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코어(core)를 형성하는 탄소나노섬유(Carbon Nano Fiber, CNF); 및상기 탄소나노섬유의 외면에 코팅되어 쉘(shell)을 형성하는 고분자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트
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제1항에 있어서,상기 탄소나노섬유의 일면에는 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)가 성장된 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트
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제1항에 있어서,상기 고분자는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(Acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리락틱에시드(Poly lactic acid, PLA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(Poly(methyl methacrylate; PMMA), 폴리(비스페놀 카보네이트)(Poly(bisphenol A carbonate; PC), 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(polyvinylidenefluoride-hexafluoropropylene; PVDF-HFP), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide; PEO), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile; PAN) 및 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol; PVA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트
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(S1) 탄소나노튜브를 제조하는 단계; (S2) 상기 탄소나노튜브를 섬유형태로 건식 방사(dry spinning)하여 탄소나노섬유(Carbon Nano Fiber, CNF)를 방적하는 단계; (S3) 상기 탄소나노섬유 일면에 탄소나노튜브를 성장시키는 단계; 및(S4) 상기 탄소나노튜브가 성장된 탄소나노섬유을 코어(core)로 하는 탄소나노섬유 필라멘트를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 (S1) 단계는 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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제5항에 있어서,상기 화학기상증착법은 1
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제4항에 있어서,상기 (S2) 단계는,(S2A) 탄소 나노 튜브 포레스트의 일면을 탄소섬유 공급부에 고정시키고, 타면을 취합부에 고정시키는 단계;(S2B) 상기 취합부를 초당 1 내지 10 mm 속도로 방사하여 필름(film) 형상의 탄소 나노 튜브 면(carbon nanotube layer)을 형성하는 단계; 및(S2C) 상기 취합부를 360 ° 회전시켜 상기 탄소 나노 튜브 면을 꼬아(twisting) 탄소나노섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 (S3) 단계는,(S3A) 상기 탄소나노섬유 일면에 촉매층 및 버퍼층을 순차적으로 증착하는 단계; 및(S3B) 상기 촉매층 및 버퍼층이 증착된 탄소나노섬유의 일면에 화학기상증착법을 통해 탄소나노튜브를 성장시키는 단계;로 구성되고,상기 촉매층 및 버퍼층은 전자빔증착기(e-beam evaporator)를 이용하여 증착되는 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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제8항에 있어서,상기 촉매층은 철(Fe)이고, 상기 버퍼층은 산화알루미늄(Al2O3)인 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 (S4) 단계는,(S4A) 상기 고분자를 용매에 용해시키는 단계;(S4B) 상기 탄소나노섬유를 튜브 중심부에 위치하여 고정시키는 단계; 및(S4C) 상기 튜브 중심부에 고정된 탄소나노섬유에 상기 용해된 고분자를 주입하여 탄소나노섬유 필라멘트를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 용매는 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 이소프로판올(isopropanol), 아세톤(acetone), 아세토니트릴(acetonitrile), 에틸아세테이트(ethylacetate), 클로로메탄(chloromethane), 디클로로메탄(dichloromethane) 및 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 튜브는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE) 또는 실리콘(silicon) 재질인 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 (S4) 단계는 상기 고분자를 상기 튜브 내에 주입하고 나서 상기 고분자를 냉각하는 (S4D) 단계;를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노섬유 필라멘트의 제조방법
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