 located on the front side primarily forms part of the nanofiber layer 120 on the base layer 110 through electrospinning, and is located on the rear side. The radiating part 200 may form part or the rest of the nanofiber layer 120 primarily formed through electrospinning.

또한, 상기 이송방향에 대하여 횡방향으로 복수 개의 방사부(200)가 서로 이격배치된 경우에는 나노섬유의 조밀도를 달리하여 전기방사를 수행할 수 있다.In addition, when a plurality of radiating portions 200 are spaced apart from each other in the transverse direction with respect to the transport direction, electrospinning may be performed by varying the density of nanofibers.

나아가, 전기방사를 통해 형성되는 나노섬유층(120)은 나노섬유가 기 결정된 방향성을 갖도록 할 수 있고, 무작위로 형성되어 방향성이 없도록 형성할 수 있다. 이는, 앞서 설명한 겹층의 나노섬유층(120) 중 각각의 층은 선택적으로 방향성이 있거나 없는 층으로 형성될 수 있고, 복수 개의 층이 두 개이상 포함되는 나노섬유층(120)일 경우에는, 각각의 방향성은 서로 다른 방향을 향해 형성되도록 할 수 있다.Further, the nanofiber layer 120 formed through electrospinning may have the nanofibers have a predetermined directionality, and may be formed at random to prevent directionality. This, each of the layers of the nanofiber layer 120 of the above-described layer may be selectively formed of a layer with or without directionality, in the case of a nanofiber layer 120 including two or more layers, each directionality Can be formed in different directions.

전기방사를 통한 나노섬유층(120)의 형성이 되면, 융착부(400)에 의해 기재(100)에는 접합부(130)가 형성될 수 있다. 접합부(130)는 앞서 설명한 바와 같이 베이스층(110)과 나노섬유층(120) 간에 약한 접착력을 보강하기 위해 수행될 수 있는데, 융착부(400)를 통과하면서 수행될 수 있다. 융착부(400)는 베이스층(110)과 나노섬유층(120)의 접합을 위해 열융착, 초음파융착 및 압착 등의 수단으로 접할 수 있다. 접합이 된 접합부(130)는 유체가 통과할 수 있는 통공이 제거되므로, 접합부(130) 타지하는 부분이 증가하면, 상대적으로 유체가 기재(100)를 통과하는 양이 줄어들게 될 수 있고 여과효과 또한 저감될 수 있다. 따라서, 여과효과를 기재(100)가 유지하면서 동시에 접합력을 증가시키기 위해서는 접합부(130)가 차지하는 기재(130) 상의 부분을 최소화할 수 있다. 즉, 단락형 선형태의 접합을 수행할 수 있으나, 접합력을 증가시키기 위해 지속적으로 연장된 직선, 곡선, 폐곡선, 다각형, 곡선 및 곡선조합의 도형 등의 형상으로 접합부(130)가 형성될 수 있다.When the nanofiber layer 120 is formed through electrospinning, a junction 130 may be formed on the substrate 100 by the fusion unit 400. The bonding part 130 may be performed to reinforce weak adhesion between the base layer 110 and the nanofiber layer 120 as described above, and may be performed while passing through the fusion part 400. The fusion unit 400 may be contacted by means such as heat fusion, ultrasonic fusion, and crimping for bonding the base layer 110 and the nanofiber layer 120. Since the through-holes through which the fluid can pass through are removed, the amount of the fluid passing through the substrate 100 can be relatively reduced and the filtration effect is also increased. Can be reduced. Therefore, in order to increase the bonding strength while simultaneously maintaining the filtration effect of the substrate 100, a portion on the substrate 130 occupied by the bonding portion 130 may be minimized. That is, it is possible to perform a short-circuited line-shaped joining, but the joint 130 may be formed in a shape such as a shape of a straight line, a curve, a closed curve, a polygon, a curve and a curve combination continuously extended to increase the joining force. .

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the exemplary embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications are possible within the limits without departing from the scope of the present invention. . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims to be described later, but also by the claims and equivalents.

100 : 기재 110 : 베이스층
120 : 나노섬유층
130 , 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f, 130g: 접합부
200 : 방사부 310, 320 : 이송롤러
400 : 융착부 S1 : 이송단계
S2 : 전기방사단계 S3 : 융착단계100: base 110: base layer
120: nanofiber layer
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f, 130g: joint
200: spinning section 310, 320: transfer roller
400: fusing part S1: transfer step
S2: Electrospinning step S3: Fusion step

Claims (9)

하나이상의 통공을 포함하는 베이스층; 및
상기 베이스층의 일측에 접합부를 형성하며 융착에 의해 접합되고, 전기방사에 의해 형성되는 섬유로 구성되는 나노섬유층; 을 포함하고,
상기 나노섬유층은,
서로 다른 방향으로 상기 베이스층 상에 흡착되어 겹층으로 형성되되, 상기 겹층된 각각의 나노섬유층 중 하나의 층은 무작위로 배열되고, 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성되고,
상기 접합부는,
선, 폐곡선, 다각형 중 하나 이상의 형태를 포함하는 라인패턴의 선접합으로 형성되고, 상기 접합부의 단면적은 상기 통공의 단면적과 반비례 관계에 있으며,
상기 라인 패턴은, 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 중첩된 면적의 둘레를 따라 형성되는, 나노섬유를 포함하는 기재.A base layer including at least one through hole; And
A nanofiber layer formed of fibers formed by electrospinning and joined by fusion, forming a joint on one side of the base layer; Including,
The nanofiber layer,
It is adsorbed on the base layer in different directions to form a double layer, one layer of each of the layered nanofiber layers is randomly arranged, and the other layer is formed of a layer having directionality,
The junction,
It is formed by a line junction of a line pattern including one or more forms of a line, a closed curve, and a polygon, and the cross-sectional area of the joint is in inverse relationship with the cross-sectional area of the through hole,
The line pattern is formed along the periphery of the overlapped area of the base layer and the nanofiber layer, a substrate comprising nanofibers. 청구항 1에 있어서,
상기 라인패턴은 직선 또는 곡선을 포함하는 지그재그 형태를 하나 이상 포함하는, 나노섬유를 포함하는 기재.The method according to claim 1,
The line pattern includes at least one zigzag form including a straight line or a curve, a substrate comprising nanofibers. 청구항 1에 있어서,
상기 라인패턴은 직선 및 곡선을 포함하는 도형인, 나노섬유를 포함하는 기재.The method according to claim 1,
The line pattern is a shape including straight lines and curves, a substrate comprising nanofibers. 청구항 1에 있어서,
상기 다각형은 서로 인접배치된 복수 개의 육각형을 포함하는, 나노섬유를 포함하는 기재. The method according to claim 1,
The polygons include a plurality of hexagons disposed adjacent to each other, the substrate comprising a nanofiber. 삭제delete 하나이상의 통공을 포함하는 베이스층을 이송시키고,
상기 베이스층의 일측면에 위치된 방사부로부터 상기 일측면에 전기방사를 통해 하나 이상의 나노섬유층을 형성하되, 서로 다른 방향으로 상기 베이스층 상에 흡착되어 겹층으로 형성함과 아울러, 상기 겹층된 각각의 나노섬유층 중 하나의 층은 무작위로 배열되고, 다른 하나의 층은 방향성을 가진 층으로 형성하며,
상기 나노섬유층이 형성된 측면에 상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 융착을 수행하여 라인패턴의 선접합으로 접합부를 형성시키되, 상기 접합부의 단면적은 상기 통공의 단면적과 반비례 관계에 있고,
상기 베이스층 및 상기 나노섬유층의 중첩된 면적의 둘레를 따라 상기 라인 패턴을 형성하는, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법.Transporting a base layer comprising at least one through hole,
One or more nanofiber layers are formed through electrospinning on the one side from the radiating portion located on one side of the base layer, but adsorbed on the base layer in different directions to form a double layer, and each of the layered layers One of the nanofiber layers of is arranged randomly, the other layer is formed of a layer having an orientation,
The base layer and the nanofiber layer are fused to the side where the nanofiber layer is formed to form a joint by line joining the line pattern, but the cross-sectional area of the joint is inversely related to the cross-sectional area of the through hole,
A method of manufacturing a substrate comprising nanofibers, forming the line pattern along the perimeter of the overlapped area of the base layer and the nanofiber layer. 청구항 6에 있어서,
상기 라인패턴은 직선 또는 곡선을 포함하는 지그재그 형태를 하나 이상 포함하는, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법.The method according to claim 6,
The line pattern comprises a zigzag form including a straight line or a curve, a method of manufacturing a substrate comprising nanofibers. 청구항 6에 있어서,
상기 라인패턴은 직선 및 곡선을 포함하는 도형인, 나노섬유를 포함하는 기재를 제조하는 방법.The method according to claim 6,
The line pattern is a shape including a straight line and a curve, a method for manufacturing a substrate comprising nanofibers. 삭제delete
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