KR102492915B1 - Manufacturing method for film type carbon material with continuous skeleton structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에폭시 수지에 그래핀를 첨가함으로써 탄화 공정에서 에폭시 수지의 구조가 붕괴되지 않는 연속적 골격을 가지는 필름을 제조한 후 탄화 공정을 통한 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 제조되는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료에 관한 것으로, 상기 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료는 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있고, 다공성 탄소소재의 필름화가 가능하며, 그래핀 첨가 및 연속적 골격에 의해 전기전도도 및 다공성에 의해 전하이동도를 증가시킬 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a film-type carbonaceous material having a continuous skeleton through a carbonization process after manufacturing a film having a continuous skeleton in which the structure of the epoxy resin does not collapse in the carbonization process by adding graphene to the epoxy resin, and the manufacturing method. It relates to a film-like carbon material having a continuous skeleton manufactured according to the method, wherein the film-like carbon material having a continuous skeleton can produce a film of a desired thickness, can form a porous carbon material into a film, and can add graphene and a continuous skeleton. As a result, electrical conductivity and charge mobility can be increased by porosity.

Description

연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료 및 이의 제조방법{Manufacturing method for film type carbon material with continuous skeleton structure}Film type carbon material having continuous skeleton and manufacturing method thereof {Manufacturing method for film type carbon material with continuous skeleton structure}

본 발명은 에폭시 수지에 그래핀를 첨가함으로써 탄화 공정에서 에폭시 수지의 구조가 붕괴되지 않는 연속적 골격을 가지는 필름을 제조한 후 탄화 공정을 통한 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 제조되는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a film-type carbonaceous material having a continuous skeleton through a carbonization process after manufacturing a film having a continuous skeleton in which the structure of the epoxy resin does not collapse in the carbonization process by adding graphene to the epoxy resin, and the manufacturing method. It relates to a film-like carbon material having a continuous skeleton manufactured according to the present invention.

그래핀(graphene)은 꿈의 신소재라 불리는 탄소나노입자의 일종으로, 높은 전기 전도도, 열전도율, 높은 강도 등의 우수한 성질을 가지고 있다. 그래핀은 탄소 원자 6개가 모여서 육각형을 이룬 벌집 모양의 형태가 판상으로 연결되어 있는 구조이다. 그래핀은 단일 층으로 이루어져 있는데, 이러한 그래핀이 적층되어 이루어진 형태가 주위에서 흔히 볼 수 있는 그래파이트(graphite)이다. 흑연이라고도 불리는 그래파이트는 가격이 저렴하기 때문에 대량의 그래핀을 얻기 위한 좋은 출발 물질이다. 그래핀은 그래파이트로부터 제조되는데 가장 간단한 방법으로는 흑연으로부터 스카치 테이프로 떼어내는 방법이 있으며, 범용적으로 사용되는 방법은 화학적으로 산화 시킨 그래파이트를 환원하여 얻는 방법 및 화학적기상증착 방법으로 금속 기판위에 그래핀을 성장시키는 방법이 있다. 이렇게 얻어진 그래핀은 전도성이 높기 때문에 전자소자 및 에너지 저장 소자의 소재로널리 사용되고 있다.Graphene is a type of carbon nanoparticle called a new dream material, and has excellent properties such as high electrical conductivity, thermal conductivity, and high strength. Graphene is a structure in which six carbon atoms are gathered together to form a hexagonal honeycomb shape and are connected in a plate-like structure. Graphene is composed of a single layer, and a form in which these graphenes are stacked is graphite, which is commonly seen around. Graphite, also called graphite, is a good starting material for obtaining large quantities of graphene because of its low price. Graphene is produced from graphite. The simplest method is to separate graphite from graphite with scotch tape. A commonly used method is to obtain graphite by reducing chemically oxidized graphite and to form graphite on a metal substrate by chemical vapor deposition. There is a way to grow a pin. Since graphene thus obtained has high conductivity, it is widely used as a material for electronic devices and energy storage devices.

에폭시 수지는 강한 접착성, 높은 인장강도 및 인성, 높은 화학적/열적 안정성, 형태안정성, 우수한 크리프 특성, 용매저항성 등의 탁월한 물성으로 인해 매우 중요한 가교고분자 소재 중 하나이다. 이러한 탁월한 물성과 더불어, 우수한 공정특성 및 경제적인 가격으로 인해 다양한 전기전자제품/부품, 우주항공분야, 자동차분야, 군수분야, 스포츠용품/생활용품 분야, 토목/건축분야, 기계분야에서 접착제, 코팅제, 도료, 적층품, 주형품, 성형품 등으로 다양하게 응용되고 있다. Epoxy resin is one of the very important cross-linked polymer materials due to its excellent physical properties such as strong adhesiveness, high tensile strength and toughness, high chemical/thermal stability, shape stability, excellent creep properties, and solvent resistance. In addition to these excellent properties, adhesives and coatings are used in various electric and electronic products/parts, aerospace, automobile, military, sporting goods/household goods, civil engineering/construction, and machinery due to their excellent process characteristics and economical price. , paints, laminated products, molded products, and molded products.

한편, 필름형 탄소재료는 4차 산업혁명 시대에 주목받는 제품군으로, 국내외 많은 연구 그룹들이 관련 기술 개발을 위해 노력이 지난 수년간 이어지고 있다. 탄소 재료들은 높은 전도도, 높은 표면적(2,630 m2/g), 경량, 높은 온도 안정성, 조절 가능한 기공 (pore) 구조, 복합체 재료와의 적합성(compatibility), 그리고 상대적으로 낮은 비용과 같은 장점들 때문에 고분자 기반 탄소재료, 그래핀, 탄소나노튜브를 중심으로 한 연구가 이뤄지고 있다. On the other hand, film-type carbon materials are a product group that is attracting attention in the era of the 4th industrial revolution, and many research groups at home and abroad have been making efforts to develop related technologies for the past several years. Carbon materials are polymers because of their advantages such as high conductivity, high surface area (2,630 m 2 /g), light weight, high temperature stability, tunable pore structure, compatibility with composite materials, and relatively low cost. Research is being conducted focusing on carbon-based materials, graphene, and carbon nanotubes.

이와 관련하여, 미국공개특허 제2020-0010633호에는 에폭시 수지 성분으로서 특정의 에폭시 수지 성분을 특정 범위에서 혼합시킴으로써, 성형성, 내열성이 우수하고, 인장 강도, 압축 강도 등의 기계 특성이 우수한 탄소섬유 강화 복합 재료에 적합하게 이용되는 에폭시 수지 조성물에 관하여 개시하고 있으나, 종래 에폭시 수지를 이용한 재료는 700℃ 이상에서 폴리머 구조가 붕괴되는 문제점이 있다. In this regard, U.S. Patent Publication No. 2020-0010633 discloses a carbon fiber having excellent moldability, heat resistance, and excellent mechanical properties such as tensile strength and compressive strength by mixing a specific epoxy resin component as an epoxy resin component within a specific range. Although an epoxy resin composition suitably used for a reinforced composite material is disclosed, a conventional material using an epoxy resin has a problem in that the polymer structure collapses at 700° C. or higher.

미국공개특허 제2020-0010633호US Patent Publication No. 2020-0010633

종래 기술에서 연속적 골격 다공성 폴리머를 탄소재료로 만들기 위해서 700℃ 이상에서 탄화공정을 진행하는 경우에 폴리머 구조가 붕괴되어 탄소 구조 유지가 되지 않는다는 문제점이 있었다. 또한, 다공성 탄소소재의 필름화가 어렵다. In the prior art, when a carbonization process is performed at 700° C. or higher to make a continuous skeletal porous polymer into a carbon material, the polymer structure collapses and the carbon structure is not maintained. In addition, it is difficult to film a porous carbon material.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 에폭시 수지에 그래핀를 첨가함으로써 탄화 공정에서 에폭시 수지의 구조가 붕괴되지 않는 연속적 골격을 가지는 필름을 제조한 후 탄화 공정을 통한 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 제조되는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료를 제공하고자 한다.In order to solve this problem, the present invention is to prepare a film having a continuous skeleton in which the structure of the epoxy resin does not collapse in the carbonization process by adding graphene to the epoxy resin, and then to produce a film-like carbon material having a continuous skeleton through the carbonization process. It is intended to provide a manufacturing method and a film-like carbonaceous material having a continuous skeleton manufactured according to the manufacturing method.

상기 과제를 해결하기 위하여, In order to solve the above problem,

본 발명은 일실시예에서, 에폭시 수지 및 그래핀를 혼합하여 탄소 전구체를 형성하는 단계; 상기 탄소 전구체에 공극형성제를 첨가하여 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체를 제조하는 단계; 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)이 코팅된 기판 상에 상기 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체를 코팅한 후 다른 폴리비닐알코올이 코팅된 기판을 덮어 필름형 탄소재료 전구체를 제조하는 단계; 및, 상기 필름형 탄소재료 전구체를 열처리하여 탄화하는 단계를 포함하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법을 제공한다.In one embodiment, the present invention comprises the steps of forming a carbon precursor by mixing an epoxy resin and graphene; preparing a carbon material precursor having a continuous skeleton by adding a pore forming agent to the carbon precursor; coating a carbon material precursor having a continuous backbone on a substrate coated with polyvinyl alcohol (PVA) and then covering another polyvinyl alcohol coated substrate to prepare a film-type carbon material precursor; and carbonizing the film-like carbonaceous material precursor by heat treatment.

상기 에폭시 수지 전체 함량 대비 상기 그래핀의 함량은 1 내지 5 wt%인 것일 수 있다.The content of the graphene relative to the total content of the epoxy resin may be 1 to 5 wt%.

상기 공극형성제는 열가소성 수지를 포함하는 것일 수 있다.The pore forming agent may include a thermoplastic resin.

상기 필름형 탄소재료 전구체를 제조하는 단계에서, 상기 폴리비닐알코올이 코팅된 기판 상에 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체는 10 내지 1,000 ㎛ 두께로 코팅하는 것일 수 있다.In the step of preparing the film-like carbonaceous material precursor, the carbonaceous material precursor having a continuous backbone may be coated on the substrate coated with polyvinyl alcohol to a thickness of 10 to 1,000 μm.

상기 필름형 탄소재료 전구체를 제조하는 단계에서, 상기 폴리비닐알코올이 코팅된 기판 상에 상기 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체를 코팅한 후 다른 폴리비닐알코올이 코팅된 기판을 덮은 후, 상기 필름형 탄소재료 전구체를 가열함으로써 열경화시키는 단계; 상기 폴리비닐알코올이 코팅된 기판에서 필름형 탄소재료 전구체를 분리하는 단계; 및, 상기 공극형성제를 제거하는 단계를 추가 포함하는 것일 수 있다.In the step of preparing the film-like carbonaceous material precursor, after coating the carbonaceous material precursor having the continuous backbone on the polyvinyl alcohol-coated substrate and then covering another polyvinyl alcohol-coated substrate, the film-like carbon thermally curing by heating the material precursor; Separating the film-like carbonaceous material precursor from the polyvinyl alcohol-coated substrate; And, it may be to further include the step of removing the pore forming agent.

상기 열처리는 0.5 내지 10℃/min의 승온속도로 700 내지 800℃까지 가열한 후 30 내지 80 분 동안 유지하는 것일 수 있다.The heat treatment may be to heat to 700 to 800 °C at a heating rate of 0.5 to 10 °C/min and then hold for 30 to 80 minutes.

상기 탄화하는 단계에서, 상기 열처리 시 필름형 구조의 유지를 위해, 알루미나 기판으로 필름형 탄소재료 전구체 상부 및 하부를 지지하여 실행하는 것일 수 있다.The carbonization step may be carried out by supporting upper and lower portions of the film-like carbonaceous material precursor with an alumina substrate in order to maintain the film-like structure during the heat treatment.

또한, 본 발명은 일실시예에서, 에폭시 수지 및 그래핀을 포함하는 연속적 골격을 가지는 필름을 포함하고, 상기 연속적 골격을 가지는 필름은 두께가 10 내지 1,000 ㎛인 것을 특징으로 하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료를 제공한다.In addition, in one embodiment, the present invention includes a film having a continuous skeleton including an epoxy resin and graphene, wherein the film having a continuous skeleton has a thickness of 10 to 1,000 μm. A type carbon material is provided.

상기 에폭시 수지 전체 함량 대비 상기 그래핀의 함량은 1 내지 5 wt%인 것일 수 있다.The content of the graphene relative to the total content of the epoxy resin may be 1 to 5 wt%.

본 발명에 따른 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법은 에폭시 수지에 그래핀를 첨가함으로써 700℃ 이상의 탄화 공정에서 에폭시 수지의 구조가 붕괴되지 않고 마이크로미터 수준의 기공이 도입된 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료를 제조할 수 있다.According to the present invention, the manufacturing method of a film-type carbonaceous material having a continuous skeleton is a film having a continuous skeleton in which micrometer-level pores are introduced without the structure of the epoxy resin being collapsed in the carbonization process at 700 ° C or higher by adding graphene to the epoxy resin. A type carbon material can be produced.

또한, 상기 제조방법에 따라 제조된 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료는 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있고, 그래핀 첨가 및 연속적 골격에 의해 전기전도도 및 다공성에 의해 전하이동도를 증가시킬 수 있다. In addition, the film-like carbon material having a continuous skeleton prepared according to the above manufacturing method can produce a film of a desired thickness, and can increase electrical conductivity and porosity due to the addition of graphene and the continuous skeleton. .

도 1은 본 발명에 따른 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법에서 필름형을 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료 제조를 위한 상분리 현상 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 있어서, 그래핀을 첨가하지 않은 필름형 탄소재료(비교예)의 주사전자현미경 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 있어서, 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 주사전자현미경 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 있어서, 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 투과전자현미경 이미지이다.
1 is a schematic diagram showing a manufacturing method of a film-like carbonaceous material having a continuous skeleton according to the present invention.
2 is a schematic diagram showing a method for manufacturing a film type in the method for manufacturing a film type carbonaceous material having a continuous skeleton according to the present invention.
3 is a schematic diagram of a phase separation phenomenon for manufacturing a film-like carbonaceous material having a continuous skeleton according to the present invention.
4 is a scanning electron microscope image of a film-like carbonaceous material (comparative example) to which graphene is not added according to an embodiment of the present invention.
5 is a scanning electron microscope image of a film-like carbonaceous material having a continuous backbone in an embodiment of the present invention.
6 is a transmission electron microscope image of a film-like carbonaceous material having a continuous backbone in an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, the term "comprises" or "has" is intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

본 발명은 그래핀를 첨가한 에폭시 수지와 공극형성제의 상분리 현상을 이용하여 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료 전구체를 제조한 후, 탄화 및 활성화 공정을 통해 연속적 골격을 가지는 다공성 탄소재료를 제조할 수 있다.The present invention can manufacture a porous carbon material having a continuous skeleton through a carbonization and activation process after manufacturing a film-like carbonaceous material precursor having a continuous skeleton by using the phase separation phenomenon of the epoxy resin and the pore former to which graphene is added. there is.

종래의 에폭시 수지를 활용한 탄소재료의 제조방법에 따른 탄소재료는 구조가 연속적으로 이어져 있지 않아 전기전도성이 저하되는 문제점이 있었으나, 본 발명은 이러한 문제점을 개선할 수 있다. 또한, 연속적 골격 내부에 수~수십 ㎛ 수준의 기공을 형성한 신규 탄소재료를 제조함으로써 필름형 에너지 저장 소자 적용시 고효율화를 나타낼 수 있다. The carbon material according to the conventional manufacturing method of the carbon material using an epoxy resin has a problem in that the electrical conductivity is lowered because the structure is not continuously connected, but the present invention can improve this problem. In addition, high efficiency can be achieved when applying a film-type energy storage device by manufacturing a new carbon material in which pores of several to several tens of μm are formed inside the continuous framework.

이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 일실시예에서, 에폭시 수지 및 그래핀를 혼합하여 탄소 전구체를 형성하는 단계; 상기 탄소 전구체에 공극형성제를 첨가하여 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체를 제조하는 단계; 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)이 코팅된 기판 상에 상기 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체를 코팅한 후 또다른 폴리비닐알코올이 코팅된 기판을 덮어 필름형 탄소재료 전구체를 제조하는 단계; 및, 상기 필름형 탄소재료 전구체를 열처리하여 탄화하는 단계를 포함하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법을 제공한다.In one embodiment, the present invention comprises the steps of forming a carbon precursor by mixing an epoxy resin and graphene; preparing a carbon material precursor having a continuous skeleton by adding a pore forming agent to the carbon precursor; coating a carbon material precursor having a continuous backbone on a substrate coated with polyvinyl alcohol (PVA) and then covering another polyvinyl alcohol coated substrate to prepare a film-type carbon material precursor; and carbonizing the film-like carbonaceous material precursor by heat treatment.

도 1은 본 발명에 따른 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법을 나타낸 모식도이다. 1 is a schematic diagram showing a manufacturing method of a film-like carbonaceous material having a continuous skeleton according to the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법은 우선, 에폭시 수지 및 그래핀을 혼합하여 탄소 전구체를 형성한다. 이때, 용매로서 아세톤을 첨가하여 혼합하는 것일 수 있고, 가열하여 상기 아세톤을 제거하는 것일 수 있다. Referring to FIG. 1 , in the manufacturing method of the film-like carbonaceous material having a continuous skeleton, first, a carbon precursor is formed by mixing an epoxy resin and graphene. At this time, acetone may be added and mixed as a solvent, and the acetone may be removed by heating.

상기 에폭시 수지 전체 함량 대비 상기 그래핀의 함량은 1 내지 5 wt%인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 에폭시 수지 전체 함량 대비 상기 그래핀의 함량은 1 내지 4 wt%, 1 내지 3 wt%, 1 내지 2 wt%, 2 내지 5 wt% 또는 2 내지 3 wt%인 것일 수 있다.The content of the graphene relative to the total content of the epoxy resin may be 1 to 5 wt%. For example, the amount of graphene relative to the total amount of the epoxy resin may be 1 to 4 wt%, 1 to 3 wt%, 1 to 2 wt%, 2 to 5 wt%, or 2 to 3 wt%.

상기 탄소 전구체 형성 후, 상기 탄소 전구체에 공극형성제를 첨가한다. 상기 공극형성제의 첨가 시, 에폭시 수지의 경화를 위한 경화제를 첨가하는 것일 수 있다. After forming the carbon precursor, a pore former is added to the carbon precursor. When the pore-forming agent is added, a curing agent for curing the epoxy resin may be added.

상기 공극형성제는 열가소성 수지를 포함하는 것일 수 있다. 상기 공극형성제는 물에 녹여 제거해야 하는 물질이므로, 물에 잘 녹는 수용성 열가소성 수지일 수 있고, 예를 들어, 상기 공극형성제는 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG)인 것일 수 있다.The pore forming agent may include a thermoplastic resin. Since the pore former is a material to be removed by dissolving in water, it may be a water-soluble thermoplastic resin that dissolves well in water. For example, the pore former may be polyethylene glycol (PEG).

도 2는 상기 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법에서 필름형을 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다.2 is a schematic diagram showing a method for producing a film type in the method for producing a film type carbonaceous material having a continuous skeleton.

도 2를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 탄소 전구체 및 공극형성제를 혼합하여 제조한 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체는 폴리비닐알코올이 코팅된 기판 상에 코팅한 후 다른 폴리비닐알코올이 코팅된 기판을 덮은 후, 가열함으로써 열경화시킨다. 2, the carbon material precursor having a continuous skeleton prepared by mixing the carbon precursor and the pore forming agent is coated on a polyvinyl alcohol-coated substrate and then coated on another polyvinyl alcohol-coated substrate. After covering, it is thermally cured by heating.

상기 탄소 전구체와 상기 공극형성제는 고분자의 분자량이 큰 물성에 의해 두 종류 이상의 고분자를 혼합하였을 때 나타나는 상분리 현상을 이용하여 상분리시킨 후, 가열함으로써 상기 탄소 전구체의 에폭시 수지만 열경화시킨다. 이때, 상기 경화제에 의해 에폭시 수지만 열경화되며, 경화된 에폭시 수지 내에는 그래핀인 분산되어 있고, 공극형성제는 경화되지 않고 상분리된 채로 존재할 수 있다.The carbon precursor and the pore former are phase separated by using a phase separation phenomenon that occurs when two or more kinds of polymers are mixed due to physical properties of the polymer having a high molecular weight, and then heated to thermally cure only the epoxy resin of the carbon precursor. At this time, only the epoxy resin is thermally cured by the curing agent, graphene is dispersed in the cured epoxy resin, and the pore forming agent may exist in a phase-separated state without being cured.

상기 폴리비닐알코올이 코팅된 기판 상에 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체는 10 내지 1,000 ㎛ 두께로 코팅하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체의 코팅 두께는 10 내지 800 ㎛, 10 내지 600 ㎛, 10 내지 400 ㎛, 10 내지 200 ㎛, 100 내지 1,000 ㎛, 100 내지 500 ㎛, 100 내지 300 ㎛, 200 내지 1,000 ㎛, 400 내지 1,000 ㎛, 500 내지 1,000 ㎛, 또는 800 내지 1,000 ㎛ 범위에서 원하는 두께로 코팅하는 것일 수 있다.The carbon material precursor having a continuous backbone may be coated on the polyvinyl alcohol-coated substrate to a thickness of 10 to 1,000 μm. For example, the coating thickness of the carbon material precursor having a continuous skeleton is 10 to 800 μm, 10 to 600 μm, 10 to 400 μm, 10 to 200 μm, 100 to 1,000 μm, 100 to 500 μm, 100 to 300 μm , 200 to 1,000 μm, 400 to 1,000 μm, 500 to 1,000 μm, or 800 to 1,000 μm may be coated to a desired thickness.

도 3은 본 발명에 따른 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료 제조를 위한 상분리 현상 모식도이다.3 is a schematic diagram of a phase separation phenomenon for manufacturing a film-like carbonaceous material having a continuous skeleton according to the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이, 에폭시 수지 및 그래핀과 공극형성제를 특정 비율로 블렌딩한 후 지정 온도에서 가열을 하게 되면, spinodal decompostion 현상이 일어나게 되면서 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체 구조를 형성하게 된다.As shown in FIG. 3, when the epoxy resin, graphene, and pore former are blended in a specific ratio and then heated at a designated temperature, a spinodal decomposion phenomenon occurs to form a carbon material precursor structure having a continuous skeleton.

상기 가열은 150 내지 200℃에서 1 내지 3 시간 동안 가열하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 가열은 160 내지 180℃ 또는 170℃에서 가열하는 것일 수 있다.The heating may be performed at 150 to 200° C. for 1 to 3 hours. For example, the heating may be heating at 160 to 180 °C or 170 °C.

상기 열경화 시 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체의 위/아래에 폴리비닐알코올을 코팅한 기판을 사용하는 것은, 상기 에폭시 수지가 경화가 되면 글라스(glass)와 같은 일반 기판에 잘 달라붙기 때문에 기판에 폴리비닐알코올 코팅을 하여 경화 후 형성된 필름형 탄소재료 전구체를 잘 분리할 수 있도록 하기 위함이다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 폴리비닐알코올이 코팅된 기판 상에 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체의 코팅 두께의 스페이서를 양측에 놓고, 상기 전구체를 부어서 폴리비닐알코올이 코팅된 기판을 덮은 후, 경화시키는 것일 수 있다. The use of a substrate coated with polyvinyl alcohol on/under the carbon material precursor having a continuous skeleton during the thermal curing is because the epoxy resin adheres well to a general substrate such as glass when cured. This is to ensure that the film-like carbonaceous material precursor formed after curing by coating with polyvinyl alcohol can be well separated. For example, as shown in FIG. 3, spacers having a coating thickness of a carbon material precursor having a continuous backbone are placed on both sides of a substrate coated with polyvinyl alcohol, and the precursor is poured to cover the substrate coated with polyvinyl alcohol. After that, it may be cured.

상기 경화시킨 후, 폴리비닐알코올이 코팅된 기판에서 필름형 탄소재료 전구체를 분리시킨 다음, 초순수에 넣어 초음파 처리를 함으로써 상기 공극형성제를 제거하여 필름 형태의 탄소재료 전구체를 제조한다.After the curing, the film-like carbonaceous material precursor is separated from the polyvinyl alcohol-coated substrate, and then placed in ultrapure water and subjected to ultrasonic treatment to remove the pore-forming agent to prepare a film-like carbonaceous material precursor.

상기 열경화 시 공극형성제는 경화되지 않고 물에 잘 녹는 물질이므로, 초순수에 녹여 냄으로써 공극형성제가 있던 자리에 공극을 형성할 수 있다. Since the pore-forming agent is not hardened during thermal curing and is a water-soluble material, it is possible to form voids in the place where the pore-forming agent was by dissolving it in ultrapure water.

상기 에폭시 수지 대비 공극형성제의 몰분율이 증가할수록 상기 공극형성제의 제거 시 더 많은 부분이 제거됨으로써 공극의 크기가 증가하므로, 상기 에폭시 수지 대비 공극형성제의 몰분율에 따라 기공제어를 할 수 있다.As the mole fraction of the pore former relative to the epoxy resin increases, more of the pore former is removed when the pore former is removed, thereby increasing the size of the void.

상기 필름형 탄소재료 전구체를 탄화시키기 전에, 전구체의 열적 안정성을 높이기 위해 튜브형 전기로를 사용하여 공기 분위기에서 300 내지 350℃에서 10 내지 50 분 동안 안정화 공정을 실행하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 안정화 공정은 310 내지 330℃ 또는 320℃에서 20 내지 40 분 또는 30 분 동안 실행하는 것일 수 있다.Before carbonizing the film-like carbonaceous material precursor, a stabilization process may be performed at 300 to 350° C. for 10 to 50 minutes in an air atmosphere using a tubular electric furnace to increase thermal stability of the precursor. For example, the stabilization process may be performed at 310 to 330 °C or 320 °C for 20 to 40 minutes or 30 minutes.

상기 안정화 공정 후, 상기 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료 전구체는 열처리하여 탄화시켜 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료를 제조할 수 있다. 연속적 골격이 열에 의해 붕괴되는 것을 방지하기 위하여, 상기 열처리는 상기 안정화 공정 온도에서부터 0.5 내지 10℃/min의 승온속도로 700 내지 1,000℃까지 가열한 후 30 내지 80 분 동안 유지하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 열처리는 0.5 내지 5℃/min, 0.5 내지 3℃/min, 0.5 내지 1℃/min, 1 내지 10℃/min, 1 내지 5℃/min 또는 1 내지 2℃/min의 승온속도로 700 내지 900℃, 700 내지 800℃, 700 내지 750℃, 800 내지 1,000℃, 800 내지 900℃, 750 내지 800℃ 또는 700℃까지 가열할 수 있고, 가열한 후 30 내지 60 분, 30 내지 50 분, 50 내지 80 분, 50 내지 70 분 또는 60분 동안 유지하는 것일 수 있다. After the stabilization process, the film-like carbonaceous material precursor having a continuous skeleton may be carbonized by heat treatment to prepare a film-like carbonaceous material having a continuous skeleton. In order to prevent the continuous skeleton from being collapsed by heat, the heat treatment may be to heat from the stabilization process temperature to 700 to 1,000 ° C at a heating rate of 0.5 to 10 ° C / min and then hold for 30 to 80 minutes. For example, the heat treatment is performed at a temperature elevation of 0.5 to 5 °C/min, 0.5 to 3 °C/min, 0.5 to 1 °C/min, 1 to 10 °C/min, 1 to 5 °C/min, or 1 to 2 °C/min. 700 to 900 ° C, 700 to 800 ° C, 700 to 750 ° C, 800 to 1,000 ° C, 800 to 900 ° C, 750 to 800 ° C or 700 ° C can be heated at a rate of 30 to 60 minutes, 30 to 60 minutes after heating It may be held for 50 minutes, 50 to 80 minutes, 50 to 70 minutes or 60 minutes.

상기 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료는 700℃ 이상에서의 탄화 공정을 거친 후에도 그래핀에 의해 연속적 골격 및 다공성 구조를 유지할 수 있으며, 연속적 골격 내에 수~수십 ㎛ 수준의 기공을 포함할 수 있다. The film-like carbonaceous material having a continuous skeleton may maintain a continuous skeleton and a porous structure by graphene even after undergoing a carbonization process at 700° C. or higher, and may include pores of several to several tens of μm in the continuous skeleton.

상기 탄화는 비활성 기체 분위기에서 수행하는 것일 수 있다.The carbonization may be performed in an inert gas atmosphere.

상기 탄화하는 단계에서, 상기 열처리 시 필름형 구조의 유지를 위해, 알루미나 기판으로 필름형 탄소재료 전구체 상부 및 하부를 지지하여 실행하는 것일 수 있다.The carbonization step may be carried out by supporting upper and lower portions of the film-like carbonaceous material precursor with an alumina substrate in order to maintain the film-like structure during the heat treatment.

또한, 본 발명은 에폭시 수지 및 그래핀을 포함하는 연속적 골격을 가지는 필름을 포함하고, 상기 연속적 골격을 가지는 필름은 두께가 10 내지 1,000 ㎛인 것을 특징으로 하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료를 제공한다.In addition, the present invention provides a film-like carbon material having a continuous skeleton, comprising a film having a continuous skeleton including an epoxy resin and graphene, wherein the film having a continuous skeleton has a thickness of 10 to 1,000 μm. do.

예를 들어, 상기 연속적 골격을 가지는 필름의 두께는 10 내지 800 ㎛, 10 내지 600 ㎛, 10 내지 400 ㎛, 10 내지 200 ㎛, 100 내지 1,000 ㎛, 100 내지 500 ㎛, 100 내지 300 ㎛, 200 내지 1,000 ㎛, 400 내지 1,000 ㎛, 500 내지 1,000 ㎛, 또는 800 내지 1,000 ㎛ 일 수 있다.For example, the thickness of the continuous backbone film is 10 to 800 μm, 10 to 600 μm, 10 to 400 μm, 10 to 200 μm, 100 to 1,000 μm, 100 to 500 μm, 100 to 300 μm, 200 to 200 μm. 1,000 μm, 400 to 1,000 μm, 500 to 1,000 μm, or 800 to 1,000 μm.

상기 에폭시 수지 전체 함량 대비 상기 그래핀의 함량은 1 내지 5 wt%인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 에폭시 수지 전체 함량 대비 상기 그래핀의 함량은 1 내지 4 wt%, 1 내지 3 wt%, 1 내지 2 wt%, 2 내지 5 wt% 또는 2 내지 3 wt%인 것일 수 있다.The content of the graphene relative to the total content of the epoxy resin may be 1 to 5 wt%. For example, the amount of graphene relative to the total amount of the epoxy resin may be 1 to 4 wt%, 1 to 3 wt%, 1 to 2 wt%, 2 to 5 wt%, or 2 to 3 wt%.

본 발명에 따른 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료는 에폭시 수지에 그래핀를 첨가함으로써 700℃ 이상의 탄화 공정에서 에폭시 수지의 구조가 붕괴되지 않고 마이크로미터 수준의 기공이 도입된 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료를 제조할 수 있다.The film-type carbon material having a continuous skeleton according to the present invention is a film-like carbon material having a continuous skeleton in which micrometer-level pores are introduced without the structure of the epoxy resin collapsing in the carbonization process at 700 ° C or higher by adding graphene to the epoxy resin. can be manufactured.

또한, 상기 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료는 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있고, 다공성 탄소소재의 필름화가 가능하며, 그래핀 첨가 및 연속적 골격에 의해 전기전도도 및 다공성에 의해 전하이동도를 증가시킬 수 있다.In addition, the film-like carbon material having a continuous skeleton can produce a film of a desired thickness, and it is possible to make a film of a porous carbon material, and electrical conductivity and charge mobility are increased by the addition of graphene and the continuous skeleton. can make it

이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples and the like according to the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the examples presented below.

[실시예] [Example]

제조예: 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조Production Example: Production of a Film-Type Carbon Material Having a Continuous Skeleton

에폭시 수지[비스페놀 A 디글리시딜 에테르(Bisphenol A diglycidyl ether)] 340.42 g/mol, 에폭시 수지 경화제[비스(4-아미노시클로헥실)메탄(bis(4-aminocyclohexyl)methane)] 210.37 g/mol, 공극형성제[폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol)] 200 g/mol, 다층 그래핀 파우더(평균 두께: 5 nm, 평균 입자크기: 11 ㎛)를 원소재로서 사용하였다. 에폭시 수지 및 에폭시 수지 경화제는 열경화 프로세스를 통한 연속적 골격의 탄소 전구체를 만드는데 이용되며, 공극형성제는 spinodal 분해를 통한 연속적 기공의 제조에 이용된다. 그래핀은 에폭시 수지와 에폭시 수지 경화제의 혼합물에 첨가하여, 연속적 골격의 열적안정성에 기여하며, 전기전도성을 증가시키는 용도로 사용한다. 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료는 다음의 2단계의 제조공정에 의해 제조된다.Epoxy Resin [Bisphenol A diglycidyl ether] 340.42 g/mol, Epoxy Resin Curing Agent [bis(4-aminocyclohexyl)methane] 210.37 g/mol, A pore former [polyethylene glycol] 200 g/mol and multilayer graphene powder (average thickness: 5 nm, average particle size: 11 μm) were used as raw materials. An epoxy resin and an epoxy resin curing agent are used to make a carbon precursor of a continuous skeleton through a thermal curing process, and a pore forming agent is used to prepare continuous pores through spinodal decomposition. Graphene is added to a mixture of an epoxy resin and an epoxy resin curing agent to contribute to the thermal stability of the continuous backbone and to increase electrical conductivity. A film-like carbonaceous material having a continuous backbone is manufactured by the following two-step manufacturing process.

1) 필름형 탄소재료 전구체 제조1) Manufacture of film-type carbon material precursor

에폭시 레진에 각각 0(그래핀 첨가 안함, 비교예), 1, 3 wt%의 그래핀 파우더 및 30 wt%의 아세톤을 넣고, blade mill을 이용하여 섞은 후, 100℃에서 가열하여 아세톤을 제거하였다(재료A). 재료A 1 g에 경화제 0.5 g, 공극형성제 3.5 g을 넣고 초음파처리를 통하여 혼합하였다(재료B). 글래스 기판 표면에 폴리비닐알코올을 1 ㎛ 수준으로 코팅 후, 그 위에 재료B를 200 ㎛ 두께로 코팅하였다. 또다른 폴리비닐알코올 코팅 글래스로 덮은 후, 170℃에서 2 시간 동안 가열하여 열경화시켰다(재료C). 상기 폴리비닐알코올 코팅된 글래스와 상기 재료C를 분리한 후, 재료C 내부의 공극형성제를 제거하기 위해 초순수에 넣고 초음파 처리를 2시간 동안 함으로써 공극형성제를 제거하여 필름형 탄소재료 전구체를 제조하였다.0 (no graphene, comparative example), 1, 3 wt% of graphene powder and 30 wt% of acetone were added to the epoxy resin, mixed using a blade mill, and then heated at 100 ° C to remove acetone. (Material A). 0.5 g of the curing agent and 3.5 g of the pore forming agent were added to 1 g of material A and mixed through ultrasonic treatment (material B). After coating the surface of the glass substrate with polyvinyl alcohol to a level of 1 μm, material B was coated thereon to a thickness of 200 μm. After covering with another polyvinyl alcohol coated glass, it was thermally cured by heating at 170° C. for 2 hours (Material C). After separating the polyvinyl alcohol-coated glass and the material C, they were placed in ultrapure water to remove the pore-forming agent inside the material C, and ultrasonic treatment was performed for 2 hours to remove the pore-forming agent to prepare a film-like carbonaceous material precursor. did

2) 탄화 공정2) Carbonization process

탄화시키기 전에, 전구체의 열적 안정성을 높이기 위해 튜브형 전기로를 사용하여 공기 분위기에서 320℃에서 30 분 동안 안정화 공정을 실시하였다. 그 후, 질소분위기에서 700℃에서 1 시간 동안 열처리하였다. 연속적 골격이 열에 의해 붕괴되는 것을 방지하기 위해, 상기 열처리는 승온속도 1℃/min으로 최대한 천천히 온도를 올려주었다. 또한, 필름형 구조의 유지를 위해, 알루미나 기판 2장을 전구체 위/아래로 지지하여 탄화공정을 실시하였다. Before carbonization, a stabilization process was performed at 320° C. for 30 minutes in an air atmosphere using a tubular electric furnace to increase the thermal stability of the precursor. Thereafter, heat treatment was performed at 700° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. In order to prevent the continuous framework from being collapsed by heat, the heat treatment was performed as slowly as possible at a heating rate of 1° C./min. In addition, in order to maintain the film-like structure, a carbonization process was performed by supporting two alumina substrates above and below the precursor.

실험예Experimental example

도 4는 상기 제조된 비교예(그래핀을 첨가하지 않은 필름형 탄소재료)의 주사전자현미경 이미지이다.4 is a scanning electron microscope image of the prepared comparative example (a film-like carbon material without adding graphene).

도 4를 참조하면, 에폭시 수지에 그래핀을 첨가하지 않음으로써 연속적 골격 및 다공성 구조가 붕괴된 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 4 , it was confirmed that the continuous skeleton and porous structure collapsed by not adding graphene to the epoxy resin.

도 5는 상기 제조된 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 주사전자현미경 이미지이다.5 is a scanning electron microscope image of the film-like carbonaceous material having a continuous skeleton prepared above.

도 5를 참조하면, 에폭시 수지에 그래핀 첨가에 의해 구조가 붕괴되지 않는 탄소재료 합성 및 기공제어를 하는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 5, it was confirmed that the carbon material synthesis and pore control were performed in which the structure was not collapsed by the addition of graphene to the epoxy resin.

도 6은 상기 제조된 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 투과전자현미경 이미지이다. 6 is a transmission electron microscope image of the film-like carbonaceous material having a continuous framework prepared above.

도 6에 나타낸 바와 같이, 탄소 골격 내부에 그래핀이 도입된 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 6, it was confirmed that graphene was introduced into the carbon skeleton.

Claims (9)

에폭시 수지 및 그래핀를 혼합하여 탄소 전구체를 형성하는 단계;
상기 탄소 전구체에 공극형성제를 첨가하여 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체를 제조하는 단계;
폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)이 코팅된 기판 상에 상기 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체를 코팅한 후 다른 폴리비닐알코올이 코팅된 기판을 덮어 필름형 탄소재료 전구체를 제조하는 단계; 및,
상기 필름형 탄소재료 전구체를 열처리하여 탄화하는 단계를 포함하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법.
Forming a carbon precursor by mixing an epoxy resin and graphene;
preparing a carbon material precursor having a continuous skeleton by adding a pore forming agent to the carbon precursor;
coating a carbon material precursor having a continuous backbone on a substrate coated with polyvinyl alcohol (PVA) and then covering another polyvinyl alcohol coated substrate to prepare a film-type carbon material precursor; and,
A method for producing a film-like carbon material having a continuous skeleton, comprising the step of carbonizing the film-like carbon material precursor by heat treatment.
제 1 항에 있어서,
상기 에폭시 수지 전체 함량 대비 상기 그래핀의 함량은 1 내지 5 wt%인 것을 특징으로 하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법.
According to claim 1,
Method for producing a film-like carbon material having a continuous skeleton, characterized in that the content of the graphene relative to the total content of the epoxy resin is 1 to 5 wt%.
제 1 항에 있어서,
상기 공극형성제는 열가소성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법.
According to claim 1,
The method for producing a film-like carbonaceous material having a continuous skeleton, characterized in that the pore former comprises a thermoplastic resin.
제 1 항에 있어서,
상기 필름형 탄소재료 전구체를 제조하는 단계에서,
상기 폴리비닐알코올이 코팅된 기판 상에 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체는 10 내지 1,000 ㎛ 두께로 코팅하는 것을 특징으로 하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법.
According to claim 1,
In the step of preparing the film-like carbon material precursor,
A method for producing a film-like carbon material having a continuous skeleton, characterized in that the carbon material precursor having a continuous skeleton is coated on the polyvinyl alcohol-coated substrate to a thickness of 10 to 1,000 μm.
제 1 항에 있어서,
상기 필름형 탄소재료 전구체를 제조하는 단계에서, 상기 폴리비닐알코올이 코팅된 기판 상에 상기 연속적 골격을 가지는 탄소재료 전구체를 코팅한 후 다른 폴리비닐알코올이 코팅된 기판을 덮은 다음,
상기 필름형 탄소재료 전구체를 가열함으로써 열경화시키는 단계;
상기 폴리비닐알코올이 코팅된 기판에서 필름형 탄소재료 전구체를 분리하는 단계; 및,
상기 공극형성제를 제거하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법.
According to claim 1,
In the step of preparing the film-like carbonaceous material precursor, after coating the carbonaceous material precursor having the continuous skeleton on the polyvinyl alcohol-coated substrate, another polyvinyl alcohol-coated substrate is covered,
thermally curing the film-like carbonaceous material precursor by heating;
Separating the film-like carbonaceous material precursor from the polyvinyl alcohol-coated substrate; and,
A method for producing a film-like carbonaceous material having a continuous skeleton, further comprising the step of removing the pore-forming agent.
제 1 항에 있어서,
상기 열처리는 0.5 내지 10℃/min의 승온속도로 700 내지 1,000℃까지 가열한 후 30 내지 80 분 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법.
According to claim 1,
The heat treatment is a method for producing a film-like carbon material having a continuous skeleton, characterized in that heated to 700 to 1,000 ° C at a heating rate of 0.5 to 10 ° C / min and maintained for 30 to 80 minutes.
제 1 항에 있어서,
상기 탄화하는 단계에서,
상기 열처리 시 필름형 구조의 유지를 위해, 알루미나 기판으로 필름형 탄소재료 전구체 상부 및 하부를 지지하여 실행하는 것을 특징으로 하는 연속적 골격을 가지는 필름형 탄소재료의 제조방법.
According to claim 1,
In the carbonization step,
In order to maintain the film-like structure during the heat treatment, the method of manufacturing a film-like carbon material having a continuous skeleton, characterized in that the upper and lower portions of the film-like carbon material precursor are supported by an alumina substrate.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002521296A (en) 1998-07-20 2002-07-16 コーニング インコーポレイテッド Method for producing mesoporous carbon using pore former
JP6142118B2 (en) 2012-03-29 2017-06-07 株式会社エマオス京都 Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10322182A1 (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Blue Membranes Gmbh Process for the production of porous, carbon-based material
KR101321099B1 (en) * 2011-12-15 2013-10-23 금오공과대학교 산학협력단 Multiple film based on epoxy resin having carbon nanoparticles and process for producing the same
KR20200010633A (en) 2018-06-25 2020-01-31 충북대학교 산학협력단 Automatic music generation system using user playlist and method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002521296A (en) 1998-07-20 2002-07-16 コーニング インコーポレイテッド Method for producing mesoporous carbon using pore former
JP6142118B2 (en) 2012-03-29 2017-06-07 株式会社エマオス京都 Porous membrane, electrolyte membrane, secondary battery and fuel cell

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