KR101081417B1 - 탄소나노튜브 섬유화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브 섬유화 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기판상에 형성된 탄소나노튜브층으로부터 탄소나노튜브 섬유를 형성할 수 있는 탄소나노튜브 섬유화 장치에 관한 것이다.
탄소나노튜브, 섬유화 장치, 탄소나노튜브 섬유화 장치

Description

탄소나노튜브 섬유화 장치{A CNTs yarning equipment}
본 발명은 탄소나노튜브 섬유화 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기판상에 형성된 탄소나노튜브층으로부터 탄소나노튜브 섬유를 형성할 수 있는 탄소나노튜브 섬유화 장치에 관한 것이다.
탄소나노튜브(Carbon Nanotubes:CNTs)는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 원통(튜브)형태의 신소재로, 최근 그 산업활용 범위의 다양성 및 기술적 효율성으로 인해 미래의 신소재로 각광을 받고 있다.
상기 탄소나노튜브는 관의 지름이 수십 나노미터에 불과하고, 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 강철의 10만배에 달하고 변형에 대한 내성이나 인장력에 대단히 뛰어난 특성을 가지고 있어 미래 신소재로서의 특성을 고루 갖추고 있다.
또한, 미래의 신소재로 불리는 탄소나노튜브의 활용 범위는 무궁무진한데, 첨단 전자산업의 소재는 물론 일상생활의 소재로도 널리 사용될 전망이며, 이 소재 의 지름 등을 조절하면 도체가 반도체로 바뀌어 기존 실리콘의 1만배인 테라바이트급 집적도를 가진 메모리 칩의 설계도 가능하게 되며 일반 소재와는 달리 엄청난 빛을 발산하는 성질을 이용하여 두께가 얇고 전력소모가 극히 적은 브라운관도 제조할 수 있게 되며 전구의 강력한 대체소재로는 물론 우주복과 같은 초강력 섬유, 휴대폰 충전기, 수소연료전지, 센서 등, 그 활용도는 응용기술의 개발에 따라 무궁무진하다.
그러나 종래에는 상기 탄소나노튜브를 합성하는 방법 또는 장치에 관한 연구만이 집중적으로 연구되었을 뿐 상기 탄소나노튜브를 섬유화하는 방법이나 장치에 관한 연구가 이루어지지 않고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 기판상에 형성된 탄소나노튜브층으로부터 탄소나노튜브를 인출하여 탄소나노튜브 섬유로 섬유화하는 탄소나노튜브 섬유화 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 탄소나노튜브층에 접촉하는 니들; 상기 니들에 연결되며, 상기 니들을 회전시키는 니들 회전 모터; 상기 니들 회전 모터를 지지하는 회전 모터 테이블; 및 상기 회전 모터 테이블을 지지하며, 상기 회전 모터 테이블을 상기 기판 지지대로부터 멀어지게 하거나 인접시키는 리니어 엑추에이터;를 포함하며, 상기 니들을 상기 탄소나노튜브층에 접촉시킨 후, 상기 니들을 회전시키는 동시에 상기 탄소나노튜브층으로부터 멀어지도록 하여 상기 탄소나노튜브층으로부터 탄소나노튜브 섬유를 형성하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브층은 기판상에 형상되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판과 탄소나노튜브층 사이에는 상기 탄소나노튜브층을 상기 기판의 표면과 수직하는 방향으로 상기 탄소나노튜브층이 성장하도록 하는 시드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이 다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브 섬유화 장치는 상기 탄소나노튜브 섬유를 감아두는 보빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브 섬유화 장치는 상기 니들과 니들 회전 모터 사이에 구비되며, 상기 니들에 체결된 스핀들; 및 상기 스핀들과 니들 회전 모터에 체결된 커플링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 니들은 정전기 또는 자성을 가질 수 있는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 니들은 상기 탄소나노튜브층과 접촉하는 끝단에 상기 탄소나노튜브층과의 접합력을 높이기 위한 코팅막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코팅막은 SiN 박막인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브 섬유화 장치는 상기 기판을 지지하는 기판 지지대를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판 지지대는 그 내부에 상기 기판을 냉각시키는 냉각 라인을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치 이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 리니어 엑추에이터는 상기 회전 모터 테이블이 이동되는 리니어 레일; 상기 리니어 레일의 끝단에 구비되며, 상기 회전 모터 테이블을 이동시키는 동력을 발생시키는 리니어 모터; 상기 리니어 모터의 회전축에 연결되며, 그 표면에 나사선이 구비된 스크루축; 및 상기 스크루축에 장착되어 상기 스크루축의 회전 운동을 직진 운동으로 변환시키며, 상기 회전 모터 테이블과 체결된 너트 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 리니어 엑추에이터는 상기 스크루축의 양 끝단부에 구비되어 상기 스크루축을 지지하는 지지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치이다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명의 탄소나노튜브 섬유화 장치는 간단한 구성으로 탄소나노튜브 섬유를 획득할 수 있는 탄소나노튜브 섬유화 장치를 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치의 개념을 설명하면, 상기 탄소나노튜브 섬유화 장치(100)는 상기 탄소나노튜브층에서 탄소나노튜브를 뽑아내어 탄소나노튜브 섬유로 섬유화(yarning)하는 장치라 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치(100)는 기판(110)상에 성장되어 합성된 탄소나노튜브층(112)으로부터 탄소나노튜브를 인출하여 탄소나노튜브 섬유(120)를 형성하는 장치이다.
상기 탄소나노튜브층(112)이 성장되어 합성된 기판(110)은 여러 가지 방법을 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 기판(110)을 준비하되, 그 표면에 상기 탄소나노튜브층(112)을 원하는 형태 또는 방향으로 성장시켜 합성할 수 있도록 하는 시드층(114)이 구비된 기판(110)을 준비한 뒤, 상기 기판(110)을 탄소나노튜브층(112) 을 합성할 수 있는 합성 장치(미도시)를 이용하여 성장시킴으로써 합성시킬 수 있다.
이때, 상기 기판(110)과 탄소나노튜브층(112) 사이에 구비된 시드층(114)은 상기 탄소나노튜브층(112)을 성장하여 합성할 때, 상기 탄소나노튜브층(112)이 상기 기판(110)의 표면과 수직하는 방향으로 성장할 수 있도록 하는 역할을 한다.
이때, 상기 합성 장치는 다양한 장치를 이용할 수 있으나 본 발명에서는 AP-PECVD(Atmospher Pressure - Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 탄소나노튜브층(112)을 성장하여 합성시킨 것을 이용하였다.
한편, 상기 탄소나노튜브층(112)으로부터 탄소나노튜브 섬유(120)를 형성할 수 있는 탄소나노튜브 섬유화 장치(100)는 상기 탄소나노튜브층(112)에 접촉하여 탄소나노튜브 섬유(120)를 형성하는 니들(130), 상기 니들(130)에 연결되며, 상기 니들(130)을 회전시키는 니들 회전 모터(140), 상기 니들 회전 모터(140)를 지지하는 회전 모터 테이블(150) 및 상기 회전 모터 테이블(150)을 지지하면서 상기 니들(130)을 포함하는 회전 모터 테이블(150)을 상기 기판(110)으로부터 멀어지게 하거나 인접시키는 리니어 엑추에이터(160)를 포함하고 있다.
이때, 상기 리니어 엑추에이터(160)는 상기 리니어 엑추에이터(160)에 동력을 공급하는 리니어 모터(152)를 구비하고 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치(100)는 상기 니들(130)을 상기 기판(110) 상의 탄소나노튜브층(112)에 접촉시킨 후, 상기 니들(130)을 상기 니들 회전 모터(140)로 회전시키는 동시에, 상기 리니어 엑추에이터(160)을 이용하여 상기 니들(130)을 상기 탄소나노튜브층(112)으로부터 멀어지도록 함으로써 상기 탄소나노튜브층(112)으로부터 탄소나노튜브 섬유(120)를 형성하는 장치이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치를 보다 구체적으로 보여주는 개략도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치를 설명하면, 상기 탄소나노튜브 섬유화 장치(200)는 탄소나노튜브층(212)이 성장되어 합성된 기판(210)을 지지하는 기판 지지대(216)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 기판(210)은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 탄소나노튜브층(212)을 성장하여 합성하는데 필요한 시드층(214)을 구비할 수 있다.
한편, 상기 기판 지지대(216)는 상기 기판(210)을 지지하는 역할뿐만 아니라 상기 기판(210)을 냉각시킬 수 있는 냉각 라인(218)을 구비할 수 있다.
상기 기판(210)은 그 표면상, 정확하게는 시드층(214) 상에 탄소나노튜브층(212)이 합성되어 있는데, 상기 탄소나노튜브층(212)을 합성할 때, 상기 기판(210)을 가열하게 됨으로 상기 기판(210)의 온도가 높을 경우, 이를 냉각할 필요가 있는데, 이를 위해 상기 냉각 라인(218)을 구비할 수도 있다. 물론 상기 기판(210)이 냉각된 후 상기 기판 지지대(216) 상에 안착되거나 차가운 기판(210)이 상기 기판 지지대(216)에 안착되는 경우에는 상기 기판 지지대(216) 내부에 냉각 라인(218)를 구비할 필요가 없을 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치(200)는 상기 탄소나노튜브층(212)에 니들(230)을 접촉하여 상기 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브를 상기 니들(230)에 접합한 후 상기 니들(230)을 회전시키면서 잡아당겨 상기 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브를 탄소나노튜브 섬유(220)로 섬유화하는 방법을 사용하는데, 이때 상기 니들(230)과 상기 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브와의 접합이 중요하다.
상기 니들(230)과 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브와의 접합력을 높이기 위해 본 발명에서는 상기 니들(230)의 끝단, 즉, 상기 탄소나노튜브층(212)과 접촉면 상에 코팅막을 형성할 수 있다.
상기 코팅막은 SiN 박막 등으로 형성하되, 그 표면의 거칠기(roughness)가 거칠도록 형성하여 상기 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브와 상기 니들(230)의 마찰력을 증대시켜 상기 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브와 상기 니들(230)의 접합을 용이하게 할 수 있다. 한편, 상기 니들(230)은 그 직경이 수백 내지 수천㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 니들(230)을 정전기가 띠기 쉬운 물질로 구성하여 상기 니들(230)에 정전기가 발생하도록 하여 금속성인 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브와 정전기력을 발생시켜 상기 탄소나노튜브가 상기 니들(230)에 끌어 당겨지도록 하여 상기 니들(230)과 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브가 접합을 용이하게 할 수도 있다.
또한, 상기 니들(230)을 자성이 띠기 쉬운 물질로 구성하여 금속성인 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브가 상기 니들(230)의 인력에 의해 상기 니들(230)에 접합하기 용이하도록 할 수도 있다.
이때, 상기 니들(230)과 상기 니들 회전 모터(240) 사이에는 스핀들(242) 및 커플링(244)이 구비될 수 있는데, 상기 스핀들(242)은 상기 니들(230)과 마찬가지로 자성을 띠는 물질로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 상기 니들(230)에 정전기를 띠게하기 위해 전류가 잘 흐르는 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 커플링(244)은 상기 스핀들(242)과 니들 회전 모터(240) 사이를 절연하기 위해 절연 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 니들(230)에 상기 탄소나노튜브층(212)의 탄소나노튜브가 접합하기 위해서는 상기 니들(230)과 탄소나노튜브층(212)간의 거리가 최소 1mm 이하가 되도록 한다.
상기 니들(230)과 탄소나노튜브층(212)간의 거리를 조절하는 것은 상기 리니어 엑추에이터(260)에 의해서 이루어지는데, 상기 리니어 엑추에이터(260)는 상기 니들(230)과 상기 니들(230)에 연결되며, 상기 니들(230)을 회전시키는 니들 회전 모터(240)를 지지하는 회전 모터 테이블(250)을 이동시킴으로써 이루어질 수 있다.
즉, 상기 리니어 엑추에이터(260)는 상기 회전 모터 테이블(250)을 이동시키는 리니어 레일(261), 상기 리니어 레일(261)의 일측 끝단에 구비되며, 상기 회전 모터 테이블(250)을 이동시키는 동력을 발생시키는 리니어 모터(262), 상기 리니어 모터(262)의 회전축에 연결되며, 상기 리니어 모터(262)에서 발생된 동력에 의해 회전하며 그 표면에 나사선이 구비된 스크루축(263)을 구비하고 있다.
이때, 상기 스크루축(263)의 양 끝단부에는 상기 스크루축(263)을 지지하면 서 고정할 수 있도록 하는 지지 유닛(264)을 구비하고 있다.
한편, 상기 리니어 엑추에이터(260)는 상기 스크루축(263)의 회전 운동을 직진 운동으로 변환하는 너트 유닛(265)이 상기 스크루축(263)에 장착되어 있고, 상기 너트 유닛(265)은 상기 회전 모터 테이블(250)에 체결되어 있어 상기 회전 모터 테이블(250)을 전진 또는 후진하도록 하여 상기 니들(230)이 상기 탄소나노튜브층(212)에 접근하거나 멀어지게 하도록 구성되어 있다.
따라서, 상기 탄소나노튜브 섬유화 장치(200)는 상기 리니어 엑추에이터(260)에 장착된 니들(230)을 상기 탄소나노튜브층(212)을 구비한 기판(210)에 접근시켜, 상기 니들(230)이 상기 탄소나노튜브층(212)과 접촉하여 탄소나노튜브와 접합하도록 한 후, 상기 니들(230)을 회전시키면서 상기 탄소나노트뷰층(212)으로부터 멀어지게 하여 상기 탄소나노튜브를 꼬으면서(twisting) 잡아당김으로써 탄소나노튜브 섬유(220)를 형성할 수 있다.
도 3에서는 탄소나노튜브층(112)이 탄소나노튜브 섬유(120)로 섬유화되는 것을 보여주고 있는데, 도 3의 (a)에서는 상기 탄소나노튜브층(112)에서 탄소나노튜브가 뽑아져 나오는 것을 보여주고 있고, 도 3의 (b)에서는 상기 탄소나노튜브가 꼬이는 것을 보여주고 있다.
이때, 상기 니들 회전 모터(240)는 상기 니들(230)의 회전을 조절할 수 있는데, 상기 니들 회전 모터(240)는 상기 니들(230)을 100 내지 3,000rpm으로 회전시킬 수 있도록 구성하여 상기 탄소나노튜브 섬유(220)가 100 내지 3,000turns/cm 범위로 꼬임을 줄 수 있도록 한다.
또한, 상기 리니어 엑추에이터(260)은 상기 니들(230)을 1 내지 75cm/min의 속도로 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 1m 이상 이동시킬 수 있는 구조로 구성되어 상기 탄소나노튜브 섬유(220)를 1m 이상 생산할 수 있도록 한다.
한편, 상기 탄소나노튜브 섬유화 장치(200)는 생산된 탄소나노튜브 섬유(220)를 감아서 보관하는 보빈(270)을 구비할 수 있다.
이때, 상기 보빈(270)에 상기 탄소나노튜브 섬유(220)를 감는 방법으로는 상기 니들(230)에 부착된 탄소나노튜브 섬유(220)를 분리하여 상기 보빈(270)에 감긴 탄소나노튜브 섬유(220)의 끝단을 연결한 후, 생산된 탄소나노튜브 섬유(220)를 감는 방법을 이용한다. 이때, 상기 탄소나노튜브 섬유(220)들의 연결은 에탄올을 이용하여 각 탄소나노튜브 섬유(220)의 끝단을 접합하여 연결시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 섬유화 장치를 보다 구체적으로 보여주는 개략도이다.
도 3은 탄소나노튜브층이 탄소나노튜브 섬유로 섬유화하는 것을 보여주는 개념도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110, 210 : 기판 112, 212 : 탄소나노튜브층
120, 220 : 탄소나노튜브 섬유 130, 230 : 니들
140, 240 : 니들 회전 모터 150, 250 : 회전 모터 테이블
160, 260 : 리니어 엑츄에이터

Claims (12)

  1. 탄소나노튜브층에 접촉하는 니들;
    상기 니들에 연결되며, 상기 니들을 회전시키는 니들 회전 모터;
    상기 니들 회전 모터를 지지하는 회전 모터 테이블; 및
    상기 회전 모터 테이블을 지지하며, 상기 회전 모터 테이블을 기판으로부터 멀어지게 하거나 인접시키는 리니어 엑추에이터;를 포함하며,
    상기 니들을 상기 탄소나노튜브층에 접촉시킨 후, 상기 니들을 회전시키는 동시에 상기 탄소나노튜브층으로부터 멀어지도록 하여 상기 탄소나노튜브층으로부터 탄소나노튜브 섬유를 형성하며,
    상기 니들은 상기 탄소나노튜브층과 접촉하는 끝단에 상기 탄소나노튜브층과의 접합력을 높이기 위한 코팅막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브층은 상기 기판상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판과 탄소나노튜브층 사이에는 상기 탄소나노튜브층을 상기 기판의 표면과 수직하는 방향으로 상기 탄소나노튜브층이 성장하도록 하는 시드층을 포함 하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 섬유화 장치는 상기 탄소나노튜브 섬유를 감아두는 보빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 섬유화 장치는 상기 니들과 니들 회전 모터 사이에 구비되며,
    상기 니들에 체결된 스핀들; 및
    상기 스핀들과 니들 회전 모터에 체결된 커플링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  6. 탄소나노튜브층에 접촉하는 니들;
    상기 니들에 연결되며, 상기 니들을 회전시키는 니들 회전 모터;
    상기 니들 회전 모터를 지지하는 회전 모터 테이블; 및
    상기 회전 모터 테이블을 지지하며, 상기 회전 모터 테이블을 기판으로부터 멀어지게 하거나 인접시키는 리니어 엑추에이터;를 포함하며,
    상기 니들을 상기 탄소나노튜브층에 접촉시킨 후, 상기 니들을 회전시키는 동시에 상기 탄소나노튜브층으로부터 멀어지도록 하여 상기 탄소나노튜브층으로부터 탄소나노튜브 섬유를 형성하며,
    상기 니들은 정전기 또는 자성을 가질 수 있는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅막은 SiN 박막인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 섬유화 장치는 상기 기판을 지지하는 기판 지지대를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 지지대는 그 내부에 상기 기판을 냉각시키는 냉각 라인을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 리니어 엑추에이터는
    상기 회전 모터 테이블이 이동되는 리니어 레일;
    상기 리니어 레일의 끝단에 구비되며, 상기 회전 모터 테이블을 이동시키는 동력을 발생시키는 리니어 모터;
    상기 리니어 모터의 회전축에 연결되며, 그 표면에 나사선이 구비된 스크루축; 및
    상기 스크루축에 장착되어 상기 스크루축의 회전 운동을 직진 운동으로 변환시키며, 상기 회전 모터 테이블과 체결된 너트 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 리니어 엑추에이터는 상기 스크루축의 양 끝단부에 구비되어 상기 스크루축을 지지하는 지지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유화 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070004857A1 (en) 2002-06-19 2007-01-04 Barraza Harry J Carbon nanotube-filled composites prepared by in-situ polymerization
KR100862895B1 (ko) 2007-08-21 2008-10-13 세메스 주식회사 탄소나노튜브 합성 방법, 이를 적용한 탄소나노튜브 합성장치 및 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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