KR101071688B1 - Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion - Google Patents

Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion Download PDF

Info

Publication number
KR101071688B1
KR101071688B1 KR1020080105104A KR20080105104A KR101071688B1 KR 101071688 B1 KR101071688 B1 KR 101071688B1 KR 1020080105104 A KR1020080105104 A KR 1020080105104A KR 20080105104 A KR20080105104 A KR 20080105104A KR 101071688 B1 KR101071688 B1 KR 101071688B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon nanotube
carbon nanotubes
cutting
chamber
carbon
Prior art date
Application number
KR1020080105104A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100046320A (en
Inventor
김옥률
김옥민
이근식
Original Assignee
주식회사 펨빅스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 펨빅스 filed Critical 주식회사 펨빅스
Priority to KR1020080105104A priority Critical patent/KR101071688B1/en
Publication of KR20100046320A publication Critical patent/KR20100046320A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101071688B1 publication Critical patent/KR101071688B1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/168—After-treatment
    • C01B32/176—Cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/168—After-treatment
    • C01B32/174—Derivatisation; Solubilisation; Dispersion in solvents

Abstract

탄소나노튜브는 그 물리적 특성상 직경에 비해 길이가 500 ~ 1000배 길어 다수개의 탄소나노튜브가 상호 엉킨 응집체 상태로 존재하게 된다. 본 발명은 탄소나노튜브 응집체와 고정된 물체 또는 운동하는 물체와의 충돌, 엉켜있는 탄소나노튜브 응집체간의 상호 충돌을 유도하여 그 충격에너지에 의해 탄소나노튜브가 절단 분산되도록 하는 방법과 장치에 관한 것이다. 본 발명은 탄소나노튜브를 절단 처리하는 과정에서 탄소나노튜브의 물성 저하 및 이물질 발생 문제를 획기적으로 해결할 수 있다.Carbon nanotubes have a length of 500 to 1000 times longer than their diameters due to their physical properties, so that a plurality of carbon nanotubes exist in a tangled aggregate state. The present invention relates to a method and apparatus for inducing a collision between a carbon nanotube aggregate and a fixed object or a moving object, and mutual collision between the entangled carbon nanotube aggregates so that the carbon nanotubes are cut and dispersed by their impact energy. . The present invention can significantly solve the problem of deterioration of physical properties of the carbon nanotubes and the generation of foreign substances in the process of cutting the carbon nanotubes.

탄소나노튜브, 절단, 분산, 충격에너지, 상호충돌 Carbon nanotubes, cutting, dispersion, impact energy, collision

Description

탄소나노튜브 절단 분산 방법 및 장치{Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion}Carbon nanotube cutting dispersion method and apparatus {Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion}

본 발명은 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 응집체를 벽체, 운동자에 충돌시키거나 탄소나노튜브 응집체간의 상호 충돌에 의해 그 충돌부에서 탄소나노튜브가 절단되고, 엉켜 있는 탄소나노튜브가 분산됨으로써, 탄소나노튜브 응집체의 부피 감소 및 탄소나노튜브 구조체의 길이 감소효과가 발휘되고, 그 처리과정에서 탄소나노튜브 구조체가 훼손되어 물성이 변질되거나 이물질이 발생하는 것을 최소화 시킬 수 있도록 하는 탄소나노튜브 절단 분산 방법 및 장치에 관한 것이다.According to the present invention, carbon nanotube (CNT) aggregates are collided with a wall or a mover, or carbon nanotubes are cut at the collision part by mutual collisions between carbon nanotube aggregates, and tangled carbon nanotubes are dispersed. The carbon nanotube aggregate dispersion and carbon nanotube structure length reduction effect is exhibited, the carbon nanotube structure is damaged in the process of the carbon nanotube structure is damaged in order to minimize the deterioration of physical properties or foreign matter generation A method and apparatus are disclosed.

탄소나노튜브는 1~200㎚ 범위의 직경을 가지면서 길이가 최대 수십 ㎛까지 합성될 수 있다. 열화학 기상증착법이나 아크방전법 등을 이용한 탄소나노튜브 합성 과정에서 개개의 탄소나노튜브 입자 간에 물리적, 화학적 응집현상이 발생한다. 상기 물리적 응집은 마이크로미터 수준에서 탄소나노튜브가 각각의 입자로서 다른 입자들과 서로 얽히고 감기는 것이고, 상기 화학적 응집은 나노미터 수준에서 분자간 힘인 반데르발스(Van der waals) 힘과 같은 표면인력에 의해 응집되는 것이다. 이와 같은 탄소나노튜브의 응집현상은 탄소나노튜브의 기계적 강도와 전도특성을 향상시킬 수 있는 3차원적 네트워크 구조형성을 방해한다. 또한, 탄소나노튜브간의 응집현상에 의해 고분자인 매트릭스와 탄소나노튜브 계면사이의 부착력이 부족하게 되어 매트릭스에서 발생한 외부 부하를 탄소나노튜브에 충분히 전달하지 못하게 된다. 따라서, 탄소나노튜브의 물리적, 화학적 특징을 충분히 발휘하기 위해서는 탄소나노튜브의 길이를 최소화하고, 물성 저하 없는 분산 방법을 개발하는 것이 절실히 요구된다.Carbon nanotubes can be synthesized up to several tens of micrometers in length with a diameter in the range of 1 ~ 200nm. In the process of synthesizing carbon nanotubes using a thermochemical vapor deposition method or an arc discharge method, physical and chemical aggregation occurs between individual carbon nanotube particles. The physical agglomeration is carbon nanotubes entangled and wound with other particles as individual particles at the micrometer level, and the chemical agglomeration is caused by surface forces such as Van der waals force, which is an intermolecular force at the nanometer level. It is aggregated by. Such agglomeration of carbon nanotubes prevents the formation of a three-dimensional network structure that can improve the mechanical strength and conduction properties of carbon nanotubes. In addition, due to the cohesion phenomenon between the carbon nanotubes, the adhesion between the polymer matrix and the carbon nanotube interface is insufficient, so that the external load generated in the matrix cannot be sufficiently transferred to the carbon nanotubes. Therefore, in order to fully exhibit the physical and chemical characteristics of the carbon nanotubes, it is urgently required to minimize the length of the carbon nanotubes and to develop a dispersion method without deteriorating physical properties.

종래의 탄소나노튜브 절단 분산방법은 다음과 같다. 한편, 이하에서 사용되는 "분산"이라는 용어는 「탄소나노튜브 응집체를 물리적으로 절단하거나 화학적으로 처리하여 응집체의 부피 및 길이가 감소되거나 탄소나노튜브 응집체의 엉킴이 풀려 분리되어 흩어지는 현상」을 통칭하는 의미로 사용함을 미리 밝혀둔다.Conventional carbon nanotube cutting dispersion method is as follows. Meanwhile, the term "dispersion" used hereinafter refers to "phenomena in which carbon nanotube aggregates are physically cut or chemically treated to reduce the volume and length of the aggregates, or entangle the carbon nanotube aggregates to dissociate and disperse them." It is used to mean in advance.

1. 볼밀링 방법1. Ball Milling Method

볼밀링을 이용하여 탄소나노튜브의 길이를 최소화하는 방법으로서, 이는 탄소나노튜브의 길이를 감소시키는 효과는 있으나 볼밀링으로 인한 나노구조의 막대한 손상이 발생하여 물성저하가 우려된다는 단점이 있다.As a method of minimizing the length of the carbon nanotubes by using ball milling, this has the effect of reducing the length of the carbon nanotubes, but there is a disadvantage that the physical properties are deteriorated due to the enormous damage of the nanostructure due to the ball milling.

2. 초음파 처리방법2. Ultrasonic Treatment

알콜류 등의 용매에 탄소나노튜브를 넣고 초음파 처리하여 분산시키는 방법으로서, 길이의 절단과정에서 탄소나노튜브가 벤딩(Bending)되거나, 버클링(Buckling)되어 나노구조체에 막대한 손상이 발생하며, 오히려 탄소나노튜브의 재결합으로 다발크기가 증가된다는 단점이 있다.Carbon nanotubes are dispersed in a solvent such as alcohol by ultrasonication, and carbon nanotubes are bent or buckled during the cutting of the length, causing enormous damage to the nanostructures. The recombination of the nanotubes has the disadvantage that the size of the bundle is increased.

3. 연마에 의한 방법3. Method by polishing

연마공정은 다른 방법에 비해 좀 더 파괴적이며, 이 공정에 의해 손상을 덜 주기 위하여 α-cyclodextrin 또는 β-cyclodextrin 용매를 탄소나노튜브와 함께 막자사발에 넣고 연마공정을 통해 화학적으로 절단하는 방법이다. 이로 인해 탄소나노튜브의 길이와 다발 두께는 현저히 감소시킬 수 있으나, 이러한 연마방법 또한 탄소나노튜브 자체에 심각한 손상을 주는 단점이 있다. The polishing process is more destructive than other methods, and in order to reduce damage by this process, α-cyclodextrin or β-cyclodextrin solvent is put together with carbon nanotubes in a mortar and chemically cut through the polishing process. Due to this, the length and bundle thickness of the carbon nanotubes can be significantly reduced, but this polishing method also has the disadvantage of serious damage to the carbon nanotubes themselves.

4. 용매를 이용한 방법4. Solvent Method

용매에 의한 분산은 솔베이션(Solvation)에 의한 매커니즘으로 설명될 수 있기 때문에 시간 경과에 따른 불안정한 특성을 가지고 있다는 단점이 있으며, 용액공정에 일반적으로 사용되는 다양한 용매들에 대해서는 용해도가 매운 낮다는 문제가 있다. Dispersion by solvents has the disadvantage of being unstable over time because it can be explained by the mechanism by solution. Solubility is very low for various solvents that are generally used in solution process. There is.

전술한 탄소나노튜브 분산방법들은 분산처리과정에서 탄소나노튜브구조체의 심각한 손상을 초래하여 그 물성이 저하되며, 시간에 따른 불안정한 특성으로 인하여 탄소나노튜브 고분자 복합체, 전도성 복합소재, 초경량·초강도·고내열성 복합소재 등의 상용화에 걸림돌이 되고 있는 실정이다.The above-described carbon nanotube dispersion methods cause serious damage to the carbon nanotube structure in the dispersion process, and their physical properties are deteriorated, and carbon nanotube polymer composites, conductive composites, ultralight, ultra-high strength, It is an obstacle to commercialization of high heat resistant composite materials.

탄소나노튜브의 물리적, 화학적 특성을 발현하기 위하여 탄소나노튜브의 길이를 최소화하는 탄소나노튜브 절단 분산 기술이 절실히 요구된다. 튜브형이 아닌 금속입자는 상대적으로 직경대비 길이(두께)의 비가 거의 비슷하여, 모재(금속, 비금속)에 균일하고 양호하게 증착되는 특징이 있으나, 이에 반해 탄소나노튜브는 튜브형태(직경:길이 = 1:500~1000)로 엉켜 있어, 모재에 균일하게 증착시키는데 어려운 문제점이 많다. 또한 모재에 탄소나노튜브를 페이스트(Paste) 형태로 증착(프린팅)시키면 모재와 페이스트간 부착력이 약해진다는 단점과 탄소나노튜브의 분산이 잘 이루어지지 않아 면저항이 높게 측정되는 단점이 있다. 한편, 탄소나노튜브와 고분자를 혼합하여 만든 복합체는 탄소나노튜브의 불량한 분산에 기인하여 기대되는 물리적, 화학적 특성이 저하되어 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 상기한 문제점들을 해결하기 위한 방안으로써, 여러 연구결과는 탄소나노튜브의 길이 감소 및 응집현상을 감소시키는데 부분적인 효과를 보였으나, 그 처리과정에서 탄소나노튜브 구조체가 심각하게 훼손되어 물성 저하를 동반하는 것에 대해서는 기술적으로 어려움을 경험하고 있는 실정이다. 따라서, 본 발명은 탄소나노튜브의 길이 최소화 및 엉킴 다발의 부피 감소와 동시에 분산처리과정에서 발생하는 탄소나노튜브 구조체의 손상을 최소화 시킬 수 있는 절단 분산방법 및 이를 위한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.In order to express the physical and chemical properties of carbon nanotubes, carbon nanotube cutting and dispersing technology that minimizes the length of carbon nanotubes is urgently required. Non-tubular metal particles have a relatively similar ratio of length (thickness) to diameter, so that they are uniformly and well deposited on the base material (metal and nonmetal), whereas carbon nanotubes have a tube shape (diameter: length = 1: 500 ~ 1000) are entangled, there are many problems that are difficult to uniformly deposit on the base material. In addition, depositing (printing) carbon nanotubes in the form of a paste has a disadvantage in that adhesion between the base material and the paste is weak and high surface resistance due to poor dispersion of carbon nanotubes. On the other hand, composites made by mixing carbon nanotubes and polymers are hindered in commercialization due to deterioration of expected physical and chemical properties due to poor dispersion of carbon nanotubes. In order to solve the above problems, various studies have shown partial effects in reducing the length of carbon nanotubes and reducing the coagulation phenomenon, but the carbon nanotube structure is severely damaged during the treatment process, which leads to deterioration of physical properties. Doing so is experiencing technical difficulties. Accordingly, an object of the present invention is to provide a cutting dispersion method and apparatus for minimizing the length of carbon nanotubes and reducing the volume of entangled bundles and at the same time minimizing damage to the carbon nanotube structure generated during the dispersion process. .

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 탄소나노튜브 응집체에 충격에너지를 가하여 절단 분산시키는 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method and apparatus for cutting dispersion by applying impact energy to the carbon nanotube aggregate.

탄소나노튜브 응집체에 충격에너지를 가하는 방법으로서는 1) 탄소나노튜브 응집체를 타 물체에 충돌시키는 방법, 2) 타 물체를 탄소나노튜브 응집체에 충돌시키는 방법, 3) 운동하는 탄소나노튜브 응집체를 상호 충돌시키는 방법을 고려할 수 있으며, 본 발명에서는 위의 세가지 방법을 전부 활용할 수 있다.The method of applying impact energy to the carbon nanotube aggregates includes 1) colliding the carbon nanotube aggregates with other objects, 2) colliding the other objects with the carbon nanotube aggregates, and 3) colliding the moving carbon nanotube aggregates with each other. It is possible to consider a method to make, and the present invention can utilize all three of the above methods.

또한, 탄소나노튜브 응집체를 충돌시켜 절단 분산시키는 과정에서 미량의 불순물이 검출되는데, 이는 탄소나노튜브 응집체와 충돌되는 대상 물체에서 기인한 것이다. 따라서, 본 발명에서는 탄소나노튜브 응집체와 충돌하는 대상 물체를 탄소나노튜브로 코팅하여, 충돌에 의해 미세파편이 발생하더라도 그 미세파편 역시 탄소나노튜브 파편이므로 다른 성분의 불순물 발생을 최소화시킬 수 있다.In addition, trace impurities are detected in the process of colliding and dispersing the carbon nanotube aggregates, which is attributable to an object collided with the carbon nanotube aggregates. Therefore, in the present invention, by coating the target object colliding with the carbon nanotube aggregates with carbon nanotubes, even if micro debris is generated by the collision, the micro debris can also minimize the generation of impurities of other components.

본 발명에 따른 탄소나노튜브 절단 분산 방법은 진공상태 또는 대기압 상태에서 실시할 수 있으며, 상온에서도 실시할 수 있다. 본 발명에 의하면 1) 탄소나노튜브 응집체를 고분산(high dispersion) 시킬 수 있고, 2) 본 발명은 기계적 절단 분산 방법임에도 불구하고 탄소나노튜브의 전기적 손상(defect)을 최소화할 수 있어 전계방출이 용이하며, 면저항의 제어 및 전기전도도, 강도, 내구성이 향상되는 효과가 있다. 3) 또한, 분산 용매를 사용하지 않아 탄소나노튜브의 화학적 손상이 전혀 없으며, 4) 화학적 분산 방법은 수십시간이 소요되는데 비해 본 발명은 수분 내에 이루어지므로 탄소나노튜브를 절단 분산 처리하는 공정 시간이 매우 짧다.Carbon nanotube cutting and dispersing method according to the present invention can be carried out in a vacuum state or atmospheric pressure, it can be carried out at room temperature. According to the present invention 1) high dispersion of carbon nanotube aggregates (high dispersion), and 2) the present invention can minimize the electrical damage (defect) of the carbon nanotubes despite the mechanical cutting dispersion method, the field emission is It is easy, and there is an effect of improving the control of the sheet resistance and electrical conductivity, strength, durability. 3) In addition, there is no chemical damage of carbon nanotubes because no dispersion solvent is used. 4) The chemical dispersion method takes several tens of hours, whereas the present invention is made within a few minutes. Very short

이렇게 절단되어 분산된 탄소나노튜브는 1) 고체 입자자체로 유리, 플라스틱, 금속 등 모재의 종류에 관계없이 기재 표면에 에어로졸 형태로 증착시킬 수 있고, 2) 고분자와 혼합하여 복합체를 제작할 수 있고, 3) 모재와 접착할 수 있는 성분이 포함된 액체용액에 절단된 탄소나노튜브 고체입자를 섞어 만든 혼합 액체 용액으로 모재의 종류에 상관없이 프린팅, 스탬핑(stampping), 스프레이 방식으로 모재 표면에 증착시킬 수 있다. 즉, 투명전극, 반도체 배선, 전계방출 소자, 전자파 차폐, 정전기 분산재, 백라이트 유닛, 조명장치, 플렉시블 디스플레이 장치, 태양전지, 센서, 고분자 복합재, 전도성 복합재, 초경량·초강도·고내열성 복합재 등에 다양하게 적용할 수 있다.The carbon nanotubes thus cut and dispersed are 1) solid particles themselves, which can be deposited in the form of an aerosol on the surface of the substrate, regardless of the type of base material such as glass, plastic, metal, etc. 3) A mixed liquid solution made by mixing carbon nanotube solid particles cut into a liquid solution containing components that can be adhered to the base material, and deposited on the surface of the base material by printing, stamping, or spraying regardless of the type of base material. Can be. In other words, transparent electrodes, semiconductor wiring, field emission devices, electromagnetic shielding, electrostatic dispersing materials, backlight units, lighting devices, flexible display devices, solar cells, sensors, polymer composites, conductive composites, ultra-lightweight, ultra-high strength and high heat resistance composite materials Applicable

본 발명은 고체상태의 탄소나노튜브 응집체를 분사하여 챔버 내벽에 충돌시킴으로써 충격에너지에 의해 절단되도록 하는 탄소나노튜브의 절단 분산 방법을 제공한다. 이는 상온에서 진공상태 또는 대기압 상태에 관계없이 시행할 수 있으며, 탄소나노튜브 응집체에 충격에너지가 가해지도록 하여 탄소나노튜브가 절단되고, 엉켜있는 탄소나노튜브 응집체의 부피 및 크기를 축소시키는 것이다. 이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 설명하기로 한다.The present invention provides a method of cutting and dispersing carbon nanotubes, which are cut by impact energy by injecting a solid state of carbon nanotube aggregates and colliding with the chamber inner wall. This can be done at room temperature regardless of vacuum or atmospheric pressure, and the carbon nanotubes are cut and the volume and size of the tangled carbon nanotube aggregates are reduced by applying impact energy to the carbon nanotube aggregates. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[도 1]은 탄소나노튜브 응집체를 챔버 내벽에 충돌시켜 절단 분산시키는 공정의 개념도이다. 본 발명에서는 탄소나노튜브 응집체를 챔버 내부공간(36)으로 분사함으로써, 챔버 내벽에 충돌한 후 절단된 탄소나노튜브가 챔버에서 수용되도록 하며, 이를 위해 챔버; 및 상기 챔버 내부로 탄소나노튜브를 분사하는 분사기; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 절단 분산 장치를 제공한다. 이 때 탄소나노튜브 응집체의 분사 속도는 챔버 내벽에 탄소나노튜브가 증착되기 시작하는 증착 임계속도 미만 또는 증착 효율이 낮은 속도로 제어함으로써 탄소나노튜브가 절단 분산되기에 충분한 충격에너지를 받도록 함과 동시에 챔버 내벽에 증착될 가능성은 최소화시키는 것이 바람직하다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a process of cutting and dispersing carbon nanotube aggregates by colliding with an inner wall of a chamber. In the present invention, by injecting the carbon nanotube aggregate into the chamber inner space 36, the carbon nanotubes that are cut after the impact on the inner wall of the chamber is accommodated in the chamber, for this purpose; And an injector for injecting carbon nanotubes into the chamber; It provides a carbon nanotube cutting dispersion device, characterized in that configured to include. At this time, the injection rate of the carbon nanotube aggregate is controlled at a rate lower than the deposition threshold speed at which carbon nanotubes begin to be deposited on the inner wall of the chamber or at a low deposition efficiency so that the carbon nanotubes receive sufficient impact energy to cut and disperse the carbon nanotubes. It is desirable to minimize the possibility of deposition on the inner wall of the chamber.

[도 2]는 탄소나노튜브 응집체를 운동하는 물체(운동자)에 충돌시켜 절단 분산시키는 개념도로써, 상기 챔버 내부에 운동자(運動子, 34)를 장착, 가동시킴으로써 챔버 내부로 분사된 탄소나노튜브 응집체의 충돌율과 절단율을 높일 수 있다. 상기 운동자(34)는 전력에 의해 챔버 내에서 회전운동하도록 장착할 수 있으며, 상기 운동자의 회전 속도, 설치 개수, 회전방향 등도 필요에 따라 조절할 수 있다. 한편, 탄소나노튜브가 챔버 내벽과 운동자에 부딪혀 불순물(챔버 내벽이나 운동자로부터 발생하는 물질)이 발생하는 것을 방지하기 위해서는 상기 챔버 내벽과 운동자를 탄소나노튜브로 코팅처리할 수 있다. 이렇게 하면 충돌에 의해 발생하는 미세파편 역시 탄소나노튜브 파편이므로 이는 더이상 불순물로 취급될 수 없다. 다른 한편, 상기 챔버 내벽과 운동자에 탄소나노튜브 코팅 처리를 하지 않은 경우에는 챔버 내에서 절단 분산된 탄소나노튜브들로부터 이물질을 필터링한 후 증착재로 사용할 수 있다.FIG. 2 is a conceptual view of cutting and dispersing carbon nanotube aggregates by colliding with moving objects (movers), and installing carbon nanotube aggregates injected into the chamber by mounting and operating a mover 34 in the chamber. The collision rate and cutting rate can be increased. The exerciser 34 may be mounted to rotate in the chamber by electric power, and the rotational speed, the number of installations, and the rotational direction of the exerciser may be adjusted as necessary. On the other hand, in order to prevent the carbon nanotubes from hitting the chamber inner wall and the mover to generate impurities (materials generated from the chamber inner wall or the mover), the chamber inner wall and the mover may be coated with carbon nanotubes. In this case, since the fine particles generated by the collision are also carbon nanotube fragments, they can no longer be treated as impurities. On the other hand, when the carbon nanotube coating is not applied to the inner wall of the chamber and the mover, foreign matters may be filtered from the dispersed carbon nanotubes in the chamber and used as a deposition material.

[도 3]은 탄소나노튜브 응집체를 상호 충돌시켜 절단 분산시키는 개념도이다. 이는 탄소나노튜브 응집체를 2이상의 지점에서 챔버 내부의 한 지점을 향해 동시에 분사함으로써, 탄소나노튜브의 충돌율과 절단율을 높이는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 절단 분산 방법을 도시한 것으로서, 분사기가 2개 이상이 구비되어, 분사된 탄소나노튜브 응집체가 챔버 내에서 상호 충돌하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 절단 분산 장치에 의해 구현될 수 있다. 다수개의 분사기로부터 분사되는 탄소나노튜브의 속도는 서로 같도록 할 수 있으나, 서로 달라도 무방하다. 상기 분사방법으로서는 노즐을 통한 직접 분사방법, 별도의 용기 속에 탄소나노튜브를 넣고 이송가스를 통하여 에어로졸 상태의 탄소나노튜브가 분사되도록 하는 방법 등이 모두 유효하다. 상기 노즐을 통해 탄소나노튜브 응집체를 고압으로 직접 분사하는 방법을 취할 때에는 챔버 내부를 대기압 상태로 제어해도 무방하고, 에어로졸 상태의 탄소나노튜브가 분사되도록 하는 방법을 취할 때에는 챔버 내부를 진공상태로 제어하는 것이 바람직하다.3 is a conceptual diagram of cutting and dispersing carbon nanotube aggregates by mutual collision. This is a method of cutting and dispersing carbon nanotubes, which is characterized by increasing the collision rate and the cutting rate of carbon nanotubes by simultaneously spraying carbon nanotube aggregates from one or more points toward a point inside the chamber. It is provided with two or more, it can be implemented by the carbon nanotube cutting dispersion device characterized in that the injected carbon nanotube aggregate is controlled to collide with each other in the chamber. The speed of the carbon nanotubes injected from the plurality of injectors may be the same, but may be different from each other. As the spraying method, a direct spraying method through a nozzle, a method of putting carbon nanotubes in a separate container and spraying carbon nanotubes in an aerosol state through a transfer gas is effective. When taking a method of directly injecting carbon nanotube aggregates at high pressure through the nozzle, the inside of the chamber may be controlled at atmospheric pressure, and the inside of the chamber is controlled in a vacuum state when taking a method of injecting carbon nanotubes in an aerosol state. It is desirable to.

[도 4]는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 절단 분산 장치 일 실시예의 개념도이다. [도 4]에 도시된 실시예는 위의 1) 탄소나노튜브 응집체를 타 물체(챔버 내벽)에 충돌시키는 방법, 2) 타 물체(운동자)를 탄소나노튜브 응집체에 충돌시키는 방법, 3) 운동하는 탄소나노튜브 응집체를 상호 충돌시키는 방법을 하나의 장치안에서 구현하는 장치로서, 위의 3가지 방법이 개별적으로 진행되도록 구성된 것이다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 즉, 대기압 상태 또는 진공상태에서 상기 각 각의 방법으로 실시할 수 있고, 또한 상기 각 방법을 전체적으로 함께 실시할 수 있도록 탄소나노튜브 절단 분산 장치를 구성, 제어할 수 있으며, 상기 운동자와 분사장치의 배치 및 구동순서에 관한 모든 사항은 본 발명의 기술적 사상에 포섭된다.4 is a conceptual diagram of an embodiment of a carbon nanotube cutting and dispersing apparatus according to the present invention. 4 shows a method of colliding carbon nanotube aggregates with another object (chamber inner wall), 2) colliding another object (movement) with carbon nanotube aggregates, and 3) motion. As a device for implementing a method of colliding carbon nanotube aggregates in one device, the above three methods are configured to proceed separately. However, the technical idea of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various ways without departing from the technical idea of the present invention specified in the claims. That is, the carbon nanotube cutting and dispersing apparatus may be configured and controlled to perform the respective methods under atmospheric pressure or vacuum, and to perform the methods together as a whole. All matters concerning arrangement and driving sequence are included in the technical idea of the present invention.

도 1은 탄소나노튜브를 챔버 내벽에 충돌시켜 절단 분산시키는 공정의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a process of cutting and dispersing carbon nanotubes by impinging on an inner wall of a chamber.

도 2는 탄소나노튜브를 운동하는 물체(운동자)에 충돌시켜 절단 분산시키는 개념도이다.2 is a conceptual diagram of cutting and dispersing carbon nanotubes by colliding with a moving object (movement).

도 3은 탄소나노튜브를 상호 충돌시켜 절단 분산시키는 개념도이다.3 is a conceptual diagram of cutting and dispersing carbon nanotubes by mutual collision.

도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 절단 분산 장치 일 실시예의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of an embodiment of a carbon nanotube cutting and dispersing apparatus according to the present invention.

도 5는 탄소나노튜브 입자 및 충돌부에서의 절단 모식도이다.5 is a schematic diagram of cutting at carbon nanotube particles and a collision part.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 탄소나노튜브 11 : 충돌부10: carbon nanotube 11: impact part

20 : 탄소나노튜브 절단부 31 : 절단 분산 되기 전 탄소나노튜브20: carbon nanotube cutting part 31: carbon nanotube before cutting dispersion

32 : 절단 분산된 탄소나노튜브 33 : 챔버 내벽32: cut dispersed carbon nanotube 33: chamber inner wall

34 : 운동자(運動子) 35 : 챔버34: exerciser 35: chamber

36 : 챔버 내부공간 40 : 분사기36: chamber internal space 40: injector

Claims (8)

고체상태의 탄소나노튜브 응집체를 분사하여 챔버 내벽에 충돌시킴으로써 충격에너지에 의해 절단되도록 하는 탄소나노튜브 절단 분산 방법.A method of cutting and dispersing carbon nanotubes by spraying carbon nanotube aggregates in a solid state to impinge on the inner wall of a chamber so as to be cut by impact energy. 제1항에서,In claim 1, 상기 챔버 내부에 운동자(運動子)를 장착, 가동시킴으로써 챔버 내로 분사된 탄소나노튜브 응집체의 충돌율과 절단율을 높이는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 절단 분산 방법.And a collision rate and a cutting rate of the carbon nanotube aggregates injected into the chamber by raising and operating a mover in the chamber. 제1항에서,In claim 1, 탄소나노튜브 응집체를 2이상의 지점에서 챔버 내부의 한 지점을 향해 동시에 분사함으로써, 탄소나노튜브 응집체의 충돌율과 절단율을 높이는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 절단 분산 방법.A method of cutting and dispersing carbon nanotubes, comprising: simultaneously imparting carbon nanotube aggregates to one point within a chamber at two or more points, thereby increasing the collision rate and the cutting rate of the carbon nanotube aggregates. 삭제delete 챔버; 및chamber; And 상기 챔버 내부로 고체상태의 탄소나노튜브 응집체를 분사하는 분사기; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 절단 분산 장치.An injector for injecting carbon nanotube aggregates in a solid state into the chamber; Carbon nanotube cutting dispersion device characterized in that comprises a. 제5항에서,The method of claim 5, 상기 챔버 내에 장착되어 전력에 의해 회전운동하는 운동자(運動子); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 절단 분산 장치.An exerciser mounted in the chamber and rotating by electric power; Carbon nanotube cutting dispersion device further comprising a. 제6항에서,In claim 6, 상기 챔버 내벽과 운동자는 탄소나노튜브로 코팅된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 절단 분산 장치.Carbon nanotube cutting dispersion device, characterized in that the inner wall of the chamber and the movement is coated with carbon nanotubes. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 분사기는 2개 이상이 구비되어, 분사된 탄소나노튜브 응집체가 챔버 내에서 상호 충돌하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 절단 분산 장치.The injector is provided with two or more, carbon nanotube cutting dispersion device characterized in that the injected carbon nanotube aggregate is controlled to collide with each other in the chamber.
KR1020080105104A 2008-10-27 2008-10-27 Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion KR101071688B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080105104A KR101071688B1 (en) 2008-10-27 2008-10-27 Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080105104A KR101071688B1 (en) 2008-10-27 2008-10-27 Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100046320A KR20100046320A (en) 2010-05-07
KR101071688B1 true KR101071688B1 (en) 2011-10-11

Family

ID=42273596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080105104A KR101071688B1 (en) 2008-10-27 2008-10-27 Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101071688B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102180458B (en) * 2011-03-25 2013-03-06 深圳市贝特瑞纳米科技有限公司 Nano-carbon material dispersion liquid and preparation method and equipment thereof
KR20210112426A (en) 2020-03-04 2021-09-15 현대자동차주식회사 Manufacturing system of dispersion for cnt and method of manufacturing dispersion for cnt using the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006016222A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Nano Frontier Corp Method for rupturing carbon nanotube and carbon nanotube
KR100748228B1 (en) 2006-02-28 2007-08-09 한국과학기술원 Method of making metal/carbon nanotube composite materials by electroplating

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006016222A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Nano Frontier Corp Method for rupturing carbon nanotube and carbon nanotube
KR100748228B1 (en) 2006-02-28 2007-08-09 한국과학기술원 Method of making metal/carbon nanotube composite materials by electroplating

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100046320A (en) 2010-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016352978B2 (en) Air controlled electrospray manufacturing and products thereof
Choudhary et al. Polymer/carbon nanotube nanocomposites
US9972742B2 (en) Method for forming a transparent conductive film with metal nanowires having high linearity
CN103109391B (en) Nanowire-polymer composite electrode
TW201410801A (en) Transparent conductive ink and production method of transparent conductive pattern
Park et al. High electrical conductivity and transparency in deoxycholate-stabilized carbon nanotube thin films
Li et al. High resolution patterning of Ag nanowire flexible transparent electrode via electrohydrodynamic jet printing of acrylic polymer-silicate nanoparticle composite overcoating layer
US20100203315A1 (en) Method for producing nanofibres of epoxy resin for composite laminates of aeronautical structures to improve their electromagnetic characteristics
Duraisamy et al. Deposition and characterization of silver nanowires embedded PEDOT: PSS thin films via electrohydrodynamic atomization
TW200902777A (en) Method and device for production of a layer of nanoparticles or a layer of nanofibres from solutions or melts of polymers
KR100992154B1 (en) Transparent Conductive Thin Film Using Carbon Nano Tube and Method for Preparation thereof
JP4727928B2 (en) Metallization of carbon nanotubes for field emission applications
KR101071688B1 (en) Method and Devices for Carbon Nanotube Cutting-Dispersion
JP4910332B2 (en) Method for producing carbon material thin film
Ganesh et al. Electrically conductive nano adhesive bonding: Futuristic approach for satellites and electromagnetic interference shielding
EP3294543B1 (en) Carbon nanotube based hybrid films for mechanical reinforcement of multilayered, transparent-conductive, laminar stacks
JP6411878B2 (en) Raw material powder for film formation and ceramic film
JP2013206804A (en) Substrate with transparent conductive layer, manufacturing method therefor, and touch panel using the same
CN107214946B (en) A kind of multifrequency electrohydrodynamics printing equipment and its Method of printing
JP4394659B2 (en) Electron emission material and method for manufacturing the same, substrate on which electron emission material is formed, and electron emission device
Yang et al. In situ preparation of conducting polymer nanocomposites
US11253824B1 (en) Apparatus, methods, and systems for mixing and dispersing a dispersed phase in a medium
Cauchy Approaching Typical Metallic Conductivities in Polymer Nanocomposites for Lightning Strike Protection
JP2010238470A (en) Mim type electron emitting element and mim type electron emitting device
Ko et al. Sonophysically exfoliated individual multi-walled carbon nanotubes in water solution and their straightforward route to flexible transparent conductive films

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140723

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150723

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160919

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180921

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190919

Year of fee payment: 9