KR100342763B1 - Equpiment for fabricating Cabon nano tube and method for fabricating thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소 소스 가스와 금속 촉매를 고온 분위기에서 반응시켜 금속 촉매에 탄소나노튜브를 형성함과 동시에 탄소나노튜브가 형성된 금속 촉매를 자력선에 의하여 이송 및 수거함으로써 탄소나노튜브의 형성 공정이 연속적으로 진행되도록 하여 탄소나노튜브의 생산성을 극대화시킨 탄소나노튜브 제조 설비 및 이에 따른 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 탄소나노튜브 제작 공정을 개선하여 끊김없이 연속적으로 진행되도록 하여 탄소나노튜브 제작 효율을 극대화할 수 있다.The present invention forms carbon nanotubes on a metal catalyst by reacting a carbon source gas and a metal catalyst in a high temperature atmosphere, and simultaneously transfers and collects a metal catalyst on which carbon nanotubes are formed by magnetic lines to continuously form carbon nanotubes. The present invention relates to a carbon nanotube manufacturing facility and a manufacturing method according to the present invention, which maximizes the productivity of carbon nanotubes, and according to the present invention, improves the carbon nanotube manufacturing process so that the carbon nanotubes can be continuously and continuously progressed. It can be maximized.
Description
본 발명은 탄소나노튜브 제조 설비 및 이에 따른 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소 소스 가스와 금속 촉매를 고온 분위기에서 반응시켜 금속 촉매에 탄소나노튜브를 형성함과 동시에 탄소나노튜브가 형성된 금속 촉매를 자력선에 의하여 이송 및 수거함으로써 탄소나노튜브의 형성 공정이 연속적으로 진행되도록 하여 탄소나노튜브의 생산성을 극대화시킨 탄소나노튜브 제조 설비 및 이에 따른 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon nanotube manufacturing equipment and a method for manufacturing the same, and more particularly, a carbon nanotube is formed on a metal catalyst by reacting a carbon source gas and a metal catalyst in a high temperature atmosphere. The present invention relates to a carbon nanotube manufacturing facility and a method for manufacturing the same, in which a carbon nanotube forming process is continuously performed by transferring and collecting a catalyst by magnetic lines, thereby maximizing the productivity of the carbon nanotubes.
최근들어, 하나의 탄소원자는 3 개의 다른 탄소원자와 육각형 벌집 무늬의 배열 및 내부에 중공을 갖는 형상으로 결합된 탄소나노튜브가 발견 및 개발된 바 있다.Recently, carbon nanotubes in which one carbon atom is bonded to three other carbon atoms and an array of hexagonal honeycomb patterns and having hollows therein have been discovered and developed.
이와 같은 탄소나노튜브는 디스플레이 장치로 사용되는 FED(Field Emission Display)에 매우 유용하게 사용되는 바, 이는 탄소나노튜브가 종래 FED에서 전자를 방출하는 팁으로 사용되는 실리콘 팁(Si tip) 또는 몰리브덴 팁(Mo tip)에 비하여 매우 뾰족하면서 정밀하게 가공하기 쉬울뿐만 아니라 재료의 안정성이 뛰어나며 팁에 바이어스를 걸었을 때, 시간에 따른 특성 저하기 발생되지 않는 유용한 특성을 모두 갖고 있기 때문이다.Such carbon nanotubes are very useful for a field emission display (FED) used as a display device, which is a silicon tip or a molybdenum tip used as a tip for emitting electrons from a conventional FED. Compared to Mo tip, it is not only very sharp and easy to process precisely, but also has excellent stability of material and has useful properties that do not cause deterioration over time when biased to tip.
또한, 탄소나노튜브는 2차전지전극에 응용할 경우 전지의 무게를 줄이는 효과 및 충전 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 연료 전지에 응용할 경우 수소 저장용량을 증가시킬 수 있는 바, 이는 탄소나노튜브의 내부에 수소를 저장할 수 있는 공간 즉, 단위 질량당 전하 저장능력이 뛰어나기 때문으로 이와 같은 특성에 의하여 이동형 가전제품의 전지에 적용될 수 있다. 이외에도 극미세 전자 스위칭 소자, 미세소자간 배선재료 등 매우 폭넓게 사용될 수 있다.In addition, carbon nanotubes can reduce the weight of the battery and improve the charging efficiency when applied to the secondary battery electrode, as well as increase the hydrogen storage capacity when applied to the fuel cell, which is the inside of the carbon nanotube Because of its excellent charge storage capacity per unit mass, that is, a hydrogen storage space, it can be applied to a battery of a mobile home appliance by such a characteristic. In addition, it can be used very widely, such as ultra-fine electronic switching device, wiring material between micro devices.
이와 같은 중요한 역할을 하는 탄소나노튜브는 통상 탄소 소스가스(CH4,C2H2,C2H4, C2H6...)가 고온 분위기 속에 위치한 금속 촉매를 통과하면서 형성되는 바, 도 1에는 이와 같은 방식으로 탄소나노튜브를 제작하는 종래 탄소나노튜브 제작 설비가 도시되어 있다.Carbon nanotubes that play such an important role are typically formed by passing carbon source gas (CH 4 , C 2 H 2 , C 2 H 4 , C 2 H 6 ...) through a metal catalyst located in a high temperature atmosphere. Figure 1 shows a conventional carbon nanotube manufacturing equipment for producing carbon nanotubes in this manner.
종래 탄소나노튜브 제작 설비(10)는 전체적으로 보아 일측 단부는 개구되고, 타측은 배기관과 연통된 상태로 막혀 있는 튜브(1), 튜브(1)의 개구를 개방 또는 폐쇄시키며 예를 들어, CH4, C2H2,C2H4, C2H6와 같은 탄소 소스 가스를 공급 하는 배관(2a)이 연통된 튜브 커버(2), 배관(2a)에 연통된 탄소 소스 가스 공급장치(5), 튜브(1)의 내부를 고온으로 만들어주기 위하여 튜브(1)를 감싸는 전기로 또는 전기 히터와 같은 발열장치(3) 및 탄소나노튜브가 형성되는 금속 촉매(4a)가 수납되는 트레이(4)로 구성된다.Conventionally, the carbon nanotube manufacturing facility 10 is generally viewed as one end is opened, the other side is opened or closed the tube (1), the opening of the tube (1) blocked in communication with the exhaust pipe, for example, CH 4 Tube cover (2) in communication with the pipe (2a) for supplying carbon source gas such as C 2 H 2 , C 2 H 4 , C 2 H 6, and carbon source gas supply device (5) in communication with the pipe (2a) ), A tray 4 in which a heat generating device 3 such as an electric furnace or an electric heater surrounding the tube 1 and a metal catalyst 4a on which carbon nanotubes are formed are formed to make the inside of the tube 1 high temperature. It consists of
이와 같이 구성된 종래 탄소나노튜브 제작 설비(10)의 작용을 살펴보면, 먼저 튜브 커버(2)를 튜브(1)로부터 개방시킨 후, 튜브(1)의 내부에 탄소나노튜브가 형성되도록 유도하는 촉매 물질인 금속 촉매(4a)가 수납된 트레이(4)를 투입한 다음 튜브 커버(2)를 튜브(1)에 견고하게 결합시킨다.Looking at the operation of the conventional carbon nanotube manufacturing equipment 10 configured as described above, first open the tube cover (2) from the tube (1), and then the catalytic material to induce carbon nanotubes to be formed inside the tube (1) The tray 4 containing the phosphorus metal catalyst 4a is put therein, and then the tube cover 2 is firmly bonded to the tube 1.
이후, 발열장치(3)가 튜브(1)의 내부가 소정 온도에 도달할 때까지 가열한 상태에서 탄소 소스가스 공급장치(5)로부터 탄소 소스가스가 튜브(1) 내부로 유입됨으로써 탄소 소스 가스가 금속 촉매(4a)에 부착되면서 탄소나노튜브가 형성된다.Thereafter, the carbon source gas is introduced into the tube 1 from the carbon source gas supply device 5 while the heat generator 3 is heated until the inside of the tube 1 reaches a predetermined temperature. The carbon nanotubes are formed by adhering to the metal catalyst 4a.
이후, 소정 시간이 경과되어 탄소나노튜브의 형성이 완료되면, 튜브 커버(2)가 튜브(1)로부터 개방된 후, 트레이(4)는 외부로 배출된다.Thereafter, when the formation of the carbon nanotubes is completed after a predetermined time has elapsed, the tray 4 is discharged to the outside after the tube cover 2 is opened from the tube 1.
이후, 금속 촉매(4a)를 용융시키는 방식에 의하여 탄소나노튜브를 분리시키는 공정을 거쳐 탄소나노튜브의 제작이 완료된다.Thereafter, the carbon nanotubes are separated by the method of melting the metal catalyst 4a, thereby completing the production of the carbon nanotubes.
그러나, 종래 탄소나노튜브를 제작함에 있어서, 금속 촉매(4a)를 트레이(4)에 수납한 상태에서 탄소 소스 가스가 금속 촉매(4a)에 반응하도록 함으로써, 탄소나노튜브를 제작할 때 탄소나노튜브 제작 공정이 종료된 트레이(4)를 언로딩한 후, 다시 탄소나노튜브 제작 공정을 진행해야 하기 때문에 탄소나노튜브의 제작 공정이 불연속적으로 진행되어 생산성이 크게 저하됨은 물론 트레이(4)의 로딩, 언로딩에 따른 공정수가 증가되는 문제점이 있다.However, in fabricating conventional carbon nanotubes, carbon nanotubes are produced when carbon nanotubes are produced by allowing the carbon source gas to react with the metal catalysts 4a while the metal catalysts 4a are stored in the tray 4. After unloading the tray 4 after the process is finished, the carbon nanotube fabrication process must be performed again, and thus the carbon nanotube fabrication process is discontinuously, resulting in a significant decrease in productivity, as well as loading of the tray 4. The number of processes due to unloading is increased.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 탄소나노튜브를 연속적으로 생산할 수 있도록 함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to enable continuous production of carbon nanotubes.
본 발명의 다른 목적은 상세하게 후술될 본 발명의 상세한 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention.
도 1은 종래 탄소나노튜브 제조 설비의 개념도.1 is a conceptual diagram of a conventional carbon nanotube manufacturing facility.
도 2는 본 발명에 의한 탄소나노튜브 제조 설비의 개념도.2 is a conceptual diagram of a carbon nanotube production facility according to the present invention.
도 3은 도 2의 전자석에 가해지는 전기적 신호를 시간으로 도시한 개념도.FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating, in time, an electrical signal applied to the electromagnet of FIG. 2; FIG.
도 4a는 도 2의 A-A 단면도.4A is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4b는 도 2의 A-A 단면도로 튜브의 다른 실시예를 도시한 단면도.4B is a sectional view taken along the line A-A of FIG. 2, showing another embodiment of the tube;
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개념도.5 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 개념도.6 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 개념도.7 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 개념도.8 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention.
이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 탄소나노튜브 제조 설비는 소정 길이를 갖는 튜브와, 튜브의 일측 단부를 통하여 튜브 내부로 탄소 소스가스를 공급하는 탄소 소스가스 공급장치와, 튜브의 내부로 탄소 소스가스에 의하여 탄소나노튜브가 성장되도록 하는 매개체인 금속촉매를 공급하는 금속촉매 공급장치와, 튜브의 내부가 금속촉매에 탄소나노튜브가 성장하여 탄소나노튜브 복합체가 제조되기에 적합한 소정 온도로 가열하는 가열장치와, 탄소나노튜브가 성장한 금속촉매가자기장에 의하여 튜브의 내부 일측 방향에서 타측 방향으로 이송되도록 하는 금속촉매 이송장치와, 금속촉매 이송장치에 의하여 이송된 금속촉매가 튜브 외부로 수거되도록 하는 수거장치를 포함한다.Carbon nanotube manufacturing facilities for realizing the object of the present invention is a carbon source gas supply device for supplying a carbon source gas into the tube through a tube having a predetermined length, one end of the tube, the carbon into the tube A metal catalyst supply device for supplying a metal catalyst which is a medium for growing carbon nanotubes by a source gas, and the inside of the tube is heated to a predetermined temperature suitable for producing a carbon nanotube composite by growing carbon nanotubes on the metal catalyst. A metal catalyst transfer device for transferring a heating device, a metal catalyst on which carbon nanotubes are grown, and a metal catalyst transferred from one side direction to the other side of the tube by a magnetic field, and a metal catalyst transferred by the metal catalyst transfer device to be collected outside the tube. And a collecting device.
또한, 본 발명의 목적을 구현하기 위한 탄소나노튜브의 제조 방법은 밀폐된 상태로 뉘어진 튜브의 내부 온도를 소정 온도로 가열, 튜브의 일측 단부에 탄소 소스가스를 공급, 튜브의 내부에 금속촉매를 공급하여 금속촉매에 탄소 소스가스에 의하여 탄소나노튜브를 성장시켜 탄소나노튜브 복합체를 연속적으로 제조하고, 탄소나노튜브 복합체를 자기장에 의하여 튜브의 일측으로부터 타측으로 연속 이송하여, 연속적으로 이송되는 탄소나노튜브 복합체를 수거하는 단계를 포함한다.In addition, the carbon nanotube manufacturing method for realizing the object of the present invention is to heat the inner temperature of the tube in a closed state to a predetermined temperature, supply a carbon source gas to one end of the tube, the metal catalyst inside the tube Carbon nanotubes were grown by carbon source gas to supply a metal catalyst to continuously produce carbon nanotube composites, and the carbon nanotube composites were continuously transferred from one side of the tube to the other side by a magnetic field and continuously transferred. Collecting the nanotube complex.
첨부된 도 2 내지 도 4에는 본 발명에 의한 탄소나노튜브 제조 설비의 일실시예가 도시되어 있다.2 to 4 show an embodiment of a carbon nanotube manufacturing apparatus according to the present invention.
본 발명에 의한 탄소나노튜브 제조 설비(200)는 전체적으로 보아 튜브(110), 가열 장치(120), 탄소 소스 가스 공급관(130), 폐가스 배기관(140), 금속 촉매 공급관(150), 탄소나노튜브 복합체 이송장치(160), 탄소나노튜브 복합체 수거통(170)으로 구성된다.Carbon nanotube manufacturing equipment 200 according to the present invention as a whole, the tube 110, heating device 120, carbon source gas supply pipe 130, waste gas exhaust pipe 140, metal catalyst supply pipe 150, carbon nanotubes The composite transport device 160, carbon nanotube composite container 170 is composed of.
구체적으로, 튜브(110)는 비자성체로 구성되며, 가로로 뉘어진 상태로 놓인 긴 원통 형상의 튜브로 양단은 막혀 있다.Specifically, the tube 110 is made of a nonmagnetic material, both ends of which are closed by a long cylindrical tube placed in a horizontally divided state.
이와 같은 튜브(110)의 일측단에는 예를 들어, CH4, C2H2, C2H4, C2H6와 같은 탄소 소스 가스가 공급되도록 탄소 소스 가스 공급관(130)이 연결되고, 탄소 소스가스 공급관(130)에는 탄소 소스 가스 공급장치(180)가 연결된다.One end of the tube 110 is connected to the carbon source gas supply pipe 130 such that, for example, a carbon source gas such as CH 4 , C 2 H 2 , C 2 H 4 , C 2 H 6 is supplied, The carbon source gas supply device 130 is connected to the carbon source gas supply pipe 130.
한편, 튜브(110)의 일측단 상측에는 금속 촉매 공급관(150)의 일측 단부가 연통되며 금속 촉매 공급관(150)의 타측 단부는 튜브(110)의 내부로 분말 형태의 금속 촉매, 예를 들어, 니켈(Ni), 철(Fe), 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 공급하기 위한 금속 촉매 공급장치(150)가 연통된다.On the other hand, one end of the metal catalyst supply pipe 150 is in communication with the upper end of one end of the tube 110, and the other end of the metal catalyst supply pipe 150 is a metal catalyst in the form of powder, for example, The metal catalyst supply device 150 for supplying any one of nickel (Ni), iron (Fe), and palladium (Pd) is in communication.
또한, 튜브(110)의 타측단 하부에는 금속 촉매에 탄소나노튜브가 성장한 "탄소나노튜브 복합체"가 회수되도록 마련된 탄소나노튜브 복합체 수거통(170)이 설치된다.In addition, a lower portion of the other end of the tube 110 is provided with a carbon nanotube composite container 170 provided to recover a "carbon nanotube composite" in which carbon nanotubes are grown on a metal catalyst.
이와 같은 구성을 갖는 튜브(110) 외주면에는 튜브(110) 내부 온도를 소정 온도, 예를 들어 600℃∼1200℃ 사이 온도를 갖도록 가열장치(120)가 설치된다. 가열장치(120)는 일실시예로 온도 조절이 용이한 전기 히터를 사용하는 것이 바람직하다.The heating device 120 is installed on the outer circumferential surface of the tube 110 having such a configuration so that the internal temperature of the tube 110 has a predetermined temperature, for example, a temperature between 600 ° C and 1200 ° C. In one embodiment, the heating device 120 preferably uses an electric heater that is easy to adjust temperature.
앞서 설명한 구성에 의하면 튜브(110)의 내부가 소정 온도로 가열된 상태에서 금속 촉매 공급장치(150)로부터 튜브(110) 내부로 공급된 금속 촉매에는 탄소 소스 가스 공급장치(180)로부터 튜브(110)의 내부로 공급된 탄소 소스 가스가 성장하여 탄소나노튜브 복합체가 제조된다.According to the above-described configuration, the metal catalyst supplied from the metal catalyst supply device 150 to the tube 110 in a state where the inside of the tube 110 is heated to a predetermined temperature is provided from the carbon source gas supply device 180 to the tube 110. The carbon source gas supplied to the inside of the C) grows to produce a carbon nanotube composite.
본 발명에서는 이와 같은 탄소나노튜브 복합체를 연속적으로 수거하여 공정이 연속적으로 진행되도록 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이 튜브(110)의 내부에 수납된 탄소나노튜브 복합체와 대향하는 튜브(110)의 외측에는 탄소나노튜브 복합체 이송장치(160)가 설치된다.In the present invention, such a carbon nanotube composite is continuously collected so that the process proceeds continuously, as shown in FIG. 2 attached to the tube 110 facing the carbon nanotube composite housed inside the tube 110. On the outside is a carbon nanotube composite transfer device 160 is installed.
탄소나노튜브 복합체 이송장치(160)는 전체적으로 보아 튜브(110)의 길이 방향으로 배열된 적어도 1개 이상의 전자석(M1, M2, M3, M4, M5...M9;161), 모든 전자석(161)에 대하여 병렬 방식으로 연결되어 전자석(161)에 개별적으로 전원을 공급 또는 차단하는 전원 공급장치(162), 전원공급장치(162)로부터 전자석(161)으로 전원이 온/오프되도록 제어하는 콘트롤러(163)로 구성된다.Carbon nanotube composite transfer device 160 is at least one electromagnet (M1, M2, M3, M4, M5 ... M9; 161) arranged in the longitudinal direction of the tube 110 as a whole, all the electromagnets (161) The controller 163 is connected in a parallel manner with respect to the power supply 162 to supply or cut off power to the electromagnet 161 individually, the controller 163 to control the power to be turned on / off from the power supply 162 to the electromagnet 161. It is composed of
이때, 콘트롤러(163)는 도 3에 도시된 바와 같이 M1 전자석으로부터 M9 전자석 방향으로 전원을 순차적으로 인가하여 탄소나노튜브 복합체가 M1 전자석으로부터 M9 전자석 방향으로 이동되다 결국 탄소나노튜브 복합체 수거통(170)으로 수거되도록 한다.In this case, as shown in FIG. 3, the controller 163 sequentially applies power from the M1 electromagnet to the M9 electromagnet so that the carbon nanotube composite is moved from the M1 electromagnet to the M9 electromagnet. To be collected.
첨부된 도 4b에는 탄소나노튜브 복합체의 이송 흐름을 보다 원활하게 하기 위하여 튜브(110)중 전자석(161)과 대향하는 곳에 긴 이송홈(112)을 형성한 실시예가 도시되어 있다.4B shows an embodiment in which a long transfer groove 112 is formed in the tube 110 opposite to the electromagnet 161 in order to smooth the transfer flow of the carbon nanotube composite.
한편, 첨부된 도 5에는 본 발명에 의한 탄소나노튜브 제조 설비 중 탄소나노튜브 복합체 이송장치의 다른 실시예가 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 5 shows another embodiment of a carbon nanotube composite transfer device among carbon nanotube manufacturing facilities according to the present invention.
구체적으로 도 5에 도시된 탄소나노튜브 복합체 이송장치(300)는 전체적으로 보아 튜브(110)의 외주면을 감싸는 원통 형상을 갖는 튜브 형상의 이송장치 몸체(310), 이송장치 몸체(310)의 외주면 또는 내주면에 나선 형상으로 설치된 영구자석(320) 및 이송장치 몸체(310)가 튜브(110)의 외주면을 따라서 회전되도록 하는 회전 장치(330)로 구성된다.Specifically, the carbon nanotube composite conveying apparatus 300 shown in FIG. 5 is a tube-shaped conveying apparatus body 310 having a cylindrical shape covering the outer circumferential surface of the tube 110 as a whole, an outer peripheral surface of the conveying apparatus body 310, or The permanent magnet 320 and the transfer device body 310 installed in a spiral shape on the inner circumferential surface is composed of a rotating device 330 to rotate along the outer circumferential surface of the tube (110).
이와 같이 구성된 도 5의 탄소나노튜브 복합체 이송장치(300)가 적용된 탄소나노튜브 제조 설비는 도 2에 도시된 전원공급장치(162) 및 콘트롤러(163)와 같은 복잡한 구성을 필요로 하지 않아도 무방할 뿐만 아니라, 탄소나노튜브 복합체를 도 2의 방식에 비하여 원활하게 연속적으로 이송할 수 있어 탄소나노튜브 복합체의 이송 속도를 향상시킬 수 있다.The carbon nanotube manufacturing apparatus to which the carbon nanotube composite transfer device 300 of FIG. 5 configured as described above is applied may not need a complicated configuration such as the power supply 162 and the controller 163 shown in FIG. 2. In addition, the carbon nanotube composite can be smoothly and continuously transferred as compared to the method of FIG. 2 to improve the transfer speed of the carbon nanotube composite.
첨부된 도 6에는 본 발명에 의한 탄소나노튜브 제조 설비 중 탄소나노튜브 복합체 이송장치의 또 다른 실시예가 도시되어 있다.6 shows another embodiment of the carbon nanotube composite transfer device among the carbon nanotube manufacturing facilities according to the present invention.
도 6에 도시된 탄소나노튜브 복합체 이송장치(400)는 전체적으로 보아 이송 컨베이어 벨트(410), 이송 풀리(420), 영구 자석(430), 벨트 구동장치(미도시)로 구성된다.The carbon nanotube composite conveying apparatus 400 shown in FIG. 6 is generally composed of a conveying conveyor belt 410, a conveying pulley 420, a permanent magnet 430, and a belt driving device (not shown).
이송 컨베이어 벨트(410)는 튜브(110)의 길이 방향을 따라 배치되도록 하고, 이송 컨베이어 벨트(410)의 양단에는 이송 컨베이어 벨트(410)에 장력이 가해지도록 2 개의 이송 풀리(420)가 결합된다.The transfer conveyor belt 410 is arranged along the longitudinal direction of the tube 110, and two transfer pulleys 420 are coupled to both ends of the transfer conveyor belt 410 so that tension is applied to the transfer conveyor belt 410. .
2 개의 이송 풀리(420)중 어느 하나에는 벨트 구동장치가 결합되어 이송 컨베이어 벨트(410)를 일방향으로 회전시킨다. 이때, 이송 컨베이어 벨트(410)의 구동 방향은 탄소나노튜브 복합체를 이송시킬 방향과 일치되도록 한다.Any one of the two transfer pulleys 420 is coupled to the belt drive to rotate the transfer conveyor belt 410 in one direction. At this time, the driving direction of the transfer conveyor belt 410 is to match the direction to transfer the carbon nanotube composite.
이와 같은 구동 방향을 갖는 이송 컨베이어 벨트(410)에는 소정 간격을 갖도록 영구 자석(430)이 설치되어 탄소나노튜브 복합체는 이송 컨베이어 벨트(410)에 설치된 영구자석(430)에 의하여 탄소나노튜브 복합체 수거통(170) 쪽으로 이송된 후 탄소나노튜브 복합체 수거통(170)으로 수납된 후 수거된다.The transfer conveyor belt 410 having such a driving direction is provided with a permanent magnet 430 to have a predetermined interval so that the carbon nanotube composite is a carbon nanotube composite container by the permanent magnet 430 installed on the transfer conveyor belt 410 After transported to 170, the carbon nanotube composite container 170 is collected and then collected.
도 6의 실시예는 탄소나노튜브 복합체 이송장치(400)의 설치 면적을 최소화할 수 있어, 설치 공간이 협소한 곳에 탄소나노튜브 복합체 제조 설비를 설치할 수 있는 장점을 갖는다.The embodiment of Figure 6 can minimize the installation area of the carbon nanotube composite transfer device 400, has the advantage of installing the carbon nanotube composite manufacturing equipment in a narrow installation space.
도 7에는 본 발명에 의한 다른 실시예가 도시되어 있는 바, 도 7의 실시예는 도 2에 도시된 실시예와 같이 튜브(110)의 외측면에 가열장치(120)가 설치되고 가열장치(120)의 외측에 전자석(161)이 위치할 경우 전자석(161)이 가열장치(120)의 열에 의하여 열화되는 것을 감안한 실시예로, 전자석(161)이 가열장치(120)의 열에 의하여 열화되는 것을 방지하기 위하여, 도 7의 실시예는 튜브(810)의 내측에 튜브(180)와 일체로 구성된 튜브 포켓(182)을 형성하고, 튜브 포켓(182)의 내부에 열선(184)을 내장하고 열선(184)에 전원공급장치(186)를 연결함으로써 전자석이 열화되는 것을 방지할 수 있다.7 shows another embodiment according to the present invention, the embodiment of FIG. 7 has a heating device 120 installed on the outer surface of the tube 110 and the heating device 120 as shown in FIG. 2. In the embodiment in which the electromagnet 161 is deteriorated by the heat of the heating apparatus 120 when the electromagnet 161 is positioned outside of the c), the electromagnet 161 is prevented from being deteriorated by the heat of the heating apparatus 120. In order to do so, the embodiment of FIG. 7 forms a tube pocket 182 integrally formed with the tube 180 inside the tube 810, and incorporates a heating wire 184 inside the tube pocket 182 and the heating wire ( By connecting the power supply 186 to 184, it is possible to prevent the electromagnet from deteriorating.
도 8에는 본 발명에 의한 다른 실시예가 도시되어 있는 바, 도 8의 실시예는 도 5, 도 6의 실시예와 달리 튜브(600)의 표면에 연자성체(페라이트 리본;610)을 형성하고, 연자성체(610)의 외측면에 영구자석 회전장치(630)를 설치함으로써 튜브(600)의 내측면에 형성된 탄소나노튜브 복합체가 탄소나노튜브 복합체 수거통(640)으로 삽입되도록 한다.8 shows another embodiment according to the present invention, the embodiment of FIG. 8 is different from the embodiment of FIGS. 5 and 6 to form a soft magnetic material (ferrite ribbon; 610) on the surface of the tube 600, By installing the permanent magnet rotator 630 on the outer surface of the soft magnetic material 610, the carbon nanotube composite formed on the inner surface of the tube 600 is inserted into the carbon nanotube composite container 640.
영구자석 회전장치(630)는 일실시예로 튜브(610)의 외측면 양단에 2 개의 링 형상의 래크(631,632)를 설치하고, 래크(631,632)에 치차결합되는 기어(633) 및 기어(633)의 중심에 모터(644)를 연결하여 구성되며, 래크(631,632)의 사이에 영구자석축(650)이 설치된다.In one embodiment, the permanent magnet rotating device 630 is provided with two ring-shaped racks 631 and 632 at both ends of the outer surface of the tube 610, and gears 633 and gears 633 geared to the racks 631 and 632. It is configured by connecting the motor 644 to the center of the, and the permanent magnet shaft 650 is installed between the racks 631,632.
앞서 상세하게 설명한 바에 의하면, 탄소나노튜브 제작 공정을 개선하여 끊김없이 연속적으로 진행되도록 하여 탄소나노튜브 제작 효율을 극대화할 수 있다.As described in detail above, it is possible to maximize the carbon nanotube production efficiency by improving the carbon nanotube manufacturing process to proceed continuously without interruption.
본 발명에서는 탄소나노튜브가 금속촉매에 성장하는 특성 및 전자석 및 영구자석과 같이 자기장에 의하여 금속촉매를 이동시키는 특성을 이용하여 탄소나노튜브의 연속적인 이동을 수행하는 개념이 설명되고 있지만, 다르게는 도 7에 도시된 바와 같이 스크류 타입 이송장치 즉, 기계적인 방법을 사용하여 탄소나노튜브를 연속적으로 이송하는 방법이 가능한 바, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 내에서 파생하는 다양한 변형예 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.In the present invention, the concept of performing the continuous movement of the carbon nanotubes using the characteristics that the carbon nanotubes are grown in the metal catalyst and the metal catalyst is moved by the magnetic field, such as electromagnets and permanent magnets, but differently As shown in FIG. 7, a method of continuously transferring carbon nanotubes using a screw type transfer apparatus, that is, a mechanical method is possible, and various modifications derived from the technical spirit described in the claims of the present invention are also provided. It should be said that it is included in the technical idea of the present invention.
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