KR20090067951A - Method of preparing an activated carbon having honeycomb structure - Google Patents

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Abstract

A preparation method of honeycomb-shaped porous carbon is provided, wherein the prepared porous carbon has a high specific surface area by forming hollow spaces at inner sides of the valley portions of the porous carbon, thereby maintaining excellent adsorption capability through the entire structure of the porous carbon. A preparation method of honeycomb-shaped porous carbon comprises the steps of: laminating a thermoplastic resin plastic corrugated board, a thermosetting resin plastic corrugated board, or a combination thereof(10) to a plurality of layers and applying an adhesive between the respective layers to manufacture a honeycomb structure(100); impregnating the honeycomb structure with an impregnating solution comprising pitch, a thermosetting resin, or a mixture thereof; heat-treating the honeycomb structure at 600 to 1200 deg.C to carbonize the honeycomb structure; and heat-treating the honeycomb structure at a temperature of 600 to 1200 deg.C in an atmosphere of steam(H2O), air or carbon dioxide(CO2) to activate the honeycomb structure.

Description

허니컴 형태의 다공성 탄소재료의 제조 방법{METHOD OF PREPARING AN ACTIVATED CARBON HAVING HONEYCOMB STRUCTURE}Honeycomb type porous carbon material manufacturing method {METHOD OF PREPARING AN ACTIVATED CARBON HAVING HONEYCOMB STRUCTURE}

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 used as an adsorbent in an adsorption process requiring a lower pressure drop than 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 honeycomb material having the adsorption capacity is required in a process in which the pressure drop is large due to a large flow rate or a very high flow rate of the fluid to be treated, compared to a general adsorption tower.

이의 제조 방법으로는 탄소질 흡착제 분말을 포함하는 종이를 통상 골판지를 제조하는 공정에 의하여 제조하는 방법이 일반적이다. As a manufacturing method thereof, a method of manufacturing a paper containing a carbonaceous adsorbent powder by a process for producing corrugated cardboard is generally used.

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 Patent Application Laid-Open No. 1988-319022 discloses a method of manufacturing a paper using a paper stock suspension in which activated carbon powder is dispersed, and assembling it into a cardboard form to construct a cardboard box. The cardboard box has an adsorptive force by the activated carbon powder and thus exhibits an air purification effect. However, the corrugated cardboard thus prepared disperses the activated carbon powder in the suspension of paper stock, and in this process, various components in the suspension solution are adsorbed to the activated carbon powder, thereby losing most of the adsorptive power of the activated carbon powder which can exhibit the adsorptive power. . Therefore, it is difficult to show 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 similarly to the above patent, by mixing activated carbon as a filler in a sized pulp to produce a paper to include the activated carbon between the paper fibers, using the same to manufacture a general box and cardboard It is disclosed. However, the paper produced as described above has a problem in that the specific surface area value is greatly lowered to around 100 m 2 / g due to reaction with a sizing agent in the manufacturing process, so that the adsorption force is low.

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 the Republic of Korea Patent Publication No. 2001-0019360, in the manufacture of corrugated cardboard corrugated cardboard filled with activated carbon powder in the bone between the corrugated core and the liner to produce a corrugated cardboard so as not to lose the adsorption power of the activated carbon A method of making a box is disclosed. This method is suitable for use as a material of a box having adsorptive power. However, since the adsorbent is filled in the empty space of the honeycomb molded body, the honeycomb is used to realize the adsorption or catalytic effect by passing gas through the bone of the molded body. It does not have the characteristics of the molded body, the pressure drop is large, and the activated carbon used as the adsorbent is not fixed to the inside of the bone and is simply filled, so it may be lost during processing such as cutting of cardboard or scattered by the passage of 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 the Republic of Korea Patent No. 0601094 by the present inventors to solve this problem, the porous paper by the method of laminating paper cardboard in the form of honeycomb, impregnating a solution containing a pitch or thermosetting resin, and heat-treating the honeycomb structure A method for producing a carbon material has been disclosed. This method provides a honeycomb structured adsorbent with a relatively high specific surface area, but since the strength of the raw material is relatively weak because the substrate uses paper corrugated paper, it maintains the honeycomb form during the transportation process. I have a hard time. In addition, some impurities remain in the paper even after the heat treatment, and it is difficult to apply when higher purity activated carbon 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.An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and in particular, it is difficult to handle in the manufacturing process by using thermoplastic resin and thermosetting resin-based plastic corrugated paper as a raw material while maintaining the advantages as an activated carbon of a conventional honeycomb structure. To solve the problem, 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, the present invention,

제1 견지로서, a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 또는 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 단독으로 또는 이들을 혼합하여 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 허니컴 구조체를 핏치, 열경화성 수지 및 이들의 혼합물를 포함하는 함침 용액에 함침하는 단계; c) 상기 허니컴 구조체를 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계; 및 d) 상기 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, a) a step of laminating a thermoplastic plastic corrugated cardboard or a thermosetting plastic corrugated cardboard alone or in combination thereof into a plurality of layers, and applying an adhesive between the layers to produce a honeycomb structure; b) impregnating the honeycomb structure into an impregnation solution comprising a pitch, a thermosetting resin and a mixture thereof; c) heat treating the honeycomb structure at 600 to 1200 ° C .; And d) activating the honeycomb structure by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. in a water vapor (H 2 O), air, or carbon dioxide (CO 2 ) atmosphere.

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 method of manufacturing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that further comprising the step b) heat curing after the 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,As a third aspect, the carbonization step is a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that to reach a heat treatment temperature by heating at a rate of 0.1 to 20 ℃ per minute,

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. ), Furfuryl alcohol, urea resin, melamine resin, alkid resin, epoxy resin and unsaturated polyester resin Method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that any one selected from

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,As a fifth aspect, the impregnated amount of the pitch and the thermosetting resin is a total weight, the method of producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that having a ratio of 1: 0.1 to 10 to the weight of the honeycomb structure,

제6 견지로서, 단계 b)의 함침 용액은 상기 핏치 및 열경화성 수지의 합계 중량에 대하여 3배 미만의 활성 탄소 분말을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법,As a sixth aspect, the impregnation solution of step b) further comprises less than three times the activated carbon powder based on the total weight of the pitch and the thermosetting resin,

제7 견지로서, 상기 핏치는 석탄계 핏치, 석유계 핏치, 합성 핏치 또는 이들의 혼합 핏치로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나임을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As a seventh aspect, the pitch is any one selected from the group consisting of coal-based pitch, petroleum-based pitch, synthetic pitch, or a mixed pitch thereof, a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure,

제8 견지로서, 상기 c) 탄화공정은 불활성 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As an eighth aspect, the c) carbonization process is a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that performed in an inert atmosphere,

제9 견지로서, 상기 접착제는 열경화성 수지 접착제임을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법,As a ninth aspect, the adhesive is a method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that the thermosetting resin adhesive,

제 10 견지로서, a) 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 허니컴 구조체를 분당 0.1 내지 20℃의 속도로 승온하여 불활성 분위기 하에서 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계; 및 c) 상기 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 structure comprising the steps of: a) laminating thermosetting plastic corrugated cardboard, and applying an adhesive between the layers; b) heating the honeycomb structure at a rate of 0.1 to 20 ° C. per minute and heat-treating at 600 to 1200 ° C. under an inert atmosphere to carbonize the honeycomb structure; And c) activating the honeycomb structure by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. under steam (H 2 O), air, or carbon dioxide (CO 2 ) atmosphere.

제11 견지로서, a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 또는 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 단독으로 또는 이들을 혼합하여 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 허니컴 구조체를 핏치, 열경화성 수지 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하는 함침 용액에 함침하여 허니컴 구조체 중량의 0.2 내지 10배를 함침시키는 단계; 및 c) 상기 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 an eleventh aspect, a) thermoplastic resin corrugated cardboard or thermosetting plastic corrugated cardboard is laminated alone or by mixing them into a plurality of layers, and applying an adhesive between the layers to produce a honeycomb structure; b) impregnating the honeycomb structure into an impregnation solution comprising any one of a pitch, a thermosetting resin, or a mixture thereof to impregnate 0.2 to 10 times the weight of the honeycomb structure; And c) activating the honeycomb structure by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. under steam (H 2 O), air, or carbon dioxide (CO 2 ) atmosphere.

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, the method of manufacturing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that further comprising the step of b) if the impregnating solution in the impregnation step comprises a thermosetting resin, the step of heating and curing;

제13 견지로서, a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 또는 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 단독으로 또는 이들을 혼합하여 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; b) 상기 허니컴 구조체를 핏치, 열경화성 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나 및 활성 탄소 분말을 포함하는 함침 용액에 함침하여 허니컴 구조체 중량의 0.1 내지 10배를 함침시키는 단계; 및 c) 상기 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.As a thirteenth aspect, a) a step of laminating a thermoplastic plastic corrugated cardboard or a thermosetting plastic corrugated cardboard alone or by mixing them into a plurality of layers, and applying an adhesive between the layers to produce a honeycomb structure; b) impregnating the honeycomb structure into an impregnation solution comprising an activated carbon powder and any one selected from a pitch, a thermosetting resin, and a mixture thereof, impregnating 0.1 to 10 times the weight of the honeycomb structure; And c) heating the honeycomb structure to a temperature of 0.1 to 20 ° C. per minute to heat treatment at 600 to 1200 ° C. under an inert atmosphere to provide a method for producing 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 honeycomb structure having a large specific surface area and having superior strength as compared with conventional paper cardboard.

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 structure in which the center of the bone is empty and has excellent adsorption capacity throughout the structure, thus having a higher specific surface area than that of a conventional honeycomb type adsorbent.

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 the carbon is very high, even when used to pass through the adsorbate in the liquid state, there is no elution of impurities, so it has a characteristic that 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 is preferably applicable to catalysts or adsorbents used in purification of restaurant exhaust gas, automobile exhaust gas removal, air purification, solvent recovery, and purification of industrial products.

이하, 본 발명을 각 단계별로 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail at each step.

단계 a): 허니컴 구조체 제조 단계Step a): Honeycomb Structure Fabrication Step

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. Honeycomb structure (honeycomb structure) is a honeycomb hollow hollow form, the adsorbent having such a honeycomb structure has a high specific surface area, not only ensures a gas flow path of a certain space, but also distributes the external force evenly throughout It can withstand external pressure.

본 발명의 방법은 열가소성 수지 플라스틱 골판지 또는 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 단독으로 또는 이들을 혼합하여 복수의 층으로 적층하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계를 포함한다.The method of the present invention includes a step of manufacturing a honeycomb structure by laminating a thermoplastic resin plastic corrugated cardboard or a thermosetting plastic plastic corrugated cardboard alone or in combination thereof into a plurality of layers.

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 paper used in the present invention is a thermoplastic plastic corrugated cardboard or a thermosetting plastic corrugated cardboard, and is manufactured by the same method as a conventional paper corrugated cardboard manufacturing method, and has a honeycomb structure having a honeycomb cross section by a method of laminating corrugated cardboard and a liner in several layers. You will build a structure.

도 1a는 통상적인 골판지 단면을 나타낸 것이고, 도 1b는 도 1a의 골판지를 사용하여 제작된 허니컴 구조체를 나타낸 것이다.Figure 1a shows a typical cardboard cross section, Figure 1b shows a honeycomb structure made using the cardboard of Figure 1a.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 골판지(10)는 양측에 라이너(1,3)가 위치하고, 그 중심에 골심지(2)가 위치하여 파도형의 골이 형성된 골판지(10가 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. 1A and 1B, the corrugated cardboard 10 is provided with liners 1 and 3 at both sides, and corrugated cardboard 2 is positioned at the center thereof to produce a corrugated cardboard 10 having wavy bones. The honeycomb structure 100 having a honeycomb structure in cross section is manufactured by a method of stacking the corrugated core 2 and the liners 1 and 3 by using a corrugated cardboard 10.

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 honeycomb structure 100 may be manufactured by a method of treating a base paper for cardboard, which is commonly used in the field of producing cardboard, with an adhesive, which is not described in detail in the present invention.

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, in the case of laminating several layers of the corrugated cardboard, an adhesive is applied, and the adhesive used may be an adhesive generally used in the manufacture of corrugated cardboard, but a final adhesive may be used when using a thermosetting resin-based adhesive. The strength of the honeycomb structured activated carbon product is maintained stronger.

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, corrugated cardboard made of thermoplastic resins such as polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, and polystyrene, which are generally used, can be used as it is, and made of corrugated cardboard using various thermosetting resins and used as raw materials. Can be. Furthermore, it is also possible to laminate and use a cardboard made of thermoplastic material and a thermosetting material.

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. As such, the plastic corrugated cardboard material used as a raw material is heat-treated in a subsequent process, so that an adsorbent of carbon material is manufactured, and only the carbon component is left by heat treatment in a subsequent process as well.

단계 b): 함침 단계Step b): impregnation step

본 발명은 상기 허니컴 구조체를 핏치, 열경화성 수지 및 이들의 혼합물을 포함하는 함침 용액에 함침하는 단계를 포함한다.The present invention includes impregnating the honeycomb structure in an impregnation solution comprising a pitch, a thermosetting resin, and a mixture thereof.

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 impregnation solution is suitably adjusted in viscosity so that the compound is evenly applied to the honeycomb structure by dissolving a pitch or a thermosetting resin in an organic solvent. Since the pitch or the thermosetting resin has a certain viscosity, it serves as a binder to facilitate the bonding to the honeycomb structure and maintain the strength of the porous carbon material of the final honeycomb structure, as well as heat treatment in a subsequent process to the carbon component It remains and constitutes 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 pitches usable in the present invention are not particularly limited in kind, and may be both pitches synthesized from coal tar or petroleum heavy oil, and pitches synthesized from petroleum pitch or other organic matter.

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 also not particularly limited, phenolic resin (furicyl alcohol), furfuryl alcohol (furfuryl alcohol), urea resin (urea resin), melamine resin (alamine resin), alkid resin (epoxy), epoxy At least one resin selected from the group consisting of an epoxy resin and an unsaturated polyester resin can be used, and preferably a phenol resin is 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 may be used as long as it is possible to dissolve the thermosetting resin used for the impregnation while maintaining the shape of the thermoplastic resin-based corrugated cardboard substrate, and is not particularly limited in the present invention. In the case of impregnating the honeycomb structure of the thermosetting resin system, since it is manufactured and stabilized through a curing step at the time of manufacture of the corrugated cardboard, it is not dissolved in an organic solvent for dissolving the thermosetting resin used for the impregnation, and thus can be used without any limitation.

본 단계의 함침 공정은 단계 a)에서 제공된 허니컴 구조체를 함침 용액에 함침시켜 충분한 양의 핏치 또는 열경화성 수지를 함유하도록 한다.The impregnation process of this step impregnates the honeycomb structure provided in step a) into the impregnation solution so as 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 impregnated amount of the pitch or thermosetting resin contained in the honeycomb structure is used in a ratio of 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 substrate is softened in the heat treatment process, making it difficult to maintain the structure. When the weight ratio is 10 times or more, the size of the corrugated cardboard forming the honeycomb structure is large. Even if the bone is filled with a pitch or a thermosetting resin, there is a problem that is difficult to manufacture as a honeycomb form.

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.At this time, in the case of using the thermosetting resin dissolved in the organic solvent as the impregnation solution, before the subsequent heat treatment step to perform a curing process so as not to have a viscosity to facilitate the handling of the honeycomb structure impregnated in the thermosetting resin. You may. The curing is performed by applying heat at a suitable temperature according to each impregnating resin used, and may be used by adding a curing agent commonly used for curing each thermosetting resin, if necessary, the use of such a curing agent is commonly used in this field. It may be chosen and used appropriately by those with knowledge of

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. In the case where the pitch is included in the impregnation solution, the solvent is evaporated to perform the subsequent heat treatment step so that the pitch used by the conventional method does not have viscosity at room temperature, and thus the handling is easier. This step is not necessary in the construction of the process, but it is possible to prevent the honeycomb structure impregnated with the pitch or the thermosetting resin from being interfused in a subsequent process.

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 in itself and thus has an adsorption capacity by treatment of a subsequent step, so that the impregnation step of this step can be omitted.

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, the activated carbon powder may be further contained in the pitch or the thermosetting resin in addition to the above. The activated carbon powder is a powder whose surface is oxidized in an oxidizing atmosphere, and has a specific surface area and includes fine pores, and thus has excellent adsorptive capacity.

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 less than three times the weight of the pitch or thermosetting resin to improve specific surface area, thereby preparing a high-performance product. If the content ratio is more than three times, the pitch or thermosetting resin is not preferable because the effect as a binder with the corrugated substrate is not sufficient, so that the adhesive bonding strength is weak.

단계 c: 탄화단계Step c: carbonization step

본 발명은 상기 허니컴 구조체를 열처리하여 탄화시키는 단계를 포함한다.The present invention includes the step of carbonizing the honeycomb structure by heat treatment.

본 단계는 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. This step is a process in which the honeycomb structure is heated at a high temperature to remove tar and volatile components in the pitch or thermosetting resin, leaving only fixed carbon. In this carbonization step, a carbonization process which is commonly used in preparing an 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 in a nitrogen atmosphere, in order to prevent oxidation of the honeycomb structure and to prevent pore closure on the particle surface due to a decrease in mechanical strength or 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 carried out at 600 to 1200 ℃ and the temperature increase rate to the temperature preferably has a range of 0.1 to 20 ℃ per minute. If the carbonization temperature is less than 600 ℃, it is difficult to expect the carbonization effect even if the honeycomb structure is treated for a long time, and if it exceeds 1200 ℃, even if the treatment for a short time, the crystallization proceeds so that the reaction does not occur well in the subsequent activation process. .

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.In addition, if the temperature increase rate up to the carbonization temperature is less than 0.1 ℃, the temperature increase process is too long, the crystallization proceeds in the temperature increase process, and thus the reaction is less likely to occur in the subsequent activation process, and also unnecessary energy consumption This is undesirable. When the temperature increase rate up to the carbonization temperature exceeds 20 ° C., the thermoplastic resin-based corrugated substrate is rapidly thermally decomposed, so that it is difficult to maintain the structure. Thus, the thermosetting resin layer coated on the surface is destroyed together by the impregnation process, and the honeycomb structure is generally It is not preferable because it becomes difficult to maintain the shape and also becomes very low in terms of carbon yield.

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. This carbonization process may omit this carbonization process when the honeycomb structure is impregnated with a large amount of pitch or thermosetting resin whose strength can be sufficiently maintained in the activation step, and the impregnation amount that can omit such carbonization process is honeycomb. It is a case where it is 0.2 times or more with respect to the weight of a structure. However, if the carbonization process is omitted, the yield and strength of carbon may be lowered. Therefore, the carbonization process is preferably applied even when the strength required by the product is not high.

단계 d: 활성화 단계Step d: Activation Step

본 발명은 하니컴 구조체를 수증기, 공기 또는 이산화탄소 분위기 하에서 열 처리하여 활성화시키는 단계를 포함한다.The present invention includes the step of activating the honeycomb structure by heat treatment in 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 increasing the specific surface area of a porous carbon material by developing a fine pore structure by heat treating the honeycomb structure at high temperature to erode the surface of carbon (or fixed carbon) of the honeycomb structure.

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 honeycomb-shaped carbon structure obtained in the carbonization step at a temperature of 600 to 1200 ° C. under steam (H 2 O), air, or carbon dioxide (CO 2 ) atmosphere.

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 treatment is performed at a temperature exceeding 1200 ° C., the reaction may occur so rapidly that an overall oxidation reaction may occur. Therefore, it is not preferable in the maintenance of structure and control of 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 previous carbonization step alone may cause the porous carbon material to be partially activated to have a sufficient degree of adsorptivity. Therefore, different adsorption forces are required depending on the use, so that only the carbonization step may be performed or the activation step may be performed to suit the use.

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 the honeycomb structure produced by the method of the present invention has adsorption capacity over the entire portion of the material. Therefore, the present invention can be suitably applied as a catalyst or adsorbent for use in purifying exhaust gases of restaurants, automobile exhaust gas removal, air purification, solvent recovery, and purification of industrial products. In addition, the porous carbon material has a high specific surface area, and the gas flow path is secured intact in the bone, so that the porous carbon material can be utilized as an adsorbent in an adsorption process requiring a lower pressure drop than a 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 examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand 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 a plurality of layers of A-flute form paper corrugated cardboard having a height of 4.5 mm with a general adhesive and using it as a substrate. The honeycomb structure impregnated with the phenolic resin of twice the weight of the honeycomb structure is impregnated with heat treatment at 100 ° C. for 2 hours, heated at a rate of 3 ° C. per minute in a nitrogen atmosphere, and then heated at 700 ° C. for 1 hour. After carbonization, the activation process was performed in a saturated steam atmosphere at 850 ° C. for 1 hour.

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 was 47% based on the total weight of the corrugated cardboard and phenolic resin, and the specific surface area by BET method by nitrogen adsorption was 653 m 2 / g.

[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 honeycomb structure was prepared by laminating a plurality of layers of polypropylene corrugated cardboard having a height of 4.5 mm with a general adhesive and using it as a substrate. The impregnation solution was prepared by dissolving a phenolic resin of twice the weight of the honeycomb structure in acetone, and impregnating the honeycomb structure into the impregnation solution until the acetone completely evaporated. To be attached. The impregnated honeycomb structure is cured by heat treatment 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, and then activated at 850 ° C. for 1 hour in a saturated steam atmosphere. Was performed.

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 structure was 52% with respect to the weight of the total corrugated cardboard and phenolic resin, and the specific surface area by BET method by nitrogen adsorption was 675 m 2 / g. Compared with the honeycomb activated carbon of Comparative Example 1 prepared using paper corrugated cardboard, it showed good strength.

[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. The honeycomb structured body was made of the same polypropylene corrugated cardboard as in Example 1 and used as a base material, and the entire amount of the phenolic resin was attached to the structure by impregnating the same amount of phenolic resin. The impregnation solution was prepared by dissolving a phenolic resin of 3 times the weight of the honeycomb structure in acetone, and impregnating the honeycomb structure until the acetone completely evaporated in the impregnation solution. To be attached. The impregnated honeycomb structure is cured by heat treatment 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, and then activated at 850 ° C. for 2 hours in a saturated steam atmosphere. Was performed.

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 was 48% based on the total weight of the corrugated paper and the phenolic resin, and the specific surface area by the BET method by nitrogen adsorption was 887 m 2 / g, and the activated carbon prepared in Example 1 Activated carbon in the form of honeycomb with a strength similar to was prepared.

[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.A honeycomb structure was prepared by laminating the same polypropylene corrugated cardboard used in Example 1 in the same form. Without adding a resin or pitch, only the honeycomb structure prepared above was heated up at a rate of 3 ° C. per minute in a nitrogen atmosphere and carbonized at 700 ° C. for 1 hour. As a result, the raw material structure was completely fused and the honeycomb form was not maintained.

도 1은 통상적인 골판지의 단면을 나타낸 것이고,Figure 1 shows a cross section of a conventional cardboard,

도 2는 상기 도 1의 골판지를 이용하여 제작된 허니컴 구조체를 나타낸 것이다.Figure 2 shows a honeycomb structure produced using the cardboard of Figure 1 above.

[도면 부호에 대한 설명][Description of Drawing Symbol]

1, 3…… 라이너 2…… 골심지 1, 3... … Liner 2... … Goal

10…… 골판지 100…… 허니컴 구조체10... … Corrugated cardboard 100... … Honeycomb Structure

A…… 골 간격 B…… 골 높이A… … Bone Gap B ... … Goal height

Claims (14)

a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 또는 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 단독으로 또는 이들을 혼합하여 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; a) thermoplastic resin corrugated cardboard or thermosetting plastic plastic corrugated cardboard alone or in combination thereof, laminated in a plurality of layers, and applying an adhesive between the layers to produce a honeycomb structure; b) 상기 허니컴 구조체를 핏치, 열경화성 수지 및 이들의 혼합물을 포함하는 함침 용액에 함침하는 단계; b) impregnating the honeycomb structure into an impregnation solution comprising a pitch, a thermosetting resin and a mixture thereof; c) 상기 허니컴 구조체를 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계; 및c) heat treating the honeycomb structure at 600 to 1200 ° C .; And d) 상기 허니컴 구조체를 수증기(H2O), 공기 또는 이산화탄소(CO2) 분위기 하에서 600 내지 1200℃의 온도에서 열처리하여 활성화시키는 단계;d) activating the honeycomb structure by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. under steam (H 2 O), air, or carbon dioxide (CO 2 ) atmosphere; 를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.Method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 b) 함침 단계 후에 가열 경화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.The method of manufacturing a porous carbon material having a honeycomb structure according to claim 1, further comprising b) heat curing after the impregnation step. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 탄화단계는 분당 0.1 내지 20℃의 속도로 승온하여 열처리 온도에 도달하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.The method of claim 1 or 2, wherein the carbonization step is a method of producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that the temperature rises at a rate of 0.1 to 20 ℃ per minute to reach a heat treatment temperature. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 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. The method of claim 1 or 2, wherein the thermoplastic resin is any one selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, and the thermosetting resin is Phenolic resins, furfuryl alcohols, urea resins, melamine resins, alkyd resins, epoxy resins and unsaturated polyester resins Method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure, characterized in that any one selected from the group consisting of a resin). 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 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.The porous carbon material having a honeycomb structure according to claim 1 or 2, wherein the impregnated amount of the pitch and the thermosetting resin has a total weight of 1: 0.1 to 10 with respect to the weight of the honeycomb structure. Manufacturing method. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 단계 b)의 함침 용액은 상기 핏치 및 열경화성 수지의 합계 중량에 대하여 3배 미만의 활성 탄소 분말을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the impregnation solution of step b) further comprises less than three times the activated carbon powder based on the total weight of the pitch and the thermosetting resin. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 핏치는 석탄계 핏치, 석유계 핏치, 합성 핏치 또는 이들의 혼합 핏치로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나임을 특징 으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.The method of manufacturing a porous carbon material having a honeycomb structure according to claim 1 or 2, wherein the pitch is any one selected from the group consisting of coal pitch, petroleum pitch, synthetic pitch or mixed pitch thereof. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 c) 탄화공정은 불활성 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the c) carbonization process is carried out in an inert atmosphere. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 접착제는 열경화성 수지 접착제임을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.The method of manufacturing a porous carbon material having a honeycomb structure according to claim 1 or 2, wherein the adhesive is a thermosetting resin adhesive. a) 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; a) laminating thermosetting plastic corrugated cardboard and applying an adhesive between each layer to produce a honeycomb structure; b) 상기 허니컴 구조체를 분당 0.1 내지 20℃의 속도로 승온하여 불활성 분위기 하에서 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계; 및b) heating the honeycomb structure at a rate of 0.1 to 20 ° C. per minute and heat-treating at 600 to 1200 ° C. under an inert atmosphere to carbonize the honeycomb structure; And c) 상기 허니컴 구조체를 수증기(H2O), 공기 또는 이산화탄소(CO2) 분위기 하에서 600 내지 1200℃의 온도에서 열처리하여 활성화시키는 단계;c) activating the honeycomb structure by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. under steam (H 2 O), air, or carbon dioxide (CO 2 ) atmosphere; 를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.Method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure comprising a. a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 또는 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 단독으로 또는 이들을 혼합하여 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; a) thermoplastic resin corrugated cardboard or thermosetting plastic plastic corrugated cardboard alone or in combination thereof, laminated in a plurality of layers, and applying an adhesive between the layers to produce a honeycomb structure; b) 상기 허니컴 구조체를 핏치, 열경화성 수지 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하는 함침 용액에 함침하여 허니컴 구조체 중량의 0.2 내지 10배를 함침시키는 단계; 및b) impregnating the honeycomb structure into an impregnation solution comprising any one of a pitch, a thermosetting resin, or a mixture thereof to impregnate 0.2 to 10 times the weight of the honeycomb structure; And c) 상기 허니컴 구조체를 수증기(H2O), 공기 또는 이산화탄소(CO2) 분위기 하에서 600 내지 1200℃의 온도에서 열처리하여 활성화시키는 단계;c) activating the honeycomb structure by heat treatment at a temperature of 600 to 1200 ° C. under steam (H 2 O), air, or carbon dioxide (CO 2 ) atmosphere; 를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.Method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure comprising a. 제 11항에 있어서, 상기 b) 함침 단계에서 함침용액이 열경화성 수지를 포함하는 경우에는 가열하여 경화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.12. The method according to claim 11, wherein the b) impregnating solution in the impregnation step further comprises the step of heating and curing the honeycomb structure. a) 열가소성 수지 플라스틱 골판지 또는 열경화성 수지 플라스틱 골판지를 단독으로 또는 이들을 혼합하여 복수의 층으로 적층하고, 상기 각 층 사이에 접착제를 적용하여 허니컴 구조체를 제조하는 단계; a) thermoplastic resin corrugated cardboard or thermosetting plastic plastic corrugated cardboard alone or in combination thereof, laminated in a plurality of layers, and applying an adhesive between the layers to produce a honeycomb structure; b) 상기 허니컴 구조체를 핏치, 열경화성 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나 및 활성 탄소 분말을 포함하는 함침 용액에 함침하여 허니컴 구조체 중량의 0.1 내지 10배를 함침시키는 단계; 및b) impregnating the honeycomb structure into an impregnation solution comprising an activated carbon powder and any one selected from a pitch, a thermosetting resin, and a mixture thereof, impregnating 0.1 to 10 times the weight of the honeycomb structure; And c) 상기 허니컴 구조체를 분당 분당 0.1 내지 20℃의 온도로 승온하여 불활성 분위기 하에서 600 내지 1200℃에서 열처리하여 탄화시키는 단계;c) heating the honeycomb structure to a temperature of 0.1 to 20 ° C. per minute and heat-treating the same at 600 to 1200 ° C. under an inert atmosphere; 를 포함하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.Method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure comprising a. 제 13항에 있어서, 상기 활성 탄소 분말은 핏치 또는 열경화성 수지의 합계 중량에 대하여 3배 이하의 중량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조를 갖는 다공성 탄소재료의 제조방법.The method for producing a porous carbon material having a honeycomb structure according to claim 13, wherein the activated carbon powder is used in an amount of 3 times or less based on the total weight of the pitch or the thermosetting resin.
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