KR200431592Y1 - double nozzle having hollow needle - Google Patents
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Abstract
본 고안은 나노구조체 혹은 초미립자를 제조할 수 있는 이중노즐에 관한 것으로, 내·외측 노즐부를 구성하는 용액 혹은 기체 토출구가 캐피러리 중공니들의 이중관으로 구성된 것이 특징인 이중노즐에 관한 것이다.The present invention relates to a double nozzle capable of producing a nanostructure or ultra-fine particles, and a double nozzle characterized in that the solution or gas discharge port constituting the inner and outer nozzle portion is composed of a double pipe of the capillary hollow needle.
본 고안에 따르면, 내·외측 노즐부 몸체에 대한 중공니들의 결합과 교체가 용이하도록 노즐몸체에 결합되는 중공니들의 한 말단 부위는 중공튜브 혹은 중공나사의 커플링을 포함하고, 내측 노즐부를 구성하는 중공니들의 토출 선단부는 외측 노즐부를 구성하는 중공니들의 토출 선단부와 같거나, 혹은 더 길게 구성된 것이 특징인 이중노즐이 개시된다.According to the present invention, one end portion of the hollow needle coupled to the nozzle body to facilitate the coupling and replacement of the hollow needle to the inner and outer nozzle portion body comprises a hollow tube or coupling of the hollow screw, the inner nozzle portion Disclosed is a double nozzle characterized in that the discharge tip of the hollow needle is the same as, or longer than the discharge tip of the hollow needle constituting the outer nozzle portion.
본 고안에 따른 이중노즐은 미세경의 중공니들을 용이하게 동심구조의 이중관으로 구성함으로써, 용액의 미량토출제어에 의한 초미립화 혹은 극미세화를 달성할 수 있다.The dual nozzle according to the present invention can easily achieve ultra-fine or extremely fine by microdischarge control of the solution by easily configuring the hollow needle of the microscopic concentric double tube.
이중노즐, 중공니들, 커플링, 중공나노섬유, 나노구조체, 전기분사, 전기방사, 초미립자 Double Nozzle, Hollow Needle, Coupling, Hollow Nanofiber, Nanostructure, Electrospray, Electrospinning, Ultrafine Particle
Description
도 1은 커플링을 포함하는 중공니들을 내·외측 노즐부의 몸체에 구성하는 이중노즐의 구성과정과 중공니들이 동심구조의 이중관으로 구성된 이중노즐의 단면을 도시하는 도면.1 is a cross-sectional view of a configuration of a double nozzle including a hollow needle including a coupling in a body of an inner and an outer nozzle part and a double nozzle having a hollow needle having a concentric double tube;
도 2는 커플링을 포함하는 중공니들이 내·외측 노즐부의 몸체에 복수개로 구성되는 다중 이중노즐의 구성과정과 그의 결합도를 도시하는 도면.FIG. 2 is a view illustrating a configuration process of a plurality of double nozzles including a plurality of hollow needles including couplings in a body of an inner and an outer nozzle part and a coupling diagram thereof; FIG.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1... 이중노즐의 내측 노즐몸체 2... 이중노즐의 외측 노즐몸체1 ... Inner nozzle body of
1(a)... 내측 노즐부의 주입구 2(a)... 외측 노즐부의 주입구1 (a) ... inlet of the inner nozzle section 2 (a) ... inlet of the outer nozzle section
1(b)... 내측 노즐부의 홀 2(b)... 외측 노즐부의 홀1 (b) ... hole in the inner nozzle part 2 (b) ... hole in the outer nozzle part
3(a), 3(c)... 중공튜브 3(b)... 중공나사3 (a), 3 (c) ... Hollow Tube 3 (b) ... Hollow Screw
4(a), 4(b), 4(c)... 중공니들4 (a), 4 (b), 4 (c) ... hollow needle
5... 이중노즐의 내측 노즐부 6... 이중노즐의 외측 노즐부5 ... Inner nozzle part of
5(a)... 내측 노즐부의 토출구 6(a)... 외측 노즐부의 토출구5 (a) ... Outlet of Inner Nozzle Part 6 (a) ... Outlet of Outer Nozzle
7...동심구조의 이중관을 갖는 이중노즐7. Dual nozzle with concentric double pipe
8...이중노즐의 이중관 부분의 확대도8. Enlarged view of double pipe part of double nozzle
10.... 다중의 커플링과 중공니들을 포함하는 내측 노즐부10 .... Inner nozzle section with multiple couplings and hollow needles
11.... 다중의 커플링과 중공니들을 포함하는 외측 노즐부의 몸체11 .... Body of outer nozzle part with multiple couplings and hollow needles
12... 내측노즐부와 외측 노즐몸체가 결합된 구조체12. Structure that combines inner nozzle part and outer nozzle body
13... 커플링을 포함하는 중공니들13 ... hollow needle with coupling
14.... 복수개의 이중관을 포함하는 다중 이중노즐14 .... Multiple double nozzles with multiple double pipes
14(a), 14(b)....용액, 용매 혹은 기체 주입구14 (a), 14 (b) .... solution, solvent or gas inlet
15...다중 이중노즐을 구성하는 동심구조의 이중관 부분의 확대도15. Enlarged view of the concentric double tube part forming multiple double nozzles
본 고안은 나노구조체 혹은 초미립자를 제조할 수 있는 이중노즐에 관한 것으로, 내·외측 노즐부를 구성하는 용액 혹은 기체 토출구가 중공니들의 동심 이중관으로 구성된 것이 특징인 이중노즐에 관한 것이다. 특히, 본 고안은 내측 혹은 외측 노즐부 몸체에 대한 미세경 중공니들의 결합과 교체가 용이하도록 노즐몸체에 결합되는 중공니들의 한 말단 부위에 커플링이 구성된 중공니들이 이중관으로 구성된 이중노즐에 관한 것이다.The present invention relates to a double nozzle capable of manufacturing a nanostructure or ultra-fine particles, and a double nozzle characterized in that the solution or gas discharge port constituting the inner and outer nozzle portion is composed of a concentric double pipe of the hollow needle. In particular, the present invention relates to a double nozzle consisting of a hollow tube with a hollow needle coupled to one end portion of the hollow needle coupled to the nozzle body to facilitate the coupling and replacement of the microscopic hollow needle to the inner or outer nozzle portion body. .
또한, 본 고안은 내·외측 노즐부가 상호결합되어 중공니들이 동심구조의 이중관으로 구성된 토출구를 복수개 포함하는 다중 이중노즐에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a multiple double nozzle including a plurality of discharge ports consisting of a double pipe of the concentric structure hollow hollow needle is coupled to the inner and outer nozzle.
산업적으로, 용액 혹은 기체의 분사토출구가 이중의 동심원 구조로 이루어진 이중노즐은 분무건조기처럼 내측 개구부를 통하여 용액을 토출시키고, 외측 개구부를 통하여 공기를 배출시켜 용액을 입자화하여 미립자를 제조하는 입자제조 산업이 나, 입자화된 분무액을 기재에 코팅하는 분사코팅 산업에 크게 활용되고있다.Industrially, a double nozzle having a concentric circular structure having a spray outlet of a solution or gas discharges a solution through an inner opening like a spray dryer, and discharges air through an outer opening to produce particles by preparing particles to produce fine particles. It is widely used in the industry or in the spray coating industry for coating the granulated spray on a substrate.
또한, 섬유산업분야에서도 이중노즐은 해도형 혹은 분할형 극세섬유를 제조하거나, 내부가 비어있는 중공섬유를 제조하는데 사용된다.In addition, in the textile industry, the double nozzle is used to produce islands-in-sea or split microfibers, or hollow fibers with an empty inside.
하지만, 종래의 이중노즐은 기본적으로 용액토출구의 내경이 크기 때문에 점도가 낮은 용액의 경우 유량을 미세하게 제어하기 어려워 나노입자등 초미립자를 제조하는데 한계가 있다.However, the conventional dual nozzles have a limitation in manufacturing ultra-fine particles such as nanoparticles because the internal diameter of the solution discharge port is large, so that it is difficult to finely control the flow rate in the case of a low viscosity solution.
최근에는 나노기술에 대한 관심이 커짐에 따라, 나노입자 혹은 나노섬유등 나노구조체를 제조할 수 있는 새로운 초정밀 이중노즐이 필요하다. 하지만, 종래의 이중노즐은 노즐몸체로부터 토출구를 직접 가공하였기때문에 종래의 가공방법으로 0.3mm이하의 미세경을 갖는 캐피러리형 노즐을 제작하기 어렵다.Recently, with increasing interest in nanotechnology, new ultra-precision double nozzles capable of producing nanostructures such as nanoparticles or nanofibers are needed. However, since the conventional double nozzle processes the discharge port directly from the nozzle body, it is difficult to manufacture a capillary nozzle having a micro diameter of 0.3 mm or less by the conventional processing method.
한편, 종래의 이중노즐은 노즐몸체와 토출구가 일체로 가공되어있기 때문에, 분사중 토출구가 막히면 내측 노즐부 혹은 외측노즐부의 노즐몸체를 전면교체해야 하는 문제점이 있다.On the other hand, the conventional double nozzle has a problem that the nozzle body and the discharge port are integrally processed, so that the nozzle body must be completely replaced when the nozzle is clogged during the injection.
본 고안의 목적은 내부와 외부로 구성된 동심구조의 이중 토출구를 통하여 서로 다른 용액 혹은 용액과 기체를 각각 토출시켜 나노섬유등 극미세선 구조체 혹은 나노중공구조체 혹은 초미립자를 제조할 수 있는 이중노즐을 제공하는데 있다. 또한, 본 고안은 용액토출 중 노즐 토출구가 막혔을 때, 노즐몸체로부터 노즐을 용이하게 교체할 수 있는 이중노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.The object of the present invention is to provide a double nozzle that can produce a very fine structure such as nanofibers or nano hollow structure or ultra-fine particles by discharging different solutions or solutions and gases through a double discharge port of the concentric structure consisting of the inside and outside respectively have. It is also an object of the present invention to provide a double nozzle that can easily replace the nozzle from the nozzle body when the nozzle discharge port is clogged during the solution discharge.
본 고안의 또다른 목적은 구조체를 대량 제조하거나, 혹은 대면적 대상물에 분사하는데 활용될 수 있는 복수개의 이중관을 포함하는 다중 이중노즐을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-double nozzle including a plurality of double pipes that can be utilized to mass-produce a structure or to spray a large area object.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따르면 내측 노즐부와 외측 노즐부의 토출구가 미세경의 캐피러리 중공니들로 각각 구성되고, 내측 노즐부와 외측 노즐부가 상호결합되어 이들의 중공니들이 동심구조의 이중관으로 구성되는 이중노즐이 개시된다. 이때, 내측 혹은 외측 노즐몸체부에 중공니들의 결합 및 교체가 용이하도록 노즐몸체에 결합되는 중공니들의 말단이 커플링으로 구성되고, 내측 노즐부에 구성된 중공니들의 토출구 말단 팁 길이가 외측 노즐부에 구성된 중공니들과 같거나 길게 구성된 것이 특징인 이중노즐이 개시된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, the discharge nozzles of the inner nozzle portion and the outer nozzle portion are each composed of capillary hollow needles of fine diameter, and the inner nozzle portion and the outer nozzle portion are mutually coupled so that the hollow needles have a concentric structure. Disclosed is a double nozzle consisting of a double pipe. At this time, the end of the hollow needle coupled to the nozzle body is configured as a coupling to facilitate the coupling and replacement of the hollow needle in the inner or outer nozzle body portion, the tip length of the discharge port end of the hollow needle configured in the inner nozzle portion is the outer nozzle portion Disclosed is a double nozzle characterized in that it is configured to be the same as or longer than the hollow needle configured in.
따라서, 본 고안의 이중노즐은, 말단 한 곳이 커플링으로 구성된 중공니들이 내측 노즐부 혹은 내·외측 노즐부의 노즐몸체에 결합되고, 이러한 내·외측 노즐부는 상호결합되어 내·외측 노즐부를 구성하는 중공니들이 동심구조의 이중관을 갖는 것을 특징으로 한다.Therefore, in the dual nozzle of the present invention, a hollow needle composed of a coupling at one end thereof is coupled to the nozzle body of the inner nozzle part or the inner and outer nozzle parts, and the inner and outer nozzle parts are mutually coupled to constitute the inner and outer nozzle parts. The hollow needle is characterized by having a concentric double tube.
한편, 본 고안에 따른 이중노즐은 용액에 전하를 부여하기위한 전원인가 접속부를 갖는 것을 특징으로 하는 나노구조체 제조용 전기분사 이중노즐이 제공된다. 이때, 전기분사용 이중노즐은 외측 혹은 내측 노즐몸체부에 고전압 인가용 전원접속부를 포함한다.On the other hand, the double nozzle according to the present invention is provided with an electro-spray double nozzle for producing a nanostructure, characterized in that it has a power supply connection for imparting a charge to the solution. At this time, the electric nozzle for dual injection includes a power supply for high voltage application to the outer or inner nozzle body.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 고안의 이중노즐을 구성하는 내·외측 노즐몸체(1, 2)와, 커플링(3(a), 3(b), 3(c))을 갖는 캐피러리 중공니들(4(a), 4(b), 4(c)), 캐피러리 중공니들이 동심구조의 이중관으로 구성되는 내·외측 노즐부(5, 6)의 결합체인 이중노즐(7)의 구성에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a cap having the inner and outer nozzle body (1, 2) and the coupling (3 (a), 3 (b), 3 (c)) constituting the dual nozzle of the present invention The hollow hollow needles 4 (a), 4 (b), 4 (c), and the
도 1은 본 고안에 따른 이중노즐의 구성과정과, 이로부터 결합된 이중노즐의 단면을 도시한 것이다.1 is a cross-sectional view showing a configuration process of a double nozzle according to the present invention and a double nozzle coupled therefrom.
도 1에 따르면, 이중노즐은 중공니들(4(a), 4(b), 4(c))의 한 말단에 커플링(3(a), 3(b), 3(c))을 구성시키고, 이어서 커플링을 갖는 중공니들을 노즐몸체(1, 2)에 결합시켜 내·외측 노즐부(5, 6)를 각각 제조한 후, 이들을 상호결합하면 내·외측노즐부의 중공니들이 동심의 이중관 구조로 구성된다.According to Fig. 1, the double nozzle constitutes couplings 3 (a), 3 (b) and 3 (c) at one end of the hollow needles 4 (a), 4 (b) and 4 (c). Next, the hollow needles having the coupling are coupled to the
본 고안의 이중노즐(7)은 내측 노즐부(5)와 외측 노즐부(6)로 이루어진다. 내측 혹은 외측 노즐부는 각각 노즐몸체(1, 2)와 용액 혹은 기체를 주입하기 위한 주입구(1(a), 2(a))와, 용액 혹은 기체를 토출하기 위한 토출구(5(a), 6(a))를 포함한다. 이때, 토출구(5(a), 6(a))는 캐피러리 중공니들(4(a), 4(b), 4(c))로 구성되고, 노즐몸체(1, 2)에 결합되는 중공니들의 말단부는 중공튜브(슬리브) 혹은 나사선을 갖는 중공나사의 커플링(3(a), 3(b), 3(c))이 구성된다. 커플링은 내측 노즐부에만 단독으로 구성되고, 외측 노즐부는 중공니들이 직접 압입될 수 있다.The
먼저, 노즐몸체의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.First, the configuration of the nozzle body will be described in detail.
내·외측 노즐몸체(1, 2)는 용액 혹은 기체 주입구(1(a), 2(a))와 커플링이 결합될 수 있는 홀 혹은 나사체결 부위(1(b), 2(b))를 포함하고있다.The inner and
용액, 용매 혹은 기체가 주입되는 이중노즐의 내·외측 노즐몸체의 주입구(1(a), 2(a))는 다른 피팅재가 연결될 수 있도록 두줄나사의 루어락(LuerLock)형 태, 혹은 튜브가 직접 연결될 수 있도록 갈고리(barb)형태를 가질 수 있으며, 혹은 피팅재로 연결될 수 있다. 이때, 피팅재는 노즐몸체에 연결되는 연결부가 갈고리형 혹은 나사식으로 이루어져있고, 반대편의 연결부는 두줄나사의 루어락(LuerLock)형태인 것이 바람직하다. 또한, 업계 일반적으로 사용되는 피팅재 혹은 유공압 피팅재로 구성될 수 있다.Inlet ports (1 (a), 2 (a)) of the inner and outer nozzle bodies of double nozzles into which solutions, solvents, or gases are injected are provided with a LuerLock type or tube with two rows of screws so that other fittings can be connected. It may have a barb shape to be connected directly, or may be connected by a fitting material. At this time, the fitting member is made of a hook portion or screw type connected to the nozzle body, and the opposite side connection portion is preferably a LuerLock (LuerLock) type of two-row screw. In addition, it may be composed of a fitting material or a pneumatic pneumatic fitting commonly used in the industry.
내·외측 노즐몸체(1, 2)의 재질은 토출하고자는 하는 용매, 용액 및 기체의 종류에 따라 스테인리스스틸(SUS), 알루미늄, 니켈 혹은 크롬으로 도금한 구리계, 니켈 혹은 크롬으로 도금한 신주 등 금속성과, 테프론과 같은 불소계 고분자, 폴리에틸렌계, 폴리플로필렌계, 아세탈, 나일론계, 폴리에스테르계 등의 고분자 계통의 비금속성, 혹은 초경, 혹은 석영소재가 제공된다.The inner and
본 고안에 따른 이중노즐이 전기분사 혹은 전기방사용 목적으로 사용되는 경우, 내측 혹은 외측 노즐구조체의 어느 하나, 혹은 내·외측 노즐몸체부 모두가 통전 가능한 금속재질인 것이 바람직하다.When the dual nozzle according to the present invention is used for electrospraying or electrospinning purposes, it is preferable that either the inner or outer nozzle structure, or both the inner and outer nozzle body portions are made of an electrically conductive metal material.
커플링(3(a), 3(b), 3(c))이 결합된 중공니들(4(a), 4(b), 4(c))을 노즐몸체에 구성하기위한 노즐몸체의 홀(1(b), 2(b)) 구성은 다음과 같이 구성된다.Holes in the nozzle body for forming hollow needles 4 (a), 4 (b), 4 (c) to which the couplings 3 (a), 3 (b) and 3 (c) are coupled. The configuration (1 (b), 2 (b)) is configured as follows.
커플링이 연성 중공튜브인 중공튜브(슬리브)(3(a), 3(c))인 경우, 노즐몸체의 홀(1(b), 2(b))은 관통되거나, 일정한 깊이로 가공될 수 있다. 홀의 직경은 중공니들을 포함하는 슬리브가 가공된 홀에 용이하게 압입되고, 압입 후에는 강한 밀착성을 가져 누액이 발생되지 않도록 슬리브의 외경과 같거나 작게 한다. 슬리브의 외경을 고려한다면, 홀의 크기는 1∼5mm의 직경을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 홀의 입구는 슬리브의 삽입이 용이하도록 약간의 홈 가공(R 가공)을 하는 것이 바람직하다.When the coupling is a hollow tube (sleeve) 3 (a) or 3 (c), which is a soft hollow tube, the holes 1 (b) and 2 (b) of the nozzle body may be penetrated or machined to a constant depth. Can be. The diameter of the hole is easily press-fitted into the machined hole including the hollow needle, and after the press-fit has a strong adhesion to the same as or smaller than the outer diameter of the sleeve so that no leakage occurs. Considering the outer diameter of the sleeve, the size of the hole is preferably to have a diameter of 1 to 5mm. At this time, the inlet of the hole is preferably subjected to some groove processing (R processing) to facilitate the insertion of the sleeve.
커플링이 나사선을 갖는 중공나사(3(b))인 경우, 노즐몸체의 홀(1(b), 2(b))은 중공나사가 체결될 수 있도록 나사선을 포함한다. 노즐몸체에 체결되는 커플링의 체결 선단부와 나사선은 용액의 누액이 발생되지않도록 정밀하게 가공된다. 나사는 유니파이 가는나사(UNF:unified national fine), M2∼M5, 바람직하게는 M3 규격등 여러 가지 나사로 가공될 수 있다.When the coupling is a hollow screw 3 (b) having a screw thread, the holes 1 (b) and 2 (b) of the nozzle body include a screw thread so that the hollow screw can be fastened. The fastening tip and the screw thread of the coupling fastened to the nozzle body are precisely processed to prevent leakage of the solution. The screws may be machined with a variety of screws, such as UNF (unified national fine), M2 to M5, preferably M3 specifications.
노즐부에 구성되는 중공니들과, 노즐몸체에 결합 및 교체가 용이하도록 노즐몸체에 결합되는 중공니들의 한 말단에 구성되는 커플링(3(a), 3(b), 3(c))에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hollow needles configured in the nozzle portion, and couplings (3 (a), 3 (b), 3 (c)) formed at one end of the hollow needles coupled to the nozzle body for easy coupling and replacement to the nozzle body. The detailed description is as follows.
내측 노즐부(5) 혹은 외측 노즐부(6)의 중공니들(4(a), 4(b), 4(c))은 외경 0.05∼4mm, 내경 0.001∼3mm, 길이 1∼200mm인 캐피러리 중공니들, 혹은 미세경 중공튜브가 제공된다. 극미세경 중공니들로서 외경 0.05∼0.4mm, 내경 0.001∼0.2mm이하인 중공니들 혹은 중공튜브가 제공될 수 있다. 바람직한 중공니들의 외경은 0.05∼3mm, 내경은 0.01∼2mm, 길이는 2∼50mm이다.The hollow needles 4 (a), 4 (b), 4 (c) of the
중공니들(4(a), 4(b), 4(c))의 재질은 스테인리스스틸(SUS)을 비롯하여 실리카, 석영계, 초경계, 폴리에테르에테르케톤[PEEK (poly(etheretherketone))], 불소계 고분자, 불소계 혹은 PEEK가 코팅된 SUS계가 바람직하다. 불소계 고분자는 폴리테트라플루오르에틸렌[PTFE (poly(tetrafluoroethylene))], 에틸렌테트라플루오르에틸렌[ETFE(ethylene-tetrafluoroethylene)], 에틸렌클로로트리플루오르에틸렌 [ECTFE(ethylene-chlorotrifluoroethylene)], 폴리클로로트리플루오르에틸렌[PCTFE(poly(chloro-trifluoroethylene))], 플루오르네이티드에틸렌프로필렌[FEP(fluorinated ethylene propylene)], 퍼플루오르알콕시알칸[PFA(perfluoro alkoxy alkane)]이다, 또한, 폴리에테르에테르케톤[PEEK (poly(etheretherketone))], 폴리페닐렌설파이드[poly(phenylene sulfide))], 폴리에테르이미드[PEI(poly(etherimide)], 폴리에틸렌[poly(ethylene))]계, 폴리프로필렌[poly(propylene))], PEEK가 코팅된 silica와 같은 비금속성 재질이 사용될 수 있다.Hollow needles 4 (a), 4 (b), and 4 (c) are made of stainless steel (SUS), silica, quartz, cemented carbide, polyether ether ketone (PEEK (poly (etheretherketone)), The fluorine-based polymer, fluorine-based or PEEK-coated SUS-based is preferable. Fluorine-based polymers include polytetrafluoroethylene [PTFE (poly (tetrafluoroethylene)], ethylenetetrafluoroethylene [ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene)], ethylenechlorotrifluoroethylene [ECTFE (ethylene-chlorotrifluoroethylene)], polychlorotrifluoroethylene [ PCTFE (poly (chloro-trifluoroethylene))], fluorinated ethylene propylene [FEP (fluorinated ethylene propylene)], perfluoroalkoxyalkanes [PFA (perfluoro alkoxy alkane)], and polyether ether ketone [PEEK (poly ( etheretherketone))], poly (phenylene sulfide)], polyetherimide [PEI (poly (etherimide)], polyethylene (poly (ethylene))] type, polypropylene (poly (propylene))], Non-metallic materials such as silica coated PEEK can be used.
이중노즐을 구성하는 중공니들 말단(tip)의 형태는 무딘 평활말단(blunt end) 혹은 뾰족한 말단형태를 갖는다. 이때, 무딘 평활말단의 모서리각은 90도로 각진 팁, 혹은 모서리가 둥글게 깎인 챔퍼팁(chamfered tip), 혹은 끝이 점점 가늘어지는 테이퍼팁(tapered tip)으로 이루어질 수 있다. 바람직한 팁의 말단 형태는 모서리가 둥글게 깎인 무딘 평활말단이거나, 테이퍼진 형태이거나, 뾰족한 형태이다.The shape of the hollow needle tip constituting the double nozzle has a blunt end or a pointed end shape. At this time, the corner angle of the blunt smooth end may be formed of a tip angled at 90 degrees, or a chamfered tip with rounded corners, or a tapered tip with tapered tips. The preferred tip shape is a blunt smooth end with rounded corners, a tapered shape, or a pointed shape.
한편, 노즐몸체에 결합 및 교체가 용이하도록 노즐몸체에 결합되는 중공니들의 한 말단에 커플링(3(a), 3(b), 3(c))을 구성시킨다. 이때, 커플링은 중공튜브(슬리브)형태이거나, 외부에 나사선을 갖는 중공나사가 바람직하다. 커플링 소재는 중공튜브인 경우, 연성과 탄성을 지닌 고분자계가 바람직하다. 바람직하게는 플루오르네이티드에틸렌프로필렌[FEP(fluorinated ethylene propylene)], 퍼플루오르알콕시알칸(PFA) , 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK)등 내화학성을 지닌 연성재질의 중공튜브이고, 다른 고분자 재질의 중공튜브가 제공될 수 있다. 또한, 중공니들과 노즐몸체간의 도전성을 부여하기 위하여 카본 및 금속성 성분이 함유된 도전성 고분자 소재의 중공튜브가 슬리브로 제공될 수 있다.On the other hand, the coupling (3 (a), 3 (b), 3 (c)) is configured at one end of the hollow needle coupled to the nozzle body to facilitate coupling and replacement to the nozzle body. In this case, the coupling may be in the form of a hollow tube (sleeve) or a hollow screw having a thread on the outside thereof. When the coupling material is a hollow tube, a polymer system having ductility and elasticity is preferable. Preferably, a flexible hollow tube having chemical resistance such as fluorinated ethylene propylene (FEP), perfluoroalkoxyalkane (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyether ether ketone (PEEK), etc. And, a hollow tube of another polymer material may be provided. In addition, in order to impart conductivity between the hollow needle and the nozzle body, a hollow tube made of a conductive polymer material containing carbon and a metallic component may be provided as a sleeve.
중공튜브의 내경은 중공니들의 밀착성이 우수하도록 중공니들의 외경과 같거나, 중공니들의 외경보다 작은 내경을 갖는 중공튜브를 사용하는 것이 바람직하다. 중공튜브의 내경은 0.05∼4mm, 외경은 1∼5mm이 바람직하다.The inner diameter of the hollow tube is preferably the same as the outer diameter of the hollow needle or the hollow tube having an inner diameter smaller than the outer diameter of the hollow needle so as to have excellent adhesion of the hollow needle. The inner diameter of the hollow tube is preferably 0.05 to 4 mm and the outer diameter is 1 to 5 mm.
상기의 특징을 갖는 중공니들(4(a), 4(c)), 중공튜브(슬리브)(3(a), 3(c)), 노즐몸체(1, 2)는 다음과 같은 압입공정에 의하여 중공니들을 갖는 내·외측 노즐부(5, 6)로 구성된다.The hollow needles 4 (a) and 4 (c), the hollow tubes (sleeve) 3 (a) and 3 (c) and the
1차적으로, 내·외측 노즐몸체(1, 2)의 홀(1(b), 2(b)) 깊이에 맞도록 절단한 중공튜브를 중공니들의 말단과 일치되거나, 혹은 적당한 지점에 삽입시켜 일체형으로 만든 후, 2차적으로 이들을 노즐몸체의 홀(1(b), 2(b))에 약간 압입시킨 후, 3차적으로, 강하게 압입시켜 일체로 구성된 내·외측 노즐부(5, 6)를 제조한다. 이때, 도시하지 않았지만, 중공튜브를 포함하는 중공니들의 압입은 중공니들의 외경보다 크고, 중공튜브의 외경보다 작으면서 중공니들의 길이보다 길게 설계된 홀을 갖는 지그를 프레스에 장착하여 이루어진다.First, the hollow tube cut to fit the depths of the holes 1 (b) and 2 (b) of the inner and
중공니들(4(a), 4(c)), 중공튜브(슬리브)(3(a), 3(c)), 노즐몸체 홀(1(b))의 구성요소 간 공차는 다음과 같다. 중공니들 외경과 슬리브 간의 내경간의 공차는 ±0.001 ∼ ±0.5mm로 설정하고, 슬리브의 외경과 노즐몸체의 홀 직경 간 공차는 ±0.001 ∼ ±0.5 mm로 설정하는 것이 바람직하다.The tolerances between the components of the hollow needles 4 (a) and 4 (c), the hollow tubes (sleeves) 3 (a) and 3 (c), and the nozzle body holes 1 (b) are as follows. The tolerance between the outer diameter of the hollow needle and the inner diameter between the sleeves is preferably set to ± 0.001 to ± 0.5 mm, and the tolerance between the outer diameter of the sleeve and the hole diameter of the nozzle body is preferably set to ± 0.001 to ± 0.5 mm.
슬리브를 갖는 중공니들을 노즐몸체에 중공니들을 압입시키거나, 중공니들의 막힘 및 손상으로 교체할 경우, 슬리브의 외경보다 작은 직경을 갖는 지그를 이용하여 노즐몸체로부터 중공니들이 결합된 슬리브를 밀어내거나, 슬리브를 외부로 제거하는 수단이 제공될 수 있다.When the hollow needle having the sleeve is press-fitted into the nozzle body or replaced by the blockage and damage of the hollow needle, the sleeve having the hollow needle coupled from the nozzle body is pushed out by using a jig having a diameter smaller than the outer diameter of the sleeve. Means for removing the sleeve to the outside may be provided.
한편, 커플링은 나사선을 갖는 중공나사(3(b))가 제공될 수 있다. 이때, 나사선은 유니파이 가는나사(UNF:unified national fine), M2∼M5, 바람직하게는 M3 규격등 여러 가지 나사로 가공될 수 있다. 재질은 비철금속 혹은 금속계가 바람직하다. 바람직하게는 신주, 혹은 니켈도금된 신주 혹은 구리등을 포함하는 비철금속계 혹은 알루미늄계, 혹은 SUS 금속계, PEEK등 금형가능한 고분자계가 제공될 수 있다. 이때, 중공니들은 중공나사에 압입된 상태를 이룬다. 중공나사의 내경은 상기의 중공튜브처럼 중공니들의 외경과 같거나, 중공니들의 외경보다 작게 구성하여 중공니들의 밀봉을 완전하게 한다.On the other hand, the coupling may be provided with a hollow screw (3 (b)) having a thread. In this case, the thread may be processed with various screws such as UNF (unified national fine), M2 to M5, preferably M3 standard. The material is preferably a nonferrous metal or a metal type. Preferably, non-ferrous metal-based or aluminum-based, including nickel, or nickel-plated copper or copper, such as SUS metal, PEEK moldable polymer system may be provided. At this time, the hollow needle is pressed into the hollow screw. The inner diameter of the hollow screw is the same as the outer diameter of the hollow needle, or smaller than the outer diameter of the hollow needle like the hollow tube to complete the sealing of the hollow needle.
마지막으로, 상기의 내·외측 노즐부(5, 6)를 상호결합하여 이중노즐을 구성한다. 이때, 결합부위의 누액방지를 위하여 내측 노즐부(5)와 외측 노즐부(6)가 접촉연결되는 결합부위에 불소계 혹은 에틸렌-프로필렌의 올레핀계 혹은 실리콘계의 오링 혹은 실리콘 가스켓 등과 같은 밀폐수단이 제공될 수 있다.Finally, the inner and
내측 노즐부(5)와 외측 노즐부(6)를 결합구성한 후, 이중노즐을 구성하는 종공니들 간의 공간간격, 즉 내측 노즐부의 중공니들 외경과 외측 노즐부의 중공니들의 내경 간의 거리는 0.001∼3mm로 한다. 바람직한 간격은 0.005 ～ 2mm이다. 이중노즐의 내부 공간은 노즐부로 주입되는 용액 혹은 용매 혹은 기체의 주입 및 토출 이 용이하게 이루어지도록 설계된다. 체류공간의 높이는 0.5∼30mm이다. 바람직한 공간높이는 1 ∼ 10mm이다. 캐피러리 돌출길이는 용도에 따라 다르지만, 1∼300mm이다.After the
한편, 내·외측 노즐부의 토출구로서 동심구조의 이중관을 구성하는 중공니들의 토출 선단부의 길이는 같게 구성하거나, 내측노즐부의 중공니들을 외측 노즐부의 중공니들보다 더 길게 구성한다.On the other hand, the discharge tip of the hollow needle constituting the concentric double tube as the discharge port of the inner and outer nozzle portion is the same length, or the hollow needle of the inner nozzle portion is configured longer than the hollow needle of the outer nozzle portion.
내측 노즐부(5)를 통하여 분사용액을 토출하고, 외측 노즐부(6)를 통하여 기체를 토출하여 미립자를 제조하는 경우, 내측노즐부의 중공니들이 외측노즐부의 중공니들보다 돌출되게 구성하거나, 선단부 길이를 같게 구성하여 외부혼합 방식에 의하여 미립화하는 것이 바람직하다. 이때, 캐피러리 중공니들의 외측 노즐몸체에서 돌출길이는차이는 내측 노즐부에 구성되는 중공니들이 외측 노즐부에 구성되는 중공니들보다 0 ∼ 5mm 돌출되도록 구성하는 것이 바람직하다.When discharging the injection solution through the
상기의 이중노즐 주입구에 주입되는 용액 및 기체는 제조하는 구조체에 따라 달리 주입될 수 있다. 중공나노섬유를 제조하는 경우, 내측 노즐부에 오일 혹은 기체를 주입하고, 외측 노즐부에 나노구조체 제조를 위한 용액 혹은 고분자 용액 혹은 입자를 함유한 용액을 주입한다. 또한, 내측 노즐부에 구조체 제조용 용액을 주입토출시키고, 외측 노즐부에 공기, 혹은 기체, 혹은 내측 노즐부에 주입하는 용매와 동일한 기화용매를 주입토출시켜 내측 노즐부에 주입토출되는 토출액을 미립화하거나, 혹은 건조속도를 조절할 수 있다.The solution and gas injected into the double nozzle inlet may be injected differently depending on the structure to be manufactured. In the case of manufacturing hollow nanofibers, oil or gas is injected into the inner nozzle part, and a solution or polymer solution or a solution containing nanoparticles is injected into the outer nozzle part. In addition, the solution for producing the structure is injected into and discharged from the inner nozzle portion, and the same vaporizing solvent as that of the air, gas, or solvent injected into the inner nozzle portion is injected and discharged into the outer nozzle portion to atomize the discharged liquid injected and discharged into the inner nozzle portion. Or drying speed.
한편, 고전압 전원을 인가하여 전기분사(electrospray 혹은 electrostatic spray 혹은 electrohydrodynamic spray) 혹은 전기방사(electrospinning)의 목적으로도 사용하기위하여 이중노즐은 고전압이 인가되는 수단(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 이때, 고전압이 인가되는 이중노즐은 주입되는 용액에 전하를 부여하기 위하여 내측부 혹은 외측부 노즐몸체 중 어느 하나에 고전압을 인가하면서, 내측부의 중공니들에 용액을 주입토출시키고, 외측부의 중공니들에 또다른 용액 혹은 용매증기 기체 혹은 기체류를 주입토출시킨다. 이때, 고전압 전원이 인가되는 노즐몸체는 SUS계등 금속계 혹은 통전이 가능한 비철금속계 및 고분자계 재료를 사용한다. 고전압 인가는 고전압 전원부에서 나온 전원선이 업계에서 일반적으로 사용하는 단자형태로 외측 노즐부 혹은 내측노즐부에 접속될 수 있고, 공압에 의하여 봉으로 인가될 수 있다. 이때 봉으로 인가되는 경우, 봉이 공기압력에 의하여 밀려나오거나 혹은 밀려들어가면서 노즐몸체에 인가되거나, 단락될 수 있다.On the other hand, in order to use for the purpose of electrospray (electrostatic spray or electrohydrodynamic spray) or electrospinning by applying a high voltage power supply, the double nozzle may include a means (not shown) for applying a high voltage. At this time, the double nozzle to which a high voltage is applied is injected with a high voltage to either the inner or outer nozzle body to impart a charge to the injected solution, and injects and discharges the solution to the hollow needle of the inner side, and the other to the hollow needle of the outer side. Inject or discharge a solution or solvent vapor gas or gas stream. In this case, the nozzle body to which the high voltage power is applied uses a metal-based or non-ferrous metal-based and polymer-based material such as SUS. In the high voltage application, the power line from the high voltage power supply unit may be connected to the outer nozzle unit or the inner nozzle unit in the form of a terminal generally used in the industry, and may be applied to the rod by pneumatic pressure. At this time, when applied to the rod, the rod may be applied to the nozzle body while being pushed out or pushed by the air pressure, or may be short-circuited.
이중노즐은 복수개의 이중관을 포함하는 다중 이중노즐 혹은 복수개의 이중노즐이 다중으로 구성된 노즐로 구성될 수 있다.The double nozzle may be composed of a multiple double nozzle including a plurality of double pipes or a nozzle consisting of a plurality of double nozzles.
도 2는 커플링을 포함하는 중공니들(13)의 이중관이 복수개로 구성되는 장방형의 다중 이중노즐(14)을 도시한 것이다.FIG. 2 shows a rectangular multiple
다중 이중노즐의 구성방법은 먼저 내측 몸체에 커플링을 포함하는 중공니들을 결합시켜 내측 노즐부(10)를 구성한 후, 외측 노즐몸체(11)와 결합시켜 내측노즐부와 외측 노즐몸체가 결합된 구조체(12)를 구성한 후, 이어서 커플링을 포함하는 중공니들(13)을 외측 노즐몸체에 결합하여 다중의 이중노즐(14)을 제작한다. 다중 이중노즐의 용액, 혹은 용매, 혹은 기체의 주입구(14(a), 14(b)는 하나 혹은 복 수의 주입구로 구성 될 수 있다.In the construction method of the multiple dual nozzle, first, the
복수개의 이중관을 갖는 다중 이중노즐(14)은 중공니들간의 간격을 2∼50mm로 구성시킨다. 복수개의 이중노즐로 구성된 다중노즐은 이중노즐간의 간격을 5∼200mm로 구성시키는 것이 바람직하다. 이때, 홀 배치는 사용용도에 맞도록 일렬배열, 원형 배열, 혹은 다수열의 격자배열로 구성될 수 있다. 홀 가공 후 사용하지 않는 홀을 밀폐시키기 위하여 밀폐용 플러그(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 이로부터 하나의 노즐몸체를 이용하여 지그재그형, 선형, 원형 등 니들간의 배치 및 간격을 다양하게 구성될 수 있다.Multiple
본 고안에 따른 이중노즐은 용액 혹은 기체 토출구로서 미세경의 중공니들을 용이하게 동심구조의 이중관으로 구성함으로써, 용액의 미량토출제어에 의하여 분사용액을 초미립화 혹은 극미세화하는데 효과적이다. 이중노즐은 외부의 중공니들로부터 토출되는 공기만으로 내부의 중공니들로부터 토출되는 액적을 초미립화할 수 있어 입자 제조 및 이로부터 박막코팅을 달성하는데 효과적이다.The dual nozzle according to the present invention is effective to make the injection solution ultra fine or extremely fine by controlling the microdischarge of the solution by easily configuring the hollow needle of the microscopic diameter as the solution or the gas discharge port. The dual nozzle can effectively atomize the droplets discharged from the hollow needles by using only air discharged from the hollow needles, which is effective in achieving particle production and thin film coating therefrom.
또한, 본 고안에 따른 이중노즐은 노즐몸체에 결합되는 중공니들의 한 말단에 중공튜브 혹은 중공나사와 같은 커플링을 구성시킴으로써 노즐몸체에 대한 중공니들의 결합 혹은 교체를 용이하게 할 수 있다. 특히, 중공니들의 외측에 연성의 고분자 중공튜브(슬리브) 혹은 금속계의 중공나사를 구성시킴으로써 미세경의 중공니들을 갖는 이중노즐을 용이하게 제작할 수 있으며, 내, 외측 중공니들 말단간의 높이조절을 용이하게 할 수 있다. 또한, 본 고안에 따르면, 니들간의 간격과 배열 을 다양하게 구현할 수 있는 다수개의 중공니들로 구성된 다중 이중노즐을 용이하게 제조할 수 있다.In addition, the dual nozzle according to the present invention can facilitate coupling or replacement of the hollow needle to the nozzle body by configuring a coupling such as a hollow tube or a hollow screw at one end of the hollow needle coupled to the nozzle body. In particular, by constructing a soft polymer hollow tube (sleeve) or a metal-based hollow screw on the outer side of the hollow needle, it is possible to easily manufacture a double nozzle having a micro-hollow hollow needle, and to easily adjust the height between the inner and outer hollow needle ends can do. In addition, according to the present invention, it is possible to easily manufacture a multi-double nozzle consisting of a plurality of hollow needles that can implement a variety of spacing and arrangement between the needles.
본 고안에 따른 이중노즐은 내측 노즐부에 극미세경의 중공니들을 구성시켜 용액 및 기체를 극미량 토출제어함으로써 나노입자와 같은 구조체를 제조하는데 활용될 수 있다. 또한, 내부의 중공니들에 용액을 주입토출시키고, 외부의 중공니들에 기류를 주입토출시키는 구조를 갖는 이중노즐에 고전압을 인가함으로써 나노구조체를 제조하는 이중노즐로도 활용될 수 있다.The dual nozzle according to the present invention can be utilized to manufacture a structure such as nanoparticles by controlling the discharge of a very small amount of solution and gas by configuring a hollow needle of the ultra-fine diameter in the inner nozzle portion. In addition, the solution may be used as a double nozzle for manufacturing a nanostructure by applying a high voltage to a double nozzle having a structure for injecting and discharging a solution into an inner hollow needle and injecting and discharging airflow into an outer hollow needle.
한편, 본 고안의 이중노즐은 내측노즐과 외측노즐을 상호결합시켜 일체로 구성시킨 이중노즐은 전기방사(electrospinning)법으로 나노중공섬유를 제조하는데 활용된다. 즉, 이중노즐은 내측 노즐로부터 하소(calcination)물질을 토출시키고, 외측 노즐로부터 섬유제조용 전구체(precursor)를 토출시켜 나노섬유를 제조한 후, 이어서 하소(calcination)공정을 거쳐 나노중공섬유를 제조하는데 활용될 수 있다.On the other hand, the dual nozzle of the present invention is a dual nozzle composed of the inner nozzle and the outer nozzle integrally combined to be used to produce nano hollow fibers by the electrospinning method. That is, the double nozzle discharges a calcination material from the inner nozzle, and discharges a precursor for fiber manufacturing from the outer nozzle to produce nanofibers, followed by a calcination process to produce nano hollow fibers. Can be utilized.
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Legal Events
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