KR101483508B1 - Method of preparing an activated carbon having honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 흡착 공정에 비하여 압력 강하가 낮게 요구되는 흡착 공정에서 흡착제로서 활용할 수 있는 허니컴 구조를 가지는 다공성 탄소재료를 제조하는 방법에 관한 것으로서, a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 및 열경화성 수지 플라스틱 골판지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라스틱 골판지를 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 a)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 핏치 및 열경화성 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 함침 용액에 함침하는 단계; c) 상기 b)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계; 및 d) 상기 c)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 수증기(H2O), 공기 또는 이산화탄소(CO2) 분위기 하에서 600 내지 1200℃의 온도에서 열처리하여 활성화시키는 단계;를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법이 제공된다.The present invention relates to a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure that can be utilized as an adsorbent in an adsorption process requiring a low pressure drop compared to a conventional adsorption process, comprising the steps of: a) Laminating at least one plastic corrugated board selected from the group consisting of a plurality of layers, and applying an adhesive between the layers to manufacture a honeycomb structure; b) impregnating the honeycomb structure obtained in the step a) with an impregnation solution containing at least one selected from the group consisting of a pitch and a thermosetting resin; c) carbonizing the honeycomb structure obtained in the step b) by heat treatment at 600 to 1200 ° C; And d) activating the honeycomb structure obtained in the step c) by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. in an atmosphere of water (H 2 O), air or carbon dioxide (CO 2 ) to activate the honeycomb structure A method of manufacturing a carbon material is provided.
허니컴, 다공성 탄소재료, 플라스틱 골판지 Honeycomb, porous carbon material, plastic corrugated cardboard
Description
본 발명은 기존의 흡착 공정에 비하여 압력 강하가 낮게 요구되는 흡착 공정에서 흡착제로서 활용할 수 있는 허니컴 구조를 가지는 다공성 탄소재료를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure that can be utilized as an adsorbent in an adsorption process requiring a lower pressure drop compared to a conventional adsorption process.
흡착능력을 갖는 허니컴 구조의 소재는 일반적인 흡착탑에 비하여 처리하고자 하는 유체의 유량이 크거나 또는 유속이 매우 빨라서 압력 강하가 크게 발생하는 공정에서 필요하게 된다. The material of the honeycomb structure having the adsorption ability is required in a process in which the flow rate of the fluid to be treated is larger than that of the general adsorption tower or the flow rate is very high and the pressure drop is largely generated.
이의 제조 방법으로는 탄소질 흡착제 분말을 포함하는 종이를 통상 골판지를 제조하는 공정에 의하여 제조하는 방법이 일반적이다. As a manufacturing method thereof, a method is generally used in which a paper containing a carbonaceous adsorbent powder is usually manufactured by a process of manufacturing a corrugated cardboard.
일본특허공개 제1988-319022호는 활성 탄소분말을 분산시킨 종이 원료 현탁액을 이용하여 종이를 제조하고, 이 종이로 골판지 형태로 조립하여 골판지 상자를 구성하는 방법을 개시하고 있다. 상기 골판지 상자는 활성 탄소 분말에 의해 흡착력을 가지므로 공기정화 효과를 나타낸다. 그러나 이와 같이 제조된 골판지는 종이 원료 현탁액에 활성 탄소 분말을 분산시키는데, 이 과정에서 현탁 용액 중의 여러 성분이 활성 탄소 분말에 흡착하게 되어, 상기 흡착력을 나타낼 수 있는 활성 탄소 분말의 흡착력을 대부분 잃게 된다. 따라서 그 효과를 충분히 발휘한다고 보기 곤란하다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1988-319022 discloses a method of producing paper using a paper stock suspension in which activated carbon powder is dispersed and assembling the paper into a corrugated cardboard form. The corrugated cardboard box has an adsorption force by the activated carbon powder and thus exhibits an air purifying effect. However, the corrugated paper thus produced disperses the activated carbon powder in the suspension of the paper raw material. In this process, various components in the suspension solution are adsorbed on the activated carbon powder, so that the adsorption power of the activated carbon powder capable of exhibiting the adsorption force is largely lost . Therefore, it is difficult to see the effect sufficiently.
대한민국 특허공개공보 제2003-0080823호는 상기의 특허와 유사하게, 사이징된 펄프에 충전재로 활성탄을 혼합하여 종이를 제조함으로써 종이섬유 사이에 활성탄을 포함시키고, 이를 이용하여 일반 상자 및 골판지 등을 제조함을 개시하고 있다. 그러나, 이와 같이 제조된 종이는 제조과정에서 사이징제와의 반응 등에 의하여 비표면적 값이 100㎡/g 전후로 크게 저하되어, 흡착력이 저조하게 되는 문제점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0080823 discloses a method of manufacturing paper by mixing activated carbon as a filler into sized pulp and incorporating activated carbon between paper fibers to manufacture general boxes and corrugated paper . However, the paper thus produced has a problem that the specific surface area value is significantly lowered to about 100
이에 대하여, 대한민국 특허공개공보 제2001-0019360호에 의하면, 골판지의 제조에 있어서 골심지와 라이너의 사이의 골내에 활성 탄소 분말을 충전하여 골판지를 제작하는 방법을 적용하여 활성탄의 흡착력을 잃지 않도록 한 골판지 상자를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법은 흡착력을 가진 상자의 소재로서 사용하는 용도로는 적합하나, 이는 허니컴 성형체의 빈 공간에 흡착제를 충전한 것이므로 성형체의 골을 통하여 기체를 통과시켜 흡착 또는 촉매 효과를 구현하려는 경우에 있어서는 허니컴 성형체의 특징을 갖지 않게 되어 압력 강하가 크며, 또한 흡착제로 사용되는 활성탄이 골의 내부에 고정되어 있지 않고 단순히 채워져 있게 되므로 판지의 절단 등 가공시에 손실되거나 사용시에 기체의 통과에 의하여 비산될 수 있는 문제점을 가지고 있다. On the other hand, according to Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0019360, in the production of corrugated cardboard, by applying a method of manufacturing corrugated cardboard by filling activated carbon powder in the corrugation between the corrugated cardboard and the liner, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > This method is suitable for use as a material for a box having an adsorption force. However, since the honeycomb formed body is filled with an adsorbent in an empty space of the honeycomb formed body, when the adsorption or catalytic effect is to be achieved by passing the gas through the bone of the formed body, The activated carbon used as the adsorbent is not fixed to the inside of the bone but is simply filled. Therefore, it is lost during the cutting process of the cardboard or may be scattered by passing the gas during use I have a problem.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명자들에 의한 대한민국 특허 제 0601094호에 의하면 허니컴 형태로 종이 골판지를 적층하여 핏치 또는 열경화성 수지를 포함하는 용액을 함침시키고, 허니컴 구조체를 열처리하여 활성화하는 방법에 의한 다공성 탄소재료의 제조방법을 개시한 바 있다. 이 방법은 상대적으로 높은 비표면적을 가지는 허니컴 구조의 흡착제를 제공하고 있으나, 기질이 종이 골판지를 사용하기 때문에 원자재의 강도가 비교적 약하므로 제조공정에서의 운반 등의 과정에 있어서 허니컴 형태를 유지하도록 하는데 어려움을 가지고 있다. 또한, 열처리 후에도 종이에서의 불순물이 일부 잔류하게 되어, 보다 높은 순도의 활성탄이 필요한 경우 적용이 곤란한 일부 문제점을 가지고 있었다.According to Korean Patent No. 0601094 by the inventors of the present invention, a paper corrugated cardboard is laminated in the form of a honeycomb to impregnate a solution containing a pitch or a thermosetting resin, and the honeycomb structure is heat- A method of manufacturing a carbon material has been disclosed. Although this method provides an adsorbent having a honeycomb structure having a relatively high specific surface area, since the strength of the raw material is relatively weak because the substrate is made of paper corrugated paper, the honeycomb shape is maintained in the process of transportation in the manufacturing process It has difficulties. Further, after the heat treatment, a part of the impurities in the paper remains, and there is a problem that it is difficult to apply when activated carbon having a higher purity is required.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제를 해결하는 것으로서, 구체적으로는 기존의 허니컴 구조의 활성탄으로서의 장점을 유지하면서, 열가소성 수지 및 열경화성 수지계의 플라스틱 골판지를 원료로 이용함으로써 제조공정상 취급에의 어려움을 해소하고, 보다 순수한 탄소 순도를 갖는 허니컴 구조를 가지는 다공성 탄소재료의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to solve the above problems of the prior art and to provide a method of manufacturing a honeycomb structure by using a thermoplastic resin and a thermosetting resin- And to provide a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure having a more pure carbon purity.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,In order to achieve the above object,
제1 견지로서, a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 및 열경화성 수지 플라스틱 골판지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라스틱 골판지를 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 a)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 핏치 및 열경화성 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 함침 용액에 함침하는 단계; c) 상기 b)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계; 및 d) 상기 c)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 수증기(H2O), 공기 또는 이산화탄소(CO2) 분위기 하에서 600 내지 1200℃의 온도에서 열처리하여 활성화시키는 단계;를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As a first aspect, there is provided a method of manufacturing a honeycomb structural body, comprising the steps of: a) laminating at least one plastic corrugated board selected from the group consisting of a thermoplastic resin plastic corrugated board and a thermosetting resin plastic corrugated board to a plurality of layers and applying an adhesive between the respective layers; b) impregnating the honeycomb structure obtained in the step a) with an impregnation solution containing at least one selected from the group consisting of a pitch and a thermosetting resin; c) carbonizing the honeycomb structure obtained in the step b) by heat treatment at 600 to 1200 ° C; And d) activating the honeycomb structure obtained in the step c) by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. in an atmosphere of water (H 2 O), air or carbon dioxide (CO 2 ) to activate the honeycomb structure A method for producing a carbon material,
제2 견지로서, 상기 b) 함침 단계 후에 가열 경화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As a second aspect, the present invention further provides a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, which further comprises a step of heating and curing after the b) impregnation step,
제3 견지로서, 상기 탄화단계는 분당 0.1 내지 20℃의 속도로 승온하여 열처리 온도에 도달하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that the carbonization step is carried out at a rate of 0.1 to 20 ° C per minute to reach a heat treatment temperature,
제4 견지로서, 상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 폴리스티렌(polystyrene)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나이며, 상기 열경화성 수지는 페놀 수지(phenolic resin), 푸르푸릴알코올(furfuryl alcohol), 우레아 수지(urea resin), 멜라민 수지(melamine resin), 알키드 수지(alkid resin), 에폭시 수지(epoxy resin) 및 불포화 폴리에스테르 수지(unsaturated polyester resin)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나임을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,In a fourth aspect, the thermoplastic resin is any one selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene, polyvinylchloride, and polystyrene, and the thermosetting resin is a phenolic resin A group consisting of a furfuryl alcohol, a urea resin, a melamine resin, an alkid resin, an epoxy resin and a unsaturated polyester resin. A method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure,
제5 견지로서, 상기 핏치와 열경화성 수지의 함침량은 합계 중량으로서 상기 허니컴 구조체의 중량에 대하여 1:0.1~10의 비를 갖는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,In a fifth aspect, the present invention provides a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, wherein the impregnated amount of the pitch and the thermosetting resin is a total weight of 1: 0.1 to 10 based on the weight of the honeycomb structure,
제6 견지로서, 단계 b)의 함침 용액은 상기 핏치 및 열경화성 수지의 합계 중량에 대하여 3배 이하의 활성 탄소 분말을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법,As a sixth aspect, the impregnation solution of step b) further comprises an activated carbon powder of not more than 3 times the total weight of the pitch and the thermosetting resin,
제7 견지로서, 상기 핏치는 석탄계 핏치, 석유계 핏치 및 합성 핏치로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나임을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,According to a seventh aspect, there is provided a method of manufacturing a porous carbon material having a honeycomb structure, wherein the pitch is at least one selected from the group consisting of coal-based pitch, petroleum pitch and synthetic pitch.
제8 견지로서, 상기 c) 탄화공정은 불활성 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As a eighth aspect, there is provided a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that the carbonization step is carried out in an inert atmosphere,
제9 견지로서, 상기 접착제는 열경화성 수지 접착제임을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As a ninth aspect, there is provided a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that the adhesive is a thermosetting resin adhesive,
제 10 견지로서, a) 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 a)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 분당 0.1 내지 20℃의 속도로 승온하여 불활성 분위기 하에서 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계; 및 c) 상기 b)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 수증기(H2O), 공기 또는 이산화탄소(CO2) 분위기 하에서 600 내지 1200℃의 온도에서 열처리하여 활성화시키는 단계;를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As a tenth aspect, there is provided a method of manufacturing a honeycomb structural body, comprising the steps of: a) laminating a thermosetting resin plastic corrugated cardboard to a plurality of layers and applying an adhesive between the layers; b) heating the honeycomb structure obtained in the step a) at a rate of 0.1 to 20 ° C per minute and heat-treating it at 600 to 1200 ° C under an inert atmosphere to carbonize the honeycomb structure; And c) activating the honeycomb structure obtained in the step b) by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. in an atmosphere of water (H 2 O), air or carbon dioxide (CO 2 ) to activate the honeycomb structure A method for producing a carbon material,
제11 견지로서, a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 및 열경화성 수지 플라스틱 골판지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라스틱 골판지를 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 a)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 핏치 및 열경화성 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 함침 용액에 함침하되, 함침량이 허니컴 구조체 중량의 0.2 내지 10배가 되도록 함침시키는 단계; 및 c) 상기 b)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 수증기(H2O), 공기 또는 이산화탄소(CO2) 분위기 하에서 600 내지 1200℃의 온도에서 열처리하여 활성화시키는 단계;를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As a eleventh aspect, there is provided a method of manufacturing a honeycomb structural body, comprising the steps of: a) laminating at least one plastic corrugated board selected from the group consisting of a thermoplastic resin plastic corrugated board and a thermosetting resin plastic corrugated board to a plurality of layers and applying an adhesive between the layers; b) impregnating the honeycomb structure obtained in the step a) with an impregnation solution containing at least one selected from the group consisting of a pitch and a thermosetting resin, the impregnation amount being 0.2 to 10 times the weight of the honeycomb structure; And c) activating the honeycomb structure obtained in the step b) by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. in an atmosphere of water (H 2 O), air or carbon dioxide (CO 2 ) to activate the honeycomb structure A method for producing a carbon material,
제12 견지로서, 상기 b) 함침 단계에서 함침용액이 열경화성 수지를 포함하 는 경우에는 가열하여 경화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법, 및As a twelfth aspect, there is provided a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, further comprising a step of heating and curing if the impregnating solution contains a thermosetting resin in the step b)
제13 견지로서, a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 및 열경화성 수지 플라스틱 골판지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라스틱 골판지를 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 a)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 핏치 및 열경화성 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나; 및 활성 탄소 분말을 포함하는 함침 용액에 함침하되, 함침량이 허니컴 구조체 중량의 0.1 내지 10배가 되도록 함침시키는 단계; 및 c) 상기 b)단계에서 획득된 허니컴 구조체를 분당 0.1 내지 20℃의 온도로 승온하여 불활성 분위기 하에서 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계;를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법을 제공한다.According to a thirteenth aspect, there is provided a method of manufacturing a honeycomb structural body, comprising the steps of: a) laminating at least one plastic corrugated board selected from the group consisting of a thermoplastic resin plastic corrugated board and a thermosetting resin plastic corrugated board to a plurality of layers and applying an adhesive between the layers; b) at least one of the honeycomb structures obtained in the step a) is selected from the group consisting of a pitch and a thermosetting resin; And an activated carbon powder so that the impregnation amount is 0.1 to 10 times the weight of the honeycomb structure; And c) carbonizing the honeycomb structure obtained in the step b) by raising the temperature of the honeycomb structure obtained at a temperature of 0.1 to 20 占 폚 / minute and heat-treating the mixture at 600 to 1200 占 폚 in an inert atmosphere to produce a porous carbon material having a honeycomb structure .
본 발명의 방법에 의해 비표면적이 크며, 종래의 종이 골판지에 비하여 우수한 강도를 갖는 허니컴 구조를 가지는 다공성 탄소재료를 제조하는 것이 가능하다. By the method of the present invention, it is possible to produce a porous carbon material having a large specific surface area and having a honeycomb structure having excellent strength as compared with conventional paper corrugated paper.
본 발명에 따라 얻어지는 다공성 탄소재료는 골의 가운데가 비어있는 구조를 가져 구조체 전체에 걸쳐 우수한 흡착능력을 가지므로 종래의 허니컴 형태 흡착제에 비하여 높은 비표면적을 가진다.The porous carbon material obtained according to the present invention has a hollow structure in which the center of the bone is hollow, and has a high specific surface area as compared with the conventional honeycomb adsorbent because it has excellent adsorption ability over the entire structure.
또한 탄소의 순도가 매우 높아서 액체상태의 피흡착질을 통과시켜 사용하는 경우에도 불순물의 용출이 없으므로 안전하게 사용할 수 있는 특성을 갖는다. In addition, since the purity of carbon is very high, even when passing through the adsorbate to be adsorbed in a liquid state, there is no elution of impurities, and therefore, it can be used safely.
이러한 본 발명의 다공성 탄소재료는 음식점 배출가스의 정화, 자동차 배기가스 제거, 공기정화, 용매회수 및 공업제품의 정제시 사용되는 촉매 또는 흡착제 등으로 바람직하게 적용 가능하다.The porous carbon material of the present invention can be suitably applied as a catalyst or an adsorbent for purifying a restaurant exhaust gas, removing exhaust gas from an automobile, purifying air, recovering a solvent, and purifying an industrial product.
이하, 본 발명을 각 단계별로 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail in each step.
단계 a): 허니컴 구조체 제조 단계Step a): Production of the honeycomb structure
허니컴 구조(honeycomb structure)는 벌집 모양으로 가운데가 비어있는 중공 형태를 갖는 것으로서, 이러한 허니컴 구조를 가지는 흡착제는 비표면적이 높고, 일정 공간의 기체 유로가 확보될 뿐만 아니라, 외부 힘을 전체에 고르게 분산시킬 수 있어 외부 압력에 대하여 견딜 수 있다. The honeycomb structure is a honeycomb structure having a hollow shape with an empty center. The adsorbent having such a honeycomb structure has a high specific surface area and ensures a gas flow path in a certain space, And can withstand external pressures.
본 발명의 방법은 열가소성 수지 플라스틱 골판지 및 열경화성 수지 플라스틱 골판지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라스틱 골판지를 복수의 층으로 적층하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계를 포함한다.The method of the present invention includes the steps of laminating at least one plastic cardboard selected from the group consisting of thermoplastic resin plastic corrugated board and thermosetting resin plastic corrugated board to a plurality of layers to produce a honeycomb structure.
본 발명에서 사용되는 골판지는 열가소성 수지 플라스틱 골판지 또는 열경화성 수지 플라스틱 골판지로서, 통상의 종이 골판지의 제조방법과 동일한 방법으로 제조되며, 골심지와 라이너를 여러 층 적층하는 방법에 의해 단면이 허니컴 구조를 갖는 허니컴 구조체를 제작하게 된다. The corrugated cardboard used in the present invention is a thermoplastic resin corrugated cardboard or a thermosetting resin plastic corrugated cardboard which is manufactured by the same method as a conventional method for producing cardboard corrugated paper and is manufactured by laminating several layers of corrugated cardboard and liner, Thereby constructing the structure.
도 1은 통상적인 골판지 단면을 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 골판지를 사용하여 제작된 허니컴 구조체를 나타낸 것이다.FIG. 1 shows a conventional corrugated cardboard section, and FIG. 2 shows a honeycomb structure manufactured by using the corrugated cardboard of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 골판지(10)는 양측에 라이너(1,3)가 위치하고, 그 중심에 골심지(2)가 위치하여 파도형의 골이 형성된 골판지(10)가 제조된다. 이러한 구조의 골판지(10)를 이용하여 골심지(2)와 라이너(1,3)를 여러 층 적층하는 방법에 의해 단면이 허니컴 구조를 갖는 허니컴 구조체(100)를 제작한다. 1 and 2, the
이러한 허니컴 구조체(100)의 제작은 골판지 제작 분야에서 통상적으로 사용되는 골판지용 원지를 접착제로 처리하는 방법으로 제작될 수 있으며, 본 발명에서 상세히 설명하지 않는다. The production of the
본 발명에 있어서, 골판지 층을 여러 층 적층함에 있어서는 접착제를 적용하여 행하는데, 이때 사용되는 상기 접착제는 골판지 제조에서 일반적으로 사용하는 접착제를 사용하여도 무방하나, 열경화성 수지계의 접착제를 사용할 경우 최종의 허니컴 구조 활성탄 제품의 강도가 더욱 강하게 유지되게 된다. In the present invention, when laminating a plurality of corrugated cardboard layers, an adhesive is applied. The adhesive used in this case may be an adhesive generally used in corrugated cardboard manufacture. However, if a thermosetting resin adhesive is used, The strength of the honeycomb structure activated carbon product can be maintained more strongly.
본 발명에서 사용되는 상기 골판지 재질로서, 일반적으로 사용되고 있는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 등 열가소성 수지 재질의 골판지를 그대로 사용할 수 있으며, 각종 열경화성 수지를 이용하여 골판지를 제작하여 그대로 원재료로서 사용할 수 있다. 나아가, 열가소성 재질의 골판지와 열경화성 재질을 골판지를 적층하여 사용할 수도 있다.As the corrugated cardboard material used in the present invention, a corrugated cardboard made of a thermoplastic resin such as polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene or the like which is generally used can be used as it is. Corrugated cardboard can be produced using various thermosetting resins and used as a raw material . Further, a corrugated cardboard made of a thermoplastic material and a thermosetting material can be laminated on a corrugated cardboard.
이와 같이 원재료로 사용되는 플라스틱 골판지 재질은 후속공정에서 열처리되어 탄소 재질의 흡착제가 제조되게 되며, 허니컴 구조체 제작시 사용되는 접착제 역시 후속공정의 열처리에 의해 탄소 성분만이 남게 된다. The plastic corrugated board material used as a raw material is heat-treated in a subsequent process to produce an adsorbent of carbon material, and the adhesive used in the production of the honeycomb structure is also left with only the carbon component by the heat treatment in the subsequent process.
단계 b): 함침 단계Step b): Impregnation step
본 발명은 상기 허니컴 구조체를 핏치 및 열경화성 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 함침 용액에 함침하는 단계를 포함한다.The present invention includes a step of impregnating the honeycomb structure with an impregnation solution containing at least one selected from the group consisting of a pitch and a thermosetting resin.
상기 함침 용액은 핏치 또는 열경화성 수지를 유기 용매에 용해시켜 허니컴 구조체에 상기 화합물이 골고루 도포되도록 적절히 점도를 조절한다. 상기 핏치 또는 열경화성 수지는 일정 점도를 지니고 있어, 허니컴 구조체에 대한 결합을 용이하게 하고 최종 얻어지는 허니컴 구조체의 다공성 탄소재료의 강도를 유지시키는 결합재의 역할을 수행함은 물론, 후속 공정에서 열처리되어 탄소 성분으로 남게 되어 다공성 탄소재료를 구성한다. The impregnating solution is prepared by dissolving a pitch or a thermosetting resin in an organic solvent to appropriately adjust the viscosity so that the compound is uniformly applied to the honeycomb structure. The pitch or the thermosetting resin has a predetermined viscosity and serves as a binder that facilitates bonding to the honeycomb structure and maintains the strength of the porous carbon material of the finally obtained honeycomb structure, Thereby forming a porous carbon material.
본 발명에서 사용가능한 상기 핏치로는, 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 콜타르나 석유계 중질유로부터 제조된 석탄계 핏치 및 석유계 핏치 또는 기타 유기물로부터 합성된 핏치 모두 가능하다. The kind of the pitch that can be used in the present invention is not particularly limited, and it is possible to use coal pitch produced from coal tar or petroleum heavy oil, and pitch synthesized from petroleum pitch or other organic material.
상기 함침에 사용되는 열경화성 수지 또한 특별히 한정하지 않으나, 페놀 수지(phenolic resin), 푸르푸릴알코올(furfuryl alcohol), 우레아 수지(urea resin), 멜라민 수지(melamine resin), 알키드 수지(alkid resin), 에폭시 수지(epoxy resin) 및 불포화 폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지가 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 페놀 수지가 사용된다.The thermosetting resin used for the impregnation is not particularly limited, and examples thereof include phenolic resin, furfuryl alcohol, urea resin, melamine resin, alkyd resin, epoxy resin, At least one resin selected from the group consisting of an epoxy resin and a unsaturated polyester resin may be used, and a phenol resin is preferably used.
상기 유기 용매는 상기 함침에 사용되는 열경화성 수지를 용해시킬 수 있으면서 열가소성 수지계의 골판지 기재의 형상유지가 가능하면 모두 사용할 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않는다. 열경화성 수지계의 허니컴 구조체를 함침하는 경우에는 골판지 제조시에 경화단계를 거쳐서 제조되어 안정하므로, 상기의 함침에 사용되는 열경화성 수지를 용해시키기 위한 유기용매에는 용해되지 않으므로 별도 제한없이 사용할 수 있다.The organic solvent can be used as long as it can dissolve the thermosetting resin used for the impregnation and can maintain the shape of the thermoplastic resin corrugated board substrate, and is not particularly limited in the present invention. When the thermosetting resin-based honeycomb structure is impregnated, it is manufactured through the curing step in the production of corrugated cardboard and is stable. Therefore, it can be used without any limitation as it is not dissolved in the organic solvent for dissolving the thermosetting resin used for impregnation.
본 단계의 함침 공정은 단계 a)에서 제공된 허니컴 구조체를 함침 용액에 함침시켜 충분한 양의 핏치 또는 열경화성 수지를 함유하도록 한다.The impregnation step of this step is such that the honeycomb structure provided in step a) is impregnated with the impregnation solution to contain a sufficient amount of pitch or thermosetting resin.
이때 허니컴 구조체에 함유되는 핏치 또는 열경화성 수지의 함침량은 허니컴 구조체의 중량에 대하여 0.1배 내지 10배의 비율로 사용된다. 만약, 상기 중량비가 0.1배 미만인 경우 허니컴 구조체는 열처리공정에서 열가소성 수지 기재가 연화되어 구조체의 유지가 곤란하게 되므로 제조가 곤란하며 중량비가 10배 이상인 경우, 허니컴 구조체를 이루는 골판지의 골의 크기가 큰 경우에도 골에 핏치 또는 열경화성 수지가 충전되어 막히게 되어, 허니컴 형태로서 제조가 곤란한 문제점이 있다. At this time, the impregnation amount of the pitch or the thermosetting resin contained in the honeycomb structure is 0.1 to 10 times the weight of the honeycomb structure. If the weight ratio is less than 0.1 times, the honeycomb structure is difficult to manufacture because the thermoplastic resin base is softened in the heat treatment process and it is difficult to maintain the structure. If the weight ratio is 10 times or more, the size of the corrugated cardboard of the honeycomb structure is large There is a problem that the bone is filled with a pitch or a thermosetting resin so as to be clogged, making it difficult to manufacture the honeycomb shape.
이때, 함침 용액으로 유기용매에 용해된 열경화성 수지를 포함하여 사용하는 경우, 후속의 열처리 단계를 수행하기 전에 경화 공정을 수행하여 점성을 갖지 않도록 하여 상기 열경화성 수지에 함침된 허니컴 구조체의 취급을 용이하게 할 수도 있다. 상기 경화는 사용된 각 함침용 수지에 따라 적합한 온도로 열을 가해 수행하며, 필요에 따라 각 열경화성 수지의 경화에 통상적으로 사용되는 경화제를 첨가하여 사용할 수 있으며, 이러한 경화제의 사용은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선택하여 사용될 수 있다.In this case, when the thermosetting resin dissolved in the organic solvent is used as the impregnation solution, the curing process is performed before performing the subsequent heat treatment step so as to avoid viscosity, so that the handling of the honeycomb structure impregnated in the thermosetting resin can be facilitated You may. The curing is performed by applying heat at a suitable temperature according to each impregnating resin used. If necessary, a curing agent usually used for curing each thermosetting resin may be added and used. And can be appropriately selected and used by those skilled in the art.
핏치를 함침 용액에 포함하여 사용하는 경우에는 통상의 방법으로 사용된 핏치가 상온에서 점성을 갖지 않도록 용매를 증발시켜서 후속의 열처리 단계를 수행하면 취급이 보다 용이하다. 이 단계는 공정의 구성상 반드시 필요한 것은 아니나, 후속의 공정에서 핏치 또는 열경화성 수지가 함침된 허니컴 구조체가 상호 융착되는 것을 방지할 수 있다. When the pitch is used in the impregnation solution, the solvent is evaporated so that the pitch used in the conventional method is not viscous at room temperature, and the subsequent heat treatment step is easier to handle. This step is not necessarily required due to the constitution of the process, but it is possible to prevent mutual fusion of the honeycomb structure impregnated with the pitch or the thermosetting resin in the subsequent step.
한편, 단계 a에서의 플라스틱 골판지 재질이 열경화성 수지를 이용하여 제조된 경우에는 그 자체로도 탄화수율이 높아서 후속공정의 처리에 의하여 흡착능력을 갖게 되므로, 본 단계의 함침공정은 생략이 가능하다.On the other hand, when the plastic corrugated cardboard material in step a is manufactured using a thermosetting resin, the carbonization yield is high by itself, so that the impregnation step of this step can be omitted because the adsorption capability is obtained by the subsequent processing.
또한, 상기에 더하여 필요에 따라 핏치 또는 열경화성 수지에 활성 탄소 분말(activated carbon powder)을 더욱 함유시킬 수 있다. 상기 활성 탄소 분말은 산화 분위기 하에서 표면이 산화된 분말로서, 비표면적이 크고 미세 기공을 포함하고 있어 흡착능이 우수한 특징이 있다. In addition, if necessary, activated carbon powder may be added to the pitch or thermosetting resin. The activated carbon powder is a surface-oxidized powder in an oxidizing atmosphere and has a large specific surface area and includes fine pores, and thus has excellent adsorbability.
상기 활성 탄소 분말은 핏치 또는 열경화성 수지의 중량에 대해 3배 미만으로 첨가하여 비표면적을 향상시켜 고성능의 제품을 제조할 수 있다. 만약, 상기 함량비가 3배를 초과하게 되면 핏치 또는 열경화성 수지가 골판지 기재와의 결합재로서의 효과가 충분하지 못하여 부착 결합력이 약하게 되므로 바람직하지 않다. The activated carbon powder may be added in an amount of less than 3 times the weight of the pitch or the thermosetting resin to improve the specific surface area to produce a high-performance product. If the content ratio exceeds 3 times, the effect of the pitch or the thermosetting resin as a binder with the corrugated board substrate is not sufficient and the adhesion force becomes weak, which is not preferable.
단계 c: 탄화단계Step c: Carbonization step
본 발명은 상기 b) 함침 단계에서 획득된 허니컴 구조체를 열처리하여 탄화시키는 단계를 포함한다.The present invention includes the step of b) carbonizing the honeycomb structure obtained in the impregnating step by heat treatment.
본 단계는 상기 함침 용액이 함침된 허니컴 구조체를 고온에서 가열하여 핏치 또는 열경화성 수지 내의 타르 및 휘발 성분을 제거하여 고정 탄소만을 남게 하는 공정이다. 본 탄화단계에서는 흡착제 제조시 통상적으로 사용되는 탄화공정을 수행하게 된다. In this step, the honeycomb structure impregnated with the impregnation solution is heated at a high temperature to remove tar and volatile components in the pitch or the thermosetting resin to leave only the fixed carbon. In this carbonization step, the carbonization process commonly used in the production of the adsorbent is performed.
상기 탄화 공정은 허니컴 구조체의 산화를 방지하고 기계적 강도의 저하 또는 급속 가열로 인한 입자 표면에서의 기공 폐쇄 현상을 막기 위하여 불활성 분위기, 바람직하기로 질소 분위기 하에서 수행한다. The carbonization process is carried out in an inert atmosphere, preferably a nitrogen atmosphere, in order to prevent oxidation of the honeycomb structure and to prevent the mechanical strength from dropping or the pore-closing phenomenon on the particle surface due to rapid heating.
이때, 탄화 온도는 600 내지 1200℃에서 수행하는 것이 바람직하며 상기 온 도까지의 승온속도는 분당 0.1 내지 20℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 탄화온도가 600℃ 미만인 경우에는 허니컴 구조체를 장시간 동안 처리하여도 탄소화 효과를 기대하기 곤란하며, 1200℃를 초과하게 되면 단시간 동안 처리하더라도 결정화가 진행되어 추후의 활성화 공정에서 반응이 잘 일어나지 않게 된다. At this time, the carbonization temperature is preferably 600 to 1200 ° C, and the rate of temperature rise to the temperature is preferably in the range of 0.1 to 20 ° C per minute. When the carbonization temperature is less than 600 ° C, it is difficult to expect a carbonization effect even if the honeycomb structure is treated for a long time. If the carbonization temperature exceeds 1200 ° C, crystallization progresses even after a short period of time, .
또한, 상기 탄화온도에 이르기까지의 승온속도가 0.1℃ 미만이면 승온과정이 지나치게 장기간이 되어 승온과정에서 결정화가 진행되며, 이로 인해 추후의 활성화 공정에서 반응이 잘 일어나지 않게 되고, 또한 불필요한 에너지가 소모되므로 바람직하지 않다. 탄화온도에 이르기까지의 승온속도가 20℃를 초과하게 되면, 열가소성 수지계의 골판지 기재가 급격히 열분해됨으로써 구조체의 유지가 곤란하므로 함침 공정에 의하여 표면에 코팅된 열경화성 수지층이 함께 파괴되어 전체적으로 허니컴 구조체의 형상을 유지하기가 곤란해지며, 또한 탄소의 수율면에서도 매우 낮아지므로 바람직하지 않다.If the rate of temperature rise up to the carbonization temperature is less than 0.1 ° C, the temperature raising process becomes excessively long and the crystallization progresses during the temperature raising process. As a result, the reaction does not occur well in the subsequent activating process and unnecessary energy is consumed Which is undesirable. If the rate of temperature rise up to the carbonization temperature exceeds 20 ° C, the thermoplastic resin-based corrugated board substrate is thermally decomposed rapidly, which makes it difficult to maintain the structure. Therefore, the thermosetting resin layer coated on the surface is broken by the impregnation process, It is difficult to maintain the shape, and it is also undesirable because it is very low in terms of the percentage of carbon.
이러한 탄화 공정은 허니컴 구조체가 강도가 활성화 단계에서 충분히 유지될 수 있는 많은 양의 핏치 또는 열경화성 수지가 함침된 경우에는 본 탄화공정을 생략할 수도 있는데, 이러한 탄화공정을 생략할 수 있는 함침량은 허니컴 구조체의 중량에 대하여 0.2배 이상인 경우이다. 그러나 탄화공정을 생략하는 경우에는 탄소의 수율 및 강도가 저하될 수 있으므로 제품이 요구하는 강도가 높지 않아도 문제되지 않는 경우에 적용하는 것이 바람직하다. In the carbonization process, when the honeycomb structure is impregnated with a large amount of pitch or a thermosetting resin capable of sufficiently maintaining the strength at the activation stage, the carbonization process may be omitted. The amount of impregnation, which can omit the carbonization process, Is 0.2 times or more the weight of the structure. However, in the case of omitting the carbonization process, the yield and strength of carbon may be lowered, so it is preferable to apply the present invention when the strength required by the product is not high.
단계 d: 활성화 단계Step d: Activation phase
본 발명은 상기 c) 탄화단계에서 획득된 허니컴 구조체를 수증기, 공기 또는 이산화탄소 분위기 하에서 열처리하여 활성화시키는 단계를 포함한다.The present invention includes a step of activating the honeycomb structure obtained in the c) carbonization step by heat treatment under a steam, air or carbon dioxide atmosphere.
활성화 공정(activation)은 고온에서 허니컴 구조체를 열처리하여 상기 허니컴 구조체의 탄소(또는 고정 탄소)의 표면을 침식시킴으로써, 미세 세공 구조를 발달시켜 다공성 탄소재료의 비표면적을 증가시키는 공정이다. Activation is a process of heating the honeycomb structure at a high temperature to erode the surface of the carbon (or fixed carbon) of the honeycomb structure to thereby develop a micropore structure to increase the specific surface area of the porous carbon material.
상기 활성화 공정은 탄화단계에서 얻어진 허니컴 형태의 탄소 구조체를 수증기(H2O), 공기 또는 이산화탄소(CO2) 분위기 하에서 600 내지 1200℃의 온도에서 열처리함으로써 수행된다. The activation process is performed by heat-treating the carbon structure of the honeycomb type obtained in the carbonization step at a temperature of 600 to 1200 ° C under an atmosphere of water vapor (H 2 O), air or carbon dioxide (CO 2 ).
만약, 상기 활성화 공정의 온도가 600℃ 미만인 경우에는 활성화 반응이 매우 서서히 진행되어 장시간이 소요되게 되며, 이와 반대로 1200℃를 초과하는 온도에서 처리할 경우에는 반응이 너무 급격히 이루어져 전반적인 산화반응이 일어날 수 있으므로, 구조의 유지 및 반응의 조절에 있어서 바람직하지 않다. If the temperature of the activation process is less than 600 ° C., the activation reaction proceeds very slowly and takes a long time. On the contrary, when the reaction is carried out at a temperature exceeding 1200 ° C., the reaction becomes too rapid to cause an overall oxidation reaction Therefore, it is not preferable for the maintenance of the structure and the control of the reaction.
그러나, 함침 용액에 다량의 활성 탄소 분말을 첨가하는 경우, 이전의 탄화 단계만으로도 다공성 탄소재료가 일부 활성이 되어 충분한 정도의 흡착력을 갖게 할 수 있다. 그러므로, 용도에 따라 서로 다른 흡착력이 요구되므로, 상기 용도에 적합하도록 탄화 단계만을 수행하거나 이에 더하여 활성화 단계를 수행하여도 된다.However, when a large amount of activated carbon powder is added to the impregnation solution, the porous carbon material becomes partially active even by the previous carbonization step, so that the adsorbing ability can be made to a sufficient degree. Therefore, since different adsorption forces are required depending on the application, only the carbonization step may be performed or the activation step may be performed in order to suit the application.
이와 같이 본 발명의 방법에 의해 제조된 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료는 소재 전체 부분에 걸쳐 흡착능력을 갖는다. 따라서, 음식점 등의 배출가스 정화, 자동차 배기가스 제거, 공기정화, 용매회수 및 공업제품의 정제시 사용되는 촉 매 또는 흡착제 등으로 적합하게 적용될 수 있다. 더욱이, 상기 다공성 탄소재료는 높은 비표면적을 가지며, 또한 골의 내부에 기체의 유로가 온전하게 확보됨으로써, 기존의 흡착 공정에 비하여 압력 강하가 낮게 요구되는 흡착 공정에서 흡착제로서 활용이 가능하다. As described above, the porous carbon material having a honeycomb structure manufactured by the method of the present invention has an adsorption ability over the entire part of the material. Therefore, the present invention can be suitably applied to purification of exhaust gas from a restaurant or the like, removal of automobile exhaust gas, purification of air, recovery of a solvent, or a catalyst or an adsorbent used for purification of industrial products. Furthermore, since the porous carbon material has a high specific surface area and the channel of the gas is completely secured inside the valley, it can be utilized as an adsorbent in an adsorption process requiring a low pressure drop compared to the conventional adsorption process.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 본 발명을 하기의 실시예로 한정하는 것이 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
[비교예 1][Comparative Example 1]
골의 높이 4.5㎜인 A-플루트 형태의 종이 골판지를 일반 접착제로 여러 층 적층하여 허니컴 구조체를 제조하여 이를 기재로 사용하였다. 상기 허니컴 구조체의 중량에 대하여 2배의 중량의 레졸 형태의 페놀수지가 함침된 허니컴 구조체를 100℃에서 2시간 열처리하여 경화시키고, 질소 분위기에서 분당 3℃의 속도로 승온하고, 700℃에서 1시간 동안 탄화한 후, 850℃에서 1시간 동안 포화수증기 분위기에서 활성화 공정을 수행하였다.A honeycomb structure was prepared by laminating several layers of A-flute paper corrugated paper having a height of 4.5 mm and a general adhesive as a base material. A honeycomb structure impregnated with a resole phenolic resin having a weight twice the weight of the honeycomb structure was heat-treated at 100 DEG C for 2 hours to be cured, heated at a rate of 3 DEG C per minute in a nitrogen atmosphere, And activated at 850 ° C for 1 hour in a saturated water vapor atmosphere.
그 결과 전체 골판지 및 페놀수지의 중량에 대하여 제조된 활성탄 구조체의 중량은 47%를 나타내었으며, 질소흡착에 의한 BET법에 의한 비표면적은 653㎡/g을 나타내었다.As a result, the weight of the activated carbon structure prepared for the weight of the whole corrugated cardboard and phenol resin was 47%, and the specific surface area by the BET method by nitrogen adsorption was 653
[실시예 1][Example 1]
골의 높이 4.5㎜인 A-플루트 형태의 폴리프로필렌 골판지를 일반 접착제로 여러 층 적층하여 허니컴 구조체를 제조하여 이를 기재로 사용하였다. 상기 허니컴 구조체의 중량에 대하여 2배의 중량의 레졸 형태의 페놀수지를 아세톤에 용해시겨 함침 용액을 제조하고, 허니컴 구조체를 상기 함침 용액에 아세톤이 완전히 증발할 때까지 함침하여 페놀수지 전량이 구조체에 부착되도록 하였다. 상기 함침된 허니컴 구조체를 100℃에서 2시간 열처리하여 경화시키고, 질소 분위기에서 분당 3℃의 속도로 승온하고, 700℃에서 1시간 동안 탄화한 후, 850℃에서 1시간 동안 포화수증기 분위기에서 활성화 공정을 수행하였다. A polypropylene corrugated cardboard with an A-flute shape having a height of 4.5 mm was laminated to a plurality of layers using a general adhesive to prepare a honeycomb structure and used as a base material. The phenolic resin having a weight of twice the weight of the honeycomb structure was dissolved in acetone to prepare an impregnation solution. The honeycomb structure was impregnated with the impregnation solution until the acetone completely evaporated, Respectively. The impregnated honeycomb structural body was cured by heating at 100 ° C for 2 hours, heated at a rate of 3 ° C per minute in a nitrogen atmosphere, carbonized at 700 ° C for 1 hour, activated at 850 ° C for 1 hour in a saturated water vapor atmosphere Respectively.
그 결과 전체 골판지 및 페놀수지의 중량에 대하여 제조된 활성탄 구조체의 중량은 52%를 나타내었으며, 질소흡착에 의한 BET법에 의한 비표면적은 675㎡/g을 나타내었다. 종이 골판지를 이용하여 제조한 비교예 1의 허니컴 형태의 활성탄에 비하여 양호한 강도를 나타내었다. As a result, the weight of the activated carbon structural body produced by the weight of the whole corrugated cardboard and phenol resin was 52%, and the specific surface area by the BET method by nitrogen adsorption was 675
[실시예 2][Example 2]
실시예 1과 동일한 폴리프로필렌 골판지로 동일하게 허니컴 구조체를 제조하여 이를 기재로 사용하고, 동일한 양의 레졸형태의 페놀수지를 함침하여 페놀수지 전량이 구조체에 부착되도록 하였다. 상기 허니컴 구조체의 중량에 대하여 3배의 중량의 레졸형태의 페놀수지를 아세톤에 용해시겨 함침 용액을 제조하고, 허니컴 구조체를 상기 함침 용액에 아세톤이 완전히 증발할 때까지 함침하여 페놀수지 전량이 구조체에 부착되도록 하였다. 상기 함침된 허니컴 구조체를 100℃에서 2시간 열처리하여 경화시키고, 질소 분위기에서 분당 3℃의 속도로 승온하여 700℃에서 1시간 동안 탄화한 후, 850℃에서 2시간 동안 포화수증기 분위기에서 활성화 공정을 수행하였다. A honeycomb structural body was similarly prepared from the same polypropylene corrugated board as in Example 1 and used as a base material. The same amount of a phenol resin in the form of a resole was impregnated so that the entire amount of the phenol resin adhered to the structure. The phenolic resin having a weight of 3 times the weight of the honeycomb structure was dissolved in acetone to prepare an impregnation solution. The honeycomb structure was impregnated with the impregnation solution until the acetone completely evaporated, Respectively. The impregnated honeycomb structure was cured by heating at 100 ° C for 2 hours, then heated at a rate of 3 ° C per minute in a nitrogen atmosphere, carbonized at 700 ° C for 1 hour, and then activated at 850 ° C for 2 hours in a saturated water vapor atmosphere Respectively.
그 결과 전체 골판지 및 페놀수지의 중량에 대하여 제조된 활성탄 구조체의 중량은 48%를 나타내었으며, 질소흡착에 의한 BET 방법에 의한 비표면적은 887㎡/g을 나타내었으며, 실시예 1에서 제조된 활성탄과 유사한 강도를 갖는 허니컴 형태의 활성탄이 제조되었다. As a result, the weight of the activated carbon structure prepared for the weight of the entire corrugated board and the phenol resin was 48%, and the specific surface area by the BET method by nitrogen adsorption was 887
[비교예 2][Comparative Example 2]
상기 실시예 1에서 사용된 동일한 폴리프로필렌 골판지를 동일한 형태로 적층하여 허니컴 구조체를 제조하였다. 수지 또는 핏치를 첨가하지 않고, 상기 제조된 허니컴 구조체만을 질소 분위기에서 분당 3℃의 속도로 승온하고 700℃에서 1시간 동안 탄화하였다. 그 결과 원료 구조체는 완전히 융착되어, 허니컴 형태가 유지되지 않았다.The same polypropylene corrugated paperboard used in Example 1 was laminated in the same manner to prepare a honeycomb structure. Without adding resin or pitch, only the honeycomb structure was raised in a nitrogen atmosphere at a rate of 3 ° C per minute and carbonized at 700 ° C for 1 hour. As a result, the raw material structure was completely fused, and the honeycomb shape was not maintained.
도 1은 통상적인 골판지의 단면을 나타낸 것이고,1 shows a cross section of a conventional corrugated cardboard,
도 2는 상기 도 1의 골판지를 이용하여 제작된 허니컴 구조체를 나타낸 것이다.2 shows a honeycomb structure manufactured using the corrugated cardboard of FIG.
[도면 부호에 대한 설명][Description of Reference Numerals]
1, 3…… 라이너 2…… 골심지 1, 3 ... ...
10…… 골판지 100…… 허니컴 구조체10 ... ...
A…… 골 간격 B…… 골 높이A ... ... Bone spacing B ... ... Bone height
Claims (14)
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