KR101096105B1 - Purifying method of carbon nanotubes mixture and purifying apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법 및 이에 이용되는 정제장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사진 회전성 반응기에서 분산 및 이동시키면서 산화성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함함으로써, 탄소나노튜브 혼합물과 산화성 가스의 접촉 면적을 극대화 및 균일화하여 접촉 효율을 향상시킬 수 있어 탄소나노튜브 혼합물로부터 고순도의 탄소나노튜브를 고수율로 대량 정제할 수 있는 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법 및 이에 이용되는 정제장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying a carbon nanotube mixture and a purification apparatus used therein, and more particularly, to an oxidative atmosphere while dispersing and moving a granulated carbon nanotube mixture in a rotary reactor inclined downward with respect to a progress direction. By heat treatment at, the carbon nanotube mixture and the oxidizing gas can maximize the contact area and improve the contact efficiency to improve the high efficiency carbon nanotube from the carbon nanotube mixture in high yield in large quantities carbon The present invention relates to a method for purifying a nanotube mixture and a purification apparatus used therefor.

탄소나노튜브, 정제, 회전 Carbon Nanotubes, Refining, Rotating

Description

탄소나노튜브 혼합물의 정제방법 및 이에 이용되는 정제장치{Purifying method of carbon nanotubes mixture and purifying apparatus}Purifying method of carbon nanotubes mixture and purifying apparatus

본 발명은 합성된 탄소나노튜브 혼합물로부터 고순도의 탄소나노튜브를 고수율로 대량 정제할 수 있는 정제방법 및 이에 이용되는 정제장치에 관한 것이다.The present invention relates to a purification method capable of mass purification of high purity carbon nanotubes in a high yield from a synthesized carbon nanotube mixture and a purification apparatus used therein.

탄소나노튜브(carbon nanotubes, CNT)는 물리적으로 견고하고 화학적인 안정성이 뛰어나며, 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라 열전도도가 높고, 전기적 선택성, 전계방출 특성, 고효율의 수소저장매체 특성 등을 보유하여 현존하는 물질 중 결함이 거의 없는 완벽한 신소재로 알려져 있다.Carbon nanotubes (CNTs) are physically robust and have excellent chemical stability, excellent mechanical properties, high thermal conductivity, electrical selectivity, field emission characteristics, and high efficiency hydrogen storage media. It is known as a perfect new material with few defects.

탄소나노튜브는 아크(arc) 방전법, 레이저 증착법, 플라즈마 화학기상증착법, 기상 합성법, 열분해법 등과 같은 방법으로 제조되고 있다. 그러나, 이들 방법에 의해서 제조된 탄소나노튜브 혼합물(생성물)에는 합성된 탄소나노튜브와 함께 비정질 탄소, 결정성 흑연 입자 또는 전이금속 입자 등이 불순물로 존재하게 된다. 특히, 아크 방전법에 의해 제조된 탄소나노튜브는 다른 방법에 비해 결정성이 뛰어 난 장점이 있으나, 불순물, 특히 비정질 탄소의 제거가 어려운 것으로 알려져 있다.Carbon nanotubes are manufactured by methods such as arc discharge, laser deposition, plasma chemical vapor deposition, vapor phase synthesis, and pyrolysis. However, in the carbon nanotube mixture (product) produced by these methods, amorphous carbon, crystalline graphite particles, transition metal particles, etc., together with the synthesized carbon nanotubes are present as impurities. In particular, carbon nanotubes prepared by the arc discharge method has an advantage of superior crystallinity compared to other methods, but it is known that it is difficult to remove impurities, particularly amorphous carbon.

따라서, 종래의 방법을 통해 합성된 탄소나노튜브 혼합물로부터 불순물을 제거하기 위한 정제방법으로 필터링, 크로마토그래피, 원심 분리법, 초음파 세척법 등과 같은 다양한 방법이 보고되고 있다. 그러나, 이러한 정제방법은 공정이 복잡하고 시간이 많이 소요되며, 그 정제 수율 및 순도가 높지 않아 상용화에 바람직하지 못하였다.Therefore, various methods such as filtering, chromatography, centrifugal separation, ultrasonic cleaning, and the like have been reported as purification methods for removing impurities from the carbon nanotube mixture synthesized through the conventional method. However, such a purification method is complicated and time-consuming, and its purification yield and purity are not high, which is not preferable for commercialization.

상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 산화성 가스 분위기 하에서 합성된 탄소나노튜브 혼합물을 열처리하는 정제방법이 제안되었다(미국특허 제6,752,977호, 한국공개특허 제2008-0105385호, 한국공개특허 제2001-0049298호 등).In order to solve the problems as described above, a purification method for heat-treating the carbon nanotube mixture synthesized under an oxidizing gas atmosphere has recently been proposed (US Patent No. 6,752,977, Korean Patent Publication No. 2008-0105385, Korean Patent Publication No. 2001-0049298 et al.).

이러한 열처리 정제방법은 대부분, 도 1에 도시된 바와 같은 정제장치를 이용하여 수행된다. 구체적으로, 가열장치(110)에 의해 감싸지고 회전모터(114)에 의해 회전되는 외측튜브(112) 내에 장착된 내측튜브(111)에 탄소나노튜브 혼합물(113)을 실장하고, 여기에 산화성 가스를 공급해주면서 가열장치(110)로부터 발생된 열에너지를 전달시켜 열처리하는 방법이다.Most of such heat treatment purification methods are performed using a purification apparatus as shown in FIG. 1. Specifically, the carbon nanotube mixture 113 is mounted on the inner tube 111 mounted in the outer tube 112 that is wrapped by the heating device 110 and rotated by the rotary motor 114, and the oxidizing gas It is a method of heat treatment by transferring the heat energy generated from the heating device 110 while supplying.

그러나, 상기 종래의 열처리 정제방법은 회분식(batch) 공정으로서 그 처리량에 한계가 있으며, 탄소나노튜브 혼합물과 산화성 가스의 접촉이 균일하지 못하고 열처리 효율이 좋지 못하여 각각의 회분식 로트(lot) 또는 각 로트의 부위별로 정제된 탄소나노튜브의 수율 및 순도에 있어서 큰 편차를 나타내는 단점이 있다.However, the conventional heat treatment purification method has a limitation in throughput as a batch process, and the contact between the carbon nanotube mixture and the oxidizing gas is not uniform and the heat treatment efficiency is not good, so that each batch or lot There is a disadvantage in that a large deviation in the yield and purity of the purified carbon nanotubes for each site.

따라서, 수율 및 순도에 편차가 없이도 합성된 탄소나노튜브 혼합물로부터 비정질 탄소를 연속적 및 효율적으로 제거할 수 있는 정제방법이 요구되고 있다. Therefore, there is a need for a purification method capable of continuously and efficiently removing amorphous carbon from the synthesized carbon nanotube mixture without variation in yield and purity.

본 발명은 합성된 탄소나노튜브 혼합물로부터 탄소 불순물을 효과적 및 연속적으로 제거하여 고순도의 탄소나노튜브를 고수율로 대량 정제할 수 있는 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for purifying a carbon nanotube mixture which can effectively and continuously remove carbon impurities from a synthesized carbon nanotube mixture in large quantities in high yield.

또한, 본 발명은 상기 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법에 이용되는 정제장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a purification apparatus used for the purification method of the carbon nanotube mixture.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사진 회전성 반응기에서 분산 및 이동시키면서 산화성 가스 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a granulated carbon nanotube comprising a heat treatment in an oxidizing gas atmosphere while dispersing and moving the granulated carbon nanotube mixture in a rotary reactor inclined downward relative to the progress direction A method for purifying the mixture is provided.

또한, 본 발명은 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 열처리부로 투입하기 위한 이송부; 투입된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 분산 및 이동시키면서 산화성 가스 분위기에서 열처리하기 위해 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사진 열처리부; 및 열처리된 혼합물의 수집부가 구비된 탄소나노튜브 혼합물의 정제장치를 제공한 다.In addition, the present invention transfer unit for injecting the granulated carbon nanotube mixture into the heat treatment unit; A heat treatment unit inclined downward with respect to the progress direction to heat-treat the oxidized gas atmosphere while dispersing and moving the injected granulated carbon nanotube mixture; And it provides a purification apparatus of a carbon nanotube mixture having a collection portion of the heat-treated mixture.

본 발명에 따르면, 합성된, 특히 아크 방전법에 의해 합성된 탄소나노튜브 혼합물과 산화성 가스의 접촉 면적을 최대화 및 균일화하여 접촉 효율을 극대화함으로써 비정질 탄소 또는 결정성 흑연 입자와 같은 탄소 불순물을 효과적으로 제거할 수 있어, 탄소나노튜브 혼합물로부터 고순도의 탄소나노튜브를 고수율로 정제할 수 있다. 또한, 연속식 공정을 통하여 종래와 같은 각 로트별 편차가 없이도 탄소나노튜브 혼합물을 대량으로 정제할 수 있다.According to the present invention, carbon impurities such as amorphous carbon or crystalline graphite particles are effectively removed by maximizing and homogenizing the contact area of the carbon nanotube mixture and the oxidizing gas synthesized by the arc discharge method, thereby maximizing the contact efficiency. The high purity carbon nanotubes can be purified from the carbon nanotube mixture in a high yield. In addition, through the continuous process it is possible to purify the carbon nanotube mixture in large quantities without the variation of each lot as in the prior art.

본 발명은 합성된 탄소나노튜브 혼합물로부터 고순도의 탄소나노튜브를 고수율로 대량 정제할 수 있는 정제방법 및 이에 이용되는 정제장치에 관한 것이다.The present invention relates to a purification method capable of mass purification of high purity carbon nanotubes in a high yield from a synthesized carbon nanotube mixture and a purification apparatus used therein.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명의 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법은 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사진 회전성 반응기에서 분산 및 이동시키면서 산화성 가스 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Purification method of the carbon nanotube mixture of the present invention is characterized in that it comprises the step of heat treatment in an oxidizing gas atmosphere while dispersing and moving the granulated carbon nanotube mixture in a rotary reactor inclined downward with respect to the progress direction.

또한, 본 발명의 탄소나노튜브 혼합물을 정제하기 위한 정제장치는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 열처리부로 투입하기 위한 이송부; 투입된 과립화된 탄소나 노튜브 혼합물을 분산 및 이동시키면서 산화성 가스 분위기에서 열처리하기 위해 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사진 열처리부; 및 열처리된 혼합물의 수집부가 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the purification apparatus for purifying the carbon nanotube mixture of the present invention comprises a transfer unit for inputting the granulated carbon nanotube mixture to the heat treatment unit; A heat treatment unit inclined downward with respect to a progressing direction for heat treatment in an oxidizing gas atmosphere while dispersing and moving the injected granulated carbon or notube mixture; And a collection part of the heat-treated mixture.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 명세서에서, 탄소나노튜브 혼합물은 통상의 탄소나노튜브 합성방법, 예를 들어 아크 방전법, 레이저 증착법, 플라즈마 화학기상증착법, 기상 합성법, 열분해법에 의해 합성된 후 정제공정을 거치기 전의 생성물을 의미한다. 즉, 합성된 탄소나노튜브와 함께 비정질 탄소, 결정성 흑연 입자, 탄소나노튜브의 합성시 사용된 촉매의 전이금속 입자 등과 같은 불순물이 혼합되어 있는 혼합물을 의미한다.In the present specification, the carbon nanotube mixture refers to a product before synthesis through a purification process after synthesis by a conventional carbon nanotube synthesis method, for example, arc discharge method, laser deposition method, plasma chemical vapor deposition method, vapor phase synthesis method, pyrolysis method. do. That is, it refers to a mixture in which impurities such as amorphous carbon, crystalline graphite particles, transition metal particles of a catalyst used in synthesizing carbon nanotubes, etc. are mixed with the synthesized carbon nanotubes.

본 발명은 상기와 같은 탄소나노튜브 혼합물, 특히 결정성이 우수하나 비정질 탄소와 같은 다량의 탄소 불순물의 제거가 요구되는 아크 방전법에 의해 합성된 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법으로서 보다 바람직하다.The present invention is more preferable as a method for purifying the carbon nanotube mixtures synthesized by the arc discharge method, which is particularly excellent in crystallinity but requires the removal of a large amount of carbon impurities such as amorphous carbon.

본 발명은 탄소나노튜브 혼합물을 과립화하여 정제원료로 사용하는데 특징이 있다. 일반적으로 합성된 탄소나노튜브 혼합물은 시트와 같은 형상을 갖는데, 이를 정제원료로 그대로 사용하게 되면 연속적인 정제공정을 수행하기 어려울 뿐만 아니라 열처리시 시트 형상의 탄소나노튜브 혼합물과 산화성 가스가 균일하게 접촉하지 못하여 국부적인 산화가 일어나며, 그 접촉 면적 또한 작아 열처리 효율이 좋지 못하다는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 시트 형상의 합성된 탄소나노튜브 혼합물을 그라인더 또는 믹서와 같은 통상의 분쇄기로 분쇄하여 과립화된 탄소나노튜 브 혼합물로 제조하고, 이를 정제원료로 사용하는 것이 바람직하다.The present invention is characterized in that the carbon nanotube mixture is used as a raw material for granulation. In general, the synthesized carbon nanotube mixture has a sheet-like shape. If it is used as a refining material, it is difficult to carry out a continuous purification process, and the carbon nanotube mixture of the sheet shape and the oxidizing gas are uniformly contacted during heat treatment. Local oxidation occurs, and the contact area is also small, the heat treatment efficiency is not good. Therefore, in the present invention, it is preferable to prepare a granulated carbon nanotube mixture by pulverizing a sheet-shaped synthesized carbon nanotube mixture with a conventional grinder such as a grinder or a mixer, and using it as a refined raw material.

과립화된 탄소나노튜브 혼합물은 평균입자직경이 2 내지 5㎜인 것이 바람직하다. 평균입자직경이 2㎜ 미만인 경우에는 과립의 크기가 너무 작아 스크류를 이용하여 열정제부로 이송시 이송부의 스크류 벽에 달라붙기 쉽고, 5㎜를 초과하는 경우에는 열정제부의 회전성 반응기에서 열처리시 분산 및 이동 속도의 조절이 용이하지 않아 산화성 가스와의 접촉 효율이 오히려 저하될 수 있다.The granulated carbon nanotube mixture preferably has an average particle diameter of 2 to 5 mm. If the average particle diameter is less than 2 mm, the size of the granules is too small to easily adhere to the screw wall of the transfer part when transferring to the passion agent part using a screw, and if it exceeds 5 mm, it is dispersed during heat treatment in the rotary reactor of the passion part part. And it is not easy to adjust the moving speed, the contact efficiency with the oxidizing gas may rather be lowered.

과립화된 탄소나노튜브 혼합물은 이송부를 통하여 열처리부로 이송되기 전에 110 내지 200℃에서 건조되는 것이 바람직하다. 건조를 통하여 과립화된 탄소나노튜브 혼합물에 존재하는 수분이 제거될 수 있으며, 이로 인하여 이송시 이송부의 스크류 벽에 달라붙는 현상을 보완하여 보다 향상된 이송 효율을 얻을 수 있게 된다.The granulated carbon nanotube mixture is preferably dried at 110 to 200 ° C. before being transferred to the heat treatment unit through the transfer unit. Moisture present in the granulated carbon nanotube mixture can be removed by drying, thereby compensating for the sticking to the screw wall of the conveying part during conveyance, thereby obtaining more improved conveying efficiency.

도 2에 본 발명의 일 실시예에서 이용되는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 정제장치를 개략적으로 도시한다.Figure 2 schematically shows a purification apparatus of the granulated carbon nanotube mixture used in one embodiment of the present invention.

본 발명의 탄소나노튜브 혼합물의 정제장치는 이송부(210), 열처리부(220) 및 수집부(230)가 구비된 장치이다.The purification apparatus of the carbon nanotube mixture of the present invention is a device provided with a transfer unit 210, a heat treatment unit 220 and a collecting unit 230.

이송부(210)는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 열처리부(220)로 투입하기 위한 처리부로서, 호퍼(213), 스크류(212)가 내재된 튜브(211) 및 모터(214)를 포함한다. 보다 상세하게, 튜브(211)의 일단에는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 유입하기 위한 호퍼(213)가 연결되어 있고, 튜브(211)의 타단은 열처리부(220)의 회전성 반응기(221)에 연결된다. 이러한 튜브(211)는 단일 관형 튜브이고, 이의 재질 은 특별히 제한되지 않는다. 튜브(211)에는 호퍼를 통하여 유입된 탄소나노튜브 혼합물을 열처리부(220)로 이송하기 위한 스크류(212)가 내재되어 있으며, 스크류(212)의 일단은 스크류(212)를 회전시키기 위한 구동수단인 모터(214)에 연결된다.The transfer unit 210 is a processing unit for injecting the granulated carbon nanotube mixture into the heat treatment unit 220, and includes a hopper 213, a tube 211 in which the screw 212 is embedded, and a motor 214. More specifically, one end of the tube 211 is connected to the hopper 213 for introducing the granulated carbon nanotube mixture, the other end of the tube 211 is the rotary reactor 221 of the heat treatment unit 220 Is connected to. This tube 211 is a single tubular tube, the material thereof is not particularly limited. The tube 211 includes a screw 212 for transferring the carbon nanotube mixture introduced through the hopper to the heat treatment unit 220, and one end of the screw 212 is a driving means for rotating the screw 212. Is connected to the motor 214.

특히, 본 발명에서는 스크류(212)가 내재된 튜브(211)의 길이가 짧은 것이 바람직하다. 과립화된 탄소나노튜브 혼합물은 그 자체가 부드러운(soft) 특성을 가지고 있어, 스크류(212)를 이용하여 투입하게 되면 스크류 벽에 달라붙기 쉽다. 이러한 현상은 스크류의 길이가 길어지게 되는 경우 더욱 심각해져 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 원활한 투입 자체가 어려워지게 된다. 따라서, 스크류(212)가 내재된 튜브(211)의 길이를 짧게 조절하고, 스크류(212)와 튜브(211) 벽 사이에 빈 공간이 거의 없을 정도가 되도록 하여 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 투입하는 것이 바람직하다. 스크류(212)가 내재된 튜브(211)의 길이는 모터(214)의 회전속도에 의해서 영향을 받을 수도 있으나, 예를 들면 100 내지 200㎚인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100 내지 140㎚인 것이 좋다. 상기한 범위의 길이의 튜브(211)를 사용하는 경우에는 스크류(212)의 회전 속도는 5 내지 20rpm일 수 있으며, 이러한 경우에는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물이 튜브(211) 벽에 달라붙지 않고서 이송부(210)를 통하여 열처리부(220)로 원활하게 투입될 수 있다. 또한, 스크류(212)가 내재된 튜브(211)의 타단은 열처리부(220)의 회전성 반응기(221) 내부에 위치될 수 있으며, 이때에는 열처리부(220)의 가열수단(222)이 위치된 곳 이전에 위치될 수 있다.In particular, in the present invention, it is preferable that the length of the tube 211 in which the screw 212 is embedded is short. The granulated carbon nanotube mixture itself has a soft property, and is easily adhered to the screw wall when introduced using the screw 212. This phenomenon becomes more serious when the length of the screw becomes longer, which makes it difficult to smoothly input the granulated carbon nanotube mixture. Accordingly, the length of the tube 211 in which the screw 212 is embedded is shortened, and the granulated carbon nanotube mixture is introduced so that there is almost no empty space between the screw 212 and the wall of the tube 211. It is desirable to. The length of the tube 211 in which the screw 212 is embedded may be influenced by the rotational speed of the motor 214, for example, preferably 100 to 200 nm, more preferably 100 to 140 nm. It is good. In the case of using the tubes 211 in the above-described length, the rotation speed of the screw 212 may be 5 to 20 rpm, in which case the granulated carbon nanotube mixture does not adhere to the tube 211 wall. It can be smoothly introduced into the heat treatment unit 220 through the transfer unit 210. In addition, the other end of the tube 211 in which the screw 212 is embedded may be located inside the rotary reactor 221 of the heat treatment unit 220, in which case the heating means 222 of the heat treatment unit 220 is positioned. It may be located before the place.

또한, 이송부(210)에서는 별도의 가열수단에 의한 가열처리를 하지 않는 것이 바람직하다. 가열처리를 하게 되는 경우에는 스크류(212)와 튜브(211) 벽의 공극이 달라지게 되어 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 이송이 어려울 수 있다.In addition, it is preferable that the transfer part 210 does not perform heat treatment by a separate heating means. When the heat treatment is performed, the pores of the wall of the screw 212 and the tube 211 are changed, so that it is difficult to transfer the granulated carbon nanotube mixture.

또한, 이송부(210)는 열처리부(220)와 같은 방향으로 같은 각도로 경사지도록 설치될 수 있다. 이송부(210)는, 예를 들면 열처리부(220)에서와 같은 방법으로 경사지도록 설치될 수 있으며, 이러한 경우 이송부(210)의 튜브(211)와 열처리부(220)의 회전성 반응기(221)의 연결 부위의 처리가 용이해지며, 장치 자체의 설계를 단순화할 수 있어 비용 면에서 바람직하다.In addition, the transfer unit 210 may be installed to be inclined at the same angle in the same direction as the heat treatment unit 220. For example, the transfer unit 210 may be installed to be inclined in the same manner as in the heat treatment unit 220. In this case, the rotary reactor 221 of the tube 211 and the heat treatment unit 220 of the transfer unit 210 may be inclined. It is preferable in terms of cost since it is easy to process the connection part of and the design of the device itself can be simplified.

상기한 바와 같은 이송부(210)에서는, 호퍼(213)를 통하여 유입된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물이 스크류(212)가 내재된 길이가 짧은 튜브(211)를 통하여 이송되되, 튜브(211)의 벽에 달라붙지 않으면서도 단시간 내에 연속적으로 이송되어 열처리부(220)로 투입된다.In the transfer unit 210 as described above, the granulated carbon nanotube mixture introduced through the hopper 213 is transferred through the short tube 211 in which the screw 212 is embedded, It is continuously transferred within a short time without being stuck to the wall is introduced into the heat treatment unit 220.

열처리부(220)는 이송부(210)의 타단에 연결되며, 이송부(210)를 통하여 투입된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 분산 및 이동시키면서 산화성 가스 분위기에서 열처리하여 비정질 탄소 또는 결정성 흑연 입자와 같은 탄소 불순물을 제거하기 위한 처리부로서, 회전성 반응기(221) 및 회전성 반응기(221)의 외주를 따라 설치된 가열수단(222)을 포함한다. 보다 상세하게, 회전성 반응기(221)는 이송부(210)의 타단과 연결되되, 특히 이송부(210)로부터 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다. 회전성 반응기(221) 하부에는 회전성 반응기(221)를 회전시키기 위한 구동수단인 모터(223)가 연결되고, 회전성 반응기(221) 의 표면에는 외주를 따라 감싸도록 가열수단(222)이 설치되어 있다. 또한, 회전성 반응기(221)의 일단과 타단에는 각각 산화성 가스를 공급 및 배출하는 공기인입구(미도시)가 설치되어 있다. 즉, 회전성 반응기(221)는 모터(223)에 의해 회전되며, 외주에 설치된 가열수단(222)에 의해 가열되고, 공기 인입구를 통하여 내부가 산화성 가스 분위기로 형성된다.The heat treatment unit 220 is connected to the other end of the transfer unit 210 and heat-treated in an oxidizing gas atmosphere while dispersing and moving the granulated carbon nanotube mixture introduced through the transfer unit 210, such as amorphous carbon or crystalline graphite particles. As a treatment unit for removing carbon impurities, the rotary reactor 221 and the heating means 222 installed along the outer circumference of the rotary reactor 221. In more detail, the rotary reactor 221 is connected to the other end of the transfer unit 210, in particular characterized in that it is installed inclined downward with respect to the direction of travel from the transfer unit 210. A motor 223, which is a driving means for rotating the rotary reactor 221, is connected to the lower portion of the rotary reactor 221, and a heating means 222 is installed on the surface of the rotary reactor 221 to surround the outer circumference. It is. In addition, one end and the other end of the rotary reactor 221 is provided with an air inlet (not shown) for supplying and discharging the oxidizing gas, respectively. That is, the rotary reactor 221 is rotated by the motor 223, is heated by the heating means 222 provided on the outer periphery, the inside is formed in the oxidizing gas atmosphere through the air inlet.

특히, 본 발명에서는 회전성 반응기(221)가 이송부(210)로부터 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사진 것이 바람직하다. 회전성 반응기(221)를 경사지도록 하기 위한 방법으로는, 예를 들면 상부 내부에 작업대(225)가 설치된 본체 구조물(224) 상에 회전성 반응기(221)를 포함한 열처리부(220)를 위치시킨 후 작업대(225)를 이용하여 경사를 조절하는 방법을 들 수 있다. 보다 상세하게, 작업대(225)의 타단에는 작업대(225)를 상하 조작하여 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사지도록 조절하는 경사 조절기(226)가 설치되어 있고, 작업대(225)의 일단에는 작업대(225)의 타단 방향이 아래쪽으로 경사짐에 따라 일단 방향이 들어올려지도록 경사축(227)이 설치되어 있다. 이러한 작업대(225)를 상하 조작하여 회전성 반응기(221)를 포함한 열처리부(220)를 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사지도록 조절할 수 있게 된다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 본체 구조물(224) 상에 열처리부(220)와 함께 이송부(210)를 위치시키고 동일한 방법으로 경사를 조절하여, 이송부(210)와 열처리부(220)가 같은 방향으로 같은 각도로 경사지도록 할 수 있다. 회전성 반응기(221)의 경사각도(θ)는 1 내지 5°인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3°인 것이 좋다. 경사각도(θ)가 1° 미만인 경우에는 회전성 반응기의 회전 에 따른 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 분산 및 이동 속도의 조절 효과가 미미할 수 있으며, 5°를 초과하는 경우에는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 이동 속도가 너무 빨라져 열처리 효율이 저하될 수 있고 장치의 설계에 어려움이 따른다.In particular, in the present invention, it is preferable that the rotary reactor 221 is inclined downward with respect to the traveling direction from the transfer part 210. As a method for tilting the rotary reactor 221, for example, the heat treatment unit 220 including the rotary reactor 221 is positioned on a main body structure 224 having a working table 225 installed therein. After the worktable 225 may be used to adjust the inclination. More specifically, the other end of the work table 225 is provided with a tilt adjuster 226 for adjusting the work table 225 to be inclined downward with respect to the traveling direction by operating the work table 225, the work table 225 at one end of the work table 225 The inclined shaft 227 is provided so that one direction is lifted as the other end direction of this inclines downward. By operating the work table 225 up and down, the heat treatment unit 220 including the rotary reactor 221 can be adjusted to be inclined downward with respect to the traveling direction. In addition, as shown in FIG. 2, the transfer unit 210 is disposed on the main body structure 224 together with the heat treatment unit 220, and the inclination is adjusted in the same manner, such that the transfer unit 210 and the heat treatment unit 220 are disposed. It can be inclined at the same angle in the same direction. It is preferable that the inclination angle (theta) of the rotary reactor 221 is 1-5 degrees, More preferably, it is 3 degrees. If the inclination angle (θ) is less than 1 °, the effect of controlling the dispersion and movement speed of the granulated carbon nanotube mixture according to the rotation of the rotary reactor may be insignificant. If it exceeds 5 °, the granulated carbon nano The moving speed of the tube mixture is so fast that the heat treatment efficiency can be lowered and the design of the device is difficult.

회전성 반응기(221)는 내열성 재질, 예를 들면 고내열성 유리, 석영 재질로 된 단일 관형 반응기를 사용할 수 있다. 또한, 특수 금속강류 및 합금강류, 바람직하게 고온에서의 변형율이 적고 금속성분이 분해되지 않는 인코넬, 니켈류의 합금강 재질로 된 반응기를 사용할 수 있다. 또한, 상기와 같은 재질로 된 로터리 킬른을 사용할 수도 있다.The rotary reactor 221 may use a single tubular reactor made of a heat resistant material, such as high heat resistant glass and quartz. Further, special metal steels and alloy steels, preferably reactors made of alloy steel of Inconel and nickel, which have a low strain rate at high temperature and do not decompose metal components, may be used. It is also possible to use a rotary kiln made of the same material as described above.

회전성 반응기(221)의 회전속도는 5 내지 20rpm인 것이 바람직하다. 회전속도가 상기 범위인 경우에는 회전성 반응기의 경사각도 범위 내에서 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 분산 및 이동을 효과적으로 조절할 수 있어 열처리 효율을 향상시킬 수 있다.The rotational speed of the rotary reactor 221 is preferably 5 to 20rpm. When the rotational speed is in the above range, the dispersion and movement of the granulated carbon nanotube mixture within the inclination angle range of the rotatable reactor can be effectively controlled, thereby improving heat treatment efficiency.

회전성 반응기(221)에서의 열처리는 350 내지 500℃ 온도(회전성 반응기 내부 온도)에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 400 내지 450℃의 고온에서 수행되는 것이 좋다. 또한, 회전성 반응기(221)에서의 열처리는 60 내지 150분 동안 수행될 수 있으며, 바람직하게는 80 내지 120분 동안 수행되는 것이 좋다. 열처리 시간이 60분 미만인 경우에는 비정질 탄소가 과량 존재할 수 있으며, 150분을 초과하는 경우에는 탄소나노튜브의 손실이 많아질 수 있다. 열처리 효율은 열처리의 온도과 시간에 따라 상관관계가 있으며, 고온에서 처리시에는 처리 시간을 단축하여야만 하며 저온에서의 처리시는 처리 시간을 연장하는 것이 바람직하다.Heat treatment in the rotary reactor 221 may be carried out at a temperature of 350 to 500 ℃ (rotary reactor internal temperature), preferably at a high temperature of 400 to 450 ℃. In addition, the heat treatment in the rotary reactor 221 may be performed for 60 to 150 minutes, preferably 80 to 120 minutes. When the heat treatment time is less than 60 minutes, an excessive amount of amorphous carbon may be present, and when it exceeds 150 minutes, the loss of carbon nanotubes may increase. The heat treatment efficiency is correlated with the temperature and time of the heat treatment, and the treatment time should be shortened at the time of treatment at high temperature, and the treatment time should be extended at the time of treatment at low temperature.

본 발명에서는, 특히 회전성 반응기(221)의 경사각도와 회전속도가 열처리의 중요한 변수로서 작용하며, 이에 따라 열처리 시간 및 온도 등이 조절될 수 있다. 가장 바람직하게는 회전성 반응기(221)의 경사각도가 3°가 되도록 하고, 5 내지 10rpm의 회전속도로 회전시키면서 420-450℃의 온도로 100분 동안 열처리하는 것이 좋다.In the present invention, in particular, the inclination angle and the rotational speed of the rotatable reactor 221 serve as important parameters of the heat treatment, and thus the heat treatment time and temperature can be adjusted. Most preferably, the inclination angle of the rotatable reactor 221 is 3 °, and the heat treatment is performed at a temperature of 420-450 ° C. for 100 minutes while rotating at a rotational speed of 5 to 10 rpm.

또한, 열처리시 산화성 가스는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물 1g에 대하여 200 내지 500㏄/분의 속도로 공급되는 것이 바람직하다.In addition, during the heat treatment, the oxidizing gas is preferably supplied at a rate of 200 to 500 Pa / min based on 1 g of the granulated carbon nanotube mixture.

상기한 바와 같은 열처리부(220)에서는, 이송부(210)로부터 투입된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물이 가열된 회전성 반응기(221)의 회전에 의해 분산되면서 산화성 가스와 접촉하여 이들 간의 접촉 표면적이 최대화된 상태에서 열처리됨으로써 열처리 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 회전성 반응기(221)가 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사져 있어 과립화된 탄소나노튜브 혼합물이 분산되면서 동시에 자동적으로 이동하면서 회전성 반응기(221) 내에서 과립화된 탄소나노튜브 혼합물과 산화성 가스가 고르게 접촉됨에 따라 접촉 불균일에 의한 국부적인 산화를 방지할 수 있으며, 이로 인하여 균일한 열처리 효율을 얻을 수 있게 된다. 따라서, 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 정제 수율을 높일 수 있으며, 탄소 불순물이 제거된 고순도의 탄소나노튜브를 얻을 수 있게 된다. 또한, 경사진 회전성 반응기(221)를 이용하여 투입된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 연속적으로 분산 및 이동시키면서 정제할 수 있어, 탄소 불순물이 제거된 고순도의 탄소나노튜브를 대량으로 정제할 수 있게 된다.In the heat treatment unit 220 as described above, the granulated carbon nanotube mixture introduced from the transfer unit 210 is dispersed by the rotation of the heated rotary reactor 221 while in contact with the oxidizing gas to maximize the contact surface area therebetween. By heat treatment in the prepared state, it is possible to greatly improve the heat treatment efficiency. In addition, the rotary reactor 221 is inclined downward with respect to the traveling direction, so that the granulated carbon nanotube mixture is dispersed and moved automatically at the same time, and the granulated carbon nanotube mixture and the oxidizing gas in the rotary reactor 221. By uniformly contacting, it is possible to prevent local oxidation due to contact unevenness, thereby obtaining a uniform heat treatment efficiency. Therefore, it is possible to increase the purification yield of the granulated carbon nanotube mixture, and to obtain a high purity carbon nanotube from which carbon impurities are removed. In addition, it is possible to purify the granulated carbon nanotube mixture introduced using the inclined rotary reactor 221 while continuously dispersing and moving, so as to purify the high purity carbon nanotubes from which carbon impurities are removed in large quantities. do.

수집부(230)는 열처리가 완료되어 비정질 탄소 또는 결정성 흑연 입자 등과 같은 탄소 불순물이 제거된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 수집하기 위한 처리부로서, 열처리부(220)의 타단에 연결된다. 보다 상세하게, 수집부(230)는 열처리된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물이 보관되는 수집 용기(231)를 포함한다.The collection unit 230 is a processing unit for collecting the granulated carbon nanotube mixture from which heat treatment is completed to remove carbon impurities such as amorphous carbon or crystalline graphite particles, and is connected to the other end of the heat treatment unit 220. More specifically, the collection unit 230 includes a collection container 231 in which the heat-treated granulated carbon nanotube mixture is stored.

상기한 바와 같은 수집부(230)에서는 열처리가 완료된 후 과립화된 탄소나노튜브 혼합물이 회전성 반응기(221)로부터 자동적으로 이송되어 수집된다.In the collection unit 230 as described above, after the heat treatment is completed, the granulated carbon nanotube mixture is automatically transferred from the rotary reactor 221 and collected.

본 발명의 정제방법에 따르면, 과립화된 탄소나노튜브 혼합물 1g의 정제시 65 내지 80%의 무게 감소율, 보다 바람직하게는 70 내지 80%의 무게 감소율을 나타낼 수 있다. 즉, 이러한 무게 감소율은 비정질 탄소 또는 결정성 흑연 입자와 같은 탄소 불순물의 제거 효율을 나타낸다.According to the purification method of the present invention, when the purification of the granulated carbon nanotube mixture 1g may exhibit a weight loss rate of 65 to 80%, more preferably 70 to 80%. In other words, this weight loss rate represents the removal efficiency of carbon impurities such as amorphous carbon or crystalline graphite particles.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid the understanding of the present invention, but the following examples are merely for exemplifying the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention. It is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

[실시예][Example]

실시예 1Example 1

아크 방전법으로 합성한 탄소나노튜브 혼합물(SA100, ㈜나노솔루션)을 믹서를 이용하여 분쇄하여 평균입자직경이 2-5㎜가 되도록 과립화하였다.The carbon nanotube mixture (SA100, NanoSolution Co., Ltd.) synthesized by the arc discharge method was pulverized using a mixer and granulated to have an average particle diameter of 2-5 mm.

도 2에 나타낸 바와 같은 정제장치, 특히 회전성 반응기로서 경사각도(θ)가 3°인 로터리 킬른이 구비된 정제장치를 이용하여 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 정제하였다. 이때, 회전성 반응기를 7rpm의 회전속도로 회전시키면서 420℃의 온도로 100분 동안 열처리하였으며, 산화성 가스는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물 1g에 대하여 250㏄/분의 속도로 공급하였다.The granulated carbon nanotube mixture was purified using a refining apparatus as shown in FIG. 2, in particular, a rotary reactor having a rotary kiln having a tilt angle of 3 ° as a rotary reactor. At this time, the rotary reactor was heat-treated at a temperature of 420 ° C. for 100 minutes while rotating at a rotational speed of 7 rpm, and an oxidizing gas was supplied at a rate of 250 mW / min with respect to 1 g of the granulated carbon nanotube mixture.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 회전성 반응기(경사각도(θ): 3°)를 15rpm의 회전속도로 회전시키면서 420℃의 온도로 72분 동안 열처리하였다.In the same manner as in Example 1, the rotary reactor (tilt angle (θ): 3 °) was heat-treated for 72 minutes at a temperature of 420 ℃ while rotating at a rotational speed of 15rpm.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 회전성 반응기로 경사각도(θ)가 5°인 로터리 킬른을 이용하고, 7rpm의 회전속도로 회전시키면서 420℃의 온도로 80분 동안 열처리하였다.In the same manner as in Example 1, using a rotary kiln having a tilt angle (θ) of 5 ° to the rotary reactor, and heat-treated at a temperature of 420 ℃ for 80 minutes while rotating at a rotational speed of 7 rpm.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 회전성 반응기(경사각도(θ): 5°)를 15rpm의 회전속도로 회전시키면서 420℃의 온도로 65분 동안 열처리하였다.The process was carried out in the same manner as in Example 1, but while rotating the rotary reactor (tilt angle (θ): 5 °) at a rotational speed of 15 rpm for 65 minutes at a temperature of 420 ℃.

실시예 5Example 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 회전성 반응기(경사각도(θ): 3°)를 7rpm의 회전속도로 회전시키면서 380℃의 온도로 100분 동안 열처리하였다.In the same manner as in Example 1, the rotary reactor (tilt angle (θ): 3 °) was heat-treated for 100 minutes at a temperature of 380 ℃ while rotating at a rotation speed of 7 rpm.

실시예 6Example 6

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 회전성 반응기(경사각도(θ): 3°)를 7rpm의 회전속도로 회전시키면서 450℃의 온도로 100분 동안 열처리하였다.In the same manner as in Example 1, the rotary reactor (tilt angle (θ): 3 °) was heat-treated for 100 minutes at a temperature of 450 ℃ while rotating at a rotation speed of 7rpm.

비교예 1Comparative Example 1

아크 방전법으로 합성한 탄소나노튜브 혼합물(SA100, ㈜나노솔루션)을 믹서를 이용하여 분쇄하여 평균입자직경이 1㎜가 되도록 과립화하였다.The carbon nanotube mixture (SA100, NanoSolution Co., Ltd.) synthesized by the arc discharge method was pulverized using a mixer and granulated to have an average particle diameter of 1 mm.

도 1에 나타낸 바와 같은 정제장치로서, 석영 재질로 된 이중 튜브형 비회전성 반응기를 이용하여 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 정제하였다. 이때, 내측튜브에 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 넣고 420℃의 온도로 100분 동안 열처리하였으며, 산화성 가스는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물 1g에 대하여 250㏄/분의 속도로 공급하였다.As a purification apparatus as shown in FIG. 1, the granulated carbon nanotube mixture was purified using a double tube nonrotating reactor made of quartz. At this time, the granulated carbon nanotube mixture was placed in an inner tube and heat-treated at a temperature of 420 ° C. for 100 minutes, and an oxidizing gas was supplied at a rate of 250 μs / min with respect to 1 g of the granulated carbon nanotube mixture.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 회전성 반응기의 경사각도가 0°가 되도록 하였다.The same method as in Example 1 was carried out, but the inclination angle of the rotary reactor was 0 °.

시험예Test Example

상기 실시예 및 비교예에서 정제된 탄소나노튜브 혼합물의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Physical properties of the carbon nanotube mixture purified in the above Examples and Comparative Examples were measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.

(1) 주사 전자 현미경(SEM)(1) scanning electron microscope (SEM)

정제 효율을 비교하기 위하여 정제하기 전과 후의 탄소나노튜브 혼합물의 SEM 사진을 촬영하였다.In order to compare the purification efficiency, SEM pictures of the carbon nanotube mixture before and after purification were taken.

(2) 정제율(%)(2) Purification rate (%)

정제하기 전 및 정제 후의 과립화된 탄소나노튜브 혼합물의 무게를 측정하고, 하기 수학식 1에 의거하여 정제율을 계산하였다. The weight of the granulated carbon nanotube mixture before and after purification was measured, and the purification rate was calculated based on Equation 1 below.

정제 효율(%) = (A - B) / A × 100Purification Efficiency (%) = (A-B) / A × 100

(식 중, A는 정제 전의 탄소나노튜브 혼합물의 무게이고, B는 정제 후의 탄소나노튜브 혼합물의 무게이다.)(Wherein A is the weight of the carbon nanotube mixture before purification and B is the weight of the carbon nanotube mixture after purification).

(3) 투과율(%)(3) transmittance (%)

물 100중량부, 도데실술폰산나트륨 0.2중량부 및 열처리된 탄소나노튜브 0.06중량부를 혼합한 후 40㎑, 150W의 초음파분산기를 이용하여 1시간 동안 분산시켜 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다. 제조된 분산액을 원심분리기를 이용하여 6,000 rpm에서 60분 동안 원심분리하고 액표면을 기준으로 하여 바닥까지의 높이 중 70-80%의 분산액을 수거하였다. 수거된 분산액을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(10㎝×20㎝) 상에 건조 후 두께가 20-50㎚가 되도록 스프레이코팅 장비를 이용하여 도포하고 80℃에서 1분 동안 건조하여 코팅층을 형성시켰다. 형성된 코팅층의 투과율을 분광광도계를 이용하여 550㎚에서 측정하였으며, 그 결과를 코팅되지 않은 PET 필름의 투과율인 87.3%를 기준값으로 하여 비교하였다.100 parts by weight of water, 0.2 parts by weight of sodium dodecyl sulfonate, and 0.06 parts by weight of heat-treated carbon nanotubes were mixed and dispersed for 1 hour using an ultrasonic dispersion machine of 40 Hz and 150 W to prepare a carbon nanotube dispersion. The prepared dispersion was centrifuged at 6,000 rpm for 60 minutes using a centrifuge and 70-80% of the dispersion to the bottom based on the liquid surface was collected. The collected dispersion was dried on a polyethylene terephthalate (PET) film (10 cm × 20 cm) and then applied using a spray coating equipment to a thickness of 20-50 nm, and dried at 80 ° C. for 1 minute to form a coating layer. . The transmittance of the formed coating layer was measured at 550 nm using a spectrophotometer, and the results were compared based on 87.3%, the transmittance of the uncoated PET film.

(4) 표면저항(Ω/□)(4) Surface resistance (Ω / □)

표면저항 측정기를 이용하여 상기 (3)에서 형성된 코팅층의 표면을 측정하였다. 이때, 표면저항 측정은 4-Point Probe 방식을 채택하여 수행하였으며, 코팅층의 표면을 길이 20㎝를 삼등분으로 나누어 10㎝ 폭의 중앙부를 측정하였다.The surface of the coating layer formed in the above (3) was measured using a surface resistance meter. At this time, the surface resistance measurement was carried out by adopting the 4-Point Probe method, and the center portion of the 10cm width was measured by dividing the surface of the coating layer into three equal parts.

구분division CNT
혼합물CNT
mixture 정제방식Purification Method CNT 혼합물 무게(g)CNT Mixture Weight (g) 정제율
(%)Purification rate
(%) 투과율
(%)Transmittance
(%) 표면
저항
(Ω/□)surface
resistance
(Ω / □) 경사
각도
(°) slope
Angle
(°) 회전
속도
(rpm)rotation
speed
(rpm) 온도
(℃)Temperature
(℃) 시간
(분)time
(minute) 정제
전refine
I'm 정제
후refine
after 실시예1Example 1 SA100SA100 33 77 420420 100100 1010 2.642.64 73.673.6 79.4679.46 220
~250220
To 250 실시예2Example 2 SA100SA100 33 1515 420420 7272 1010 2.792.79 72.172.1 77.6377.63 220
~270220
To 270 실시예3Example 3 SA100SA100 55 77 420420 8080 1010 2.702.70 73.073.0 79.1479.14 205
~215205
To 215 실시예4Example 4 SA100SA100 55 1515 420420 6565 1010 2.852.85 71.571.5 77.6077.60 220
~270220
To 270 실시예5Example 5 SA100SA100 33 77 380380 100100 1010 2.922.92 70.870.8 78.5278.52 210
~230210
To 230 실시예6Example 6 SA100SA100 33 77 450450 100100 1010 2.032.03 79.779.7 78.2278.22 180
~200180
To 200 비교예1Comparative Example 1 SA100SA100 00 00 420420 100100 1010 3.093.09 69.169.1 76.2876.28 230
~250230
To 250 비교예2Comparative Example 2 SA100SA100 00 77 420420 100100 1010 3.053.05 69.569.5 76.4676.46 240
~260240
To 260

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 경사진 회전성 반응기를 이용하여 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 정제한 실시예 1 내지 6는 수평형 비회전성 반응기를 이용한 비교예 1 및 수평형 회전성 반응기를 이용한 비교예 2와 비교하여 정제율이 70% 이상, 구체적으로 70.8-79.7%로 더 높아 비정질 탄소 불순물이 효과적으로 제거되고, 이로 인하여 투과율과 전기전도도 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 3 및 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 탄소나노튜브 혼합물이 비교예 1과 비교하여 비정질 탄소가 효과적으로 정제된 것을 알 수 있었다.As shown in Table 1, Examples 1 to 6 in which the granulated carbon nanotube mixture was purified using an inclined rotary reactor according to the present invention is Comparative Example 1 and a horizontal rotation using a horizontal nonrotating reactor. Compared to Comparative Example 2 using the reactor, the purification rate is 70% or more, specifically 70.8-79.7% higher amorphous carbon impurities are effectively removed, and it was confirmed that the excellent transmittance and electrical conductivity characteristics. 3 and 4, it was found that the amorphous carbon was effectively purified from the carbon nanotube mixture of Example 1 compared with Comparative Example 1.

도 1은 종래의 수평형 탄소나노튜브 혼합물의 정제장치를 도시한 개략도이고,1 is a schematic view showing a purification apparatus of a conventional horizontal carbon nanotube mixture,

도 2는 본 발명의 탄소나노튜브 혼합물의 정제장치를 도시한 개략도이며,Figure 2 is a schematic diagram showing a purification apparatus of the carbon nanotube mixture of the present invention,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 탄소나노튜브 혼합물의 정제 전(a) 및 정제 후(b)의 SEM(×50,000) 사진이고,3 is a SEM (× 50,000) photograph before (a) and after (b) purification of the carbon nanotube mixture according to Example 1 of the present invention.

도 4는 본 발명의 비교예 1에 따른 탄소나노튜브 혼합물의 정제 전(a) 및 정제 후(b)의 SEM(×50,000) 사진이다.4 is a SEM (× 50,000) photograph of before (a) and after (b) purification of the carbon nanotube mixture according to Comparative Example 1 of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

210: 투입부 211: 튜브210: inlet 211: tube

212: 스크류 213: 호퍼212: screw 213: hopper

214: 모터 220: 열처리부214: motor 220: heat treatment

221: 회전성 반응기 222: 가열수단221: rotary reactor 222: heating means

223: 모터 224: 본체 구조물223: motor 224: body structure

225: 작업대 226: 경사 조절기225: worktable 226: tilt adjuster

227: 경사축 230: 수집부227: tilt axis 230: collector

231: 수집 용기231 collection container

Claims (17)

탄소나노튜브 혼합물을 분쇄한 후 그 평균 입자 직경이 2 내지 5㎜가 되도록 과립화시키는 단계;Pulverizing the carbon nanotube mixture and granulating the average particle diameter to 2 to 5 mm; 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 100 내지 200℃로 건조시키는 단계;Drying the granulated carbon nanotube mixture at 100 to 200 ° C; 건조된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 스크류를 통해 이송시키는 단계; 및Transferring the dried granulated carbon nanotube mixture through a screw; And 이송된 과립화된 탄소나노튜브 혼합물을 진행방향에 대하여 아래쪽으로 경사진 회전성 반응기에서 분산 및 이동시키면서 산화성 가스 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법.A method for purifying a carbon nanotube mixture, comprising the step of heat-treating the transferred granulated carbon nanotube mixture in an oxidizing gas atmosphere while dispersing and moving in a rotary reactor inclined downward with respect to a progress direction. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 회전성 반응기의 경사각도는 진행방향에 대하여 아래쪽으로 1 내지 5°인 탄 소나노튜브 혼합물의 정제방법.Tilt angle of the rotary reactor is a purification method of the carbon nanotube mixture is 1 to 5 ° downward with respect to the running direction. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 회전성 반응기의 회전 속도는 5 내지 20rpm인 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법.Rotational speed of the rotary reactor is 5 to 20rpm purification method of the carbon nanotube mixture. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 열처리 온도는 350 내지 500℃인 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법.The heat treatment temperature is 350 to 500 ℃ carbon nanotube mixture purification method. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 열처리 시간은 60 내지 150분인 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법.The heat treatment time is 60 to 150 minutes carbon nanotube mixture purification method. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 산화성 가스는 과립화된 탄소나노튜브 혼합물 1g에 대하여 200 내지 500㏄/분의 속도로 공급되는 탄소나노튜브 혼합물의 정제방법.The oxidizing gas is a purification method of the carbon nanotube mixture is supplied at a rate of 200 to 500 dl / min with respect to 1 g of the granulated carbon nanotube mixture. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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