WO2015056978A1 - Nanotextured film manufacturing device - Google Patents

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WO2015056978A1
WO2015056978A1 PCT/KR2014/009691 KR2014009691W WO2015056978A1 WO 2015056978 A1 WO2015056978 A1 WO 2015056978A1 KR 2014009691 W KR2014009691 W KR 2014009691W WO 2015056978 A1 WO2015056978 A1 WO 2015056978A1
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WO
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nozzle
module
electrospinning
roll
film base
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/009691
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
윤석구
안성필
엘야린 알렉산더
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
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Publication date
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    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0069—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
    • D01D5/0084—Coating by electro-spinning, i.e. the electro-spun fibres are not removed from the collecting device but remain integral with it, e.g. coating of prostheses

Definitions

  • the present invention relates to a heat radiation technology of electric and electronic products such as LED lighting and mobile phones and a technology capable of increasing critical heat flux (CHF) of a nuclear power plant using ecological imitation nanotechnology.
  • the present invention relates to a device and a method for manufacturing the devil visible nanotextured film using supersonic electrospinning and electroplating techniques that maximize the specific surface area obtained from the idea of a small devil lizard in Australia.
  • Heat dissipation technology that cools the heat generated from products is essential for long life and stable use of electrical and electronic products.
  • electroless plating catalysts are added to the electrospinning solution, so that the solution that can be used is limited and there are problems that the electrospinning is not smooth under certain external conditions.
  • ultrafine nanofibers with a diameter of 50 nm or less can be manufactured to maximize the specific surface area of the film, and at the same time, unlike electroless plating, electroplating can be used for the solution used for electrospinning.
  • electroplating can be used for the solution used for electrospinning.
  • the present invention is a technique for implementing effective heat dissipation of electrical, electronic and mechanical products by using an ecological mimic nanotextured film using supersonic electrospinning and electroplating.
  • the problem to be solved in the present invention is to produce a nano-textured film having a maximum heat dissipation rate by using a method that can replace the problem of the conventional method of heat dissipation technology.
  • the main object of the present invention is to use a supersonic electrospinning to produce a more robust, nanofiber film having the desired size and thickness, and also to maximize the non-visible form of nano-textured film through electroplating It is to provide a method for producing a heat dissipation nanofiber film having a surface area.
  • the present invention provides an electrospinning module having an electrospinning nozzle including a polymer spinning liquid fiberized through a high voltage and discharged to a film base, and an electroplating of the film base on which fibers discharged from the electrospinning nozzle are collected. It provides a nano-textured film manufacturing apparatus having an electroplating module to be.
  • the electrospinning module comprises: a high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle; A ground power source for forming an electric field in a space between the electrospinning nozzle and the fiber discharged from the electrospinning nozzle so as to be guided by an electrostatic force; And a gas injection nozzle for injecting gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, and discharged from the electrospinning nozzle. Fiber may be collected in the film base by the flow force of the gas injected from the gas injection nozzle.
  • the ground power source is connected to a separate ground plate, the fiber discharged from the electrospinning nozzle may be induced to the ground plate by the electrostatic force.
  • the ground power source is connected to the gas injection nozzle, the fiber discharged from the electrospinning nozzle may be guided to the gas injection nozzle by the electrostatic force.
  • a nozzle ground portion connected to the ground power source is provided on the outside of the gas injection nozzle, and the ground power source is connected to the nozzle ground portion, and the fiber discharged from the electrospinning nozzle is discharged by electrostatic force. It can be guided to the gas injection nozzle.
  • a plurality of nozzle grounding portions may be provided to be concentrically arranged around the gas injection nozzle, and the connection to the ground power source of the nozzle grounding portion may be interrupted.
  • a plurality of nozzle grounding portions are provided concentrically around the gas injection nozzle, and the electrospinning nozzle is also opposed to the nozzle grounding portion with the same number with the gas injection nozzle interposed therebetween. Can be arranged correspondingly.
  • the electrospinning nozzle may alternatively be operated in pairs with the nozzle grounding portions disposed to face each other with the gas injection nozzles interposed therebetween.
  • the gas injection nozzle may inject gas at a supersonic flow rate.
  • the film base may be a conductive film.
  • the film base is a roll type capable of continuously processing, it may be further provided with a roll-to-roll module for transferring the film base.
  • the film base guide plate is disposed facing the gas injection nozzle with the film base therebetween, further provided with a film base guide plate for preventing movement of the film base by the gas injected from the gas injection nozzle Can be.
  • the electroplating module comprises: an electroplating module tank for accommodating the plating liquid in which the film base is immersed, and immersed in a plating liquid in the electroplating module tank, and formed of a predetermined plating metal.
  • An electroplating anode and an electroplating power supply unit for applying a voltage to the film base and the electroplating anode may be provided.
  • the roll-to-roll module is: a roll-to-roll electroplating guide which is grounded to guide the movement of the film base in contact with the film base, and the film base is movably positioned to be immersed in the plating solution. Rollers may be provided.
  • the bond strengthening module comprising a bond strengthening module tank disposed in the rear of the electroplating module in the advancing direction of the film base and containing a preset bond strengthening solution capable of immersing the film base.
  • the roll-to-roll module may include: a roll-to-roll bond reinforcing guide roller that enables the film face to be immersed in a preset bond-reinforcement solution in the bond-reinforcement module water bath.
  • a post-treatment module may be further provided which includes a cleaning module tank disposed behind the electroplating module in the advancing direction of the film base and containing a cleaning solution in which the film jay can be immersed.
  • the post-treatment module may further include a curer for drying and curing the surface of the film base.
  • the electrospinning module comprises: a high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle; A ground power source for forming an electric field in a space between the electrospinning nozzle and the fiber discharged from the electrospinning nozzle so as to be guided by an electrostatic force; And a gas injection nozzle for injecting gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, and discharged from the electrospinning nozzle. Fiber is collected in the film base by the flow force of the gas injected from the gas injection nozzle, the pre-heater for increasing the temperature of the gas discharged from the gas injection nozzle may be further provided.
  • the present invention is to produce a heat-dissipating demon visible nanotextured film using supersonic electrospinning and electroplating technology, by changing the type of metal used in various supersonic electrospinning solutions and electroplating to suit the application, Application is possible.
  • the nano-textured film production apparatus of the present invention by increasing the surface area through the electroplating on the electrospun fibers can be produced a film that maximizes the heat dissipation performance to heat transfer performance.
  • the nano-textured film production apparatus of the present invention may reduce the manufacturing cost in a mass production method using a roll-to-roll module.
  • the nanotextured film production apparatus of the present invention may use a supersonic gas flow to enhance the adhesion of the fiber to the film base.
  • the nano-textured film production apparatus of the present invention may improve the versatility according to the design specifications by adjusting the immersion time in the plating liquid through the positional change of the guide roller in the electroplating module.
  • the nano-textured film manufacturing apparatus of the present invention may enhance the bonding strength of the metal material plated on the fiber surface through the process in the bonding reinforcement module or the post-treatment module, and may increase the durability of the film base product through the cleaning or curing process. have.
  • 1 to 3 is a schematic configuration diagram of a nano-textured film production apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a gas nozzle with a pre-heater of a nanotextured film production apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are a partial perspective view and a configuration diagram showing another example of the electrospinning module of the nanotextured film production apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 7 and 8 are SEM images of the plating metal on the film base on which the fibers obtained through electrospinning and electroplating through the nanotextured film production apparatus according to the embodiment of the present invention are collected.
  • FIG. 9 is an enlarged photograph of a film base (c) obtained through a nanotextured film production apparatus according to an embodiment of the present invention and a film base obtained under different conditions.
  • the present invention has excellent thermal conductivity.
  • the present invention provides an apparatus for producing a nano-textured film as a fiber film having a high specific surface area covered with a metal that generates high heat.
  • nano-textured film of the ecological imitation devil visible structure produced through the present invention is accompanied by excellent heat dissipation performance, it is possible to easily remove the heat generated from them mounted on various electrical, electronic and mechanical products.
  • FIG. 1 and 2 is a schematic and detailed configuration diagram showing the configuration of the nano-textured film manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Nano-texture film manufacturing apparatus 1 includes an electrospinning module 10 and the electroplating module 11, the electrospinning module 10 is a polymer spinning liquid is fiberized through a high voltage And an electrospinning nozzle for discharging to the film base.
  • the nanotextured film manufacturing apparatus 1 of the present invention may include a control unit 20 and a storage unit 30.
  • the control unit 20 controls the operation of the electrospinning module 10 and the electroplating module 11, and optionally the operation of the roll-to-roll module 170, the coupling reinforcement module 13 and the after-treatment module 15 Can be controlled simultaneously.
  • control unit 20 includes the voltage unit 200 of the electrospinning module 11 to be described later, the polymer spinning solution supply unit 110 supplying the polymer spinning solution to the electrospinning nozzle, the gas injection nozzle 400, and the ground power source ( It is connected to a ground power interrupter (not shown) such as a switch to control the connection to 300, and a predetermined control signal is applied to control the spinning state and the gas flow state to collect the fiber to the collector 500 and the fiber smoothly. It may be possible to re-form.
  • a control signal for controlling the power supply of the electroplating power source 116 of the electroplating module 11 may be generated.
  • operation of the roll-to-roll unwinding roller driver 171a and the roll-to-roll winding roller driver 173a of the roll-to-roll module 170 and the roll-to-roll electroplating guide roller 1722 and the roll-to-roll reinforcing guide roller 1754 are movable. By varying the transfer path in the electroplating module to bond reinforcement module of the film base through the respective process time to speed may be adjusted.
  • the operation of the curler 15f of the aftertreatment module 15 may be controlled to selectively adjust certain drying and curing processes.
  • the storage unit 30 is connected to the control unit 20, the roll-to-roll electroplating guide for forming the radiation amount of the polymer spinning liquid, the gas flow pressure / speed and the interruption order of the ground power interrupter, the plating time in the electroplating module Including preset data such as the position of the roller, the reference power value of the electroplating power supply unit, the position of the coupling reinforcement guide roller for selecting the path of the coupling reinforcement module, and the operating time of the curler 15f of the post-processing module 15 Data according to the operation mode may be transferred to the control unit 20 to enable a predetermined smooth operation.
  • the electroplating module 11 electroplats the film base on which the fibers discharged from the electrospinning nozzles are collected with a predetermined plating metal
  • the nanotextured film manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention provides nano
  • the film base to be textured is a roll type capable of being continuously processed, and the nanotextured film manufacturing apparatus 1 has a configuration further comprising a roll-to-roll module 170.
  • the present invention may take a method of manufacturing a nanotextured film by performing electrospinning module and electroplating on the film base individualized to each sheet type without accompanying a roll-to-roll module, but in this embodiment, a roll-to-roll module is provided.
  • the description focuses on the roll-to-roll method.
  • the film base 500 may have a structure formed of a material such as glass in some cases.
  • the film base 500 is formed of a conductive film, and may have a structure in which a metal layer of a metal material such as ITO, Cu, Ni, Ag, Au, or the like is formed on a polymer substrate such as PET, PC, or PVC.
  • a metal layer of a metal material such as ITO, Cu, Ni, Ag, Au, or the like is formed on a polymer substrate such as PET, PC, or PVC.
  • the film base may be configured as an individual sheet type as described above, the film base according to an embodiment of the present invention is formed in a roll type, it can be processed by a roll-to-roll module 170 at a predetermined feed rate have.
  • the roll-to-roll unwinding roller 171 and the roll-to-roll unwinding roller 173 are disposed in the roll-to-roll unwinding roller 170 and roll-to-roll rolls on which both ends of the roll-to-roll unwinding roller 171 and the roll-to-roll unwinding roller 173 are wound.
  • the film base 500 of the type is conveyed therebetween, and the driving force for conveying the film base 500 is by the roll-to-roll unwinding roller driver 171a and the roll-to-roll winding roller driver 173a connected to each roller. Is provided.
  • a separate drive unit may be further provided.
  • the roll-to-roll module 170 includes a roll-to-roll plating roller 1751, a roll-to-roll reinforcement roller 1753, and a roll-to-roll post-processing roller 1755 for entry and exit of the film base 500 for each module. .
  • the roll-to-roll module 170 may further include individual rollers.
  • the roll-to-roll module 170 may control a path of immersion in the plating solution 11e of the film base 500 in the electroplating module 170.
  • the electroplating guide roller 1702 and the bonding reinforcement module 13 to adjust the path and speed of the immersion in the predetermined bonding reinforcement solution 13e of the film base 500, in other words, can be adjusted It may further include a roll-to-roll coupling reinforcement guide roller 1754.
  • the film base 500 wound around both ends of the electrospinning module 10, the electroplating module 11, the bond strengthening module 13, and the aftertreatment module 15 may be subjected to a continuous process.
  • the electrospinning module 10 includes an electrospinning nozzle 100, a high voltage generator 200, and a ground power supply 300 connected to the ground plate 310. 10 further includes a gas injection nozzle 400, and the film base 500 is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle 400 along the flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle 400, thereby The fiber discharged from the spinning nozzle 400 is taken to the film base 500 by the flow force of the gas injected from the gas injection nozzle. By using the gas flow force discharged from the gas injection nozzle 400, the fiber formed by the polymer spinning solution is attached to the film base 500 by a collection coating method to enhance the adhesion of the fiber to the film base. Can be.
  • the electrospinning nozzle 100 is configured to discharge the polymer spinning liquid through a high voltage and to make a fiber, and is configured in such a manner that the polymer spinning liquid is supplied and discharged from a separate polymer spinning liquid supply unit 110 as shown in FIG. 1.
  • a syringe pump for supplying a fixed amount of the polymer spinning solution to the polymer spinning solution supply unit is used.
  • Polyacrylonitrile may be used as the polymer spinning solution, or a solution containing a mixture of polyvinyl alcohol (PVA) and water may be used, and formic acid may be used when a polymer having excellent mechanical properties such as nylon is used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • Various polymer materials may be used in a range that takes a structure capable of discharging to the film base 500 through an electrospinning nozzle, such as a strong acid solution such as).
  • the electrospinning nozzle 100 may be a nozzle in the form of a cone jet to receive and discharge the polymer spinning liquid from a syringe pump (not shown).
  • the high voltage generator 200 applies a high voltage to the electrospinning nozzle 100, and correspondingly, a separate ground power source 300 is provided at a position spaced apart from the electrospinning nozzle 100.
  • the ground power source 300 is connected to a separate ground plate 310 as shown in FIG. 1 to form an electric field in the space between the ground plate 310 and the electrospinning nozzle 100 or as shown in FIG. 2.
  • the electric field may be formed in the space between the gas injection nozzle 400 and the electrospinning nozzle 100 by being connected to the gas injection nozzle 400.
  • the fiber 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 according to the electric field is induced to flow from the electrospinning nozzle 100 toward the ground plate 310 or the gas injection nozzle 400 by the electrostatic force.
  • the electrospinning nozzle 100 when the electrospinning nozzle 100 is positioned at the top, and the ground power source 300 is connected to the ground plate 310 positioned vertically below the electrospinning nozzle 100, Since the fiber discharged from the electrospinning nozzle 100 is discharged in a charged state by receiving a high voltage from the high voltage generator 200, the fiber discharged downward by the electric field formed between the electrospinning nozzle 110 and the ground plate 310. It is induced to flow toward the ground plate 310 under the electrostatic force.
  • the fibers discharged from the electrospinning nozzle 100 may flow toward the gas injection nozzle 400 in the same principle. Induced.
  • the gas injection nozzle 400 is configured to inject gas in a direction different from the electrostatic force direction of the electric field
  • the gas injection nozzle 400 in the present embodiment is formed as a supersonic nozzle to the gas in the gas injection nozzle 400 Can be injected at a supersonic flow rate.
  • the flow rate of the injected gas is configured to have a speed of about 300 m / s or more in the supersonic flow of Mach number 1 or more.
  • the fiber discharged from the electrospinning nozzle 100 receives the force induced by the electrostatic force and at the same time receives the force by the flow flow of the gas injected from the gas injection nozzle 400, in this case, the gas flow flow
  • the force by the force is configured to act larger than the force induced by the electrostatic force, so that the discharged fibers can be attached to the film base 500 by a strong flow force.
  • the electrostatic force direction due to the electric field acting on the fiber 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 and the flow force direction of the gas by the gas injection nozzle 400 may have a predetermined angle with each other as shown in FIG. 1.
  • a predetermined angle may be formed to form a right angle direction.
  • the direction of the electrostatic force and the direction of the gas flow force may be perpendicular to each other so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle may stably flow into the gas flow.
  • the predetermined angle between the electrostatic force direction of the nozzle and the gas flow force direction may be appropriately adjusted in consideration of the structure of the ground power source, the distance between the gas injection nozzle and the electrospinning nozzle, and the like.
  • the gas injection nozzle 400 may further include a component that increases the temperature of the gas discharged through the gas injection nozzle 400 in the supersonic nozzle, that is, the reduction-expansion nozzle.
  • the gas injection nozzle 400 implemented as a supersonic nozzle is a pre-heater having a structure arranged along the flow direction of the gas injected to the outer periphery of the gas injection nozzle (400) 800 may be further provided.
  • the pre-heater 800 can be configured in a variety of ranges to provide heat, in the present embodiment is formed of an electric heating wire is operated in accordance with the heater control signal input through the control unit 20 (see Fig. 1) is heated by the gas injection nozzle It is also possible to increase the temperature of the gas flowing through the 400.
  • the preheater 800 has a configuration interposed in the gas injection nozzle 400, but may take a configuration in which the outer circumferential surface of the preheater is wound.
  • Various configurations are possible, such as a method of directly exchanging heat and being disposed between the compressor and the tip of the gas injection nozzle.
  • the electrospinning process in the supersonic gas flow in the electrospinning module 10 may be carried out as follows: a solution in which 15 wt% of nylon (nylon) is dissolved in formic acid or dimethylformamaide ) By supplying a solution of 6% polyacrylonitrile (polyacrylonitrile) in a 50 ⁇ L / hr according to the signal of the control unit 20 using the polymer spinning solution supply unit 110 implemented as a syringe pump and the voltage unit 200 At 8kV a voltage is applied.
  • Supersonic air capable of temperature control according to a temperature control signal of the control unit 20 by using a preheater 800 that is arranged in a compressor (not shown) connected to the polymer spinning solution supply unit 110 or in the gas injection nozzle 400. Is sprayed toward the electrospinning nozzle.
  • the electrospinning module 10 of the invention provides a reaction force against the flow force of the fiber 600 attached to the roll-type film base 500 to ensure a stable collection adhesion on the film base 500 of the fiber 600
  • the film base guide plate 700 may be further provided as a component for forming a state and preventing damage or movement of the film base 500 by the gas flow force.
  • the film base guide plate 700 is disposed to face the gas injection nozzle 400 with the film base 500 therebetween, and has a structure in which one surface of the film base 500 is disposed to maintain or adhere to a minimum gap. The movement of the film base 500 by the gas injected from the gas injection nozzle 400 may be prevented.
  • the film base guide plate 700 may have a chamfering or streamlined curved structure at both ends to minimize damage occurring when the film base 500 of the roll film type in the form of a thin film is transferred.
  • the nanotextured film manufacturing apparatus 1 has the ground plate 310 or the gas injection nozzle 100 of the fiber 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 by electrostatic force.
  • the gas injection nozzle 400 receives the flow force of the gas acting in a direction perpendicular to the electrostatic force direction, so that the fiber 600 is subjected to shear stress by this gas flow becomes thinner. Therefore, it has a finer diameter.
  • the fiber 600 flows along the flow direction of the gas by the flow force of the gas in the process induced by the electrostatic force .
  • the roll-type film base 500 collecting the fibers 600 is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle 400 along the flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle 400 unlike the prior art.
  • the transfer is arranged to collect the fibers.
  • the feed rate of the film base 500 is adjusted by the roll-to-roll module 170 driven through the control unit 20.
  • the collection density of the fiber 600 may be low, or the collection of the fiber may be slow.
  • Various adjustments are possible, such as the density being increased and the thickness adjusted.
  • the shear stress due to the flow of gas acts on the fiber 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 to obtain a finer diameter, for example, a fiber having a diameter of 100 nm or less. Can be.
  • the state of the collected fibers 600 may vary, and the electrospinning nozzle 100 and the gas injection nozzle 400 are the gas injection nozzle 400. It is preferred that the flow flow of the gas injected from the interstitial arrangement be such that the electrospinning nozzle 100 does not act as a resistive element.
  • the electrospinning nozzle 100 may be spaced apart from each other in a direction perpendicular to the fluidized bed 410 of the gas injected from the gas injection nozzle 400 to take an optimized electrospinning structure. have.
  • the electrospinning module having the electrospinning nozzle and the gas injection nozzle has been described a structure in which a single number is disposed only on one side of the film base 500, which is an example of both sides around the film base 500
  • Various configurations are possible depending on the environment or design specification of the process, such as may take a structure arranged in pairs, may be arranged on both sides but spaced apart so that the collection position of the fibers to point different positions.
  • the electrospinning module of the nanotextured film manufacturing apparatus has shown a structure in which a single electrospinning nozzle is disposed in the above embodiment, it may form a structure in which a plurality of electrospinning nozzles are arranged.
  • a plurality of nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b of the ground power supply 300b are disposed around the end portion of the gas injection nozzle 400b of the electrospinning module of the nanotextured film manufacturing apparatus.
  • a plurality of electrospinning nozzles 100d; 101b, 103b, and 105b are also provided.
  • Each of the nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b is disposed to face each of the electrospinning nozzles 100d with the nozzle outlet 401 interposed therebetween. , That is, paired.
  • each of the nozzle grounds forms a state in which the ground power state can be interrupted.
  • the nozzle ground is energized to form a ground state.
  • the polymer spinning liquid discharged from the electrospinning nozzle flows toward the opposite nozzle ground portion, and in this process, the polymer spinning liquid passes through the range of the nozzle discharge port of the gas injection nozzle.
  • the film is collected into a film base 500 (see FIGS. 1 and 6).
  • the film base guide plate 700 as described above may be disposed on the back side of the film base 500.
  • the pair of electrospinning nozzles and the nozzle ground as described above may be alternately operated to perform alternative operations in a sequential or sequential manner to prevent the formation of multijet in the electrospinning nozzles, thereby enabling smooth polymer spinning. have.
  • the electrospinning nozzle may be supported by the spinning nozzle support 120.
  • the spinning nozzle support 120 includes a support frame 121 and a support leg 123.
  • a plurality of support leg 123 is provided, one end is supported in contact with the gas injection nozzle 400b, the other end is in contact with the support frame 121.
  • the support frame 121 is implemented in a ring type, and the electrospinning nozzle 100b is disposed outside the support frame 121.
  • Each of the electrospinning nozzles 100b; 101b, 103b, and 105b may be connected to the voltage unit 200b through the radiating nozzle wires 201, 203, and 205 to form a predetermined voltage supply state.
  • the voltage unit 200b may be controlled according to the voltage control signal of the controller 20.
  • a plurality of nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b are disposed on the outer circumference of the gas injection nozzle 400b at equal intervals at equal intervals with respect to the nozzle discharge ports 401 of the gas dispersion nozzle 400b.
  • the nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b are connected to the ground wires 30; 31, 33, and 35, and each of the ground wires 31, 33, and 35 is connected to the ground power cut-off portion shown in FIG. 50 may be connected to the control unit 20 in accordance with the control signal is controlled to the ground state change can be made. That is, as shown in FIG. 1, the nanotextured film manufacturing apparatus of the present invention may include a control unit 20 and a storage unit 30.
  • the control unit 20 may include a polymer in a voltage unit 200b and an electrospinning nozzle.
  • the storage unit 30 is connected to the control unit 20 to control the data according to the operation mode, including the preset data such as the radiation amount of the polymer spinning liquid, gas flow pressure / speed and the interruption order of the ground power interrupter. ) To enable a certain smooth operation.
  • the gas injection nozzle 400b according to the present exemplary embodiment may further include a preheater 800 as in the previous exemplary embodiment.
  • the pre heater 800 has a structure that surrounds the nozzle discharge port 401 outside the nozzle discharge port 401.
  • the preheater 800 has a configuration interposed in the gas injection nozzle 400, but may take a configuration in which the outer circumferential surface of the preheater is wound.
  • Various configurations are possible, such as taking the form of direct heat exchange.
  • the film base 500 of the corresponding area is transferred to the electroplating module 11. Transferred.
  • the sheet type film base when the film base is formed of a sheet type film base, the sheet type film base is mounted on a separate holder or guide (not shown) for mounting the sheet type film base to be immersed in the plating solution in the electroplating module. It may take a way to enter the plating module.
  • the film base 500 in which the fibers 600 are collected on the surface is roll-to-roll plating roller 1175 of the roll-to-roll module 170. Is guided to the electroplating module (11).
  • the roll-to-roll plating roller 1751 may be a simple guide driven roller, or may be provided with a separate driving unit and implemented as a driving roller.
  • the electroplating module 11 includes an electroplating module water tank 11a, an electroplating anode 11c, and an electroplating power supply portion 11b.
  • the electroplating module tank 11a accommodates the plating liquid 11e into which the film base 500 in which the fibers 600 are collected can be immersed, and the electroplating anode 11c is immersed in the plating liquid 11e in the electroplating module tank.
  • the electroplating power source 11b applies a voltage to the film base 500 from which the fibers 600 are collected and the electroplating anode 11c.
  • the plating solution 11e includes a metal to be electroplated as an electrolyte solution, which is determined according to a predetermined plating metal of the electroplating anode 11c.
  • the plating liquid may include a Cu plating liquid, and various selections are possible within a range of forming a predetermined electroplating.
  • the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 has a roll-to-roll electroplating guide roller 1702, which is in contact with the film base 500 where the fibers are collected to guide the movement of the film base.
  • the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 is grounded to generate a potential difference between the electroplating anode 11c.
  • the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 has a structure capable of positional movement, and the roll-to-roll electroplating guide roller 1756 is movable in the vertical direction, for example, in the electroplating module 11, thereby providing a The movement path of the film base 500 in the plating module 11 may be changed to ultimately change the immersion time in the plating solution 11e in the electroplating module 11.
  • the roll-to-roll electroplating guide roller 1552 may be moved directly by an operator, but may further include a separate roll-to-roll electroplating guide roller driver.
  • the roll-to-roll electroplating guide roller drive part can be comprised by providing the motor which operates according to the control signal of a control part, and the rack-pinion power transmission part.
  • a separate gear for changing the gear ratio may be further disposed between the rack and the pinion.
  • the pinion is mounted on the rotating shaft of the motor, and a rack is connected to one side of the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 through a linkage structure of the pinion and the rack engaged with the pinion which is operated according to the control signal of the controller. 1752 may be shifted vertically.
  • the metal forming the electroplating anode expands the surface area, that is, simply coats the outer surface of the fiber uniformly with one layer thickness. It is possible to maximize the surface area of the metal plated coated fibers on the film base by forming a continuous continuous growth structure from the plated surface coated with the metal to the outer surface as the tree branches, but not the branches.
  • the process in the electroplating module is, for example, when the electroplating anode 11c in which the predetermined electroplating metal is made of copper (Cu) is provided, the plating solution 11e is also an electrolyte solution containing a copper (Cu) component. Is formed.
  • electroplating was carried out for 3 minutes at a current density of 100 mA / cm 2 during copper plating, and a copper sulfate solution was used as the plating solution.
  • the electroplating anode When the electroplating anode was formed of silver (Ag), it was electroplated for 5 minutes at a current density of 100-150 mA / cm 2 .
  • the residence time in the electroplating module to immersion time in the plating liquid can be adjusted to various design specifications according to the fiber collection density in the film base to the area of the film base and the type of plating liquid including the preset solution.
  • control unit 20 drives the roll-to-roll module 170 to enter the film base 500 of the electrospinning and electroplating is completed into the bonding reinforcement module and / or post-treatment module Certain subsequent steps may optionally be carried out.
  • the bond reinforcing module 13 may prevent the metal coating film from being peeled off in the plating coating state by the metal forming the electroplating anode 11c on the fiber 600 attached to the film base 500.
  • the bond strengthening module 13 is disposed at the rear of the electroplating module 11 in the advancing direction of the film base 500 and the bond strengthening module tank for accommodating a preset bond strengthening solution in which the film base 500 is immersable ( 13c).
  • the bond strengthening solution 13e is disposed in the bond strengthening module water tank 13c.
  • the binding reinforcing solution 13e was selected as a 10% formaldehyde solution in this embodiment, but various materials could be selected in the range of performing the function of a reducing agent to enhance the bonding force between the nano-fiber 600 and the plating metal. Can be.
  • the bond reinforcement module 13 is equipped with a roll-to-roll reinforcement roller 1753 of the roll-to-roll module 170 to guide the film base entering the bond reinforcement module 13.
  • the roll-to-roll reinforcing roller 1753 may be a simple driven guide roller similarly to the roll-to-roll plating roller 1751 or may be implemented as a driving roller having a separate driving unit.
  • a roll-to-roll coupling reinforcement guide roller 1754 of the roll-to-roll module 170 is provided inside the coupling reinforcement module 13.
  • the roll-to-roll coupling reinforcement guide roller 1754 is predetermined according to a control signal of the controller 20. By varying the position, by changing the transfer path in the bond strengthening module of the film base, it is also possible to adjust the process time or speed such as the immersion time in the bond strengthening solution.
  • the driving of the roll-to-roll reinforcing guide roller 1754 can be moved through a separate drive unit and a power transmission element such as a rack-pinion. Replace.
  • the film base 500 may enter the aftertreatment module 15 after the electroplating module and / or the bond strengthening module is completed.
  • the post-processing module 15 includes a cleaning module water tank 15c disposed in the rear of the electroplating module in the advancing direction of the film base 500 and containing the cleaning liquid 15e in which the film base 500 can be immersed.
  • the roll-to-roll module 170 is operated in response to the feed control signal of the controller 20 to pass through the bonding reinforcement module 13 to the post-processing module 15 through the roll-to-roll post-processing roller 1755. Entering and cleaning time can be adjusted through the positional state of the roll-to-roll post-processing guide roller 1756 and the like as in the previous embodiment.
  • the time of each process such as electrospinning, electroplating, bond strengthening and post-treatment, may be achieved by adjusting the feed rate through the roll-to-roll module.
  • the post-processing module 15 may be further provided with a curler 15f for haying and curing the surface of the film base 500.
  • the curer 15f may be implemented with a predetermined heater or the like, and may perform a predetermined drying function by evaporating the cleaning liquid from the film base on which the electroplated fibers which have undergone the cleaning process during the post-treatment process are collected. Through a process such as bonding strengthening, the film base on which fibers are disposed may be heat-supplied to a predetermined temperature to form a stable curing state through a curing process.
  • the film base obtained through the nanotextured film production apparatus of the present invention can be used in various fields such as electronic products, mechanical devices, etc. in fields requiring heat dissipation, heat transfer, heat reception, and the like, such as heat dissipation or heat transfer.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible in the range of achieving nanotexturization through electrospinning and electroplating using supersonic flow.
  • the above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
  • the protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
  • Apparatus and film produced through the nano-textured film production of the present invention can be used throughout the entire industry that requires heat dissipation performance, such as mobile phones, nuclear power plants.

Abstract

The present invention provides a nanotextured film manufacturing device, comprising: an electrospinning module provided with an electrospinning nozzle through which a polymer spinning solution fiberized through a high voltage is discharged to a film base; and an electroplating module for electroplating, with preset metal, the film base in which fiber discharged from the electrospinning nozzle is collected.

Description

나노텍스처 필름 제조 장치Nano Texture Film Manufacturing Equipment
본 발명은 생태모방 나노기술을 이용하여 LED 조명, 핸드폰과 같은 전기·전자 제품의 방열 기술과 원자력발전소 원자로의 한계열유속(Critical Heat Flux, CHF)을 증가할 수 있는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호주의 작은 악마가시 도마뱀에서 아이디어를 얻은 비표면적이 극대화된 악마가시 나노텍스처 필름을 초음속 전기방사 및 전기도금 기술을 이용하여 구현할 수 있도록 한 장비 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heat radiation technology of electric and electronic products such as LED lighting and mobile phones and a technology capable of increasing critical heat flux (CHF) of a nuclear power plant using ecological imitation nanotechnology. The present invention relates to a device and a method for manufacturing the devil visible nanotextured film using supersonic electrospinning and electroplating techniques that maximize the specific surface area obtained from the idea of a small devil lizard in Australia.
전기·전자 제품의 오랜 수명과 장시간 안정적인 사용을 위해서는 제품에서 발생하는 열을 냉각시켜주는 방열기술이 필수적이다. Heat dissipation technology that cools the heat generated from products is essential for long life and stable use of electrical and electronic products.
그러나 이처럼 높은 방열을 필요로 하는 나노, 바이오 및 공학기기와 같은 전기·전자 제품의 소형화 및 고성능화가, 낮은 방열 효율로 인해 더디게 진행되고 있다. However, miniaturization and high performance of electrical and electronic products such as nano, bio and engineering devices requiring high heat dissipation are proceeding slowly due to low heat dissipation efficiency.
즉, 제품의 소형화 및 고성능 제품의 개발을 위해서는 고효율 방열기술의 개발이 시급한 문제이다.That is, the development of high efficiency heat dissipation technology is an urgent problem for miniaturization of products and development of high performance products.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 섬유에 전도성 기능을 부여한 높은 열전도율을 지닌 방열용 섬유 제조 방법에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.In order to solve such a problem, researches on a method of manufacturing a fiber for heat dissipation having a high thermal conductivity in which a conductive function is given to a fiber are actively conducted.
이들 중에는 전기방사로 섬유 제작에 이은 무전해 도금법을 이용한 전도성 섬유를 제조하는 방법이 있다.Among them, there is a method of producing conductive fibers using electroless plating followed by fabrication by electrospinning.
이 경우는 무전해 도금 촉매가 전기방사 용액에 첨가되어 있어 사용할 수 있는 용액이 한정적이라는 것과 특정 외부 조건에서는 원활한 전기방사가 되지 않는다는 문제점이 존재한다. In this case, electroless plating catalysts are added to the electrospinning solution, so that the solution that can be used is limited and there are problems that the electrospinning is not smooth under certain external conditions.
동시에 일반적인 전기방사에 의하면 섬유 직경 한계에 따른 비표면적의 극대화가 불가능하다는 문제점이 있다.At the same time, according to general electrospinning, there is a problem that it is impossible to maximize the specific surface area according to the fiber diameter limit.
이에 반하여 초음속 전기방사를 이용하면 직경 50nm 이하의 극미세 나노섬유를 제조할 수 있어 필름의 비표면적을 극대화 시킬 수 있으며, 동시에 무전해 도금법과는 달리 전기도금을 이용하면 전기방사에 사용되는 용액에 제한이 없고 제조비용 및 제조시간을 절약할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, by using supersonic electrospinning, ultrafine nanofibers with a diameter of 50 nm or less can be manufactured to maximize the specific surface area of the film, and at the same time, unlike electroless plating, electroplating can be used for the solution used for electrospinning. There is no limitation and there is an advantage in that manufacturing cost and manufacturing time can be saved.
본 발명은 전기·전자 및 기계제품의 효과적인 방열을 초음속 전기방사 및 전기도금을 이용한 생태모방 나노텍스처 필름을 이용하여 구현하는 기술이다.The present invention is a technique for implementing effective heat dissipation of electrical, electronic and mechanical products by using an ecological mimic nanotextured film using supersonic electrospinning and electroplating.
본 발명에서 해결 하고자 하는 과제는 기존의 방열 기술의 공정 방식의 문제점을 대체할 수 있는 방법을 사용하여 극대화된 방열율을 지닌 나노텍스처 필름을 제조하는데 있다.The problem to be solved in the present invention is to produce a nano-textured film having a maximum heat dissipation rate by using a method that can replace the problem of the conventional method of heat dissipation technology.
본 발명의 주된 목적은 초음속 전기방사를 이용하여 더욱 견고하며, 원하는 크기 및 두께를 지닌 나노섬유 필름을 제조하고, 또한 전기도금을 통해 악마가시 형태의 나노텍스처 필름의 제조를 가능케하여 극대화된 비표면적을 지닌 방열용 나노섬유 필름 제조 방법을 제공하는데 있다. The main object of the present invention is to use a supersonic electrospinning to produce a more robust, nanofiber film having the desired size and thickness, and also to maximize the non-visible form of nano-textured film through electroplating It is to provide a method for producing a heat dissipation nanofiber film having a surface area.
본 발명은, 폴리머 방사액이 고전압을 통해 섬유화되어 필름 베이스로 토출시키는 전기 방사 노즐을 구비하는 전기 방사 모듈과, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유가 수집된 상기 필름 베이스를 사전 설정된 금속으로 전기 도금시키는 전기 도금 모듈을 구비하는 나노텍스처 필름 제조 장치를 제공한다.The present invention provides an electrospinning module having an electrospinning nozzle including a polymer spinning liquid fiberized through a high voltage and discharged to a film base, and an electroplating of the film base on which fibers discharged from the electrospinning nozzle are collected. It provides a nano-textured film manufacturing apparatus having an electroplating module to be.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 전기 방사 모듈은: 상기 전기 방사 노즐에 고전압을 인가하는 고전압 발생기; 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 유도되도록 상기 전기 방사 노즐과의 사이 공간에 전기장을 형성하는 접지 전원; 일측 방향으로 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하고, 상기 필름 베이스는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 상기 가스 분사 노즐과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의해 상기 필름 베이스에 수집될 수 있다. In the nanotextured film manufacturing apparatus, the electrospinning module comprises: a high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle; A ground power source for forming an electric field in a space between the electrospinning nozzle and the fiber discharged from the electrospinning nozzle so as to be guided by an electrostatic force; And a gas injection nozzle for injecting gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, and discharged from the electrospinning nozzle. Fiber may be collected in the film base by the flow force of the gas injected from the gas injection nozzle.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 접지 전원은 별도의 접지판에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 접지판으로 유도될 수 있다. In the nanotextured film manufacturing apparatus, the ground power source is connected to a separate ground plate, the fiber discharged from the electrospinning nozzle may be induced to the ground plate by the electrostatic force.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 접지 전원은 상기 가스 분사 노즐에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 가스 분사 노즐로 유도될 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, the ground power source is connected to the gas injection nozzle, the fiber discharged from the electrospinning nozzle may be guided to the gas injection nozzle by the electrostatic force.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가스 분사 노즐의 외측에는 상기 접지 전원과 연결되는 노즐 접지부가 구비되고, 상기 접지 전원은 노즐 접지부에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 가스 분사 노즐로 유도될 수 있다. In the nanotextured film manufacturing apparatus, a nozzle ground portion connected to the ground power source is provided on the outside of the gas injection nozzle, and the ground power source is connected to the nozzle ground portion, and the fiber discharged from the electrospinning nozzle is discharged by electrostatic force. It can be guided to the gas injection nozzle.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 노즐 접지부는 복수 개가 구비되어 상기 가스 분사 노즐을 중심으로 동심 배치되고, 상기 노즐 접지부의 상기 접지 전원과의 연결은 단속 가능할 수 있다. In the nanotextured film manufacturing apparatus, a plurality of nozzle grounding portions may be provided to be concentrically arranged around the gas injection nozzle, and the connection to the ground power source of the nozzle grounding portion may be interrupted.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 노즐 접지부는 복수 개가 구비되어 상기 가스 분사 노즐을 중심으로 동심 배치되고, 상기 전기 방사 노즐도 상기 노즐 접지부와 동수 개로 상기 가스 분사 노즐을 사이에 두고 대향하여 대응 배치될 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, a plurality of nozzle grounding portions are provided concentrically around the gas injection nozzle, and the electrospinning nozzle is also opposed to the nozzle grounding portion with the same number with the gas injection nozzle interposed therebetween. Can be arranged correspondingly.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 전기 방사 노즐은 상기 가스 분사 노즐을 사이에 두고 대향 대응 배치되는 상기 노즐 접지부와 쌍을 이루며 택일 가동될 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, the electrospinning nozzle may alternatively be operated in pairs with the nozzle grounding portions disposed to face each other with the gas injection nozzles interposed therebetween.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가스 분사 노즐은 초음속 유동 속도로 가스를 분사할 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, the gas injection nozzle may inject gas at a supersonic flow rate.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스는 도전성 필름일 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, the film base may be a conductive film.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스는 연속적 공정 가능한 롤 타입이고, 상기 필름 베이스를 이송시키는 롤투롤 모듈이 더 구비될 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, the film base is a roll type capable of continuously processing, it may be further provided with a roll-to-roll module for transferring the film base.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스를 사이에 두고 상기 가스 분사 노즐와 마주하여 배치되고, 상기 가스 분사 노즐에서 분사되는 가스에 의한 필름 베이스의 이동을 방지하기 위한 필름 베이스 가이드 플레이트가 더 구비될 수 있다. In the nano-textured film production apparatus, the film base guide plate is disposed facing the gas injection nozzle with the film base therebetween, further provided with a film base guide plate for preventing movement of the film base by the gas injected from the gas injection nozzle Can be.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 전기 도금 모듈은: 상기 필름 베이스가 침지 가능한 도금액을 수용하는 전기 도금 모듈 수조와, 상기 전기 도금 모듈 수조 내 도금액에 침지되어 배치되고 사전 설정 도금 금속으로 형성되는 전기 도금 애노드와, 상기 필름 베이스와 상기 전기 도금 애노드로 전압을 인가하는 전기 도금 전원부를 구비할 수 있다. In the nano-textured film manufacturing apparatus, the electroplating module comprises: an electroplating module tank for accommodating the plating liquid in which the film base is immersed, and immersed in a plating liquid in the electroplating module tank, and formed of a predetermined plating metal. An electroplating anode and an electroplating power supply unit for applying a voltage to the film base and the electroplating anode may be provided.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 롤투롤 모듈은: 접지되어 상기 필름 베이스와 접촉하여 상기 필름 베이스의 이동을 안내하고, 상기 필름 베이스가 상기 도금액에 침지 가능하게 위치 이동 가능한 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러를 구비할 수 있다. In the nanotextured film manufacturing apparatus, the roll-to-roll module is: a roll-to-roll electroplating guide which is grounded to guide the movement of the film base in contact with the film base, and the film base is movably positioned to be immersed in the plating solution. Rollers may be provided.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스의 진행 방향으로 상기 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 상기 필름 베이스가 침지 가능한 사전 설정 결합 강화 용액을 수용하는 결합 강화 모듈 수조를 포함하는 결합 강화 모듈이 더 구비되고, 상기 롤투롤 모듈은: 상기 필름 페이스를 상기 결합 강화 모듈 수조 내 사전 설정 결합 강화 용액으로 침지 가능하게 하는 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러를 구비할 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, the bond strengthening module comprising a bond strengthening module tank disposed in the rear of the electroplating module in the advancing direction of the film base and containing a preset bond strengthening solution capable of immersing the film base. Further provided, the roll-to-roll module may include: a roll-to-roll bond reinforcing guide roller that enables the film face to be immersed in a preset bond-reinforcement solution in the bond-reinforcement module water bath.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 필름 베이스의 진행 방향으로 상기 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 상기 필름 제이스가 침지 가능한 세정액을 수용하는 세정 모듈 수조를 포함하는 후처리 모듈이 더 구비될 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, a post-treatment module may be further provided which includes a cleaning module tank disposed behind the electroplating module in the advancing direction of the film base and containing a cleaning solution in which the film jay can be immersed. .
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 후처리 모듈은 상기 필름 베이스의 표면을 건조 및 경화시키는 큐어러를 더 구비할 수 있다. In the nanotextured film production apparatus, the post-treatment module may further include a curer for drying and curing the surface of the film base.
상기 나노텍스처 필름 제조 장치에 있어서, 상기 전기 방사 모듈은: 상기 전기 방사 노즐에 고전압을 인가하는 고전압 발생기; 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 유도되도록 상기 전기 방사 노즐과의 사이 공간에 전기장을 형성하는 접지 전원; 일측 방향으로 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하고, 상기 필름 베이스는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 상기 가스 분사 노즐과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의해 상기 필름 베이스에 수집되고, 상기 가스 분사 노즐로부터 토출되는 가스의 온도를 높이기 위한 프리 히터가 더 구비될 수 있다. In the nanotextured film manufacturing apparatus, the electrospinning module comprises: a high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle; A ground power source for forming an electric field in a space between the electrospinning nozzle and the fiber discharged from the electrospinning nozzle so as to be guided by an electrostatic force; And a gas injection nozzle for injecting gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, and discharged from the electrospinning nozzle. Fiber is collected in the film base by the flow force of the gas injected from the gas injection nozzle, the pre-heater for increasing the temperature of the gas discharged from the gas injection nozzle may be further provided.
본 발명은 초음속 전기방사 및 전기도금 기술을 이용하여 방열용 악마가시 나노텍스처 필름을 제조하는 것이며, 다양한 초음속 전기방사 용액과 전기도금 시 사용되는 금속의 종류를 용도에 맞게 변화시켜, 여러 용도에 적용이 가능하다. The present invention is to produce a heat-dissipating demon visible nanotextured film using supersonic electrospinning and electroplating technology, by changing the type of metal used in various supersonic electrospinning solutions and electroplating to suit the application, Application is possible.
첫째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는, 전기 방사 섬유에 대한 전기 도금을 통하여 표면적을 증대시켜 방열 성능 내지 열전달 성능을 극대화시킨 필름을 제조할 수 있다. First, the nano-textured film production apparatus of the present invention, by increasing the surface area through the electroplating on the electrospun fibers can be produced a film that maximizes the heat dissipation performance to heat transfer performance.
둘째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 롤투롤 모듈을 이용하여 대량 생산 가능한 방식으로 제조 원가를 절감시킬 수도 있다. Second, the nano-textured film production apparatus of the present invention may reduce the manufacturing cost in a mass production method using a roll-to-roll module.
셋째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 초음속 가스 유동을 이용하여 섬유의 필름 베이스에의 부착력을 강화할 수도 있다. Third, the nanotextured film production apparatus of the present invention may use a supersonic gas flow to enhance the adhesion of the fiber to the film base.
넷째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 전기 도금 모듈에서 가이드 롤러의 위치 변동을 통하여 도금액 내 침지 시간을 조정하여 설계 사양에 따른 범용성을 증진시킬 수도 있다. Fourth, the nano-textured film production apparatus of the present invention may improve the versatility according to the design specifications by adjusting the immersion time in the plating liquid through the positional change of the guide roller in the electroplating module.
다섯째, 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 결합 강화 모듈 내지 후처리 모듈에서의 공정을 통하여 섬유 표면에 도금된 금속재의 결합력을 강화시키고, 세정 내지 경화 과정을 통하여 필름 베이스 제품의 내구성을 증지시킬 수도 있다. Fifth, the nano-textured film manufacturing apparatus of the present invention may enhance the bonding strength of the metal material plated on the fiber surface through the process in the bonding reinforcement module or the post-treatment module, and may increase the durability of the film base product through the cleaning or curing process. have.
도1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 개략적인 구성도이다.1 to 3 is a schematic configuration diagram of a nano-textured film production apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 프리 히터가 내장된 가스 노즐의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a gas nozzle with a pre-heater of a nanotextured film production apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 전기 방사 모듈의 다른 일예를 도시하는 부분 사시도 및 구성도이다.5 and 6 are a partial perspective view and a configuration diagram showing another example of the electrospinning module of the nanotextured film production apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치를 통한 전기 방사 및 전기 도금을 통하여 얻어진 섬유가 수집된 필름 베이스에 대한 도금 금속에 따른 SEM 사진이다.7 and 8 are SEM images of the plating metal on the film base on which the fibers obtained through electrospinning and electroplating through the nanotextured film production apparatus according to the embodiment of the present invention are collected.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치를 통하여 얻어진 필름 베이스(c)와 다른 조건에서 얻어진 필름 베이스의 비교를 이루는 확대 사진이다.FIG. 9 is an enlarged photograph of a film base (c) obtained through a nanotextured film production apparatus according to an embodiment of the present invention and a film base obtained under different conditions.
본 발명은 우수한 열전도율을 가지는 진다. 이를 이용하여 높은 열이 발생하는 금속으로 덮인 높은 비표면적을 지닌 섬유필름으로서의 나노 텍스처 필름을 제조하는 장치를 제공한다.The present invention has excellent thermal conductivity. The present invention provides an apparatus for producing a nano-textured film as a fiber film having a high specific surface area covered with a metal that generates high heat.
본 발명을 통하여 제조된 생태모방 악마가시 구조의 나노텍스처 필름을 통해, 우수한 방열 성능을 수반함으로써, 다양한 전기·전자 및 기계제품에 장착되어 이들로부터 발생되는 열을 손쉽게 제거할 수 있다.Through the nano-textured film of the ecological imitation devil visible structure produced through the present invention, it is accompanied by excellent heat dissipation performance, it is possible to easily remove the heat generated from them mounted on various electrical, electronic and mechanical products.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 구성을 개념적으로 도시한 구성도 및 상세 구성도이다. 1 and 2 is a schematic and detailed configuration diagram showing the configuration of the nano-textured film manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치(1)는 전기 방사 모듈(10)과 전기 도금 모듈(11)을 포함하는데, 전기 방사 모듈(10)은 폴리머 방사액이 고전압을 통해 섬유화되어 필름 베이스로 토출시키는 전기 방사 노즐을 포함한다. Nano-texture film manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes an electrospinning module 10 and the electroplating module 11, the electrospinning module 10 is a polymer spinning liquid is fiberized through a high voltage And an electrospinning nozzle for discharging to the film base.
본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치(1)는 제어부(20)와 저장부(30)를 포함할 수 있다.The nanotextured film manufacturing apparatus 1 of the present invention may include a control unit 20 and a storage unit 30.
제어부(20)는 전기 방사 모듈(10) 및 전기 도금 모듈(11)의 작동을 제어하고, 경우에 따라 롤투롤 모듈(170), 결합 강화 모듈(13) 및 후처리 모듈(15)의 작동도 동시 제어할 수 있다. The control unit 20 controls the operation of the electrospinning module 10 and the electroplating module 11, and optionally the operation of the roll-to-roll module 170, the coupling reinforcement module 13 and the after-treatment module 15 Can be controlled simultaneously.
상세하게 제어부(20)는 후술되는 전기 방사 모듈(11)의 전압부(200), 전기 방사 노즐에 폴리머 방사액을 공급하는 폴리머 방사액 공급부(110), 가스 분사 노즐(400) 및 접지 전원(300)과의 연결을 단속하는 스위치와 같은 접지 전원 단속부(미도시)와 연결되어 소정의 제어 신호를 인가하여 방사 상태를 및 가스 유동 상태를 조정하여 콜렉터(500)로의 원활한 섬유 수집 상태 및 섬유재 형성을 가능하게 할 수 있다. In detail, the control unit 20 includes the voltage unit 200 of the electrospinning module 11 to be described later, the polymer spinning solution supply unit 110 supplying the polymer spinning solution to the electrospinning nozzle, the gas injection nozzle 400, and the ground power source ( It is connected to a ground power interrupter (not shown) such as a switch to control the connection to 300, and a predetermined control signal is applied to control the spinning state and the gas flow state to collect the fiber to the collector 500 and the fiber smoothly. It may be possible to re-form.
또한, 전기 도금 모듈(11)의 전기 도금 전원(116)의 전원 인가를 제어하는 제어 신호를 생성할 수도 있다.In addition, a control signal for controlling the power supply of the electroplating power source 116 of the electroplating module 11 may be generated.
또한, 롤투롤 모듈(170)의 롤투롤 풀림 롤러 구동부(171a) 및 롤투롤 감김 롤러 구동부(173a)의 작동 및 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752), 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)의 가동을 통한 필름 베이스의 전기 도금 모듈 내지 결합 강화 모듈 내에서의 이송 경로를 변화시켜 각각의 공정 시간 내지 속도를 조절할 수도 있다.In addition, operation of the roll-to-roll unwinding roller driver 171a and the roll-to-roll winding roller driver 173a of the roll-to-roll module 170 and the roll-to-roll electroplating guide roller 1722 and the roll-to-roll reinforcing guide roller 1754 are movable. By varying the transfer path in the electroplating module to bond reinforcement module of the film base through the respective process time to speed may be adjusted.
후처리 모듈(15)의 큐어러(15f)의 작동을 제어하여 소정의 건조 및 경화 공정을 선택 조정할 수도 있다. The operation of the curler 15f of the aftertreatment module 15 may be controlled to selectively adjust certain drying and curing processes.
또한, 저장부(30)는 제어부(20)와 연결되어 폴리머 방사액의 방사량, 가스 유동 압력/속도 및 접지 전원 차단부의 단속 순서, 전기 도금 모듈에서의 도금 시간을 형성하기 위한 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러의 위치, 전기 도금 전원부의 기준 전원값, 결합 강화 모듈의 경로 선택을 위한 결합 강화 가이드 롤러의 위치, 후처리 모듈(15)의 큐어러(15f)의 작동 시간 등의 사전 설정 데이터를 포함하여 작동 모드에 따른 데이터를 제어부(20)에 전달하여 소정의 원활한 동작을 가능하게 할 수 있다. In addition, the storage unit 30 is connected to the control unit 20, the roll-to-roll electroplating guide for forming the radiation amount of the polymer spinning liquid, the gas flow pressure / speed and the interruption order of the ground power interrupter, the plating time in the electroplating module Including preset data such as the position of the roller, the reference power value of the electroplating power supply unit, the position of the coupling reinforcement guide roller for selecting the path of the coupling reinforcement module, and the operating time of the curler 15f of the post-processing module 15 Data according to the operation mode may be transferred to the control unit 20 to enable a predetermined smooth operation.
또한, 전기 도금 모듈(11)은 전기방사 노즐로부터 토출된 섬유가 수집된 필름 베이스를 사전 설정된 도금 금속으로 전기 도금시키는데, 본 발명의 일실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치(1)에 의하여 나노텍스처링되는 필름 베이스는 연속 공정 가능한 롤 타입이고, 나노텍스처 필름 제조 장치(1)는 롤투롤 모듈(170)을 더 구비하는 구성을 취한다. In addition, the electroplating module 11 electroplats the film base on which the fibers discharged from the electrospinning nozzles are collected with a predetermined plating metal, and the nanotextured film manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention provides nano The film base to be textured is a roll type capable of being continuously processed, and the nanotextured film manufacturing apparatus 1 has a configuration further comprising a roll-to-roll module 170.
본 발명은 롤투롤 모듈을 수반하지 않고 각 시트 타입으로 개별화된 필름 베이스에 전기 방사 모듈과 전기 도금을 실행하여 나노텍스처 필름을 제조하는 방식을 취할 수도 있으나, 본 실시예에서는 롤투롤 모듈을 구비하는 롤투롤 방식을 중심으로 기술한다. The present invention may take a method of manufacturing a nanotextured film by performing electrospinning module and electroplating on the film base individualized to each sheet type without accompanying a roll-to-roll module, but in this embodiment, a roll-to-roll module is provided. The description focuses on the roll-to-roll method.
또한, 필름 베이스(500)는 경우에 따라 유리 등의 재질로 형성되는 구조를 취할 수도 있다. In addition, the film base 500 may have a structure formed of a material such as glass in some cases.
필름 베이스(500)는 도전성 필름으로 형성되는데, PET, PC, PVC 등의 고분자 기재에 ITO, Cu, Ni, Ag, Au 등과 같은 금속재료의 금속층이 형성되는 구조를 취할 수도 있다. The film base 500 is formed of a conductive film, and may have a structure in which a metal layer of a metal material such as ITO, Cu, Ni, Ag, Au, or the like is formed on a polymer substrate such as PET, PC, or PVC.
필름 베이스는 앞서 기술한 바와 같이 개별적인 시트 타입으로 구성될 수도 있으나, 본 발명의 일실시예에 따른 필름 베이스는 롤 타입으로 형성되고, 롤투롤 모듈(170)에 의하여 소정의 이송 속도로 공정 진행될 수 있다. The film base may be configured as an individual sheet type as described above, the film base according to an embodiment of the present invention is formed in a roll type, it can be processed by a roll-to-roll module 170 at a predetermined feed rate have.
롤투롤 모듈(170)은 롤투롤 풀림 롤러(171)와 롤투롤 감김 롤러(173)가 배치되고, 각각의 롤투롤 풀림 롤러(171)와 롤투롤 감김 롤러(173)의 양단이 권취된 롤투롤 타입의 필름 베이스(500)가 이들 사이에서 이송되는데, 필름 베이스(500)의 이송을 위한 구동력은 각각의 롤러에 연결되는 롤투롤 풀림 롤러 구동부(171a) 및 롤투롤 감김 롤러 구동부(173a)에 의하여 제공된다. The roll-to-roll unwinding roller 171 and the roll-to-roll unwinding roller 173 are disposed in the roll-to-roll unwinding roller 170 and roll-to-roll rolls on which both ends of the roll-to-roll unwinding roller 171 and the roll-to-roll unwinding roller 173 are wound. The film base 500 of the type is conveyed therebetween, and the driving force for conveying the film base 500 is by the roll-to-roll unwinding roller driver 171a and the roll-to-roll winding roller driver 173a connected to each roller. Is provided.
경우에 따라 이들 이외에 별도의 구동부가 더 구비되는 구조를 취할 수도 있다. In some cases, in addition to these, a separate drive unit may be further provided.
롤투롤 모듈(170)은 각각의 모듈에 대한 필름 베이스(500)의 진입 및 진출을 위한 롤투롤 도금 롤러(1751), 롤투롤 강화 롤러(1753) 및 롤투롤 후처리 롤러(1755)를 포함한다. The roll-to-roll module 170 includes a roll-to-roll plating roller 1751, a roll-to-roll reinforcement roller 1753, and a roll-to-roll post-processing roller 1755 for entry and exit of the film base 500 for each module. .
경우에 따라 롤투롤 모듈(170)은 개별적인 롤러를 더 포함할 수 있는데, 롤투롤 모듈(170)은 전기 도금 모듈(170)에서 필름 베이스(500)의 도금액(11e) 내 침지 등의 경로를 조절하기 위한 전기 도금 가이드 롤러(1752)와, 결합 강화 모듈(13) 내에서 필름 베이스(500)의 사전 설정 결합 강화 용액(13e) 내 침지되는 경로 및 속도, 달리 표현하면 침지되는 시간 등을 조절 가능한 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)를 더 포함할 수도 있다.In some cases, the roll-to-roll module 170 may further include individual rollers. The roll-to-roll module 170 may control a path of immersion in the plating solution 11e of the film base 500 in the electroplating module 170. The electroplating guide roller 1702 and the bonding reinforcement module 13 to adjust the path and speed of the immersion in the predetermined bonding reinforcement solution 13e of the film base 500, in other words, can be adjusted It may further include a roll-to-roll coupling reinforcement guide roller 1754.
이와 같은 제어부(500)의 제어 신호를 따라 가동되는 롤투롤 풀림 롤러 구동부(171a) 및 롤투롤 감김 롤러 구동부(173a)의 구동 동작을 제어함으로써, 양단이 권취된 필름 베이스(500)는 전기 방사 모듈(10), 전기 도금 모듈(11), 결합 강화 모듈(13) 및 후처리 모듈(15)로 연속적인 공정 과정을 거칠 수 있다. By controlling the driving operations of the roll-to-roll unwinding roller driver 171a and the roll-to-roll winding roller driver 173a that operate according to the control signal of the controller 500 as described above, the film base 500 wound around both ends of the electrospinning module 10, the electroplating module 11, the bond strengthening module 13, and the aftertreatment module 15 may be subjected to a continuous process.
보다 상세하게, 전기 방사 모듈(10)은 전기 방사 노즐(100)과, 고전압 발생기(200)와, 접지판(310)과 연결되는 접지 전원(300)을 포함하는데, 본 발명의 전기 방사 모듈(10)은 가스 분사 노즐(400)을 더 포함하고, 필름 베이스(500)는 가스 분사 노즐(400)로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 가스 분사 노즐(400)과 대향되는 위치에 배치되어, 전기 방사 노즐(400)로부터 토출된 섬유가 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의하여 필름 베이스(500)에 수집되는 구조를 취한다. 이와 같은 가스 분사 노즐(400)로부터 토출되는 가스 유동력을 이용하여 필름 베이스(500)에 폴리머 방사액에 의하여 형성되는 섬유가 수집 코팅 부착되는 방식을 취함으로써 섬유의 필름 베이스에의 부착력을 강화시킬 수 있다. In more detail, the electrospinning module 10 includes an electrospinning nozzle 100, a high voltage generator 200, and a ground power supply 300 connected to the ground plate 310. 10 further includes a gas injection nozzle 400, and the film base 500 is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle 400 along the flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle 400, thereby The fiber discharged from the spinning nozzle 400 is taken to the film base 500 by the flow force of the gas injected from the gas injection nozzle. By using the gas flow force discharged from the gas injection nozzle 400, the fiber formed by the polymer spinning solution is attached to the film base 500 by a collection coating method to enhance the adhesion of the fiber to the film base. Can be.
전기 방사 노즐(100)은 폴리머 방사액을 고전압을 통해 토출하며 섬유화시키는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 폴리머 방사액 공급부(110)로부터 폴리머 방사액을 공급받아 토출하는 방식으로 구성되는데, 예를 들면, 폴리머 방사액 공급부는 폴리머 방사액을 정량 공급하는 시린지 펌프(syringe pump)가 사용된다. The electrospinning nozzle 100 is configured to discharge the polymer spinning liquid through a high voltage and to make a fiber, and is configured in such a manner that the polymer spinning liquid is supplied and discharged from a separate polymer spinning liquid supply unit 110 as shown in FIG. 1. For example, a syringe pump for supplying a fixed amount of the polymer spinning solution to the polymer spinning solution supply unit is used.
폴리머 방사액은 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile)이 사용될 수도 있고, PVA(Polyvinyl alcohol)와 물이 혼합된 용액이 사용될 수 있고, 나일론 등의 기계적 성질이 우수한 폴리머를 사용하는 경우에는 포름산(Formic Acid) 등의 강한산성 용액을 사용할 수 있는 등, 전기 방사 노즐을 통하여 필름 베이스(500)로 토출 가능한 구조를 취하는 범위에서 다양한 고분자 재료가 사용될 수 있다. Polyacrylonitrile (polyacrylonitrile) may be used as the polymer spinning solution, or a solution containing a mixture of polyvinyl alcohol (PVA) and water may be used, and formic acid may be used when a polymer having excellent mechanical properties such as nylon is used. Various polymer materials may be used in a range that takes a structure capable of discharging to the film base 500 through an electrospinning nozzle, such as a strong acid solution such as).
전기 방사 노즐(100)은 시린지 펌프(미도시)로부터 폴리머 방사액을 공급받아 토출하는 콘젯 형태의 노즐이 적용될 수 있다.The electrospinning nozzle 100 may be a nozzle in the form of a cone jet to receive and discharge the polymer spinning liquid from a syringe pump (not shown).
고전압 발생기(200)는 전기 방사 노즐(100)에 고전압을 인가하며, 이에 대응하여 전기 방사 노즐(100)과 이격되는 위치에는 별도의 접지 전원(300)이 구비된다. The high voltage generator 200 applies a high voltage to the electrospinning nozzle 100, and correspondingly, a separate ground power source 300 is provided at a position spaced apart from the electrospinning nozzle 100.
접지 전원(300)은 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 접지판(310)에 연결되어 접지판(310)과 전기 방사 노즐(100) 사이 공간에 전기장을 형성시키거나 또는 도 2에 도시된 바와 같이 가스 분사 노즐(400)에 연결되어 가스 분사 노즐(400)과 전기 방사 노즐(100) 사이 공간에 전기장을 형성시킬 수 있다. The ground power source 300 is connected to a separate ground plate 310 as shown in FIG. 1 to form an electric field in the space between the ground plate 310 and the electrospinning nozzle 100 or as shown in FIG. 2. Likewise, the electric field may be formed in the space between the gas injection nozzle 400 and the electrospinning nozzle 100 by being connected to the gas injection nozzle 400.
이러한 전기장에 따라 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유(600)는 정전기력에 의해 전기 방사 노즐(100)로부터 접지판(310) 또는 가스 분사 노즐(400)을 향해 흘러가도록 유도된다. The fiber 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 according to the electric field is induced to flow from the electrospinning nozzle 100 toward the ground plate 310 or the gas injection nozzle 400 by the electrostatic force.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 전기 방사 노즐(100)이 상부에 위치하고, 전기 방사 노즐(100)의 연직 하부에 위치하는 접지판(310)에 접지 전원(300)이 연결되는 경우, 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유는 고전압 발생기(200)로부터 고전압을 인가받아 전하를 띤 상태로 토출되기 때문에, 전기 방사 노즐(110)과 접지판(310) 사이에 형성되는 전기장에 의해 하향 정전기력을 받으며 접지판(310)을 향해 흘러가도록 유도된다. For example, as shown in FIG. 1, when the electrospinning nozzle 100 is positioned at the top, and the ground power source 300 is connected to the ground plate 310 positioned vertically below the electrospinning nozzle 100, Since the fiber discharged from the electrospinning nozzle 100 is discharged in a charged state by receiving a high voltage from the high voltage generator 200, the fiber discharged downward by the electric field formed between the electrospinning nozzle 110 and the ground plate 310. It is induced to flow toward the ground plate 310 under the electrostatic force.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 접지 전원(300)이 가스 분사 노즐(400)에 연결되는 경우, 마찬가지 원리로 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유는 가스 분사 노즐(400)을 향해 흘러가도록 유도된다. Also, as shown in FIG. 2, when the ground power source 300 is connected to the gas injection nozzle 400, the fibers discharged from the electrospinning nozzle 100 may flow toward the gas injection nozzle 400 in the same principle. Induced.
이때, 가스 분사 노즐(400)은 이러한 전기장의 정전기력 방향과 다른 방향으로 가스를 분사하도록 구성되는데, 본 실시예에서의 가스 분사 노즐(400)은 초음속 노즐로 형성되어 가스 분사 노즐(400)에서 가스가 초음속 유동 속도로 분사될 수 있다. At this time, the gas injection nozzle 400 is configured to inject gas in a direction different from the electrostatic force direction of the electric field, the gas injection nozzle 400 in the present embodiment is formed as a supersonic nozzle to the gas in the gas injection nozzle 400 Can be injected at a supersonic flow rate.
즉, 분사되는 가스의 유동 속도는 마하수 1 이상의 초음속 유동으로 약 300m/s 이상의 속도를 갖도록 구성된다. 여기서, 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유는 정전기력에 의해 유도되는 힘을 받음과 동시에 가스 분사 노즐(400)로부터 분사되는 가스의 유동 흐름에 의한 힘을 함께 받게 되는데, 이때, 가스 유동 흐름에 의한 힘이 정전기력에 의해 유도되는 힘보다 더 크게 작용하도록 구성되어, 토출된 섬유는 강한 유동력에 의하여 필름 베이스(500)에 부착될 수 있다. That is, the flow rate of the injected gas is configured to have a speed of about 300 m / s or more in the supersonic flow of Mach number 1 or more. Here, the fiber discharged from the electrospinning nozzle 100 receives the force induced by the electrostatic force and at the same time receives the force by the flow flow of the gas injected from the gas injection nozzle 400, in this case, the gas flow flow The force by the force is configured to act larger than the force induced by the electrostatic force, so that the discharged fibers can be attached to the film base 500 by a strong flow force.
또한, 전기 방사 노즐(100)로부터 토출된 섬유(600)에 작용하는 전기장에 의한 정전기력 방향과 가스 분사 노즐(400)에 의한 가스의 유동력 방향은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있는데, 도 1에서 소정의 각도는 직각 방향을 이루도록 형성될 수 있다. In addition, the electrostatic force direction due to the electric field acting on the fiber 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 and the flow force direction of the gas by the gas injection nozzle 400 may have a predetermined angle with each other as shown in FIG. 1. In FIG. 1, a predetermined angle may be formed to form a right angle direction.
전기 방사 노즐에 대향하여 배치되는 접지판(310)의 구조에 있어 정전기력 방향과 가스 유동력 방향이 직각을 이루도록 하여 가스 유동 내로 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유가 안정적으로 유입되도록 할 수 있는데, 전기 방사 노즐의 정전기력 방향과 가스 유동력 방향 사이의 소정의 각도는 접지 전원의 구조 및 가스 분사 노즐과 전기 방사 노즐의 거리 등을 고려하여 적절하게 조정될 수도 있다. In the structure of the ground plate 310 disposed opposite the electrospinning nozzle, the direction of the electrostatic force and the direction of the gas flow force may be perpendicular to each other so that the fibers discharged from the electrospinning nozzle may stably flow into the gas flow. The predetermined angle between the electrostatic force direction of the nozzle and the gas flow force direction may be appropriately adjusted in consideration of the structure of the ground power source, the distance between the gas injection nozzle and the electrospinning nozzle, and the like.
또한, 가스 분사 노즐(400)은 초음속 노즐, 즉 축소-확대 노즐에는 가스 분사 노즐(400)을 거쳐 토출되는 가스의 온도를 증대시키는 구성요소를 더 구비할 수도 있다. In addition, the gas injection nozzle 400 may further include a component that increases the temperature of the gas discharged through the gas injection nozzle 400 in the supersonic nozzle, that is, the reduction-expansion nozzle.
즉, 도 4의 길이 방향 단면도에 도시된 바와 같이, 초음속 노즐로 구현되는 가스 분사 노즐(400)은 가스 분사 노즐(400)의 외주에 분사되는 가스의 유동 방향을 따라 배열되는 구조의 프리 히터(800)가 더 구비될 수도 있다. That is, as shown in the longitudinal cross-sectional view of Figure 4, the gas injection nozzle 400 implemented as a supersonic nozzle is a pre-heater having a structure arranged along the flow direction of the gas injected to the outer periphery of the gas injection nozzle (400) 800 may be further provided.
프리 히터(800)는 열을 제공하는 범위에서 다양한 구성이 가능한데, 본 실시예에는 전기 전열선으로 형성되어 제어부(20, 도 1 참조)를 통하여 입력되는 히터 제어 신호에 따라 가동되어 가열됨으로써 가스 분사 노즐(400)을 관류하는 가스의 온도를 증대시킬 수도 있다. The pre-heater 800 can be configured in a variety of ranges to provide heat, in the present embodiment is formed of an electric heating wire is operated in accordance with the heater control signal input through the control unit 20 (see Fig. 1) is heated by the gas injection nozzle It is also possible to increase the temperature of the gas flowing through the 400.
본 실시예에서의 프리 히터(800)는 가스 분사 노즐(400)의 내부에 개재되는 구성을 취하였으나, 프리 히터의 외주면을 권취하는 구성을 취할 수도 있고, 프리 히터의 내부에 배치되어 토출 가스와 직접 열교환을 이루는 방식을 취할 수도 있고, 가스 분사 노즐의 선단으로 압축기와의 사이에 배치될 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다. The preheater 800 according to the present embodiment has a configuration interposed in the gas injection nozzle 400, but may take a configuration in which the outer circumferential surface of the preheater is wound. Various configurations are possible, such as a method of directly exchanging heat and being disposed between the compressor and the tip of the gas injection nozzle.
상기한 전기 방사 모듈(10)에서의 초음속 가스 유동 내 전기 방사 수집되는 과정은 다음과 같이 실시될 수 있는데, 포름산(formic acid)에 나일론(nylon) 15wt%를 녹인 용액 또는 다이메틸폼아마이드(dimethylformamaide)에 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile) 6%를 녹인 용액을 시린지 펌프로 구현되는 폴리머 방사액 공급부(110)를 이용하여 제어부(20)의 신호에 따라 50μL/hr로 공급하고 전압부(200)에서 8kV의 전압이 인가된다. The electrospinning process in the supersonic gas flow in the electrospinning module 10 may be carried out as follows: a solution in which 15 wt% of nylon (nylon) is dissolved in formic acid or dimethylformamaide ) By supplying a solution of 6% polyacrylonitrile (polyacrylonitrile) in a 50μL / hr according to the signal of the control unit 20 using the polymer spinning solution supply unit 110 implemented as a syringe pump and the voltage unit 200 At 8kV a voltage is applied.
폴리머 방사액 공급부(110)와 연결되는 압축기(미도시)에 또는 가스 분사 노즐(400)에 배치 가능한 프리 히터(800)를 이용하여 제어부(20)의 온도 제어 신호에 따라 온도조절이 가능한 초음속 공기를 전기방사 노즐을 향해 분사시킨다. Supersonic air capable of temperature control according to a temperature control signal of the control unit 20 by using a preheater 800 that is arranged in a compressor (not shown) connected to the polymer spinning solution supply unit 110 or in the gas injection nozzle 400. Is sprayed toward the electrospinning nozzle.
초음속 전기방사 되는 용액의 공급유량, 인가전압, 분사구-기판 간의 거리 변화를 통해 다양한 두께, 직경을 가진 섬유필름을 만들 수 있으며, 동시에 초음속 공기의 온도 조절을 통하여 초음속 전기방사된 섬유의 직경을 조절할 수도 있다.By changing the supply flow rate of the supersonic electrospinning solution, the applied voltage, and the distance between the injection port and the substrate, it is possible to make a fiber film with various thicknesses and diameters, and at the same time, to control the diameter of the supersonic electrospun fibers by controlling the temperature of the supersonic air. It may be.
한편, 발명의 전기 방사 모듈(10)은 롤 타입의 필름 베이스(500)에 부착된 섬유(600)의 유동력에 대한 반력을 제공하여 섬유(600)의 필름 베이스(500) 상에 안정적인 수집 부착 상태를 형성하고, 가스 유동력에 의한 필름 베이스(500)의 손상 내지 이동을 방지하기 위한 구성요소로서 필름 베이스 가이드 플레이트(700)가 더 구비될 수 있다. On the other hand, the electrospinning module 10 of the invention provides a reaction force against the flow force of the fiber 600 attached to the roll-type film base 500 to ensure a stable collection adhesion on the film base 500 of the fiber 600 The film base guide plate 700 may be further provided as a component for forming a state and preventing damage or movement of the film base 500 by the gas flow force.
필름 베이스 가이드 플레이트(700)는 필름 베이스(500)를 사이에 두고 가스 분사 노즐(400)와 마주하여 배치되고, 필름 베이스(500)의 일면이 최소한의 간극을 유지하거나 밀착되도록 배치되는 구조를 취하여, 가스 분사 노즐(400)에서 분사되는 가스에 의한 필름 베이스(500)의 이동을 방지할 수 있다. The film base guide plate 700 is disposed to face the gas injection nozzle 400 with the film base 500 therebetween, and has a structure in which one surface of the film base 500 is disposed to maintain or adhere to a minimum gap. The movement of the film base 500 by the gas injected from the gas injection nozzle 400 may be prevented.
필름 베이스 가이드 플레이트(700)는 양단이 챔퍼링 내지 유선형 곡선 구조를 이루어 박막 형태의 롤 필름 타입의 필름 베이스(500)의 이송시 발생하는 손상을 최소화할 수도 있다.The film base guide plate 700 may have a chamfering or streamlined curved structure at both ends to minimize damage occurring when the film base 500 of the roll film type in the form of a thin film is transferred.
이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치(1)는 전기 방사 노즐(100)로부터 토출된 섬유(600)가 정전기력에 의해 접지판(310) 또는 가스 분사 노즐(100)로 유도되는 과정에서, 가스 분사 노즐(400)로부터 분사되어 정전기력 방향과 직각 방향으로 작용하는 가스의 유동력을 받게 되므로, 이러한 가스 유동에 의해 섬유(600)가 전단 응력을 받게 되어 더욱 얇아지게 되며, 이에 따라 더욱 미세한 직경을 갖게 된다. According to this structure, the nanotextured film manufacturing apparatus 1 according to the exemplary embodiment of the present invention has the ground plate 310 or the gas injection nozzle 100 of the fiber 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 by electrostatic force. In the process induced by the gas injection nozzle 400 receives the flow force of the gas acting in a direction perpendicular to the electrostatic force direction, so that the fiber 600 is subjected to shear stress by this gas flow becomes thinner. Therefore, it has a finer diameter.
이때, 섬유(600)에는 전술한 바와 같이 가스의 유동력이 정전기력보다 더 크게 작용하므로, 섬유(600)는 정전기력에 의해 유도되는 과정에서 가스의 유동력에 의해 가스의 유동 방향을 따라 흘러가게 된다. At this time, since the flow force of the gas acts on the fiber 600 more than the electrostatic force, as described above, the fiber 600 flows along the flow direction of the gas by the flow force of the gas in the process induced by the electrostatic force .
따라서, 섬유(600)를 수집하는 롤 타입의 필름 베이스(500)는 종래 기술과 달리 가스 분사 노즐(400)로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 가스 분사 노즐(400)과 대향되는 위치에 배치되어 섬유를 수집하도록 이송 배치된다. 필름 베이스(500)의 이송 속도는 제어부(20)를 통하여 구동되는 롤투롤 모듈(170)에 의하여 조정되는데, 빠른 이송 속도의 경우 섬유(600)의 수집 밀도가 낮을 수도 있고, 느린 경우 섬유의 수집 밀도가 증가되어 두께가 조정될 수도 있는 등 다양한 조정이 가능하다. Accordingly, the roll-type film base 500 collecting the fibers 600 is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle 400 along the flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle 400 unlike the prior art. The transfer is arranged to collect the fibers. The feed rate of the film base 500 is adjusted by the roll-to-roll module 170 driven through the control unit 20. In the case of the high feed rate, the collection density of the fiber 600 may be low, or the collection of the fiber may be slow. Various adjustments are possible, such as the density being increased and the thickness adjusted.
이와 같이 구성된 나노텍스처 필름 제조 장치는 전기 방사 노즐(100)로부터 토출되는 섬유(600)에 대해 가스의 유동에 의한 전단 응력이 작용하여 더욱 미세한 직경, 예를 들면 100nm 이하 직경의 섬유를 균질하게 얻을 수 있다.In the nanotextured film manufacturing apparatus configured as described above, the shear stress due to the flow of gas acts on the fiber 600 discharged from the electrospinning nozzle 100 to obtain a finer diameter, for example, a fiber having a diameter of 100 nm or less. Can be.
전기 방사 노즐(100)과 가스 분사 노즐(400)의 위치에 따라 수집되는 섬유(600)의 상태가 달라질 수 있는데, 전기 방사 노즐(100)과 가스 분사 노즐(400)은 가스 분사 노즐(400)로부터 분사되는 가스의 유동 흐름을 전기 방사 노즐(100)이 방해하는 저항 요소로 작용하지 않도록 상호 배치되는 것이 바람직하다. According to the positions of the electrospinning nozzle 100 and the gas injection nozzle 400, the state of the collected fibers 600 may vary, and the electrospinning nozzle 100 and the gas injection nozzle 400 are the gas injection nozzle 400. It is preferred that the flow flow of the gas injected from the interstitial arrangement be such that the electrospinning nozzle 100 does not act as a resistive element.
이를 위해 전기 방사 노즐(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 가스 분사 노즐(400)로부터 분사되는 가스의 유동층(410)으로부터 직각 방향으로 일정 거리만큼 이격 조정 배치되어 최적화된 전기 방사 구조를 취할 수도 있다. To this end, as shown in FIG. 1, the electrospinning nozzle 100 may be spaced apart from each other in a direction perpendicular to the fluidized bed 410 of the gas injected from the gas injection nozzle 400 to take an optimized electrospinning structure. have.
한편, 상기 실시예에서 전기 방사 노즐 및 가스 분사 노즐을 구비하는 전기 방사 모듈은 필름 베이스(500)의 일면 측에만 단수 개가 배치되는 구조를 설명하였으나, 이는 일예로서 필름 베이스(500)를 중심으로 양측에 쌍을 이루며 배치되는 구조를 취할 수도 있고, 양측에 각각 배치되되 섬유의 수집 위치가 상이한 위치를 점하도록 이격 배치되는 구성을 취할 수도 있는 등 공정의 환경 내지 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. On the other hand, in the above embodiment, the electrospinning module having the electrospinning nozzle and the gas injection nozzle has been described a structure in which a single number is disposed only on one side of the film base 500, which is an example of both sides around the film base 500 Various configurations are possible depending on the environment or design specification of the process, such as may take a structure arranged in pairs, may be arranged on both sides but spaced apart so that the collection position of the fibers to point different positions.
한편, 본 발명에 따른 나노텍스처 필름 제조 장치의 전기 방사 모듈은 상기 실시예에서 단일의 전기 방사 노즐이 배치되는 구조를 도시하였으나, 전기 방사 노즐이 복수 개가 배치되는 구조를 형성할 수 있다. On the other hand, the electrospinning module of the nanotextured film manufacturing apparatus according to the present invention has shown a structure in which a single electrospinning nozzle is disposed in the above embodiment, it may form a structure in which a plurality of electrospinning nozzles are arranged.
도 5에 도시된 바와 같이 나노텍스처 필름 제조 장치의 전기 방사 모듈의 가스 분사 노즐(400b)의 단부 주위에는 접지 전원(300b)의 복수 개의 노즐 접지부(301b, 303b, 305b)가 배치된다. As illustrated in FIG. 5, a plurality of nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b of the ground power supply 300b are disposed around the end portion of the gas injection nozzle 400b of the electrospinning module of the nanotextured film manufacturing apparatus.
본 실시예에서 전기 방사 노즐(100d;101b,103b,105b)도 복수 개가 구비된다. 각각의 노즐 접지부(301b,303b,305b)는 노즐 토출구(401)를 사이에 두고 각각의 전기 방사 노즐(100d)과 대향하여 배치되는데, 대향 배치되는 각각의 노즐 접지부와 전기 방사 노즐은 쌍, 즉 짝을 이룬다. In this embodiment, a plurality of electrospinning nozzles 100d; 101b, 103b, and 105b are also provided. Each of the nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b is disposed to face each of the electrospinning nozzles 100d with the nozzle outlet 401 interposed therebetween. , That is, paired.
즉, 각각의 노즐 접지부는 접지 전원 상태가 단속 가능한 상태를 형성하는데, 짝을 이룬 전기 방사 노즐에서 폴리머 방사액이 토출되는 경우 대향 배치되는 노즐 접지부에 통전이 이루어져 접지 상태를 형성하게 되어 각각의 전기 방사 노즐에서 토출되는 폴리머 방사액은 대향 배치되는 노즐 접지부 측을 향하여 유동하고, 이 과정에서 가스 분사 노즐의 노즐 토출구의 범위를 거치게 되어 방사되는 폴리머 방사액은 가스 유동의 중심부 측 유동력을 받아 필름 베이스(500, 도 1 및 도 6 참조)로 수집된다. That is, each of the nozzle grounds forms a state in which the ground power state can be interrupted. When the polymer spinning liquid is discharged from the pair of electrospinning nozzles, the nozzle ground is energized to form a ground state. The polymer spinning liquid discharged from the electrospinning nozzle flows toward the opposite nozzle ground portion, and in this process, the polymer spinning liquid passes through the range of the nozzle discharge port of the gas injection nozzle. The film is collected into a film base 500 (see FIGS. 1 and 6).
유동력에 의한 필름 베이스의 이동 내지 손상을 방지하기 위하여 앞서 기술한 바와 같은 필름 베이스 가이드 플레이트(700)가 필름 베이스(500)의 이면 측에 배치될 수 있다. In order to prevent movement or damage of the film base due to the flow force, the film base guide plate 700 as described above may be disposed on the back side of the film base 500.
이와 같이 짝을 이루는 전기 방사 노즐 및 노즐 접지부는 택일적으로 가동되도록 함으로써 순차적인 내지는 순서에 의한 택일적 작동을 이루어 전기 방사 노즐에서의 멀티젯 형성을 방지하여 원활한 폴리머 방사액 분출을 가능하게 할 수 있다. The pair of electrospinning nozzles and the nozzle ground as described above may be alternately operated to perform alternative operations in a sequential or sequential manner to prevent the formation of multijet in the electrospinning nozzles, thereby enabling smooth polymer spinning. have.
여기서, 전기 방사 노즐은 방사 노즐 지지부(120)에 의하여 지지될 수 있다. 방사 노즐 지지부(120)는 지지부 프레임(121)과 지지부 레그(123)를 포함한다. Here, the electrospinning nozzle may be supported by the spinning nozzle support 120. The spinning nozzle support 120 includes a support frame 121 and a support leg 123.
지지부 레그(123)는 복수 개가 구비되고, 일단은 가스 분사 노즐(400b)와 접하여 지지되고, 타단은 지지부 프레임(121)과 접한다. A plurality of support leg 123 is provided, one end is supported in contact with the gas injection nozzle 400b, the other end is in contact with the support frame 121.
지지부 프레임(121)은 링 타입으로 구현되는데, 지지부 프레임(121)의 외측에는 전기 방사 노즐(100b)이 배치된다. The support frame 121 is implemented in a ring type, and the electrospinning nozzle 100b is disposed outside the support frame 121.
각각의 전기 방사 노즐(100b;101b,103b,105b)는 방사 노즐 배선(201,203,205)을 통하여 전압부(200b)와 연결되어 소정의 전압 공급 상태를 형성할 수 있다. 전압부(200b)는 제어부(20)의 전압 제어 신호에 따라 인가 여부가 제어될 수 있다.Each of the electrospinning nozzles 100b; 101b, 103b, and 105b may be connected to the voltage unit 200b through the radiating nozzle wires 201, 203, and 205 to form a predetermined voltage supply state. The voltage unit 200b may be controlled according to the voltage control signal of the controller 20.
또한, 가스 분사 노즐(400b)의 외주에는 노즐 접지부(301b,303b,305b)가 복수 개가 가스 분산 노즐(400b)의 노즐 토출구(401)를 중심으로 등간격으로 등거리만큼 이격되어 등거리 등각 배치되는 구조를 취한다. In addition, a plurality of nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b are disposed on the outer circumference of the gas injection nozzle 400b at equal intervals at equal intervals with respect to the nozzle discharge ports 401 of the gas dispersion nozzle 400b. Take the structure
또한, 노즐 접지부(301b,303b,305b)는 접지 배선(30;31,33,35)와 연결되고, 각각의 접지 배선(31,33,35)은 도 6에 도시되는 접지 전원 차단부(50)와 연결되어 제어부(20)의 제어 신호에 따라 단속 제어가 이루어져 접지 상태 변화가 이루어질 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치는 제어부(20) 및 저장부(30)를 포함할 수 있는데, 제어부(20)는 전압부(200b), 전기 방사 노즐에 폴리머 방사액을 공급하는 폴리머 방사액 공급부(110b;111,113,115), 가스 분사 노즐(400b) 및 접지 전원 차단부(50)와 연결되어 소정의 제어 신호를 인가하여 방사 상태를 및 가스 유동 상태를 조정하여 필름 베이스(500)로의 원활한 섬유 수집 상태 및 섬유재 형성을 가능하게 할 수 있다. In addition, the nozzle ground portions 301b, 303b, and 305b are connected to the ground wires 30; 31, 33, and 35, and each of the ground wires 31, 33, and 35 is connected to the ground power cut-off portion shown in FIG. 50 may be connected to the control unit 20 in accordance with the control signal is controlled to the ground state change can be made. That is, as shown in FIG. 1, the nanotextured film manufacturing apparatus of the present invention may include a control unit 20 and a storage unit 30. The control unit 20 may include a polymer in a voltage unit 200b and an electrospinning nozzle. It is connected to the polymer spinning solution supply unit 110b; 111, 113, and 115 for supplying spinning solution, the gas injection nozzle 400b, and the ground power cutoff unit 50 to apply a predetermined control signal to adjust the spinning state and the gas flow state. It is possible to enable a smooth fiber collection state and the formation of the fiber material to the base 500.
또한, 저장부(30)는 제어부(20)와 연결되어 폴리머 방사액의 방사량, 가스 유동 압력/속도 및 접지 전원 차단부의 단속 순서 등의 사전 설정 데이터를 포함하여 작동 모드에 따른 데이터를 제어부(20)에 전달하여 소정의 원활한 동작을 가능하게 할 수 있다. In addition, the storage unit 30 is connected to the control unit 20 to control the data according to the operation mode, including the preset data such as the radiation amount of the polymer spinning liquid, gas flow pressure / speed and the interruption order of the ground power interrupter. ) To enable a certain smooth operation.
또한, 본 실시예에 따른 가스 분사 노즐(400b)에도 앞선 실시예에서와 마찬가지로 프리 히터(800)가 더 구비될 수 있다. 프리 히터(800)는 노즐 토출구(401)의 외측에서 노즐 토출구(401)를 둘러싸는 구조를 취한다. In addition, the gas injection nozzle 400b according to the present exemplary embodiment may further include a preheater 800 as in the previous exemplary embodiment. The pre heater 800 has a structure that surrounds the nozzle discharge port 401 outside the nozzle discharge port 401.
본 실시예에서의 프리 히터(800)는 가스 분사 노즐(400)의 내부에 개재되는 구성을 취하였으나, 프리 히터의 외주면을 권취하는 구성을 취할 수도 있고, 프리 히터의 내부에 배치되어 토출 가스와 직접 열교환을 이루는 방식을 취할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다. The preheater 800 according to the present embodiment has a configuration interposed in the gas injection nozzle 400, but may take a configuration in which the outer circumferential surface of the preheater is wound. Various configurations are possible, such as taking the form of direct heat exchange.
상기와 같은 구성 등으로부터 전기 방사 모듈에서 초음속 가스 유동장 내 전기 방사를 통하여 필름 베이스(500) 상에 섬유(600)가 수집된 후, 해당 영역의 필름 베이스(500)는 전기 도금 모듈(11)로 이송된다. After the fiber 600 is collected on the film base 500 through the electrospinning in the supersonic gas flow field in the electrospinning module from the above configuration, the film base 500 of the corresponding area is transferred to the electroplating module 11. Transferred.
본 발명은 필름 베이스가 시트 타입의 필름 베이스로 형성되는 경우 시트 타입의 필름 베이스를 장착하여 전기 도금 모듈 내 도금액에 침지시키기 위한 별도의 홀더 내지 가이드(미도시)에 시트 타입 필름 베이스를 안착시키고 전기 도금 모듈로 진입시키는 방식을 취할 수도 있다. According to the present invention, when the film base is formed of a sheet type film base, the sheet type film base is mounted on a separate holder or guide (not shown) for mounting the sheet type film base to be immersed in the plating solution in the electroplating module. It may take a way to enter the plating module.
본 발명의 실시예에서는 롤투롤 모듈(170)을 통한 연속적 공정 진행 방식을 이루므로, 표면에 섬유(600)가 수집된 필름 베이스(500)는 롤투롤 모듈(170)의 롤투롤 도금 롤러(1751)를 통하여 전기 도금 모듈(11)로 진입 안내된다. In the exemplary embodiment of the present invention, since the process of continuous processing through the roll-to-roll module 170 is achieved, the film base 500 in which the fibers 600 are collected on the surface is roll-to-roll plating roller 1175 of the roll-to-roll module 170. Is guided to the electroplating module (11).
롤투롤 도금 롤러(1751)는 단순한 가이드 피동 롤러일 수도 있고, 별도의 구동부가 더 구비되어 구동 롤러로 구현될 수도 있다. The roll-to-roll plating roller 1751 may be a simple guide driven roller, or may be provided with a separate driving unit and implemented as a driving roller.
전기 도금 모듈(11)은 전기 도금 모듈 수조(11a)와, 전기 도금 애노드(11c)와, 전기 도금 전원부(11b)를 포함한다. The electroplating module 11 includes an electroplating module water tank 11a, an electroplating anode 11c, and an electroplating power supply portion 11b.
전기 도금 모듈 수조(11a)는 섬유(600)가 수집된 필름 베이스(500)가 침지 가능한 도금액(11e)을 수용하고, 전기 도금 애노드(11c)는 전기 도금 모듈 수조 내 도금액(11e)에 침지되어 배치되고 사전 설정된 도금 금속으로 형성되며, 전기 도금 전원부(11b)는 섬유(600)가 수집된 필름 베이스(500)와 전기 도금 애노드(11c)로 전압을 인가한다. The electroplating module tank 11a accommodates the plating liquid 11e into which the film base 500 in which the fibers 600 are collected can be immersed, and the electroplating anode 11c is immersed in the plating liquid 11e in the electroplating module tank. The electroplating power source 11b applies a voltage to the film base 500 from which the fibers 600 are collected and the electroplating anode 11c.
도금액(11e)은 전해질 용액으로서 전기 도금하고자 하는 금속이 포함되는데, 전기 도금 애노드(11c)의 사전 설정된 도금 금속에 따라 결정된다. The plating solution 11e includes a metal to be electroplated as an electrolyte solution, which is determined according to a predetermined plating metal of the electroplating anode 11c.
예를 들어 전기 도금 애노드가 구리로 형성되는 경우, 도금액은 Cu 도금액을 포함할 수 있는데, 소정의 전기 도금을 이루는 범위에서 다양한 선택이 가능하다.For example, when the electroplating anode is formed of copper, the plating liquid may include a Cu plating liquid, and various selections are possible within a range of forming a predetermined electroplating.
롤투롤 모듈(170)은 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)를 구비하는데, 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)는 섬유가 수집된 필름 베이스(500)와 접촉하여 필름 베이스의 이동을 안내한다. The roll-to-roll electroplating guide roller 1752 has a roll-to-roll electroplating guide roller 1702, which is in contact with the film base 500 where the fibers are collected to guide the movement of the film base.
롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)는 접지되어 전기 도금 애노드(11c)와의 사이에 전위차가 발생된다. The roll-to-roll electroplating guide roller 1752 is grounded to generate a potential difference between the electroplating anode 11c.
또한, 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)는 위치 이동 가능한 구조를 취하는데, 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)는 전기 도금 모듈(11) 내에서 예를 들어 수직 방향으로 위치 이동 가능함으로써, 전기 도금 모듈(11) 내에서 필름 베이스(500)의 이동 경로를 변화시켜 궁극적으로 전기 도금 모듈(11) 내 도금액(11e) 내 침지 시간을 변화시킬 수도 있다. In addition, the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 has a structure capable of positional movement, and the roll-to-roll electroplating guide roller 1756 is movable in the vertical direction, for example, in the electroplating module 11, thereby providing a The movement path of the film base 500 in the plating module 11 may be changed to ultimately change the immersion time in the plating solution 11e in the electroplating module 11.
이와 같은 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)의 위치 이동은 운영자에 의하여 직접 이루어질 수도 있으나, 별도의 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러 구동부를 더 구비할 수도 있다. The roll-to-roll electroplating guide roller 1552 may be moved directly by an operator, but may further include a separate roll-to-roll electroplating guide roller driver.
롤투롤 전기 도금 가이드 롤러 구동부는 제어부의 제어 신호에 따라 가동되는 모터와, 랙-피니언 동력 전달부를 구비함으로써 구성 가능하다. The roll-to-roll electroplating guide roller drive part can be comprised by providing the motor which operates according to the control signal of a control part, and the rack-pinion power transmission part.
경우에 따라 랙과 피니언 사이에는 기어비를 변화시키는 별도의 기어가 더 배치될 수도 있다. In some cases, a separate gear for changing the gear ratio may be further disposed between the rack and the pinion.
모터의 회전축에는 피니언이 장착되고 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)의 일측에는 랙이 연결되어 제어부의 제어 신호에 따라 가동되는 피니언과 이와 치합되는 랙의 연동 구조를 통하여 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러(1752)가 수직 위치 변화될 수도 있다. The pinion is mounted on the rotating shaft of the motor, and a rack is connected to one side of the roll-to-roll electroplating guide roller 1752 through a linkage structure of the pinion and the rack engaged with the pinion which is operated according to the control signal of the controller. 1752 may be shifted vertically.
도금액에 침지된 섬유(600) 수집 필름 베이스(500)의 섬유(600)의 표면에는 전기 도금 애노드를 이루는 금속이 표면적을 확장하는 방식, 즉 단순하게 섬유의 외면을 일층의 두께로 균일하게 코팅하는 것이 아닌 나뭇가지가 뻗어 나가듯이 금속으로 도금 코팅된 표면에서 외면을 향하여 계속적인 연속 성장 구조를 이루여 필름 베이스 상의 금속 도금 코팅된 섬유의 표면적이 극대화될 수 있다. On the surface of the fiber 600 of the fiber 600 collecting film base 500 immersed in the plating solution, the metal forming the electroplating anode expands the surface area, that is, simply coats the outer surface of the fiber uniformly with one layer thickness. It is possible to maximize the surface area of the metal plated coated fibers on the film base by forming a continuous continuous growth structure from the plated surface coated with the metal to the outer surface as the tree branches, but not the branches.
전기 도금 모듈에서의 공정은 예를 들어, 사전 설정 전기 도금 금속이 구리(Cu)로 형성된 전기 도금 애노드(11c)가 구비되는 경우, 도금액(11e)도 구리(Cu) 성분을 포함하는 전해질 용액으로 형성된다. The process in the electroplating module is, for example, when the electroplating anode 11c in which the predetermined electroplating metal is made of copper (Cu) is provided, the plating solution 11e is also an electrolyte solution containing a copper (Cu) component. Is formed.
도 7 및 도 8에는 구리, 은을 이용하여 전기 도금된 나노 단위의 전기 방사 섬유에 대한 SEM 사진으로 각각 (a) 및 (b)로 지시되는 도면 부호로 확대율 변화에 따른 사진이 도시된다. 7 and 8 are SEM images of electrospun fibers of nano-units electroplated using copper and silver, and the photographs according to the magnification change are shown with reference numerals indicated by (a) and (b), respectively.
본 실시예에서는 구리도금 시, 100mA/cm2의 전류밀도로 3분간 전기도금을 하는데, 도금액으로는 황산구리용액을 사용하였다. In the present embodiment, electroplating was carried out for 3 minutes at a current density of 100 mA / cm 2 during copper plating, and a copper sulfate solution was used as the plating solution.
전기 도금 애노드가 은(Ag)로 형성되는 경우, 100-150mA/cm2의 전류밀도로 5분간 전기도금을 하였다. 전기도금 모듈에서의 체류 시간 내지 도금액 내에서의 침지 시간은 필름 베이스에서의 섬유 수집 밀도 내지 필름 베이스의 면적 및 사전 설정 용액을 포함하는 도금액의 종류에 따라 다양한 설계 사양에 맞추어 조정될 수 있다. When the electroplating anode was formed of silver (Ag), it was electroplated for 5 minutes at a current density of 100-150 mA / cm 2 . The residence time in the electroplating module to immersion time in the plating liquid can be adjusted to various design specifications according to the fiber collection density in the film base to the area of the film base and the type of plating liquid including the preset solution.
전기 도금 모듈 내에서의 공정이 완료된 후, 제어부(20)는 롤투롤 모듈(170)을 구동시켜 전기 방사 및 전기 도금이 완료된 필름 베이스(500)를 결합 강화 모듈 및/또는 후처리 모듈로 진입시켜 소정의 후속 공정을 선택적으로 실시할 수도 있다. After the process in the electroplating module is completed, the control unit 20 drives the roll-to-roll module 170 to enter the film base 500 of the electrospinning and electroplating is completed into the bonding reinforcement module and / or post-treatment module Certain subsequent steps may optionally be carried out.
결합 강화 모듈(13)은 필름 베이스(500)에 부착된 섬유(600)에 전기 도금 애노드(11c)를 이루는 금속에 의하여 도금 코팅 상태에서 금속 코팅막이 박리되는 것을 방지할 수 있다. The bond reinforcing module 13 may prevent the metal coating film from being peeled off in the plating coating state by the metal forming the electroplating anode 11c on the fiber 600 attached to the film base 500.
즉, 결합 강화 모듈(13)은 필름 베이스(500)의 진행 방향으로 전기 도금 모듈(11)의 후위에 배치되고 필름 베이스(500)가 침지 가능한 사전 설정 결합 강화 용액을 수용하는 결합 강화 모듈 수조(13c)를 포함한다. That is, the bond strengthening module 13 is disposed at the rear of the electroplating module 11 in the advancing direction of the film base 500 and the bond strengthening module tank for accommodating a preset bond strengthening solution in which the film base 500 is immersable ( 13c).
결합 강화 모듈 수조(13c)에는 결합 강화 용액(13e)가 배치된다. 결합 강화 용액(13e)은 본 실시예에서 10%의 포름알데히드 용액으로 선택되었으나, 나노 단위의 섬유(600)와 도금 금속 간의 결합력을 강화시키기 위한 환원제의 기능을 수행하는 범위에서 다양한 재료가 선택될 수 있다. The bond strengthening solution 13e is disposed in the bond strengthening module water tank 13c. The binding reinforcing solution 13e was selected as a 10% formaldehyde solution in this embodiment, but various materials could be selected in the range of performing the function of a reducing agent to enhance the bonding force between the nano-fiber 600 and the plating metal. Can be.
결합 강화 모듈(13)에는 롤투롤 모듈(170)의 롤투롤 강화 롤러(1753)이 장착되어 결합 강화 모듈(13)로 진입하는 필름 베이스를 안내한다. 롤투롤 강화 롤러(1753)은 앞서 롤투롤 도금 롤러(1751)와 마찬가지로 단순한 피동 가이드 롤러일 수도 있고 별도의 구동부를 구비하는 구동 롤러로 구현될 수 있다.The bond reinforcement module 13 is equipped with a roll-to-roll reinforcement roller 1753 of the roll-to-roll module 170 to guide the film base entering the bond reinforcement module 13. The roll-to-roll reinforcing roller 1753 may be a simple driven guide roller similarly to the roll-to-roll plating roller 1751 or may be implemented as a driving roller having a separate driving unit.
결합 강화 모듈(13)의 내부에는 롤투롤 모듈(170)의 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)가 구비되는데, 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)는 제어부(20)의 제어 신호에 따라 소정의 위치 변동 가능하여 필름 베이스의 결합 강화 모듈 내에서의 이송 경로를 변화시킴으로써 결합 강화 용액 내 침지 시간 등 공정 시간 내지 속도를 조절할 수도 있다. Inside the coupling reinforcement module 13, a roll-to-roll coupling reinforcement guide roller 1754 of the roll-to-roll module 170 is provided. The roll-to-roll coupling reinforcement guide roller 1754 is predetermined according to a control signal of the controller 20. By varying the position, by changing the transfer path in the bond strengthening module of the film base, it is also possible to adjust the process time or speed such as the immersion time in the bond strengthening solution.
롤투롤 결합 강화 가이드 롤러(1754)의 구동은 앞서 기술된 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러에서와 마찬가지로 별도의 구동부 및 랙-피니언 등의 동력 전달 요소를 통하여 위치 가동될 수 있으며 이의 구성은 앞선 기술로 ㅅ대체한다. As in the roll-to-roll electroplating guide rollers described above, the driving of the roll-to-roll reinforcing guide roller 1754 can be moved through a separate drive unit and a power transmission element such as a rack-pinion. Replace.
또 한편, 필름 베이스(500)는 전기 도금 모듈 및/또는 결합 강화 모듈이 완료된 후 후처리 모듈(15)로 진입될 수 있다. 후처리 모듈(15)은 필름 베이스(500)의 진행 방향으로 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 필름 베이스(500)가 침지 가능한 세정액(15e)을 수용하는 세정 모듈 수조(15c)를 포함한다. In addition, the film base 500 may enter the aftertreatment module 15 after the electroplating module and / or the bond strengthening module is completed. The post-processing module 15 includes a cleaning module water tank 15c disposed in the rear of the electroplating module in the advancing direction of the film base 500 and containing the cleaning liquid 15e in which the film base 500 can be immersed.
제어부(20)의 이송 제어 신호에 따라 롤투롤 모듈(170)이 가동되어 결합 강화 모듈(13)을 거친 필름 베이스(500)는 롤투롤 후처리 롤러(1755)을 통하여 후처리 모듈(15)로 진입하고 세정 시간 등은 앞선 실시예에서와 같이 롤투롤 후처리 가이드 롤러(1756)의 위치 상태 등을 통하여 조정할 수 있다. The roll-to-roll module 170 is operated in response to the feed control signal of the controller 20 to pass through the bonding reinforcement module 13 to the post-processing module 15 through the roll-to-roll post-processing roller 1755. Entering and cleaning time can be adjusted through the positional state of the roll-to-roll post-processing guide roller 1756 and the like as in the previous embodiment.
물론, 앞선 실시예들에서 전기 방사, 전기 도금, 결합 강화 및 후처리 등의 각각의 공정의 시간은 롤투롤 모듈을 통한 피딩 속도를 조정하여 이루어질 수도 있음은 명백하다. Of course, in the above embodiments it is obvious that the time of each process, such as electrospinning, electroplating, bond strengthening and post-treatment, may be achieved by adjusting the feed rate through the roll-to-roll module.
또한, 후처리 모듈(15)은 필름 베이스(500)의 표면을 건초 및 경화시키는 큐어러(15f)가 더 구비될 수도 있다. In addition, the post-processing module 15 may be further provided with a curler 15f for haying and curing the surface of the film base 500.
큐어러(15f)는 소정의 히터 등으로 구현되는데, 후처리 공정 중 세정 공정을 거친 전기 도금된 섬유가 수집된 필름 베이스에서의 세정액을 증발시켜 소정의 건조 기능을 수행할 수도 있고, 전기 도금 및 결합 강화 등의 공정을 통하여 섬유가 배치된 필름 베이스를 소정의 온도로 열 공급하여 큐어링 과정을 거쳐 안정적인 경화 상태를 형성할 수도 있다. The curer 15f may be implemented with a predetermined heater or the like, and may perform a predetermined drying function by evaporating the cleaning liquid from the film base on which the electroplated fibers which have undergone the cleaning process during the post-treatment process are collected. Through a process such as bonding strengthening, the film base on which fibers are disposed may be heat-supplied to a predetermined temperature to form a stable curing state through a curing process.
도 9에는 본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치의 공정에서 얻어진 필름 베이스 상의 섬유의 상태가 도시된다. 9 shows the state of the fibers on the film base obtained in the process of the nanotextured film production apparatus of the present invention.
(a)는 실온에서의 초음속 가스 유동 내 전기 방사시 얻어진 섬유의 크기별 확대 사진을, (b)는 600도로 프리 히팅된 초음속 가스 유동 내에서 전기 방사시 얻어진 섬유의 크기별 확대 사진을, (c)는 프리 히팅된 초음속 가스 유동 내에서 전기 방사후 구리로 전기 도금된 경우의 확대 사진을 나타낸다. (a) shows enlarged pictures of fibers obtained by electrospinning in a supersonic gas flow at room temperature, (b) shows enlarged pictures of fibers obtained by electrospinning in a supersonic gas flow preheated at 600 degrees, and (c) Shows an enlarged photograph when electroplated with copper after electrospinning in a preheated supersonic gas flow.
프리 히터를 이용한 예열된 가스 유동을 이용함으로써 (a)보다는 (b) 및 (c)에서의 섬유의 평균 지름이 감소되어 더욱 미세한 섬유 획득이 가능하였다. 또한, (c)의 경우 전기 도금을 통하여 (b)보다는 지름의 증가가 있었으나, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 표면적의 극대화를 통하여 열전달 면적을 극대화시킴으로써 사용처에 따른 다양한 열전달 내지 방열 성능을 이룰 수 있다. By using a preheated gas flow with a pre-heater, the average diameter of the fibers in (b) and (c) was reduced rather than (a), allowing finer fiber acquisition. In addition, in the case of (c), there was an increase in diameter than (b) through electroplating, but as shown in FIGS. 7 to 8, the heat transfer area was maximized by maximizing the surface area to maximize various heat transfer to heat dissipation performances according to the user. Can be achieved.
본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치를 통하여 얻어진 필름 베이스는 방열 내지 열전달 등과 같이 열방출, 열전달, 열수용 등의 필요로 하는 분야에 전자 제품, 기계 장치 등 다양한 분야에 사용될 수 있다. The film base obtained through the nanotextured film production apparatus of the present invention can be used in various fields such as electronic products, mechanical devices, etc. in fields requiring heat dissipation, heat transfer, heat reception, and the like, such as heat dissipation or heat transfer.
본 발명은 상기 실시예에 국한되지 않고, 초음속 유동을 이용한 전기 방사 및 전기 도금을 통한 나노 텍스쳐화를 이루는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible in the range of achieving nanotexturization through electrospinning and electroplating using supersonic flow. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
본 발명의 나노텍스처 필름 제조 장치 및 이를 통하여 제조된 필름은 휴대폰, 원자력 발전소 등 방열 성능이 요하는 산업 전범위에 걸쳐 이용 가능하다.Apparatus and film produced through the nano-textured film production of the present invention can be used throughout the entire industry that requires heat dissipation performance, such as mobile phones, nuclear power plants.

Claims (18)

  1. 폴리머 방사액이 고전압을 통해 섬유화되어 필름 베이스로 토출시키는 전기 방사 노즐을 구비하는 전기 방사 모듈과,An electrospinning module having an electrospinning nozzle through which a polymer spinning liquid is fibrous through a high voltage and discharged to a film base;
    상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유가 수집된 상기 필름 베이스를 사전 설정된 금속으로 전기 도금시키는 전기 도금 모듈을 구비하는 나노텍스처 필름 제조 장치.And an electroplating module for electroplating the film base on which the fibers discharged from the electrospinning nozzles are collected with a predetermined metal.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전기 방사 모듈은:The electrospinning module is:
    상기 전기 방사 노즐에 고전압을 인가하는 고전압 발생기; A high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle;
    상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 유도되도록 상기 전기 방사 노즐과의 사이 공간에 전기장을 형성하는 접지 전원; A ground power source for forming an electric field in a space between the electrospinning nozzle and the fiber discharged from the electrospinning nozzle so as to be guided by an electrostatic force;
    일측 방향으로 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하고, 상기 필름 베이스는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 상기 가스 분사 노즐과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의해 상기 필름 베이스에 수집되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.And a gas injection nozzle for injecting gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, and discharged from the electrospinning nozzle. Fiber is collected in the film base by the flow force of the gas injected from the gas injection nozzle, the nanotextured film production apparatus.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 접지 전원은 별도의 접지판에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 접지판으로 유도되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The ground power source is connected to a separate ground plate nano-textured film manufacturing apparatus, characterized in that the fiber discharged from the electrospinning nozzle is induced to the ground plate by the electrostatic force.
  4. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 접지 전원은 상기 가스 분사 노즐에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 가스 분사 노즐로 유도되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The ground power supply is connected to the gas jet nozzle, the nano-textured film manufacturing apparatus, characterized in that the fiber discharged from the electrospinning nozzle is guided to the gas jet nozzle by the electrostatic force.
  5. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 가스 분사 노즐의 외측에는 상기 접지 전원과 연결되는 노즐 접지부가 구비되고, A nozzle ground portion connected to the ground power source is provided outside the gas injection nozzle,
    상기 접지 전원은 노즐 접지부에 연결되어 상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 상기 가스 분사 노즐로 유도되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The ground power source is connected to a nozzle grounding portion is nano-textured film manufacturing apparatus characterized in that the fiber discharged from the electrospinning nozzle is guided to the gas injection nozzle by the electrostatic force.
  6. 제 5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 노즐 접지부는 복수 개가 구비되어 상기 가스 분사 노즐을 중심으로 동심 배치되고,The nozzle ground portion is provided with a plurality of concentric with respect to the gas injection nozzle,
    상기 노즐 접지부의 상기 접지 전원과의 연결은 단속 가능한 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The nano-textured film production apparatus of claim 1, wherein the connection with the ground power source of the nozzle grounding part is intermittent.
  7. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5,
    상기 노즐 접지부는 복수 개가 구비되어 상기 가스 분사 노즐을 중심으로 동심 배치되고, The nozzle ground portion is provided with a plurality of concentric with respect to the gas injection nozzle,
    상기 전기 방사 노즐도 상기 노즐 접지부와 동수 개로 상기 가스 분사 노즐을 사이에 두고 대향하여 대응 배치되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.And the electrospinning nozzles are also arranged to face each other with the same number as the nozzle ground portion with the gas injection nozzles interposed therebetween.
  8. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 전기 방사 노즐은 상기 가스 분사 노즐을 사이에 두고 대향 대응 배치되는 상기 노즐 접지부와 쌍을 이루며 택일 가동되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The electrospinning nozzle is paired with the nozzle grounding portion that is opposed to disposed with the gas injection nozzle between the nano-textured film manufacturing apparatus, characterized in that the movable.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 8,
    상기 가스 분사 노즐은 초음속 유동 속도로 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The gas injection nozzle is a nano-textured film manufacturing apparatus, characterized in that for injecting gas at a supersonic flow rate.
  10. 제 2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 필름 베이스는 도전성 필름인 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The film base is a nano-textured film production apparatus, characterized in that the conductive film.
  11. 제 10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 필름 베이스는 연속적 공정 가능한 롤 타입이고,The film base is a continuous processable roll type,
    상기 필름 베이스를 이송시키는 롤투롤 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치. Nano-textured film production apparatus characterized in that the roll-to-roll module for transferring the film base is further provided.
  12. 제 11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 필름 베이스를 사이에 두고 상기 가스 분사 노즐와 마주하여 배치되고,Disposed opposite the gas injection nozzle with the film base interposed therebetween,
    상기 가스 분사 노즐에서 분사되는 가스에 의한 필름 베이스의 이동을 방지하기 위한 필름 베이스 가이드 플레이트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치. Nano-textured film manufacturing apparatus further comprises a film base guide plate for preventing the movement of the film base by the gas injected from the gas injection nozzle.
  13. 제 11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 전기 도금 모듈은:The electroplating module is:
    상기 필름 베이스가 침지 가능한 도금액을 수용하는 전기 도금 모듈 수조와,An electroplating module bath for accommodating the plating liquid in which the film base is immersed;
    상기 전기 도금 모듈 수조 내 도금액에 침지되어 배치되고 사전 설정 도금 금속으로 형성되는 전기 도금 애노드와,An electroplating anode immersed in a plating solution in the electroplating module bath and formed of a predetermined plating metal;
    상기 필름 베이스와 상기 전기 도금 애노드로 전압을 인가하는 전기 도금 전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.And an electroplating power supply unit for applying a voltage to the film base and the electroplating anode.
  14. 제 13항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 롤투롤 모듈은:The roll to roll module is:
    접지되어 상기 필름 베이스와 접촉하여 상기 필름 베이스의 이동을 안내하고, 상기 필름 베이스가 상기 도금액에 침지 가능하게 위치 이동 가능한 롤투롤 전기 도금 가이드 롤러를 구비하는 것을 특징으로 나노텍스처 필름 제조 장치.And a roll-to-roll electroplating guide roller which is grounded to guide the movement of the film base in contact with the film base, and the film base is movably positioned in the plating solution.
  15. 제 11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 필름 베이스의 진행 방향으로 상기 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 상기 필름 베이스가 침지 가능한 사전 설정 결합 강화 용액을 수용하는 결합 강화 모듈 수조를 포함하는 결합 강화 모듈이 더 구비되고,A bond strengthening module is further provided, comprising a bond strengthening module bath disposed behind the electroplating module in the advancing direction of the film base and containing a preset bond strengthening solution immersed in the film base,
    상기 롤투롤 모듈은: The roll to roll module is:
    상기 필름 페이스를 상기 결합 강화 모듈 수조 내 사전 설정 결합 강화 용액으로 침지 가능하게 하는 롤투롤 결합 강화 가이드 롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.And a roll-to-roll bond reinforcing guide roller for immersing the film face with a preset bond reinforcement solution in the bond reinforcement module water bath.
  16. 제 11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 필름 베이스의 진행 방향으로 상기 전기 도금 모듈의 후위에 배치되고 상기 필름 제이스가 침지 가능한 세정액을 수용하는 세정 모듈 수조를 포함하는 후처리 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.And a post-treatment module disposed at a rear of the electroplating module in the advancing direction of the film base, the post-treatment module including a cleaning module bath containing a cleaning solution in which the film jay can be immersed.
  17. 제 16항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 후처리 모듈은 상기 필름 베이스의 표면을 건조 및 경화시키는 큐어러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.The post-treatment module further comprises a curing device for drying and curing the surface of the film base.
  18. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전기 방사 모듈은:The electrospinning module is:
    상기 전기 방사 노즐에 고전압을 인가하는 고전압 발생기; A high voltage generator for applying a high voltage to the electrospinning nozzle;
    상기 전기 방사 노즐로부터 토출되는 섬유가 정전기력에 의해 유도되도록 상기 전기 방사 노즐과의 사이 공간에 전기장을 형성하는 접지 전원; A ground power source for forming an electric field in a space between the electrospinning nozzle and the fiber discharged from the electrospinning nozzle so as to be guided by an electrostatic force;
    일측 방향으로 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하고, 상기 필름 베이스는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동 방향을 따라 상기 가스 분사 노즐과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 전기 방사 노즐로부터 토출된 섬유는 상기 가스 분사 노즐로부터 분사된 가스의 유동력에 의해 상기 필름 베이스에 수집되고,And a gas injection nozzle for injecting gas in one direction, wherein the film base is disposed at a position opposite to the gas injection nozzle along a flow direction of the gas injected from the gas injection nozzle, and discharged from the electrospinning nozzle. Fibers are collected in the film base by the flow force of the gas injected from the gas injection nozzle,
    상기 가스 분사 노즐로부터 토출되는 가스의 온도를 높이기 위한 프리 히터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노텍스처 필름 제조 장치.Nano-textured film production apparatus further comprises a pre-heater for increasing the temperature of the gas discharged from the gas injection nozzle.
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