KR101963078B1 - Electrospinning device having charge neutralization - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 필터 제작을 위한 전기 방사 장치에 관한 것으로, 필터의 성능을 향상시키기 위해 섬유를 여러 겹으로 적층하여 두껍게 제작할 수 있도록 하전된 섬유를 중화시키는 전기 방사 섬유 중화 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electrospinning device for fabricating a filter, and more particularly, to an electrospinning fiber neutralizing device for neutralizing charged fibers so that fibers can be laminated in layers to improve the performance of the filter.
산업화와 도시 개발로 인해 환경 오염문제가 대두되고 있으며, 특히 언제 어디서나 자주 접하게 되는 대기 오염이 가장 큰 문제가 되고 있다. 따라서 많은 사람들이 야외로 외출할 때 마스크를 착용하고 다니며, 가정과 같은 실내에서는 구비해 둔 공기 청정기를 작동시켜 사용하기도 한다.Industrialization and urban development are leading to environmental pollution problems, and air pollution, which is often encountered anytime and anywhere, is becoming the biggest problem. Therefore, many people wear masks when they go outdoors, and use air purifiers equipped in the same room as the home.
공기 청정기는 공기 청정기의 내부에 구비된 필터 여과 능력에 따라 공기 청정기의 성능이 결정된다. 필터는 오염된 공기의 먼지와 세균을 제거하여 신선한 공기를 공급할 수 있도록 여과하는 장치로 필터 제작 기술이 향상됨에 따라 각종 냄새, 세균, 꽃가루부터 매우 미세한 크기의 먼지까지 집진이 이루어지게 된다.The air purifier determines the performance of the air purifier according to the filter filtering ability provided inside the air purifier. The filter is a filtration device that can remove dust and germs from contaminated air and supply fresh air. As a result of the improvement of the filter manufacturing technology, the dust is collected from various smells, bacteria, and pollen to very fine dust.
필터는 미세한 크기의 섬유를 균일하게 배치하고, 여러 겹으로 적층시켜 여과 성능을 향상시키게 된다. 이때 섬유의 방사 방법은 전기 방사로 수 kV 이상의 고전압에 의한 정전기력에 의해서 고분자 용액 또는 고분자 용융체가 저장소(reservoir)의 노즐을 통해 그라운드(ground) 처리가 되어있는 집적판으로 이동하면서 수십에서 수백 나노 크기의 단면적을 갖게 된다.The filter arranges finer sized fibers evenly and laminates them in multiple layers to improve filtration performance. In this case, the spinning method of the fibers is carried out by electrospinning, by the electrostatic force by high voltage of several kV or more, to move the polymer solution or the polymer melt to the integrated plate through the nozzle of the reservoir, Sectional area.
즉, 외부에서 가해진 전기장이 특정 임계값을 넘어가게 되면 노즐에서 압출된 고분자 용액의 표면에서 발생하게 되는 전하가 고분자 용액의 표면장력보다 커지게 되면서 액체 분사물이 발생하게 된다. 이렇게 발생하게 된 분사물은 극세사로, 극세사는 전기적으로 발생된 굴곡 불안정성을 거쳐서 초극세사로 연신된다. 이러한 공정은 전기장의 크기와 고분자 용액의 농도를 다양화함에 따라 섬유의 굵기를 조절할 수 있게 된다.That is, when the external electric field exceeds a certain threshold value, a charge generated on the surface of the polymer solution extruded from the nozzle becomes larger than the surface tension of the polymer solution, resulting in a liquid jet. The resulting jet is microfiber and the microfiber is elongated to the microfibers through the electrically generated bending instability. This process can control the thickness of the fiber by varying the size of the electric field and the concentration of the polymer solution.
전기 방사를 이용하여 나노 섬유를 제작하는 방법이 다수 제안되어 있다. 예를 들어, 한국 등록특허공보 제10-1766143호 (등록일자: 2017.08.01)은 전기방사법을 이용한 정렬된 활성탄소나노섬유 제조방법에 관한 것으로, 높은 속도로 회전 집전체를 가동할 경우 한방향으로 정렬됨으로써 이온 수송 속도를 높이기 위한 우수한 경로를 제공할 수 있어, 전기적 특성이 향상된 활성 탄소나노섬유를 제조할 수 있도록 한다.Many methods for fabricating nanofibers using electrospinning have been proposed. For example, Korean Patent Registration No. 10-1766143 (Registration Date: 2017.08.01) relates to a method for manufacturing an aligned activated carbon nanofiber using an electrospinning method, wherein when the rotating current collector is operated at a high speed, Thereby providing an excellent path for increasing the ion transport speed, thereby making it possible to produce an activated carbon nanofiber with improved electrical characteristics.
하지만, 이와 같은 방법으로 나노섬유를 적층하게 되면, 섬유에 하전된 이온에 의해 섬유가 균일하게 배열되지 않고, 비드가 발생하게 되어, 두꺼운 두께로 섬유를 적층하지 못한다는 단점이 있다.However, if the nanofibers are laminated by such a method, the fibers are not uniformly arranged by the charged ions in the fibers, and beads are generated, so that the fibers can not be laminated with a thick thickness.
본 발명은 여과 성능이 향상된 필터를 제작하고자 한다.The present invention seeks to produce a filter with improved filtration performance.
본 발명은 기존의 필터를 여러 겹 겹쳐서 사용하지 않고, 한 번의 공정을 통해 제작되어 여과 성능을 향상시키고자 한다.The present invention aims at improving the filtration performance by using a conventional process without using multiple layers of the existing filter.
본 발명은 포집기에 균일하고 비드가 발생하지 않도록 섬유를 적층하고자 한다.The present invention intends to laminate the fibers so that they are uniform in the collector and no beads are generated.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 필터의 성능을 향상시키기 위해 섬유를 여러 겹으로 적층하여 두껍게 제작할 수 있도록 하전된 섬유를 중화시키는 전기 방사 섬유 중화 장치에 관한 것으로, 고분자 용액을 토출하여 섬유를 제작하는 전기 방사부와 상기 전기 방사부가 제작하는 섬유를 모으는 기판을 지지하는 지지부와 상기 지지부의 일측에 위치하여 상기 섬유가 갖고 있는 극성과 반대되는 극성의 이온을 발생하는 제1이오나이저부 및 상기 지지부의 하단에 위치하여 상기 제1이오나이저부가 발생한 이온을 섬유로 이송시킬 바람을 발생하는 송풍부를 포함한다.The present invention relates to an electrospinning yarn neutralizing device for neutralizing charged fibers so that a plurality of fibers can be laminated in order to improve the performance of a filter, A first ionizing portion which is located at one side of the supporting portion and generates ions of a polarity opposite to that of the polarity of the fiber, And an air blower for generating a wind for transferring ions generated by the first ionizer unit to the fiber.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 기판은 상기 바람과 이온이 통과할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 메쉬 형태로 이루어져 있다.Preferably, in the present invention, the substrate has a mesh shape in which a plurality of holes are formed to allow the wind and ions to pass therethrough.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1이오나이저부는 상기 지지부의 측면으로부터 삽입 고정 가능하게 설치되어 있어, 상기 지지부의 내측으로 이온을 공급하게 되며, 상기 송풍부보다 상단에 배치되어 있다. Preferably, in the present invention, the first ionizer portion is provided so as to be insertable and fixable from a side surface of the support portion, and supplies ions to the inside of the support portion.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1이오나이저부는 상기 지지부의 내측으로 이온 공급이 가능하게 상기 지지부의 하단에 삽입 고정 가능하게 설치되어 있어, 발생하는 이온 간의 간섭을 감소한다. Preferably, in the present invention, the first ionizer portion is provided so as to be insertable and fixable at the lower end of the support portion so that ions can be supplied to the inside of the support portion, thereby reducing interference between generated ions.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 기판에 멀티미터가 설치되어 상기 전기 방사부가 제작하는 섬유와 상기 이오나이저부의 전류를 측정한다.Preferably, in the present invention, a multimeter is installed on the substrate to measure the current of the fiber produced by the electrospinning unit and the ionizer unit.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 멀티미터가 측정하는 전류값이 0으로 수렴될 수 있도록 상기 이오나이저부에 전원 공급부가 더 연결되어 전압 조절로 이온의 발생량을 증감한다.Preferably, in the present invention, a power supply unit is further connected to the ionizer so that a current value measured by the multimeter can be converged to zero, thereby increasing or decreasing the amount of generated ions by voltage regulation.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 고분자 용액을 토출하여 섬유를 제작하는 전기 방사부와 상기 전기 방사부가 제작하는 섬유를 모으는 기판을 지지하는 지지부 및 상기 지지부의 높이 방향으로 설치되어 이온이 포함된 공기를 상기 섬유로 공급하는 이온 공급부를 포함한다.Preferably, according to the present invention, there is provided a polymer electrolyte fuel cell comprising an electricity radiator for discharging a polymer solution to produce fibers, a support for supporting a substrate for collecting the fibers produced by the electrospin generator, And an ion supply unit for supplying the fibers.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 기판은 상기 바람과 이온이 통과할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 메쉬 형태로 이루어져 있다.Preferably, in the present invention, the substrate has a mesh shape in which a plurality of holes are formed to allow the wind and ions to pass therethrough.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 이온 공급부는 압축된 공기를 필터에 여과시켜 제공하는 공기 압축부와 상기 섬유가 갖고 있는 극성과 반대되는 극성의 이온을 제공하는 제2이오나이저부를 더 포함한다.Preferably, in the present invention, the ion supply unit further includes an air compressor for filtering and supplying compressed air to a filter, and a second ionizer for providing ions of a polarity opposite to the polarity of the fiber.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 이온 공급부는 상기 공기 압축부의 압축된 공기와 상기 제2이오나이저부에서 발생하는 이온의 혼합이 이루어지며, 이온의 희석을 가능하게 하는 혼합용기를 더 포함한다.Preferably, in the present invention, the ion supply unit further includes a mixing vessel for mixing the compressed air of the air compression unit and the ions generated in the second ionizer, and capable of diluting ions.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 기판에 멀티미터가 설치되어 상기 전기 방사부가 제작하는 섬유와 상기 이온 공급부의 전류를 측정한다.Preferably, in the present invention, a multimeter is installed on the substrate to measure the current of the fiber and the ion supply unit manufactured by the electrospinning unit.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 멀티미터가 측정하는 전류값이 0으로 수렴될 수 있도록 상기 제2이오나이저부에 전원 공급부가 더 연결되어 전압 조절로 이온의 발생량을 증감한다.Preferably, in the present invention, a power supply unit is further connected to the second ionizer so that the current value measured by the multimeter can be converged to zero, thereby increasing or decreasing the amount of generated ions by the voltage regulation.
본 발명에 따른 전기 방사 섬유 중화 장치는 두께가 충분히 두꺼워 이물질을 확실하게 여과하는 효과가 있다.The electrospun fiber neutralizing apparatus according to the present invention is effective in reliably filtering foreign matter because the thickness is sufficiently large.
본 발명은 포집기에 방사하는 섬유의 극성을 중화하여 균일하고, 비드가 발생하지 않아 여과 성능이 향상되는 효과가 있다.The present invention has the effect of neutralizing the polarity of the fibers spinning in the collector and uniformity, and not causing the beads, thereby improving the filtration performance.
본 발명을 통해 제작된 필터는 기존의 필터를 복수개로 겹쳐서 사용했을 때 보다 여과 성능이 향상된 효과가 있다.The filter manufactured through the present invention has an effect of improving the filtration performance compared with the case where the conventional filters are used in a stacked manner.
도 1은 본 발명에 따른 전기 방사 섬유 중화 장치의 전체도,
도 2는 본 발명에 따른 전기 방사된 섬유의 전류값을 측정하는 모습,
도 3은 본 발명에 따른 전기 방사된 섬유를 중화시키는 모습,
도 4는 본 발명에 따른 전기 방사 섬유 중화 장치의 또 다른 실시예.1 is an overall view of an electrospinning fiber neutralizing apparatus according to the present invention,
FIG. 2 is a view for measuring the current value of the electrospun fiber according to the present invention,
3 is a view showing neutralization of electrospun fibers according to the present invention,
4 is another embodiment of the electrospun fiber neutralizing device according to the present invention.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 전기 방사 섬유 중화 장치의 전체도에 관한 것이다.1 is an overall view of an electrospinning fiber neutralizing device according to the present invention.
여과 성능이 뛰어난 필터를 제작하기 위해서는 기판(22)에 미세한 굵기의 섬유(12)를 균일하게 배치하고, 하나의 필터보단 복수개의 필터를 적층시켜 사용하는 것이 여과 성능이 더욱 향상된다. In order to produce a filter having excellent filtration performance, filtration performance is further improved by disposing
하지만 기존의 전기 방사 기능만 구비된 장치로 필터를 제작하게 되면, 기판(22)에 기존의 두께로 섬유(12)가 적층되지만, 더 두꺼운 두께로 섬유를 적층하게 되면, 섬유(12)에 하전된 이온 간에 척력이 발생하게 되어 섬유(12)가 균일하게 배치가 되지 않게 된다. 또한 섬유(12)에 비드가 발생하게 되어 필터에 미세한 크기의 공간이 형성되거나, 치밀하지 않게 배치되어 여과 성능이 하락하게 된다.However, if the filter is fabricated using an apparatus having only the conventional electrospinning function, the
따라서 섬유(12)가 치밀하고 균일하게 배치될 수 있도록 하전된 섬유(12)를 중화시켜 적층해야 하며, 이와 같은 필터를 제작하기 위한 장치에 대한 구성은 다음과 같다.Therefore, the
본 발명에 따른 전기 방사 섬유 중화 장치는 고분자 용액을 토출하여 섬유(12)를 제작하는 전기 방사부(10)와 전기 방사부(10)가 제작하는 섬유(12)를 모으는 기판(22)을 지지하는 지지부(20)와 지지부(20)의 측면에 위치하여 이온(31)을 발생하는 제1이오나이저부(30) 및 지지부(20)의 하단에 위치하여 제1이오나이저부(30)가 발생한 이온(31)을 섬유(12)로 이송시킬 바람을 발생하는 송풍부(40)를 포함하고 있다.An electrospinning fiber neutralizing apparatus according to the present invention includes an
전기 방사부(10)에서 토출하는 섬유(12)가 기판(22)에 모여 필터를 형성하게 되는데, 이때 섬유 제작에 사용되는 첨가물로 PAN/DMF가 10wt%로 이루어져 있으며, 전기 방사부(10)에서 5μlpm의 속도로 배출하는 것이 바람직할 것이다. The
토출되는 섬유(12)는 전기 방사 방식에 의해 음전하(-) 또는 양전하(+)로 하전되어 있어, 어느 정도 섬유(12)가 쌓이게 되면, 섬유(12) 사이에 척력이 발생하게 된다. 따라서 척력이 발생한 섬유(12)를 중화시켜, 더 두껍고 균일하게 섬유(12)를 배열할 수 있도록 하전된 섬유(12)의 극성과 반대 극성을 갖는 이온(31)을 공급하는 제1이오나이저부(30)가 구비되어 있다. 제1이오나이저(30)가 발생하는 이온은 -3.96 x cc의 양만큼 공급되는 것이 좋을 것이다.The
지지부(20)는 일 측이 개방되어 있고, 개방된 일 측에 기판(22)이 위치하게 된다. 그리고 지지부(20)의 측면과 하측 모두 폐쇄되어 있어, 지지부(20)의 측면에 설치된 제1이오나이저부(30)에서 발생하는 이온(31)이 기판(22)에 온전히 전달될 수 있는 구조로 이루어져 있다. 즉, 지지부(20)는 기판(22)이 위치하게 되는 상측만 개방되어 있으며, 그밖에 제1이오나이저부(30)나 다른 구성의 삽입 및 설치를 위한 연결구가 더 구비되어 있을 수 있으며, 설치가 완료된 연결구는 모두 폐쇄시켜야 할 것이다. 지지부(20)의 재질로는 섬유(12)가 적층된 기판(22)을 충분히 지지할 수 있으며, 이온(31)의 이동을 원활하게 이송시킬 수 있을 정도의 재질이라면 어느 것이라도 족할 것이다.The supporting
제1이오나이저부(30)는 지지부(20)의 측면이나 하단에 위치할 수 있다. 제1이오나이저부(30)가 지지부(20)의 하단에 위치하게 되면, 제1이오나이저부(30)가 측면에 위치했을 때보다 이온 간의 간섭이 감소하게 되어, 보다 효율적으로 이온을 생산할 수 있게 된다. 제1이오나이저부(30)는 한 개 또는 복수 개가 설치되는 것이 바람직할 것이다. The
제1이오나이저부(30)의 설치 개수는 섬유(12)가 적층되는 동안 균일하고 비드가 발생하지 않을 정도로 중화시킬 수 있는 이온(31)을 발생시킬 수 있는 개수라면 족할 것이다. 제1이오나이저부(30)는 지지부(20)로부터 탈부착 가능하게 설치되어 있어, 고장이 났을 경우 쉽게 교체하거나 수리하기 용이하도록 이루어져 있다. 그리고 전기 방사 방식으로 토출된 섬유(12)는 상황에 따라 음전하(-) 또는 양전하(+)의 극성을 갖기 때문에 섬유(12)의 극성에 따라 반대 극성의 이온(31)을 발생시킬 수 있도록 제1이오나이저부(30)에는 이온(31)의 극성을 선택할 수 있다.The number of the first
한편, 지지부(20)의 하단에는 제1이오나이저(30)에서 발생한 이온(31)이 섬유(12)에 잘 전달되어 중화시킬 수 있도록 바람을 발생시켜 이온(31)을 이송시키는 송풍부(40)가 구비되어 있다. 송풍부(40)는 지지부(20)의 하단에 위치하는 팬(42)과 팬(42)에 전력을 공급하면서 회전 속도를 조정할 수 있는 전력공급장치(44)가 더 구비되어 있다. 팬(42)의 회전속도는 약 0.22m/s가 적당할 것이며, 이보다 더 빠르거나 느리게 회전할 수 있도록 전력공급장치(44)로 조절할 수 있다.A lower end of the supporting
도 2는 본 발명에 따른 전기 방사된 섬유의 전류값을 측정하는 모습과 도 3은 본 발명에 따른 전기 방사된 섬유를 중화시키는 모습을 각각 보여주고 있다.FIG. 2 is a view for measuring the current value of the electrospun fiber according to the present invention, and FIG. 3 is a view for neutralizing the electrospun fiber according to the present invention.
전기 방사부(10)가 토출하는 섬유(12)가 균일하고 여과 성능을 향상시키기 위해서는 섬유(12)를 두껍게 적층시켜야 하며, 일정 두께 이상 두껍게 적층하기 위해서는 섬유(12)의 중화가 이루어져야 한다. 전기 방사부(10)에서 토출시 하전된 섬유(12)가 제대로 중화되지 않거나, 제1이오나이저부(30)에서 너무 많은 양의 이온(31)을 공급받아 반대의 극성으로 섬유(12)가 하전되지 않고 전류값이 최대한 '0'에 가깝게 이루어져야 원하는 두께로 적층이 가능하다. 따라서 전기 방사부(10)가 토출하는 섬유(12)와 제1이오나이저부(30)의 전류를 측정하는 멀티미터(50)가 기판(22)에 설치되어 있어, 실시간으로 전류값을 측정할 수 있게 된다. In order for the
즉, 기판(22)에 섬유(12)가 쌓이기 시작하면 멀티미터(50)가 전류값을 측정하게 되며, 멀티미터(50)를 보면서 제1이오나이저부(30)를 작동하게 되면 기판(22)에 연결된 멀티미터(50)의 전류값이 0에 도달하게 된다. 멀티미터(50)가 측정하는 전류값이 0으로 수렴되는 범위로는 -40nA부터 40nA사이의 전류값이면 될 것이다. 이 상태를 계속 유지하면서 섬유(12)를 적층시킨다면 사용자가 원하는 두께의 필터를 제작할 수 있을 것이다. That is, when the
한편, 섬유(12)가 계속 적층되다 보면, 이오나이저에서 공급되는 이온(31)의 양으로 기판(22)에 적층된 섬유(12)가 충분히 중화되지 않을 수 있기 때문에 더 많은 양의 이온(31)을 공급해 주는 상황이 발생할 수 있다. 따라서 기판(22)에 연결된 멀티미터(50)가 측정하는 전류값이 0으로 수렴될 수 있도록 제1이오나이저부(30)는 이온(31)의 발생량 증감 조절이 가능한 전원 공급부(32)가 더 연결되어 있다. 전원 공급부(32)의 전력량을 증가시키게 되면 제1이오나이저부(30)에서 이온(31)의 발생량이 증가하게 되고, 전력량을 감소하게 되면 제1이오나이저부(30)에서 이온(31)의 발생량이 감소하게 된다.On the other hand, as the
즉, 방사부에서 기판(22)에 쌓이도록 섬유(12)를 토출하면 제1이오나이저부(30)에서는 기판(22)에 쌓인 섬유(12)를 중화시키기 위해 하전된 섬유(12)의 반대 극성의 이온(31)을 공급하게 된다. 이때 섬유(12)의 중화가 잘 이루어지고 있는지 확인하기 위해 기판(22)에 멀티미터(50)가 연결되어 전류값을 측정한다. 하지만 섬유(12)가 계속해서 쌓이다 보면 이오나이저에서 발생한 이온(31)이 섬유(12)에 완전히 전달되지 못하거나 이온(31)의 양이 부족하여 중화하지 못하는 경우가 발생하게 된다. 따라서 이러한 경우를 방지하기 위해 제1이오나이저부(30)는 이온(31)의 발생량을 조절할 수 있도록 전원 공급부(32)와 더 연결되어 있어, 이온(31)의 발생량을 조절하며 섬유(12)를 균일하게 적층할 수 있게 된다. That is, when the
예를 들어, 전기 방사부(10)에서 토출되는 섬유(12)가 음전하(-)으로 하전되어 있다면, 제1이오나이저부(30)에서는 양이온(+)을 공급하게 되며, 멀티미터(50)로 기판(22)의 전류값이 0에 수렴되는지 확인하여 양이온의 발생량을 조절하면 될 것이다. 만약 전류값이 0보다 작을 경우에는 전원 공급부(32)의 전력량을 증가시켜 제1이오나이저부(30)에서 양이온이 더 많이 발생할 수 있도록 조절하면 될 것이다. 반대의 경우에는 제1이오나이저부(30)에서 너무 많은 양의 양이온이 발생하고 있기 때문에 전원 공급부(32)의 전력량을 감소시켜 제1이오나이저부(30)에서 발생하는 양이온의 양을 감소시키면 될 것이다. 또한 상황에 따라 송풍부(40)의 바람 세기를 조절하여 중화시킬 수도 있을 것이며, 멀티미터(50)를 체크하면서 제1이오나이저부(30)의 이온(31) 발생량을 조절하는 것이 바람직할 것이다.For example, if the
전기 방사 섬유 중화장치로 생산된 필터는 섬유(12)가 균일하게 배열되어 있으면서, 섬유(12) 사이에 비드가 포함되어 있지 않고, 두께가 충분히 두꺼워 기존의 필터보다 여과 성능이 향상된 양질의 필터를 제작 및 공급할 수 있게 된다.The filter produced by the electrospinning fiber neutralization device has a high quality filter with uniformly arranged
지지부(20)에 설치된 기판(22)에 충분히 두꺼운 두께로 섬유(12)가 적층 되었다면, 전기 방사부(10)의 전원과 제1이오나이저부(30)의 전원 및 송풍부(40)의 전원을 차단시켜주면 기존의 필터보다 여과 성능이 향상된 필터의 제작이 모두 완료된다. 지지부(20)로부터 기판(22)을 분리시켜 필터로 사용하면 될 것이다.If the
도 4는 본 발명에 따른 전기 방사 섬유 중화 장치의 또 다른 실시예에 관한 것이다.4 shows another embodiment of the electrospun fiber neutralizing device according to the present invention.
상기에서 언급한 전기 방사 섬유 중화 장치와 유사한 구조로, 전기 방사부(10)와 지지부(20) 및 멀티미터(50)가 구비되어 있으며, 제1이오나이저부(30) 대신 이온(31)이 함유된 공기를 제공하는 이온 공급부(60)로 이루어져 있다.The
보다 상세히 살펴보면, 고분자 용액을 토출하여 섬유(12)를 제작하는 전기 방사부(10)와 전기 방사부(10)가 제작하는 섬유(12)를 모으는 기판(22)을 지지하는 지지부(20) 및 지지부(20)의 높이 방향으로 설치되어 이온(31)이 포함된 공기를 섬유(12)로 공급하는 이온 공급부(60)를 포함한다.A supporting
이온 공급부(60)는 압축된 공기를 필터에 여과시킨 공기를 제공하는 공기 압축부와 섬유(12)가 갖고 있는 극성과 반대되는 극성의 이온(31)을 제공하는 제2이오나이저부(62)로 이루어져 있다. 공기 압축부는 압축된 공기를 헤파필터(64)와 같은 고성능 필터를 거쳐 불순물이 제거된 공기가 공기 흐름 제어장치(66)로 이동하게 되고, 공기 흐름 제어를 통해 혼합용기(61)로 이동하게 된다. 한편, 전력 공급기(63)에 연결된 제2이오나이저부(62)는 혼합용기(61) 일단에 설치되어 이온(31)을 발생하게 되며, 혼합용기(61)에 공급된 이온(31)은 공기와 함께 혼합된다. 이온(31)과 혼합된 공기는 공기 흐름 제어장치(66)의 제어를 통해 지지부(20)로 이동하게 되며, 지지부(20)를 따라 전기 방사부(10)에 토출된 섬유(12)를 중화하게 된다.The
기판(22)에 멀티미터(50)가 설치되어 전기 방사부(10)가 토출하는 섬유(12)와 이온 공급부(60)의 전류를 측정하게 된다. 그리고 멀티미터(50)가 측정하는 전류값이 0으로 수렴될 수 있도록 제2이오나이저부(62)에 전력 공급기(63)가 더 연결되어 전압 조절을 통해 이온(31) 발생량을 증감할 수 있게 된다.A
제2이오나이저부(62)는 제1이오나이저부(30)와 마찬가지로 섬유(12)에 하전된 극성에 따라 음극 또는 양극을 선택적으로 발생시킬 수 있어야 할 것이며, 전력 공급기(63) 의 전압을 늘려 이온(31)의 발생량을 증가시키거나, 전압을 낮춰 이온(31)의 발생량을 감소할 수 있다. 제2이오나이저부(62)는 이오나이저나 이오나이저 브러쉬를 사용할 수 있을 것이며, 음이온과 양이온을 발생할 수 있는 장치라면 어느 것이라도 족할 것이다.The second
공기와 이온(31)의 혼합이 이루어지는 혼합용기(61)에는 적어도 두 개의 개구부를 갖고 있어야 할 것이다. 하나의 개구부에는 공기가 유입되어 이온(31)과 혼합이 이루어지며, 다른 하나의 개구부에는 지지부(20)로 공기를 배출할 수 있어야 할 것이다. 또한 제2이오나이저부(62)가 설치 가능한 연결구가 더 구비되어 있어야 할 것이다. 혼합용기(61)의 재질로는 밀폐가 확실하여 공기의 흐름을 원활하게 하며, 공기와 이온(31)의 혼합시 이온(31)이 소실되거나 성질이 변화되지 않는 재질이라면 어떤 재질로 이루어져 있어도 상관 없을 것이다.The mixing
지지부(20)에 설치된 기판(22)에 충분히 두꺼운 두께로 섬유(12)가 적층 되었다면, 전기 방사부(10)의 전원과 이온 공급부(60)의 전원을 차단시켜주면 기존의 필터보다 여과 성능이 향상된 필터의 제작이 완료된다. 그 다음 지지부(20)로부터 기판(22)을 분리시켜 필터로 사용하면 될 것이다.If the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
10 : 전기 방사부 12 : 섬유
20 : 지지부 22: 기판
30 : 제1이오나이저부 31 : 이온
32 : 전원 공급부 40 : 송풍부
42 : 팬 44 : 전력공급장치
50 : 멀티미터 60 : 이온 공급부
61 : 혼합용기 62 : 제2이오나이저부
63 : 전력 공급기 64 : 헤파필터
66 : 공기 흐름 제어장치10: electric radiation part 12: fiber
20: support part 22: substrate
30: First Ionian bottom 31: Ion
32: power supply unit 40:
42: Fan 44: Power supply
50: multimeter 60: ion supply section
61: mixing vessel 62: second ionosphere bottom
63: power supply 64:
66: air flow control device
Claims (12)
상기 전기 방사부가 제작하는 섬유를 모으는 기판을 지지하는 지지부;
상기 지지부의 일측에 위치하여 상기 섬유가 갖고 있는 극성과 반대되는 극성의 이온을 발생하는 이오나이저부;
상기 지지부의 하단에 위치하여 상기 이오나이저부가 발생한 이온을 섬유로 이송시킬 바람을 발생하는 송풍부;
를 포함하되,
상기 기판은 바람과 이온이 통과할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 메쉬 형태로 이루어져 있고,
상기 이오나이저부는 상기 지지부의 내측으로 이온 공급 가능하게 상기 지지부의 측면 또는 하단에 상기 이오나이저부의 적어도 일부가 삽입되도록 설치되며,
상기 지지부는 상측이 개방되어 있어, 개방된 상측에 상기 기판이 위치하며, 상기 지지부의 하측과 측면은 상기 이오나이저부의 설치를 위한 연결구를 제외하고는 모두 폐쇄되어 있어 상기 이오나이저부에서 발생하는 상기 이온이 상기 기판으로 전달되는 전기 방사 섬유 중화 장치.
An electric radiator for discharging the polymer solution to produce fibers;
A support for supporting a substrate for collecting the fibers produced by the electrospinning unit;
An ionizer bottom portion located at one side of the support portion and generating ions of polarity opposite to the polarity of the fibers;
A blowing unit located at a lower end of the support unit to generate a wind for transferring ions generated by the ionizer unit to fibers;
, ≪ / RTI &
The substrate has a mesh shape in which a plurality of holes are formed to allow wind and ions to pass therethrough,
Wherein the ionizer unit is installed such that at least a part of the ionizer unit is inserted into a side surface or a bottom surface of the support unit so as to supply ions to the inside of the support unit,
Wherein the supporting portion is open on the upper side so that the substrate is positioned on the open upper side and the lower side and the side surface of the supporting portion are all closed except for the connection port for installing the ionizer portion, Ions are transferred to the substrate.
상기 기판에 멀티미터가 설치되어 상기 전기 방사부가 제작하는 섬유와 상기 이오나이저부의 전류를 측정하는 전기 방사 섬유 중화 장치.The method according to claim 1,
And a multimeter is installed on the substrate to measure the current of the fiber and the ionizer part manufactured by the electrospinning unit.
상기 멀티미터가 측정하는 전류값이 0으로 수렴될 수 있도록 상기 이오나이저부에 전원 공급부가 더 연결되어 전압 조절로 이온의 발생량을 증감하는 전기 방사 섬유 중화 장치.6. The method of claim 5,
Wherein a power supply unit is further connected to the ion source so that a current value measured by the multimeter can be converged to zero, thereby increasing or decreasing the amount of generated ions by voltage regulation.
상기 전기 방사부가 제작하는 섬유를 모으는 기판을 지지하는 지지부;
상기 지지부의 높이 방향으로 설치되어 이온이 포함된 공기를 상기 섬유로 공급하는 이온 공급부;
를 포함하고,
상기 기판은 바람과 이온이 통과할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 메쉬 형태로 이루어져 있고,
상기 이온 공급부는, 압축된 공기를 필터에 여과시켜 제공하는 공기 압축부와, 상기 섬유가 갖고 있는 극성과 반대되는 극성의 이온을 제공하는 이오나이저부를 포함하며, 상기 공기 압축부에서 압축된 공기는 일 측에 상기 이오나이저부가 설치된 혼합용기로 유입되어 상기 이오나이저부에서 배출된 이온과 혼합되고,
상기 혼합용기에서 배출된 이온이 혼합된 압축공기는 상기 지지부의 측면 또는 하단을 통하여 상기 지지부의 내부로 공급되며,
상기 지지부는 상측이 개방되어 있어, 개방된 상측에 상기 기판이 위치하며, 상기 지지부의 하측과 측면은 상기 압축공기의 유입을 위한 연결구를 제외하고는 모두 폐쇄되어 있는 전기 방사 섬유 중화 장치.
An electric radiator for discharging the polymer solution to produce fibers;
A support for supporting a substrate for collecting the fibers produced by the electrospinning unit;
An ion supply unit installed in the height direction of the support unit and supplying air containing ions to the fibers;
Lt; / RTI >
The substrate has a mesh shape in which a plurality of holes are formed to allow wind and ions to pass therethrough,
Wherein the ion supply unit includes an air compression unit for filtering compressed air to provide a filtered air and an ionizer unit for providing ions of a polarity opposite to the polarity of the fiber, Is introduced into one side of the mixing container provided with the ionizer portion and mixed with the ions discharged from the bottom portion of the ionizer,
The compressed air in which the ions discharged from the mixing vessel are mixed is supplied to the inside of the supporting portion through the side or bottom of the supporting portion,
Wherein the supporting portion is open on the upper side so that the substrate is positioned on the opened upper side and the lower side and the side surface of the supporting portion are all closed except for the connection port for the inflow of the compressed air.
상기 기판에 멀티미터가 설치되어 상기 전기 방사부가 제작하는 섬유와 상기 이온 공급부의 전류를 측정하는 전기 방사 섬유 중화 장치.8. The method of claim 7,
And a multimeter is provided on the substrate to measure the current of the fiber and the current of the ion supply unit manufactured by the electrospinning unit.
상기 멀티미터가 측정하는 전류값이 0으로 수렴될 수 있도록 상기 이오나이저부에 전원 공급부가 더 연결되어 전압 조절로 이온의 발생량을 증감하는 전기 방사 섬유 중화 장치.12. The method of claim 11,
Wherein a power supply unit is further connected to the ion source so that a current value measured by the multimeter can be converged to zero, thereby increasing or decreasing the amount of generated ions by voltage regulation.
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