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고분자, 나노카본 필러, 경화제, 촉매를 포함하는 나노카본 복합재료로 이루어지며;상기 고분자는 열경화성 수지인 에폭시이고,상기 나노카본 필러는 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 1항에 있어서,상기 유연 면상 발열체는 필름 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 1항에 있어서,상기 유연 면상 발열체는 배터리용 히터로 사용되는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 1항에 있어서,상기 에폭시는 bisphenol type epoxy이고,상기 경화제는 fatty acid, succinic anhydride, glutaric anhydride, 카르복실산계 경화물 중에서 선택된 1종이며,상기 촉매는 zinc acetate dihydrate 또는 이미다졸계 아민인 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 4항에 있어서,상기 에폭시는 diglycidylether of bisphenol A(DGEBA) epoxy인 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 1항에 있어서,상기 나노카본 필러는,길이가 100 내지 200㎛이고 직경이 6 내지 15㎚인 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와, 직경이 20 내지 30㎛이고 표면적이 30 내지 60m2/g인 그래핀 나노플레이트렛(GNP)이 배합된 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 1항에 있어서,상기 에폭시와 경화제는 1 : 0
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제 1항에 있어서,상기 나노카본 필러는,나노카본 복합재료 총 100중량% 중에서 8~15중량%을 차지하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 1항에 있어서,상기 촉매는 에폭시 100중량부에 대하여 1 내지 3중량부가 배합되는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 1항에 있어서,상기 나노카본 필러는,다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)에 대해 7~9 : 1~3의 중량비로 배합된 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 1항에 있어서,상기 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)는 적어도 어느 하나 또는 둘 다에 파이렌 공중합체로 이루어진 표면개질제로 표면 개질 처리한 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 11항에 있어서,상기 파이렌 공중합체로 이루어진 표면개질제는,아래 화학식 1의 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 11항에 있어서,상기 파이렌 공중합체와 다중벽 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀 나노플레이트렛(GNP)는 1~3 : 1의 중량비로 표면 개질 처리된 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 11항에 있어서,상기 파이렌 공중합체는 분자량이 10,000~40,000g/mol인 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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제 12항에 있어서,상기 파이렌 공중합체는 (x+y) : z = 7~9 : 1~3의 비율로 합성되며, x는 y보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체
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(A) 파이렌 작용기를 갖는 파이렌 공중합체를 합성하는 단계;(B) 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)을 구비하되, 이들 중 적어도 어느 하나 또는 둘 다에 상기 파이렌 공중합체를 혼합하여 표면 개질 처리하는 단계;(C) 적어도 어느 하나 또는 둘 다에 표면 개질 처리된 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)에 유기용매를 혼합하여 나노카본 필러를 제조하는 단계;(D) 나노카본 필러에 열경화성 수지와 경화제 및 촉매를 혼합하여 나노카본 복합재료를 제조하는 단계;(E) 나노카본 복합재료를 지지체 상에 코팅하여 필름 형태의 면상발열체를 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,(F) 필름 형태의 면상발열체 양단에 전극을 형성하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,상기 파이렌 공중합체는,아래 화학식 1의 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,상기 파이렌 공중합체는 분자량이 10,000~40,000g/mol인 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 18항에 있어서,상기 파이렌 공중합체는 (x+y) : z = 7~9 : 1~3의 비율로 합성되며, x는 y보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,상기 다중벽 탄소나노튜브(CNT)는 길이가 100 내지 200㎛이고 직경이 6 내지 15㎚이며,상기 그래핀 나노플레이트렛(GNP)은 직경이 20 내지 30㎛이고 표면적이 30 내지 60m2/g인 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,상기 지지체는,폴리이미드(PI) 또는 테프론 소재인 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,상기 (A)단계는,(a) 폴리메틸메타아크릴레이트와 폴리다이메틸아미노에틸메타아크릴레이트 블록공중합체(PMMA-b-PDMAEMA)를 합성하는 단계;(b) 파이렌 기능기가 도입된 폴리메틸메타아크릴레이트와 폴리다이메틸아미노에틸메타아크릴레이트 블록공중합체(PMMA-b-PDMAEMA)로 합성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 23항에 있어서,상기 (a)단계는,(1) 플라스크에 Chain transfer agent(CTA)와 2,2’-azobis(2-methyl-propionitrile(AINB)을 넣은 후 표면의 수분 및 이물질을 제거하기 위해 진공 하에 교반시킨 후, 유기용매를 첨가하고 250 내지 350rpm으로 다시 교반하여 완전히 녹이는 단계;(2) 아르곤(Ar) 가스를 흘려주면서 다이메틸아미노에틸메타아크릴레이트(DMAEMA)를 첨가하여 교반한 후, 70 내지 90℃의 오일 베스에 넣고 12 내지 15시간 동안 반응을 진행하는 단계;(3) 아르곤(Ar) 가스를 흘려주면서 메틸메타아크릴레이트(MMA)를 추가한 후 2 내지 3일 동안 반응을 추가로 진행하는 단계;(4) 반응이 끝나면 아이스 베스에 넣어 반응을 정지시키고, 반응물을 유기용매에 묽힌 후 n-헥산(n-hexane)에 침전시켜 침전물을 얻는 단계;(5) 침전물을 상온에서 1~3일 동안 진공 건조를 실시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 24항에 있어서,상기 (4)단계에서는,침전물을 얻은 후, 침전물 내에서 반응에 참여하지 않은 모노머 및 불순물을 제거하기 위하여 침전물을 다시 유기용매에 묽힌 후 n-헥산(n-hexane)에 침전시켜 다시 침전물을 얻는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 24항에 있어서,상기 (a)단계는,다이메틸아미노에틸메타아크릴레이트(DMAEMA)와 메틸메타아크릴레이트(MMA)의 첨가량을 조절함으로써 합성되는 폴리메틸메타아크릴레이트와 폴리다이메틸아미노에틸메타아크릴레이트 블록공중합체(PMMA-b-PDMAEMA)의 분자량을 조절하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 23항에 있어서,상기 (b)단계는,(1) 플라스크에 폴리메틸메타아크릴레이트와 폴리다이메틸아미노에틸메타아크릴레이트 블록공중합체(PMMA-b-PDMAEMA)를 넣고 디메틸포름아마이드(DMF) 용매를 첨가한 후 교반하여 완전히 녹이는 단계;(2) 1-(bromomethyl)pyrene을 추가한 후, 상온에서 20~30시간 동안 반응을 진행하여 반응물을 얻는 단계;(3) 반응물로부터 디메틸포름아마이드(DMF) 용매를 제거하고, 유기용매를 첨가하여 녹인 후 헥산에 넣어 침전물을 얻는 단계;(4) 침전물을 상온에서 1~3일 동안 진공 건조를 실시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,상기 (B)단계는,(a) 바이알에 다중벽 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀 나노플레이트렛(GNP)과 유기용매를 넣고 혼합하여 분산액을 만든 후, 10~30분 동안 1차 초음파 처리하는 단계;(b) 파이렌 공중합체를 클로로포름에 녹인 후, 1차 초음파 처리된 다중벽 탄소나노튜브(CNT) 분산액 또는 그래핀 나노플레이트렛(GNP) 분산액과 혼합하고 10~30분 동안 2차 초음파 처리하는 단계;(c) 파이렌 공중합체가 혼합된 다중벽 탄소나노튜브(CNT) 혼합물 또는 그래핀 나노플레이트렛(GNP) 혼합물에 대해 20~30시간 동안 250 내지 350rpm으로 교반하는 단계;(d) 필터를 통해 반응하지 않은 파이렌 공중합체를 제거함으로써 파이렌 공중합체가 코팅되어 표면 개질된 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)을 얻는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,상기 (C)단계는,(a) 적어도 어느 하나 또는 둘 다에 표면 개질 처리된 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)을 계량하여 구비하는 단계;(b) 계량된 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)을 유기용매와 혼합한 후, 10~30분 동안 초음파 처리하여 분산액을 만드는 단계;(c) 분산액을 20~30시간 동안 250 내지 350rpm으로 교반하는 단계;(d) 필터를 통해 여과하여 나노카본 필러를 얻는 단계;(e) 나노카본 필러를 상온에서 1~3일 동안 진공 건조를 실시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 29항에 있어서,상기 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 나노플레이트렛(GNP)는 7~9 : 1~3의 중량비로 계량하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 16항에 있어서,상기 (D)단계는,(a) 나노카본 필러를 유기용매와 혼합하되, 아이스 베스에서 30~60분 동안 초음파 처리하여 나노카본 필러 분산액을 만드는 단계;(b) 촉매를 경화제에 첨가한 후, 120~180℃의 온도에서 4~8시간 동안 가열하여 촉매를 녹이는 단계;(c) 촉매를 갖는 경화제와 열경화성 수지인 에폭시를 유기용매에 용해하는 단계;(d) 나노카본 필러 분산액에 (c)단계의 결과물을 첨가하여 10~30분 동안 초음파 처리함으로써 나노카본 복합재료를 제조하는 단계;(e) 나노카본 복합재료에 대해 상온에서 20~30시간 동안 진공 건조를 실시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 31항에 있어서,상기 에폭시는 bisphenol type epoxy이고,상기 경화제는 fatty acid, succinic anhydride, glutaric anhydride, 카르복실산계 경화물 중에서 선택된 1종이며,상기 촉매는 zinc acetate dihydrate 또는 이미다졸계 아민인 것을 특징으로 하는 유연 면상 발열체 제조방법
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제 31항에 있어서,상기 에폭시와 경화제는 1 : 0
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