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적어도 하나의 전도성 섬유부재로 이루어진 내부 전극(inner electrode);상기 내부 전극을 감싸도록 형성된, 적어도 하나의 층을 갖는 압전 폴리머(piezoelectric polymer)층;상기 압전 폴리머층의 표면을 감싸는 탄소나노튜브 시트로 형성되고, 상기 탄소나노튜브 시트는 상기 압전 폴리머층의 둘레에 나선형으로 배열된 복수의 탄소나노튜브들을 갖는 외부 전극(outer electrode); 및상기 외부 전극의 표면 상에 형성된 절연층;을 포함하는 압전 섬유
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제1항에 있어서,상기 전도성 섬유부재는 전도성 금속이 코팅된 고분자 섬유, 탄소섬유 및 전도성 금속이 코팅된 탄소섬유로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고,상기 전도성 금속은 Fe, Ni, Cr, Ti, Mo, Ag, Au, Al 및 Cu로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 섬유
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제1항에 있어서,상기 압전 폴리머층은 PVDF, PVDF-TrFE, PVDF-TrFE-CFE 및 PVDF-HFP로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 압전 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 섬유
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제1항에 있어서,상기 압전 폴리머층은 전기방사법을 통해 제조된 것을 특징으로 하는 압전 섬유
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제1항에 있어서,상기 압전 폴리머층은 나노 섬유들이 무질서하게 배치된 네트워크 구조를 갖는 매트 형태의 층인 압전 섬유
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제1항에 있어서,상기 탄소 나노튜브 시트 내의 상기 나선형으로 배열된 복수의 탄소나노튜브들은 30 내지 60°의 꼬임 각도(θ)를 갖는 것을 특징으로 하는 압전 섬유
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제1항에 있어서,상기 절연층은 폴리우레탄(PU), 폴리비닐알콜(PVA), 실리콘 고무, 폴리스티렌부타디엔공중합체(SBS), 폴리스티렌이소프렌공중합체(SIS), 폴리스티렌에틸렌부타디엔블록공중합체(SEBS) 및 폴리스티렌에틸렌프로필렌블록공중합체(SEPS)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 섬유
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제1항에 있어서,상기 압전 섬유의 직경은 200 내지 500 ㎛인 압전 섬유
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제1항에 있어서,상기 압전 섬유는 탄성 변형율이 1 내지 10%인 압전 섬유
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상기 제1항 내지 제9항 중에서 선택되는 어느 하나의 항에 따른 압전 섬유를 꼬아서 제조한 코일(coil) 구조의 압전 섬유
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제10항에 있어서,상기 코일(coil) 구조의 압전 섬유는 1000 내지 10000 회전수(twist)/m로 꼬아지면서 형성된 코일 구조의 압전 섬유
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제10항에 있어서,상기 코일 구조의 압전 섬유는 탄성 변형률이 10 내지 100%인 코일 구조의 압전 섬유
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Ⅰ) 전도성 섬유부재를 포함하는 내부 전극을 준비하는 단계;Ⅱ) 상기 내부 전극의 표면을 전기방사공정을 통해 제조된 매트 형태의 압전 폴리머로 감싸(roll) 압전 폴리머층을 형성하는 단계;Ⅲ) 상기 압전 폴리머층 표면에 외부 전극을 형성하되, 상기 외부 전극은 상기 압전 폴리머층의 둘레에 나선형으로 배열된 복수의 탄소나노튜브들을 갖는 탄소나노튜브 시트인 단계; 및Ⅳ) 상기 외부 전극 상에 절연층을 형성하는 단계;를 포함하는 압전 섬유의 제조방법
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제13항에 있어서,상기 Ⅱ) 단계에서, 상기 내부 전극의 표면을 전기방사공정을 통해 제조된 매트 형태의 압전 폴리머로 감싸(roll)는 횟수에 따라 단층 또는 다층의 압전 폴리머층을 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 섬유의 제조방법
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제13항에 있어서,상기 Ⅱ) 단계에서 매트 형태의 압전 폴리머는 PVDF, PVDF-TrFE, PVDF-TrFE-CFE 및 PVDF-HFP로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 압전 폴리머인 것을 특징으로 하는 압전 섬유의 제조방법
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제13항에 있어서,상기 Ⅲ) 단계에서 외부 전극은 탄소나노튜브 시트이고,상기 탄소나노튜브 시트는 화학 기상 증착법(CVD)에 의해 수직성장하여 형성된 탄소나노튜브 층(CNT forest)으로부터 당김 방법으로 제조된 압전 섬유의 제조방법
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제13항에 있어서,상기 Ⅳ) 상기 외부 전극 상에 절연층을 형성하는 단계는폴리우레탄(PU), 폴리비닐알콜(PVA), 실리콘 고무, 폴리스티렌부타디엔공중합체(SBS), 폴리스티렌이소프렌공중합체(SIS), 폴리스티렌에틸렌부타디엔블록공중합체(SEBS) 및 폴리스티렌에틸렌프로필렌블록공중합체(SEPS)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고분자를 포함하는 용액으로 상기 외부 전극 표면을 코팅하여 절연층을 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 섬유의 제조방법
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제17항에 있어서,상기 용액은 1 내지 20 중량%의 고분자와 잔량의 클로로폼 용액을 포함한 것을 특징으로 하는 압전 섬유의 제조방법
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제5항에 있어서,상기 매트 형태의 압전 폴리머층은 상기 내부 전극의 표면을 다수 층으로 감싼(rolling) 형태를 갖는 압전 섬유
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