KR100920145B1 - Mechnical seperation method of aggregated carbon nanotube powder and carbon nanotube powder prepared thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 응집된 카본나노튜브 분말을 기계적, 물리적으로 분리시키는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 카본나노튜브 분말을 유기용매, 첨가제를 사용하지 않고 효과적으로 입자분리시킬 수 있으며, 분리에 소요되는 시간과 에너지가 대폭 절감되는 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법 및 그로부터 구성되는 카본나노튜브 분말에 관한 것이다.The present invention relates to a method of mechanically and physically separating the agglomerated carbon nanotube powder, and more specifically, it is possible to effectively separate the carbon nanotube powder without using an organic solvent and additives, and the time required for separation and The present invention relates to a mechanical particle separation method of carbon nanotube powder, which is greatly reduced in energy, and a carbon nanotube powder constituted therefrom.
카본나노튜브 분말은 탄소 소재로 이루어지며, 그 고유의 특성으로 인하여 이차전지, 양자체, 전계방출소자, 조명기구, LCD 배광 장치 등의 다양한 용도로 사용되고 있으며, 용도 개발에 따라서 사용량이 지속적으로 증가되고 있는 극히 미세한 분말이다.Carbon nanotube powder is made of carbon material, and due to its inherent characteristics, it is used for various purposes such as secondary batteries, quantum bodies, field emission devices, lighting equipment, and LCD light distribution devices. It is an extremely fine powder.
그런데, 카본나노튜브 분말은 크기가 극히 미세한 대신 분말 사이의 응집력이 매우 강력하기 때문에, 카본나노튜브 분말을 보관할 때 뭉쳐져서 응집되는 현상이 발생하게 된다. 따라서 응집 상태인 카본나노튜브 분말을 각종 용도로 사용하기 직전에 다시 미세하게 분리시키는 분리 공정이 필수적이다.However, since the carbon nanotube powder is extremely small in size, the cohesion force between the powders is very strong, and when the carbon nanotube powder is stored, the carbon nanotube powder is aggregated and aggregated. Therefore, the separation process of finely separating the carbon nanotube powder in the aggregated state immediately before using it for various purposes is essential.
종래에는 응집 상태인 카본나노튜브 분말을 유기용매, 첨가제로 처리하여 분리시키는 화학적 분리 방법이나, 또는 응집 상태인 카본나노튜브 분말을 전기분해하여 분리시키는 전기적 분리 방법을 사용하였다. 그러나, 화학적 분리 방법은 인체에 유해한 유기용매를 사용하여 환경 및 작업자의 건강에 악영향을 미친다는 문제점이 있고, 전기적 분리 방법은 대용량의 전기를 사용하는데 따른 비용 상승의 문제점이 있다. 게다가, 화학적 분리 방법과 전기적 분리 방법은 응집 상태인 카본나노튜브 분말을 분리시키는데 1∼2 일의 장시간이 소요된다는 공통적인 문제점이 있다.Conventionally, a chemical separation method in which agglomerated carbon nanotube powders are treated with an organic solvent and an additive and separated, or an electric separation method in which the agglomerated carbon nanotube powders are separated by electrolysis is used. However, the chemical separation method has a problem that adversely affects the environment and the health of workers by using organic solvents harmful to the human body, the electrical separation method has a problem of the cost increase by using a large amount of electricity. In addition, the chemical separation method and the electrical separation method have a common problem that it takes a long time of 1 to 2 days to separate the carbon nanotube powder in the aggregated state.
따라서, 본 발명의 목적은 응집된 카본나노튜브 분말을 유기용매, 첨가제를 사용하지 않고 기계적, 물리적으로 입자분리시킬 수 있으며, 분리에 소요되는 시간과 에너지가 대폭 절감되는 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법 및 그로부터 구성되는 카본나노튜브 분말을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to mechanically and physically separate particles of agglomerated carbon nanotube powder without using an organic solvent and additives, and mechanical particles of carbon nanotube powder which greatly reduce the time and energy required for separation. It is to provide a separation method and carbon nanotube powder constituted therefrom.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 챔버에 수평으로 임펠러가 내장된 볼밀 장치에 응집 상태인 카본나노튜브 분말을 투입하고, 불활성가스 분위기 하에서 상기 임펠러를 회전하되, 1,200∼1,400 rpm으로 45∼50 초, 800∼1,000 rpm으로 10∼15 초로 이루어지는 임펠러의 회전 주기를 5∼10 회 실시하여 카본나노튜브 분말을 기계적으로 입자분리시키는 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법 및 그로부터 구성되는 카본나노튜브 분말이 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, the carbon nanotube powder in the agglomerated state is put into a ball mill device in which the impeller is built in the chamber horizontally, and the impeller is rotated under an inert gas atmosphere, at 1,200 to 1,400 rpm. Mechanical particle separation method of carbon nanotube powder which mechanically separates carbon nanotube powder by performing 5 to 10 rotation cycles of impeller composed of 10 to 15 seconds at -50 seconds and 800 to 1,000 rpm, and carbon nanostructures formed therefrom Tube powder is provided.
본 발명에 의한 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법은 응집된 카본나노튜브 분말을 단시간에 효과적으로 입자분리시킴으로 카본나노튜브 분말이 사용되는 산업분야의 작업 효율을 크게 향상시키는 효과를 지니고 있다.The mechanical particle separation method of the carbon nanotube powder according to the present invention has the effect of greatly improving the work efficiency in the industrial field where the carbon nanotube powder is used by effectively separating the aggregated carbon nanotube powder in a short time.
또한, 본 발명의 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법은 유기용매, 첨가제를 사용하지 않아서 환경이나 작업자의 건강에 악영향을 미치지 않으며, 분리에 소요되는 에너지가 대폭 저감되며, 이것은 카본나노튜브 분말이 사용되는 각종 제품의 제조비용을 절감하는 효과로 연결된다.In addition, the mechanical particle separation method of the carbon nanotube powder of the present invention does not use an organic solvent and additives, and thus does not adversely affect the environment or the health of workers, and the energy required for separation is greatly reduced. It leads to the effect of reducing the manufacturing cost of various products used.
본 발명은 임펠러가 내장된 볼밀 장치에 응집 상태인 카본나노튜브 분말을 투입하고, 불활성가스 분위기 하에서 일정한 주기로 임펠러를 회전시켜서 볼과 볼의 충돌에 의해 카본나노튜브 분말을 기계적, 물리적으로 입자분리하는 것을 특성으로 하고 있다.The present invention is to put the carbon nanotube powder in agglomerated state into the ball mill device with an impeller, and to rotate the impeller at regular intervals under an inert gas atmosphere to separate the carbon nanotube powder mechanically and physically by collision of the ball and the ball. It is characterized by that.
실시예를 참조하여, 본 발명의 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법에 대하여 상세하게 설명한다.With reference to the examples, the mechanical particle separation method of the carbon nanotube powder of the present invention will be described in detail.
본 발명에 의한 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리는 임펠러가 내장되고, 불활성 가스 분위기를 형성할 수 있으며, 상기 임펠러의 회전 주기를 임의 조절할 수 있는 볼밀 장치에서 실시한다.The mechanical particle separation of the carbon nanotube powder according to the present invention is carried out in a ball mill device in which an impeller is embedded, an inert gas atmosphere can be formed, and the rotation period of the impeller can be arbitrarily controlled.
볼밀 장치는 챔버에 다수의 볼이 내재되어 볼의 충격력에 의해 대상물을 분쇄 또는 분리시키는 장치인데, 이러한 볼밀 장치는 챔버 내부에서의 임펠러의 유무에 따라 구분된다. The ball mill device is a device in which a plurality of balls are embedded in the chamber to crush or separate an object by the impact force of the ball. Such ball mill devices are classified according to the presence or absence of an impeller in the chamber.
챔버에 임펠러가 내장되지 않은 볼밀 장치에서는 상기 챔버의 회전에 의해 그 내부의 볼들이 원심력에 의해 챔버 내벽을 따라서 비교적 조용하게 운동하게 되며, 상기 운동 과정에서 볼이 자유낙하하여 챔버 벽체와 충돌하면서 발생하는 위치에너지에 의해 대상물이 분쇄 또는 분리된다. 반면, 챔버에 임펠러가 내장된 볼밀 장치에서는 상기 임펠러의 회전에 의해 상기 챔버 내부의 볼들이 매우 격렬하게 운동하게 되며, 상기와 같이 상호 격렬하게 운동하는 볼과 볼이 충돌하면서 발생하는 운동에너지에 의해 대상물이 분쇄 또는 분리된다.In the ball mill apparatus, in which the impeller is not embedded in the chamber, the balls inside thereof move relatively quietly along the inner wall of the chamber by centrifugal force due to the rotation of the chamber, and the ball falls freely and collides with the chamber wall. The object is crushed or separated by the potential energy. On the other hand, in the ball mill device in which the impeller is embedded in the chamber, the balls inside the chamber are moved very vigorously by the rotation of the impeller, and the kinetic energy generated when the balls collide with each other vigorously as the ball collides with each other. The object is crushed or separated.
즉, 챔버에 임펠러가 내장되지 않은 볼밀 장치에서는 회전 중인 챔버 벽체와 자유낙하하는 볼이 충돌하면서 상기 볼과 챔버 벽체 사이에서 미약한 충격력이 발생하는데 비하여, 챔버에 임펠러가 내장된 볼밀 장치에서는 임펠러의 회전에 의해 상호 격렬하게 운동하는 볼들이 충돌하면서 상기 볼과 볼 사이에서 매우 강력한 충격력이 발생하게 된다.That is, in a ball mill apparatus in which the impeller is not embedded in the chamber, a weak impact force is generated between the ball and the chamber wall while the rotating chamber wall collides with the free falling ball, whereas in the ball mill apparatus in which the impeller is incorporated in the chamber, As the balls collide violently with each other by rotation, a very strong impact force is generated between the balls and the balls.
따라서, 본 발명에서는 챔버의 내부에 임펠러가 장착된 볼밀 장치에서 카본나노튜브 분말의 기계적, 물리적 입자분리를 실시한다.Therefore, in the present invention, the mechanical and physical particle separation of the carbon nanotube powder is performed in a ball mill device having an impeller mounted inside the chamber.
그런데. 챔버의 내부에 수직 방향으로 임펠러가 장착된 볼밀 장치는 장입한 볼과 카본나노튜브 등의 분말이 중력의 영향을 받아서 챔버의 수직방향의 하측에 위치하게 되어 불균일한 분리성을 나타내어 대량의 카본나노튜브 분말을 분리시키는 것이 곤란하다. 그러므로, 챔버의 내부에 수평 방향으로 임펠러가 장착된 볼밀 장치에서 카본나노튜브 분말의 기계적, 물리적 분리를 실시하는 것이다.By the way. In the ball mill device where the impeller is installed in the chamber in the vertical direction, the charged balls and powders such as carbon nanotubes are placed under the chamber in the vertical direction under the influence of gravity, resulting in non-uniform separability. It is difficult to separate the tube powder. Therefore, the mechanical and physical separation of the carbon nanotube powder is performed in a ball mill device in which the impeller is mounted in the horizontal direction inside the chamber.
또한, 상기와 같은 카본나노튜브 분말의 기계적, 물리적 분리는 불활성가스 분위기 하에서 실시한다.In addition, the mechanical and physical separation of the carbon nanotube powder as described above is carried out in an inert gas atmosphere.
대기중에서 카본나노튜브 분말을 기계적으로 분리하게 되면, 상기 카본나노튜브 분말과 카본나노튜브 분말 사이의 반응성이 증가될 뿐만 아니라, 카본나노튜브 분말이 대전하여 정전기가 발생하게 되고 상기 정전기로 인하여 카본나노튜브 분말의 재응집 현상이 발생하게 된다.When the carbon nanotube powder is mechanically separated from the atmosphere, not only the reactivity between the carbon nanotube powder and the carbon nanotube powder is increased, but also the carbon nanotube powder is charged to generate static electricity, and the carbon nanotube is caused by the static electricity. Reaggregation of the tube powder occurs.
이에 따라, 본 발명에서는 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리가 실시되는 볼밀 장치의 챔버에 아르곤, 질소 등의 불활성가스를 공급하여 불활성가스 분위기를 조성하므로써, 상기 챔버에서 기계적, 물리적으로 분리되는 카본나노튜브 분말의 반응성 특히 산화 반응을 대폭 저하시키고 정전기 발생을 방지하여 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리를 촉진하고 재응집 현상을 억제하는 것이다.Accordingly, in the present invention, by supplying an inert gas such as argon and nitrogen to the chamber of the ball mill apparatus in which the mechanical particle separation of the carbon nanotube powder is performed to form an inert gas atmosphere, the carbon nano separated mechanically and physically from the chamber. The reactivity of the tube powder, in particular, greatly reduces the oxidation reaction and prevents the generation of static electricity to promote the mechanical particle separation of the carbon nanotube powder and to suppress the reaggregation phenomenon.
상기와 같은 볼밀 장치의 챔버에 내장된 임펠러를 일정한 회전 주기로 회전하여 카본나노튜브 분말을 분리한다.The carbon nanotube powder is separated by rotating the impeller embedded in the chamber of the ball mill as described above at a constant rotation period.
내부에 카본나노튜브 분말이 투입되고 불활성가스 분위기가 조성된 상태인 볼밀 장치의 챔버에 내장된 임펠러를 회전하되, 1,200∼1,400 rpm의 고속으로 45∼50 초, 800∼1,000 rpm의 저속으로 10∼15 초로 이루어지는 임펠러의 회전 주기를 5∼10 회 실시하여 카본나노튜브 분말을 기계적으로 분리하며, 이에 따라 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리에 5∼10 분이 소요된다.Rotate the impeller embedded in the chamber of the ball mill apparatus in which the carbon nanotube powder is introduced and the inert gas atmosphere is formed, and it is 10 to 45 to 50 seconds at a high speed of 1,200 to 1,400 rpm and a low speed of 800 to 1,000 rpm. The carbon nanotube powder is mechanically separated by 5 to 10 rotation cycles of the impeller consisting of 15 seconds, and thus 5 to 10 minutes are required for mechanical particle separation of the carbon nanotube powder.
챔버에 내장된 임펠러를 연속적으로 고속 회전하게 되면 상기 임펠러와 볼의 충돌로 인하여 챔버가 과열되고, 카본나노튜브 분말 역시 챔버의 과열로 인한 영향을 받게 되어 고유의 특성을 잃어버리게 될 뿐만 아니라, 챔버의 운전이 불안정해져서 볼밀 장치에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 임펠러의 고속 회전 및 저속 회전으로 이루어지는 회전 주기를 반복적으로 실시하여 카본나노튜브 분말이 과열되는 것을 방지한다.When the impeller embedded in the chamber is continuously rotated at a high speed, the chamber is overheated due to the collision between the impeller and the ball, and carbon nanotube powder is also affected by the overheating of the chamber and loses its unique characteristics. The operation of the machine becomes unstable and adversely affects the ball mill apparatus. Accordingly, the carbon nanotube powder is prevented from being overheated by repeatedly performing a rotation cycle consisting of a high speed rotation and a low speed rotation of the impeller.
구체적으로, 챔버에 투입된 카본나노튜브 분말을 최대 작업효율로 분리시키기 위해서는 상기 챔버에 내장된 임펠러를 1,400 rpm를 초과하는 고속으로 연속 회전시켜야 하지만, 상기와 같은 임펠러의 고속 회전을 50 초를 초과하여 연속적으로 실시하게 되면 챔버 내에 같이 투입되는 볼의 마찰로 인하여 챔버의 금속파편 및 볼의 파편인 오염물질이 발생하고 이러한 오염물질로 인하여 카본나노튜브 분말 가공에서의 2차적 오염의 문제가 나타나게 된다. 또한, 챔버에 내장된 임펠러를 1,000 rpm 초과 1,200 rpm 미만으로 회전시키면 상기 챔버 내의 카본나노튜브 분말의 분리 기능이 저하될 뿐만 아니라 챔버 내에 투입되는 볼의 마찰로 인한 2차적 오염의 문제 역시 여전히 발생하게 된다. 그리고, 임펠러의 1,200∼1,400 rpm 회전을 45 초 미만으로 실시하면 카본나노튜브 분말의 분리가 충분히 실시되지 않으며, 임펠러의 1,200∼1,400 rpm 회전을 50 초 초과하여 실시하면 챔버 및 카본나노튜브 분말이 과열될 수 있다.Specifically, in order to separate the carbon nanotube powder introduced into the chamber at the maximum working efficiency, the impeller embedded in the chamber must be continuously rotated at a high speed exceeding 1,400 rpm, but the high-speed rotation of the impeller above 50 seconds When continuously performed, contaminants, which are metal fragments of the chamber and fragments of the balls, are generated due to friction of the balls introduced into the chamber, and the contaminants present a problem of secondary contamination in carbon nanotube powder processing. In addition, if the impeller embedded in the chamber is rotated to more than 1,000 rpm and less than 1,200 rpm, the separation function of the carbon nanotube powder in the chamber is not only deteriorated, but also the problem of secondary contamination due to the friction of the balls introduced into the chamber still occurs. do. When the 1,200 to 1,400 rpm rotation of the impeller is performed for less than 45 seconds, the separation of the carbon nanotube powder is not sufficiently performed. When the 1,200 to 1,400 rpm rotation of the impeller is performed for more than 50 seconds, the chamber and the carbon nanotube powder are overheated. Can be.
그러므로 챔버에 내장된 임펠러를 1,200∼1,400 rpm로 45∼50 초동안 회전하여 상기 챔버 내의 카본나노튜브 분말을 입자분리시킨다. Therefore, the impeller embedded in the chamber is rotated at 1,200 to 1,400 rpm for 45 to 50 seconds to separate the carbon nanotube powder in the chamber.
챔버에 내장된 임펠러를 1,000 rpm 이하의 저속으로 회전하게 되면 상기 챔버 내의 카본나노튜브 분말의 분리 기능이 저하되는 대신 상기 임펠러와 볼의 충돌로 인한 챔버의 과열이 억제되며, 임펠러를 800 rpm 미만의 초저속으로 회전하게 되면 챔버 내의 카본나노튜브 분말이 제대로 분리되지 않는 것은 물론 심지어 재응집되는 현상까지 발생할 수 있다. 그러므로 챔버에 내장된 임펠러를 800∼1,000 rpm으로 10∼15 초동안 회전하여 상기 챔버의 과열을 억제한다. 임펠러의 800∼1,000 rpm 회전을 10 초 미만으로 실시하면 챔버의 과열이 억제되지 않으며, 임펠러의 800∼1,000 rpm 회전을 15 초 초과하여 실시하면 카본나노튜브 분말의 분리에서 작업효율이 저하될 수 있다.When the impeller embedded in the chamber is rotated at a low speed of 1,000 rpm or less, the separation function of the carbon nanotube powder in the chamber is reduced, and the overheating of the chamber due to the collision of the impeller and the ball is suppressed, and the impeller is less than 800 rpm. When rotating at very low speeds, the carbon nanotube powder in the chamber may not be properly separated and may even re-aggregate. Therefore, the impeller embedded in the chamber is rotated at 800 to 1,000 rpm for 10 to 15 seconds to suppress overheating of the chamber. If the impeller is rotated at 800 to 1,000 rpm for less than 10 seconds, overheating of the chamber is not suppressed. If the impeller is rotated for more than 15 seconds for 800 to 1,000 rpm, the working efficiency may be reduced in the separation of carbon nanotube powder. .
따라서, 본 발명에서는 챔버에 내장된 임펠러를 1,200∼1,400 rpm으로 45∼50 초, 800∼1,000 rpm으로 10∼15 초로 회전하는 임펠러의 회전 주기를 구분하고, 상기 임펠러의 회전 주기를 5∼10 회 실시하므로써 카본나노튜브 분말을 기계적으로 입자분리시키는 것이다. 상기와 같이 1,200∼1,400 rpm으로 45∼50 초, 800∼1,000 rpm으로 10∼15 초로 이루어지는 임펠러의 회전 주기를 5 회 미만으로 실시하게 되면 카본나노튜브 분말이 제대로 입자분리되지 않으며, 임펠러의 회전 주기를 10 회 초과하여 실시하게 되면 카본나노튜브 분말이 더 이상 입자분리되지 않을 뿐만 아니라 카본나노튜브 분말에서 마찰열이 과도하게 발생하게 된다. Accordingly, in the present invention, the impeller built into the chamber is divided into 45 to 50 seconds at 1,200 to 1,400 rpm and 10 to 15 seconds at 800 to 1,000 rpm, and the rotation period of the impeller is divided into 5 to 10 times. In this way, the carbon nanotube powder is mechanically separated. As described above, if the rotation cycle of the impeller consisting of 45 to 50 seconds at 1,200 to 1,400 rpm and 10 to 15 seconds at 800 to 1,000 rpm is performed in less than 5 times, the carbon nanotube powder is not properly separated, and the rotation cycle of the impeller When more than 10 times, the carbon nanotube powder is no longer separated from the particles, and excessive friction heat is generated in the carbon nanotube powder.
결론적으로, 챔버에 내장된 임펠러를 1,200∼1,400 rpm으로 45∼50 초, 800∼1,000 rpm으로 10∼15 초로 회전하는 임펠러의 회전 주기를 구성하고, 상기 임펠러의 회전 주기를 5∼10 회 실시하는 경우에만, 카본나노튜브 분말을 유기용매, 첨가제를 사용하지 않고 기계적, 물리적으로 입자분리시킬 수 있으며, 분리에 소요되는 시간과 에너지가 대폭 절감되는 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법을 제공하는 본 발명의 목적을 달성할 수 있으며, 상기에서 기술된 임펠러의 회전 주기를 벗어나는 경우에는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.In conclusion, the impeller built into the chamber constitutes a rotation cycle of the impeller rotating 45 to 50 seconds at 1,200 to 1,400 rpm and 10 to 15 seconds at 800 to 1,000 rpm, and performs the rotation cycle of the impeller 5 to 10 times. Only in this case, the carbon nanotube powder can be mechanically and physically separated into particles without using an organic solvent and additives, and the present invention provides a mechanical particle separation method of carbon nanotube powder, which greatly reduces the time and energy required for separation. The object of the invention can be achieved, and the object of the invention cannot be achieved if it is out of the rotation period of the impeller described above.
또한, 본 발명에서는 카본나노튜브 분말의 용도에 따라, 챔버에 응집 상태인 카본나노튜브 분말과 함께 일정한 함량의 카본블랙 분말 또는 구리, 알루미늄, 아연, 니켈, 마그네슘, 크롬 등과 같은 금속 분말을 함께 투입하되, 상기 카본블랙 분말 또는 금속 분말이 정전기로 인하여 재응집되는 것을 방지하기 위하여, 상기 카본블랙 분말 또는 금속 분말의 총량 대비 0.4∼0.6 중량%의 스테아린산을 함께 투입하여 함께 분리시킬 수 있다.In addition, according to the use of the carbon nanotube powder in the present invention, the carbon nanotube powder in a coagulated state together with the carbon black powder or a metal powder such as copper, aluminum, zinc, nickel, magnesium, chromium, etc. However, in order to prevent the carbon black powder or the metal powder from reaggregating due to static electricity, 0.4 to 0.6% by weight of stearic acid may be added together to separate the total amount of the carbon black powder or the metal powder.
스테아린산은 유지성분 중화제로 카본블랙 분말 또는 금속 분말의 대전 방지 및 분말 열화현상 방지에 탁월한 효과를 지니고 있으므로, 카본나노튜브 분말과 함께 카본블랙 분말 또는 금속 분말을 투입할 때, 상기 카본블랙 분말 또는 금속 분말의 총량 대비 0.4∼0.6 중량%의 스테아린산을 함께 투입하는 것이 필수적이다. 카본나노튜브 분말, 카본블랙 분말 또는 금속 분말과 함께 투입되는 스테아린산의 양이 상기 카본블랙 분말 또는 금속 분말의 총량 대비 0.4 중량% 미만이면 상기 카본블랙 분말 또는 금속 분말이 정전기로 인하여 재응집되며, 카본나노튜브 분말, 카본블랙 분말 또는 금속 분말과 함께 투입되는 스테아린산의 양이 상기 카본블랙 분말 또는 금속 분말의 총량 대비 0.6 중량%를 초과하면 과량의 스테아린산으로 인하여 상기 카본나노튜브 분말의 차후 공정에 악영향을 미칠 수 있다.Stearic acid is an oil-based neutralizing agent that has an excellent effect on the prevention of antistatic and powder deterioration of carbon black powder or metal powder. Therefore, when carbon black powder or metal powder is added together with carbon nanotube powder, the carbon black powder or metal powder It is essential to add 0.4 to 0.6% by weight of stearic acid relative to the total amount of powder. When the amount of stearic acid added together with the carbon nanotube powder, the carbon black powder or the metal powder is less than 0.4 wt% based on the total amount of the carbon black powder or the metal powder, the carbon black powder or the metal powder is reaggregated due to static electricity, and the carbon If the amount of stearic acid added together with the nanotube powder, the carbon black powder, or the metal powder exceeds 0.6% by weight based on the total amount of the carbon black powder or the metal powder, the stearic acid may adversely affect the subsequent process of the carbon nanotube powder. Can be crazy
본 발명의 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법의 작용에 대하여 상세하게 설명하면, 우선 분리 대상인 카본나노튜브 분말의 중량, 종류나 용도 등의 각종 요구사항에 의거하여 카본나노튜브 분말의 입자분리 조건을 설정한다. Referring to the action of the mechanical particle separation method of the carbon nanotube powder of the present invention in detail, first, the particle separation conditions of the carbon nanotube powder based on various requirements, such as the weight, type and use of the carbon nanotube powder to be separated Set.
챔버에 임펠러가 내장된 볼밀 장치의 챔버에 불활성가스를 주입하여 불활성가스 분위기를 조성한다.An inert gas is injected into the chamber of the ball mill apparatus in which the impeller is incorporated in the chamber to create an inert gas atmosphere.
상기 볼밀 장치의 챔버에 내장된 임펠러를 회전시키는 전동기를 제어하여, 상기 1,200∼1,400 rpm으로 45∼50 초, 800∼1,000 rpm으로 10∼15 초로 이루어지는 임펠러의 회전 주기를 5∼10 회 실시하여 카본나노튜브 분말을 기계적으로 입자분리한다.By controlling the electric motor for rotating the impeller embedded in the chamber of the ball mill device, the rotation cycle of the impeller consisting of 45 to 50 seconds at 1,200 to 1,400 rpm and 10 to 15 seconds at 800 to 1,000 rpm was performed 5 to 10 times. The nanotube powder is mechanically separated.
상기 분리된 카본나노튜브 분말을 볼밀 장치의 챔버에서 배출한다. The separated carbon nanotube powder is discharged from the chamber of the ball mill apparatus.
상기와 같은 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법에 의해 구성되는 카본나노튜브 분말을 차후 공정으로 이송한다.The carbon nanotube powder constituted by the mechanical particle separation method of the carbon nanotube powder as described above is transferred to a subsequent process.
본 발명에 의한 카본나노튜브 분말의 기계적 입자분리 방법은 카본나노튜브 분말을 유기용매, 첨가제를 사용하지 않고, 5∼10 분의 매우 단시간에 효과적으로 분리시킬 수 있으며, 분리에 소요되는 에너지를 대폭 절감할 수 있다.The mechanical particle separation method of the carbon nanotube powder according to the present invention can effectively separate the carbon nanotube powder in a very short time of 5 to 10 minutes, without using an organic solvent and additives, greatly reducing the energy required for separation can do.
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