KR102067863B1 - Control method of linear density of cnt fiber aggregates - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브 섬유 제조 방법에 관한 것으로서, 탄소원과 환원가스의 원소비[탄소원/환원가스]를 조절함으로써 결과적으로 제조되는 탄소나노튜브 섬유의 선밀도를 용이하게 조절할 수 있다. The present invention relates to a carbon nanotube fiber manufacturing method, by adjusting the element ratio of the carbon source and reducing gas [carbon source / reducing gas] can be easily adjusted the linear density of the resulting carbon nanotube fiber.

Description

탄소나노튜브 섬유의 선밀도 조절 방법{CONTROL METHOD OF LINEAR DENSITY OF CNT FIBER AGGREGATES}CONTROL METHOD OF LINEAR DENSITY OF CNT FIBER AGGREGATES}

본 발명은 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 섬유 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing carbon nanotube fibers made of carbon nanotubes.

탄소동소체의 한 종류인 탄소나노튜브(CarbonNanotube, CNT)는 직경이 수 내지 수십 nm이며, 길이가 수백 μm에서 수 mm인 물질로 1991년 Iijima 박사에 의해 Nature 저널에 보고된 이후 우수한 열적, 전기적, 물리적 성질과 높은 종횡비 때문에 다양한 분야에서 연구가 진행되어왔다. 이러한 탄소나노튜브의 고유한 특성은 탄소의 sp2 결합에서 기인하며, 철보다 강하고, 알루미늄보다 가벼우며, 금속에 준하는 전기전도성을 나타낸다. 탄소나노튜브의 종류는 크게 나노튜브의 벽수에 따라서 단일벽 탄소나노튜브(Single-Wall Carbon Nanotube, SWNT), 이중벽 탄소나노튜브(Double-Wall Carbon Nanotube, DWNT), 다중벽 탄소나노튜브(Multi-Wall Carbon Nanotube, MWNT)로 구분할 수 있으며, 비대칭성/말린 각도(chirality)에 따라서 지그재그(zigzag), 암체어(armchair), 키랄(chiral) 구조로 나뉜다.CarbonNanotubes (CNTs), a type of carbon allotrope, are materials ranging in diameter from several tens to tens of nanometers in length and hundreds of micrometers to several millimeters in length. Due to its physical properties and high aspect ratios, research has been conducted in various fields. The unique properties of these carbon nanotubes are due to sp 2 bonds of carbon, which are stronger than iron, lighter than aluminum, and exhibit electrical conductivity comparable to metals. The types of carbon nanotubes are largely determined by single-wall carbon nanotubes (SWNT), double-wall carbon nanotubes (DWNT), and multi-walled carbon nanotubes (Multi- Wall Carbon Nanotube, MWNT), and is divided into zigzag, armchair, and chiral structures according to asymmetry / chirality.

현재까지 대부분의 연구는 분말형태의 탄소나노튜브를 분산시켜 복합재료의 강화제로 사용하거나 분산용액을 이용한 투명전도성 필름을 제조하는 방향으로 많이 진행되었으며, 몇몇 분야에서는 이미 상업화에 이르렀다. 하지만 복합재료와 투명전도성 필름에 탄소나노튜브를 이용하기 위해서는 탄소나노튜브의 분산이 중요한데 탄소나노튜브의 강한 반데르발스힘(van der Waals force)에 의한 응집력 때문에 이들을 고농도로 분산시키고 분산성을 유지하는 것은 쉽지 않은 일이다. 또한 탄소나노튜브가 강화재로 사용된 복합재료의 경우에는 탄소나노튜브의 우수한 성질을 충분히 발현하기가 힘들다는 단점이 있다.To date, most of the researches have been carried out to disperse carbon nanotubes in powder form as a reinforcing agent for composite materials or to manufacture transparent conductive films using dispersion solutions, and some fields have already been commercialized. However, in order to use carbon nanotubes in composite materials and transparent conductive films, dispersion of carbon nanotubes is important. Due to the cohesive force of carbon nanotubes due to strong van der Waals force, they are dispersed at high concentration and maintain dispersibility. It is not easy to do. In addition, in the case of a composite material using carbon nanotubes as a reinforcing material, it is difficult to sufficiently express the excellent properties of carbon nanotubes.

이에 최근 몇 년 사이 탄소나노튜브의 성질을 충분히 발현하는 탄소나노튜브 구조체 제조를 위한 탄소나노튜브 섬유화 연구들이 많이 진행되어왔다. In recent years, carbon nanotube fiberization researches for the production of carbon nanotube structures that sufficiently express the properties of carbon nanotubes have been conducted.

탄소나노튜브와 분산제를 함유하는 분산용액을 이용하여 섬유화 하는 방법으로는 대표적으로 '응고방사법(coagulation spinning)', '액정방사법(liquid-crystalline spinning)' 및 ' 직접방사법(direct spinning)'이 있다.Representative methods of fiberization using a dispersion solution containing carbon nanotubes and dispersants include 'coagulation spinning', 'liquid-crystalline spinning' and 'direct spinning'. .

응고방사법이란, 탄소나노튜브와 분산제를 함유하는 분산용액을 고분자용액 내로 주입하여 분산용액에 있던 분산제를 고분자용액으로 빠져나가게 하고 그 자리를 고분자가 대체하여 바인더(binder)역할을 하게 함으로써 탄소나노튜브를 섬유화 하는 방법이다. The coagulation spinning method involves injecting a dispersion solution containing carbon nanotubes and a dispersant into a polymer solution, and then discharging the dispersant in the dispersion solution into a polymer solution and replacing the polymer with a role of a binder to act as a binder. It is a method of fiberizing.

액정방사법이란, 탄소나노튜브 용액이 특정 조건에서 액정(liquid crystal)을 형성하는 성질을 이용하여 섬유화하는 방법이다. 이 방법은 배향성이 좋은 탄소나노튜브섬유를 만들 수 있다는 장점이 있지만 방사속도가 매우 느리고 탄소나노튜브의 액정형성 조건이 까다롭다는 단점이 있다.The liquid crystal spinning method is a method in which a carbon nanotube solution is fiberized using a property of forming a liquid crystal under specific conditions. This method has the advantage of making carbon nanotube fibers with good orientation, but has the disadvantage that the spinning speed is very slow and the liquid crystal forming conditions of the carbon nanotubes are difficult.

직접방사법이란, 도 1에 도시된 바와 같이, 수직으로 세워진 고온의 가열로 상단 주입구에 액상의 탄소 공급원과 촉매를 이송(carrier) 가스와 함께 주입하여 가열로 내에서 탄소나노튜브를 합성하고 이송(carrier) 가스와 함께 가열로의 하단으로 내려온 탄소나노튜브 집합체를 가열로 내부(도 1의 A) 또는 외부(도 1의 B)에서 권취(wind-up)하여 섬유를 얻는 방법이다. The direct spinning method, as shown in Figure 1, injects a liquid carbon source and a catalyst with a carrier gas to the upper inlet of the high-temperature heating furnace standing vertically to synthesize and transport the carbon nanotubes in the heating furnace ( Carrier is a method of obtaining a fiber by winding up the carbon nanotube assembly which is lowered to the bottom of the furnace together with the gas in the furnace (A of FIG. 1) or outside (B of FIG. 1).

탄소나노튜브(CNT)는 그래핀(graphene) 층의 갯수에 따라 단일벽 CNT와 다중벽 CNT로 크게 구분할 수 있다. 다중벽 CNT 중, 층이 2개인 것은 별개의 응용 분야가 형성되어 이중벽 CNT를 구별하여 분류하기도 한다. CNT 자체의 기계적 강도, 특히 인장 강도는 100GPa이 넘을 정도로 매우 뛰어나지만, 합성된 CNT는 길이가 짧은 단 섬유이기 때문에 응용에 제약을 받고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 단섬유인 CNT를 연결하여 장섬유인 CNT 섬유를 만드는 방법이 최근 많이 연구되고 있다.Carbon nanotubes (CNT) can be largely classified into single-walled CNTs and multi-walled CNTs according to the number of graphene layers. Among multi-walled CNTs, the two-layered layer may form a separate field of application, and the double-walled CNTs may be classified and classified. The mechanical strength of CNT itself, especially its tensile strength, is very good, exceeding 100 GPa, but the synthesized CNTs are limited in application because they are short fibers. In order to solve this problem, a method of making CNT fibers, which are long fibers, by connecting CNTs having short fibers has been studied in recent years.

CNT 섬유의 강도에 영향을 미치는 변수로는 CNT의 길이, 직경, 결함(defect) 여부, 내부 보이드(void) 여부, CNT 상호간 정렬성, 인력 등이 있다. Variables affecting the strength of the CNT fibers include the length, diameter, defects, internal voids, alignment between CNTs, and attraction.

CNT 섬유의 강도는 섬유의 선밀도가 높아질수록 높아진다. 따라서 CNT 섬유가 실제 산업분야에 응용되기 위해서는 섬유가 파단 되기 전 까지 견디는 힘이 중요하므로 섬유의 선밀도를 원하는 수준으로 조절할 수 있는 방법이 필요하다. The strength of the CNT fiber increases as the linear density of the fiber increases. Therefore, in order for CNT fiber to be applied to the actual industrial field, it is important to endure the fiber until it breaks, so a method of controlling the linear density of the fiber to a desired level is needed.

본 발명의 목적은 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 섬유의 선밀도를 원하는 비율로 조절할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of controlling the linear density of carbon nanotube fibers made of carbon nanotubes at a desired ratio.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 In order to solve the above problems, the present invention

탄소원을 포함하는 방사원료를 환원가스를 포함하는 캐리어 가스 존재 하에 방사하여 탄소나노튜브 섬유를 제조함에 있어서, 하기 수학식 1에 의해 탄소나노튜브 섬유의 선밀도를 조절하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조방법을 제공한다. In manufacturing a carbon nanotube fiber by spinning a spinning material containing a carbon source in the presence of a carrier gas containing a reducing gas, the carbon nanotube fiber characterized in that to control the linear density of the carbon nanotube fiber by the following equation It provides a manufacturing method.

[수학식 1][Equation 1]

λm = 0.0032 exp(72.551 x)λ m = 0.0032 exp (72.551 x)

상기 식에서,Where

x는 환원가스와 탄소원의 원소비[탄소원/환원가스]이고, x is the element ratio [carbon source / reduced gas] of reducing gas and carbon source,

λm은 탄소나노튜브 섬유의 선밀도(tex)이다. λ m is the linear density (tex) of the carbon nanotube fibers.

일 구현예에 따르면, 캐리어 가스와 탄소원의 원소비[탄소원/환원가스]는 0.01 내지 0.05의 범위에서 선택될 수 있다. According to one embodiment, the element ratio [carbon source / reduction gas] of the carrier gas and the carbon source may be selected in the range of 0.01 to 0.05.

일 구현예에 따르면, 탄소나노튜브 섬유의 선밀도가 0.001 내지 0.5tex 의 범위일 수 있다. According to one embodiment, the linear density of the carbon nanotube fibers may be in the range of 0.001 to 0.5tex.

상기 환원가스가 수소 가스, 암모니아 가스 또는 이들의 혼합 가스를 포함하는 것일 수 있다. The reducing gas may include hydrogen gas, ammonia gas, or a mixture thereof.

또한, 상기 캐리어 가스는 불활성 가스를 더 포함하는 것일 수 있다. In addition, the carrier gas may further include an inert gas.

또한, 상기 방사원료는 액상 또는 기상의 탄소화합물에 촉매 전구체 및 촉매 활성제가 분산되어 있는 것일 수 있다. In addition, the spinning material may be a catalyst precursor and a catalyst activator are dispersed in a liquid or gaseous carbon compound.

상기 액상 또는 기상의 탄소화합물은 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 메틸아세틸렌, 비닐아세틸렌, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 아세톤, 자일렌, 클로로포름, 에틸아세트산, 디에틸에테르, 폴리에틸렌글리콜, 에틸포르메이트, 메시틸렌, 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디클로로메탄, 헥산, 벤젠, 사염화탄소 및 펜탄으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. The liquid or gaseous carbon compound may be methane, ethylene, acetylene, methylacetylene, vinylacetylene, ethanol, methanol, propanol, acetone, xylene, chloroform, ethyl acetate, diethyl ether, polyethylene glycol, ethyl formate, mesitylene, It may include one or more selected from the group consisting of tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (DMF), dichloromethane, hexane, benzene, carbon tetrachloride and pentane.

상기 촉매 전구체는 철, 니켈, 코발트, 백금, 루테늄, 몰리브덴, 바나듐 및 이의 산화물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 메탈로센 형태인 것일 수 있다. The catalyst precursor may include one or more selected from the group consisting of iron, nickel, cobalt, platinum, ruthenium, molybdenum, vanadium, and oxides thereof, and may be in the form of metallocene.

상기 촉매 활성제는 황 원소, 황 함유 화합물 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 구체적으로 메틸티올, 메틸에틸술피드, 디메틸티오케톤, 페닐티올, 페닐티올, 디페닐술피드, 피리딘, 퀴놀린, 벤조티오펜, 티오펜 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.The catalytically active agent may include one or more selected from the group consisting of elemental sulfur, sulfur-containing compounds, and combinations thereof, and specifically, methyl thiol, methylethyl sulfide, dimethylthioketone, phenylthiol, phenylthiol, di It may include one or more selected from the group consisting of phenylsulfide, pyridine, quinoline, benzothiophene, thiophene, and combinations thereof.

바람직한 구현예에 따르면, 방사원료로부터 탄소나노튜브를 형성하고 이를 연속적으로 융합하여 탄소나노튜브 섬유를 직접 방사하는 것일 수 있다. According to a preferred embodiment, it may be to form carbon nanotubes from the spinning material and continuously fused them to directly spin the carbon nanotube fibers.

상기 방사원료의 공급유랴ㅂ은 10 내지 500 ml/min의 범위, 상기 캐리어가스의 공급유량은 1 내지 5 l/min의 범위에서 선택될 수 있다. The supply flow rate of the spinning raw material may be selected from the range of 10 to 500 ml / min, the supply flow rate of the carrier gas 1 to 5 l / min.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific details of embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

본 발명은 탄소나노튜브 섬유 집합체 제조 시 주입되는 탄소원과 캐리어 가스 중 환원가스의 몰비 또는 유량비를 조절하는 간단한 공정으로 단일벽 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 섬유의 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 따른 방법으로 제조된 탄소나노튜브 섬유는 다기능 복합재료의 강화재, 안정적이고 반복적인 피에조 저항 효과를 이용한 변형 및 손상 감지기, 고전도도를 이용한 송전선, 높은 비표면적, 우수한 기계적 특성 및 전기전도도를 이용한 전기화학적 기기, 예를 들어 생체물질 감지를 위한 마이크로전극재료, 슈퍼커패시터 및 액추에이터 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention can improve the production efficiency of carbon nanotube fibers made of single-walled carbon nanotubes by a simple process of controlling the molar ratio or flow rate of the reducing gas in the carbon source and carrier gas injected during the production of carbon nanotube fiber aggregates. The carbon nanotube fiber produced by the method according to the present invention is characterized in that the reinforcement of the multifunctional composite material, the deformation and damage detector using the stable and repetitive piezo resistance effect, the transmission line using high conductivity, high specific surface area, excellent mechanical properties and electrical conductivity It is expected to be applicable to various fields such as electrochemical devices used, for example, microelectrode materials for sensing biological materials, supercapacitors and actuators.

도 1은 직접 방사법에 의한 탄소나노튜브 섬유 제조방법을 개략적으로 도시한다.
도 2는 탄소나노튜브 섬유 제조에 사용된 탄소원/환원가스 원소비와 선밀도의 관계를 나타낸 그래프이다.1 schematically shows a method for producing carbon nanotube fibers by direct spinning.
2 is a graph showing the relationship between the carbon source / reduction gas element ratio and the linear density used in the production of carbon nanotube fibers.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에 사용된 용어 "집합체"는 "응집체"와 혼용하여 기재될 수 있으며, 단수의 개체가 모인 집합을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.As used herein, the term "aggregate" may be used interchangeably with "aggregate" and may be understood to mean a collection of singular individuals.

본 명세서에 사용된 용어 "주입"은 본 명세서 내에 "유입, 투입"과 함께 혼용하여 기재될 수 있으며, 액체, 기체 또는 열 등을 필요한 곳으로 흘러 들여보내거나 넣는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.As used herein, the term "injection" may be used interchangeably with "introduction, input" within this specification and may be understood to mean flowing or injecting liquid, gas, or heat to where necessary. .

본 명세서에서 "탄소나노튜브섬유" 라는 용어는 탄소나노튜브가 섬유 형태로 성장되어 형성되거나 복수개의 탄소나노튜브가 섬유 형태로 융합되어 형성된 것을 모두 지칭한다.As used herein, the term "carbon nanotube fiber" refers to both carbon nanotubes formed by growing in a fiber form or a plurality of carbon nanotubes formed by fusing into a fiber form.

본 명세서에서 "원소비"라는 용어는 탄소원의 탄소 원소와 환원가스의 원소의 비율을 지칭한다. 바람직한 구현예에 따르면 환원가스를 수소가스로 사용하는 경우 탄소원과 캐리어 가스의 원소비는 C/H 비율일 수 있다.As used herein, the term "element consumption" refers to the ratio of the carbon element of the carbon source and the element of the reducing gas. According to a preferred embodiment, when the reducing gas is used as hydrogen gas, the element ratio of the carbon source and the carrier gas may be a C / H ratio.

이하, 본 발명의 구현예에 따른 탄소나노튜브 섬유 제조 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a carbon nanotube fiber manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

탄소나노튜브섬유를 제조하는 기술로는, 용액방사, 어레이방사, 에어로겔방사, 필름의 꼬기/롤링(rolling)법 등이 있다. 본 발명은 이 가운데 화학증착법(CD, chemical deposition)을 이용하여 반응기 내에서 방사원료의 투입 직후 형성되는 탄소나노튜브 에어로겔로부터 탄소나노튜브섬유 또는 리본을 직접 방사하는 공정을 따른다.Techniques for producing carbon nanotube fibers include solution spinning, array spinning, aerogel spinning, film twisting / rolling (rolling) method and the like. The present invention follows a process of directly spinning carbon nanotube fibers or ribbons from carbon nanotube aerogels formed immediately after the injection of the spinning material in the reactor by using chemical vapor deposition (CD).

상기 직접방사법(direct spinning)은 탄소원에 촉매를 첨가한 방사원료를 캐리어 가스와 함께 수직의 고온 가열로(vertical furnace)에 일정 속도로 주입하여 탄소나노튜브를 가열로 내에서 합성하고, 이를 융합하여 순수하게 탄소나노튜브만으로 이루어진 탄소나노튜브섬유를 연속적으로 제조하는 공정이다.In the direct spinning method, carbon nanotubes are synthesized in a heating furnace by injecting a radioactive material added with a catalyst to a carbon source into a vertical vertical furnace with a carrier gas at a constant speed, and fusion of the same. It is a process for continuously producing carbon nanotube fibers consisting of purely carbon nanotubes.

탄소원을 포함하는 방사원료는 가열로 상단으로부터 하단을 향해, 또는 하단으로부터 상단으로 유동하면서 탄화 및 흑연화됨으로써 탄소나노튜브의 연속 집합체(sock 또는 aggregates)로 이루어진 탄소나노튜브 섬유를 형성한다. The radiation source comprising a carbon source is carbonized and graphitized while flowing from the top to the bottom of the furnace, or from the bottom to the top to form carbon nanotube fibers made up of sock or aggregates of carbon nanotubes.

본 발명은 탄소나노튜브 섬유를 제조하기 위하여 주입되는 방사원료 중의 탄소원과 캐리어 가스 중의 수소가스 몰비를 조절함으로써 단일벽 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 섬유가 형성되도록 유도할 수 있다.The present invention can lead to the formation of carbon nanotube fibers made of single-walled carbon nanotubes by controlling the molar ratio of hydrogen gas in the carbon source and the carrier gas in the injection raw material for producing carbon nanotube fibers.

방사원료는 탄소화합물, 촉매 또는 촉매전구체를 포함할 수 있으며, 각각 기상에 분산되어 투입된다. 탄소원에 비해 과잉의 촉매 또는 촉매 전구체를 사용하는 경우 촉매가 불순물로 작용하여 고순도의 탄소나노튜브섬유를 수득하기 어려우며, 오히려 탄소나노튜브 섬유의 열적, 전기적, 물리적 특성을 저해하는 요인이 될 수 있다.The radioactive material may include a carbon compound, a catalyst, or a catalyst precursor, each of which is dispersed and introduced into the gas phase. When an excess catalyst or catalyst precursor is used compared to the carbon source, the catalyst acts as an impurity, making it difficult to obtain high-purity carbon nanotube fibers, but may be a factor that inhibits the thermal, electrical and physical properties of the carbon nanotube fibers. .

촉매 전구체는 촉매반응의 계 내에서, 그 자체는 촉매사이클 속에 포함되지 않지만 활성적인 촉매로 변화하는(혹은 활성적인 촉매를 생성하는) 물질이며, 촉매전구체가 촉매를 형성한 후 CNT를 합성한다.The catalyst precursor is a substance which, in the system of catalysis, itself is not included in the catalyst cycle but changes to an active catalyst (or produces an active catalyst), after the catalyst precursor forms the catalyst to synthesize CNTs.

본 발명에 있어서, 상기 촉매 또는 촉매 전구체는 철, 니켈, 코발트, 백금, 루테늄, 몰리브덴, 바나듐 및 이의 산화물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 촉매는 나노입자 형태일 수 있고, 바람직하게는 철, 니켈, 코발트 등이 함유된 화합물인 페로센(Ferrocene)과 같은 메탈로센 형태일 수 있다.In the present invention, the catalyst or catalyst precursor may include one or more selected from the group consisting of iron, nickel, cobalt, platinum, ruthenium, molybdenum, vanadium and oxides thereof, but is not limited thereto. The catalyst may also be in the form of nanoparticles, preferably in the form of metallocenes such as ferrocene, which is a compound containing iron, nickel, cobalt and the like.

본 발명에 있어서, 상기 방사원료는 촉매 활성제를 더 포함할 수 있다. 통상적으로 탄소나노튜브의 합성은 촉매가 용융된 상태에서 탄소가 촉매로 확산된 후 석출되면서 진행되는데, 상기 촉매 활성제는 탄소나노튜브 합성시 프로모터로 사용되어 탄소 확산율(diffusion rate)을 증가시켜 빠른 시간 내에 탄소나노튜브가 합성되도록 한다. In the present invention, the spinning material may further include a catalytic activator. In general, the synthesis of carbon nanotubes proceeds as the carbon is diffused into the catalyst in the molten state of the catalyst and then precipitated. The catalyst activator is used as a promoter when synthesizing the carbon nanotubes, thereby increasing the carbon diffusion rate and increasing the time. Allow carbon nanotubes to be synthesized

상기 촉매 활성제로는 예를 들면 황 원소, 황 함유 화합물을 사용할 수 있고, 구체적인 예로는, 메틸티올, 메틸에틸술피드, 디메틸티오케톤 등과 같은 황 함유 지방족 화합물; 페닐티올, 디페닐술피드 등과 같은 황 함유 방향족 화합물; 피리딘, 퀴놀린, 벤조티오펜, 티오펜 등과 같은 황 함유 복소환식 화합물; 원소로서 황일 수 있다. 바람직하게는 황 또는 티오펜일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 황일 수 있다. 황은 촉매의 녹는점을 감소시키고, 비정질 탄소를 제거하여 낮은 온도에서 고순도의 탄소나노튜브를 합성할 수 있도록 해준다. As the catalytically active agent, for example, an elemental sulfur or a sulfur-containing compound may be used, and specific examples thereof include sulfur-containing aliphatic compounds such as methylthiol, methylethylsulfide, dimethylthioketone, and the like; Sulfur-containing aromatic compounds such as phenylthiol, diphenyl sulfide and the like; Sulfur-containing heterocyclic compounds such as pyridine, quinoline, benzothiophene, thiophene and the like; It may be sulfur as an element. Preferably sulfur or thiophene, more preferably sulfur. Sulfur reduces the melting point of the catalyst and removes amorphous carbon, allowing the synthesis of high purity carbon nanotubes at low temperatures.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 촉매 전구체 및 촉매 활성제는 액상 탄소화합물에서는 액상일 수 있고, 기상 탄소화합물에서는 기상일 수 있다. 따라서, 액상 탄소화합물에는 촉매 전구체나 촉매 활성제를 녹여서 주입가능하며, 기상 탄소화합물에는 기화해서 가스형태로도 주입 가능하다According to a preferred embodiment of the present invention, the catalyst precursor and the catalyst activator may be a liquid phase in the liquid carbon compound, the gaseous phase in the gaseous carbon compound. Therefore, it is possible to dissolve and inject a catalyst precursor or a catalyst activator into a liquid carbon compound, and to inject a gaseous carbon compound into a gaseous form.

본 발명에 있어서, 상기 탄소화합물은 액상 또는 기상 일 수 있으며, 탄소원으로서 촉매로 확산됨으로써 탄소나노튜브로 합성되며, 분자량 분포도, 농도, 점도, 표면 장력, 유전율 상수 및 사용하는 용매의 성질을 고려하여 이용한다. In the present invention, the carbon compound may be liquid or gaseous phase, is synthesized as carbon nanotubes by diffusion into the catalyst as a carbon source, in consideration of molecular weight distribution, concentration, viscosity, surface tension, dielectric constant and the nature of the solvent used I use it.

상기 액상 또는 기상의 탄소화합물은 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 메틸아세틸렌, 비닐아세틸렌, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 아세톤, 자일렌, 클로로포름, 에틸아세트산, 디에틸에테르, 폴리에틸렌글리콜, 에틸포르메이트, 메시틸렌, 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디클로로메탄, 헥산, 벤젠, 사염화탄소 및 펜탄으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. The liquid or gaseous carbon compound may be methane, ethylene, acetylene, methylacetylene, vinylacetylene, ethanol, methanol, propanol, acetone, xylene, chloroform, ethyl acetate, diethyl ether, polyethylene glycol, ethyl formate, mesitylene, Tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (DMF), dichloromethane, hexane, benzene, carbon tetrachloride and pentane.

구체적으로, 상기 액상의 탄소화합물은 에탄올, 메탄올, 프로판올, 아세톤, 자일렌, 클로로포름, 에틸아세트산, 디에틸에테르, 폴리에틸렌글리콜, 에틸포르메이트, 메시틸렌, 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디클로로메탄, 헥산, 벤젠, 사염화탄소 및 펜탄으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 에탄올(C2H5OH), 자일렌(C8H10), 디에틸에테르[(C2H5)2O], 폴리에틸렌글리콜[-(CH2-CH2-O)9], 1-프로판올(CH3CH2CH2OH), 아세톤(CH3OCH3), 에틸포르메이트(CH3CH2COOH), 벤젠(C6H6), 헥산(C6H14) 및 메시틸렌[C6H3(CH3)3]으로 구성된 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. Specifically, the liquid carbon compound is ethanol, methanol, propanol, acetone, xylene, chloroform, ethyl acetate, diethyl ether, polyethylene glycol, ethyl formate, mesitylene, tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide ( DMF), dichloromethane, hexane, benzene, carbon tetrachloride and pentane. Preferably ethanol (C2H5OH), xylene (C8H10), diethyl ether [(C2H5) 2O], polyethylene glycol [-(CH2-CH2-O) 9], 1-propanol (CH3CH2CH2OH), acetone (CH3OCH3), It may include any one or more selected from the group consisting of ethyl formate (CH 3 CH 2 COOH), benzene (C 6 H 6), hexane (C 6 H 14) and mesitylene [C 6 H 3 (CH 3) 3].

상기 기상 탄소화합물은 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 메틸아세틸렌 및 비닐아세틸렌으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The gaseous carbon compound may include one or more selected from the group consisting of methane, ethylene, acetylene, methylacetylene and vinylacetylene.

탄소원을 포함하는 방사원료를 환원가스를 포함하는 캐리어 가스 존재 하에 방사하여 탄소나노튜브 섬유를 제조함에 있어서, 하기 수학식 1에 의해 탄소나노튜브 섬유의 선밀도를 조절하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조방법을 제공한다. In manufacturing a carbon nanotube fiber by spinning a spinning material containing a carbon source in the presence of a carrier gas containing a reducing gas, the carbon nanotube fiber characterized in that to control the linear density of the carbon nanotube fiber by the following equation It provides a manufacturing method.

[수학식 1][Equation 1]

λm = 0.0032 exp(72.551 x)λ m = 0.0032 exp (72.551 x)

상기 식에서,Where

x는 탄소원과 환원가스의 원소비[탄소원/환원가스]이고,x is the element ratio of carbon source and reducing gas [carbon source / reduction gas],

λm은 탄소나노튜브 섬유의 선밀도(tex)이다. λ m is the linear density (tex) of the carbon nanotube fibers.

일 구현예에 따르면, 탄소원과 캐리어 가스 중 환원 가스의 원소비가 0.01 내지 0.05의 범위에서 선택될 수 있다.According to one embodiment, the element ratio of the reducing gas in the carbon source and the carrier gas may be selected in the range of 0.01 to 0.05.

본 발명자들은 상기 범위에서, 공급원의 원소비와 탄소나노튜브 섬유의 선밀도가 상기 관계식에 의해 선형적 비례 관계를 갖는다는 것을 확인할 수 있었다. The inventors have confirmed that within this range, the element ratio of the source and the linear density of the carbon nanotube fibers have a linear proportional relationship by the above relation.

일 구현예에 따르면, 탄소나노튜브 섬유의 선밀도가 0.001 내지 0.5tex, 바람직하게는 0.01 내지 0.2tex의 범위일 수 있다. According to one embodiment, the linear density of the carbon nanotube fibers may be in the range of 0.001 to 0.5 tex, preferably 0.01 to 0.2 tex.

일 구현예에 따르면, 상기 환원가스는 수소가스, 암모니아 가스 또는 이들의 조합일 수 있다. According to one embodiment, the reducing gas may be hydrogen gas, ammonia gas or a combination thereof.

또한, 캐리어 가스는 불활성가스를 더 포함할 수 있다. 불활성 가스로 질소, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈 또는 이들의 혼합 성분을 함유하는 기체를 포함할 수 있으며, 이러한 불활성 기체는 화학적으로 매우 안정하여 전자를 주고 받거나 공유하지 않으려는 성질을 가지므로, 탄소나노튜브(CNT)와의 반응 없이 기체의 유입으로 인해 탄소나노튜브를 유동 및 이동할 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.In addition, the carrier gas may further include an inert gas. Inert gases may include gases containing nitrogen, helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, or mixtures thereof, and these inert gases are chemically so stable that they tend not to exchange or share electrons. Therefore, it can serve to enable the flow and movement of carbon nanotubes due to the inflow of gas without reaction with carbon nanotubes (CNT).

본 발명에 있어서, 반응영역으로 공급되는 방사원료의 공급 유량은 10 내지 500ml/min 일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 200ml/min 또는 70 내지 160ml/min 일 수 있다.In the present invention, the supply flow rate of the radiation raw material supplied to the reaction zone may be 10 to 500ml / min, preferably 50 to 200ml / min or 70 to 160ml / min.

반응영역으로 주입되는 캐리어 가스의 유량은 상기 식 1의 조건을 만족하는 범위에서 정해질 수 있다. 예를 들면 수소가스의 경우, 1 내지 5L/min 또는 1.5 내지 3L/min 의 범위에서 적절히 선택할 수 있다. The flow rate of the carrier gas injected into the reaction zone may be determined in a range satisfying the condition of Equation 1 above. For example, in the case of hydrogen gas, it can select suitably in the range of 1-5 L / min or 1.5-3 L / min.

다른 구현예에 따르면, 캐리어 가스는 1 내지 5cm/sec의 선속도로 주입될 수 있으며, 바람직하게는 1.5 내지 3cm/sec 또는 1.8 내지 2.5cm/sec의 선속도로 주입될 수 있다. 캐리어 주입 선속도는 캐리어 가스의 종류, 반응기 사이즈, 촉매 종류 등에 따라 달라질 수 있다. According to another embodiment, the carrier gas may be injected at a linear speed of 1 to 5 cm / sec, preferably at a 1.5 to 3 cm / sec or 1.8 to 2.5 cm / sec linear speed. The carrier injection linear velocity may vary depending on the type of carrier gas, reactor size, catalyst type, and the like.

바람직한 구현예에 따르면, 탄소나노튜브 섬유는 화학증착법에 의해 형성된 탄소나노튜브 에어로겔로부터 직접 탄소나노튜브섬유 또는 리본을 방사하는 직접 방사법에 의해 제조될 수 있다. 상기 직접방사법(direct spinning)은 탄소원에 촉매를 첨가하여 운반기체와 함께 수직의 고온 가열로(vertical furnace)에 일정 속도로 주입하여 탄소나노튜브를 가열로 내에서 합성하고, 이를 연속적으로 융합하여 순수하게 탄소나노튜브만으로 이루어진 탄소나노튜브섬유를 연속적으로 제조하는 공정이다.According to a preferred embodiment, the carbon nanotube fibers can be produced by a direct spinning method spinning the carbon nanotube fibers or ribbon directly from the carbon nanotube airgel formed by chemical vapor deposition. The direct spinning method adds a catalyst to a carbon source and injects carbon nanotubes in a vertical furnace with a carrier gas at a constant speed to synthesize carbon nanotubes in a heating furnace, and continuously fuses the pure water. A process of continuously manufacturing carbon nanotube fibers consisting of carbon nanotubes.

고온 가열로의 반응영역은 탄소원이 그래핀화 촉매에 의해 탄소나노튜브를 형성하고 이와 동시에 연속집합체를 형성하는 영역이다. 상기 반응영역에서 상기 방사원료를 반응시키면, 탄소나노튜브가 합성되고, 합성된 탄소나노튜브가 성장 또는 융합하여 연속적으로 집합되고, 탄소나노튜브 섬유가 형성된다. 그리고 형성된 탄소나노튜브 섬유는 권취수단을 이용하여 권취한다. The reaction region of the high temperature heating furnace is a region in which a carbon source forms carbon nanotubes by a graphene catalyst and simultaneously forms a continuous aggregate. When the spinning material is reacted in the reaction zone, carbon nanotubes are synthesized, the synthesized carbon nanotubes are grown or fused, and are continuously collected to form carbon nanotube fibers. The formed carbon nanotube fibers are wound by using winding means.

반응영역의 온도는 1,000 내지 3,000℃일 수 있다. 바람직하게는 1,000 내지 2,000℃, 1,000 내지 1,500℃ 또는 1,000 내지 1,300℃의 온도를 유지할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1,150 내지 1,250℃일 수 있다. 만약 1000℃ 미만이면, 탄소나노튜브 섬유가 형성되지 않는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 3000℃를 초과하면 탄소나노튜브가 기화되는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위가 바람직하다.The temperature of the reaction zone may be 1,000 to 3,000 ° C. Preferably it can maintain a temperature of 1,000 to 2,000 ℃, 1,000 to 1,500 ℃ or 1,000 to 1,300 ℃, more preferably may be 1,150 to 1,250 ℃. If less than 1000 ℃, there may be a problem that the carbon nanotube fibers are not formed. And, if the temperature exceeds 3000 ℃ may be a problem that the carbon nanotubes are vaporized, the above range is preferred.

생성된 탄소나노튜브 섬유는 권취(winding)되어 수거될 수 있다. 권취 속도는 섬유 내 탄소나노튜브가 섬유 축 방향으로 배향되는데 영향을 주게 되어, 탄소나노튜브 섬유의 열적, 전기적, 물리적 성질을 결정한다. 바람직하게는, 5 내지 100rpm 범위에서 와인딩할 수 있다.The resulting carbon nanotube fibers can be wound and collected. The winding speed affects the orientation of the carbon nanotubes in the fiber axial direction, which determines the thermal, electrical and physical properties of the carbon nanotube fibers. Preferably, it can be wound in the range of 5 to 100 rpm.

본 발명에 따르면, 단일벽 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 섬유를 용이하게 제공할 수 있으며, 단일벽 탄소나노튜브로 이루어진 섬유는 탄소나노튜브의 직경을 최소화할 수 있으므로, 결과적으로 제조되는 제품의 강도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to easily provide a carbon nanotube fiber made of single-walled carbon nanotubes, the fiber made of a single-walled carbon nanotubes can minimize the diameter of the carbon nanotubes, the resulting Strength can be improved.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

제조예: 탄소나노튜브 섬유 합성Preparation Example: Synthesis of Carbon Nanotube Fiber

페로센 촉매 전구체를 0.05-0.2g/hr, 황 촉매 활성제를 0.05-0.3g/hr의 속도로 기화하여 투입하고, 탄소화합물로서 메탄을 70~152.5ml/min 의 속도로, 운반기체(수소)는 1.8~2.2 L/min의 속도로 1200℃의 온도인 원통형 반응기의 상단에 유입시켰다. 그리고 반응기 하단의 배출구로 배출되는 탄소나노튜브 섬유를 보빈(bobbin)으로 구성된 권취수단으로 감았다. 메탄과 수소가스의 몰 비를 하기 표 1과 같이 조절하였다. The ferrocene catalyst precursor was vaporized at a rate of 0.05-0.2 g / hr and the sulfur catalyst activator at a rate of 0.05-0.3 g / hr, and as a carbon compound, methane was used at a rate of 70 to 152.5 ml / min. It was introduced into the top of the cylindrical reactor at a temperature of 1200 ℃ at a rate of 1.8 ~ 2.2 L / min. And the carbon nanotube fibers discharged to the outlet of the bottom of the reactor was wound with a winding means consisting of bobbin (bobbin). The molar ratio of methane and hydrogen gas was adjusted as shown in Table 1 below.

구분division C/H 원소비C / H element ratio 선밀도(tex)Linear density (tex) 실시예 1Example 1 0.0322520.032252 0.0342910.034291 실시예 2Example 2 0.0378660.037866 0.0586140.058614 실시예 3Example 3 0.0279100.027910 0.0242580.024258 실시예 4Example 4 0.0362590.036259 0.0500880.050088 실시예 5Example 5 0.0496180.049618 0.1200730.120073

시험예 1: 탄소나노튜브 섬유의 강도Test Example 1 Strength of Carbon Nanotube Fiber

실시예에 따라 제조된 탄소나노튜브 섬유의 선밀도를 FAVIMAT으로 측정하여 도 2에 나타내었다. 선밀도 측정 원리는 진동 테스트법(vibroscopic testing principle)이고, ISO 1973; ASTM D 1577; BISFA 1985/1989 chapter F 등에서 규격화되어 일반적으로 사용되는 방법이다. 단일 섬유 양 끝 단에 인장력을 살짝 가해 섬유 전체에 장력이 걸리게 하고, 이 섬유에 진동을 부여하여 공명 주파수를 측정하고 다음과 같은 식을 이용하여 선밀도를 구할 수 있다.The linear density of the carbon nanotube fibers prepared according to the example was measured by FAVIMAT and shown in FIG. 2. The linear density measurement principle is the vibroscopic testing principle, see ISO 1973; ASTM D 1577; Standardized in BISFA 1985/1989 chapter F and commonly used. A slight tensile force is applied to both ends of a single fiber to tension the entire fiber, and the fiber is subjected to vibration to measure the resonance frequency, and the linear density can be obtained using the following equation.

Tt = FV / (4 ·f2· L2)Tt = FV / (4 · f 2 · L 2)

Tt = linear densityTt = linear density

FV = pre-tensioning forceFV = pre-tensioning force

f = resonance frequencyf = resonance frequency

L = test section lengthL = test section length

측정 게이지 길이는 20.0 mm, test speed는 2.0 mm/min에서 진행하였다.The gauge length was 20.0 mm and the test speed was 2.0 mm / min.

도 2는 C/H 원소비(x) 대비 CNT 섬유의 선밀도 λm (tex)의 관계를 나타내는 그래프로서, 하기 수학식 1의 관계를 만족하는 것을 확인할 수 있다. 2 is a graph showing the relationship between the C / H element ratio (x) and the linear density λ m (tex) of the CNT fibers, and it can be confirmed that the relationship of Equation 1 below is satisfied.

[수학식 1][Equation 1]

λm = 0.0032 exp(72.551 x)λ m = 0.0032 exp (72.551 x)

상기 식에서,Where

x는 탄소원과 환원가스의 원소비[탄소원/환원가스]이고, x is the element ratio of carbon source and reducing gas [carbon source / reduction gas],

λm은 탄소나노튜브 섬유의 선밀도(tex)이다. λ m is the linear density (tex) of the carbon nanotube fibers.

도 2에서 x축은 환원가스와 탄소원의 원소비[탄소원/환원가스], y축은 탄소나노튜브 섬유의 선밀도의 로그값을 나타낸다. In FIG. 2, the x-axis shows the element ratio of the reducing gas and the carbon source [carbon source / reducing gas], and the y-axis shows the log value of the linear density of the carbon nanotube fibers.

이상과 같은 결과로부터, 탄소원과 캐리어 가스의 공급 비율을 조절함으로써 탄소나노튜브 섬유의 선밀도 및 강도를 용이하게 조절할 수 있음을 알 수 있다. From the above results, it can be seen that the linear density and strength of the carbon nanotube fibers can be easily adjusted by adjusting the supply ratio of the carbon source and the carrier gas.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As mentioned above, the specific part of the content of the present invention has been described in detail, and it is apparent to those skilled in the art that the specific technology is merely a preferred embodiment, and thus the scope of the present invention is not limited thereto. something to do. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (12)

탄소원을 포함하는 방사원료를 환원가스를 포함하는 캐리어 가스 존재 하에 방사하여 탄소나노튜브 섬유를 제조함에 있어서,
상기 방사원료는 50 내지 200 ml/min의 유량으로 공급하고, 상기 환원가스는 1 내지 5 L/min의 유량으로 공급하여, 탄소원과 환원가스의 원소비[탄소원/환원가스]를 0.01 내지 0.05의 범위로 조정함으로써, 하기 수학식 1에 의해 정의된 탄소나노튜브 섬유의 선밀도를 0.001 내지 0.5 tex의 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 섬유 제조방법:
[수학식 1]
λm = 0.0032 exp(72.551 x)
상기 식에서,
x는 탄소원과 환원가스의 원소비[탄소원/환원가스]이고,
λm은 탄소나노튜브 섬유의 선밀도(tex)이다. In manufacturing a carbon nanotube fiber by spinning a spinning material containing a carbon source in the presence of a carrier gas containing a reducing gas,
The raw material is supplied at a flow rate of 50 to 200 ml / min, the reducing gas is supplied at a flow rate of 1 to 5 L / min, the element ratio of the carbon source and reducing gas [carbon source / reducing gas] of 0.01 to 0.05 By adjusting the range, the carbon nanotube fiber manufacturing method characterized in that to adjust the linear density of the carbon nanotube fibers defined by the following equation (1) in the range of 0.001 to 0.5 tex:
[Equation 1]
λ m = 0.0032 exp (72.551 x)
Where
x is the element ratio of carbon source and reducing gas [carbon source / reduction gas],
λ m is the linear density (tex) of the carbon nanotube fibers. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 환원가스가 수소 가스, 암모니아 가스 또는 이들의 혼합 가스를 포함하는 것인 탄소나노튜브 섬유 제조방법.The method of claim 1,
Carbon nanotube fiber manufacturing method wherein the reducing gas comprises hydrogen gas, ammonia gas or a mixture thereof. 제1항에 있어서,
상기 캐리어 가스가 불활성 가스를 더 포함하는 것인 탄소나노튜브 섬유 제조방법. The method of claim 1,
Carbon carrier tube manufacturing method wherein the carrier gas further comprises an inert gas. 제1항에 있어서,
상기 방사원료가 액상 또는 기상의 탄소화합물에 촉매 전구체, 촉매 활성제또는 이들의 조합이 분산되어 있는 것인 탄소나노튜브 섬유 제조방법. The method of claim 1,
The method of producing a carbon nanotube fiber in which the spinning material is a catalyst precursor, a catalyst activator or a combination thereof is dispersed in a liquid or gaseous carbon compound. 제6항에 있어서,
상기 액상 또는 기상의 탄소화합물은 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 메틸아세틸렌, 비닐아세틸렌, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 아세톤, 자일렌, 클로로포름, 에틸아세트산, 디에틸에테르, 폴리에틸렌글리콜, 에틸포르메이트, 메시틸렌, 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디클로로메탄, 헥산, 벤젠, 사염화탄소 및 펜탄으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 탄소나노튜브 섬유 제조방법.The method of claim 6,
The liquid or gaseous carbon compound may be methane, ethylene, acetylene, methylacetylene, vinylacetylene, ethanol, methanol, propanol, acetone, xylene, chloroform, ethyl acetate, diethyl ether, polyethylene glycol, ethyl formate, mesitylene, Tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (DMF), dichloromethane, hexane, benzene, carbon tetrachloride fiber containing one or more selected from the group consisting of pentane. 제6항에 있어서, 상기 촉매 전구체는 철, 니켈, 코발트, 백금, 루테늄, 몰리브덴, 바나듐 및 이의 산화물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인 탄소나노튜브 섬유 제조 방법. The method of claim 6, wherein the catalyst precursor comprises at least one selected from the group consisting of iron, nickel, cobalt, platinum, ruthenium, molybdenum, vanadium, and oxides thereof. 제8항에 있어서,
상기 촉매 전구체가 메탈로센 형태인 것인 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.The method of claim 8,
Carbon nanotube fiber manufacturing method of the catalyst precursor is a metallocene form. 제6항에 있어서,
상기 촉매 활성제가 황 원소, 황 함유 화합물 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.The method of claim 6,
The method of producing carbon nanotube fibers wherein the catalytically active agent comprises at least one selected from the group consisting of elemental sulfur, sulfur-containing compounds, and combinations thereof. 제6항에 있어서,
상기 촉매 활성제가 메틸티올, 메틸에틸술피드, 디메틸티오케톤, 페닐티올, 디페닐술피드, 피리딘, 퀴놀린, 벤조티오펜, 티오펜 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인 탄소나노튜브 섬유 제조 방법.The method of claim 6,
The catalytically active agent comprises at least one selected from the group consisting of methyl thiol, methyl ethyl sulfide, dimethyl thio ketone, phenyl thiol, diphenyl sulfide, pyridine, quinoline, benzothiophene, thiophene and combinations thereof Phosphorus carbon nanotube fiber manufacturing method. 제1항에 있어서,
방사원료로부터 탄소나노튜브를 형성하고 이를 연속적으로 융합하여 탄소나노튜브 섬유를 직접 방사하는 것인 탄소나노튜브 섬유 제조 방법. The method of claim 1,
Forming carbon nanotubes from a spinning material and continuously fusing them to direct carbon nanotube fibers spinning carbon nanotube fibers.
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