KR101467303B1 - Continuous dispersion device of carbon nanotube - Google Patents

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이동현
손승용
김두규
신기철
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성균관대학교산학협력단
주식회사 제이씨
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    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures

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Abstract

본원은, 탄소나노튜브의 연속 분산 장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 자기장을 이용한 탄소나노튜브 응집체 입도 분리 장치를 사용하는 탄소나노튜브 연속 분산 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous dispersion apparatus for carbon nanotubes, and more particularly, to a continuous dispersion apparatus for carbon nanotubes using a particle separation apparatus for a carbon nanotube aggregate using a magnetic field.

Description

탄소나노튜브의 연속 분산 장치 {CONTINUOUS DISPERSION DEVICE OF CARBON NANOTUBE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a continuous dispersion apparatus for carbon nanotubes (hereinafter, referred to as " CONTINUOUS DISPERSION DEVICE OF CARBON NANOTUBE "

본원은, 탄소나노튜브의 연속 분산 장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 자기장을 이용한 탄소나노튜브 응집체 입도 분리 장치를 사용하는 탄소나노튜브 연속 분산 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a continuous dispersion device for carbon nanotubes, and more particularly, to a continuous dispersion device for carbon nanotubes using a particle separation device for a carbon nanotube aggregate using a magnetic field.

탄소나노튜브 (Carbon Nanotube: CNT)는 탄소 원자들이 육각형 벌집 무늬로 결합되어 결과적으로 원통형 구조를 이루고 있는 물질로서, 탄소 원자가 sp2 결합을 이루고 있어 통상적인 물질에서 찾기 어려운 특유의 물성을 가진다. 따라서, 이러한 탄소나노튜브와 관련하여 특유의 전기적 특성, 강도, 복원성, 및 열전도성 등의 우수한 물성을 이용하기 위한 다양한 응용 기술이 개발되고 있는 실정이다.Carbon nanotubes (CNTs) are carbon nanotubes that combine with hexagonal honeycomb patterns to form a cylindrical structure. Carbon nanotubes (CNTs) have unique properties that are difficult to find in conventional materials because carbon atoms form sp 2 bonds. Therefore, various application techniques have been developed to utilize excellent physical properties such as electrical characteristics, strength, stability, and thermal conductivity in connection with such carbon nanotubes.

그러나, 일반적으로 단일벽 탄소나노튜브는 구성 원자가 모두 표면 원자이므로 탄소나노튜브 간의 반데르발스힘에 의한 응집이 발생하기 쉽고, 복수개의 탄소나노튜브로 이루어지는 번들 (bundle) 또는 응집체 (agglomerate) 구조로 형성되어 있는 경우가 많으며, 다중벽 탄소나노튜브 역시 서로 그물처럼 얽힌 상태로 커다란 응집체를 이루는 것이 일반적이다.However, since single-walled carbon nanotubes generally have surface atoms, aggregation due to van der Waals force between carbon nanotubes tends to occur, and a bundle or an agglomerate structure composed of a plurality of carbon nanotubes And the multi-walled carbon nanotubes are also generally agglomerated in a net-like manner.

종래에는 용액 중에 탄소나노튜브를 분산시키는 방법으로, 초음파 처리 등의 물리적 분산 처리 방법이 제안된 바 있다. 이러한 물리적 분산 처리 방법은 아세톤에 단일벽 탄소나노튜브 응집체를 넣고 초음파 처리를 통하여 상기 탄소나노튜브를 아세톤, N-메틸-피롤리돈 (NMP), 또는 메틸-에틸 케톤 (MEK) 중에 분산시키는 방법; 또는, 상기 초음파 처리에 부가하여 계면활성제 등의 물질을 용매에 첨가하여 탄소나노튜브의 친수성을 높이는 방법 등을 포함한다. 대한민국 공개특허 제2010-0051927호는 탄소나노튜브의 분산이 가능한 통합형 분쇄·분산시스템을 개시하고 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 탄소나노튜브 분산 방법은 탄소나노튜브의 분산 효과가 미미할 뿐만 아니라 탄소나노튜브에 외적 손상이 발생할 우려가 있다.Conventionally, as a method of dispersing carbon nanotubes in a solution, a physical dispersion treatment method such as ultrasonic treatment has been proposed. This physical dispersion treatment method is a method of dispersing the carbon nanotubes in acetone, N -methyl-pyrrolidone (NMP), or methyl-ethyl ketone (MEK) by introducing a single walled carbon nanotube aggregate into acetone and subjecting the aggregated carbon nanotube to ultrasonic treatment ; Alternatively, in addition to the ultrasonic treatment, a method of increasing the hydrophilicity of the carbon nanotubes by adding a substance such as a surfactant to the solvent. Korean Patent Publication No. 2010-0051927 discloses an integrated grinding and dispersing system capable of dispersing carbon nanotubes. However, such a conventional method of dispersing carbon nanotubes has a small effect of dispersing carbon nanotubes and may cause external damage to the carbon nanotubes.

또한, 기존의 자기장을 이용한 특정 탄소나노튜브의 회수 및 분리 기술은 탄소나노튜브 응집체로부터 분산된 탄소나노튜브를 회수하는 것이 목적이 아니라 금속 불순물이 제거된 탄소나노튜브를 자기장을 이용하여 분리하는 기술이거나 또는, 자기장에 반응하는 반도체성 또는 금속성 탄소나노튜브만을 선택적으로 분리하는 것이 주목적이었다.In addition, the technology for recovering and separating specific carbon nanotubes using a conventional magnetic field is not intended to recover carbon nanotubes dispersed from carbon nanotube agglomerates but to separate carbon nanotubes from which metal impurities have been removed using a magnetic field Or selectively separating only semiconductive or metallic carbon nanotubes that react with a magnetic field.

잠재적 시장성이 큰 탄소나노튜브의 복합체를 제조하기 위해서는 최소한의 탄소 소재를 사용해서 뛰어난 기계적 물성 또는 전기 전도성을 확보해야 하는데, 이때 소재의 분산 정도가 무엇보다 중요한 포인트가 된다. 또한 탄소나노튜브의 고효율 분산 기술은 기타 전도성 고분자, 전도성 전자페인트 (e-paint), 전자파 흡수재, 테니스 채 또는 경주용 자전거와 같은 레포츠 용품 분야에도 적용되어 한층 높은 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
In order to produce a composite of carbon nanotubes with high potential marketability, it is necessary to use a minimum carbon material to ensure excellent mechanical properties or electrical conductivity. At this time, the degree of dispersion of the material is an important point. The high-efficiency dispersion technology of carbon nanotubes is also expected to be able to create higher added value by being applied to other kinds of conductive polymer, conductive electronic paint (e-paint), electromagnetic wave absorbing material, tennis ball or racing bicycle .

본원은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 탄소나노튜브의 연속 분산 장치를 제공하고자 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a continuous dispersion apparatus for carbon nanotubes.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems described above, and other problems not described can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원은, 자성입자가 부착된 탄소나노튜브의 응집체 혼합액을 투입하여 분산시키는 분산부; 상기 분산부에 자기장을 인가하여, 상기 탄소나노튜브 응집체 혼합액을 분산시키기 위한 분산용 전자석; 상기 분산부에서 자기장에 의하여 분산이 이루어진 탄소나노튜브 혼합액이 유입되는, 입도 분리용 전자석이 구비된 입도 분리부; 상기 입도 분리부로부터 회수된, 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액을 분리·수득하기 위한 이송용 연동펌프; 및, 상기 분산부에 연결되며, 상기 입도 분리부로부터 회수된 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액을 이송시키는 연동펌프를 포함하는, 탄소나노튜브의 연속 분산 장치를 제공한다.
The present invention relates to a dispersion unit for dispersing and dispersing an aggregate mixture of carbon nanotubes having magnetic particles attached thereto, A dispersing electromagnet for dispersing the carbon nanotube aggregate mixture by applying a magnetic field to the disperser; A particle separator provided with an electromagnet for particle size separation into which a carbon nanotube mixture liquid dispersed by a magnetic field flows in the dispersing unit; A peristaltic pump for separating and obtaining a solution containing the dispersed carbon nanotubes recovered from the particle size separator; And a peristaltic pump connected to the dispersing unit, the peristaltic pump transferring the mixed liquid including the carbon nanotubes recovered from the particle separation unit.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원은 자기장을 이용한 연속식 순환 공정을 구현함으로써 대량의 탄소나노튜브를 고효율로 분산시킬 수 있는, 탄소나노튜브의 연속 분산 장치를 제공할 수 있다. 특히, 본원은 형태상 서로 그물처럼 얽혀 있는 탄소나노튜브를 고분자나 용매에 혼합하고 자기장에 물리적으로 반응하는 자성입자를 부착시키는 과정 및 탄소나노튜브에 손상을 주지 않으면서 효율이 높은 자기장을 이용한 분산 방법을 연속식으로 구현하였으며, 이는 기존의 분산 기술에서 이루지 못했던 얽혀져 있는 (entangle) 탄소나노튜브의 대량 분산 기술 개발에 이용될 수 있다. 본원의 연속 분산 장치를 산업화시킬 경우, 매우 단순한 구조로서 인력의 투입 없이 연속적이고 안정적인 분리가 가능하므로 경제적으로도 유리하다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a continuous dispersion apparatus for carbon nanotubes capable of dispersing a large amount of carbon nanotubes with high efficiency by implementing a continuous circulation process using a magnetic field. In particular, the present invention relates to a process for mixing carbon nanotubes entangled with each other in a shape of a polymer in a polymer or a solvent and attaching magnetic particles physically reacting to the magnetic field, and a process of dispersing the carbon nanotubes This method can be applied to the development of large-scale dispersion technology of entangled carbon nanotubes which can not be achieved by conventional dispersion techniques. Industrialization of the continuous dispersing apparatus of the present application is economically advantageous because it allows a continuous and stable separation without input of manpower as a very simple structure.

도 1은 본원의 일 구현예에 따른 연속 분산 장치의 개략도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 연속 분산 장치의 실제 배치 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic diagram of a continuous dispersing apparatus according to one embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing an actual arrangement of a continuous dispersion apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure. The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.

본원 명세서 전체에서, "탄소나노튜브 응집체"란, 하나 이상의 탄소나노튜브가 번들 또는 응집체 형상으로 응집되어 있는 형태를 포괄하는 의미로 사용된 것으로서, 본원에 따른 탄소나노튜브의 분산 방법에 따라 분산시킬 필요성이 있는 응집 형태의 탄소나노튜브를 모두 포함할 수 있다.
As used herein, the term "carbon nanotube aggregates " refers to aggregates of one or more carbon nanotubes in the form of bundles or agglomerates. The carbon nanotubes may be dispersed according to the method for dispersing carbon nanotubes And may include all necessary aggregated carbon nanotubes.

이하, 도면을 참조하여 본원의 구현예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

본원은 하기를 포함하는 탄소나노튜브의 연속 분산 장치를 제공한다:The present invention provides a continuous dispersion device for carbon nanotubes comprising:

자성입자가 부착된 탄소나노튜브의 응집체 혼합액을 투입하여 분산시키는 분산부; 상기 분산부에 자기장을 인가하여, 상기 탄소나노튜브 응집체 혼합액을 분산시키기 위한 분산용 전자석; 상기 분산부에서 자기장에 의하여 분산이 이루어진 탄소나노튜브 혼합액이 유입되는, 입도 분리용 전자석이 구비된 입도 분리부; 상기 입도 분리부로부터 회수된, 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액을 분리·수득하기 위한 이송용 연동펌프; 및, 상기 분산부에 연결되며, 상기 입도 분리부로부터 회수된 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액을 이송시키는 연동펌프를 포함하는, 탄소나노튜브의 연속 분산 장치.
A dispersing unit for dispersing and mixing an aggregate mixture of carbon nanotubes having magnetic particles attached thereto; A dispersing electromagnet for dispersing the carbon nanotube aggregate mixture by applying a magnetic field to the disperser; A particle separator provided with an electromagnet for particle size separation into which a carbon nanotube mixture liquid dispersed by a magnetic field flows in the dispersing unit; A peristaltic pump for separating and obtaining a solution containing the dispersed carbon nanotubes recovered from the particle size separator; And a peristaltic pump connected to the dispersing unit, the peristaltic pump transferring the mixed liquid including the carbon nanotubes recovered from the particle separation unit.

도 1은 본원의 일 구현예에 따른 연속식 분산 장치의 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic diagram of a continuous dispersion apparatus according to one embodiment of the present invention.

먼저, 탄소나노튜브 응집체, 자성입자, 분산제 등을 혼합하여 상기 탄소나노튜브 응집체의 표면에 자성입자가 부착된 탄소나노튜브 응집체 혼합액을 형성시킨 후, 상기 분산부 (100)에 주입하고, 상기 분산부 (100)에서 분산용 전자석 (300)을 이용하여 분산 공정을 수행한다. 이때, 상기 분산용 전자석 (300)은 상기 자성입자가 부착된 탄소나노튜브 응집체 혼합액을 자기력을 통해 개별의 탄소나노튜브로 분산시키기 위한 것이다. 상기 분산 공정을 거친, 상기 분산이 이루어진 탄소나노튜브 혼합액을 입도 분리부 (200)에 투입시켜 자기장을 반복적으로 인가하면 탄소나노튜브 혼합액이 작은 입도로 분산되고 최종적으로는 개별의 탄소나노튜브로 분산된다. 이때, 분산이 완료된 탄소나노튜브를 포함하는 용액은 따로 회수해야하고, 아직 입도가 큰 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액은 지속적으로 자기장에 노출시켜 분산을 유도한다.First, a mixture of carbon nanotubes aggregates, magnetic particles, a dispersant, and the like are mixed to form a mixed solution of carbon nanotubes aggregated with magnetic particles on the surface of the aggregated carbon nanotubes, and then injected into the dispersing unit 100, And the dispersing process is performed using the dispersing electromagnet 300 in the unit 100. At this time, the dispersing electromagnet 300 is for dispersing the mixed carbon nanotube aggregate mixture with magnetic particles into individual carbon nanotubes through a magnetic force. When the carbon nanotubes mixed with the dispersed carbon nanotubes are applied to the particle separator 200 and the magnetic field is repeatedly applied, the carbon nanotubes are dispersed to a small particle size and finally dispersed into individual carbon nanotubes do. At this time, the solution containing the dispersed carbon nanotubes must be recovered separately, and the mixed solution containing the carbon nanotubes still having large particle size is continuously exposed to the magnetic field to induce dispersion.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분산부 또는 상기 입도 분리부의 내부 온도를 조절하는 온도 제어부를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 분산부 (100) 또는 상기 입도 분리부 (200)에서 수행되는 분산 공정은 약 10℃ 내지 약 200℃의 온도에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a temperature controller for adjusting the internal temperature of the dispersion unit or the particle size separation unit may be additionally included, but the present invention is not limited thereto. The dispersion process performed in the dispersion unit 100 or the particle size separation unit 200 may be performed at a temperature of about 10 ° C to about 200 ° C, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 입도 분리부 (200)는 하기를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다:According to one embodiment of the present disclosure, the particle size separator 200 may include, but is not limited to,

자기장의 영향을 받지 않는 용기; 상기 용기의 상부에 배치되고, 상기 분산이 이루어진 탄소나노튜브 혼합액이 유입되는 투입부; 상기 투입부에 대향되어 상기 용기의 하부에 배치되고, 상기 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액을 분리·수득하는 제 1 회수부; 상기 투입부에 대향되어 상기 용기의 하부에 배치되고, 상기 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액을 회수하는 제 2 회수부; 및, 상기 용기의 일측 외부벽면에 배치되는 상기 입도 분리용 전자석.A container that is not affected by a magnetic field; An injecting unit disposed above the vessel for introducing the dispersed carbon nanotube mixture; A first collecting part disposed at a lower portion of the vessel opposite to the charging part to separate and obtain a solution containing the dispersed carbon nanotubes; A second collecting unit disposed at a lower portion of the vessel opposite to the injecting unit and collecting the mixed liquid including the carbon nanotubes; And the electromagnet for separating the particle size disposed on one side outer wall surface of the container.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 용기는 유리, 석영, 금속 산화물, 세라믹, 고분자, 고분자 복합소재, 카본소재, 암석, 또는 자기장에서 자화되는 금속을 제외한 금속-함유 재료를 이용하여 제조된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 용기는 자기장에 영향을 받지 않는 재질로 제조된 것이면 제한 없이 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present application, the container may be made of a metal-containing material other than glass, quartz, metal oxide, ceramic, polymer, polymer composite material, carbon material, rock or metal magnetized in a magnetic field , But may not be limited thereto. The container can be used without limitation as long as it is made of a material which is not affected by the magnetic field.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 회수부 (220)는 상기 입도 분리용 전자석 (240)에 대향되도록 배치되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 분산부에서 형성된 상기 분산이 이루어진 탄소나노튜브 혼합액이 상기 용기의 상부에 배치된 투입부 (210)를 통해 상기 입도 분리부 (200)로 유입되면, 입도 분리용 전자석 (240)에 따른 자기장에 의해 작은 입도로 분산되며 개별의 탄소나노튜브로 분산이 이루어진다. 이때, 개별 탄소나노튜브로 분산이 완료된 상기 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액은 그의 점도와 항력에 의해 자기장에 영향을 거의 받지 않으므로, 상기 입도 분리용 전자석 (240)에 대향되도록 배치되어 있는, 상기 제 1 회수부 (220)를 통해 배출시켜 회수할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first collecting unit 220 may be disposed to face the electromagnet 240 for separating the particle size separating member, but the present invention is not limited thereto. When the dispersed carbon nanotube mixture formed in the dispersing unit flows into the particle separator 200 through the input unit 210 disposed on the upper part of the vessel, And dispersed into individual carbon nanotubes. At this time, the solution containing the dispersed carbon nanotubes dispersed in individual carbon nanotubes is hardly influenced by the magnetic field due to its viscosity and drag. Therefore, the solution containing the dispersed carbon nanotubes, which is dispersed in the individual carbon nanotubes, And may be discharged through the first recovery unit 220, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 입도 분리부 (200)는 상기 자기장에 영향을 받지 않는 용기를 한 개 이상 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 처음에, 상기 입도 분리부 용기 (250)에서 상기 제 1 회수부 (220)를 통해 회수된, 상기 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액이 한 개 이상의 추가로 배치된 또 다른 입도 분리부 용기에 유입되면, 다시 전자석에 의해 분산되며, 혹시라도 함께 유입되어 들어올 수 있는 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액을 자기장으로 끌어당겨 더욱 순도가 높은 개별의 탄소나노튜브만을 포집부 (600)로 회수할 수 있다. 이때, 자기장에 이끌린 상기 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액은 상기 용기의 제 2 회수부 (230)를 통해 배출될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the particle size separator 200 may include, but is not limited to, one or more containers that are not affected by the magnetic field. First, a solution containing the dispersed carbon nanotubes, which is recovered through the first collecting part 220 in the particle separator vessel 250, is introduced into another particle separator vessel When the carbon nanotubes are introduced, the carbon nanotubes are dispersed again by the electromagnet, and the mixed liquid containing the carbon nanotubes, which may flow into the carbon nanotubes, may be attracted to the magnetic field to collect only the individual carbon nanotubes having higher purity . At this time, the mixed liquid containing the carbon nanotubes drawn to the magnetic field may be discharged through the second collecting part 230 of the container.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분산용 전자석 및 상기 입도 분리용 전자석에 자기장을 인가하는 자기장 인가 장치를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 분산용 전자석의 자기장 인가 장치 (360)는 상기 분산부 (100)에; 상기 입도 분리용 전자석의 자기장 인가 장치 (350)는 상기 입도 분리부 (200)에, 각각 일정한 세기의 자기장을 인가하여 상기 분산부 또는 상기 입도 분리부에 수용되어 있는 자성입자가 부착된 상기 탄소나노튜브 응집체 혼합액 또는 상기 분산이 이루어진 탄소나노튜브 혼합액에 일정한 크기의 전단응력이 작용하도록 기능한다.According to an embodiment of the present invention, a magnetic field applying device for applying a magnetic field to the dispersing electromagnet and the electromagnet for separation of particles may be additionally included, but the present invention is not limited thereto. The magnetic field applying device 360 of the dispersing electromagnet is connected to the dispersing portion 100; The magnetic field application device 350 of the magneto-splitting electromagnet applies a magnetic field of a constant intensity to the particle size separator 200 to apply the magnetic field of the carbon nano- The tube aggregate mixture solution or the carbon nanotube mixture solution in which the dispersion is performed functions to have a certain shear stress.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분산용 전자석 및 상기 입도 분리용 전자석은 전자석을 각각 두 개 이상 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the dispersing electromagnet and the particle separating electromagnet may include two or more electromagnets, but the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분산용 전자석 및 상기 입도 분리용 전자석은 각각의 두 개 이상의 전자석에 교대로 자기장이 인가되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 분산부에서는 두 개 이상 배치된 상기 분산용 전자석 (300)에 의해 상기 혼합액 속에 포함되어 있는 자성입자가 부착된 탄소나노튜브 응집체 혼합액 및 추가 포함되는 분산제를 고르게 분산시킬 수 있다. 또한, 상기 입도 분리부에서 상기 입도 분리용 전자석 (240)은 각각 두 개 이상 정렬되어 배치되고, 여기에 교대로 자기장이 인가되면, 입도가 큰 탄소나노튜브 혼합액은 먼저 위쪽 전자석의 자기장에 의해 일측 벽면으로 붙게 되고 이 자기장이 사라지면 바로 직하하여 자기장이 인가된 다음 전자석 쪽으로 이동하며 가라앉는 과정이 진행된다. 따라서, 배치된 전자석의 수만큼 추가의 분산이 진행되어 더 작은 입도로 분산될 수 있으며, 결국 개별의 탄소나노튜브로 분산될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dispersing electromagnet and the particle separating electromagnet may include, but are not limited to, alternately applying a magnetic field to each of two or more electromagnets. In the dispersing unit, the dispersed electromagnet 300 having two or more dispersed particles can uniformly disperse the carbon nanotube aggregate mixed liquid and the additional dispersing agent, which are contained in the mixed liquid, to which the magnetic particles are attached. When two or more of the electromagnets 240 for separating granules are arranged in the particle separator, alternately a magnetic field is alternately applied thereto, the carbon nanotube mixture having a large particle size is first separated by one magnetic field of the upper electromagnet When the magnetic field disappears, the magnetic field is applied. Then, the magnetic field is applied and then the magnet moves to the electromagnet and sinks. Therefore, further dispersion can be progressed as many as the number of disposed electromagnets to be dispersed to smaller particle sizes, and eventually dispersed in individual carbon nanotubes.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 자기장 인가 장치에 전력을 공급하는 전력 공급부를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the magnetic field applying apparatus may further include a power supplying unit that supplies power to the magnetic field applying apparatus, but the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 자기장 인가 장치에서 인가되는 자기장의 세기는 약 0.05 T 내지 약 20 T인 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 입도 분리부에, 인가되는 자기장의 세기는 특별히 제한되는 것은 아니고, 상기 자성입자가 자기장의 방향에 따라 정렬되어 탄소나노튜브 혼합액을 분산시킬 수 있을 정도의 전단응력을 발생시킬 수 있는 정도이면 족하다. 예를 들어, 상기 자기장의 세기는 약 0.05 T 내지 약 20 T, 약 0.1 T 내지 약 20 T, 약 0.5 T 내지 약 20 T, 약 1 T 내지 약 20 T, 약 5 T 내지 약 20 T, 약 10 T 내지 약 20 T, 약 15 T 내지 약 20 T, 약 0.05 T 내지 약 15 T, 약 0.05 T 내지 약 10 T, 약 0.05 T 내지 약 5 T, 약 0.05 T 내지 약 1 T, 약 0.05 T 내지 약 0.5 T, 약 0.05 T 내지 약 0.1 T, 또는 약 1 T 내지 약 10 T일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 이때, 상기 탄소나노튜브 응집체 분산용 전자석 (300)의 자기장의 세기가 약 0.05 T 미만인 경우, 혼합물 내에 함유되어 있는 자성입자에 가해지는 자기장의 영향이 약해서 분산이 잘 이루어지지 않을 우려가 있으며, 약 20 T를 초과하는 경우, 자성입자의 급격한 움직임에 따라 탄소나노튜브가 손상될 우려가 있다. 상기 자기장의 인가 시간은, 본원의 목적에 따라 자성입자를 자기장의 방향으로 정렬시킴으로써 탄소나노튜브 응집체를 분산시킬 수 있을 정도의 시간 동안 자기장을 인가하면 족하고, 그 범위가 특별히 제한되지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the intensity of the magnetic field applied in the magnetic field applying device may be about 0.05 T to about 20 T, but the present invention is not limited thereto. The intensity of the magnetic field applied to the particle size separator is not particularly limited and may be sufficient if the magnetic particles are aligned in the direction of the magnetic field to generate a shear stress sufficient to disperse the carbon nanotube mixture . For example, the intensity of the magnetic field may be from about 0.05 T to about 20 T, from about 0.1 T to about 20 T, from about 0.5 T to about 20 T, from about 1 T to about 20 T, from about 5 T to about 20 T, About 10 T to about 20 T, about 15 T to about 20 T, about 0.05 T to about 15 T, about 0.05 T to about 10 T, about 0.05 T to about 5 T, about 0.05 T to about 1 T, To about 0.5 T, from about 0.05 T to about 0.1 T, or from about 1 T to about 10 T, for example. At this time, when the magnetic field strength of the electromagnet 300 for dispersing carbon nanotube agglomerates is less than about 0.05 T, there is a fear that the influence of the magnetic field applied to the magnetic particles contained in the mixture is weak, If it exceeds 20 T, carbon nanotubes may be damaged due to abrupt movement of magnetic particles. The application time of the magnetic field may be as long as a magnetic field is applied for a period of time sufficient to disperse the carbon nanotube aggregates by aligning the magnetic particles in the direction of the magnetic field in accordance with the purpose of the present invention, and the range may not be particularly limited.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액을 회수하는 포집부 (600)를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 분산이 이루어진 탄소나노튜브 혼합액으로부터 개별의 탄소나노튜브로 분산이 완료된 탄소나노튜브는 상기 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액의 분리·수득을 위한 연동펌프 (500)에 의해 이송되며 자동으로 포집부 (600)로 회수될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a collection unit 600 for collecting the solution containing the dispersed carbon nanotubes may be additionally included, but the present invention is not limited thereto. The carbon nanotubes dispersed in the dispersed carbon nanotubes are transported by the peristaltic pump 500 for separating and obtaining the solution containing the dispersed carbon nanotubes, (600).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액이 상기 분산부로 재투입되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 본원의 연속 분산 장치가 두 개의 입도 분리부 용기 (250)를 포함하는 경우, 첫 번째 입도 분리부 용기의 제 2 회수부 (230)를 통해 회수된 상기 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액, 및 상기 첫 번째 입도 분리부 용기와 연결된 두 번째 입도 분리부 용기의 제 2 회수부를 통해 회수된 탄소나노튜브 응집체를 포함하는 혼합액은 상기 분산부 (100)로 재투입되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 입도 분리부 (200)에 구비된 상기 입도 분리용 전자석 (240)에 자기장이 인가되면, 상기 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액은 자기장의 인력 작용에 의해 전자석이 배치된 쪽 벽면에 붙었다가, 자기장이 사라지면서 바로 직하하여 상기 제 2 회수부로 배출될 수 있다. 이때, 배출된 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액은 상기 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액의 이송을 위한 연동펌프 (400)에 의해 상기 분산부로 이송되고 다시 연속적으로 분산 과정을 거듭 거칠 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the mixed liquid containing the carbon nanotubes may be reintroduced into the dispersion unit, but the present invention is not limited thereto. 1, when the continuous dispersing apparatus of the present invention includes two particle separator vessels 250, the carbon nanotubes recovered through the second collecting unit 230 of the first particle separator vessel And the carbon nanotube aggregate recovered through the second collecting unit of the second particle separator vessel connected to the first particle separator vessel may be reintroduced into the dispersing unit 100 , But may not be limited thereto. When a magnetic field is applied to the electromagnet 240 for separating granularity provided in the granularity separator 200, the mixed liquid containing the carbon nanotubes adheres to the wall surface on which the electromagnets are disposed by attraction action of the magnetic field, It can be directly discharged and discharged to the second recovery section. At this time, the mixed liquid including the carbon nanotubes discharged may be transferred to the dispersing unit 400 by the peristaltic pump 400 for transferring the mixed liquid including the carbon nanotubes, and may be continuously dispersed again. However, .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 자성입자는 전이 금속 또는 전이 금속 산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 자성입자는 자성을 가지는 전이 금속 또는 전이 금속 산화물로서, 자기장에 반응하여 자기장이 형성된 방향으로 정렬될 수 있는 물질은 모두 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 전이 금속은 철, 코발트, 니켈, 크롬, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 자성입자는 이 분야에서 공지된 다양한 형태의 페라이트를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 산화철, 코발트, 니켈, 산화크롬 등을 단독 또는 2 종 이상 포함하는 페라이트를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the magnetic particles may include, but are not limited to, a transition metal or a transition metal oxide. The magnetic particles may include a magnetic transition metal or a transition metal oxide, and may include any material that can be aligned in a direction in which a magnetic field is generated in response to a magnetic field. For example, the transition metal may be iron, cobalt, nickel, Chromium, and combinations thereof. The term " chromium " As the magnetic particles, various types of ferrite known in the art can be used. Specifically, ferrite including iron oxide, cobalt, nickel, chromium oxide or the like may be used, but not limited thereto .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 자성입자가 부착된 탄소나노튜브 응집체 혼합액을 탄소나노튜브 응집체 약 1 중량부에 대하여, 상기 자성입자를 약 0.1 중량부 내지 약 20 중량부를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소나노튜브 응집체 혼합액은, 상기 탄소나노튜브 응집체 1 중량부에 대하여, 상기 자성입자를 약 0.1 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.5 중량부 내지 약 20 중량부, 약 1 중량부 내지 약 20 중량부, 약 2 중량부 내지 약 20 중량부, 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 약 10 중량부 내지 약 20 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 5 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 2 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 0.5 중량부, 또는 약 2 중량부 내지 약 5 중량부를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the carbon nanotube aggregation mixture may include about 0.1 part by weight to about 20 parts by weight of the magnetic particles, relative to about 1 part by weight of the carbon nanotube aggregates. However, But may not be limited thereto. For example, the carbon nanotube aggregate mixture may contain about 0.1 to about 20 parts by weight, about 0.5 to about 20 parts by weight of the magnetic particles, about 1 to about 20 parts by weight, About 20 parts by weight, about 2 parts by weight to about 20 parts by weight, about 5 parts by weight to about 20 parts by weight, about 10 parts by weight to about 20 parts by weight, about 0.1 to about 10 parts by weight, To about 5 parts by weight, from about 0.1 parts by weight to about 2 parts by weight, from about 0.1 parts by weight to about 1 part by weight, from about 0.1 parts by weight to about 0.5 parts by weight, or from about 2 parts by weight to about 5 parts by weight But may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분산부에 투입되는 상기 자성입자가 부착된 탄소나노튜브의 응집체 혼합액은 하나 이상의 분산제를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 분산제는 탄소나노튜브 응집체 및 자성입자와 혼합되어 상기 자성입자가 자기장의 인가에 따라 자기장의 방향으로 정렬되는 경우에 생성되는 전단응력 (shear stress)을 통하여 탄소나노튜브 응집체를 분산시키는 역할을 한다. 상기 분산제는 특별히 제한되지 않을 수 있으며, 상기 탄소나노튜브 응집체를 분산시키기 위하여 일정한 점도를 가지는 분산제로서 사용될 수 있는 모든 물질을 포함할 수 있다. 상기 분산제는 물 또는 알코올 등의 용매 및 유기용제, 점도 조절이 가능한 고분자 수지, 및 가소제 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 분산제는 물, 유기용제, 에폭시 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 아미드 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 천연 유지, 프탈산 에스테르, 말레인산 에스테르, 아디프산 에스테르, 트리멜리트산 에스테르, 인산 에스테르, 폴리에스테르, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 분산제는, 예를 들어, 물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 디메틸포름아미드 (DMF), 아세톤, N-메틸-피롤리돈 (NMP), 및 메틸-에틸 케톤 (MEK); 에폭시 수지; 우레아 수지; 멜라민 수지; 페놀 수지; 우레탄 수지; 아미드 수지; 아크릴 수지; 실리콘 수지; 트리글리세라이드; 디-2-에틸헥실프탈레이트 (DOP), 디부틸프탈레이트 (DBP), 디헥실프탈레이트 (DHP), 디이소노닐프탈레이트 (DINP), 및 디이소데실프탈레이트 (DIDP); 디옥틸말레이트; 디옥틸아디페이트; 트리에틸헥실트리멜리테이트 (TOTM), 트리이소노닐트리멜리테이트 (TINTM), 트리이소데실트리멜리테이트 (TIDTM); 지방족 알코올 또는 방향족 알코올의 인산 에스테르; 염소화 폴리에스테르; 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the aggregate mixture of the carbon nanotubes to which the magnetic particles are added may further include at least one dispersant, but the present invention is not limited thereto. The dispersant is mixed with the carbon nanotube agglomerate and the magnetic particles to disperse the carbon nanotube agglomerates through shear stress generated when the magnetic particles are aligned in the direction of the magnetic field according to application of the magnetic field . The dispersant may be any material that can be used as a dispersant having a predetermined viscosity to disperse the carbon nanotube aggregates. The dispersant may be a solvent such as water or alcohol, an organic solvent, a polymer resin capable of controlling viscosity, and a plasticizer. For example, the dispersant may be at least one selected from the group consisting of water, an organic solvent, an epoxy resin, a urea resin, a melamine resin, a phenol resin, a urethane resin, an amide resin, an acrylic resin, a silicone resin, a natural oil, a phthalic acid ester, But are not limited to, those selected from the group consisting of trimellitic acid esters, phosphoric acid esters, polyesters, and combinations thereof. The dispersant may be, for example, water; Methanol, ethanol, propanol, butanol, dimethylformamide (DMF), acetone, N -methyl-pyrrolidone (NMP), and methyl-ethyl ketone (MEK); Epoxy resin; Urea resin; Melamine resin; Phenolic resin; Urethane resin; Amide resin; Acrylic resin; Silicone resin; Triglyceride; Di-2-ethylhexyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP), dihexyl phthalate (DHP), diisononyl phthalate (DINP), and diisodecyl phthalate (DIDP); Dioctyl malate; Dioctyl adipate; Triethylhexyl trimellitate (TOTM), triisononyl trimellitate (TINTM), triisodecyl trimellitate (TID TM); Phosphoric esters of aliphatic alcohols or aromatic alcohols; Chlorinated polyester; ≪ / RTI > and combinations thereof.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분산제는 물, 알코올, 케톤 및 방향족 탄화수소 등과 같은 점도 조절제를 추가적으로 포함하여 분산에 용이한 점도로 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 분산제로 수용성 고분자가 사용되는 경우, 물 또는 알코올 등과 같은 점도 조절제가 첨가될 수 있으며, 상기 분산제로서 일반 고분자가 사용되는 경우 방향족 탄화수소 또는 케톤 등과 같은 점도 조절제가 첨가될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 점도 조절제는 분산제 내에 혼합되어 있는 자성입자가 자기장 인가에 반응하여 이동할 수 있을 정도의 점도로 혼합액의 점도를 조절하는 역할을 한다.According to one embodiment of the present invention, the dispersant may further include a viscosity adjusting agent such as water, alcohol, ketone, and aromatic hydrocarbon, and may be adjusted to an easily dispersible viscosity. For example, when the water-soluble polymer is used as the dispersing agent, a viscosity controlling agent such as water or alcohol may be added. When a general polymer is used as the dispersing agent, a viscosity controlling agent such as an aromatic hydrocarbon or a ketone may be added. But may not be limited thereto. The viscosity controlling agent serves to control the viscosity of the mixed liquid to such a degree that the magnetic particles mixed in the dispersing agent can move in response to the magnetic field application.

상기 분산제의 함량도 특별히 제한되지 않을 수 있지만, 예를 들어, 탄소나노튜브 응집체 약 1 중량부에 대하여 상기 분산제는 약 10 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 15 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 20 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 30 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 40 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 50 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 100 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 300 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 500 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 800 중량부 내지 약 1,000 중량부, 약 10 중량부 내지 약 800 중량부, 약 10 중량부 내지 약 500 중량부, 약 10 중량부 내지 약 300 중량부, 약 10 중량부 내지 약 100 중량부, 약 10 중량부 내지 약 50 중량부, 약 10 중량부 내지 약 40 중량부, 약 10 중량부 내지 약 30 중량부, 약 10 중량부 내지 약 20 중량부, 약 10 중량부 내지 약 15 중량부, 또는 약 20 중량부 내지 약 50 중량부의 양으로 함유될 수 있다.
The content of the dispersant is not particularly limited. For example, about 1 part by weight of the aggregate of carbon nanotubes may contain about 10 parts by weight to about 1,000 parts by weight, about 15 parts by weight to about 1,000 parts by weight, 20 parts by weight to about 1,000 parts by weight, about 30 parts by weight to about 1,000 parts by weight, about 40 parts by weight to about 1,000 parts by weight, about 50 parts by weight to about 1,000 parts by weight, about 100 parts by weight to about 1,000 parts by weight, About 500 parts by weight to about 1,000 parts by weight, about 800 parts by weight to about 1,000 parts by weight, about 10 parts by weight to about 800 parts by weight, about 10 parts by weight to about 500 parts by weight, about 300 parts by weight to about 1,000 parts by weight, about 500 parts by weight to about 1,000 parts by weight, From about 10 parts by weight to about 30 parts by weight, from about 10 parts by weight to about 30 parts by weight, from about 10 parts by weight to about 300 parts by weight, from about 10 parts by weight to about 100 parts by weight, from about 10 parts by weight to about 50 parts by weight, 10 parts by weight to about 20 parts by weight, about 10 parts by weight to about 15 parts by weight , Or about 20 may be contained in an amount of parts by weight to about 50 parts by weight.

이하, 실시예 및 도면을 이용하여 본원을 좀더 구체적으로 설명하지만, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and drawings, but the present invention is not limited thereto.

[[ 실시예Example ]]

도 2는 본 실시예에 따른 연속 분산 장치의 실제 배치 사진이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 연속 분산 장치를 설치하고 하기와 같이 탄소나노튜브 분산 실험을 수행하였다.2 is an actual arrangement photograph of the continuous dispersion apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the continuous dispersing apparatus was installed and carbon nanotube dispersion experiments were performed as described below.

탄소나노튜브와 자성입자 사이의 부착은 2005 년 Stoffelbach 등에 의해 실시된 라디칼 개시제 부착법이 이용되었다. 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산) [4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid)] 1.5 g이 녹아있는 증류수 100 mL에 마그네타이트 자성입자를 다중벽 탄소나노튜브 (MWNTs) 대비, 각각 3 배, 4 배, 5 배, 6 배, 7 배, 및 8 배의 중량 비율로 넣고 80℃에서 10 시간 동안 질소 가스를 주입하여 탄소나노튜브의 표면에 자성입자를 부착시켰다. 탄소나노튜브 응집체와 자성입자가 1:3의 중량비로 부착된 탄소나노튜브-마그네타이트 결합체에 용매의 일종인 NMP (N-methyl-pyrrolidone)를 탄소나노튜브 응집체 무게 대비 10 배의 중량 비율로 첨가한 후, 분산부 (100)에서 분산시키고, 분산된 탄소나노튜브-마그네타이트 결합체 혼합액을 입도 분리부로 이송시켰다. 상기 혼합액이 이송된 입도 분리부에 1 T의 자기장을 2 초 간격으로 8 시간 동안 인가하여 탄소나노튜브를 분산시키고, 분산이 완료된 탄소나노튜브를 포함하는 용액을 포집부로 회수하였다.
Adhesion between carbon nanotubes and magnetic particles was performed by the radical initiator attachment method of Stoffelbach et al. (MWNTs) were prepared by adding magnetite magnetic particles to 100 mL of distilled water containing 1.5 g of 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) [4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) And the magnetic particles were attached to the surface of the carbon nanotubes by injecting nitrogen gas at 80 ° C for 10 hours. NMP (N-methyl-pyrrolidone), a solvent, was added to a carbon nanotube-magnetite complex having carbon nanotube aggregates and magnetic particles at a weight ratio of 1: 3 at a weight ratio of 10 times the weight of the carbon nanotube aggregates Then, the dispersion liquid was dispersed in the dispersion unit 100, and the mixed carbon nanotube-magnetite complex mixture was transferred to the particle separation unit. A magnetic field of 1 T was applied to the particle separator through which the mixed solution was transferred for 8 hours at intervals of 2 seconds to disperse the carbon nanotubes and recover the solution containing the dispersed carbon nanotubes as a collecting part.

[[ 실험예Experimental Example ]]

실시예에서 수득된, 분산이 완료된 탄소나노튜브를 포함하는 용액을 글라스 기판 위에 스프레이 도장한 후, SEM 이미지를 찍어 탄소나노튜브가 분산된 정도를 확인해보았다. 그 결과, 탄소나노튜브 응집체들의 분산이 잘 이루어진 것을 확인할 수 있었다.
The solution containing the dispersed carbon nanotubes obtained in the examples was sprayed onto a glass substrate, and then SEM images were taken to confirm the degree of dispersion of the carbon nanotubes. That As a result, it was confirmed that the carbon nanotube aggregates were well dispersed.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

100: 분산부
200: 입도 분리부
210: 용기의 투입부
220: 용기의 제 1 회수부
230: 용기의 제 2 회수부
240: 입도 분리용 전자석
250: 용기 본체
300: 분산용 전자석
350: 입도 분리용 전자석의 자기장 인가 장치
360: 분산용 전자석의 자기장 인가 장치
400: 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액의 이송을 위한 연동펌프
500: 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액의 분리·수득을 위한 연동펌프
600: 포집부
100: dispersion part
200: particle size separator
210: input portion of the container
220: First container of the container
230: second vessel of vessel
240: electromagnet for particle size separation
250: container body
300: Dispersing electromagnet
350: magnetic field applying device of electromagnet for particle size separation
360: magnetic field applying device of dispersing electromagnet
400: Peristaltic pump for transporting mixed liquid containing carbon nanotubes
500: peristaltic pump for separation and preparation of a solution containing dispersed carbon nanotubes
600: collection part

Claims (2)

자성입자가 부착된 탄소나노튜브의 응집체 혼합액을 투입하여 분산시키는 분산부;
상기 분산부에 자기장을 인가하여, 상기 탄소나노튜브 응집체 혼합액을 분산시키기 위한 분산용 전자석;
상기 분산부에서 자기장에 의하여 분산이 이루어진 탄소나노튜브 혼합액이 유입되는, 입도 분리용 전자석이 구비된 입도 분리부;
상기 입도 분리부로부터 회수된, 분산된 탄소나노튜브를 포함하는 용액을 분리·수득하기 위한 이송용 연동펌프; 및,
상기 분산부에 연결되며, 상기 입도 분리부로부터 회수된 탄소나노튜브를 포함하는 혼합액을 이송시키는 연동펌프를 포함하며,
상기 분산용 전자석 및 상기 입도 분리용 전자석은 전자석을 각각 두 개 이상 포함하는 것인,
탄소나노튜브의 연속 분산 장치.
A dispersing unit for dispersing and mixing an aggregate mixture of carbon nanotubes having magnetic particles attached thereto;
A dispersing electromagnet for dispersing the carbon nanotube aggregate mixture by applying a magnetic field to the disperser;
A particle separator provided with an electromagnet for particle size separation into which a carbon nanotube mixture liquid dispersed by a magnetic field flows in the dispersing unit;
A peristaltic pump for separating and obtaining a solution containing the dispersed carbon nanotubes recovered from the particle size separator; And
And a peristaltic pump connected to the dispersing unit and transferring the mixed liquid including the carbon nanotubes recovered from the particle separator,
Wherein the dispersing electromagnet and the particle separating electromagnet each include two or more electromagnets,
Continuous dispersion device of carbon nanotubes.
제 1 항에 있어서,
상기 분산용 전자석 및 상기 입도 분리용 전자석은 각각의 두 개 이상의 전자석에 교대로 자기장이 인가되는 것을 포함하는 것인, 탄소나노튜브의 연속 분산 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the dispersing electromagnet and the particle separating electromagnet each include a magnetic field alternately applied to each of two or more electromagnets.
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