KR20060081474A - Method for manufacturing of porous carbon material - Google Patents

Method for manufacturing of porous carbon material Download PDF

Info

Publication number
KR20060081474A
KR20060081474A KR1020050001804A KR20050001804A KR20060081474A KR 20060081474 A KR20060081474 A KR 20060081474A KR 1020050001804 A KR1020050001804 A KR 1020050001804A KR 20050001804 A KR20050001804 A KR 20050001804A KR 20060081474 A KR20060081474 A KR 20060081474A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon material
pitch
heat
heat treatment
present
Prior art date
Application number
KR1020050001804A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100649150B1 (en
Inventor
조광연
김경자
장승조
서규식
고재식
주원택
한장희
정진규
Original Assignee
요업기술원
장승조
(주)코멕스카본
극동씰테크 주식회사
히트텍(주)
신흥화학(주)
(주)엔아이디에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 요업기술원, 장승조, (주)코멕스카본, 극동씰테크 주식회사, 히트텍(주), 신흥화학(주), (주)엔아이디에스 filed Critical 요업기술원
Priority to KR1020050001804A priority Critical patent/KR100649150B1/en
Publication of KR20060081474A publication Critical patent/KR20060081474A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100649150B1 publication Critical patent/KR100649150B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45FTRAVELLING OR CAMP EQUIPMENT: SACKS OR PACKS CARRIED ON THE BODY
    • A45F3/00Travelling or camp articles; Sacks or packs carried on the body
    • A45F3/16Water-bottles; Mess-tins; Cups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45FTRAVELLING OR CAMP EQUIPMENT: SACKS OR PACKS CARRIED ON THE BODY
    • A45F3/00Travelling or camp articles; Sacks or packs carried on the body
    • A45F2003/001Accessories

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

본 발명은 피치를 2단계로 열처리하고 교반하여 탄소재 원료를 제조하는 단계와 상기 제조된 탄소재 원료를 일정한 형태로 성형하고 가열 가압하는 단계를 포함하는 탄소재의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 피치의 열처리 단계를 개선하고, 열처리된 피치를 성형하여 가열 가압함으로써 완성된 탄소재 기공의 균일도를 향상시켰고, 1회 제조 시간을 단축시켰다. 따라서, 본 발명의 방법으로 제조된 탄소재는 생산 단가가 낮아 경제적인 이점이 있다. 이러한 탄소재는 컴퓨터, 전자제품, 이동통신, 열교환기, 라디에이터 등의 방열효율을 위한 재료로 경제적으로 사용될 수 있다. 또한, 자동차 매연저감장치, 공기 및 수질용 정화필터 등에도 이용될 수 있다.The present invention relates to a method for producing a carbonaceous material comprising the step of heat treating and stirring the pitch in two stages to prepare a carbonaceous raw material, and molding and heating and pressurizing the prepared carbonaceous material in a predetermined form. In the present invention, the heat treatment step of the pitch was improved, and the uniformity of the finished carbonaceous pores was improved by molding and heat-pressing the heat treated pitch, and shortening the production time once. Therefore, the carbon material produced by the method of the present invention has a low production cost, there is an economic advantage. Such carbon materials can be economically used as materials for heat dissipation efficiency of computers, electronic products, mobile communication, heat exchangers, radiators and the like. In addition, the present invention can be used for automobile exhaust gas reducing devices, air and water purification filters, and the like.

탄소재, 탄소재 원료, 피치, 기공Carbon material, carbon material raw material, pitch, pore

Description

다공성 탄소재의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF POROUS CARBON MATERIAL} Manufacturing method of porous carbon material {METHOD FOR MANUFACTURING OF POROUS CARBON MATERIAL}             

도 1은 본 발명에 따른 탄소재를 제조하기 위한 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for producing a carbon material according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 피치의 1차 열처리시, 온도에 따른 피치의 중축합 정도를 QI(Quinoline Insoluble)의 함량으로 나타낸 그래프.Figure 2 is a graph showing the degree of polycondensation of the pitch according to the temperature during the first heat treatment of the pitch according to the invention as the content of QI (Quinoline Insoluble).

도 3은 본 발명에 따른 피치의 2차 열처리시, 온도에 따른 피치 점도의 측정값을 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the measured value of the pitch viscosity with temperature during the second heat treatment of the pitch according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 피치의 1차, 2차 열처리 후, 교반기의 회전속도에 따른 열중량 분석 곡선을 나타낸 그래프.4 is a graph showing a thermogravimetric analysis curve according to the rotational speed of the stirrer after the first and second heat treatment of the pitch according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 피치의 1차, 2차 열처리 후, 교반기의 회전속도에 따른 기능기들의 변화를 FT-IR로 측정하여 나타낸 그래프.5 is a graph showing the change of the functional groups according to the rotational speed of the stirrer after the first and second heat treatment of the pitch according to the present invention measured by FT-IR.

도 6은 본 발명의 방법에 따라 제조된 탄소재(A)와 종래 방법에 의해 제조된 탄소재(B)의 기공 구조를 전자현미경으로 관찰한 사진.Figure 6 is a photograph observing the pore structure of the carbon material (A) prepared according to the method of the present invention and the carbon material (B) prepared by the conventional method with an electron microscope.

도 7은 본 발명의 방법에 따라 제조된 탄소재(A)와 종래 방법에 의해 제조된 탄소재(B)의 기공 벽면을 전자현미경으로 관찰한 사진.Figure 7 is a photograph of the pore wall surface of the carbon material (A) prepared according to the method of the present invention and the carbon material (B) prepared by the conventional method with an electron microscope.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

1: 로(furnace) 2: SUS 용기(SUS beaker)1: Furnace 2: SUS beaker

3: 교반기(agitator) 4: 질소 가스 주입 부위3: agitator 4: nitrogen gas injection site

5: 가스 배출 부위 6: 열전대(thermocouple)5: outgassing area 6: thermocouple

7: PID 조절기(PID controller) 7: PID controller

본 발명은 다공성 탄소재의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피치를 2단계로 열처리하고 교반하여 탄소재 원료를 제조하는 단계와 상기 제조된 탄소재 원료를 일정한 형태로 성형하고 가열 가압하는 단계를 포함하는 탄소재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a porous carbon material, and more specifically, to heat treatment and stirring the pitch in two stages to prepare a carbon material raw material and the step of forming the molded carbon material raw material in a constant form and heat pressurized It relates to a method for producing a carbon material comprising a.

탄소재(Carbon material)는 비흑연질 탄소로 구성된 물질로서 육방정계의 결정구조를 갖고 있으며, c축 방향으로는 반데르발스(van der Waals) 결합, 그에 수직한 면상에는 공유결합을 하고 있어서 큰 이방성(anisotropy)을 나타내는 성질을 갖고 있다. 이러한 탄소재는 700℃에서 1200W/mK의 열전도율을 보이는데, 이는 열변환기에 주로 사용되는 구리 또는 알루미늄 열전도율의 각각 5배, 4배에 해당되는 높은 값이다. 또한, 큰 비표면적과 낮은 밀도를 갖고 있기 때문에 열교환기로서의 필요조건을 충족시키는 이상적인 소재로 알려져 있다. 따라서, 노트북 컴퓨터, 휴 대용 개인단말기, 보일러의 열교환기, 에어컨의 열교환기, 전자제품의 방열판, CPU 냉각기, 라디에이터, PDP 방열판 등의 제조시 열방출 효율을 높이기 위한 재료로 사용될 수 있다.Carbon material is composed of non-graphite carbon and has hexagonal crystal structure, van der Waals bond in the c-axis direction, and covalent bond on the plane perpendicular to it. It has the property of showing anisotropy. The carbon material exhibits a thermal conductivity of 1200 W / mK at 700 ° C., which is a high value corresponding to 5 times and 4 times the thermal conductivity of copper or aluminum, which is mainly used in a thermal converter. In addition, since it has a large specific surface area and low density, it is known as an ideal material satisfying the requirements of a heat exchanger. Therefore, it can be used as a material for improving heat dissipation efficiency in the manufacture of notebook computers, portable personal terminals, heat exchangers of boilers, heat exchangers of air conditioners, heat sinks of electronic products, CPU coolers, radiators, PDP heat sinks and the like.

이와 같이, 탄소재가 높은 열방출 효율을 나타내는 것은 탄소 자체가 높은 열전도도를 갖고 있을 뿐만 아니라, 탄소재 제조시 발생하는 기공 구조에 의하여 비표면적이 커져서 방열면적이 넓어지기 때문인데, 기공의 크기가 작고 균일할수록, 또한 기공 벽면의 배열이 잘 발달될수록 열방출 효율이 높다고 알려져 있다. Thus, the carbon material exhibits high heat dissipation efficiency because not only the carbon itself has high thermal conductivity, but also the specific surface area is increased due to the pore structure generated during the manufacture of the carbon material, thereby increasing the heat dissipation area. It is known that the smaller and uniform, and the better the arrangement of the pore walls, the higher the heat dissipation efficiency.

일반적으로 탄소재는 석탄 또는 석유계 피치(pitch)를 열처리한 후, 고압 조건하에서 가열 가압하여 제조되었는데, 탄소재 출발원료인 피치의 열처리 조건에 따라 기공 구조의 균일도와 기공 벽면의 배향성이 결정되고, 이에 따라 완성된 탄소재의 열방출 효율도가 결정된다. In general, the carbon material is manufactured by heat-treating coal or petroleum pitch and heat-pressurized under high pressure conditions. The uniformity of the pore structure and the orientation of the pore walls are determined by the heat treatment conditions of the pitch, which is the starting material of the carbon material. This determines the heat release efficiency of the finished carbon material.

피치를 열처리하는 첫 번째 목적은 피치 내 복잡한 입체형 방향족 화합물을 선형 방향족 화합물로 끊어줌으로써 기공 형성시 기공 벽면의 결정 배열을 향상시키기 위한 것이다. 기공 벽면의 결정 배열은 가해주는 외부의 압력과 내부의 휘발분 발생에 의한 압력이 서로 맞닿으면서 발생하게 되는데, 이때 피치의 복잡한 입체형 방향족 화합물을 선형으로 분리시켜야 기공 벽면의 결정 배열이 효과적으로 이루어진다. 복잡한 입체형 방향족 화합물을 선형으로 분리시키려면 열을 가하여 방향족 화합물의 메틸렌(-CH2)기와 메틸(-CH3)기 같은 기능기를 끊어주면 된다. 그 러나, 일반적으로 피치에 열을 가할 때 이들 기능기가 끊어짐과 동시에 중축합 반응이 일어나 고분자화된다. 즉, 선형 방향족 화합물로 끊어지기 보다는 복잡한 입체형의 방향족 화합물로 남아 분자량이 커지고, 이에 따라 점도가 높아져 기공 형성에 나쁜 영향을 미친다. 따라서, 중축합이 일어나지 않도록 온도를 조절하면서 열처리를 수행하는 것이 중요하다.The first purpose of heat treatment of the pitch is to improve the arrangement of crystals in the pore wall during pore formation by breaking complex steric aromatic compounds in the pitch into linear aromatic compounds. The crystal array of the pore wall is generated when the external pressure applied and the pressure caused by the internal volatile generation are in contact with each other. In this case, the complex crystal structure of the pore wall is effectively formed by separating the complex three-dimensional aromatic compounds of the pitch linearly. In order to linearly separate a complex steric aromatic compound, heat is applied to break functional groups such as methylene (-CH 2 ) and methyl (-CH 3 ) groups of the aromatic compound. In general, however, when heat is applied to the pitch, these functional groups are broken and a polycondensation reaction occurs to polymerize. In other words, the molecular weight is increased to remain a complex three-dimensional aromatic compound rather than broken into a linear aromatic compound, thereby increasing the viscosity and adversely affect the pore formation. Therefore, it is important to perform heat treatment while controlling the temperature so that polycondensation does not occur.

피치를 열처리하는 두 번째 목적은 피치의 점도를 조절하는 것이다. 피치의 열에 의한 점도 조절은 기공의 형성시 기공의 성장과 합체에 영향을 주어 기공의 크기와 균일도에 영향을 미친다. 보통 점도가 너무 낮으면 기공의 성장과 합체가 자유로워 기공의 크기가 불균일하게 되고, 반면, 점도가 너무 높으면 피치에 함유된 휘발분량이 적어서 기공의 발생이 근본적으로 이루어지지 않는다. 따라서, 피치를 열처리할 때 탄소폼 형성에 적절한 500~2000 Pa.secs의 점도를 갖게 하는 것이 중요하다. The second purpose of heat treating the pitch is to adjust the viscosity of the pitch. Viscosity control by heat of pitch affects pore growth and coalescence during pore formation, affecting pore size and uniformity. Usually, if the viscosity is too low, the pores grow freely and coalesce, and the pore size becomes uneven. On the other hand, if the viscosity is too high, the amount of volatile contained in the pitch is small, so that pore generation is not fundamental. Therefore, it is important to have a viscosity of 500-2000 Pa.secs suitable for forming carbon foam when heat-treating the pitch.

종래 기술(공개특허 제 2001-0023530호, 공개특허 제 2003-0009378호, 공개특허 제 2002-0063859호)에서는 300℃ 정도의 낮은 온도에서 피치의 열처리가 1단계로 이루어졌는데, 이러한 조건은 입체형 방향족 화합물을 선형 방향족 화합물로 끊어줄 수는 있었으나, 효과적인 점도 조절이 이루어지기에는 온도가 너무 낮기 때문에 이후 가열 가압 공정에서 1000psi까지 압력을 올려서 기공의 크기와 균일도를 조절해야 하는 번거로움이 있었다. In the prior art (Patent Nos. 2001-0023530, Published Patents 2003-0009378, Published Patents 2002-0063859), the heat treatment of the pitch is performed in one step at a low temperature of about 300 ° C, and such conditions are three-dimensional aromatics. It was possible to break the compound into a linear aromatic compound, but since the temperature was too low for effective viscosity control, there was a need to control the pore size and uniformity by raising the pressure to 1000 psi in the subsequent heat pressurization process.

한편, 종래 탄소재를 제조하기 위한 가열 가압 공정에서 피치는 분말 형태로 가열 가압기에 장입되었는데, 이는 분말 입자 사이에 존재하는 공기들이 기공 형성시 기공의 성장과 합체에 함께 작용하여 기공의 불균일을 초래하였다. 따라서, 종래기술에서는 가열 가압 공정 중 피치 분말 내에 존재하는 공기를 제거하기 위하여 장시간 진공을 유지해야 했고, 이는 전체 공정 시간을 연장시켜 결과적으로 최종 완성된 탄소재의 생산단가를 높인다는 문제점을 유발하였다.  On the other hand, in the heat pressurization process for manufacturing a conventional carbon material, the pitch was charged to the heat pressurizer in the form of powder, which causes the air present between the powder particles to work together in the growth and coalescence of the pores when the pores are formed, causing unevenness of the pores. It was. Therefore, the prior art had to maintain a long vacuum in order to remove the air present in the pitch powder during the heating and pressing process, which leads to a problem that the overall process time is extended, resulting in a higher production cost of the finished carbon material. .

본 발명자는 상기 언급된 문제점들을 극복하여, 탄소재 제조공정의 간편화와 우수한 탄소재의 생산을 위한 공정상의 최적 조건을 잡기 위하여 연구를 거듭하던 중, 피치를 2단계로 열처리하여 탄소재 원료를 제조한 후, 상기 탄소재 원료를 일정 압력 하에서 성형하여 가열 가압하는 탄소재 제조방법을 개발하였고, 이러한 방법에 의해 전체 공정이 간편화되어 시간이 단축되고, 완성된 탄소재가 균일한 크기의 기공 및 배향이 잘된 기공 벽면을 갖고 있으며, 동시에 물성 또한 우수함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.In order to overcome the above-mentioned problems, the present inventors have been continuously researching to simplify the process of manufacturing a carbon material and to obtain process conditions for producing excellent carbon materials. After that, the carbon material was formed under a certain pressure, and then a carbon material manufacturing method was developed. The entire process was simplified by this method, thereby reducing the time, and the finished carbon material had uniform pore size and orientation. The present invention has been completed by confirming that it has a well pore wall surface and excellent physical properties.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기공의 균일도가 향상되고 물성이 우수한 탄소재를 보다 간편하고 경제적으로 생산할 수 있는 탄소재의 제조방법을 제공하는 것이다.
The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing a carbon material that can improve the uniformity of the pores and to produce a carbon material excellent in physical properties more easily and economically.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above technical problem,

피치를 200~300℃에서 30분~10시간 동안 1차 열처리한 후, 상기 1차 열처리된 피치를 450~460℃에서 30분~5시간 동안 2차 열처리하는 탄소재 원료 제조 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 탄소재의 제조방법을 제공한다.After the first heat treatment of the pitch for 30 minutes to 10 hours at 200 ~ 300 ℃, and the carbon material raw material manufacturing step of secondary heat treatment for the first heat treatment pitch for 30 minutes to 5 hours at 450 ~ 460 ℃ It provides a method for producing a carbon material characterized by.

상기에서 '탄소재 원료'란 탄소재를 생산하는데 사용되는, 석탄 또는 석유 피치를 열처리하여 점도가 조절된 재료를 의미한다.As used herein, the term 'carbonaceous material' refers to a material whose viscosity is controlled by heat treating coal or petroleum pitch used to produce carbonaceous material.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 탄소재 제조방법은 피치를 200~300℃에서 30분~10시간 동안 1차 열처리한 후, 상기 1차 열처리된 피치를 450~460℃에서 30분~5시간 동안 2차 열처리하는 탄소재 원료 제조 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the carbon material manufacturing method of the present invention, after the first heat treatment of the pitch for 30 minutes to 10 hours at 200 ~ 300 ℃, the second heat treatment of the first heat treatment pitch for 30 minutes to 5 hours at 450 ~ 460 ℃ Characterized in that it comprises a raw material manufacturing step.

상기에서 피치(pitch)는 유기물의 열분해나 타르의 증류시 나오는 잔류물로서 본 발명에서는 석탄 또는 석유피치를 사용하며, 구체적으로 석탄 피치를 사용하는 것이 바람직하다.In the above-mentioned pitch (pitch) is a residue from the pyrolysis of organic matter or distillation of tar, in the present invention, coal or petroleum pitch is used, and specifically, coal pitch is preferably used.

우수한 탄소재를 제조하기 위해서는 탄소재 원료를 제조하기 위한 피치의 열처리 조건(열처리 온도 및 시간)이 중요하다. 즉, 탄소재 원료 제조시 중축합이 일어나지 않는 온도 범위에서 일단 복잡한 입체형 방향족 화합물의 사슬을 선형 방향족 화합물로 끊어주어 기공 형성시 기공벽의 결정 배열을 향상시켜야 한다. 또한, 탄소재 원료가 적절한 점도를 갖게 함으로써 탄소재 기공의 크기와 균일도를 향상시켜야 하는데, 본 발명에서는 중축합이 일어나지 않는 온도에서 1차 열처리하 여 입체형 방향족 화합물의 사슬을 끊어준 후, 점도 조절을 위한 온도에서 2차 열처리를 함으로써 이러한 점들을 해결하였다. In order to produce an excellent carbon material, heat treatment conditions (heat treatment temperature and time) of pitch for producing a carbon material raw material are important. In other words, in the temperature range where polycondensation does not occur in the production of carbonaceous raw materials, the chain of complex three-dimensional aromatic compounds should be broken into linear aromatic compounds to improve the crystal arrangement of the pore walls during pore formation. In addition, the carbon material raw material should have an appropriate viscosity to improve the size and uniformity of the pores of the carbon material, in the present invention, after the first heat treatment at a temperature where polycondensation does not occur, after breaking the chain of the three-dimensional aromatic compound, viscosity control These problems were solved by performing a second heat treatment at a temperature for.

본 발명의 탄소재 제조방법 중, 1차 열처리시 온도는 200~300℃가 바람직한데, 상기에서 온도가 200℃ 미만이면 피치 내 복잡한 입체형 방향족 화합물이 선형 방향족 화합물로 끊어지기 힘들고, 온도가 300℃를 초과하게 되면 중축합에 의한 고분자화가 일어난다는 문제점이 있다. 따라서, 중축합이 일어나지 않으면서 선형의 방향족 화합물로 끊어지게 하기 위해서는 상기 온도 범위에서 1차로 열처리 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기에서 1차 열처리는 30분~10시간 동안 이루어지는 것이 바람직한데, 열처리 시간이 30분 미만이면 입체형 방향족 화합물의 적절한 분해 정도가 이루어지지 않아 최종 다공성 탄소재의 기공이 불균일하게 형성되는 문제점이 발생하고, 10시간을 초과하게 되면 방향족 화합물의 분해가 과도하게 진행되 선형 방향족 화합물 가지에 과도한 산소가 도입되어 최종 다공성 탄소재의 조직이 약해져 기계적, 열적 특성이 저하되는 문제점이 있기 때문이다.In the carbon material manufacturing method of the present invention, the temperature during the first heat treatment is preferably 200 ~ 300 ℃, if the temperature is less than 200 ℃ in the above complex three-dimensional aromatic compound in the pitch hard to break the linear aromatic compound, the temperature is 300 ℃ If it exceeds, there is a problem that the polymerization by polycondensation occurs. Therefore, in order to break | disconnect with a linear aromatic compound without polycondensation occurring, it is preferable to heat-process primarily in the said temperature range. In addition, it is preferable that the first heat treatment is performed for 30 minutes to 10 hours. If the heat treatment time is less than 30 minutes, the proper decomposition degree of the steric aromatic compound is not achieved, so that the pores of the final porous carbon material are unevenly formed. This is because when the excessive time exceeds 10 hours, decomposition of the aromatic compound proceeds excessively, but excessive oxygen is introduced into the linear aromatic compound branch, resulting in a weakening of the structure of the final porous carbon material, thereby deteriorating mechanical and thermal properties.

본 발명의 탄소재 제조방법 중, 2차 열처리시 온도는 450~460℃가 바람직한데, 상기에서 온도가 450℃ 미만이면 피치의 점도가 너무 낮아 완성된 탄소재의 기공의 크기가 불균일하게 되고, 온도가 460℃를 초과하면 피치의 점도가 높아 기공 형성이 근본적으로 이루어지지 않는다는 문제점이 있다. 따라서, 탄소재 원료가 적절한 점도를 유지하기 위해서는 상기 온도 범위에서 2차로 열처리 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기에서 2차 열처리는 30분~5시간 동안 이루어지는 것이 바람직한데, 열처리 시간이 30분 미만이면 점도가 매우 낮아 기공의 성장과 합체가 자유 로워 형상이 매우 불균일하게 되는 문제점이 있고, 5시간을 초과하게 되면 점도가 매우 높고 휘발분량이 적어져 기공의 발생이 근본적으로 불가능하게 되는 문제점이 있기 때문이다. In the carbon material manufacturing method of the present invention, the temperature during the second heat treatment is preferably 450 ~ 460 ℃, if the temperature is less than 450 ℃ in the viscosity of the pitch is too low, the size of the pores of the finished carbon material is uneven, If the temperature exceeds 460 ℃ there is a problem that the formation of pores is not fundamentally high due to the high viscosity of the pitch. Therefore, in order to maintain a suitable viscosity, the carbonaceous material is preferably heat-treated secondly in the above temperature range. In addition, the secondary heat treatment is preferably made for 30 minutes to 5 hours, but if the heat treatment time is less than 30 minutes, the viscosity is very low, there is a problem that the shape of the pores growth and coalescence is very uneven, very uneven, 5 hours This is because when the viscosity is very high and the amount of volatile is small, the generation of pores is fundamentally impossible.

일반적으로 피치의 열처리 온도는 목적하는 최종 다공성 탄소재의 물성에도 영향을 미치는데, 낮은 열처리 온도의 탄소재 원료로 제조된 다공성 탄소재는 조직이 치밀해 기계적 강도가 높지만 무정형으로 열전도도가 낮아진다. 반면, 높은 열처리 온도의 탄소재 원료로 제조된 다공성 탄소재는 결정성이 발달하여 열전도도는 높지만 조직이 치밀하지 못하여 기계적 강도가 낮아지는데, 본 발명에서와 같이 200~300℃에서 1차 열처리한 후, 450~460℃에서 2차 열처리하여 탄소재 원료를 제조함으로써 최종 다공성 탄소재의 기계적 강도와 열전도도를 증가시킬 수 있다는 이점이 있다.In general, the heat treatment temperature of the pitch also affects the properties of the desired final porous carbon material. The porous carbon material made of a low heat treatment carbonaceous raw material has a high mechanical strength due to its dense structure, but has an amorphous thermal conductivity. On the other hand, the porous carbon material prepared from the carbon material of high heat treatment temperature has a high thermal conductivity, but the structure is not dense due to the development of crystallinity, the mechanical strength is lowered, as in the present invention after the first heat treatment at 200 ~ 300 ℃ By preparing a carbonaceous raw material by secondary heat treatment at 450 to 460 ° C, there is an advantage that the mechanical strength and thermal conductivity of the final porous carbonaceous material can be increased.

한편, 탄소재 원료를 제조하기 위한 1차 열처리 단계에서 선형으로 끊어진 방향족 화합물들은 중축합 반응에 의하여 다시 입체형 방향족 화합물로 전환될 수 있다. 본 발명은 이러한 전환 현상을 막고 2차 열처리 후에도 선형 방향족 화합물로 남게 하기 위해서 피치의 열처리시 250~500rpm의 회전속도로 피치를 교반한다는 점에 특징이 있다. 상기 교반과정에서 회전속도가 250rpm 미만이면 선형 방향족 화합물로 끊어진 피치가 다시 입체형 방향족 화합물로 전환되기 쉽고, 선형 방향족 화합물로의 분해가 효과적이지 못하는 문제점이 발생할 수 있고, 500rpm을 초과하면 선형 방향족 화합물에 산소 분자가 과도하게 도입되어 최종 다공성 탄소재의 조 직이 치밀하지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있기 때문에 상기 범위의 회전 속도로 교반하는 것이 바람직하다.On the other hand, the aromatic compounds linearly broken in the first heat treatment step for producing a carbonaceous material may be converted back to a three-dimensional aromatic compound by the polycondensation reaction. The present invention is characterized in that the pitch is stirred at a rotational speed of 250 to 500 rpm during the heat treatment of the pitch in order to prevent such a conversion phenomenon and remain as a linear aromatic compound even after the secondary heat treatment. If the rotational speed is less than 250rpm in the stirring process, the pitch broken by the linear aromatic compound is easily converted to the three-dimensional aromatic compound, the decomposition may not be effective to the linear aromatic compound may occur, if the linear aromatic compound exceeds 500rpm It is preferable to stir at a rotational speed in the above range because oxygen molecules may be excessively introduced to cause a problem in that the final porous carbon material is not dense.

상기와 같이 2차 열처리 후 제조된 탄소재 원료의 점도는 500~2000 Pa.secs이다. As described above, the viscosity of the carbonaceous material prepared after the second heat treatment is 500 to 2000 Pa.secs.

한편, 본 발명의 탄소재 제조방법은 상기와 같은 열처리 후 완성된 탄소재 원료를 0.1~0.5kgf/cm2의 압력 하에 일정한 형상, 바람직하게는 블록으로 성형한 후, 가압용기에 장입하고, 50~150psi의 압력, 구체적으로는 100psi의 압력과 400~550℃의 온도, 구체적으로는 500℃의 온도 하에 가열 가압하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the carbon material manufacturing method of the present invention after the heat treatment as described above, the carbonaceous material is molded into a certain shape, preferably blocks under a pressure of 0.1 ~ 0.5kgf / cm 2 , and then charged in a pressure vessel, 50 Pressure of ˜150 psi, specifically 100 psi and 400 ~ 550 ℃ temperature, specifically characterized in that it further comprises the step of heat pressurized at a temperature of 500 ℃.

상기와 같이, 탄소재 원료를 0.1~0.5kgf/cm2의 압력 하에서 성형함으로써 내부의 기공이 제거될 수 있고, 따라서, 가열 가압 공정에서 1000psi의 높은 압력까지 상승시키지 않고 장시간 진공을 가해주지도 않아도 탄소재 기공의 균일도를 향상시킬 수 있다. 상기에서 탄소재 원료의 성형시 압력이 0.1kgf/cm2 미만이면 분말사이의 공기 제거가 충분치 못하여 기공 형성시 기공의 형상이 불균일하게 되는 문제점이 발생할 수 있고, 0.5kgf/cm2를 초과하면 성형된 블록 내에 응력 분포가 생겨 이후 탄화 공정시 내부 크랙이 발달하여 최종 다공성 탄소재의 갈라짐 현상이 발생하는 문제점이 있기 때문에, 상기 범위의 압력 하에서 성형하는 것이 바람직하다.As described above, by forming the carbonaceous raw material under a pressure of 0.1 ~ 0.5kgf / cm 2 can be removed inside the pores, therefore, in the heating and pressing process without raising the pressure to a high pressure of 1000psi without burning for a long time The uniformity of the material pores can be improved. If the pressure of the carbon material is less than 0.1kgf / cm 2 when forming the raw material may not be enough to remove the air between the powders may cause a problem that the shape of the pores when forming the pores, if exceeding 0.5kgf / cm 2 Since there is a problem in that the stress distribution occurs in the broken block and the internal crack develops during the carbonization process, so that a cracking phenomenon of the final porous carbon material occurs, molding under the pressure in the above range is preferable.

본 발명의 탄소재 제조방법은,Carbon material manufacturing method of the present invention,

1) 피치를 200~300℃에서 30분~10시간 동안 1차 열처리한 후, 상기 1차 열처리된 피치를 450~460℃에서 30분~5시간 동안 2차 열처리하는 탄소재 원료의 제조 단계; 및1) a step of preparing a carbonaceous raw material for the first heat treatment of the pitch at 200 to 300 ° C. for 30 minutes to 10 hours, and the second heat treatment of the first heat treated pitch at 450 to 460 ° C. for 30 minutes to 5 hours; And

2) 상기 탄소재 원료를 0.1~0.5kgf/cm2의 압력 하에 블록으로 성형한 후, 가압용기에 장입하고, 50~150psi의 압력과 400~550℃의 온도 하에 가열 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.2) molding the carbonaceous material into a block under a pressure of 0.1 to 0.5 kgf / cm 2 , and then charging the container to a pressurized container, and heating and pressing under a pressure of 50 to 150 psi and a temperature of 400 to 550 ° C. It features.

이과 같이, 2단계로 열처리하고 일정 형상으로 성형한 후 가열 가압하여 제조된 탄소재는 기공의 크기가 작고 균일하며, 기공벽의 결정 배열 또한 향상되어 방열효과가 높다는 이점이 있다. 또한, 본 발명의 방법에 의해 제조된 탄소재는 밀도가 0.54g/cm3, 열전도도가 57.5W/mK로서 우수한 물성을 갖고 있다.As described above, the carbon material manufactured by heat-treating in two steps and molding into a predetermined shape and then heat-pressing has the advantage that the pore size is small and uniform, and the crystal arrangement of the pore wall is also improved, so that the heat radiation effect is high. In addition, the carbon material produced by the method of the present invention has excellent physical properties of 0.54 g / cm 3 in density and 57.5 W / mK in thermal conductivity.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

[실시예 1] Example 1

우수한 탄소재 원료를 제조하기 위한 최적 열처리 조건 확립Establish optimal heat treatment conditions for producing good carbon materials

1-1) 1차 열처리 조건 확립1-1) Establishment of Primary Heat Treatment Condition

석탄 피치를 잘게 분쇄한 후, 그 중 300g을 SUS 용기에 장입하고 5℃/min의 승온 속도로 온도를 올리면서 중축합 정도를 나타내는 퀴놀린 불용성(QI; Quinoline Insoluble) 함량을 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 열처리 장치(도 1 참조)의 온도는 PID 온도 조절기를 이용하여 ±1℃ 오차 범위 내에서 제어하였다. 열처리 및 냉각 동안에는 고온에서 시료가 산화됨으로써 특성이 변하는 것을 방지하기 위하여 로(도 1 참조)에 질소 주입관을 설치하여 불활성 분위기를 유지하였다.After finely pulverizing the coal pitch, 300 g of them were charged into an SUS container, and the quinoline insoluble (QI) content indicating the degree of polycondensation was measured while raising the temperature at a temperature increase rate of 5 ° C./min. 2 is shown. The temperature of the heat treatment apparatus (see FIG. 1) was controlled within a ± 1 ° C. error range using a PID temperature controller. During the heat treatment and cooling, a nitrogen injection tube was installed in a furnace (see FIG. 1) to maintain the inert atmosphere in order to prevent the sample from being changed at high temperature by oxidizing the sample.

도 2에 나타난 바와 같이, 300℃ 이상에서 QI의 함량이 급격히 증가함을 알 수 있었다. 즉, 200~300℃ 범위의 온도에서 열처리할 때 피치 내 입체형 방향족 화합물의 분해만이 이루어지고 중축합이 수반되지 않음을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 2, it can be seen that the content of QI sharply increased above 300 ℃. That is, when the heat treatment at a temperature in the range of 200 ~ 300 ℃ it was confirmed that only the decomposition of the three-dimensional aromatic compound in the pitch is not accompanied by polycondensation.

1-2) 2차 열처리 조건 확립1-2) Establish secondary heat treatment condition

상기 실시예 1-1)에서와 같이 열처리된 피치에 다시 열을 가한 후 피치의 점도를 측정하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.Heat was again applied to the heat treated pitch as in Example 1-1), and the viscosity of the pitch was measured. The results are shown in FIG. 3.

도 3에 나타난 바와 같이, 2차 열처리 온도가 470℃인 경우 점도가 급격히 상승하였다. 또한, 2차 열처리 온도가 450℃ 미만인 경우 점도가 너무 낮았다. 즉, 450~460℃의 온도에서 열처리된 탄소재 원료의 점도는 균일한 기공 크기와 잘 배향된 기공 벽면 구조를 갖기에 충분한 범위인 500~2000 Pa.sec 이었다.As shown in FIG. 3, the viscosity rapidly increased when the secondary heat treatment temperature was 470 ° C. FIG. In addition, the viscosity was too low when the secondary heat treatment temperature was less than 450 ° C. That is, the viscosity of the carbonaceous raw material heat-treated at a temperature of 450 ~ 460 ℃ was a range of 500 ~ 2000 Pa.sec which is sufficient to have a uniform pore size and well-oriented pore wall structure.

1-3) 회전속도 확립1-3) establishment of rotation speed

상기 실시예 1-2)에서와 같이 열처리 된 피치를 교반기를 이용하여 회전속도를 변화시키면서 교반하였고, 회전속도 변화에 따른 피치의 열중량과 기능기들의 변화를 측정하여 그 결과를 각각 도 4 및 도 5에 나타내었다.The heat treated pitch was stirred while changing the rotation speed using the stirrer as in Example 1-2), and the heat weight of the pitch and the change of the functional groups were measured according to the rotation speed change, and the results are shown in FIGS. 5 is shown.

열중량은 TGA/SDTA851 열분석 시스템(Thermal Analysis System, Mettler사, 스위스)을 이용하여 측정하였다. 분석에 사용된 시료의 양은 7mg이었고, 공기분위기와 질소분위기에서 25℃부터 1000℃까지 10℃/min의 속도로 승온하였다.Thermogravimetry was measured using a TGA / SDTA851 thermal analysis system (Thermal Analysis System, Mettler, Switzerland). The amount of the sample used in the analysis was 7 mg, and the temperature was raised at a rate of 10 ° C./min from 25 ° C. to 1000 ° C. in an air atmosphere and a nitrogen atmosphere.

기능기 변화 측정은 포우리어-트랜스폼 IR 스펙트로스코피(Fourier-transform IR spectroscopy, Midac, M2000)를 이용하여 IR 스펙트럼을 얻어 측정하였다.Functional group changes were measured by obtaining IR spectra using Fourier-transform IR spectroscopy (Midac, M2000).

피치 내의 입체형 방향족 화합물이 선형 방향족 화합물로 분해되면, 메틸렌(-CH2)기와 메틸(-CH3)기가 제거되면서 카르보닐기(-CO)가 증가하는데, 피치내의 카르보닐기는 열중량 분석시 공기 중의 산소와 결합하여 열중량을 증가시키다가 산화가 개시되는 일정 온도 이상이 되면 CO2로 산화되어 날아가 열중량을 감소시킨다. When the steric aromatic compound in the pitch is decomposed into a linear aromatic compound, the carbonyl group (-CO) increases as the methylene (-CH 2 ) group and the methyl (-CH 3 ) group are removed, and the carbonyl group in the pitch When combined to increase the thermogravimetric temperature, if it is above a certain temperature at which oxidation is initiated, it is oxidized to CO 2 and flies to reduce the thermogravimetric weight.

도 4에 나타난 바에 의하면, 회전속도가 250~500rpm인 경우 초기 열중량이 증가하다가 일정 온도에서 중량 감소량이 컸다. 반면, 회전속도가 없는 경우 일정하게 중량이 감소하다가 산화개시 온도 부근에서 중량 감소량이 가장 작았다. 이 는 상당량의 메틸렌, 메틸기가 제거되지 않았고, 동시에 입체형 방향족 화합물이 선형 방향족 화합물로 바뀌지 않았다는 증거이다. 따라서, 피치의 열처리시 교반기의 회전속도가 250~500rpm이 적합함을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 4, when the rotational speed is 250 ~ 500rpm initial heat weight was increased and the weight loss was large at a certain temperature. On the other hand, if there is no rotation speed, the weight decreases constantly, and the weight loss is the smallest near the oxidation start temperature. This is evidence that a significant amount of methylene and methyl groups have not been removed and at the same time the steric aromatics have not been converted to linear aromatics. Therefore, it was confirmed that the rotational speed of the stirrer is suitable for the heat treatment of the pitch is 250 ~ 500rpm.

또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 회전속도가 250~500rpm인 경우 메틸렌, 메틸기가 효과적으로 분해되어 강도가 약해졌고, 상대적으로 카르보닐기의 강도가 강해짐을 확인할 수 있었다. In addition, as shown in Figure 5, when the rotational speed is 250 ~ 500rpm methylene, methyl group was effectively decomposed, the strength was weakened, it was confirmed that the strength of the carbonyl group is relatively strong.

[실시예 2] Example 2

탄소재의 제조Manufacture of carbon materials

석탄 피치를 200~300℃에서 30분 동안 1차 열처리 하고, 450~460℃에서 30분 동안 2차 열처리하여 탄소재 원료를 제조하였다. 이때 교반기를 이용하여 열처리 동안 500rpm의 회전속도로 교반하였다. 상기 제조된 탄소재 원료를 0.5kgf/cm2의 압력 하에 블록으로 성형한 후, 가열 가압기에 장입하였고, 진공을 가하지 않고 100psi의 압력, 5℃/분의 승온속도, 및 500℃의 온도 조건하에서 30분 동안 가열 가압하여 탄소재를 제조하였다. 전체 제조 시간은 130분 이었다. The coal pitch was first heat treated at 200 to 300 ° C. for 30 minutes and second heat treated at 450 to 460 ° C. for 30 minutes to prepare a carbonaceous raw material. At this time, the agitator was stirred at a rotational speed of 500 rpm during the heat treatment. The prepared carbonaceous material was molded into blocks under a pressure of 0.5 kgf / cm 2 , and then charged into a heating pressurizer, under a pressure of 100 psi, a temperature increase rate of 5 ° C./min, and a temperature of 500 ° C. without applying a vacuum. The carbon material was manufactured by heat-pressing for 30 minutes. Total manufacturing time was 130 minutes.

[비교예 1]Comparative Example 1

종래 방법에서와 같이, 석탄 피치를 430~490℃ 온도범위에서 1 시간 동안 열처리한 후 냉각하여 분말화하여 탄소재 원료를 얻었다. 분말 상태의 탄소재 원료 를 가열 가압기에 장입한 후, 가열하였다. 탄소재 원료의 연화점인 200~300℃ 부근까지 0.5℃/분의 승온속도로 가열한 후, 1시간 동안 진공을 가하여 분말 사이의 공기가 제거되어 압착되도록 하였다. 진공을 제거하고 질소 혹은 아르곤가스를 주입하여 1000psi의 압력이 가해지도록 하였다. 이 상태에서 0.2℃/분의 승온 속도로 500℃ 이상의 온도까지 승온한 후, 60분 동안 가열 가압하여 다공성 탄소재를 제조하였다. 전체 제조시간은 2560분 시간으로서 제조시간이 본 발명의 방법에 따라 탄소재를 제조하는 시간의 19 배 이상이 걸렸다.As in the conventional method, the coal pitch was heat-treated for 1 hour at a temperature range of 430 to 490 ° C., and then cooled and powdered to obtain a carbonaceous raw material. The carbonaceous material raw material in powder state was charged into a heating pressurizer and then heated. After heating at a temperature increase rate of 0.5 ° C./min to the softening point of the carbonaceous material near 200 ° C. to 300 ° C., vacuum was applied for 1 hour to remove air between the powders and to compact. The vacuum was removed and nitrogen or argon gas was injected to apply a pressure of 1000 psi. In this state, the temperature was raised to a temperature of 500 ° C. or higher at a temperature rising rate of 0.2 ° C./min, and then heated and pressurized for 60 minutes to prepare a porous carbon material. The total production time was 2560 minutes, which took 19 times more than the time for producing the carbon material according to the method of the present invention.

[시험예 1] [Test Example 1]

탄소재의 물성 비교 시험Physical property comparison test of carbon material

1-1) 기공의 균일도 비교1-1) Comparison of Pore Uniformity

상기 실시예 2에서 제조한 본 발명에 따른 탄소재와 비교예 1에서 제조한 종래 방법에 따른 탄소재의 기공을 전자현미경(SEM, AKASHI, WB-6)으로 관찰하였다. The pores of the carbon material according to the present invention prepared in Example 2 and the carbon material according to the conventional method prepared in Comparative Example 1 were observed with an electron microscope (SEM, AKASHI, WB-6).

도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제조된 탄소재는 기공의 크기가 균일한 미세구조를 갖고 있음을 확인할 수 있었고, 기공의 벽면이나 기공이 모이는 곳 모두 방향성을 띠며 배향이 잘 발달되었음을 확인할 수 있었다. 반면, 종래 방법에 의해 제조된 탄소재는 기공의 크기가 불균일하고, 기공 벽면의 방향성도 불규칙함을 확인할 수 있었다. As shown in Figure 6 and 7, the carbon material prepared in the present invention was confirmed that the pore size has a uniform microstructure, both the wall surface of the pores or where the pores are oriented and orientation is well developed I could confirm it. On the other hand, the carbon material produced by the conventional method was confirmed that the pore size is uneven, the orientation of the pore wall surface is also irregular.

즉, 본 발명에서와 같은 열처리 방법과 일정형상으로 성형하여 장입하는 방법이 균일한 기공 크기와 잘 배향된 기공 벽면의 형성에 효과적임을 확인할 수 있 었다.That is, it can be confirmed that the heat treatment method and the method of molding and charging the same as in the present invention are effective in forming a uniform pore size and well-oriented pore wall surface.

1-2) 열전도도 및 밀도 측정 1-2) Thermal conductivity and density measurement

상기 실시예 2와 비교예 1에서 제조한 탄소재의 열전도도와 밀도를 측정하였다. Thermal conductivity and density of the carbon material prepared in Example 2 and Comparative Example 1 were measured.

열전도도는 KS L 1604 측정방법에 의거하여 측정하였으며, 열전도도 측정기는 울트라-리코 TC-7000(Ulava-rico TC-7000)을 사용하였다. 이때 측정용 시편은 가로, 세로 각각 10mm와 두께 2mm의 치수를 갖는 정사각형으로 제조하였다.Thermal conductivity was measured according to the KS L 1604 measurement method, the thermal conductivity meter was used Ultra-Rico TC-7000 (Ulava-rico TC-7000). At this time, the test specimen was manufactured in a square having dimensions of 10 mm in width and 2 mm in thickness, respectively.

밀도의 경우, 소수점 넷째 자리 화학저울(AT201, Mettler, 스위스)을 사용하여 칭량하였고, 버니어캘리퍼스 시편의 체적을 구하여 겉보기 밀도를 측정하였다. 또한, 가스 파이크노미터(Gas Pycnometer, Accupyc 1330)를 사용하여 밀도를 측정한 후 겉보기 밀도와 비교하였다.In the case of density, it was weighed using 4 decimal place chemical balance (AT201, Mettler, Switzerland), and the apparent density was measured by obtaining the volume of the vernier caliper specimen. In addition, density was measured using a gas pycnometer (Gas Pycnometer, Accupyc 1330) and compared with the apparent density.

밀도와 열전도도 측정 결과, 본 발명의 방법에 의해 제조된 탄소재는 밀도가 0.54g/cm3, 열전도도가 57.5W/mK로서 우수한 물성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.As a result of the measurement of the density and the thermal conductivity, it was confirmed that the carbon material produced by the method of the present invention had excellent physical properties with a density of 0.54 g / cm 3 and a thermal conductivity of 57.5 W / mK.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 피치의 열처리 단계를 개선하고, 열처리된 피치를 성형하여 가열 가압함으로써 완성된 탄소재 기공의 균일도를 향상시켰고, 1회 제조 시간을 단축시켰다. 따라서, 본 발명의 방법으로 제조된 탄소재 는 생산 단가가 낮아 경제적인 이점이 있다. 이러한 탄소재는 컴퓨터, 전자제품, 이동통신, 열교환기, 라디에이터 등의 방열효율을 위한 재료로 경제적으로 사용될 수 있다. 또한, 자동차 매연저감장치, 공기 및 수질용 정화필터 등에도 이용될 수 있다.As described above, in the present invention, the heat treatment step of the pitch was improved, and the uniformity of the finished carbon material pores was improved by molding and heat-pressing the heat treated pitch, and shortening the production time once. Therefore, the carbon material produced by the method of the present invention has an economical advantage of low production cost. Such carbon materials can be economically used as materials for heat dissipation efficiency of computers, electronic products, mobile communication, heat exchangers, radiators and the like. In addition, the present invention can be used for automobile exhaust gas reducing devices, air and water purification filters, and the like.

Claims (7)

피치를 200~300℃에서 30분~10시간 동안 1차 열처리한 후, 상기 1차 열처리된 피치를 450~460℃에서 30분~5시간 동안 2차 열처리하는 탄소재 원료 제조 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 탄소재의 제조방법.After the first heat treatment of the pitch for 30 minutes to 10 hours at 200 ~ 300 ℃, and the carbon material raw material manufacturing step of secondary heat treatment for the first heat treatment pitch for 30 minutes to 5 hours at 450 ~ 460 ℃ Method for producing a carbon material characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 피치를 250~500rpm의 회전속도로 교반하는 것을 특징으로 하는The pitch is characterized in that the stirring at a rotational speed of 250 ~ 500rpm 탄소재의 제조방법.Method of producing carbon material. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탄소재 원료를 0.1~0.5kgf/cm2의 압력 하에 블록으로 성형한 후, 가압용기에 장입하고, 50~150psi의 압력과 400~550℃의 온도 하에서 가열 가압하는 단계가 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 탄소재의 제조방법.Forming the carbonaceous raw material into a block under a pressure of 0.1 ~ 0.5kgf / cm 2 , charged in a pressure vessel, and further comprising the step of heating and pressing under a pressure of 50 ~ 150psi and a temperature of 400 ~ 550 ℃ Method for producing a carbon material characterized in that. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 탄소재 원료의 점도는 500~2000 Pa.sec인 것을 특징으로 하는The viscosity of the carbon material raw material is characterized in that 500 ~ 2000 Pa.sec 탄소재의 제조방법.Method of producing carbon material. 1) 피치를 200~300℃에서 30분~10시간 동안 1차 열처리한 후, 상기 1차 열처리된 피치를 450~460℃에서 30분~5시간 동안 2차 열처리하는 탄소재 원료의 제조 단계; 및1) a step of preparing a carbonaceous raw material for the first heat treatment of the pitch at 200 to 300 ° C. for 30 minutes to 10 hours, and the second heat treatment of the first heat treated pitch at 450 to 460 ° C. for 30 minutes to 5 hours; And 2) 상기 탄소재 원료를 0.1~0.5kgf/cm2의 압력 하에 블록으로 성형한 후, 가압용기에 장입하고, 50~150psi의 압력과 400~550℃의 온도 하에서 가열 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소재의 제조방법.2) molding the carbonaceous material into a block under a pressure of 0.1 to 0.5 kgf / cm 2 , and then charging the container to a pressurized container, and heating and pressing under a pressure of 50 to 150 psi and a temperature of 400 to 550 ° C. Method for producing a carbon material characterized in that. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 피치를 250~500rpm의 회전속도로 교반하는 것을 특징으로 하는The pitch is characterized in that the stirring at a rotational speed of 250 ~ 500rpm 탄소재의 제조방법.Method of producing carbon material. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 탄소재 원료의 점도는 500~2000 Pa.secs인 것을 특징으로 하는 탄소재 의 제조방법.The carbon material raw material viscosity is 500 ~ 2000 Pa.secs characterized in that the manufacturing method of the carbon material.
KR1020050001804A 2005-01-07 2005-01-07 Method for manufacturing of porous carbon material KR100649150B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050001804A KR100649150B1 (en) 2005-01-07 2005-01-07 Method for manufacturing of porous carbon material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050001804A KR100649150B1 (en) 2005-01-07 2005-01-07 Method for manufacturing of porous carbon material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060081474A true KR20060081474A (en) 2006-07-13
KR100649150B1 KR100649150B1 (en) 2006-11-27

Family

ID=37172437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050001804A KR100649150B1 (en) 2005-01-07 2005-01-07 Method for manufacturing of porous carbon material

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100649150B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829230B1 (en) * 2006-12-29 2008-05-14 주식회사 씨알-텍 Preparing method of carbon particle
US11309565B2 (en) 2017-02-28 2022-04-19 Lg Chem, Ltd. Electrode structure and redox flow battery comprising same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104817065A (en) * 2015-04-02 2015-08-05 安徽农业大学 Preparation method of cellular starch-based porous carbon material

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2563105B2 (en) 1987-04-20 1996-12-11 日本電極株式会社 Manufacturing method of porous carbon material
KR910010094B1 (en) * 1989-12-28 1991-12-16 포항종합제철 주식회사 Process for preparing carboneous row material having a self-sintering
US6833012B2 (en) 2001-10-12 2004-12-21 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Petroleum pitch-based carbon foam
KR100573907B1 (en) * 2003-06-19 2006-04-26 장승조 Manufacturing of carbonized low temperature heater

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829230B1 (en) * 2006-12-29 2008-05-14 주식회사 씨알-텍 Preparing method of carbon particle
US11309565B2 (en) 2017-02-28 2022-04-19 Lg Chem, Ltd. Electrode structure and redox flow battery comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
KR100649150B1 (en) 2006-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6689336B2 (en) Carbon foam, graphite foam and production processes of these
KR101826855B1 (en) Manufacturing method for graphite sheet
WO2015061160A1 (en) Process for making chemically activated carbon
KR100649150B1 (en) Method for manufacturing of porous carbon material
Kim et al. Characteristics of a high compressive strength graphite foam prepared from pitches using a PVA–AAc solution
JPH0435434B2 (en)
JP4430448B2 (en) Method for producing isotropic graphite material
JP4311777B2 (en) Method for producing graphite material
KR102287921B1 (en) Graphite sheet and method for preparing same
JPH0826709A (en) Production of carbon material
US20060240287A1 (en) Dummy wafer and method for manufacturing thereof
CN111763096A (en) Carbon-based material for heat preservation device
KR20170105151A (en) Method Of Needle cokes through a 2-stage pressure heat treatment
KR100573907B1 (en) Manufacturing of carbonized low temperature heater
KR20190064549A (en) A production method of binderless carbon block using reformation of mesocarbon microbeads
CN116902970B (en) High-performance graphene heat conducting film and preparation method thereof
KR102508857B1 (en) Manufacturing method of carbonized blocks used for manufacturing isotropic graphite
CN116444274B (en) Preparation method of isotropic graphite material with superfine structure
JP4517563B2 (en) Production method of carbon foam and graphite foam
JPS61251504A (en) Production of formed graphite
KR20190030069A (en) A production method of binderless carbon block using reformation of mesocarbon microbeads
JPH08222357A (en) Manufacture of carbon heating element
JP4208218B2 (en) Method for producing isotropic graphite material having high thermal expansion coefficient, graphite jig comprising the isotropic graphite material, and graphite substrate
KR100639790B1 (en) Manufacturing method of the carbon material generating low temperature of which specific resistance is regulated
CN117682859A (en) Method for preparing high-heat-conductivity graphite film material by utilizing reclaimed materials

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121109

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131115

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151028

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161102

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181105

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191031

Year of fee payment: 14