KR20180062210A - Centrifugal electrospinning device - Google Patents

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코오롱패션머티리얼 (주)
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Abstract

The present invention relates to a centrifugal electrospinning device capable of continuously producing fine fibers using centrifugal force. According to an embodiment of the present invention, the centrifugal electrospinning device comprises: a spinning solution tank storing a spinning solution; a spinning pump for pumping and supplying the spinning solution stored in the spinning solution tank; a spinning channel having one end connected to the spinning pump and through which the spinning solution supplied by the spinning pump flows; a rotating shaft connected to the other end of the spinning channel and rotated by a driving motor while the supplied spinning solution flows; a spinning solution supply part connected to the rotating shaft and extending from the rotating shaft while rising at a predetermined angle in a radial direction around the rotating shaft; and a spinning solution injecting part connected to the spinning solution supply part.

Description

원심 전기방사 장치{Centrifugal electrospinning device}[0001] Centrifugal electrospinning device [0002]

본 발명은 원심력을 이용하여 미세 섬유를 연속으로 제조할 수 있는 원심 전기방사 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a centrifugal electrospinning device capable of continuously producing fine fibers using centrifugal force.

섬유 방사(fiber spinning)는 가열하여 용융시키거나 용매에 용해시킨 상태의 고분자를 직경이 작은 노즐이나 방사구(spinneret)와 같은 구멍에 연속적으로 통과시켜 가는 섬유, 즉 원사로 전환하는 것을 의미한다.Fiber spinning refers to the conversion of a polymer in a state of being melted by heating or dissolved in a solvent into a fiber, that is, a yarn, which is continuously passed through a hole such as a small diameter nozzle or a spinneret.

대표적인 섬유 방사 방법으로는 용융 방사 방법, 습식 방사 방법 및 전기 방사 방법 등이 있다. 이 중 전기 방사(Electrospinning) 방법은 고분자 용액을 하전 상태에서 방사하여 미세 직경의 섬유를 제조하는 기술로, 최근에는 나노 미터급 섬유를 제조하기 위한 기술로 이용되어 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Typical fiber spinning methods include melt spinning, wet spinning and electrospinning. Among them, electrospinning is a technique of spinning a polymer solution in a charged state to produce fine diameter fibers, and recently it has been used as a technique for producing nanometer scale fibers, .

전기 방사에 의해 제조되는 섬유는 환경산업용 초고정밀 필터, 전기전자 산업용 소재, 상처 치료용 드레싱이나 인공 지지체 같은 의료용 생체 재료 등 고성능 복합재료로서 다양한 분야에 응용되어 사용될 수 있다. The fibers produced by electrospinning can be used in various fields as high-performance composite materials such as ultra-high precision filters for the environmental industry, materials for the electric and electronic industries, wound dressing dressings, and medical biomaterials such as scaffolds.

전기 방사 방법은 고분자 용액에 가해지는 기계적인 압력과, 노즐과 섬유 집속부 사이에 인가되는 전기장 인력에 의해 수 nm 내지 수백 nm 정도의 미세한 굵기의 원사를 제조할 수 있다. The electrospinning method can produce a yarn of fine thickness of several nm to several hundreds of nm by the mechanical pressure applied to the polymer solution and the electric field attraction applied between the nozzle and the fiber focusing part.

그러나, 노즐과 섬유 집속부 사이에 인가된 전기장에 의해 발생하는 노즐간 전기장의 간섭이나 반발력 등으로 인해 방사 속도가 느려 섬유를 대량으로 제조하기 어렵다는 문제가 있다.However, there is a problem that it is difficult to fabricate a large number of fibers due to a slow spinning speed due to interference or repulsive force of an electric field between nozzles generated by an electric field applied between a nozzle and a fiber focusing part.

한편, 전기 방사에 원심력을 더하여 방사 속도를 증가시키는 기술도 개시된 바 있으나, 원심력을 제공하는 회전축의 회전에 의해 방사 노즐에 공급되는 방사액이 불균일하다는 문제가 있다.On the other hand, a technique of increasing the spinning speed by adding centrifugal force to the electrospinning has been disclosed, but there is a problem that the spinning liquid supplied to the spinning nozzle is uneven due to rotation of the rotating shaft that provides the centrifugal force.

한국등록특허 10-1118081호Korean Patent No. 10-1118081

본 발명은 방사 노즐에 균일한 방사액을 공급할 수 있는 원심 전기방사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a centrifugal electrospinning device capable of supplying a uniform spinning liquid to a spinning nozzle.

본 발명의 실시예에 따른 원심 전기방사 장치는,In the centrifugal electrospinning apparatus according to the embodiment of the present invention,

방사액을 저장하는 방사액 탱크; 상기 방사액 탱크에 저장된 방사액을 펌핑하여 공급하는 방사 펌프; 일단이 상기 방사 펌프와 연결되며, 상기 방사 펌프에 의해 공급된 방사액이 유동하는 방사 유로; 상기 방사 유로의 타단과 연결되어 상기 공급된 방사액이 유동하면서 구동 모터에 의해 회전되는 회전축; 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 중심으로 방사 방향으로 기설정된 각도로 상승하면서 연장되어 형성된 방사액 공급부; 상기 방사액 공급부와 연결 형성된 방사액 분사부를 포함한다.A spinning liquid tank storing a spinning solution; A spinning pump for pumping and supplying the spinning solution stored in the spinning solution tank; A spinning channel, one end of which is connected to the spinning pump, through which the spinning solution supplied by the spinning pump flows; A rotating shaft connected to the other end of the spinning channel and rotated by a driving motor while the supplied spinning solution flows; A spinning solution supply unit connected to the rotating shaft and extending from the rotating shaft while being raised at a predetermined angle in a radial direction; And a spinning solution injecting part connected to the spinning solution supplying part.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 방사액 분사부는 원형링 형상으로 형성되며, 다수의 방사 노즐 또는 방사 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the spinning solution jetting unit is formed in a circular ring shape, and has a plurality of spinning nozzles or spinning holes.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 다수의 방사 노즐은 기설정된 각도로 기울어지도록 형성된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the plurality of spinning nozzles are formed to be inclined at a predetermined angle.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 다수의 방사 노즐 각각의 기울기는 조절 가능한 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the slope of each of the plurality of spinning nozzles is adjustable.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 다수의 방사 노즐의 양측에 보조 전극이 이격 형성된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, auxiliary electrodes are formed on both sides of the plurality of spinning nozzles.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 회전축의 외주면에 송풍 날개가 형성된 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, a blowing blade is formed on the outer circumferential surface of the rotating shaft.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 방사액 공급부는 송풍 날개의 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the spinning solution supply part is formed in the form of a blowing blade.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific embodiments of various aspects of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 방사 노즐을 통해 방사되는 방사액은 방사 노즐과 컬렉터에 의해 발생되는 전기력 뿐만 아니라, 회전축의 회전에 의한 원심력을 받게 되어 단위 시간당 방사량이 증가하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.According to the embodiment of the present invention, the spinning liquid that is radiated through the spinning nozzle receives not only the electric force generated by the spinning nozzle and the collector but also the centrifugal force due to the rotation of the spinning shaft, thereby increasing the amount of spinning per unit time, .

또한, 방사 노즐에 균일한 방사액을 공급할 수 있게 되어, 섬유직경이 균일한 섬유를 얻을 수 있다.Further, it is possible to supply a uniform spinning liquid to the spinning nozzle, and to obtain a fiber having a uniform fiber diameter.

또한, 송풍 날개에 의한 바람에 의해 용매의 증발을 촉진 시켜서 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.Further, the evaporation of the solvent is promoted by the wind caused by the air blades, and the productivity can be further improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 전기방사 장치가 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 전기방사 장치의 방사액 공급부 및 방사액 분사부가 도시된 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A’에서 바라본 측단면도이다.
도 4는 방사액 공급부의 하부에 추가로 형성된 송풍 날개가 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 전기방사 장치의 동작 과정이 도시된 평면도이다.
도 6은 방사액 공급부가 수평 방향으로 연장되어 형성된 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 방사 노즐이 수직 방향으로 형성된 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a centrifugal electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a spinning solution supply part and a spinning solution injection part of a centrifugal electrospinning device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional side view taken along line A-A 'in Fig.
4 is a view showing a blowing vane further formed at a lower portion of the spinning liquid supply portion.
5 is a plan view illustrating the operation of the centrifugal electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a problem in the case where the spinning solution supply portion is formed extending in the horizontal direction.
7 is a view for explaining a problem in the case where spinning nozzles are formed in a vertical direction.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The invention is capable of various modifications and may have various embodiments, and particular embodiments are exemplified and described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 원심 전기방사 장치를 설명한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprises" or "having" are used to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof. Hereinafter, a centrifugal electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 전기방사 장치가 도시된 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 전기방사 장치의 방사액 공급부 및 방사액 분사부가 도시된 평면도이다. 도 3은 도 2의 A-A’에서 바라본 측단면도이다. 도 4는 방사액 공급부의 하부에 추가로 형성된 송풍 날개가 도시된 도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a centrifugal electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a plan view showing a spinning solution supply part and a spinning solution injection part of a centrifugal electrospinning device according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional side view taken along line A-A 'in Fig. 4 is a view showing a blowing vane further formed at a lower portion of the spinning liquid supply portion.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 전기방사 장치는, 방사액 탱크(100), 방사 펌프(P), 방사 유로(200), 구동 모터(M), 회전축(300), 방사액 공급부(410), 방사액 분사부(420), 방사 노즐(500), 컬렉터(600), 고전압 발생부(700)를 포함한다.1, a centrifugal electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention includes a spinning liquid tank 100, a spinning pump P, a spinning channel 200, a drive motor M, a rotation shaft 300 A spinning liquid supply part 410, a spinning liquid injecting part 420, a spinning nozzle 500, a collector 600 and a high voltage generating part 700.

방사액 탱크(100)는 방사액으로 사용되는 고분자 용액을 저장 보관한다. 고분자 용액은, 예를 들어, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 셀룰로오스, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알코올 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리메틸메타 아크릴에이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아크릴산 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리아믹산 수지, 폴리이미드 수지, 전방향족폴리아미드 수지 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 등과 같이 용해 가능한 모든 섬유형성능 고분자를 사용할 수 있다.The spinning liquid tank (100) stores and stores a polymer solution used as a spinning solution. The polymer solution may be, for example, a polyamide resin, a polyurethane resin, a polyester resin, a polystyrene resin, a cellulose, a polyvinyl acetate, a polyvinyl chloride, a polyvinyl alcohol resin, a polysulfone resin, a polyether sulfone resin, All of the soluble fiber forming polymers such as nitrile resin, polymethyl methacrylate resin, polystyrene resin, polyacrylic resin, polyolefin resin, polyamic acid resin, polyimide resin, wholly aromatic polyamide resin or polyvinylidene fluoride resin can be used .

또한, 고분자 물질을 용해하기 위한 용매의 종류에도 제한이 없다. 용매는 고분자에 따라 한정이 되는 것이며 섬유를 제조하는 데에 사용되는 고분자에 따라 용매를 자유로이 할 수 있다. 또, 고분자 용액의 제조방법에 대해서도 제한이 없다.There is also no limitation on the kind of the solvent for dissolving the polymer substance. The solvent is limited depending on the polymer, and the solvent can be freely selected depending on the polymer used for producing the fiber. There is also no limitation on the production method of the polymer solution.

고분자 용액의 농도는 1% 이상의 낮은 농도부터 50% 이하의 높은 농도에 까지 이른다. 또한, 두 종류 이상의 고분자를 동시에 사용할 수 있다. 두 종류 이상의 상이한 고분자를 용매에 녹여 사용하는 것도 가능하며, 동종의 고분자에 있어 분자량 등의 특성이 상이한 고분자를 용매에 녹여 사용하는 것도 가능하다. 또한, 기능성 파우더, 계면활성제, 상용화제와 같은 고분자 수지에 추가적인 기능을 부여할 수 있는 첨가제를 분산하거나 용매에 녹여 사용하는 것도 가능하다.The concentration of the polymer solution ranges from a low concentration of 1% or more to a high concentration of 50% or less. Two or more kinds of polymers can be used simultaneously. It is also possible to use two or more different polymers by dissolving them in a solvent, and it is also possible to use a polymer having the same characteristics such as molecular weight in the same kind of polymer dissolved in a solvent. It is also possible to disperse additives which can impart additional functions to polymeric resins such as functional powder, surfactants and compatibilizers, or to dissolve them in a solvent.

방사 펌프(P)는 방사액 탱크(100)에 저장된 방사액을 펌핑하여 방사 유로(200)로 공급한다. 방사 유로(200)는 일단은 방사 펌프(P)와 연결 형성되고, 타단은 회전축(300)과 연결 형성된다. 방사 펌프(P)에 의해 펌핑된 방사액은 방사 유로(200)를 유동하여 회전축(300)으로 공급된다.The spinning pump P pumps the spinning solution stored in the spinning solution tank 100 and supplies it to the spinning channel 200. One end of the spinning channel 200 is connected to the spinning pump P and the other end is connected to the spinning shaft 300. The spinning liquid pumped by the spinning pump P flows through the spinning channel 200 and is supplied to the spinning shaft 300.

회전축(300)은 내부에 유동 공간이 형성된 중공형 파이프로 구성되고, 그 일단은 구동 모터(M)와 연결된다. 회전축(300)의 일단에는 방사 유로(200)로부터 공급되는 방사액이 유입되는 유입홀(310)이 형성될 수 있으며, 회전축(300) 내부로 유입된 방사액은 방사 펌프(P)의 펌핑 작용으로 회전축(300) 내부 유동 공간을 타고 상승 이동한다.The rotary shaft 300 is formed of a hollow pipe having a flow space therein, and one end thereof is connected to the drive motor M. [ An inflow hole 310 through which the spinning liquid supplied from the spinning channel 200 flows may be formed at one end of the spinning shaft 300. The spinning solution flowing into the spinning shaft 300 may be pumped And moves upward in the flow space inside the rotary shaft 300.

회전축(300)의 타단에는, 회전축(300)을 중심으로 방사 방향으로 기설정된 각도로 상승하면서 연장되어 형성된 방사액 공급부(410)가 형성된다.At the other end of the rotary shaft 300, a spinning solution supply part 410 is formed extending from the rotary shaft 300 at a predetermined angle in the radial direction.

방사액 공급부(410)는 적어도 2개 이상의 중공형 파이프로 구성될 수 있으며, 방사 방향으로 연장되되, 수평 방향으로 형성되는 것이 아니라, 기설정된 각도로 상승하면서 형성된다. 상승 각도는 실험에 의해 설정될 수 있으며, 모터의 회전수, 방사액의 점성 등의 성질에 의해 다양하게 설정될 수 있다.The spinning solution supply part 410 may be formed of at least two hollow pipes, and may extend in the radial direction, but may not be formed in the horizontal direction, but may be formed at a predetermined angle. The angle of elevation can be set by experiment, and can be set variously according to properties such as the number of revolutions of the motor and the viscosity of the spinning liquid.

한편, 방사액 공급부(410)의 하부에 있는 회전축(300)의 외주면에는 송풍 날개(430)가 추가로 형성될 수 있다. 이때, 송풍 날개(430)는 방사액 공급부(410) 상부의 공기가 방사액 공급부(410) 하부로 이동하도록 하는 형상을 가진다.On the other hand, a blowing blade 430 may be additionally formed on the outer circumferential surface of the rotary shaft 300 at the lower part of the spinning solution supply part 410. At this time, the air bladder 430 has a shape such that the air on the upper portion of the spinning liquid supplying portion 410 is moved to the lower portion of the spinning liquid supplying portion 410.

송풍 날개(430)는 회전축(300)의 회전과 함께 회전하여 바람을 일으키는데, 방사액 공급부(410) 상부의 공기가 방사액 공급부(410) 하부로 이동하도록 하는 바람을 일으켜서 방사 노즐(500)을 통한 방사액 방사시에 방사액에 포함된 용매의 휘발을 촉진시킨다. 방사액 방사 과정에서 방사액에 포함된 용매는 자연 증발되지만, 송풍 날개(430)에 의한 바람에 의해 용매의 증발을 촉진시켜서 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.The blowing blade 430 rotates together with the rotation of the rotating shaft 300 to generate wind and causes the air above the spinning solution supply part 410 to move to the lower part of the spinning solution supply part 410 to blow the spinning nozzle 500 Thereby promoting the volatilization of the solvent contained in the spinning liquid. In the spinning liquid spinning process, the solvent contained in the spinning liquid is naturally evaporated, but evaporation of the solvent is accelerated by the wind by the blowing blade 430, so that the productivity can be improved.

한편, 방사액 공급부(410)의 형상은 송풍 날개 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 방사액 공급부(410)가 일자형으로 형성되지 않고, 선풍기 날개 형상으로 형성되어 콜렉터(600) 반대 방향으로 기류를 형성할 수 있다. 송풍 날개 형상의 방사액 공급부(410)에 의해 콜렉터(600) 반대 방향으로 기류가 형성되고, 이 기류는 방사액에 포함된 용매의 증발을 촉진시켜서 생산력을 더욱 향상시킬 수 있다.On the other hand, the shape of the spinning solution supply part 410 may be formed in the shape of a blowing blade. That is, the spinning liquid supply part 410 is not formed in a straight shape but may be formed in the shape of a fan blades to form an air flow in a direction opposite to the collector 600. An air flow is formed in the direction opposite to the collector 600 by the spinneret-shaped spinneret feeder 410, which facilitates the evaporation of the solvent contained in the spinneret, thereby further improving the productivity.

방사액 분사부(420)는 방사액 공급부(410)와 연결 형성된다. 방사액 분사부(420)는 예를 들어 원형링 형상으로 형성되며, 다수의 방사 노즐(500) 또는 방사 홀(미도시)이 형성된다.The spinning liquid spraying unit 420 is connected to the spinning solution supply unit 410. The spinning liquid spraying section 420 is formed, for example, in the shape of a circular ring, and a plurality of spinning nozzles 500 or spinning holes (not shown) are formed.

다수의 방사 노즐(500)은 방사액 분사부(420)에 연결 형성되며, 다수의 방사 노즐(500) 각각은 기설정된 각도로 기울어지도록 형성된다. 즉, 방사 노즐(500) 단부에 형성된 노즐 분사구(510)를 통해 분사된 방사액이 컬렉터(600)를 향해 수직으로 방사되는 것이 아니라, 소정의 각도로 기울어진 채로 방사되도록, 방사 노즐(500)은 기설정된 각도로 기울어져서 형성된다. 이 때, 다수의 방사 노즐(500) 각각의 기울기는 조절 가능하도록 형성될 수 있다. 즉, 방사 노즐(500)이 방사액 분사부(420) 상부에서 소정 각도로 회동(회전) 가능하도록 형성되어, 방사 방향을 조절할 수 있다.A plurality of spinning nozzles 500 are connected to the spinning liquid spraying part 420, and each of the spinning nozzles 500 is formed to be inclined at a predetermined angle. That is, the spinning nozzle 500 is rotated so that the spinning solution injected through the nozzle injection port 510 formed at the end of the spinning nozzle 500 is not vertically radiated toward the collector 600 but is emitted while being inclined at a predetermined angle. Is formed by inclining at a predetermined angle. At this time, the slope of each of the plurality of spinning nozzles 500 may be formed to be adjustable. That is, the spinning nozzle 500 is formed so as to be rotatable (rotatable) at a predetermined angle above the spinning liquid spraying unit 420, and the spinning direction can be adjusted.

방사 노즐(500)은 방사액의 분사각을 조절하는 스프레이 타입일 수 있다. 즉, 노즐 분사구(510)를 일 방향으로 회전시키면 분사각을 좁히면서 분사 속도를 높일 수 있고, 타 방향으로 회전시키면 분사각은 넓히면서 분사 속도를 줄일 수 있는 스프레이 타입일 수 있다.The spinning nozzle 500 may be a spray type that adjusts the spray angle of the spinning liquid. That is, if the nozzle injection port 510 is rotated in one direction, the spraying speed can be increased while narrowing the spraying angle, and spraying speed can be reduced while widening the spraying angle when rotated in the other direction.

또한, 방사 노즐(500)의 양측에는 보조 전극(520)이 이격 형성될 수 있다. 보조 전극(520)은 방사 노즐(500)을 통해 방사되는 방사액에 추가적인 전기장을 가하여 방사액이 더 퍼지도록 한다.In addition, auxiliary electrodes 520 may be formed on both sides of the spinneret 500. The auxiliary electrode 520 applies an additional electric field to the spinning solution that is radiated through the spinning nozzle 500 to spread the spinning solution further.

한편, 방사 홀(미도시)은 방사액 분사부(420)의 기울어진 상면에 다수 형성되고, 방사액 공급부(410)를 통해 공급된 방사액은 방사 홀(미도시)을 통해 컬렉터(600)를 향해 소정의 각도로 기울어진 채로 방사된다.A plurality of radiating holes (not shown) are formed on the sloped upper surface of the radiating liquid injecting portion 420. The radiating liquid supplied through the radiating liquid supplying portion 410 is supplied to the collector 600 through a radiating hole (not shown) And is irradiated while being inclined at a predetermined angle.

컬렉터(600)는 방사액 공급부(410) 및 방사액 분사부(420)와 대향하여 설치되고, 컬렉터(600)에는 섬유기재 또는 필름, 입자체 등이 위치할 수 있다. 도면에서 컬렉터(600)는 방사액 공급부(410) 및 방사액 분사부(420)의 상부에 위치한 것이 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 컬렉터(600)는 방사액 공급부(410) 및 방사액 분사부(420)의 하부에 위치할 수도 있다. 또한, 컬렉터(600)는 일정한 선속도로 이동할 수 있다.The collector 600 is disposed opposite to the spinning liquid supply unit 410 and the spinning liquid spraying unit 420 and the fiber substrate, film, or the like may be positioned in the collector 600. The collector 600 is disposed above the spinning solution supply part 410 and the spinning solution jetting part 420. The collector 600 is not limited to the spinning solution supplying part 410 and the spinning solution jetting part 420, And may be located at the lower portion of the caliper 420. Further, the collector 600 can move at a constant linear velocity.

컬렉터(600)의 표면은 금, 은, 텅스텐, 구리, 스테인레스 강 또는 이들의 합금 등으로 이루어질 수 있고, 예를 들어 스테인레스강에 백금이 코팅된 것이 보다 바람직하다.The surface of the collector 600 may be made of gold, silver, tungsten, copper, stainless steel or an alloy thereof. For example, stainless steel is coated with platinum.

고전압 발생부(700)는 방사 노즐(500)과 컬렉터(600) 각각에 전기 방사를 위한 서로 다른 전하를 띄는 고전압을 인가한다. 또한 방사 노즐(500)에는 전하를 인가하고 컬렉터 (600)에 접지를 시행하여 그라운드 상태로 대체할 수도 있다. The high voltage generator 700 applies a high voltage to each of the spinneret 500 and the collector 600 to emit different charges for electrospinning. In addition, charges may be applied to the spinning nozzle 500 and the collector 600 may be grounded to replace the ground state.

다음으로, 도 5 내지 도 7을 참조하여 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 전기방사 장치의 동작 과정을 설명한다.Next, the operation of the centrifugal electrospinning apparatus according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG.

방사 펌프(P)를 펌핑하여 방사 유로(200)로 방사액을 공급한다.And the spinning pump P is pumped to supply the spinning solution to the spinning channel 200.

방사액은 방사 유로(200)를 거쳐 회전축(300)으로 공급되고, 회전축(300) 내부로 유입된 방사액은 방사 펌프(P)의 펌핑 작용으로 회전축(300) 내부 유동 공간을 타고 상승 이동한다.The spinning liquid is supplied to the rotating shaft 300 via the spinning channel 200 and the spinning liquid flowing into the rotating shaft 300 moves upward in the flow space inside the rotating shaft 300 by the pumping action of the spinning pump P .

회전축(300)과 연결된 방사액 공급부(410) 내부의 공간에 공급된 방사액은, 회전축(300)의 회전에 의해 발생된 원심력을 받아서 방사액 공급부(410) 내부의 공간을 서서히 채우게 되고, 방사액 분사부(420)로 이동하여 방사 노즐(500)의 노즐 분사구(510)를 통해 방사된다. 이때, 방사되는 방사액은 방사 노즐(500)과 컬렉터(600)에 의해 발생되는 전기력 뿐만 아니라, 회전축(300)의 회전에 의한 원심력을 받게 되어 단위 시간당 방사량이 증가하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.The spinning solution supplied to the space inside the spinning solution supplying part 410 connected to the rotating shaft 300 gradually receives the centrifugal force generated by the rotation of the spinning shaft 300 and gradually fills the space inside the spinning solution supplying part 410, And is then radiated through the nozzle injection port 510 of the spinning nozzle 500. [ At this time, the spinning liquid to be radiated receives not only the electric force generated by the spinning nozzle 500 and the collector 600 but also the centrifugal force due to the rotation of the rotating shaft 300, so that the amount of spinning per unit time is increased, do.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 방사액 공급부(410)가 수평 방향으로 연장되어 형성된 경우, 회전축(300)을 통해 공급된 방사액이 방사액 공급부(410) 내부의 공간을 서서히 채우는 것이 아니라, 도 6의 (b)와 같이, 회전축(300)의 원심력에 의해 방사액은 방사액 공급부(410)의 양 끝 부분에 집중하게 되어 균일한 방사액 공급이 어렵게 된다. 따라서, 방사액의 균일한 공급을 위해 방사액 공급부(410)는 회전축(300)을 중심으로 방사 방향으로 기설정된 각도로 상승하면서 연장되어 형성되는 것이 바람직하다.6, when the spinning solution supply part 410 is formed to extend in the horizontal direction, the spinning solution supplied through the rotation shaft 300 does not gradually fill the space inside the spinning solution supply part 410 , The centrifugal force of the rotary shaft 300 concentrates the radiant fluid on the both ends of the radiant fluid supply part 410 as shown in FIG. 6 (b), making it difficult to uniformly supply the radiant fluid. Therefore, in order to uniformly supply the spinning solution, it is preferable that the spinning solution supply part 410 is formed extending while rising at a predetermined angle in the radial direction about the rotating shaft 300.

또한, 도 7의 (a)와 같이, 방사 노즐(500)이 컬렉터(600) 방향으로 수직하게 형성되면, 회전축(300)의 원심력에 의해, 도 7의 (b)와 같이, 방사액이 방사되는 방향은 컬렉터(600)를 향하는 수직 방향이 아니라, 화살표로 표시된 바깥 방향을 향하게 되어 품질을 저하시키게 된다. 따라서, 방사액 분사부(420)에 형성된 다수의 방사 노즐(500)은 컬렉터(600) 중심 방향으로 기설정된 각도로 기울어지게 형성되는 것이 바람직하다.7 (a), when the spinning nozzle 500 is formed to be perpendicular to the collector 600, the centrifugal force of the rotating shaft 300 causes the spinning liquid to spin Is directed not to the vertical direction toward the collector 600 but to the outward direction indicated by an arrow, thereby deteriorating the quality. Therefore, it is preferable that the plurality of spinning nozzles 500 formed in the spinning liquid spraying unit 420 are formed to be inclined at a predetermined angle in the center direction of the collector 600.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100 : 방사액 탱크 P : 방사 펌프
200 : 방사 유로 M : 구동 모터
300 : 회전축 410 : 방사액 공급부
420 : 방사액 분사부 430 : 송풍 날개
500 : 방사 노즐 600 : 컬렉터
700 : 고전압 발생부 100: Radial fluid tank P: Radial pump
200: spinning channel M: drive motor
300: rotating shaft 410: spinning solution supply part
420: spinning liquid spraying part 430: blowing blade
500: Spinning nozzle 600: Collector
700: High voltage generator

Claims (8)

방사액을 저장하는 방사액 탱크;
상기 방사액 탱크에 저장된 방사액을 펌핑하여 공급하는 방사 펌프;
일단이 상기 방사 펌프와 연결되며, 상기 방사 펌프에 의해 공급된 방사액이 유동하는 방사 유로;
상기 방사 유로의 타단과 연결되어 상기 공급된 방사액이 유동하면서 구동 모터에 의해 회전되는 회전축;
상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 중심으로 방사 방향으로 기설정된 각도로 상승하면서 연장되어 형성된 방사액 공급부;
상기 방사액 공급부와 연결 형성된 방사액 분사부;
를 포함하는 원심 전기방사 장치.
A spinning liquid tank storing a spinning solution;
A spinning pump for pumping and supplying the spinning solution stored in the spinning solution tank;
A spinning channel, one end of which is connected to the spinning pump, through which the spinning solution supplied by the spinning pump flows;
A rotating shaft connected to the other end of the spinning channel and rotated by a driving motor while the supplied spinning solution flows;
A spinning solution supply unit connected to the rotating shaft and extending from the rotating shaft while being raised at a predetermined angle in a radial direction;
A spinning liquid spraying part connected to the spinning solution supplying part;
And a centrifugal electrospinning device.
청구항 1에 있어서,
상기 방사액 분사부는 원형링 형상으로 형성되며, 다수의 방사 노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 원심 전기방사 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the spinning liquid ejecting portion is formed in a circular ring shape and a plurality of spinning nozzles are formed.
청구항 2에 있어서,
상기 다수의 방사 노즐은 기설정된 각도로 기울어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 원심 전기방사 장치.
The method of claim 2,
Wherein the plurality of spinning nozzles are formed to be inclined at predetermined angles.
청구항 3에 있어서,
상기 다수의 방사 노즐 각각의 기울기는 조절 가능한 것을 특징으로 하는 원심 전기방사 장치.
The method of claim 3,
Wherein a slope of each of the plurality of spinning nozzles is adjustable.
청구항 3에 있어서,
상기 다수의 방사 노즐의 양측에 보조 전극이 이격 형성된 것을 특징으로 하는 원심 전기방사 장치.
The method of claim 3,
Wherein auxiliary electrodes are spaced apart on both sides of the plurality of spinning nozzles.
청구항 1에 있어서,
상기 방사액 분사부는 원형링 형상으로 형성되며, 그 상면에 다수의 방사 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 원심 전기방사 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the spinning liquid ejecting portion is formed in a circular ring shape and has a plurality of radiating holes formed on an upper surface thereof.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전축의 외주면에 송풍 날개가 형성된 것을 특징으로 하는 전기방사 장치.
The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein an air blowing blade is formed on an outer peripheral surface of the rotating shaft.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방사액 공급부는 송풍 날개 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 전기방사 장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the spinning solution supply part is formed in the shape of a blowing blade.
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