KR102445848B1 - 수집장치 및 제조시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수집장치 및 제조시스템에 관한 것으로, 하우징 내에 설치되고, 적어도 한 다발의 탄소나노튜브 집합체를 조절하며, 각각 제1방향과 제2방향을 따라 탄소나노튜브 집합체를 조절하는 제1예비조정 서브기구와 제2예비조정 서브기구를 포함하는 예비조정기구; 및 상기 예비조정기구를 통과하는 탄소나노튜브 집합체를 권취하여 수집하는 권취기구를 포함한다. 상기 수집장치는 제1예비조정 서브기구와 제2예비조정 서브기구를 추가함으로써, 각각 적어도 한 다발의 탄소나노튜브 집합체에 대하여 배향조절을 진행하는 것을 통하여, 탄소나노튜브 내부구조를 개선할 뿐만 아니라, 탄소나노튜브의 배향성과 균일성을 향상시켜, 수집된 탄소나노튜브 소재의 역학, 전기학, 열학 성능에 대한 조절을 실현한다.

Description

수집장치 및 제조시스템
본 발명은 탄소나노튜브 소재의 제조 기술분야에 관한 것으로, 특히, 수집장치 및 제조시스템에 관한 것이다.
탄소나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 단층 또는 다층의 그래핀이 튜브 모양으로 말려 있는 1차원 나노소재로서, 탄소나노튜브는 독특한 구조로 우수한 역학, 열학, 전기학 성능을 갖는다. CNTs는 이론적으로 양호한 역학, 전기전도 및 열전도 성능을 가지고 있어 아주 큰 응용전망을 갖고 있다. 탄소나노튜브가 서로 교차되어 형성된 탄소나노튜브 박막과 탄소나노튜브 섬유는 현재 통상적인 탄소나노튜브의 거시적 대상으로서, 탄소나노튜브의 우수한 성능을 발휘할 수 있어, 전자기차폐, 복합재료, 전기가열 등 분야에서 광범위한 응용전망이 있다. 그러나, 실제로 제조된 탄소나노튜브 거시체의 배향성과 균일성이 비교적 좋지 않아, 최종적으로 탄소나노튜브 거시체의 각종 성능에 영향을 준다.
이를 감안하여, 상기의 적어도 한가지 기술적 문제에 대비하여 수집장치 및 제조시스템을 제공할 필요가 있다.
본 발명이 제공하는 탄소나노튜브 막 또는 탄소나노튜브 섬유를 수집하기 위한 수집장치는, 예비조정기구인 제1예비조정 서브기구와 제2예비조정 서브기구를 포함하고, 적어도 한 다발의 탄소나노튜브 집합체의 배향을 조절하도록 구성되는 예비조정기구; 상기 제1예비조정 서브기구는 적어도 제1방향을 따라 설치되고 회전가능하며, 탄소나노튜브 집합체의 양측을 사전 가압하도록 구성되는 제1바퀴체와 제2바퀴체를 포함하며; 상기 제2예비조정 서브기구는 적어도 탄소나노튜브 집합체를 연신하도록 구성되는 제3바퀴체를 포함하고; 및 예비조정기구에서 인출된 탄소나노튜브 집합체를 권취하여 수집하도록 구성되는 권취기구를 포함한다.
상기 수집장치는, 제1예비조정 서브기구와 제2예비조정 서브기구를 추가하여 각각 적어도 한 다발의 탄소나노튜브 집합체에 대하여 배향을 조절하도록 함으로써, 탄소나노튜브의 내부구조를 개선할 뿐만 아니라, 탄소나노튜브의 배향성과 균일성을 향상시켜, 수집된 탄소나노튜브 소재의 역학, 전기학, 열학 성능에 대한 조절을 실현하여, 서로 다른 성능을 가진 탄소나노튜브 소재의 탄소나노튜브 박막 또는 탄소나노튜브 섬유의 대규모 생산에 유리하다.
일 실시예에서, 상기 제3바퀴체는 회전가능하고, 상기 제3바퀴체에는 탄소나노튜브 집합체의 배향을 정리하도록 구성되는 하나 이상의 제1 고리형 돌기가 상기 제3바퀴체를 둘러싸면서 설치된다.
일 실시예에서, 상기 제1 고리형 돌기의 넓이는 10㎛이하이고, 서로 인접한 상기 제1 고리형 돌기의 간격은 100㎛이하이다.
일 실시예에서, 상기 수집장치는, 상기 제1예비조정 서브기구 및/또는 상기 제2예비조정 서브기구와 탄소나노튜브 집합체의 접촉면의 온도를 조절하도록 구성되는 제1가열기구를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1바퀴체 및/또는 상기 제2바퀴체와 탄소나노튜브 집합체의 접촉면에는, 탄소나노튜브 집합체를 수용할 수 있는 고리모양 위치제한 홈이 설치된다.
일 실시예에서, 상기 제2예비조정 서브기구는 제4바퀴체를 더 포함하며, 상기 제4바퀴체와 상기 제3바퀴체는 제2방향을 따라 이격되어 교차적으로 설치되며, 모두 탄소나노튜브를 수집방향에 따라 연신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제4바퀴체는 회전가능하고, 상기 제4바퀴체에는 탄소나노튜브 집합체의 배향을 정리하도록 구성되는 하나 이상의 제2 고리형 돌기가 상기 제4바퀴체를 둘러싸면서 설치된다.
일 실시예에서, 상기 제2 고리형 돌기의 넓이는 10㎛이하이고, 서로 인접한 상기 제2 고리형 돌기의 간격은 100㎛이하이다.
일 실시예에서, 상기 제1바퀴체와 상기 제2바퀴체는 서로를 향하여 회전하거나 서로를 멀어지는 방향으로 회전하며, 상기 제3바퀴체와 상기 제4바퀴체의 회전속도는 서로 다르다.
일 실시예에서, 상기 제1방향과 상기 제2방향은 서로 수직된다.
일 실시예에서, 상기 권취기구는 축방향을 따라 신축가능한 회전드럼을 포함하며, 상기 회전드럼은 왕복운동이 가능하며, 상기 왕복운동 방향과 상기 회전드럼의 축방향은 수직되지 않는다.
일 실시예에서, 상기 권취기구는, 제1회전바퀴, 제2회전바퀴 및 상기 제1회전바퀴와 상기 제2회전바퀴 사이에 있는 장력이 가해진 수집벨트를 포함하거나, 또는 제1회전바퀴, 제2회전바퀴 및 상기 제1회전바퀴와 상기 제2회전바퀴 사이에 설치되고 상기 예비조정기구를 향해 회전가능한 수집판을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1회전바퀴와 상기 제2회전바퀴 사이의 간격은 조절할 수 있다.
본 발명은 탄소나노튜브 막소재 또는 탄소나노튜브 섬유소재를 제조하기 위한 제조시스템을 더 제공하며, 상기 제조시스템은, 적어도 하나의 성장튜브를 구비하는 반응기를 포함하고, 부유촉매로 탄소나노튜브 집합체를 합성하도록 구성되는 합성장치; 및 위의 어느 하나에 따른 수집장치로서, 상기 합성장치의 출구단 측에 위치하며, 상기 합성장치에서 제조된 탄소나노튜브 집합체를 수집하도록 구성되는 수집장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 성장튜브의 상기 수집장치에 가까운 단부는 나팔형 또는 원통형으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 성장튜브의 파이프형상은 사각형이다.
일 실시예에서, 상기 제조시스템은, 상기 합성장치의 입구단과 연통되고, 반응원료를 공급하도록 구성되는 원료공급장치를 더 포함하며, 상기 원료공급장치는 적어도 하나의 주입기구와 적어도 하나의 원료공급튜브를 포함하며, 상기 원료공급튜브는 일단이 상기 주입기구와 연통되고, 다른 일단이 상기 성장튜브와 연통된다.
일 실시예에서, 상기 합성장치는 복수의 성장튜브를 구비하는 반응기를 포함하며, 하나 이상의 상기 성장튜브의 배열방식은 고리모양으로 분포되거나 매트릭스모양으로 분포된다.
일 실시예에서, 상기 합성장치는 하나 이상의 성장튜브 중의 입구단 각 영역의 온도분포를 조절하도록 구성되는 제2가열기구를 더 포함한다.
본 발명은 탄소나노튜브 소재의 제조 기술분야의 수집장치 및 제조시스템을 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수집장치의 구조를 개략적으로 제시하는 도면이다.
도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수집장치의 구조를 개략적으로 제시하는 도면이다.
도3은 도2에서의 제3바퀴체의 단면도이다.
도4는 도2에서의 제4바퀴체의 단면도이다.
도5는 도2에서의 제1예비조정 서브기구의 측면도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취기구의 구조를 개략적으로 제시하는 도면이다.
도7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수집장치의 구조를 개략적으로 제시하는 도면이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조시스템의 구조를 개략적으로 제시하는 도면이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성장치의 부분적인 구조의 측면도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조시스템을 통하여 제조된 탄소나노튜브 박막제품 샘플1의 SEM사진이다.
도11은 비교 제조시스템을 통하여 제조된 탄소나노튜브 박막제품 샘플2의 SEM사진이다.
도12는 두 개의 탄소나노튜브 박막제품의 인장응력-파단 연신율을 나타내는 도면이다.
도13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제조시스템의 구조를 개략적으로 제시하는 도면이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징 및 장점을 보다 명백하고 이해하기 쉽게 하기 위하여, 아래 도면과 결합하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 아래의 설명에서 본 발명을 충분히 이해하게 하기 위하여 많은 구체적인 세부사항을 서술한다. 단 본 발명은 본 명세서에 기술된 것 이외의 다양한 방식으로 실행될 수 있으며, 당업자는 본 발명의 내용을 벗어나지 않는 범위에서 유사한 개선을 진행할 수 있고, 따라서 본 발명은 아래에 개시되는 구체적인 실시예에 의해 제한되지 않는다.
별도로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어와 과학용어는 당업자가 통상적으로 이해하는 의미와 같다. 본 명세서에서, 본 발명의 명세서에 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 본 명세서에서 사용되는 "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 관련되는 열거항목의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
도1에는 본 발명의 수집장치(100)가 개략적으로 제시되었다. 수집장치(100)는 탄소나노튜브 막 또는 탄소나노튜브 섬유를 수집하도록 구성되며, 합성장치(200)의 출구단과 연통된 하우징, 및 하우징 내에 설치된 예비조정기구와 권취기구(130)를 포함한다.
예비조정기구는 하우징 내에 설치되며, 적어도 한 다발의 탄소나노튜브 집합체(400)의 배향을 조절한다. 구체적으로, 예비조정기구는 한 다발의 탄소나노튜브 집합체의 배향을 조절하거나, 또는 두 다발 이상인 복수 다발의 탄소나노튜브 집합체의 배향을 조절할 수 있다.
예비조정기구는 제1예비조정 서브기구(110)와 제2예비조정 서브기구(120)를 포함한다.
제1예비조정 서브기구(110)는 적어도 제1방향을 따라 설치되고 회전가능한 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)를 포함하며, 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)는 탄소나노튜브 집합체의 양측에 대하여 사전 가압을 진행한다. 제2예비조정 서브기구(120)는 적어도 탄소나노튜브 집합체를 연신하는 제3바퀴체(121)를 포함한다. 상기 제1바퀴체(111), 제2바퀴체(112) 및 제3바퀴체(121)는 회전가능한 후프(hoop)구조 또는 롤러(roller)구조일 수 있고, 그 사이즈는 탄소나노튜브 집합체에 매칭되는 것으로 한다. 본 실시예에서, 탄소나노튜브 집합체는 우선 제1예비조정 서브기구(110)를 통해 1차 배향조절을 진행한 후, 제2예비조정 서브기구(120)를 통해 2차 배향조절을 진행한다.
권취기구(130)는 예비조정기구에서 인출된 탄소나노튜브 집합체를 권취하여 수집한다.
상술한 수집장치(100)는 제1예비조정 서브기구(110)와 제2예비조정 서브기구(120)를 추가하여 각각 적어도 한 다발의 탄소나노튜브 집합체에 대하여 배향조절을 진행함으로써, 탄소나노튜브 내부구조를 개선할 뿐만 아니라, 탄소나노튜브의 배향성과 균일성을 향상시켜, 수집된 탄소나노튜브 소재의 역학, 전기학, 열학 성능에 대한 조절을 실현하여, 서로 다른 성능을 가진 탄소나노튜브 소재의 탄소나노튜브 박막 또는 탄소나노튜브 섬유의 대규모 생산에 유리하다.
도1을 참조하면, 도면에서 출구단으로부터 수집기구까지의 연결선 방향을 M방향으로 정의하고, 상기 M방향에서 출구단에 가까운 측을 후단, 출구단과 멀리 떨어진 측을 전단이라고 정의함과 동시에, M방향의 좌우 양단과 상하 양단을 각각 대응하여 좌측, 우측과 상측, 하측으로 정의한다.
실시예1
도2에 제시된 바와 같이, 수평식 로체용 수집장치(100)가 도시된다. 수집장치(100)는 탄소나노튜브 막 또는 탄소나노튜브 섬유를 수집하도록 구성되며, 하우징, 예비조정기구 및 권취기구(130)를 포함한다. 여기서, 예비조정기구는 제1예비조정 서브기구(110)와 제2예비조정 서브기구(120)를 포함하며, 여러 다발의 탄소나노튜브 집합체를 조절한다.
제1예비조정 서브기구(110)는 출구단에 가까운 위치에 설치되고, 제2예비조정 서브기구(120)는 제1예비조정 서브기구(110)와 권취기구(130) 사이에 설치된다. 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)는 M방향의 좌우측, 즉 탄소나노튜브 집합체의 좌우측에 설치되는 것이 바람직다.
대부분의 경우 탄소나노튜브 집합체는 여러 다발이고, 각 탄소나노튜브 집합체가 견인되는 방향은 모두 탄소나노튜브의 축방향과 일치하지 않아, 여러 다발의 탄소나노튜브 집합체를 균일하게 수집하기 어렵다. 또한, 탄소나노튜브 소재의 내부구조는 각종 성능에 모두 중요한 영향을 주기 때문에, 탄소나노튜브 소재의 전체적인 성능에 영향을 줄 수 있다. 좌우측에 설치된 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)를 통하여, 여러 다발의 탄소나노튜브 집합체를 한 다발로 통합하고, 집결된 후의 탄소나노튜브 집성체는 하나의 완전한 형태로 수집되고, 수집된 후의 탄소타노튜브 집합체 소재의 균일성을 향상시켜 최적화한다. 이와 같이, 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112) 사이의 회전속도를 조절함으로써, 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)가 탄소나노튜브 집합체에 가하는 양압력을 변경할 수 있어, 서로 다른 결집체와 연신효과를 구현하고, 탄소나노튜브 집합체의 배향을 조절함으로써, 탄소나노튜브 소재의 각종 성능을 조절할 수 있다. 이 때, 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)의 간격, 회전속도 및 위치는 탄소나노튜브 집합체의 생산량과 생산속도에 따라 상응하게 조절되어 가장 우수한 예비조정 효과에 도달할 수 있다. 이러한 경우, 제1방향에 따라 설치된 바퀴체는 두 개, 즉 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)만 존재할 수 있음에 유의해야한다. 물론, 제1방향에 따라 설치된 바퀴체의 수량은 다른 복수개일 수 있고, 여러 다발의 탄소나노튜브 집합체를 매칭할 수 있는 수량인 것이 바람직하다.
제2예비조정 서브기구(120)는 제3바퀴체(121)를 포함하며, 상기 제3바퀴체(121)는 M방향의 하측, 즉, 탄소나노튜브 집합체의 하측에 설치된다. 제3바퀴체(121)는 회전가능하고, 상기 제3바퀴체(121)에는 탄소나노튜브 집합체의 배향을 정리하는 하나 이상의 제1 고리형 돌기(140)가 상기 제3바퀴체(121)를 둘러싸면서 설치된다.
도3을 참조하면, 제3바퀴체(121)와 탄소나노튜브 집합체의 접촉면에는 하나 이상의 제1 고리형 돌기(140)가 설치되고, 제1 고리형 돌기(140)는 제3바퀴체(121)의 축방향을 중심으로 둘러싸면서 설치되고, 제1 고리형 돌기(140)의 넓이는 10㎛이하이고, 서로 인접한 제1 고리형 돌기(140)의 간격은 100㎛이하이다. 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)는 회전가능하며, 양자의 회전방향은 동일하거나 서로 다를 수 있다. 바람직하게는, 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)의 회전방향은 서로 반대인 것이고, 더 바람직하게는, 양자는 서로를 향해 회전하거나 서로를 멀어지는 방향으로 회전하는 것이 더 바람직하다.
상기 제1 고리형 돌기(140)의 넓이는 10㎛이하이고, 서로 인접한 제1 고리형 돌기(140)의 간격은 100㎛이하이다. 상기 제1 고리형 돌기(140)의 넓이는 0.2㎛ 내지 5㎛이고, 서로 인접한 제1 고리형 돌기(140)의 간격은 50㎛ 내지 90㎛인 것이 바람직하다. 상기 제1 고리형 돌기(140)의 높이는 1 내지 10mm일 수 있다. 또한, 상기 제1 고리형 돌기(140)는 제3바퀴체(121)와 일체로 구성될 수 있고, 또는 각각 가공 성형 되어 제3바퀴체(121)에 탈착 가능하게 설치될 수 있다. 상기 제1 고리형 돌기(140)는 레이저식각 또는 화학식각 또는 인쇄 등 방법을 통하여 가공제조하여 얻을 수 있다.
제3바퀴체(121)가 회전하면, 상응하는 제1 고리형 돌기(140)를 연동하여 회전시키고, 제1 고리형 돌기(140)는 일정 간격을 두고 설치된 돌기이므로, 접선방향에 따라 탄소나노튜브 집합체에 힘을 인가함으로써, 탄소나노튜브 집합체의 내부구조가 접선방향을 따라 배열되도록 정리하는데 도움을 준다. 또한, 상기 제1 고리형 돌기(140)는 각각 탄소나노튜브 집합체에 일정한 양압력을 가할 수 있고, 제3바퀴체(121)의 회전속도를 조절하는 것을 통하여, 제3바퀴체(121)가 탄소나노튜브 집합체에 가하는 양압력을 다르게 함으로써, 탄소나노튜브 집합체에 대한 연신을 구현하며, 탄소나노튜브 집합체의 배향을 조절하여, 탄소나노튜브 소재의 각종 성능을 조절할 수 있다.
계속하여 도2를 참조하면, 본 실시예에서, 제2예비조정 서브기구(120)는 적어도 회전가능한 제4바퀴체(122)를 더 포함하며, 제4바퀴체(122)와 제3바퀴체(121)는 제2방향을 따라 간격을 두고 서로 어긋나게 설치되고 모두 탄소나노튜브 집합체를 수집방향에 따라 연신시킬 수 있다. 상기 제2방향과 제1방향은 서로 다르며, 제2방향과 제1방향은 서로 수직되는 것이 바람직하다. 물론, 제2방향과 제1방향은 다른 경우일 수도 있다.
또한, 제4바퀴체(122)와 제3바퀴체(121)는 M방향의 상하 양측 또는 좌우 양측에 설치되고, 양자의 설치위치는 제1바퀴체(111)와 제2바퀴체(112)의 설치상황에 따라 상응하게 조절할 수 있다. 제4바퀴체(122)를 추가함으로써, 제4바퀴체(122)와 제3바퀴체(121)의 회전속도를 서로 다르도록 조절하는 것을 통하여, 제3바퀴체(121)와 제4바퀴체(122)가 탄소나노튜브 집합체에 가하는 제2방향에 따른 양압력을 변경할 수 있어, 탄소나노튜브 집합체를 더 연신하는 것을 구현하고, 또한, 탄소나노튜브 집합체의 배향을 조절함으로써, 탄소나노튜브 소재의 각종 성능에 대한 조절을 실현할 수 있다. 본 실시예에서, 제3바퀴체(121)와 제4바퀴체(122)의 수량은 모두 하나로서 동일하고, 다른 실시예에서, 제3바퀴체(121)와 제4바퀴체(122)의 수량은 두 개이거나 다른 복수개일 수 있다. 이와 같이, 복수의 바퀴체를 추가하여 탄소나노튜브 집합체를 다양한 수준으로 연신시킴으로써, 진일보 탄소나노튜브 집합체 내부의 미시적 구조를 조절하여 탄소나노튜브 집합체의 배향성을 개선한다.
또한, 도4를 참조하면, 제4바퀴체에는 하나 이상의 제2 고리형 돌기(150)가 제4바퀴체를 둘러싸면서 설치되고, 제2 고리형 돌기(150)는 탄소나노튜브 집합체의 배향을 정리한다. 구체적으로, 제4바퀴체(122)에서 탄소나노튜브 집합체와 접촉하는 면에는 하나 이상의 제2 고리형 돌기(150)가 설치될 수 있고, 제2 고리형 돌기(150)는 제4바퀴체(122)의 축방향을 중심으로 둘러싸면서 설치된다.
제2 고리형 돌기(150)의 넓이는 10㎛이하이고, 서로 인접한 제2 고리형 돌기(150)의 간격은 100㎛이하이다. 제1 고리형 돌기(140)와 비슷하게, 상기 제2 고리형 돌기(150)의 넓이는 0.2㎛내지 5㎛이고, 서로 인접한 제2 고리형 돌기(150)의 간격은 1㎛내지 80㎛인 것이 바람직하다. 상기 제2 고리형 돌기(150)의 높이는 1내지 10mm이다. 또한, 상기 제2 고리형 돌기(150)는 대응하는 제4바퀴체(122)와 일체로 구성될 수 있고, 또는 각각 가공성형 되어 대응하는 제4바퀴체(122)에 탈착 가능하게 장착될 수도 있다. 상기 제2 고리형 돌기(150)는 레이저식각, 화학식각 또는 인쇄 등 방법을 통하여 가공제조하여 얻을 수 있다.
일 실시예에서, 제1 고리형 돌기(140)와 제2 고리형 돌기(150)는 대칭적으로 분포되어 설치될 수 있고, 또는 어긋나게 설치될 수도 있다.
제3바퀴체(121)와 제4바퀴체(122)가 회전하면, 상응하는 제1 고리형 돌기(140)와 제2 고리형 돌기(150)를 연동하여 회전시키며, 고리형 돌기는 모두 일정 간격을 두고 설치된 돌기로서, 접선방향에 따라 탄소나노튜브 집합체에 힘을 인가함으로써, 탄소나노튜브 집합체의 내부구조가 접선방향을 따라 배열되도록 정리하는데 유리하여, 배향 조절효과를 최적화한다. 또한, 상기 제1 고리형 돌기(140)와 제2 고리형 돌기(150)는 각각 탄소나노튜브 집합체의 양측에 일정한 양압력을 가할 수 있고, 제3바퀴체(121)와 제4바퀴체(122)의 회전속도를 서로 다르게 조절하는 것을 통하여, 제3바퀴체(121)와 제4바퀴체(122)가 탄소나노튜브 집합체에 가하는 제1방향을 따른 양압력을 서도 다르게 하여, 탄소나노튜브 집합체에 대한 연신을 구현하고, 탄소나노튜브 집합체의 배향을 조절하여, 탄소나노튜브 소재의 각종 성능을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 고리형 돌기(140)와 제2 고리형 돌기(150)의 대응되는 돌기의 넓이와 간격은 동일하거나 서로 다를 수 있다. 제1 고리형 돌기(140)와 제2 고리형 돌기(150)의 대응되는 돌기의 넓이와 간격이 서로 다를 경우, 각자의 돌기의 분포밀도를 조절할 수 있어 서로 다른 배향 조절효과를 구현할 수 있다.
일 실시예에서, 도5에 제시된 바를 참조하면, 제1바퀴체(111) 및/또는 제2바퀴체(112)에서 탄소나노튜브 집합체와 접촉하는 면의 중간부에는 탄소나노튜브 집합체를 수용할 수 있는 고리모양 위치제한 홈(160)이 설치된다.
고리모양 위치제한 홈(160)의 열린홈의 스팬은 수용해야 할 탄소나노튜브 집합체의 사이즈에 매칭된다. 본 실시예에서, 상기 고리모양 위치제한 홈(160)의 축방향을 따른 단면은 대칭되는 삼각형일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 고리모양 위치제한 홈(160)의 축방향을 따른 단면은 대칭되는 아치형 홈일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 고리모양 위치제한 홈(160)은 다른 형상의 홈일 수도 있다.
이와 같이, 상기 고리모양 위치제한 홈(160)을 추가함으로써, 탄소나노튜브 집합체가 제1예비조정 서브기구(110)에 의해 사전 가압될 때 상하로 이동하지 않도록, 탄소나노튜브 집합체를 고정하고 위치제한할 수 있을 뿐만 아니라 예비조정과 함께, 탄소나노튜브 집합체를 고리모양 위치제한 홈(160)에 효과적으로 집결시킬 수 있어, 균일한 수집을 더욱 보증하고, 수집 후의 탄소나노튜브 집합체의 배향을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 수집장치(100)는, 하우징 내에 설치되고 제1예비조정 서브기구(110) 및/또는 제2예비조정 서브기구(120)와 탄소나노튜브 집합체 사이의 접촉면의 온도를 조절하는 제1가열기구(미도시)를 더 포함한다.
일 실시예에서, 제1가열기구는 가열 저항선과 제어기를 포함하며, 가열 저항선은 제1예비조정 서브기구(110) 및/또는 제2예비조정 서브기구(120)의 단부 또는 내부에 내장되고, 제어기는 하우징 내에 설치되고 가열 저항선의 발열량을 제어한다. 예비조정 제1가열기구는 예비조정기구의 상응하는 접촉면의 온도를 측정하는 열전대(thermocouple) 또는 온도측정기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1가열기구의 온도범위는 100℃ 내지 500℃로 설정할 수 있다. 또한, 제1가열기구의 온도범위는 200℃ 내지 400℃일 수 있다. 수집장치(100)의 하우징 내부는 불활성 환경인 것이 바람직하다는 점에 유의해야 한다.
제1가열기구를 추가함으로써, 적절한 가열을 거쳐 탄소나노튜브 집합체 내부의 기체를 배출할 수 있어, 수집 후의 탄소나노튜브 제품의 치밀성을 향상시킬 수 있다. 또한, 탄소나노튜브 집합체와 접촉하는 면의 온도를 제어할 수 있어, 예비조정기구가 탄소나노튜브 집합체의 내부구조에 대한 조절효과를 향상시키는데 유리하며, 탄소나노튜브의 배향성과 균일성을 향상시켜, 수집된 탄소나노튜브 소재의 각종 성능에 대한 조절을 구현한다.
본 실시예에서, 권취기구(130)는 탄소나노튜브 집합체를 수집하는 회전가능한 롤러일 수 있다. 통상적으로 탄소나노튜브 집합체에는 미량의 철 원소가 함유되기 때문에, 상기 롤러는 미세 자성을 띤 소재일 수 있고, 이로 하여 탄소나노튜브 집합체에 대한 흡착수집을 용이하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 권취기구(130)는 축방향으로 신축가능한 회전드럼(미도시)일 수 있다. 수집된 탄소나노튜브 집합체가 탄소나노튜브 섬유일 경우, 슬리브의 위치를 이동할 필요가 없고, 수집된 탄소나노튜브 집합체가 탄소나노튜브 박막일 경우, 회전드럼을 이동시켜 한 방향으로 움직이거나 왕복운동을 하게 함으로써, 일정한 면적의 탄소나노튜브 박막을 수집할 수 있다. 상기 왕복운동 방향과 회전드럼의 축방향은 수직되지 않고, 상기 왕복운동 방향과 회전드럼의 축방향은 평행되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 왕복운동 방향과 드럼의 축방향은 일정한 협각을 이루어, 탄소나노튜브 박막의 수집을 구현할 수 있다. 설치된 회전드럼은 축방향을 따라 신축 가능하여 수집된 탄소나노튜브 박막의 면적을 진일보 변경할 수 있어, 제조된 탄소나노튜브 박막의 두께를 제어할 수 있기에, 서로 다른 성능을 갖는 탄소나노튜브 박막소재를 얻을 수 있다.
다른 실시예에서, 권취기구(130)는 제1회전바퀴, 제2회전바퀴 및 제1회전바퀴와 상기 제2회전바퀴 사이에 있는 장력이 가해진 수집벨트(미도시)를 포함할 수 있다. 제1회전바퀴와 제2회전바퀴의 축방향은 출구단의 연장선 방향과 서로 수직된다. 일 실시예에서, 제1회전바퀴와 제2회전바퀴 사이의 간격은 조절할 수 있다. 따라서 제1회전바퀴와 제2회전바퀴 사이의 간격을 조절하는 것을 통하여, 수집된 탄소나노튜브 집합체 박막의 넓이 방향 사이즈를 조절함으로써, 탄소나노튜브 박막의 면적을 조절할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도6에 제시된 바를 참조하면, 권취기구(130)는 제1회전바퀴(131)와 제2회전바퀴(132) 및 제1회전바퀴(131)와 제2회전바퀴(132) 사이에 예비조정설치되고 예비조정기구를 향해 회전가능한 수집판(133)을 포함할 수 있다. 상기 수집판(133)은 약간의 자성을 띠고 일정한 두께를 가진 플레이트일 수 있다. 일 실시예에서, 제1회전바퀴(131)와 제2회전바퀴(132) 사이의 간격은 조절할 수 있다. 상응하게, 수집판(133)은 신축가능한 플레이트로 설치될 수 있고, 따라서 제1회전바퀴(131)와 제2회전바퀴(132)의 간격을 조절하는 것을 통하여, 수집된 탄소나노튜브 집합체 박막의 길이 방향 사이즈를 조절함으로써, 탄소나노튜브 박막의 면적을 조절할 수 있다.
실시예2
도7에는 수직식 로체용 수집장치(100)가 제시되었다. 수집장치(100)는 탄소나노튜브 막 또는 탄소나노튜브 섬유를 수집하며, 합성장치(200)의 출구단과 연통된 하우징 및 하우징 내에 설치된 예비조정기구와 권취기구(130)을 포함한다. 예비조정기구는 제1예비조정 서브기구(110)와 제2예비조정 서브기구(120)를 포함하며, 한 다발의 탄소나노튜브 집합체의 배향을 조절한다.
본 실시예는 수직식 로체에서 성장한 탄소나노튜브 막 또는 탄소나노튜브 섬유의 수집에 적용될 뿐만 아니라, 제2예비조정 서브기구(120)는 합성장치(200)의 출구단에 근접하여 설치되고, 제1예비조정 서브기구(110)는 제2예비조정 서브기구(120)와 권취기구(130) 사이에 설치된다는 점에서 실시예1과 다르다.
본 실시예의 기타 내용은 실시예1을 참조할 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 탄소나노튜브 막소재 또는 탄소나노튜브 섬유소재를 제조하기 위한 제조시스템을 제공한다. 이하에서 도면을 결합하여 제조시스템을 상세하게 설명한다.
실시예3
도8에 제시된 바를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평식 로체를 포함하는 제조시스템이 도시된다. 제조시스템은 합성장치(200)와 수집장치(100)를 포함한다. 합성장치(200)는 부유촉매로 탄소나노튜브 집합체를 합성한다. 합성장치(200)는 적어도 하나의 성장튜브(211)를 구비한 반응기(210)를 포함한다. 수집장치(100)는 합성장치(200)의 출구단 측에 위치하며, 합성장치(200)에서 제조된 탄소나노튜브 집합체를 수집한다. 수집장치(100)는 합성장치(200)의 출구단에 연통되고, 예를 들면, 수집장치(100)는 플랜지(미도시)를 통하여 합성장치(200)에 밀폐 연결된다.
본 실시예에서, 상기 반응기(210)는 멀티튜브 수평식 구조일 수 있고, 성장튜브(211)의 수량은 두 개이다. 복수의 성장튜브(211)는 반응기(210) 내부에 함께 설치되고, 하나의 반응로를 함께 사용한다. 이와 같이, 복수의 튜브를 설치하는 것을 통하여, 탄소나노튜브의 생산량을 크게 향상시킬 수 있고, 각 성장튜브(211) 중 탄소나노튜브의 품질을 보증할 수 있어, 전체 탄소나노튜브 소재의 성능을 향상시킬 수 있다. 물론, 다른 실시예에서, 성장튜브(211)의 수량은 하나 또는 다른 복수 일 수 있다.
상기 반응기(210)는 수평으로 설치될 수 있으며, 물론 일정한 각도로 경사진 멀티튜브 구조일 수 있다. 성장튜브(211)는 석영튜브, 커런덤튜브 또는 해당 분야에서 일반적으로 사용되는 기타 소재로 제조하여 얻을 수 있다. 일 실시예에서, 성장튜브(211)의 파이프형상은 사각형이며, 따라서 성장튜브(211)에서 생성된 탄소나노튜브 집합체의 구조를 변경할 수 있어, 수집된 탄소나토튜브 집합체의 균일성을 조절할 수 있다. 물론, 다른 실시예에서, 성장튜브(211)는 일반적으로 사용되는 중공 원형튜브(Hollow circular tube) 구조일 수 있다.
본 실시예에서, 성장튜브(211)의 수집장치(100)에 가까운 단부는 나팔형이다. 부유촉매로 탄소나노튜브 집합체를 합성하는 과정에서, 운반 기체를 투입해야 하므로 성장튜브(211) 내부에는 난류가 생길 수 있고, 탄소나노튜브 집합체는 위로 떠올라, 성장튜브(211)의 내벽에 부착되기 쉬워 수집이 중단된다. 성장튜브(211)의 말단을 나팔형으로 설치함으로써, 탄소나노튜브 집합체가 성장튜브(211)의 내벽에 부착되는 확률을 감소시켜, 탄소나노튜브 집합체의 연속적인 수집을 향상시킬 수 있다. 물론, 다른 실시예에서, 성장튜브(211)의 수집장치(100)에 가까운 단부는 원통형 또는 다른 일반적인 형상일 수 있다.
제조시스템은 합성장치(200)의 입구단과 연통되고 반응원료를 공급하는 원료공급장치(300)를 더 포함한다.
또한, 상기 원료공급장치(300)는 적어도 하나의 주입기구(310)와 적어도 하나의 원료공급튜브(320)를 포함할 수 있고, 원료공급튜브(320)는 일단이 주입기구(310)와 연통되고, 다른 일단이 성장튜브(211)와 연통된다. 상기 주입기구(310)는 주입속도를 조절할 수 있는 주입펌프, 액체분사기 및 초음파 분무 주입기구 중 어느 하나일 수 있다.
본 실시예에서, 원료공급튜브(320)와 주입기구(310)의 수량은 모두 성장튜브(211)의 수량과 매칭되고, 이 때, 원료공급튜브(320)는 직렬연결방식 또는 병렬연결방식으로 배열될 수 있다. 이와 같이, 주입기구(310)를 제어하는 것을 통하여 서로 다른 내부구조를 가진 탄소나노튜브 소재를 제조하도록 각각 조절함으로써, 탄소나노튜브 소재의 성능을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 원료공급튜브(320)와 주입기구(310)의 수량은 하나일 수 있고, 이와 같은 구조는 간단하고 조작이 편리하다. 다른 실시예에서, 원료공급튜브(320)는 기타 복수일 수 있고, 주입기구(310)는 하나일 수 있고, 복수의 원료공급튜브(320)는 하나의 주입기구(310)를 함께 사용할 수 있다. 물론, 원료공급튜브(320)와 주입기구(310)의 수량은 기타 합리적인 수량일 수 있다.
유의해야 할 점은, 복수의 성장튜브(211)는 모두 탄소나노튜브 집합체의 성장에 사용되어 순수한 탄소나노튜브 소재를 제조할 수 있다. 또한, 그 중의 하나 이상의 성장튜브(211)를 다른 소재를 제조하도록 설치함으로써, 탄소나노튜브를 함유한 복합소재를 제조할 수 있고, 상기 복합소재는 서로 다른 성능을 구비하여 소재의 응용영역을 넓힐 수 있다.
일 실시예에서 도9에 제시된 바를 참조하면, 합성장치(200)는 복수의 성장튜브(211)를 구비한 반응기(210)를 포함하고, 하나 이상의 성장튜브(211)의 배열방식은 고리모양으로 분포될 수 있다. 기타 실시예에서, 하나 이상의 성장튜브(211)의 배열방식은 병렬방식 또는 매트릭스방식으로 분포될 수 있다.
또한, 도8에 제시된 바를 참조하면, 합성장치(200)는 하나 이상의 성장튜브(211)의 입구단 각 영역의 온도분포를 조절하는 제2가열기구(212)를 더 포함한다. 본 실시예에서, 제2가열기구(212)는 이격되어 설치된 3개의 가열장치일 수 있고, 상기 가열장치는 반응기(210)의 내벽에 설치되어, 성장튜브(211)의 입구단의 각 영역의 온도를 각각 조절함으로써, 탄소나노튜브 집합체의 성장을 제어한다.
수집장치(100)의 구체적인 내용은 실시예1의 설명을 참조할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 제조시스템으로 탄소나노튜브 박막소재를 제조하여 얻을 수 있다. 제조단계는, 탄소원에 촉매제와 성장촉진제를 용해시켜 반응액을 제조하는 단계; 반응액 및 운반기체를 원료공급장치(300)를 통하여 반응기(210) 중의 성장튜브(211) 내로 유입되어, 촉매분해반응을 발생시켜 연속적인 탄소나노튜브 집합체가 생성하는 단계; 및 탄소나노튜브의 연속적인 집합체를 수집하여 탄소나노튜브 박막을 얻는 단계를 포함한다. 탄소나노튜브 박막의 제조공정은 비교적 일반적인 것으로, 상술한 제조과정은 해당 분야에서 일반적으로 사용하는 원료, 배합비 및 공정조건이 될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예의 제조시스템(예비조정기구를 포함)을 사용하여 탄소나노튜브 박막제품을 획득하고, 획득한 제품은 샘플1로 표기한다. 예비조정기구의 작용을 설명하기 위하여, 본 실시예의 제조시스템 중의 예비조정기구를 제거하고 다른 기구는 그대로 유지한 시스템을 비교제조시스템(예비조정기구를 포함하지 않음)으로 하고, 샘플1을 제조하는 공정조건에 따라 탄소나노튜브 소재박막제품을 제조하여, 얻은 제품을 샘플2로 표기한다.
도10과 도11은 각각 샘플1과 샘플2의 SEM도이다. 비교 결과, 예비조정기구의 조절을 거치지 않은 탄소나노튜브 소재박막(샘플2)에 비하여, 예비조정기구의 조절을 거친 탄소나노튜브 소재박막(샘플1)의 배향성이 더 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
도12는 샘플1과 샘플2의 인장응력-파단 연신율을 나타내는 도면이다. 비교 결과, 예비조정기구의 조절을 거치지 않은 탄소나노튜브 소재박막(샘플2)에 비하여, 예비조정기구의 조절을 거친 탄소나노튜브 소재박막(샘플1)의 역학성능이 더 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
실시예4
도13에 제시된 바를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직식 로체를 포함하는 제조시스템이 도시된다. 제조시스템은 합성장치(200)와 수집장치(100)를 포함한다. 합성장치(200)는 부유촉매로 탄소나노튜브 집합체를 합성한다. 합성장치(200)는 적어도 하나의 성장튜브(211)를 구비하는 반응기(210)를 포함한다. 수집장치(100)는 합성장치(200)의 출구단과 연통되고, 합성장치(200)에서 제조된 탄소나노튜브 집합체를 수집한다. 구체적으로, 수집장치(100)는 플랜지를 통하여 합성장치(200)와 밀폐 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 반응기(210)는 모노튜브 수직식 구조이다. 다른 실시예에서, 상기 반응기(210)는 멀티튜브 수직식 구조일 수 있다. 상기 반응기(210)는 수직으로 설치될 수 있고, 물론 일정한 각도로 경사져 설치될 수도 있다.
수집장치(100)의 기타 구체적인 내용은 실시예2의 설명을 참조할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 다른 내용은 실시예3에서 설명한 내용을 참조할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 실시예의 각 기술적 특징은 임의로 조합될 수 있으며, 서술을 간결하게 하기 위하여 위의 실시예 중의 각 기술적 특징의 모든 가능한 조합에 대하여 설명되지 않았지만, 이러한 기술적 특징의 조합에 모순이 존재하지 않는 한, 모두 본 설명서에 기재된 범위에 속하는 것으로 간주되어야 한다.
이상에서 설명된 실시예는 단지 본 발명의 특정 실시예를 나타내며, 그에 대한 설명은 보다 구체적이고 상세하게 기술되어 있지만, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 통상의 기술자는 본 발명의 구상을 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 개선을 행할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하는 것이 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 따라 한정된다.
100: 수집장치 110: 제1예비조정 서브기구
111: 제1바퀴체 112: 제2바퀴체
120: 제2예비조정 서브기구 121: 제3바퀴체
122: 제4바퀴체 130: 권취기구
131: 제1회전바퀴 132: 제2회전바퀴
133: 수집판 140: 제1 고리형 돌기
150: 제2 고리형 돌기 160: 고리모양 위치제한 홈
200: 합성장치 210: 반응기
211: 성장튜브 212: 제2가열기구
300: 원료공급장치 310: 주입기구
320: 원료공급튜브 400: 탄소나노튜브 집합체

Claims (15)

  1. 탄소나노튜브 막 또는 탄소나노튜브 섬유를 수집하기 위한 수집장치는,
    제1예비조정 서브기구와 제2예비조정 서브기구를 포함하고, 한 다발 이상의 탄소나노튜브 집합체의 배향을 예비조정하도록 구성되는 예비조정기구;
    상기 제1예비조정 서브기구는 적어도 제1방향을 따라 설치되고 회전가능하며, 탄소나노튜브 집합체의 양측을 사전에 가압하도록 구성되는 제1바퀴체와 제2바퀴체를 포함하며; 상기 제2예비조정 서브기구는 적어도 탄소나노튜브 집합체를 연신하도록 구성되는 제3바퀴체를 포함하고; 상기 제3바퀴체는 회전가능하고, 상기 제3바퀴체에는 상기 탄소나노튜브 집합체의 배향을 정리하도록 구성되는 하나 이상의 제1 고리형 돌기가 상기 제3바퀴체를 둘러싸면서 설치되며,
    상기 예비조정기구에서 인출된 탄소나노튜브 집합체를 권취하여 수집하도록 구성되는 권취기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 수집장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고리형 돌기의 넓이는 10㎛이하이고, 서로 인접한 상기 제1 고리형 돌기의 간격은 100㎛이하인 것을 특징으로 하는 수집장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1예비조정 서브기구 또는 상기 제2예비조정 서브기구와 탄소나노튜브 집합체의 접촉면의 온도를 조절하도록 구성되는 제1가열기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수집장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1바퀴체 또는 상기 제2바퀴체와 탄소나노튜브 집합체의 접촉면에는, 탄소나노튜브 집합체를 수용 가능한 고리모양 위치제한 홈이 설치되는 것을 특징으로 하는 수집장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2예비조정 서브기구는 제4바퀴체를 더 포함하며,
    상기 제4바퀴체와 상기 제3바퀴체는 제2방향을 따라 이격되어 교차적으로 설치되며, 모두 탄소나노튜브에 대해 수집방향에 따라 연신 가능한 것을 특징으로 하는 수집장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제4바퀴체는 회전가능하고, 상기 제4바퀴체에는 탄소나노튜브 집합체의 배향을 정리하도록 구성되는 하나 이상의 제2 고리형 돌기가 상기 제4바퀴체를 둘러싸면서 설치되는 것을 특징으로 하는 수집장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1바퀴체와 상기 제2바퀴체는 서로를 향하여 회전하거나 서로를 멀어지는 방향으로 회전하며,
    상기 제3바퀴체와 상기 제4바퀴체의 회전속도는 서로 다른 것을 특징으로 하는 수집장치.
  9. 제1항 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 권취기구는 축방향을 따라 신축가능한 회전드럼을 포함하며,
    상기 회전드럼은 왕복운동이 가능하며, 상기 왕복운동 방향과 상기 회전드럼의 축방향은 수직되지 않는 것을 특징으로 하는 수집장치.
  10. 제1항 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 권취기구는, 제1회전바퀴, 제2회전바퀴 및 상기 제1회전바퀴와 상기 제2회전바퀴 사이에 있는 장력이 가해진 수집벨트를 포함하거나,
    제1회전바퀴, 제2회전바퀴 및 상기 제1회전바퀴와 상기 제2회전바퀴 사이에 설치되고 상기 예비조정기구를 향해 회전가능한 수집판을 포함하는 것을 특징으로 하는 수집장치.
  11. 탄소나노튜브 막소재 또는 탄소나노튜브 섬유소재를 제조하기 위한 제조시스템은,
    하나 이상의 성장튜브를 구비하는 반응기를 포함하고, 부유촉매로 탄소나노튜브 집합체를 합성하도록 구성되는 합성장치; 및
    제1항에 따른 수집장치로서, 상기 합성장치의 출구단 측에 위치하며, 상기 합성장치에서 제조된 탄소나노튜브 집합체를 수집하도록 구성되는 수집장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 성장튜브의 상기 수집장치에 가까운 단부는 나팔형 또는 원통형인 것을 특징으로 하는 제조시스템.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 합성장치의 입구단과 연통되고, 반응원료를 공급하도록 구성되는 원료공급장치를 더 포함하며,
    상기 원료공급장치는 하나 이상의 주입기구와 하나 이상의 원료공급튜브를 포함하며, 상기 원료공급튜브는 일단이 상기 주입기구와 연통되고, 다른 일단이 상기 성장튜브와 연통되는 것을 특징으로 하는 제조시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 합성장치는 복수의 성장튜브를 구비하는 반응기를 포함하며, 하나 이상의 상기 성장튜브의 배열방식은 고리모양으로 분포되거나 매트릭스 모양으로 분포되는 것을 특징으로 하는 제조시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 합성장치는 하나 이상의 성장튜브 중의 입구단 각 영역의 온도분포를 조절하도록 구성되는 제2가열기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조시스템.
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