KR20200138211A - 분리 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 섬유상 탄소 나노 구조체를 따로따로 회수하는, 보다 간편한 분리 회수 방법을 제공한다. 본 발명의 분리 회수 방법은, 복합체 입자를 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구 부근까지 이송하고, 이송된 복합체 입자에 대하여, 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구를 향하여 흐르는 유체와, 상기 유체가 흐르는 방향과는 역방향의 성분을 포함하는 외력을 부여하여, 섬유상 탄소 나노 구조체와 세라믹 입자상 지지 기재를 분리하는 분리 공정과, 분리한 섬유상 탄소 나노 구조체를 유체의 흐름에 의해 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 내부로 이송하여 회수하는 동시에, 분리한 세라믹 입자상 지지 기재를 섬유상 탄소 나노 구조체 통로로부터 멀어지는 방향으로 이송하여 회수하는 회수 공정을 포함하고, 분리 공정에 있어서, 섬유상 탄소 나노 구조체에 부여되는 외력보다 세라믹 입자상 지지 기재에 부여되는 외력이 크다.

Description

분리 회수 방법
본 발명은, 분리 회수 방법에 관한 것이다.
카본 나노튜브(이하 「CNT」라고 칭하는 경우가 있다.) 등의 섬유상 탄소 나노 구조체는, 기계적 강도, 슬라이딩 특성, 유연성, 반도체적 및 금속적 도전성, 열 전도성 등의 여러 특성이 우수하고, 또한 화학적 안정성도 높기 때문에, 폭넓은 용도로의 응용이 진행되고 있다.
이에, 근년, 이러한 우수한 특성을 갖는 섬유상 탄소 나노 구조체를 효율적으로, 또한 저비용으로 제조하는 방법이 검토되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, Fe 및 Al로 이루어지는 촉매를 담지시킨 지지 기재 표면에 대하여, 아세틸렌, 이산화탄소, 및 불활성 가스로 이루어지는 원료 가스를 소정의 분압으로 유통시킴으로써, 지지 기재 상에 카본 나노튜브를 합성시키는 기술이 개시되어 있다. 또한, 지지 기재로서 입자상의 것을 사용하는 것도 검토되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
국제 공개 제2012/057229호 국제 공개 제2017/145604호
여기서, 합성한 카본 나노튜브를 지지 기재로부터 박리하여 회수하는 방법으로서, 입자상 지지 기재로부터 카본 나노튜브를 박리하기 전의 복합체 입자로부터, 입자상 지지 기재와 카본 나노튜브를 분리하여, 따로따로 회수할 수 있는, 보다 간편한 분리 회수 방법이 요구되고 있었다.
본 발명은, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를, 따로따로 회수할 수 있는, 보다 간편한 분리 회수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토를 행하였다. 그리고, 본 발명자는, 외력과 그 외력의 항력으로서의 유체의 흐름(예를 들어, 원심력과 그 원심력의 항력으로서의 공기류에 의해 형성되는 공기 소용돌이)을 이용하면, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를, 따로따로 회수하는 것을 보다 간편하게 행할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 분리 회수 방법은, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 상기 세라믹 입자상 지지 기재와 상기 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를 분리하여 회수하는 분리 회수 방법으로서, 상기 복합체 입자를, 상기 섬유상 탄소 나노 구조체를 통과시켜 회수하기 위한 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구 부근까지 이송하고, 상기 이송된 복합체 입자에 대하여, 상기 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구를 향하여 흐르는 유체와, 상기 유체가 흐르는 방향과는 역방향의 성분을 포함하는 외력을 부여하여, 상기 섬유상 탄소 나노 구조체와 상기 세라믹 입자상 지지 기재를 분리하는 분리 공정과, 상기 분리한 섬유상 탄소 나노 구조체를 상기 유체의 흐름에 의해 상기 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 내부로 이송하여 회수하는 동시에, 상기 분리한 세라믹 입자상 지지 기재를 상기 섬유상 탄소 나노 구조체 통로로부터 멀어지는 방향으로 이송하여 회수하는 회수 공정을 포함하고, 상기 분리 공정에 있어서, 상기 섬유상 탄소 나노 구조체에 부여되는 상기 외력보다 상기 세라믹 입자상 지지 기재에 부여되는 상기 외력이 큰 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 외력과 유체의 흐름을 이용하면, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를, 따로따로 회수하는 것을 보다 간편하게 행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 분리 회수 방법에서는, 상기 유체가, 공기 및/또는 불활성 가스를 포함하는 것이 바람직하다. 유체가 공기 및/또는 불활성 가스를 포함하면, 유체와 복합체 입자가 반응하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 분리 회수 방법에서는, 상기 외력이, 중력, 및/또는, 소정의 회전축을 중심으로 상기 복합체 입자를 회전시킴으로써 발생하는 원심력을 포함하는 것이 바람직하다. 외력이, 중력, 및/또는, 소정의 회전축을 중심으로 복합체 입자를 회전시킴으로써 발생하는 원심력을 포함하면, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를, 따로따로 회수하는 것을 보다 확실하게 행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 분리 회수 방법에서는, 상기 유체의 선유속 v(m/s)와 상기 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р가 1 이상인 것이 바람직하다.
유체의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р가 1 이상이면, 섬유상 탄소 나노 구조체의 회수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 명세서에 있어서, 「진밀도」는, 「측정 대상 자체의 체적으로부터 산출한 밀도」를 의미한다. 또한, 「진밀도」는, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 분리 회수 방법에서는, 상기 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도와 상기 섬유상 탄소 나노 구조체의 진밀도의 비(세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도/섬유상 탄소 나노 구조체의 진밀도)가 2 이상인 것이 바람직하다. 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도와 섬유상 탄소 나노 구조체의 진밀도의 비가 2 이상이면, 섬유상 탄소 나노 구조체가 세라믹 입자상 지지 기재 회수부에 혼입되는 양을 저감하여, 섬유상 탄소 나노 구조체의 회수율을 향상시킬 수 있다.
여기서, 본 발명의 분리 회수 방법에서는, 상기 세라믹 입자상 지지 기재의 겉보기 밀도와 상기 섬유상 탄소 나노 구조체의 겉보기 밀도의 비(세라믹 입자상 지지 기재의 겉보기 밀도/섬유상 탄소 나노 구조체의 겉보기 밀도)가 10 이상인 것이 바람직하다. 세라믹 입자상 지지 기재의 겉보기 밀도와 섬유상 탄소 나노 구조체의 겉보기 밀도의 비가 10 이상이면, 섬유상 탄소 나노 구조체 회수부에 세라믹 입자상 지지 기재가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 명세서에 있어서, 「겉보기 밀도」는, 「측정 대상을 소정의 용기에 충전하고, 그 용기의 내용적을 체적으로 하여 산출한 밀도」를 의미하고, 용기의 내용적에는, 측정 대상 자체의 체적뿐만 아니라, 측정 대상간 및 용기의 간극의 체적이 포함된다. 또한, 「겉보기 밀도」는, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를, 따로따로 회수할 수 있는, 보다 간편한 분리 회수 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분리 회수 방법의 처리 대상으로서의 복합체 입자의 단면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 분리 회수 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다(그 1).
도 2b는 회전 슬릿의 일례에 의한 작용을 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른 분리 회수 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다(그 2).
도 3b는 회전 로터를 구성하는 회전 슬릿체를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 상세하게 설명한다.
여기서, 본 발명의 분리 회수 방법은, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를 분리하여, 따로따로 회수할 때에 이용할 수 있다.
(분리 회수 방법)
본 발명의 분리 회수 방법은, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를 분리하여 회수하는 방법이다. 그리고, 본 발명의 분리 회수 방법은, 복합체 입자를, 섬유상 탄소 나노 구조체를 통과시켜 회수하기 위한 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구 부근까지 이송하고, 이송된 복합체 입자에 대하여, 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구를 향하여 흐르는 유체와, 유체가 흐르는 방향과는 역방향의 성분을 포함하는 외력을 부여하여, 섬유상 탄소 나노 구조체와 세라믹 입자상 지지 기재를 분리하는 공정(분리 공정)과, 분리한 섬유상 탄소 나노 구조체를 유체의 흐름에 의해 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 내부로 이송하여 회수하는 동시에, 분리한 세라믹 입자상 지지 기재를 섬유상 탄소 나노 구조체 통로로부터 멀어지는 방향으로 이송하여 회수하는 공정(회수 공정)을 포함하고, 임의로, 그 밖의 공정을 더 포함한다.
<복합체 입자>
본 발명의 분리 회수 방법이 실시되는 복합체 입자는, 세라믹 입자상 지지 기재와, 당해 세라믹 입자상 지지 기재의 표면에 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를 갖는다.
도 1에 있어서, 복합체 입자(1)는, 세라믹 입자상 지지 기재(2)와, 세라믹 입자상 지지 기재(2)의 표면에 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체(3)를 갖는다.
복합체 입자의 겉보기 밀도로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 1 g/cm3 이하인 것이 바람직하다.
〔세라믹 입자상 지지 기재〕
세라믹 입자상 지지 기재는, 임의의 세라믹 재질로 이루어지는 입자 형상을 갖고, 당해 기재 표면에 후술하는 섬유상 탄소 나노 구조체를 피복하기 위한 모체 구조를 이루는 부분이다. 이와 같이, 세라믹 입자상 지지 기재를 사용하면, 세라믹 입자상 지지 기재를 사용하여 제조되는 복합체 입자도 입자상이 된다.
한편, 「입자상」이란, 대략 입자 형상을 형성하고 있으면 되며, 애스펙트비가 10 이하인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서, 「세라믹 입자상 지지 기재의 애스펙트비」는, 투과형 전자 현미경을 사용하여 무작위로 선택한 세라믹 입자상 지지 기재 100개의 단경 및 장경을 측정하여 구할 수 있다.
또한, 세라믹 입자상 지지 기재의 구조로는, 당해 세라믹 입자상 지지 기재뿐이어도 되고, 당해 세라믹 입자상 지지 기재의 표면 상에 섬유상 탄소 나노 구조체를 양호하게 피복하기 위한 임의의 하지층을 형성한 하지층 형성 세라믹 입자상 지지 기재여도 된다. 상기 하지층은, 임의의 재질로 이루어지고, 예를 들어, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면에 1층, 또는 2층 이상 형성될 수 있다.
한편, 하지층의 조성은, 특별히 제한되지 않고, 세라믹 입자상 지지 기재의 종류, 및 후술하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 종류에 따라 적당하게 선택할 수 있다. 또한, 형성하는 하지층의 막두께도, 원하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 피복량에 따라 적당하게 조절할 수 있다.
세라믹 입자상 지지 기재의 세라믹 재질로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하고, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 규소(Si), 지르코늄(Zr), 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 금속 산화물을 포함하는 것이 보다 바람직하며, 이산화지르코늄(지르코니아), 산화알루미늄(알루미나), 멀라이트(산화알루미늄과 이산화규소의 화합물) 등의 금속 산화물로 구성되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 세라믹 입자상 지지 기재가 금속 산화물로 구성되어 있음으로써, 내열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 산화알루미늄 또는 멀라이트를 금속 산화물로서 사용함으로써, 내열성을 보다 향상시킬 수 있다.
세라믹 입자상 지지 기재의 직경으로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 50 μm 이상 10 mm 이하인 것이 바람직하다.
세라믹 입자상 지지 기재의 겉보기 밀도로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 2 g/cm3 이상인 것이 바람직하고, 또한, 4 g/cm3 이하인 것이 바람직하다.
〔섬유상 탄소 나노 구조체〕
섬유상 탄소 나노 구조체로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 애스펙트비가 10을 초과하는 섬유상 탄소 나노 구조체를 들 수 있다. 구체적으로는, 섬유상 탄소 나노 구조체로는, CNT, 기상 성장 탄소 섬유 등을 들 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 「섬유상 탄소 나노 구조체의 애스펙트비」는, 투과형 전자 현미경을 사용하여 무작위로 선택한 섬유상 탄소 나노 구조체 100개의 직경(외경) 및 길이를 측정하여 구할 수 있다.
이하, 본 발명의 제조 방법에서 얻어지는 섬유상 탄소 나노 구조체가 CNT를 포함하는 경우에 대하여 설명하는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
복합체 입자에 있어서의 섬유상 탄소 나노 구조체가 형성하는 층의 두께로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 0.05 mm 이상인 것이 바람직하고, 또한, 1.0 mm 이하인 것이 바람직하다.
섬유상 탄소 나노 구조체의 겉보기 밀도로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 0.01 g/cm3 이상인 것이 바람직하고, 또한, 0.03 g/cm3 이하인 것이 바람직하다.
-카본 나노튜브-
카본 나노튜브(CNT)는, 그래핀 시트를 통상으로 감은 구조를 갖고, 애스펙트비가 매우 큰 일차원 구조를 갖는 재료이다(비특허문헌 1을 참조). 여기서, CNT를 포함하는 섬유상 탄소 나노 구조체는, CNT만으로 구성되어 있어도 되고, CNT와, CNT 이외의 섬유상 탄소 나노 구조체의 혼합물이어도 된다.
또한, CNT로는, 특별히 한정되지 않고, 단층 카본 나노튜브 및/또는 다층 카본 나노튜브로 할 수 있으나, 여러 기계적 강도, 전기적 특성, 열 전도성 등의 특성을 높이는 관점에서는, CNT는, 10층 이하의 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 5층 이하의 층으로 구성되어 있는 것이 보다 바람직하며, 단층 카본 나노튜브인 것이 더욱 바람직하다. 단층 카본 나노튜브/다층 카본 나노튜브는, 예를 들어, 촉매의 크기, 촉매의 조성, 반응 시간, 원료 가스 공급 유량 등의 여러 반응 조건을 변경함으로써, 적당하게 조절할 수 있다.
-성상-
또한, CNT를 포함하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 평균 직경은, 여러 용도에 따라 원하는 값으로 할 수 있다. 일반적으로는, CNT의 평균 직경이 미세할수록 여러 특성은 향상된다.
한편, CNT를 포함하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 「평균 직경」은, 예를 들어, 투과형 전자 현미경을 사용하여 무작위로 선택한 섬유상 탄소 나노 구조체 100개의 직경(외경)을 측정하여 구할 수 있다.
또한, CNT를 포함하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 평균 길이는, 여러 용도에 따라 원하는 값으로 할 수 있으나, 합성시에 있어서의 평균 길이가 1 μm 이상인 것이 바람직하고, 50 μm 이상인 것이 보다 바람직하다. 합성시의 CNT를 포함하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 평균 길이가 1 μm 이상이면, 얻어지는 섬유상 탄소 나노 구조체에, 여러 기계적 강도, 전기적 특성, 열 전도성 등의 특성을 보다 양호하게 발휘시킬 수 있기 때문이다. 또한, 합성시의 CNT를 포함하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 길이가 길수록, 섬유상 탄소 나노 구조체에 파단이나 절단 등의 손상이 발생하기 쉬우므로, 합성시의 CNT를 포함하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 평균 길이는 5000 μm 이하로 하는 것이 바람직하다.
한편, CNT를 포함하는 섬유상 탄소 나노 구조체의 「평균 길이」는, 예를 들어, 합성 반응 시간을 변경함으로써, 적당하게 조절할 수 있다.
본 발명의 분리 회수 방법에서는, 예를 들어, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면 상에 섬유상 탄소 나노 구조체를 생성시키고, 생성된 섬유상 탄소 나노 구조체를 화학 기상법에 의해 성장시킴으로써 얻어진 복합체 입자가 제공된다.
세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도와 섬유상 탄소 나노 구조체의 진밀도의 비(세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도/섬유상 탄소 나노 구조체의 진밀도)로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 섬유상 탄소 나노 구조체의 회수율 향상의 관점에서, 2 이상인 것이 바람직하다.
세라믹 입자상 지지 기재의 겉보기 밀도와 섬유상 탄소 나노 구조체의 겉보기 밀도의 비(세라믹 입자상 지지 기재의 겉보기 밀도/섬유상 탄소 나노 구조체의 겉보기 밀도)로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 섬유상 탄소 나노 구조체 회수부에 세라믹 입자상 지지 기재가 혼입되는 것을 방지하는 관점에서, 10 이상인 것이 바람직하다.
<분리 공정>
본 발명의 분리 회수 방법에서는, 복합체 입자를, 섬유상 탄소 나노 구조체를 통과시켜 회수하기 위한 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구 부근까지 이송하고, 이송된 복합체 입자에 대하여, 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구를 향하여 흐르는 유체와, 유체가 흐르는 방향과는 역방향의 성분을 포함하는 외력을 부여함으로써, 섬유상 탄소 나노 구조체와 세라믹 입자상 지지 기재를 분리할 수 있다.
여기서, 외력의 종류로는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 중력, 소정의 회전축을 중심으로 상기 복합체 입자를 회전시킴으로써 발생하는 원심력 등을 호적하게 들 수 있다.
또한, 유체의 종류로는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 공기, 불활성 가스 등을 호적하게 들 수 있다.
또한, 외력은, 유체가 흐르는 방향과 역방향의 성분을 포함하면 되는데, 유체가 흐르는 방향과 역방향인 것이 바람직하다.
〔이송〕
본 발명의 분리 회수 방법에서는, 먼저, 복합체 입자를 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구 부근까지 이송한다.
이송 방법으로는, 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구 부근까지 이송 가능한 방법인 한, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 공기(에어)에 의한 이송, 중력에 의한 이송 등을 들 수 있다.
-섬유상 탄소 나노 구조체 통로-
섬유상 탄소 나노 구조체 통로로는, 섬유상 탄소 나노 구조체가 통과 가능한 공간인 한, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 후술하는 도 2a에 있어서의 공동부(32, 62), 후술하는 도 3a에 있어서의 회전 로터(130) 등을 들 수 있다.
섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구로는, 섬유상 탄소 나노 구조체 통로에 통하는 간극(슬릿)인 한, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 후술하는 도 2a에 있어서의 간극(38), 후술하는 도 3a에 있어서의 회전 로터(130)에 형성된 분체 도입구(130a) 등을 들 수 있다.
〔분리〕
분리 공정에 있어서, 섬유상 탄소 나노 구조체에 부여되는 외력보다 세라믹 입자상 지지 기재에 부여되는 외력이 크다. 이 밸런스에 의해, 복합체 입자를 세라믹 입자상 지지 기재(외력에 의해 이동시킨다)와 섬유상 탄소 나노 구조체(유체의 흐름에 의해 이동시킨다)로 분리시킨다.
여기서, 외력이 소정의 회전축을 중심으로 복합체 입자를 회전시킴으로써 발생하는 원심력인 경우, 밀도가 큰 세라믹 입자상 지지 기재는 원심력의 힘을 보다 받고, 한편, 밀도가 작은 섬유상 탄소 나노 구조체는 항력을 보다 받는다. 이 밸런스에 의해, 세라믹 입자상 지지 기재와 섬유상 탄소 나노 구조체의 크기(체적)나 질량의 차이로, 복합체 입자를 세라믹 입자상 지지 기재(원심력에 의해 이동시킨다)와 섬유상 탄소 나노 구조체(공기류에 의해 이동시킨다)로 분리시킨다.
-유체의 흐름-
유체의 흐름은, 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구를 향하여 흐르는 유체의 흐름인 한, 특별히 제한은 없다. 유체의 흐름은, 예를 들어, 도 2a의 설명으로 나타내는 바와 같이, 분리 회수 장치(100)의 내부에 부압이 형성되어, 공기 도입구(14)로부터 유입된 공기가, 보조 블레이드(4)에 의해 회전 방향의 흐름으로 변환되어, 선회한 상태, 즉 분급 로터(30)와 대략 동일한 원주속도의 기류가 되어 원환로(6)로부터 분급실(46)로 들어간다.
유체의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р로는, 특별히 제한되는 일은 없으나, 1 이상인 것이 바람직하고, 1.3 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.5 이상인 것이 더욱 바람직하며, 1.7 이상인 것이 특히 바람직하다. 비 v/р가 1 이상임으로써, 섬유상 탄소 나노 구조체의 회수율을 향상시킬 수 있다.
-원심력-
외력으로서의 원심력은, 소정의 회전 수단(예를 들어, 분급 로터(30)(도 2a), 밸런스 로터(60)(도 2a), 회전 로터(130)(도 3a))에 의한 회전에 의해 발생하는 것으로, 회전축과 멀어지는 방향(원심 방향)으로 작용한다.
<회수 공정>
본 발명의 분리 회수 방법에서는, 분리한 섬유상 탄소 나노 구조체를 유체의 흐름에 의해 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 내부로 이송하여 회수하는 동시에, 분리한 세라믹 입자상 지지 기재를 섬유상 탄소 나노 구조체 통로로부터 멀어지는 방향으로 이송하여 회수함으로써, 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를, 따로따로 회수하는 것을 보다 간편하게 행할 수 있다.
여기서, 외력이 소정의 회전축을 중심으로 복합체 입자를 회전시킴으로써 발생하는 원심력인 경우, 섬유상 탄소 나노 구조체를 회수하는 회수 방향은, 분리 회수의 용이함의 관점에서, 회전 수단의 회전축 방향인 것이 바람직하다.
<그 밖의 공정>
한편, 회수된 세라믹 입자상 지지 기재 안에 소량의 섬유상 탄소 나노 구조체가 혼입되어 있는 경우에는, 분리하는 것은 곤란하지만, 회수된 섬유상 탄소 나노 구조체 안에 소량의 세라믹 입자상 지지 기재가 혼입되어 있는 경우에는, 소정의 체를 사용하여 분급함(그 밖의 공정으로서의 분급 공정을 행함)으로써, 분리하는 것이 가능하다.
이하에, 상술한 방법을 이용하여, 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를, 따로따로 회수하는 순서의 구체예(강제 소용돌이식 분급 방식)를 나타낸다. 한편, 본 발명은, 이하의 구체예에 한정되는 것은 아니며, 선회 기류식, 체질 자유 소용돌이식 등도 포함한다.
도 2a는, 본 발명에 따른 분리 회수 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다(그 1).
도 2a에 있어서, 분리 회수 장치(100)는, 케이싱(10)과, 케이싱(10) 내의 회전축(16)에 자유롭게 회전하도록 설치된 분급 로터(30) 등으로 구성되어 있다. 케이싱(10)은, 상면 중심부에 원료 투입구(12)를 갖고, 외주에 원환로(6), 둘레 측면에 공기 도입구(14), 및 조분 취출구(세라믹 입자상 지지 기재 회수부)(20)가 형성되어 있다. 케이싱(10)과 분급 로터(30)의 상판(40) 사이에는 통로(52)가 형성되어 있고, 원료 투입구(12)에 연통되어 있다. 또한, 하부 외방에는, 소용돌이 케이싱(섬유상 탄소 나노 구조체 회수부)(18)이 설치되어 있고, 이 소용돌이 케이싱(18)에는, 도시하지 않은 사이클론, 백 필터 등의 포집 장치(도시 생략)가 연결되어 있다.
분급 로터(30)는, 원반상으로, 원주부로부터 축심부 하방으로 연통하는 공동부(32)(섬유상 탄소 나노 구조체 통로)를 갖고, 케이싱(10)의 세로 방향의 축심부에 베어링(15)에 의해 수직으로 장착된 회전축(16)의 상단에 고착되어 있다. 공동부(32)의 내부에는, 외방 분급 블레이드(36)와 내방 분급 블레이드(34)가 내외 2단이 되도록, 원주 방향에 등간격으로 방사상으로 배열되어 있다.
이들 외방 분급 블레이드(36)와 내방 분급 블레이드(34) 사이에는, 원하는 간격의 간극(38)이 형성되어 있다. 분급 로터(30)의 상판(40)에는, 분체 분산 블레이드(42)가 축심부로부터 외주 방향으로 방사상으로 설치되어 있고, 또한 간극(38)에 일치시켜 공동부(32) 내와 연통하는 링상의 분체 도입구(44)가 형성되어 있다. 이와 같이, 외방 분급 블레이드(36)와 내방 분급 블레이드(34) 등에 의해, 분급실(46)이 분급 로터(30)의 내부 외주에 구성되어 있다.
또한, 분급 로터(30)의 하면에는, 외방 분급 블레이드(36)나 내방 분급 블레이드(34)와 대략 동일한 원주 상에 보조 블레이드(4)가 설치되어 있다. 보조 블레이드(4)는, 원주 방향에 등간격으로, 방사상으로 설치되어 있다. 보조 블레이드(4)는, 분급 로터(30)가 회전하였을 때 회전 방향의 공기류를 형성하여, 선회한 상태에서 간격(38)(섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구)으로 공기를 도입하도록 하고 있다.
분급 로터(30)의 하부에는, 분급 로터(30)와 대략 동일한 형상의 밸런스 로터(60)가 장착되어 있다. 밸런스 로터(60)는, 원반상으로, 원주부로부터 축심부로 연통하는 공동부(62)(섬유상 탄소 나노 구조체 통로)를 갖고, 분급 로터(30)와 상하 대칭의 배치 상태가 되고, 또한 공동부(62)가 분급 로터(30)의 공동부(32)와 연통하여, 회전축(16)에 일체로 고착되어 있다. 또한, 밸런스 로터(60)의 공동부(62) 내의 개구 주연부에는 다수의 블레이드(64)가 방사상으로 설치되어 있다.
이하, 분리 회수 방법의 일례를 상세하게 설명한다.
먼저, 분급 로터(30) 및 밸런스 로터(60)를 원하는 속도로 회전시켜, 밸런스 로터(60)의 흡인 작용 및 외부에 연결된 블로어(도시 생략)로 분리 회수 장치(100)의 내부에 부압을 형성한다. 공기 도입구(14)로부터 유입된 공기는, 보조 블레이드(4)에 의해 회전 방향의 흐름으로 변환되어, 선회한 상태, 즉 분급 로터(30)와 대략 동일한 원주속도의 기류가 되어 원환로(6)로부터 분급실(46)로 들어간다. 분급실(46)에서는, 내방 분급 블레이드(34), 외방 분급 블레이드(36)를 따라 반경 방향으로 공기가 흐르고, 공동부(32)를 지나 밸런스 로터(60)의 공동부(62)를 통과한 공기는, 소용돌이 케이싱(18)을 통하여 사이클론의 블로어(도시 생략)에 흡인된다.
이 상태에서, 원료인 복합체 입자를 원료 투입구(12)로부터 투입하면, 투입된 복합체 입자는, 분급 로터(30) 및 밸런스 로터(60)의 회전에 의한 원심력으로, 통로(52)를 통하여, 간격(38)(분체 도입구(44), 분급실(46)) 부근으로 이동한다. 여기서, 간격(38) 부근으로 이동한 복합체 입자는, 분급 로터(30) 및 밸런스 로터(60)의 회전에 의한 원심력과, 그 원심력의 역방향으로 작용하는 항력으로서의 화살표 방향의 공기류에 의해, 세라믹 입자상 지지 기재로부터 섬유상 탄소 나노 구조체가 박리된다. 여기서, 비중(진밀도)이 큰 세라믹 입자상 지지 기재는, 원심력에 의해, 회전축(16)으로부터 멀어지는 원심 방향(분리 회수 장치(100)의 외측)으로 날려져, 조분 취출구(20)를 통하여, 조분으로서 회수된다. 한편, 비중(진밀도)이 작은 섬유상 탄소 나노 구조체는, 공기류를 따라 분급 블레이드(34, 36)를 통과하고, 공동부(32, 62)를 통하여, 미분으로서 소용돌이 케이싱(18)에 회수된다.
또한, 도 2b는, 회전 슬릿의 일례에 의한 작용을 나타내는 도면이다.
도 2b에 있어서의 회전 슬릿(70)은, 도 2a에 있어서의 상판(40)과, 내방 분급 블레이드(34)와, 외방 분급 블레이드(36)와, 간극(38)과, 공동부(32, 62)에 의해 구성된다.
먼저, 회전 슬릿(70)의 상방으로부터 원료로서 투입된 복합체 입자가, 원심력에 의해 회전 슬릿(70)의 측면(도 2a의 「간극(38) 부근」에 상당)으로 이동한다. 다음으로, 회전 슬릿(70)의 측면에 있어서의 원심력과 항력(공기류)에 의해 발생하는 공기 소용돌이로, 복합체 입자가, 세라믹 입자상 지지 기재와 섬유상 탄소 나노 구조체로 분리된다(세라믹 입자상 지지 기재로부터 섬유상 탄소 나노 구조체가 박리된다). 또한, 섬유상 탄소 나노 구조체는, 항력(공기류)을 따라 회전 슬릿(70)의 측면에 형성된 슬릿을 통과하고, 회전 슬릿(70)의 내부(도 2a의 「공동부(32, 62)」에 상당)를 지나 미분으로서 회수된다.
도 3a는, 본 발명에 따른 분리 회수 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다(그 2).
도 3a에 있어서, 분리 회수 장치(200)는, 장치 측부에 형성된 원료 투입구(110)와, 장치 하방 측부에 형성된 공기 도입구(120, 121)와, 장치 내부 상방에 형성되어, 「섬유상 탄소 나노 구조체 통로」 및 「복합체 입자를 회전축을 중심으로 회전시키는 회전 수단」으로서 기능하는 회전 로터(130)와, 장치 하부에 형성된 조분 취출구(135)를 구비한다.
회전 로터(130)는, 회전 슬릿체(140)(도 3b 참조)를 구비하고 있다. 회전 슬릿체(140)의 측면에는, 섬유상 탄소 나노 구조체가 내부에 도입되기 위한 분체 도입구(130a)가 형성되어 있다. 또한, 회전 로터(130)에는, 회전 로터(130)를 구성하는 회전 슬릿체(140)의 내부를 통과한 섬유상 탄소 나노 구조체를 회수하기 위한 회전 로터 측부(130b)가 형성되어 있다.
이하, 분리 회수 방법의 일례를 상세하게 설명한다.
먼저, 원료로서의 복합체 입자를 원료 투입구(110)로부터 투입하면, 복합체 입자는, 중력에 의해 연직 하방향으로 낙하하는데, 이 낙하시, 공기 도입구(120)로부터의 일차 에어 혹은 공기 도입구(121)로부터의 이차 에어에 의해, 상방으로 감겨 올라가, 회전 로터(130)에 형성된 분체 도입구(130a)(섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구) 부근으로 이동한다. 또한, 회전 로터(130) 안에 일차 에어 및 이차 에어가 흘러, 공기류가 형성된다. 여기서, 회전 로터(130)의 회전에 의한 원심력과 그 원심력의 역방향으로 작용하는 항력으로서의 상술한 공기류에 의해, 복합체 입자에 있어서의 세라믹 입자상 지지 기재로부터 섬유상 탄소 나노 구조체가 박리된다. 여기서, 비중(진밀도)이 큰 세라믹 입자상 지지 기재는, 원심력에 의해, 회전 로터(130)의 회전축으로부터 멀어지는 원심 방향(도 3a의 하측 방향)으로 날려져, 조분 취출구(135)를 통하여, 조분으로서 회수된다. 한편 여기서, 세라믹 입자상 지지 기재는, 비중(진밀도)이 크기 때문에, 일차 에어 혹은 이차 에어에 의해 감겨 올라가지 않는다. 한편, 비중(진밀도)이 작은 섬유상 탄소 나노 구조체는, 공기류를 따라 회전 로터(130) 내부를 통과하고, 회전 로터 측부(130b)를 지나, 미분으로서 회수된다.
또한, 도 3b는, 회전 로터를 구성하는 회전 슬릿체를 나타내는 도면이다.
도 3b에 있어서의 회전 슬릿체(140)는, 도 3a에 있어서의 회전 로터(130)를 구성하는 부재이다.
먼저, 이송된 복합체 입자가 회전 슬릿체(140)의 측면 부근으로 이동한다. 다음으로, 회전 슬릿체(140)의 측면 부근에 있어서, 원심력과 항력에 의해 발생하는 공기 소용돌이가 발생하고, 이 공기 소용돌이에 의해, 복합체 입자가, 세라믹 입자상 지지 기재와 섬유상 탄소 나노 구조체로 분리된다(세라믹 입자상 지지 기재로부터 섬유상 탄소 나노 구조체가 박리된다). 또한, 섬유상 탄소 나노 구조체는, 공기류를 따라 회전 슬릿체(140)의 측면에 형성된 슬릿으로서의 분체 도입구(130a)(도 3a)를 통과하고, 회전 슬릿체(140)의 내부를 지나, 회전 슬릿체(140)의 측부인 회전 로터 측부(130b)(도 3a)로부터 빠져, 미분으로서 회수된다.
[실시예]
이하에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
<복합체 입자의 제작>
Fe 촉매를 피복한 지르코니아 입자 기재에 대하여, 고온 하에서 수소에 의한 환원 공정 후, 고온 하에서 탄소 가스 및 수백 질량ppm의 미량의 수분에 노출시켰다.
이와 같이 하여, 직경 0.3 mm의 지르코니아(이산화지르코늄)(진밀도: 6.0 g/cm3, 겉보기 밀도: 3.9 g/cm3)로 이루어지는 세라믹 입자상 지지 기재에, 섬유상 탄소 나노 구조체로서의 CNT(진밀도: 1.3 g/cm3, 겉보기 밀도: 0.2 g/cm3)로 이루어지는 0.23 mm의 두께의 CNT층이 피복된 복합체 입자(1)(진밀도: 5.9 g/cm3, 겉보기 밀도: 0.51 g/cm3)를 얻었다.
한편, 세라믹 입자상 지지 기재, 섬유상 탄소 나노 구조체 및 복합체 입자의 진밀도 및 겉보기 밀도는 이하와 같이 측정하였다.
<<진밀도의 측정>>
건식 자동 밀도계(아큐픽: 시마즈 제작소 제조)를 사용하여 측정하였다.
<<겉보기 밀도의 측정>>
분체 감소도 측정기(밀충전 겉보기 밀도 측정기) TPM-3P형(츠츠이 이화학 기계 주식회사 제조)을 사용하여 측정을 행하였다. 약 60 mL 정도를 측정 용기에 넣고, 중량을 측정하였다. 그 후 태핑을 200회 반복한 후의 용량을 측정하고, 겉보기 밀도를 측정하였다.
<분리 회수>
도 2a에 기재된 분리 회수 장치를 사용하여, 분리 회수를 행하였다. 한편, 복합체 입자(1)를 회전축을 따라 회전시키는 분급 로터(30) 및 밸런스 로터(60)의 회전수는, 3000 rpm이고, 간극(38)의 폭은, 10 mm였다.
공기류의 선유속 v는 12.36 m/s이고, 공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 2.06이고, CNT의 회수율은 95.9 질량%였다.
한편, 공기류의 선유속 v(m/s)는 이하와 같이 측정하고, CNT의 회수율(질량%)은, 이하와 같이 측정 및 산출하였다.
<<공기류의 선유속 v의 측정>>
공동부(62) 또는 회전 로터(분급 로터(30) 및 밸런스 로터(60)) 측부를 통과하는 공기량 A(m3/s)를 측정하고, 회전 로터의 개구 면적 B로부터 A/B(m2)에 의해 산출하였다.
<<CNT의 회수율의 측정 및 산출>>
복합체 합성 후에 증가한 CNT량 A와 미분측에 회수한 CNT량 B로부터, B/A × 100(%)에 의해 CNT 회수율을 측정하였다.
(실시예 2)
실시예 1에 있어서, 분리 회수에 있어서의 공기류의 선유속 v를, 12.36 m/s로 하는 대신에, 10.62 m/s로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게, 「복합체 입자의 제작」 및 「분리 회수」를 행하였다.
공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 1.77이고, CNT의 회수율은 89.1 질량%였다.
(실시예 3)
실시예 1에 있어서, 분리 회수에 있어서의 공기류의 선유속 v를, 12.36 m/s로 하는 대신에, 8.82 m/s로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게, 「복합체 입자의 제작」 및 「분리 회수」를 행하였다.
공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 1.47이고, CNT의 회수율은 88.2 질량%였다.
(실시예 4)
실시예 1에 있어서, 도 2a에 기재된 분리 회수 장치를 사용하여 분리 회수하는 대신에, 하기와 같이 「분리 회수」를 행한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게, 「복합체 입자의 제작」을 행하였다.
<분리 회수>
도 3a에 기재된 분리 회수 장치를 사용하여, 분리 회수를 행하였다. 한편, 복합체 입자(1)를 회전축을 따라 회전시키는 회전 로터(130)의 회전수는 18000 rpm이고, 회전 로터(130)의 측면에 형성된 분체 도입구(130a)로서의 각 슬릿의 폭(원주 방향의 폭)은 20 mm이고, 회전 로터(130)의 측면의 분체 도입구(130a)에 의한 개공률은 75%이고, 회전 로터(130)의 원통 형상에 있어서의 저면의 직경은 50 mm였다.
공기류의 선유속 v는 11.70 m/s이고, 공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 1.95이고, CNT의 회수율은 97.5 질량%였다.
한편, 공기류의 선유속 v(m/s)는 이하와 같이 측정하고, CNT의 회수율(질량%)은 이하와 같이 측정 및 산출하였다.
공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 1.95이고, CNT의 회수율은 97.5 질량%였다.
(실시예 5)
실시예 4에 있어서, 분리 회수에 있어서의 공기류의 선유속 v를, 11.70 m/s로 하는 대신에, 10.62 m/s로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게, 「복합체 입자의 제작」 및 「분리 회수」를 행하였다.
공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 1.77이고, CNT의 회수율은 99.4 질량%였다.
(실시예 6)
실시예 4에 있어서, 분리 회수에 있어서의 공기류의 선유속 v를, 11.70 m/s로 하는 대신에, 7.68 m/s로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게, 「복합체 입자의 제작」 및 「분리 회수」를 행하였다.
공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 1.28이고, CNT의 회수율은 62.3 질량%였다.
(실시예 7)
실시예 4에 있어서, 분리 회수에 있어서의 공기류의 선유속 v를, 11.70 m/s로 하는 대신에, 5.28 m/s로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게, 「복합체 입자의 제작」 및 「분리 회수」를 행하였다.
공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 0.88이고, CNT의 회수율은 20.0 질량%였다.
(실시예 8)
<복합체 입자의 제작>
Fe 촉매를 피복한 알루미나 입자 기재에 대하여 고온 하에서 수소에 의한 환원 공정 후, 고온 하에서 탄소 가스 및 수백 질량ppm의 미량의 수분에 노출시켰다.
이와 같이 하여, 직경 0.3 mm의 알루미나(산화알루미늄)(진밀도: 3.9 g/cm3, 겉보기 밀도: 2.4 g/cm3)로 이루어지는 세라믹 입자상 지지 기재에, 섬유상 탄소 나노 구조체로서의 CNT(진밀도: 1.3 g/cm3, 겉보기 밀도: 0.018 g/cm3)로 이루어지는 0.2 mm의 두께의 CNT층이 피복된 복합체 입자 2(진밀도: 3.8 g/cm3, 겉보기 밀도: 0.47 g/cm3)를 얻었다.
<분리 회수>
도 3a에 기재된 분리 회수 장치를 사용하여, 분리 회수를 행하였다. 한편, 복합체 입자 2를 회전축을 따라 회전시키는 회전 로터(130)의 회전수는 18000 rpm이고, 회전 로터(130)의 측면에 형성된 분체 도입구(130a)로서의 각 슬릿의 폭(원주 방향의 폭)은 20 mm이고, 회전 로터(130)의 측면의 분체 도입구(130a)에 의한 개공률은 75%이고, 회전 로터(130)의 원통 형상에 있어서의 저면의 직경은 50 mm였다.
공기류의 선유속 v는 7.68 m/s이고, 공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 1.97이고, CNT의 회수율은 87.3 질량%였다.
한편, 공기류의 선유속 v(m/s)는 실시예 1과 동일하게 측정하고, CNT의 회수율(질량%)은 실시예 1과 동일하게 측정 및 산출하였다.
(실시예 9)
실시예 8에 있어서, 분리 회수에 있어서의 공기류의 선유속 v를, 7.68 m/s로 하는 대신에, 5.30 m/s로 한 것 이외에는, 실시예 8과 동일하게, 「복합체 입자의 제작」 및 「분리 회수」를 행하였다.
공기류의 선유속 v(m/s)와 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р는 1.36이고, CNT의 회수율은 43.8 질량%였다.
실시예 1~9에서는, 복합체 입자를, CNT를 통과시켜 회수하기 위한 섬유상 탄소 나노 구조체 통로(공동부(32, 62)(도 2a), 회전 로터(130)(도 3a))의 입구(간극(38)(도 2a), 분체 도입구(130a)(도 3a)) 부근까지 이송하고, 이 이송된 복합체 입자에 대하여, 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구를 향하여 흐르는 유체의 흐름(공기류)과, 유체가 흐르는 방향과는 역방향의 성분을 포함하는 외력(회전축(회전축(16)(도 2a))을 중심으로 복합체 입자를 회전시킴으로써 발생하는 원심력)을 부여하여, 섬유상 탄소 나노 구조체와 세라믹 입자상 지지 기재를 분리하고(CNT를 세라믹 입자상 지지 기재의 표면으로부터 박리하고), 분리한 섬유상 탄소 나노 구조체(CNT)를 유체의 흐름(공기류)에 의해 섬유상 탄소 나노 구조체 통로(공동부(32, 62)(도 2a), 회전 로터(130)(도 3a))의 내부로 이송하여 회수하는 동시에, 분리한 세라믹 입자상 지지 기재를 섬유상 탄소 나노 구조체 통로로부터 멀어지는 방향(원심력에 의해 회전축(회전축(16)(도 2a))으로부터 멀어지는 방향(원심 방향))으로 이송하여 회수하였으므로, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 CNT로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 CNT를, 따로따로 회수하는 것을 보다 간편하게 행할 수 있었다.
[산업상 이용가능성]
본 발명에 의하면, 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 카본 나노튜브로 피복된 복합체 입자로부터, 세라믹 입자상 지지 기재와, 피복된 카본 나노튜브를, 따로따로 회수할 수 있는, 보다 간편한 분리 회수 방법을 제공할 수 있다.
1 복합체 입자
2 세라믹 입자상 지지 기재
3 섬유상 탄소 나노 구조체
4 보조 블레이드
6 원환로
10 케이싱
12 원료 투입구
14 공기 도입구
15 베어링
16 회전축
18 소용돌이 케이싱(섬유상 탄소 나노 구조체 회수부)
20 조분 취출구(세라믹 입자상 지지 기재 회수부)
30 분급 로터
32 공동부
34 내방 분급 블레이드
36 외방 분급 블레이드
38 간극
40 상판
42 분체 분산 블레이드
44 분체 도입구
46 분급실
52 통로
60 밸런스 로터
62 공동부
64 블레이드
70 회전 슬릿
100 분리 회수 장치
110 원료 투입구
120 공기 도입구
121 공기 도입구
130 회전 로터
130a 분체 도입구
130b 회전 로터 측부
135 조분 취출구
140 회전 슬릿체
200 분리 회수 장치
A 원료
B 조분
C 미분
D 공기류
E 원료 투입
F 원심력
G 항력
H 미분과 에어가 아래로부터 빠져 회수
I 일차 에어
J 이차 에어
K 미분과 에어가 옆으로부터 빠져 회수

Claims (6)

  1. 세라믹 입자상 지지 기재의 표면이 섬유상 탄소 나노 구조체로 피복된 복합체 입자로부터, 상기 세라믹 입자상 지지 기재와 상기 피복된 섬유상 탄소 나노 구조체를 분리하여 회수하는 분리 회수 방법으로서,
    상기 복합체 입자를, 상기 섬유상 탄소 나노 구조체를 통과시켜 회수하기 위한 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구 부근까지 이송하고, 상기 이송된 복합체 입자에 대하여, 상기 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 입구를 향하여 흐르는 유체와, 상기 유체가 흐르는 방향과는 역방향의 성분을 포함하는 외력을 부여하여, 상기 섬유상 탄소 나노 구조체와 상기 세라믹 입자상 지지 기재를 분리하는 분리 공정과,
    상기 분리한 섬유상 탄소 나노 구조체를 상기 유체의 흐름에 의해 상기 섬유상 탄소 나노 구조체 통로의 내부로 이송하여 회수하는 동시에, 상기 분리한 세라믹 입자상 지지 기재를 상기 섬유상 탄소 나노 구조체 통로로부터 멀어지는 방향으로 이송하여 회수하는 회수 공정을 포함하고,
    상기 분리 공정에 있어서, 상기 섬유상 탄소 나노 구조체에 부여되는 상기 외력보다 상기 세라믹 입자상 지지 기재에 부여되는 상기 외력이 큰, 분리 회수 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체가, 공기 및/또는 불활성 가스를 포함하는, 분리 회수 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외력이, 중력, 및/또는, 소정의 회전축을 중심으로 상기 복합체 입자를 회전시킴으로써 발생하는 원심력을 포함하는, 분리 회수 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체의 선유속 v(m/s)와 상기 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도 р(g/cm3)의 비 v/р가 1 이상인, 분리 회수 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도와 상기 섬유상 탄소 나노 구조체의 진밀도의 비(세라믹 입자상 지지 기재의 진밀도/섬유상 탄소 나노 구조체의 진밀도)가 2 이상인, 분리 회수 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 입자상 지지 기재의 겉보기 밀도와 상기 섬유상 탄소 나노 구조체의 겉보기 밀도의 비(세라믹 입자상 지지 기재의 겉보기 밀도/섬유상 탄소 나노 구조체의 겉보기 밀도)가 10 이상인, 분리 회수 방법.
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