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탄소나노튜브를 이용한 스텔스 기능 직물 및 그 제조방법

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on 4 June 2014

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Transcript of 탄소나노튜브를 이용한 스텔스 기능 직물 및 그 제조방법

특허 기술
기술 개발 이유
<탄소나노튜브의 특성을 살린 신소재 개발>

스텔스 기능을 가진 탄소나노튜브는 흑체(black body)의 특징을 이용하여 레이더나 적외선을 흡수하여 은폐할 수 있는 스텔스 용도로서 군사용에 적용 가능

전기전도도가 부여되어 전자파 차폐는 물론 초고용량 커패시터, 스마트 의류, 연료전지 전극 등의 응용 분야에 사용 가능

기존의 탄소나노튜브 소재와는 달리
유연성이 있는 직물에 위 기술 적용

<신소재 산업군 외 다른 산업군까지의 응용 및 발전>

개발한 직물의 다양한 분야 응용 및 발전 가능
탄소나노튜브를 이용한 스텔스 직물
스텔스 기능이란?
레이더, 적외선 탐지기, 음향 탐지기 및 육안에 의한 탐지를 포함한 모든 탐지 기능에 대항하는
은폐 기술

예)레이더 스텔스, 적외선 스텔스, 음향 스텔스

대한방직
1953. 08 대한방직 주식회사 설립
1954. 10 수원 공장(방적) 조업 개시
1955. 08 대구 공장(방직) 조업 개시
1970. 11 제 7회 수출의 날 수출 유공상 수상
1972. 11 제 8회 수출의 날 석탑산업 훈장 수상
1973. 12 한국 증권거래소에 주식 3.000.000주로 상장
1975. 08 전주 공장(방직) 조업 개시
1977. 10 월배 공장(염색, 가공) 조업 개시
1933. 08 여의도로 본사이전
1994. 06 중국 청도 대원방직 유한공사(방적, 편직) 설립
2005. 12 중국청도 대한인염 유한공사(염색, 가공)설립
2007. 01 대구 공장(염색, 가공) 조업개시
2008. 02 인도네시아 현지 업인 PT. TAIHAN Indonesia 설립
2009. 04 대한방직(상해) 유한공사 설립
2010. 03 지식경제부가 선정한 스텔스 섬유 개발업체
전투복
IR(INFRA-RED:적외선)위장가공 스텔스 기능의 차세대 군복 등 최첨단의 가공기술로 완벽한 내구성과 함께 여러 상황에 대처할 수 있는 특수 기능성을 갖춘 군복 직물을 생산해 한국을 비롯한 세계 각국에 공급하고 있습니다.
IR CAMOUFLAGE
야간 적외선에 위장 효과 부여

IR&SPECIAL COATING
적외선 위장 효과에 내구성 투습 방수 효과 부여

FLAME RETARDANT & OILREPELLENT
불에 대한 저항성 및 발유성 부여
최근 주식 동향
흑체 거동 물체의 방사율 비교자료
탄소나노튜브의 배치 상태에 따른 방사율을 비교
탄소나노튜브가
수직으
로 서있는 형태인
숲 구조

가장
방사율이 높음
스텔스 직물 제조방법의 순서도
제조방법의 공정도
스텔스 기능 직물의 사진
특정 파장으로부터 은폐할 수 있는 기술인 스텔스(stealth)직물의
제조방법
흑체란?
표면에 입사하는 전자기파를 완전히 흡수하였다가 재방출 하는 물체

방사율이 1에 가까울수록 흑체에 가깝다

--->
탄소나노튜브 가장 이상적!
탄소나노튜브를 숲 구조(얇은 실선)

마이크로스케일의 바늘 모양구조로 만들어진 니켈 인 합금(파선)

코팅 방법(점선)

페인팅 방법(두꺼운 실선)
CVD법으로 제조한 탄소나노튜브 숲구조
(얇은 실선)

스프레이 코팅 방법(파선)

탄소나노튜브 시트로 제조하는 방법(점선)

프레스 방법(두꺼운 실선)
응용분야
군사용 스텔스 직물
레이더, 적외선 등을 흡수하는
흑체성질을 이용한 은폐용 직물
로써 군사용품 활용 가능
ex) 전투복, 야전 텐트
탄소나노튜브는 내부 공동 구조로 큰 반자성 차폐의 특성을 갖는다.

외부 자기장의 영향을 받은 전자의 회전의 영향으로 자기장의 반대 방향의 2차 자기장이 형성으로 외부 자기장을 상쇄시켜 자기장의 세기약화
웨어러블 컴퓨터 등에 적용 가능
투명망토
메타물질(Meta Meterials)
초고용량 커패시터
높은 표면적
뛰어난 전기 전도성
전기 화학적 안정성
기계적 유연성
커패시터의 좋은 전극으로 사용이 가능하다.
나노튜브를 전극으로 사용한 커패시터는 효율이 월등히 높아진다.
전자기 차폐
전자가 만들어낸 역방향의 자기장이 본래
자기장의 세기를 약화
스텔스 커패시터를 사용한 앰프
커패시터: 전하 저장 장치, 저항을 일정한 값을 갖도록 하는 역할
스텔스 전자파 차단막을 이용한 핸드폰 보호필름
스텔스 기능이 들어간 의류
전기전도 특성을 이용한 투명 전도성 필름 및 전기전도성 고분자 복합체

열전도 특성을 이용한 발열, 방열 신소재

고강도 및 고탄성의 스포츠 용품, 자동차, 군수장비, 항공기 등의 부품 재료

2차전지, 연료전지, 태양전지 등의 에너지 저장분야

가스센서, 바이오센서, 의공학용 미세부품, 차세대 반도체 소자 등
그 외 적용 분야
탄소나노튜브

전기 전도성
전자기 차폐
구부림성
열에 따른 굴절률 변화
스텔스 기능
기술 설명
위 특허 기술에서의 스텔스 기능이란
특정한 파장의 전자기파를 제거
하는 기능 포함
파일 직물 상에 세워져있는 섬유 표면에
탄소나노튜브가 흡착되어 있는 상태
탄소나노튜브의
열에따른 굴절률 변화를 활용한 은폐 기술
의 일종으로 현재의 어려운 부분인 구부러지는 3차원 구조 연구에 도움 기대 및 상용화시 의류에도 적용 가능
직물이라고 하여 반드시 흔히 알고 있는 천연직물만 기술에 적용이 가능한 것이 아니라는 것이 핵심.
표면에 돌기만 있다면 위 기술 적용이 가능
하므로 전자제품에도 공간적 효율이 좋은 커패시터에도 적용 가능
<기존 기술과의 차별성>
기존 CVD 공법의 한계 : 기판의 크기 제한, 기판의 비유연성, 고온의 제조환경

스텔스 직물의 장점: 직물 크기의 자유로움 , 직물의 유연성, 저온의 제조환경, 침지를 이용한 대량생산, 정전기적 인력을 이용한 간편한 자기조립, 탄소나노튜브의 특성 보존, 다양한 탄소나노튜브를 결합가능
<적용 범위>
표면의 돌기가 있다면 어떤 직물에도 가능. 면섬유로 만들어진 벨벳 등 뿐 아니라 폴리에스터 등으로 구성된 직물 등에도 사용 가능
<기술 요약>
파일직물 위에 탄소나노튜브를 결합시킨 스텔스 직물 제조
탄소나노튜브의
특성 보존
!!!
경제 강국의 필수 조건 국방력!!! 국방예산 및 군수물 시장규모는 매년 증가!!!
제조 기술의 특징
유연성 : 직물에 결합

저온 환경 : 직물에 적용 가능

대량 생산 : 침지 방법

결합 방식
정전기적 인력
다양한 탄소나노튜브 결합가능

탄소나노튜브 특성 보존
흑체성
전기전도도
전자기차폐
굴절률 변화
최근 3개월간 꾸준한 상승세!!!
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