(57)【要約】  第１作用面を具備する第１作用ユニットと、第１作用面と対面する第２作用面を具備する第２作用ユニットと、を含み、第１作用ユニットと第２作用ユニットとのうち少なくともいずれか１つの往復動を介して、第１作用面と第２作用面との間で纎維を製造する纎維製造部、及び第１作用面と第２作用面との間で製造された纎維を収集する纎維収集部を含み、第１作用面及び第２作用面のうちいずれか一つは、高分子溶液を具備する繊維製造装置である。
2020537063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１作用面を具備する第１作用ユニットと、前記第１作用面と対面する第２作用面を具備する第２作用ユニットと、を含み、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとのうち少なくともいずれか１つの往復動を介して、前記第１作用面と前記第２作用面との間で纎維を製造する纎維製造部と、
前記第１作用面と前記第２作用面との間で製造された前記纎維を収集する纎維収集部と、を含み、
前記第１作用面及び前記第２作用面のうちいずれか一つは、高分子溶液を具備する纎維製造装置。
【請求項２】
前記第１作用ユニット及び前記第２作用ユニットのうち少なくともいずれか一つは、内部に、前記高分子溶液を収容し、前記第１作用面または前記第２作用面に、前記収容された高分子溶液を吐出させることを特徴とする請求項１に記載の纎維製造装置。
【請求項３】
前記第１作用面及び前記第２作用面のうち少なくともいずれか一つに、高分子溶液を供給する高分子溶液供給部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の纎維製造装置。
【請求項４】
前記高分子溶液供給部は、前記第１作用ユニット及び前記第２作用ユニットのうち少なくともいずれか１つの内部に、前記高分子溶液を供給することを特徴とする請求項３に記載の纎維製造装置。
【請求項５】
前記高分子溶液供給部は、
前記高分子溶液を保存する１以上の保存槽と、
前記保存槽から、前記第１作用ユニット及び第２作用ユニットのうち少なくともいずれか１つの内部に前記高分子溶液を案内する溶液管と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の纎維製造装置。
【請求項６】
前記第１作用面及び前記第２作用面のうち少なくともいずれか一つには、内部に収容された前記高分子溶液が吐出される１以上の貫通ホールが形成されることを特徴とする請求項２に記載の纎維製造装置。
【請求項７】
前記第１作用ユニット及び前記第２作用ユニットのうち少なくともいずれか一つは、前記第１作用面または前記第２作用面の上に配置され、多孔性材質からなる吐出部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の纎維製造装置。
【請求項８】
前記纎維収集部は、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとの距離が一定距離以上広がる場合、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとの間で移動することを特徴とする請求項１に記載の纎維製造装置。
【請求項９】
前記纎維収集部は、前記纎維が載置される収集面を含み、直線往復動を介して、前記収集面が前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとの間で移動することを特徴とする請求項１に記載の纎維製造装置。
【請求項１０】
前記纎維収集部は、
前記纎維製造部から一定距離離隔されて配置される軸部材と、
前記纎維が載置される収集面を含み、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとの間を通過するように、前記軸部材を中心に回転する１以上の回転部材と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の纎維製造装置。
【請求項１１】
高分子溶液が適用された第１作用面を具備する第１作用ユニットを含み、前記第１作用面が対面する第２作用面に対して、接触と離隔とを反復するように、前記第１作用ユニットを駆動させ、前記第１作用面と前記第２作用面との間で纎維を製造する纎維製造部と、
前記第１作用面と前記第２作用面との間で製造された前記纎維を収集する纎維収集部と、を含む纎維製造装置。
【請求項１２】
前記第１作用ユニットは、内部に、前記高分子溶液を収容し、前記第１作用面に、前記収容された高分子溶液を吐出させることを特徴とする請求項１１に記載の纎維製造装置。
【請求項１３】
前記第１作用面または前記第２作用面に、高分子溶液を供給する高分子溶液供給部をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の纎維製造装置。
【請求項１４】
前記高分子溶液供給部は、前記第１作用ユニットの内部に、前記高分子溶液を供給することを特徴とする請求項１３に記載の纎維製造装置。
【請求項１５】
前記高分子溶液供給部は、
前記高分子溶液を保存する１以上の保存槽と、
前記保存槽から、前記第１作用ユニットの内部に前記高分子溶液を案内する溶液管と、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の纎維製造装置。
【請求項１６】
前記第１作用面には、内部に収容された前記高分子溶液が吐出される１以上の貫通ホールが形成されることを特徴とする請求項１２に記載の纎維製造装置。
【請求項１７】
前記第１作用ユニットは、前記第１作用面上に配置され、多孔性材質からなる吐出部材をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の纎維製造装置。
【請求項１８】
前記纎維収集部は、前記第１作用面と前記第２作用面との距離が一定距離以上広がる場合、前記第１作用面と前記第２作用面との間で移動することを特徴とする請求項１１に記載の纎維製造装置。
【請求項１９】
前記纎維収集部は、前記纎維が載置される収集面を含み、直線往復動を介して、前記収集面が前記第１作用面と前記第２作用面との間で移動することを特徴とする請求項１１に記載の纎維製造装置。
【請求項２０】
前記纎維収集部は、
前記纎維製造部から一定距離離隔されて配置される軸部材と、
前記纎維が載置される収集面を含み、前記第１作用面と前記第２作用面との間を通過するように、前記軸部材を中心に回転する１以上の回転部材と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の纎維製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、纎維製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に纎維とは、生物分野において、生体組織をなす細長い糸状の構造単位を意味し、綿や羊毛のように細長く、柔らかいものを意味する。すなわち、纎維とは、肉眼で直接測定することができないほどに細く、直径または幅に比べ、少なくとも１００倍以上の長さを有した固体であり、強度、屈撓性、紡績性のような基本的な性質と、吸湿性、弾性や、化学的な安定性のような二次的な性質とを有さなければならない。
【０００３】
現在使用されている纎維の種類は、数十種にわたり、化学的な組成、並びに物理的及び化学的な性質によって分類し、時代、国家及び学者により、異なるように分類している。例えば、人造纎維が出るまでは、植物性、動物性、鉱物性の３種纎維に分類されたが、人造纎維が出た後には、天然纎維と人造纎維とに分類している。
【０００４】
天然纎維は、自然界において、纎維形態に生産し、直接纎維として利用するものを意味し、亜麻（flax）のように植物体から得たものを植物性纎維と言う。それら纎維は、化学的に見れば、いずれもセルロース（cellulose）からなっており、セルロース系纎維とも言う。
【０００５】
また、動物体から得た纎維を動物性繊維と言い、化学的成分がタンパク質であるので、タンパク質系纎維とも言う。植物性タンパク質からも纎維を作ることができ、人造タンパク質纎維の性質は、天然植物性纎維よりは、天然動物性纎維に近いが、それは、纎維の根源が植物体または動物体であるというよりは、纎維を構成する化合物がセルロース系であるか、あるいはタンパク質系であるかということによって決定されるからである。
【０００６】
植物性タンパク質系纎維は、肉類の代わりとなる代替品である人造肉の材料として使用が可能である。従来には、そのような植物性タンパク質系纎維は、電気放射法（electorspinning）を利用したり、高濃度溶液に高分子物質を注入した後、それを撹拌する方法などによって製造されている。しかし、そのような方法は、電気放射装置のように、特殊な装置が要求されたり、多くのコスト及び時間が必要になったりするという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そのような問題点を解決するために、本発明の実施形態は、引っ張り力を利用し、植物性タンパク質系纎維を製造する装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態は、第１作用面を具備する第１作用ユニットと、前記第１作用面と対面する第２作用面を具備する第２作用ユニットと、を含み、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとのうち少なくともいずれか一つの往復動を介して、前記第１作用面と前記第２作用面との間で纎維を製造する纎維製造部、及び前記第１作用面と前記第２作用面との間で製造された前記纎維を収集する纎維収集部を含み、前記第１作用面及び前記第２作用面のうちいずれか一つは、高分子溶液を具備することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態による纎維製造装置は、纎維製造部を利用し、粘度を有する高分子溶液に引っ張り力を印加することにより、植物性タンパク質系纎維を製造することができる。それを介して、粘弾性高分子の薄膜化を容易に行うことができ、製造装置構成を単純化させることができ、植物性タンパク質系纎維を製造するためのコスト及び時間を節減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による纎維製造装置を概略的に図示した概念図である。
【図２】本発明の一実施形態による纎維製造装置の他の実施形態を概略的に図示した概念図である。
【図３】本発明の一実施形態による纎維製造装置の動作について説明するための例示図である。
【図４】本発明の一実施形態による纎維製造装置の動作について説明するための例示図である。
【図５】本発明の他の実施形態による纎維製造装置を概略的に図示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態は、第１作用面を具備する第１作用ユニットと、前記第１作用面と対面する第２作用面を具備する第２作用ユニットと、を含み、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとのうち少なくともいずれか一つの往復動を介して、前記第１作用面と前記第２作用面との間で纎維を製造する纎維製造部、及び前記第１作用面と前記第２作用面との間で製造された前記纎維を収集する纎維収集部を含み、前記第１作用面及び前記第２作用面のうちいずれか一つは、高分子溶液を具備することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態において、前記第１作用ユニット及び前記第２作用ユニットのうち少なくともいずれか一つは、内部に、前記高分子溶液を収容し、前記第１作用面または前記第２作用面に、前記収容された高分子溶液を吐出させることができる。
【００１３】
本発明の一実施形態において、前記第１作用面及び前記第２作用面のうち少なくともいずれか一つに、高分子溶液を供給する高分子溶液供給部をさらに含んでもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態において、前記高分子溶液供給部は、前記第１作用ユニット及び前記第２作用ユニットのうち少なくともいずれか一つの内部に、前記高分子溶液を供給することができる。
【００１５】
本発明の一実施形態において、前記高分子溶液供給部は、前記高分子溶液を保存する１以上の保存槽、及び前記保存槽から、前記第１作用ユニット及び第２作用ユニットのうち少なくともいずれか一つの内部に前記高分子溶液を案内する溶液管を含んでもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態において、前記第１作用面及び前記第２作用面のうち少なくともいずれか一つには、内部に収容された前記高分子溶液が吐出される１以上の貫通ホールが形成されてもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態において、前記第１作用ユニット及び前記第２作用ユニットのうち少なくともいずれか一つは、前記第１作用面または前記第２作用面の上に配置され、多孔性材質からなる吐出部材をさらに含んでもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態において、前記纎維収集部は、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとの距離が一定距離以上広がる場合、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとの間で移動することができる。
【００１９】
本発明の一実施形態において、前記纎維収集部は、前記纎維が載置される収集面を含み、直線往復動を介して、前記収集面が前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとの間で移動することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態において、前記纎維収集部は、前記纎維製造部から一定距離離隔されて配置される軸部材、及び前記纎維が載置される収集面を含み、前記第１作用ユニットと前記第２作用ユニットとの間を通過するように、前記軸部材を中心に回転する１以上の回転部材を含んでもよい。
【００２１】
本発明の他の実施形態は、高分子溶液が適用された第１作用面を具備する第１作用ユニットを含み、前記第１作用面が対面する第２作用面に対して、接触と離隔とを反復するように、前記第１作用ユニットを駆動させ、前記第１作用面と前記第２作用面との間で纎維を製造する纎維製造部、及び前記第１作用面と前記第２作用面との間で製造された前記纎維を収集する纎維収集部を含む纎維製造装置を提供する。
【００２２】
本発明の一実施形態において、前記第１作用ユニットは、内部に、前記高分子溶液を収容し、前記第１作用面に、前記収容された高分子溶液を吐出させることができる。
【００２３】
本発明の一実施形態において、前記第１作用面または前記第２作用面に、高分子溶液を供給する高分子溶液供給部をさらに含んでもよい。
【００２４】
本発明の一実施形態において、前記高分子溶液供給部は、前記第１作用ユニットの内部に、前記高分子溶液を供給することができる。
【００２５】
本発明の一実施形態において、前記高分子溶液供給部は、前記高分子溶液を保存する１以上の保存槽、及び前記保存槽から、前記第１作用ユニットの内部に前記高分子溶液を案内する溶液管を含んでもよい。
【００２６】
本発明の一実施形態において、前記第１作用面には、内部に収容された前記高分子溶液が吐出される１以上の貫通ホールが形成されてもよい。
【００２７】
本発明の一実施形態において、前記第１作用ユニットは、前記第１作用面上に配置され、多孔性材質からなる吐出部材をさらに含んでもよい。
【００２８】
本発明の一実施形態において、前記纎維収集部は、前記第１作用面と前記第２作用面との距離が一定距離以上広がる場合、前記第１作用面と前記第２作用面との間で移動することができる。
【００２９】
本発明の一実施形態において、前記纎維収集部は、前記纎維が載置される収集面を含み、直線往復動を介して、前記収集面が前記第１作用面と前記第２作用面との間で移動することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態において、前記纎維収集部は、前記纎維製造部から一定距離離隔されて配置される軸部材、及び前記纎維が載置される収集面を含み、前記第１作用面と前記第２作用面との間を通過するように、前記軸部材を中心に回転する１以上の回転部材を含んでもよい。
【００３１】
前述のところ以外の他の側面、特徴、利点が、以下の図面、特許請求の範囲、及び発明の詳細な説明から明確になるであろう。
【００３２】
本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明によって詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態にも具現される。
【００３３】
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明するとき、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面符号を付し、それに係わる重複説明は、省略する。
【００３４】
以下の実施形態において、第１、第２というような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用された。
【００３５】
以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
【００３６】
以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴、または構成要素が存在するということを意味することにより、１以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。
【００３７】
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素のような部分が、他の部分の上または上部にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。
【００３８】
図面においては、説明の便宜のために、構成要素がその大きさが誇張されていたり縮小されていたりする。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために任意に示されているので、本発明は、必ずしも図示されたところに限定されるものではない。
【００３９】
ある実施形態が異なって具現可能である場合、特定の工程順序は、説明される順序と異なるようにも遂行される。例えば、連続して説明される２つの工程が実質的に同時にも遂行され、説明される順序と反対の順序にも進められる。
【００４０】
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などが連結されているとするとき、膜、領域、構成要素が直接的に連結されている場合だけではなく、膜、領域、構成要素の中間に、他の膜、領域、構成要素が介在され、間接的に連結されている場合も含む。例えば、本明細書において、膜、領域、構成要素などが電気的に連結されているとするとき、膜、領域、構成要素などが直接電気的に連結されている場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されて間接的に電気的連結されている場合も含む。
【００４１】
図１は、本発明の一実施形態による纎維製造装置１０を概略的に図示した概念図であり、図２は、本発明の一実施形態による纎維製造装置１０−１の他の実施形態を概略的に図示した概念図である。
【００４２】
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態による纎維製造装置１０は、纎維製造部１１０、纎維収集部１３０及び高分子溶液供給部１４０を含んでもよい。
【００４３】
ここで、纎維は、粘度（viscosity）を有する高分子溶液を利用して製造される植物性タンパク質系繊維でもある。しかし、本発明は、それに制限されるものではなく、本発明の一実施形態による纎維製造装置１０は、粘度を有する高分子溶液を介して製造されうる多種の纎維を製造することができるということは言うまでもない。
【００４４】
このとき、高分子溶液を構成する高分子物質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチドを含むグループのうちから選択された少なくとも１以上を含んでもよいが、本発明は、それらに制限されるものではない。
【００４５】
また、溶媒としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ホルム酸、ホルム酸メチル、ホルム酸エチル、ホルム酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ピリジン、水を含むグループのうちから選択された少なくとも１以上を含んでもよいが、本発明は、それらに制限されるものではない。
【００４６】
また、高分子溶液には、無機質固体材料を混合することも可能である。このとき、無機質固体材料としては、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化物、フッ化物、硫化物でもあり、一実施形態として、耐熱性、加工性などの観点において、酸化物を利用することができる。該酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＺｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｙ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５を含むグループのうちから選択された少なくとも１以上を含んでもよいが、本発明は、それらに制限されるものではない。
【００４７】
纎維製造部１１０は、第１作用ユニット１１０Ａ及び第２作用ユニット１１０Ｂを含んでもよい。第１作用ユニット１１０Ａは、第１作用面Ａ１を具備し、第２作用ユニット１１０Ｂは、第２作用面Ａ２を具備することができる。このとき、図示されているように、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂは、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２とが互いに対面するようにも配置される。纎維製造部１１０は、第１ガイドレールＲ１を介して、第１作用ユニット１１０Ａまたは第２作用ユニット１１０Ｂが、一方向に移動自在でもある。纎維製造部１１０は、モータ（motor）またはアクチュエータ（actuator）を含む駆動ユニット（図示せず）をさらに含み、第１作用ユニット１１０Ａまたは第２作用ユニット１１０Ｂが第１ガイドレールＲ１に沿って周期的に直線往復動を行うように移動させることができる。
【００４８】
第１作用面Ａ１及び第２作用面Ａ２のうちいずれか一つは、前述の粘度を有する高分子溶液を具備することができる。纎維製造部１１０は、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとのうち少なくともいずれか１つの往復動を介して、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２との間で纎維を製造することができる。言い換えれば、纎維製造部１１０は、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２とが高分子溶液を間に介在させた状態で接触していて、離隔されることにより、高分子溶液に引っ張り力を印加し、それを介して、纎維を製造することができる。纎維製造装置１０の具体的な動作方法は、後述する。
【００４９】
一方、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとのうち少なくともいずれか一つは、内部に高分子溶液を収容し、第１作用面Ａ１または第２作用面Ａ２に収容された高分子溶液を吐出させることができる。第１作用ユニット１１０Ａまたは第２作用ユニット１１０Ｂは、内部に高分子溶液を収容することができるキャビティ（cavity）を具備し、第１作用面Ａ１または第２作用面Ａ２に形成された貫通ホールＨを介して、高分子溶液を吐出させることができる。第１作用面Ａ１または第２作用面Ａ２は、前記貫通ホールＨを１以上含んでもよい。
【００５０】
一方、図２を参照すれば、他の実施形態として、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとのうち少なくともいずれか一つは、第１作用面Ａ１または第２作用面Ａ２の上に配置される吐出部材１１５を含んでもよい。図面においては、一実施形態として、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとがそれぞれ第１吐出部材１１５Ａ及び第２吐出部材１１５Ｂを含む場合を図示したが、必ずしもそれに制限されるものではない。
【００５１】
第１吐出部材１１５Ａ及び第２吐出部材１１５Ｂは、スポンジ（sponge）のような多孔性材質からもなる。高分子溶液は、貫通ホールＨを介して、第１作用ユニット１１０Ａまたは第２作用ユニット１１０Ｂから吐出された後、第１吐出部材１１５Ａまたは第２吐出部材１１５Ｂに染み込む。第１吐出部材１１５Ａ及び第２吐出部材１１５Ｂは、弾性力を有しており、互いに接触して押されることにより、内部に染み込んだ高分子溶液が外部にも吐出される。ナノ製造部１１０は、第１吐出部材１１５Ａ及び第２吐出部材１１５Ｂを介して、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの接触をさらに緻密にすることができ、纎維を均一に製造することができる。
【００５２】
一方、纎維収集部１３０は、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２との間で製造された纎維を収集することができる。一実施形態として、纎維収集部１３０は、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２との間が一定距離以上広がる場合、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの間で移動し、纎維を収集することができる。他の実施形態として、纎維収集部１３０の位置は、固定された状態で、前記纎維製造部１１０が第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとを離隔させると共に、纎維収集部１３０に移動し、纎維を収集することもできる。
【００５３】
纎維収集部１３０は、纎維が載置される収集面Ｂを含んでもよい。纎維収集部１３０は、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの間で移動することにより、収集面Ｂに、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの間で製造されて空中に配置される纎維を載置させることができる。
【００５４】
高分子溶液供給部１４０は、第１作用ユニット１１０Ａの第１作用面Ａ１、及び第２作用ユニット１１０Ｂの第２作用面Ａ２のうちいずれか一つに、高分子溶液を供給することができる。一実施形態として、高分子溶液供給部１４０は、第１作用面Ａ１または第２作用面Ａ２に、高分子溶液を塗布する塗布手段を具備することもできる。他の実施形態として、高分子溶液供給部１４０は、第１作用ユニット１１０Ａ及び第２作用ユニット１１０Ｂのうち少なくともいずれか１つの内部に高分子溶液を供給することができる。本発明は、高分子溶液を供給する方法について限定するものではない。ただし、説明の便宜のために、高分子溶液供給部１４０が、第１作用ユニット１１０Ａまたは第２作用ユニット１１０Ｂの内部に高分子溶液を供給する場合を中心に説明する。
【００５５】
一実施形態として、高分子溶液供給部１４０は、高分子溶液を保存する１つの保存槽を具備し、第１作用ユニット１１０Ａ及び第２作用ユニット１１０Ｂのいずれにも高分子溶液を供給することができる。このとき、該保存槽は、纎維製造部１１０下部に配置されるハウジング１００内部にも配置される。他の実施形態として、高分子溶液供給部１４０は、第１保存槽１４０Ａ及び第２保存槽１４０Ｂを具備し、それぞれ第１作用ユニット１１０Ａ及び第２作用ユニット１１０Ｂに高分子溶液を供給することができる。このとき、高分子溶液供給部１４０は、第１保存槽１４０Ａから第１作用ユニット１１０Ａに高分子溶液を案内する第１溶液管１４５Ａと、第２保存槽１４０Ｂから第２保存ユニット１１０Ｂに高分子溶液を案内する第２溶液管１４５Ｂとを含んでもよい。また、図示されていないが、高分子溶液供給部１４０は、第１保存槽１４０Ａ及び第２保存槽１４０Ｂに保存された高分子溶液の一方向フローを形成するポンプ（pump）または弁（valve）をさらに含んでもよい。
【００５６】
一方、他の実施形態として、纎維製造装置１０は、図示されていないが、纎維製造部１１０に隣接するように配置される送風部（図示せず）をさらに含んでもよい。送風部（図示せず）は、纎維製造部１１０に向け、空気のような流体の流れを生成させることができる。例えば、送風部（図示せず）は、ファン（fan）でもある。送風部（図示せず）は、纎維製造部１１０の第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの間に纎維が製造されれば、纎維が空気フローに沿って飛ばされることにより、纎維が重力によって底に沈むことを防止することができる。それを介して、纎維が空中に留まる時間が延長され、ワイヤＷをコーティングする効率が向上する。
【００５７】
図３及び図４は、本発明の一実施形態による纎維製造装置１０の動作について説明するための例示図である。
【００５８】
図３を参照すれば、纎維製造装置１０は、第１作用面Ａ１及び第２作用面Ａ２が接触するように、第１作用ユニット１１０Ａまたは第２作用ユニット１１０Ｂを、第１方向に沿って移動させることができる。このとき、第１作用面Ａ１及び第２作用面Ａ２のうち少なくともいずれか一つには、高分子溶液が適用されており、第１作用面Ａ１及び第２作用面Ａ２が接触する場合、その間に高分子溶液が介在される。
【００５９】
その後、図４を参照すれば、纎維製造装置１０は、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとを互いに離隔させる。このとき、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２との間には、纎維Ｆが製造されうる。言い換えれば、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２との間に介在された高分子溶液は、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの間が広がることにより、引っ張り力で延び、それを介して、纎維Ｆ形状に製造されるのである。そのような纎維Ｆは、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの間の空間に配置され、ここで、纎維製造装置１０は、纎維収集部１３０を第１方向と異なる第２方向に移動させ、纎維Ｆを収集面Ｂに載置させる。纎維製造装置１０は、そのような動作を反復することにより、植物性タンパク質系纎維Ｆを獲得することができる。
【００６０】
一方、他の実施形態として、纎維収集部１３０は、固定された状態で、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの高さを調節することにより、纎維収集部１３０の収集面Ｂに纎維Ｆを載置させることができるということは言うまでもない。
【００６１】
一方、図示されていないが、纎維製造装置１０は、制御部（図示せず）をさらに含み、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとが接触と離隔とを周期的に反復するように制御することができる。また、制御部（図示せず）は、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの反復運動の周期に対応し、纎維収集部１３０が第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの間で反復的に移動するように制御することができる。しかし、本発明は、それに制限されるものではなく、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとが、必ずしも周期的に接触または離隔する必要はない。
【００６２】
第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂは、非周期的に往復動を行い、それに対応し、纎維収集部１３０の移動を制御することができる。必要によっては、纎維製造装置１０は、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの距離を測定する距離センサ（図示せず）をさらに含んでもよい。制御部（図示せず）は、距離センサ（図示せず）から感知された第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの距離を測定し、前もって設定された一定距離以上である場合、纎維収集部１３０を、その間で移動させることができる。
【００６３】
ここで、制御部（図示せず）は、プロセッサ（processor）のように、データを処理することができる全種の装置を含んでもよい。ここで、「プロセッサ」は、例えば、プログラム内に含まれたコードまたは命令によって表現された機能を遂行するために、物理的に構造化された回路を有する、ハードウェアに内蔵されたデータ処理装置を意味する。そのように、ハードウェアに内蔵されたデータ処理装置の一例として、マイクロプロセッサ（microprocessor）、中央処理装置（ＣＰＵ）、プロセッサコア（processor core）、マルチプロセッサ（multiprocessor）、ＡＳＩＣ（application- specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）のような処理装置を網羅することができるが、本発明の範囲は、それらに限定されるものではない。
【００６４】
他の実施形態として、纎維製造装置１０は、高分子溶液の種類によって物性が保存されるデータベース部（図示せず）をさらに含んでもよい。該高分子溶液は、液状（liquid）でもありゲル（gel）状態でもあり、該高分子溶液の粘性（viscosity）、弾性（elasticity）または粘弾性（viscoelasicity）の程度データベース部（図示せず）にも保存される。このとき、制御部（図示せず）は、前述の高分子溶液の物性により、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとの周期的または非周期的な往復動を制御したり、纎維収集部１３０の移動速度または駆動周期を制御したりすることができる。
【００６５】
一方、他の実施形態として、纎維製造装置１０は、高分子溶液供給部１４０に配置され、高分子溶液に熱エネルギーを供給する加熱部（図示せず）をさらに含んでもよい。加熱部（図示せず）は、材料として使用される高分子溶液の温度を調節し、粘性または粘弾性を変化させることができる。また、高分子溶液供給部１４０には、温度センサ（図示せず）、粘性測定部（図示せず）または粘弾性測定部（図示せず）をさらに含み、制御部（図示せず）は、温度センサ（図示せず）、粘性測定部（図示せず）または粘弾性測定部（図示せず）で測定される測定信号を基に、前記加熱部（図示せず）の動作を制御することができる。
【００６６】
一方、さらに他の実施形態として、纎維製造装置１０は、前述の構成要素を内部に配置させるチャンバ（図示せず）、及びチャンバ（図示せず）の温度を制御する温度調節手段（図示せず）をさらに含んでもよい。温度調節手段（図示せず）は、チャンバ（図示せず）内温度を制御することにより、第１作用面Ａ１または第２作用面Ａ２から吐出された高分子溶液を硬化させたり固着化させたりすることができる。本発明は、それに制限されるものではなく、纎維製造装置１０は、第１作用ユニット１１０Ａと第２作用ユニット１１０Ｂとに隣接するように配置され、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２との温度を制御することができるファン部（図示せず）を含んでもよいということは言うまでもない。
【００６７】
図５は、本発明の他の実施形態による纎維製造装置２０を概略的に図示した概念図である。
【００６８】
図５を参照すれば、本発明の他の実施形態による纎維製造装置２０は、纎維製造部２１０、纎維収集部２３０及び高分子溶液供給部２４０を含んでもよい。以下においては、説明の便宜のために、一実施形態と重複する説明は、省略する。
【００６９】
纎維製造部２１０は、第１作用面Ａ１を具備する第１作用ユニット２１０Ａを含んでもよい。纎維製造部２１０は、第１作用面Ａ１が対面する第２作用面Ａ２に対して、接触と離隔とを反復するように、第１作用ユニット２１０Ａを駆動させることができる。第２作用面Ａ２は、ハウジング２００の一面の一領域でもある。このとき、纎維製造部２１０は、第２作用ユニット２１０Ｂを第２作用面Ａ２下部に配置させ、第２作用面Ａ２に高分子溶液が吐出される。一方、他の実施形態による纎維製造部２１０は、第１作用ユニット２１０Ａを重力方向である第２方向に移動させることができる。このとき、第１作用ユニット２１０Ａは、モータまたはアクチュエータを介して、第３ガイドレールＲ３に沿って移動することができる。
【００７０】
一方、纎維製造装置２０は、第１作用面Ａ１上に配置される第１吐出部材２１５Ａ、及び第２作用面Ａ２上に配置される第２吐出部材２１５Ｂをさらに含んでもよい。第１吐出部材２１５Ａ及び第２吐出部材２１５Ｂは、スポンジのように弾性を有する多孔性材質からもなる。
【００７１】
纎維収集部２３０は、纎維製造部２１０から一定距離離隔されて配置される軸部材２３１と、軸部材２３１と連結されて回転する回転部材２３３とを含んでもよい。
【００７２】
回転部材２３３は、纎維が載置される収集面Ｂを含んでもよい。回転部材２３３は、第１作用面Ａ１と第２作用面Ａ２との間を通過するように、軸部材２３１を中心に回転することができる。纎維収集部２３０は、第１作用ユニット２１０Ａの駆動周期に対応し、纎維を収集するように、回転部材２３３を１以上具備することができる。例えば、纎維収集部２３０は、図５に図示されているように、２つの回転部材２３３を具備することができる。一方、制御部（図示せず）は、第１作用ユニット２１０Ａの駆動周期に対応し、回転部材２３３の回転速度を制御することができる。
【００７３】
高分子溶液供給部２４０は、第１作用面Ａ１及び第２作用面Ａ２のうち少なくともいずれか一つに、高分子溶液を供給することができる。一実施形態として、高分子溶液供給部２４０は、第１作用ユニット２１０Ａの内部に高分子溶液を案内する溶液管２４５を含み、図示されていないが、ポンプまたは弁などを介して、第１作用ユニット２１０Ａに高分子溶液の一方向フローを形成することができる。
【００７４】
前述のように、本発明の実施形態による纎維製造装置は、纎維製造部を利用し、粘度を有する高分子溶液に、引っ張り力を印加することにより、植物性タンパク質系纎維を製造することができる。それを介して、粘弾性高分子の薄膜化を容易に行うことができ、製造装置構成を単純化させることができ、植物性タンパク質系纎維を製造するためのコスト及び時間を節減させることができる。
【００７５】
前述の本発明の実施形態による纎維製造装置によって製造された纎維は、人造肉の材料として使用可能であるだけではなく、立体上の物質であるカプセルなどの材料としても、使用が可能である。前述のカプセル材料として使用される纎維は、前述の纎維製造装置に、接着性ある纎維状の材料それ自体を利用するか、あるいは高分子溶液に、粘着性ある材料をさらに追加して混合した後でも製造され、それを二次元的あるいは三次元的に再配列させ、カプセルに製造されうる。
【００７６】
そのように、本発明は、図面に図示された一実施形態を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該分野で当業者であるならば、それらから多様な変形、及び実施形態の変形が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的な保護範囲は、添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の一実施形態によれば、高分子溶液を利用して纎維を製造する纎維製造装置を提供する。また、産業上利用するナノ纎維のような微細纎維製造などに、本発明の実施形態を適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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