KR101495228B1 - Hybrid coating system for nano-carbon - Google Patents

Abstract

에탄올과 나노카본의 혼합물을 분산하고, 벤질알콜과 물을 혼합한 후 교반하며, 에탄올과 금속산화물 전구체를 함께 주입하며 교반하여 나노카본을 금속산화물로 코팅하고, 코팅된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 산화물코팅파트; 및 상기 코팅된 나노카본에 물을 혼합하여 분산하고, 무전해도금을 위한 도금액을 주입하고 교반하여 코팅된 나노카본을 금속으로 도금하고, 도금된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 금속도금파트;를 포함하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템이 소개된다.The mixture of ethanol and nano-carbon is dispersed, benzyl alcohol and water are mixed and stirred, ethanol and metal oxide precursor are injected together and stirred to coat nano-carbon with metal oxide, and filtered nano- Oxide coated parts; And a metal plating part which mixes and disperses water in the coated nano carbon, injects a plating solution for electroless plating and stirs the coated nano carbon to platinum metal, and filters and filters the plated nano carbon Nanocarbon hybrid coating systems are introduced.

Description

나노카본 하이브리드 코팅시스템 {HYBRID COATING SYSTEM FOR NANO-CARBON}HANBRID COATING SYSTEM FOR NANO-CARBON}

본 발명은 나노카본을 금속산화물로 코팅하고 이를 다시 금속으로 도금함에 있어 자동화를 통해 대량 생산이 가능하도록 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a nano-carbon hybrid coating system capable of mass-production by coating nano-carbon with a metal oxide and plating it with metal again through automation.

나노카본의 대표적인 예로써 탄소 나노튜브(carbon nanotubes) 및 탄소 나노섬유(carbon nanofibres)(이후에, CNT/CNF 약어로 표기함)는 약 수 나노미터의 직경과 10-1000의 애스펙트비(aspect ratio)를 갖는 소형 원통형 구조를 갖는다. CNT/CNF는 벌집모양과 같은 6각형 패턴을 가지며, 상기에서 각 탄소 원자는 3개의 이웃하는 탄소 원자와 결합한다. 또한, CNT/CNF는 이들 구조에 따라서 금속과 같은 전도체(conductor) 또는 반도체(semiconductor)로서 작용할 수 있고, 상기 CNT/CNF의 적용 분야는 광범위할 것으로 기대된다. CNT/CNF는 낮은 밀도, 높은 강도, 높은 인성(toughness), 높은 가요성(flexibility), 넓은 표면적과 우수한 전기전도성과 같은 흥미로운 특성을 추가로 가지고 있다. Carbon nanotubes and carbon nanofibres (hereinafter abbreviated as CNT / CNF abbreviations), which are representative examples of nano-carbon, have a diameter of about several nanometers and an aspect ratio of 10-1000 ) Having a small cylindrical structure. CNT / CNF has a hexagonal pattern such as honeycomb where each carbon atom is bonded to three neighboring carbon atoms. CNT / CNF can act as a conductor or a semiconductor such as a metal according to these structures, and the application field of the CNT / CNF is expected to be wide. CNT / CNF has additional interesting properties such as low density, high strength, high toughness, high flexibility, large surface area and excellent electrical conductivity.

이러한 나노카본의 높은 물성치로 인하여, 최근에는 차량용 소재로서 나노카본을 복합재로 투여하는 방안이 연구되고 있다.Due to the high physical properties of nano-carbon, recently, a method of administering nano-carbon as a vehicle material has been studied.

그리고, 이는 경량화 및 고강도의 알루미늄복합재와 관련하여 알루미늄합금에 나노카본을 효과적으로 혼합할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.In addition, it is necessary to effectively mix nanocarbon with aluminum alloy in relation to lightweight and high strength aluminum composite material.

그러나 이러한 나노카본의 단점으로는 공기중에 600℃ 이상의 고온에서 산화되어 소실되고 금속 모재와의 젖음성이 낮은 문제점들이 있었고, 이로 인하여 고온의 알루미늄 용탕에 직접 주입하여 훼손되지 않은 원 상태로 복합재를 이룰 수 없는 문제가 있었던 것이다.However, the disadvantage of these nano-carbons is that they are oxidized at high temperatures of 600 ° C or higher in the air and are poorly wettable with the metal base material. As a result, they can be directly injected into the hot molten aluminum, There was no problem.

따라서, 이러한 나노카본을 고온의 복합재 제조 환경에서도 손상없이 유지하기 위해서 개발된 방안이 나노카본을 녹는점이 높고 젖음성이 우수하며 안정적인 금속재 내지 금속산화물로 코팅 내지 도금하는 방안인 것이다.Accordingly, a method developed to maintain such nano-carbon in a high-temperature composite manufacturing environment without damage is a method of coating or plating with a stable metal material or a metal oxide, which has a high melting point of nanocarbon and excellent wettability.

그러나 이러한 방안을 구체적으로 실현하여 대량생산 즉, 양산화하기 위해서는 나노카본의 코팅을 자동화 처리하여 고속으로 생산할 수 있는 장비와 그에 따른 제어방법이 절실히 필요하였던 것이다.
However, in order to realize such a method in detail, mass production, that is, mass production, a device capable of automating the coating of nanocarbon and producing it at a high speed, and a control method therefor have been urgently needed.

종래의 KR10-2011-0069820 A "스트립 재료 상의 금속/ＣＮＴ 및/또는 풀러렌 조성물 코팅"은 "본 발명은 금속 스트립 또는 사전 절단된(pre-stamped) 금속 스트립 상의 금속/탄소 나노튜브(CNT) 및/또는 풀러렌 조성물 코팅에 관한 것이고, 이는 개선된 마찰계수 및/또는 우수한 접촉 전이 저항성 및/또는 우수한 마찰 부식 저항성 및/또는 우수한 마모 저항성 및/또는 우수한 변형능을 가진다. 본 발명은 또한 본 발명에 따라 코팅된 금속 스트립 제조 방법에 관한 것이다."를 제시한다.Conventional KR10-2011-0069820 A "metal / CNT and / or fullerene composition coating on strip material" means that the metal / carbon nanotube (CNT) on metal strips or pre- / Or fullerene composition coating, which has an improved coefficient of friction and / or an excellent contact-transfer resistance and / or an excellent friction-corrosion resistance and / or an excellent wear resistance and / or a good deformability. To a method for manufacturing a coated metal strip. "

그러나 이러한 종래의 기술은 단지 탄소 나노튜브를 스트립 등의 모재에 코팅하는 것에 관한 것이고, 또 다른 종래기술들 역시 나노카본을 모재상에서 직접 배양/성장시키는 방안들에 관한 것으로서, 나노카본 자체를 금속 등으로 코팅하고 다시 도금 처리하여 안정성을 부여하는 방법 및 이를 자동화하여 빠르게 대량생산할 수 있는 양산기술이 아직 제시된바 없었던 것이다.
However, this conventional technique relates to coating a carbon nanotube on a base material such as a strip, and other prior arts also refer to a method of directly cultivating / growing the nano-carbon on a base material, A method of applying the plating solution to the substrate by applying the plating solution to the surface of the substrate,

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KRKR 10-2011-006982010-2011-0069820 AA

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 나노카본을 코팅함에 있어 이를 자동화처리 함으로써 빠른 대량생산이 가능하게 되고 제품의 품질을 균일하게 함으로써 나노카본 복합재의 형성시 원하는 스펙의 물성치가 균일하게 확보될 수 있도록 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed in order to solve such a problem, and it is possible to mass-produce the nanocarbon by automating the coating of the nanocarbon, thereby uniformizing the quality of the product. Thus, when forming the nanocarbon composite material, The present invention also provides a nano-carbon hybrid coating system capable of securing a nano-carbon hybrid coating system.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템은, 에탄올과 나노카본의 혼합물을 분산하고, 벤질알콜과 물을 혼합한 후 교반하며, 에탄올과 금속산화물 전구체를 함께 주입하며 교반하여 나노카본을 금속산화물로 코팅하고, 코팅된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 산화물코팅파트; 및 상기 코팅된 나노카본에 물을 혼합하여 분산하고, 무전해도금을 위한 도금액을 주입하고 교반하여 코팅된 나노카본을 금속으로 도금하고, 도금된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 금속도금파트;를 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a nano-carbon hybrid coating system comprising: dispersing a mixture of ethanol and nano-carbon, mixing benzyl alcohol and water, stirring, injecting ethanol and a metal oxide precursor together, An oxide coating part which is formed by coating a nano-carbon with a metal oxide and filtering and filtering the coated nano-carbon; And a metal plating part which mixes and disperses water in the coated nano carbon, injects a plating solution for electroless plating and stirs the coated nano carbon to platinum metal, and filters and filters the plated nano carbon do.

상기 산화물코팅파트는, 에탄올과 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크; 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기; 벤질알콜과 물이 혼합 저장된 제1저장기; 에탄올이 저장된 제2저장기; 금속산화물 전구체가 저장된 제3저장기; 상기 분산기, 제1저장기, 제2저장기 및 제3저장기와 밸브를 통해 연결되고, 내부에 교반부가 구비되어 교반이 이루어지며, 온도조절부가 구비되어 내부를 일정온도로 유지할 수 있는 반응기; 코팅된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 여과기; 및 상기 밸브의 제어를 통해 반응기에 분산기의 혼합물을 주입하고 제1저장기의 벤질알콜과 물을 주입한 후, 제2저장기의 에탄올과 제3저장기의 금속산화물 전구체를 주입하는 제어기;를 포함할 수 있다.Wherein the oxide coated part comprises: a slurry tank in which ethanol and nano-carbon are mixed to form a mixture; A disperser in which the mixture is injected and agitated to disperse the nanocarbon; A first reservoir in which benzyl alcohol and water are mixed; A second reservoir in which ethanol is stored; A third reservoir in which the metal oxide precursor is stored; A reactor connected to the disperser, the first reservoir, the second reservoir, and the third reservoir through a valve, having a stirring part inside thereof and stirring, and having a temperature controlling part to maintain the inside thereof at a predetermined temperature; A filter for filtering and filtering the coated nanocarbon; And a controller injecting a mixture of the disperser into the reactor through the control of the valve, injecting benzyl alcohol and water in the first reservoir, and injecting ethanol and a metal oxide precursor in the third reservoir in the second reservoir .

상기 여과기는 반응기의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부, 필터부에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부 및 드레인부의 진공을 유지하는 진공펌프로 구성될 수 있다.The filter may include a filter unit for filtering the resultant product of the reactor and filtering the coated nano-carbon, a drain unit connected to the filter unit for draining the wastewater, and a vacuum pump for maintaining the vacuum of the drain unit.

상기 제어기는 반응기의 온도조절부를 제어함으로써 반응기의 내부온도를 0~10℃로 유지할 수 있다.The controller can maintain the internal temperature of the reactor at 0 to 10 DEG C by controlling the temperature controller of the reactor.

상기 반응기에는 초음파진동부가 마련되고, 제어기는 반응기에 분산된 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부를 가동하고, 제2저장기의 에탄올과 제3저장기의 금속산화물 전구체가 주입되기 전에 초음파진동부의 가동을 정지시킬 수 있다.The ultrasonic vibration part is provided in the reactor. When the mixture dispersed in the reactor is injected into the reactor, the ultrasonic vibration part is operated. When the metal oxide precursor of ethanol and the third reservoir of the second reservoir is injected, It can be stopped.

상기 제3저장기는 유량센서를 통해 반응기와 연결되고, 상기 제어기는 유량센서의 계측을 통해 밸브를 제어함으로써 금속산화물 전구체가 일정한 속도의 정량으로 반응기에 주입되도록 할 수 있다.The third reservoir is connected to the reactor via a flow rate sensor, and the controller controls the valve through metering of the flow rate sensor so that the metal oxide precursor is injected into the reactor at a constant rate.

상기 나노카본은 CNT일 수 있다.The nano-carbon may be CNT.

상기 금속도금파트는, 용매와 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크; 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기; 분산된 혼합물이 주입되어 저장되고 온도조절부가 구비되어 혼합물을 일정온도로 유지하는 공급기; 무전해도금을 위한 도금액을 저장하고 온도조절부가 구비되어 도금액을 일정온도로 유지하는 저장기; 상기 공급기와 저장기로부터 혼합물과 도금액이 주입되고 온도조절부가 구비되어 일정온도로 유지되는 상태에서 교반함으로써 나노카본을 도금액으로 코팅하는 반응기; 도금된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 여과기 및 상기 반응기에 도금액이 먼저 주입되고 교반이 이루어지는 상태에서 혼합물이 주입되도록 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.Wherein the metal plating part comprises: a slurry tank in which a solvent and nano-carbon are mixed to form a mixture; A disperser in which the mixture is injected and agitated to disperse the nanocarbon; A feeder in which a dispersed mixture is injected and stored, and a temperature controller is provided to maintain the mixture at a constant temperature; A reservoir for storing the plating solution for electroless plating and having a temperature control unit to maintain the plating solution at a predetermined temperature; A reactor in which the mixture and the plating liquid are injected from the feeder and the reservoir and is stirred with the temperature controller being maintained at a predetermined temperature, thereby coating the nano-carbon with the plating liquid; A filter for filtering and filtering the plated nanocarbons, and a controller for controlling the mixture to be injected in a state where the plating liquid is first injected into the reactor and agitation is performed.

상기 여과기는 반응기의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부, 필터부에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부 및 드레인부의 진공을 유지하는 진공펌프로 구성될 수 있다.The filter may include a filter unit for filtering the resultant product of the reactor and filtering the coated nano-carbon, a drain unit connected to the filter unit for draining the wastewater, and a vacuum pump for maintaining the vacuum of the drain unit.

상기 제어기는 공급기, 저장기 및 반응기의 온도조절부를 제어함으로써 공급기, 저장기 및 반응기의 내부온도를 50~90℃로 유지할 수 있다.The controller can maintain the internal temperature of the feeder, the reservoir and the reactor at 50 to 90 DEG C by controlling the temperature controller of the feeder, the reservoir and the reactor.

상기 필터부는 저장챔버와 저장챔퍼 하단에 설치되며 코팅된 나노카본을 걸러내는 착탈식 메쉬부로 구성될 수 있다.The filter unit may include a storage chamber and a detachable mesh unit disposed at a lower end of the storage chamber and configured to filter the coated nano-carbon.

상기 공급기에는 초음파진동부가 마련되고, 제어기는 공급기에 분산된 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부를 가동할 수 있다.The feeder is provided with an ultrasonic vibrating portion, and the controller can operate the ultrasonic vibrating portion when the mixture dispersed in the feeder is injected.

상기 반응기에는 교반을 위한 회전축과 임펠러가 마련되고, 제어기는 반응기에 도금액이 주입된 경우 회전축을 가동할 수 있다.The reactor is provided with a rotating shaft and an impeller for stirring, and the controller can operate the rotating shaft when the plating liquid is injected into the reactor.

상기 반응기에는 초음파진동부가 마련되고, 제어기는 반응기에 혼합물이 주입되는 시점부터 초음파진동부의 가동을 시작할 수 있다.
The reactor may be provided with an ultrasonic vibrating unit, and the controller may start operating the ultrasonic vibrating unit from a point of time when the mixture is injected into the reactor.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 나노카본 하이브리드 코팅시스템에 따르면, 나노카본의 코팅을 대량생산할 수 있어 양산화가 가능한 장점이 있다.According to the nano-carbon hybrid coating system having the above-described structure, it is possible to mass-produce a nano-carbon coating and mass-produce it.

또한, 각 공정을 제어기로 제어함으로써 안정적인 환경에서 균질한 나노카본 코팅재를 얻을 수 있게 된다.In addition, by controlling each process with a controller, a homogeneous nano-carbon coating material can be obtained in a stable environment.

본 발명의 코팅된 나노카본을 활용함으로써 경량화 고강도의 금속 복합재를 양산하는데 큰 도움이 된다.The use of the coated nanocarbon of the present invention is a great help in mass production of lightweight and high strength metal composite.

특히, CNF에 비해 직경이 작은 CNT의 경우에도 금속산화물로 코팅을 함으로써 나노카본 표면의 효과적인 코팅이 가능하고, 다시 이를 금속으로 도금함으로써 열적 안정성을 얻고 동시에 복합재 용탕에의 투여시 용탕과의 결합력을 높일 수 있게 된다.
Particularly, CNT having a diameter smaller than that of CNF is coated with a metal oxide to enable effective coating of the surface of the nano-carbon, and the metal is plated with metal to obtain thermal stability. At the same time, .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템의 산화물코팅파트의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 분산기를 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 반응기를 나타낸 도면.
도 5는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 여과기를 나타낸 도면.
도 6은 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 건조기를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템의 금속도금파트의 구성도.
도 8은 도 7에 도시된 금속도금파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면.
도 9는 도 7에 도시된 금속도금파트의 분산기를 나타낸 도면.
도 10은 도 7에 도시된 금속도금파트의 반응기를 나타낸 도면.
도 11은 도 7에 도시된 금속도금파트트의 여과기를 나타낸 도면.
도 12는 도 7에 도시된 금속도금파트의 건조기를 나타낸 도면.1 is a schematic view of an oxide coated part of a nano-carbon hybrid coating system according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 shows a slurry tank of the oxide coated part shown in Figure 1;
Fig. 3 shows the disperser of the oxide coated part shown in Fig. 1; Fig.
Figure 4 shows a reactor of the oxide coated part shown in Figure 1;
Figure 5 shows a filter of the oxide coated part shown in Figure 1;
Figure 6 shows a dryer of the oxide coated part shown in Figure 1;
7 is a schematic view of a metal plating part of a nano-carbon hybrid coating system according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the slurry tank of the metal-plated part shown in Fig.
9 is a view showing the dispersing device of the metal-plated part shown in Fig.
10 shows a reactor of the metal-plated part shown in Fig.
11 is a view of the filter of the metal plated part shown in Fig.
12 shows a dryer of a metal-plated part shown in Fig.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a nano-carbon hybrid coating system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템의 산화물코팅파트의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 분산기를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 반응기를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 여과기를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 건조기를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템의 금속도금파트의 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시된 금속도금파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면이며, 도 9는 도 7에 도시된 금속도금파트의 분산기를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 7에 도시된 금속도금파트의 반응기를 나타낸 도면이며, 도 11은 도 7에 도시된 금속도금파트트의 여과기를 나타낸 도면이고, 도 12는 도 7에 도시된 금속도금파트의 건조기를 나타낸 도면이다.
FIG. 1 is a view showing the structure of an oxide coating part of a nano-carbon hybrid coating system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a slurry tank of the oxide coated part shown in FIG. 1, FIG. 4 is a view showing a reactor of the oxide coated part shown in FIG. 1, FIG. 5 is a view showing a filter of the oxide coated part shown in FIG. 1, and FIG. 6 FIG. 7 is a schematic view of a metal plating part of a nano-carbon hybrid coating system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross- Fig. 9 is a view showing a slurry tank of a plated part, Fig. 9 is a view showing a dispersing machine of the metal-plated part shown in Fig. 7, Fig. 10 is a view showing a reactor of the metal- Fig. 1 is a view showing a filter of the metal plating part shown in Fig. 7, and Fig. 12 is a view showing a dryer of the metal plating part shown in Fig.

본 발명의 나노카본 하이브리드 코팅시스템은 1차적으로 나노카본을 졸-겔 공법을 이용하여 금속산화물로 코팅한 후, 2차적으로 코팅된 나노카본을 무전해도금을 이용하여 금속으로 도금하는 것이다. 여기서, 금속산화물로의 코팅시 사용되는 에탄올과 나노카본의 혼합물을 제1혼합물로 정의하고, 금속산화물로의 코팅된 나노카본을 도금액으로 도금할 경우 사용되는 물과 나노카본의 혼합물은 제2혼합물로 정의한다. 본 발명은 에탄올과 나노카본의 혼합물을 분산하고, 벤질알콜과 물을 혼합한 후 교반하며, 에탄올과 금속산화물 전구체를 함께 주입하며 교반하여 나노카본을 금속산화물로 코팅하고, 코팅된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 산화물코팅파트(A); 및 상기 코팅된 나노카본에 물을 혼합하여 분산하고, 무전해도금을 위한 도금액을 주입하고 교반하여 코팅된 나노카본을 금속으로 도금하고, 도금된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 금속도금파트(B);를 포함한다.
In the nano-carbon hybrid coating system of the present invention, nano-carbon is first coated with a metal oxide using a sol-gel method, and then the coated nano-carbon is electroless plated with metal. Here, a mixture of ethanol and nano-carbon, which is used when coating with a metal oxide, is defined as a first mixture, and a mixture of water and nano-carbon, which is used when plating nano-carbon coated with metal oxide with a plating solution, . The present invention relates to a process for producing a nanocarbon by dispersing a mixture of ethanol and a nanocarbon, mixing benzyl alcohol and water, stirring the mixture, injecting ethanol and a metal oxide precursor together, stirring the nanocarbon with a metal oxide, filtering the coated nanocarbon An oxide coating part (A) for filtering out; And a metal plating part (B) for filtering and filtering the plated nano-carbon, wherein the coated nano-carbon is water mixed and dispersed, a plating solution for electroless plating is injected and stirred, .

우선, 도 1은 전체 시스템 중 산화물코팅파트(A)의 구성도로써, 본 발명의 산화물 코팅파트는, 에탄올과 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100A); 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200A); 벤질알콜과 물이 혼합 저장된 제1저장기(300A); 에탄올이 저장된 제2저장기(520A); 금속산화물 전구체가 저장된 제3저장기(540A); 상기 분산기(200A), 제1저장기(300A), 제2저장기(520A) 및 제3저장기(540A)와 밸브(bA,cA,dA,eA)를 통해 연결되고, 내부에 교반부(440A)가 구비되어 교반이 이루어지며, 온도조절부(420A)가 구비되어 내부를 일정온도로 유지할 수 있는 반응기(400A); 상기 반응기(400A)의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부(700A), 필터부(700A)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800A) 및 드레인부(800A)의 진공을 유지하는 진공펌프(900A)로 구성된 여과기(600A); 및 상기 밸브(bA,cA,dA,eA)의 제어를 통해 반응기(400A)에 분산기(200A)의 혼합물을 주입하고 제1저장기(300A)의 벤질알콜과 물을 주입한 후, 제2저장기(520A)의 에탄올과 제3저장기(540A)의 금속산화물 전구체를 주입하는 제어기(1000A);를 포함한다.First, FIG. 1 is a schematic view of an oxide coated part (A) in the entire system. The oxide coated part of the present invention comprises a slurry tank 100A in which ethanol and nano carbon are mixed to produce a mixture; A disperser (200A) for injecting and stirring the mixture to disperse the nanocarbon; A first reservoir 300A in which benzyl alcohol and water are mixed; A second reservoir 520A storing ethanol; A third reservoir 540A storing the metal oxide precursor; Is connected to the disperser 200A through the valves bA, cA, dA and eA and the first and second reservoirs 300A and 300A, the second reservoir 520A and the third reservoir 540A, A reactor 400A which is equipped with a temperature control unit 420A and is capable of maintaining a predetermined temperature; A filter unit 700A for filtering the resultant product of the reactor 400A to filter the coated nano-carbon, a drain part 800A connected to the filter part 700A to drain the wastewater, and a drain part 800A A filter 600A constituted by a vacuum pump 900A; And the mixture of the disperser 200A is injected into the reactor 400A through the control of the valves bA, cA, dA and eA and the benzyl alcohol and water of the first reservoir 300A are injected, And a controller 1000A for injecting the ethanol of the unit 520A and the metal oxide precursor of the third reservoir 540A.

여기서, 제어기(1000A)는 후술할 금속도금파트(B)의 제어기(1000B)와 통일적으로 구성하여 전체 공정을 총괄하는 하나의 제어기로도 구성이 가능할 것이다.
Here, the controller 1000A may be constructed as a single controller that is integrated with the controller 1000B of the metal-plated part B to be described later and collectively processes the entire process.

구체적으로, 본 발명의 산화물코팅파트(A)는 나노카본의 표면을 금속산화물로 코팅 내지 도금함으로써 나노카본이 고온의 복합재 용탕내에서도 훼손되지 않고 안정적으로 유지될 수 있도록 함에 목적이 있다.Specifically, the oxide coated part (A) of the present invention is intended to coat or plate the surface of the nano-carbon with a metal oxide so that the nano-carbon can be stably maintained without being damaged even in a high-temperature composite molten metal.

그리고, 그 나노카본을 코팅함에 있어 코팅과정이 다소 복잡하고 반응속도의 조절이 필수적이며 온도 유지조건이 수반되는바, 대량생산화를 함으로써 안정적인 품질의 코팅물을 빠르게 수득함에 목적이 있는 것이다.Further, in coating the nano-carbon, the coating process is somewhat complicated and the reaction rate is required to be controlled, and temperature maintenance conditions are involved, and the object is to obtain a stable quality coating material rapidly by mass-production.

이를 위해, 먼저 나노카본은 에탄올과 혼합하고, 그 혼합물을 분산하여 나노카본과 용매가 고르게 섞이도록 한다. 에탄올을 혼합하는 이유는 물의 경우 금속산화물과 급격한 반응을 일으키기 쉽고, 물보다는 에탄올과 같은 유기용매에서 나노카본의 분산이 더욱 잘 일어나기 때문이다.To this end, the nanocarbon is first mixed with ethanol, and the mixture is dispersed to uniformly mix the nanocarbon and the solvent. The reason for the mixing of ethanol is that the water is likely to react abruptly with the metal oxide, and the dispersion of the nanocarbon is more likely to occur in an organic solvent such as ethanol than water.

그리고 혼합물을 코팅액과 함께 정량 투입하고 교반하여 졸-겔 과정을 거치고, 걸러내어 코팅된 나노카본만을 얻도록 하는 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 과정을 안정적으로 그리고 연속적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다.
Then, the mixture is dosed together with the coating liquid and stirred, followed by a sol-gel process, and then filtered to obtain only the coated nano-carbon. Particularly, the present invention enables such a process to be performed stably and continuously.

구체적으로, 도 2는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면으로써, 먼저 에탄올과 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100A)가 마련된다. Specifically, FIG. 2 is a view showing a slurry tank of the oxide coated part shown in FIG. 1, wherein a slurry tank 100A in which ethanol and nano-carbon are mixed first to produce a mixture is provided.

그리고 도 3은 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 분산기를 나타낸 도면으로써, 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200A)가 마련된다.And FIG. 3 is a view showing a dispersion unit of the oxide coated part shown in FIG. 1, in which a disperser 200A for dispersing the nano-carbon is injected and stirred.

슬러리탱크(100A)에는 주입구(120A)를 통하여 에탄올과 나노카본이 주입되고, 주입이 완료된 후에는 회전축(140A)과 임펠러(142A)를 통하여 교반함으로써 용매와 나노카본이 혼합된 혼합물을 생성한다. 그리고 생성된 혼합물은 배출구(160A)를 통하여 분산기(200A)로 이송되는 것이다.Ethanol and nano-carbon are injected into the slurry tank 100A through the injection port 120A. After the injection is completed, the slurry tank 100A is stirred through the rotation shaft 140A and the impeller 142A to produce a mixture of the solvent and the nano-carbon. And the resulting mixture is conveyed to the disperser 200A through the outlet 160A.

용매로써는 에탄올이 사용될 수 있는데, 이는 나노카본이 서로 응집되지 않고 분산된 상태를 유지하며 코팅되도록 하기 위한 것으로써 물을 제외한 용매 중에서 나노카본에 비교적 안정적이고 저렴한 에탄올을 이용할 수 있다.Ethanol may be used as a solvent for the purpose of coating the nanocarbon not to coagulate but to be dispersed, so that relatively stable and cheap ethanol can be used for the nanocarbon in a solvent other than water.

한편, 혼합물의 혼합이 종료된 후에는 제어기(1000A)는 밸브(aA)와 펌프(210A)를 구동하여 혼합물을 분산기(200A)로 이송한다.On the other hand, after the mixing of the mixture is finished, the controller 1000A drives the valve aA and the pump 210A to transfer the mixture to the disperser 200A.

즉, 상기 슬러리탱크(100A)와 분산기(200A) 사이에는 이송펌프(210A) 및 밸브(aA)가 구비되며, 제어기(1000A)는 슬러리탱크(100A)의 혼합물 혼합 후 이송펌프(210A)를 구동하고 밸브(aA)를 개방하여 혼합물을 분산기(200A)로 이송하는 것이다.That is, a transfer pump 210A and a valve AA are provided between the slurry tank 100A and the disperser 200A, and the controller 1000A drives the transfer pump 210A after mixing the mixture of the slurry tank 100A And opens the valve aA to transfer the mixture to the disperser 200A.

분산기(200A)에는 밀링을 위한 볼과 다수의 패널이 형성된 회전축을 통하여 주입된 혼합물에 일정 에너지를 가함으로써 나노카본이 손상없이 잘 분산되도록 할 수 있다. 그리고 그 분산된 나노카본은 회전축의 통공을 통하여 상승되어 배출되도록 하는 것이다. 이에 관하여는 종래 다양한 방법이 제시되었는바, 그 구체적인 서술은 생략하도록 한다. 한편, 분산된 혼합물은 반응기(400A)로 이송된다.
By applying a constant energy to the mixture injected through the rotating shaft having the balls for milling and the plurality of the panels, the dispersing device 200A can disperse the nanocarbon well without damaging it. And the dispersed nanocarbon is raised and discharged through the through hole of the rotating shaft. Various methods have heretofore been proposed, and a detailed description thereof will be omitted. Meanwhile, the dispersed mixture is conveyed to the reactor 400A.

도 4는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 반응기 및 주변 구성을 나타낸 도면으로서, 벤질알콜과 물이 혼합 저장된 제1저장기(300A), 에탄올이 저장된 제2저장기(520A), 금속산화물 전구체가 저장된 제3저장기(540A)가 각각 마련된다. 금속산화물 전구체로서는 산화티타늄(TiO2) 코팅막의 형성을 위해 티타늄부톡사이드(Ti(OCH2CH2CH2CH3)4)를 이용하였다.FIG. 4 is a view showing a reactor and a peripheral structure of the oxide coated part shown in FIG. 1, which includes a first reservoir 300A in which benzyl alcohol and water are mixed, a second reservoir 520A in which ethanol is stored, a metal oxide precursor And a third reservoir 540A is stored. As the metal oxide precursor, titanium butoxide (Ti (OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3) 4) was used for forming a titanium oxide (TiO 2) coating film.

그리고 상기 분산기(200A), 제1저장기(300A), 제2저장기(520A) 및 제3저장기(540A)와 밸브(bA,cA,dA,eA)를 통해 연결되고, 내부에 교반부(440A)가 구비되어 교반이 이루어지며, 온도조절부(420A)가 구비되어 내부를 일정온도로 유지할 수 있는 반응기(400)가 마련된다.And is connected to the disperser 200A, the first reservoir 300A, the second reservoir 520A and the third reservoir 540A through the valves bA, cA, dA and eA, A stirrer 440A is provided and the reactor 400 is provided with a temperature controller 420A to maintain the inside of the reactor 400 at a predetermined temperature.

상기 나노카본 혼합물이 반응기(400A)에 주입된 상태에서, 제어기(1000A)는 밸브(bA,cA,dA,eA)의 제어를 통해 반응기(400A)에 분산기(200A)의 혼합물을 주입하고 제1저장기(300A)의 벤질알콜과 물을 주입한 후, 제2저장기(520A)의 에탄올과 제3저장기(540A)의 금속산화물 전구체를 주입하도록 함으로써 순차적으로 반응이 일어나도록 한다.The controller 1000A injects the mixture of the disperser 200A into the reactor 400A through the control of the valves bA, cA, dA and eA while the nano-carbon mixture is injected into the reactor 400A, After the benzyl alcohol and water are injected into the reservoir 300A, the ethanol of the second reservoir 520A and the metal oxide precursor of the third reservoir 540A are injected to sequentially perform the reaction.

구체적으로, 나노카본 혼합물이 반응기(400A)에 주입된 상태에서 제어기(1000A)는 반응기(400A)의 온도조절부(420A)를 제어함으로써 반응기(400A)의 내부온도를 0~10℃로 유지하도록 한다. 바람직하게는 0℃에 근접하도록 하는데, 이는 추후 살필 졸-겔 과정에 있어 0℃가 최적의 온도이기 때문이다.The controller 1000A controls the temperature regulator 420A of the reactor 400A to maintain the internal temperature of the reactor 400A at 0 to 10 DEG C in a state where the nano- do. Lt; 0 > C, preferably at 0 [deg.] C in the later sol-gel process.

따라서, 혼합물이 주입된 상태에서부터 미리 반응기(400A)의 온도를 워터재킷(422A) 등을 통하여 수냉식으로 냉각시켜 추후 졸-겔 과정을 통한 코팅이 시간차이 없이 연속적으로 일어날 수 있도록 하는 것이다.
Therefore, the temperature of the reactor 400A is cooled in advance by water-cooling through the water jacket 422A or the like from the state in which the mixture is injected, so that the coating through the sol-gel process can be continuously performed without time difference.

한편, 상기 반응기(400A)의 교반부(440A)는 회전축과 임펠러로 구성되고, 제어기(1000A)는 반응기(400A)에 분산된 혼합물이 주입된 경우 교반부(440A)를 가동하도록 함으로써 나노카본의 분산이 지속될 수 있도록 한다.The stirrer 440A of the reactor 400A is composed of a rotating shaft and an impeller and the controller 1000A operates the stirrer 440A when the mixture dispersed in the reactor 400A is injected, So that dispersion can be sustained.

그리고 반응기(400A)에는 초음파진동부(460A)가 마련되고, 제어기(1000A)는 반응기(400A)에 분산된 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부(460A)를 가동하고, 제2저장기(520A)의 에탄올과 제3저장기(540A)의 금속산화물 전구체가 주입되기 전에 초음파진동부(460A)의 가동을 정지시키도록 한다.The ultrasonic vibration section 460A is provided in the reactor 400A and the ultrasonic vibration section 460A is operated when the mixture dispersed in the reactor 400A is injected. And stops the operation of the ultrasonic vibrator 460A before the metal oxide precursor of the third reservoir 540A is injected.

즉, 반응기는 0℃의 상태에서 혼합물이 주입되며 지속적으로 내부를 0℃로 유지하며 교반을 수행하며 초음파진동부(460A)를 통하여 가진을 일으킴으로써 확실한 분산의 상태를 유지토록 한다.That is, in the reactor, the mixture is injected in the state of 0 ° C, stirring is continued while keeping the inside at 0 ° C, and the excitation is generated through the ultrasonic vibrating part (460A), thereby maintaining the stable dispersion state.

그 상태에서 제어기(1000A)는 밸브(cA)의 제어를 통해 제1저장기(300A)로부터 벤질알콜과 소량의 물의 혼합물질을 반응기(400A)에 투여함으로써 졸(sol) 상태를 생성한다. 그 상황에서도 교반 및 초음파 가진을 지속적으로 이루어질 수 있도록 하여 빠른 반응을 유도한다. 벤질알콜은 나노카본의 표면에 산화티타늄을 균질하게 코팅하기 위한 커플링제로서 작용하고, 소량의 물은 추후 티타늄 전구체와 가수분해 및 축합반응을 통하여 산화티타늄을 형성하기 위한 것으로 사용하였다.
In this state, the controller 1000A generates a sol state by administering a mixed substance of benzyl alcohol and a small amount of water from the first reservoir 300A to the reactor 400A through the control of the valve cA. In this situation, stirring and ultrasonic excitation can be continuously performed to induce quick reaction. Benzyl alcohol served as a coupling agent for homogeneously coating titanium oxide on the surface of the nanocarbon and a small amount of water was used for forming titanium oxide through hydrolysis and condensation reaction with the titanium precursor.

한편, 그 후 제2저장기(520A)의 에탄올과 제3저장기(540A)의 금속산화물 전구체가 주입되기 전에 초음파진동부(460A)의 가동을 정지시키도록 한다. 왜냐하면, 초음파 가진이 함께 일어나는 상태에서 반응물들이 투여될 경우 균질한 겔(gel) 상태를 확보할 수 없음이 관찰되었기 때문이다. 따라서, 제2저장기(520A)의 에탄올과 제3저장기(540A)의 금속산화물 전구체의 주입시에는 단지 천천히 교반만을 수행하면서 정량으로 일정속도로 주입하도록 해야한다. 에탄올과 금속산화물 전구체의 동시 주입은 금속산화물 전구체의 경우 공기중의 불순물이나 수분과 반응이 쉽게 일어나기 때문에 이를 보호하기 위하여 함께 투입하는 것이다.After that, the operation of the ultrasonic vibration section 460A is stopped before the ethanol of the second reservoir 520A and the metal oxide precursor of the third reservoir 540A are injected. This is because it is observed that when the reactants are administered in the state where the ultrasonic excitation occurs together, a homogeneous gel state can not be secured. Therefore, when the ethanol of the second reservoir 520A and the metal oxide precursor of the third reservoir 540A are injected, they must be injected at a constant rate in a constant amount while only stirring is performed slowly. Simultaneous injection of ethanol and a metal oxide precursor is carried out in order to protect the metal oxide precursor because it easily reacts with impurities or moisture in the air.

이와 같은 에탄올과 금속산화물 전구체의 정량 투입 및 일정시간의 교반을 통해 겔 상태로의 변화가 일어나며 그에 따라 생성된 금속산화물들이 나노카본의 표면에 코팅되는 것이다.The ethanol and the metal oxide precursor are added in a fixed amount and agitated for a certain period of time to change into a gel state, and the resulting metal oxide is coated on the surface of the nanocarbon.

상기 제3저장기(540A)는 유량센서(eA')를 통해 반응기(400A)와 연결되고, 상기 제어기(1000A)는 유량센서(eA')의 계측을 통해 밸브(eA)를 제어함으로써 금속산화물 전구체가 일정한 속도의 정량으로 반응기(400A)에 주입되도록 할 수 있다. 즉, 제어기(1000A)의 제어를 통하여 정량의 금속산화물 전구체를 투여함으로써 너무 급격한 반응으로 인한 불균질을 피하고 안정적으로 졸-겔 반응을 수행할 수 있는 것이다. 졸-겔 반응에 있어서는 용매의 종류나 온도조건 등도 중요하나, 일정속도로 정량을 투여하는 것 역시 반응의 성패를 가르는데 중요한 요소이기 때문이다.
The third reservoir 540A is connected to the reactor 400A through a flow sensor eA 'and the controller 1000A controls the valve eA through the measurement of the flow sensor eA' The precursor can be injected into the reactor 400A at a constant rate. That is, by administering a metal oxide precursor of a predetermined amount through the control of the controller 1000A, inhomogeneity due to too rapid reaction can be avoided and a sol-gel reaction can be stably performed. In the sol-gel reaction, the type of solvent and temperature conditions are also important, but the administration of the constant amount at a constant rate is also an important factor in determining the success or failure of the reaction.

또한, 이러한 방식의 코팅에 있어서는 나노카본은 CNT로 할 경우 더욱 효과적이다. 왜냐하면, CNT의 경우 CNF에 비해 직경이 작기 때문에 금속으로의 도금이 쉽지 않고 수행하더라도 불균질하고 수득률이 떨어진다. 따라서, 이 경우는 직경이 작은 만큼 무전해도금 등의 금속도금 방식보다는 졸-겔 방식에 의한 금속산화물 분자 코팅이 코팅률의 측면에서는 더욱 탁월한 것이다. 그리고 그러한 코팅된 CNT에 금속을 도금함으로써 최종적으로는 코팅과 도금에 의한 2중의 열적안정성을 도모함과 동시에 금속 도금을 통하여 금속 용탕에서의 타 재료와의 결합력 내지 젖음성을 충분히 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
Further, in the coating of this type, the nanocarbon is more effective when it is made of CNT. Because CNTs are smaller in diameter than CNFs, they are not easily plated with metals and are heterogeneous and poor in yield. Therefore, in this case, since the diameter is small, coating of the metal oxide molecules by the sol-gel method is more excellent in terms of the coating rate than the metal plating method such as electroless plating. By coating the coated CNTs with metal, the thermal stability of the substrate is finally achieved by coating and plating, and at the same time, the bonding force and the wettability with other materials in the metal melt can be sufficiently improved through metal plating.

한편, 제어기(1000A)는 각각의 구성 사이에서 물질을 이송하는데 필요한 각종 펌프류와 밸브들(aA,bA,cA,dA,eA,fA)을 자동제어하도록 함으로써 자동화와 대량 생산화가 가능하도록 한다.
On the other hand, the controller 1000A enables automatic control and mass production by automatically controlling the various pumps and valves (aA, bA, cA, dA, eA, and fA) required to transfer the material between the respective configurations.

도 5는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 여과기를 나타낸 도면으로서, 상기 반응기(400A)의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부(700A), 필터부(700A)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800A) 및 드레인부(800A)의 진공을 유지하는 진공펌프(900A)로 구성된 여과기(600A)를 포함한다.FIG. 5 is a view showing a filter of the oxide coated part shown in FIG. 1. FIG. 5 shows a filter of the oxide coated part shown in FIG. 1, in which a resultant product of the reactor 400A is transferred to filter part 700A for filtering coated nano- And a filter 600A composed of a drain portion 800A through which the drain portion 800A is drained and a vacuum pump 900A which maintains the vacuum of the drain portion 800A.

여과기(600A)는 코팅액과 코팅된 나노카본의 혼합결과물에서 코팅된 나노카본을 분리하여 필터링하기 위한 것이다.The filter 600A is for separating and filtering the coated nanocarbon from the mixed solution of the coating liquid and the coated nanocarbon.

여과기(600A)는 크게 필터부(700A)와 드레인부(800A)로 구성되고, 먼저 필터부(700A)는 저장챔버(720A)와 저장챔퍼(720A) 하단에 설치되며 코팅된 나노카본을 걸러내는 착탈식 메쉬부(740A)로 구성될 수 있다.The filter 600A is mainly composed of a filter unit 700A and a drain unit 800A. The filter unit 700A is installed at the lower end of the storage chamber 720A and the storage chamber 720A, and filters the coated nanocarbon And a removable mesh unit 740A.

즉, 코팅된 결과물은 저장챔버(720A)로 제어기(1000A)의 제어에 따라 이송되고, 그와 동시에 드레인부(800A)에 연결된 진공펌프(900A)를 가동함으로서 코팅액이 자연스럽게 저장챔버(720A)에서 드레인부(800A)로 이송되도록 한다. That is, the coated product is transferred to the reservoir chamber 720A under the control of the controller 1000A, and at the same time, the vacuum pump 900A connected to the drain portion 800A is actuated so that the coating liquid naturally flows from the reservoir chamber 720A Drain portion 800A.

그 과정에서 나노카본은 메쉬부(740A)에 의해 걸러짐으로써 최종적으로는 코팅된 나노카본만이 수득될 수 있도록 하는 것이다. 메쉬부(740A)는 망으로 구성되고 착탈식으로 마련되어 수득된 나노카본이 회수되어 건조됨으로써 최종 제품으로 양산될 수 있도록 하는 것이다.
In the process, the nanocarbon is filtered by the mesh portion 740A so that finally coated nanocarbon alone can be obtained. The mesh portion 740A is formed of a net and is detachably provided, so that the nano-carbon obtained is recovered and dried so that it can be mass-produced as a final product.

한편, 상기 제어기(1000A)는 여과기(600A)에 반응기(400A)의 결과물이 주입되는 시점부터 진공펌프(900A)를 가동하도록 함으로써 진공 압력에 의해 코팅액을 드레인부(800A)로 빨아들이도록 한다.Meanwhile, the controller 1000A operates the vacuum pump 900A from the time when the result of the reactor 400A is injected into the filter 600A, thereby sucking the coating liquid into the drain portion 800A by the vacuum pressure.

그리고 상기 여과기(600A)의 필터부(700A)에 증류수주입기(720A)를 연결하고, 제어기(1000A)는 코팅된 나노카본의 여과가 종료된 후 증류수주입기(720A)로부터 필터부(700A)로 증류수를 주입하여 재여과하도록 함으로써 코팅액을 회수하고 환경오염을 방지하며 세척된 순수 나노카본만을 얻을 수 있도록 하는 것이다.
The distilled water injector 720A is connected to the filter unit 700A of the filter 600A and the controller 1000A controls the flow of the distilled water from the distilled water injector 720A to the filter unit 700A after filtration of the coated nano- So that the coating liquid is recovered to prevent environmental pollution and to obtain only purified pure nano-carbon.

한편, 도 6은 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 건조기(TA)를 나타낸 도면으로서, 건조챔버에 나노카본(CA)이 쌓인 메쉬부(740A)를 그대로 이송하고, 열풍기(HA)를 이용하여 건조시킴으로써 최종적인 코팅된 순수 나노카본(CA)을 얻을 수 있게 된다.
FIG. 6 shows a dryer TA of the oxide coated part shown in FIG. 1, in which the mesh portion 740A in which the nano-carbon (CA) is stacked is directly fed into the drying chamber, And finally dried to obtain final coated pure nano-carbon (CA).

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 산화물코팅파트에 따르면, 나노카본의 금속산화물 코팅을 대량생산할 수 있어 양산화가 가능한 장점이 있다. 또한, 각 공정을 제어기로 제어함으로써 안정적인 환경에서 균질한 나노카본 코팅재를 얻을 수 있게 된다. 그리고 본 발명의 코팅된 나노카본을 활용함으로써 경량화 고강도의 금속 복합재를 양산하는데 큰 도움이 된다.According to the oxide-coated part having the above-described structure, it is possible to mass-produce a nano-carbon metal oxide coating and mass-produce it. In addition, by controlling each process with a controller, a homogeneous nano-carbon coating material can be obtained in a stable environment. The use of the coated nanocarbon of the present invention is a great help in mass production of lightweight and high strength metal composites.

더욱이, 반응에 필요한 물질을 원하는 속도에서 정량으로 투입되도록 자동제어됨으로써 코팅반응이 안정적이고 제품의 불량률이 현저히 줄어든다. 또한, 원 소재의 투입부터 건조 후 출하까지 일괄적으로 제어됨으로써 대량생산화가 가능해진다.Furthermore, by automatically controlling the materials required for the reaction to be metered in at a desired rate, the coating reaction is stable and the defect rate of the product is significantly reduced. In addition, mass production can be achieved by collectively controlling the period from the introduction of the raw material to the shipment after shipment.

특히, 코팅에 있어 졸-겔 공법을 이용함으로써 금속산화물을 나노카본의 표면에 코팅하여 복합재의 성분으로써 안정적으로 용탕에 주입될 수 있고, 더욱이 코팅에 필요한 온도 조건을 항상 유지하도록 함으로써 빠른 연속코팅이 가능한 장점이 있다.In particular, by using the sol-gel method in the coating, the metal oxide can be coated on the surface of the nano-carbon to be stably injected into the melt as a component of the composite material, and furthermore, There are advantages.

그리고, 코팅된 나노카본을 필터링하고 이를 열풍건조하는 시스템 역시 일괄적으로 구성함으로써 나노카본 원재료의 투입부터 코팅된 완성품까지 한 번의 공정만으로 자동화 생산이 가능한 것이다.
In addition, a system for filtering coated nano-carbon and drying it in a batch is also possible, so that it is possible to automate production from a nano-carbon raw material input to a coated finished product only by one step.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템의 금속도금파트(B)에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a metal plating part B of a nano-carbon hybrid coating system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템의 금속도금파트의 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시된 금속도금파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면이며, 도 9는 도 7에 도시된 금속도금파트의 분산기를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 7에 도시된 금속도금파트의 반응기를 나타낸 도면이며, 도 11은 도 7에 도시된 금속도금파트트의 여과기를 나타낸 도면이고, 도 12는 도 7에 도시된 금속도금파트의 건조기를 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a schematic view of a metal plating part of a nano-carbon hybrid coating system according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a view showing a slurry tank of the metal plating part shown in FIG. 7, FIG. 10 is a view showing a reactor of a metal plating part shown in FIG. 7, FIG. 11 is a view showing a filter of a metal plating part shown in FIG. 7, and FIG. 12 is a view showing the dryer of the metal-plated part shown in Fig.

본 발명의 경우 나노카본 중에소 CNT를 대상으로 할 경우 효과가 극대화되는 것으로서, 직경이 다소 작은 CNT에 우선 금속산화물로 코팅하여 표면 코팅의 균질함을 추구하고, 그 후 추가적으로 금속 도금을 수행함으로써 2차적인 열적내구성을 확보하고, 복합재 용탕에서의 모재와의 결합력도 향상시키는 것이다.
In the case of the present invention, CNT having a small diameter is first coated with a metal oxide to seek homogeneity of the surface coating, and then metal plating is further performed to obtain CNT Thereby ensuring the secondary thermal durability and improving the bonding force with the base material in the composite molten metal.

우선, 도 7은 금속도금파트(B) 전체 시스템의 구성도로써, 본 발명의 금속도금파트는, 용매와 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100B); 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200B); 분산된 혼합물이 주입되어 저장되고 온도조절부(320B)가 구비되어 혼합물을 일정온도로 유지하는 공급기(300B); 무전해도금을 위한 도금액을 저장하고 온도조절부(520B)가 구비되어 도금액을 일정온도로 유지하는 저장기(500B); 상기 공급기(300B)와 저장기(500B)로부터 혼합물과 도금액이 주입되고 온도조절부(420B)가 구비되어 일정온도로 유지되는 상태에서 교반함으로써 나노카본을 도금액으로 코팅하는 반응기(400B); 상기 반응기(400B)의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부(700B), 필터부(700B)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800B) 및 드레인부(800B)의 진공을 유지하는 진공펌프(900B)로 구성된 여과기(600B); 및 상기 반응기(400B)에 도금액이 먼저 주입되고 교반이 이루어지는 상태에서 혼합물이 주입되도록 제어하는 제어기(1000B);를 포함한다.
7 is a schematic view of an entire system of a metal-plated part (B). The metal-plated part of the present invention comprises a slurry tank 100B in which a solvent and nano-carbon are mixed to produce a mixture; A disperser 200B for injecting and stirring the mixture to disperse the nanocarbon; A feeder 300B injecting and storing the dispersed mixture and having a temperature regulator 320B to maintain the mixture at a constant temperature; A reservoir 500B for storing a plating solution for electroless plating and having a temperature control part 520B to maintain the plating solution at a predetermined temperature; A reactor 400B for coating the nano-carbon with a plating solution by stirring the mixture and the plating solution from the feeder 300B and the reservoir 500B and stirring the mixture with the temperature controller 420B maintained at a constant temperature; A filter portion 700B for filtering the coated nanocarbon by transferring the resultant product of the reactor 400B and a drain portion 800B and a drain portion 800B connected to the filter portion 700B to drain the wastewater, A filter 600B constituted by a vacuum pump 900B which performs vacuum processing; And a controller (1000B) for controlling the mixture to be injected into the reactor (400B) while the plating liquid is first injected and stirred.

구체적으로, 본 발명의 금속도금파트는 금속산화물로 코팅된 나노카본의 표면을 2차적으로 금속으로 도금함으로써 나노카본이 고온의 복합재 용탕내에서도 훼손되지 않고 안정적으로 유지되고 다른 금속 재료들과 잘 결합할 수 있도록 함에 목적이 있다.Specifically, the metal-plated part of the present invention is formed by plating a surface of a nano-carbon coated with a metal oxide to a secondary metal so that the nano-carbon is stably maintained without being damaged even in a high-temperature composite molten metal, The purpose is to make it possible.

그리고, 그 나노카본을 도금함에 있어 도금과정이 다소 복잡하고 온도 유지조건이 수반되는바, 대량생산화를 함으로써 안정적인 품질의 코팅물을 빠르게 수득함에 목적이 있는 것이다.Further, in plating the nano-carbon, the plating process is somewhat complicated and the temperature maintenance condition is accompanied. Therefore, it is an object to rapidly obtain a stable quality coating by mass production.

이를 위해, 먼저 코팅된 나노카본은 용매(물 등을 예로 들 수 있음)와 혼합하고, 그 혼합물을 분산하여 나노카본과 용매가 고르게 섞이도록 한다. 그리고 이를 도금액과 함께 교반하여 도금하고 도금액을 걸러내어 도금된 나노카본만을 얻도록 하는 것이다. 특히, 이러한 과정을 안정적으로 그리고 연속적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다.
To this end, the coated nanocarbon is first mixed with a solvent (such as water), and the mixture is dispersed to uniformly mix the nanocarbon and the solvent. Then, it is stirred together with the plating liquid to be plated, and the plating liquid is filtered to obtain only the plated nano-carbon. In particular, this process can be carried out stably and continuously.

구체적으로, 도 8은 도 7에 도시된 금속도금파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면으로써, 먼저 용매와 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100B)가 마련된다. Specifically, FIG. 8 is a view showing a slurry tank of the metal plating part shown in FIG. 7, wherein a slurry tank 100B in which a solvent and nano-carbon are mixed to produce a mixture is provided.

그리고 도 9는 도 7에 도시된 금속도금파트의 분산기를 나타낸 도면으로써, 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200B)가 마련된다.And FIG. 9 is a view showing a dispersion unit of the metal-plated part shown in FIG. 7, in which a disperser 200B for dispersing nano-carbon is injected and stirred.

슬러리탱크(100B)에는 주입구(120B)를 통하여 용매와 나노카본이 주입되고, 주입이 완료된 후에는 회전축(140B)과 임펠러(142B)를 통하여 교반함으로써 용매와 나노카본이 혼합된 혼합물을 생성한다. 그리고 생성된 혼합물은 배출구(160B)를 통하여 분산기(200)로 이송되는 것이다.The solvent and nano-carbon are injected into the slurry tank 100B through the injection port 120B. After the injection is completed, the mixture is stirred through the rotation shaft 140B and the impeller 142B to produce a mixture of the solvent and the nano-carbon. And the resulting mixture is conveyed to the disperser 200 through the outlet 160B.

용매로써는 물이 사용될 수 있는데, 이는 나노카본이 서로 응집되지 않고 분산된 상태를 유지하며 도금되도록 하기 위한 것으로써 나노카본에 비교적 안정적이고 저렴한 증류수를 이용할 수 있다.As a solvent, water can be used, which is a relatively stable and inexpensive distilled water for the nanocarbon, so that the nanocarbon is not agglomerated but is kept dispersed and plated.

한편, 혼합물의 혼합이 종료된 후에는 제어기(1000B)는 밸브(aB)와 펌프(210B)를 구동하여 혼합물을 분산기(200B)로 이송한다.On the other hand, after the mixing of the mixture is completed, the controller 1000B drives the valve aB and the pump 210B to transfer the mixture to the disperser 200B.

즉, 상기 슬러리탱크(100B)와 분산기(200B) 사이에는 이송펌프(210B) 및 밸브(aB)가 구비되며, 제어기(1000B)는 슬러리탱크(100B)의 혼합물 혼합 후 이송펌프(210B)를 구동하고 밸브(aB)를 개방하여 혼합물을 분산기(200B)로 이송하는 것이다.That is, a transfer pump 210B and a valve aB are provided between the slurry tank 100B and the disperser 200B, and the controller 1000B drives the transfer pump 210B after mixing the mixture of the slurry tank 100B And the valve aB is opened to transfer the mixture to the disperser 200B.

분산기(200B)에는 밀링을 위한 볼과 다수의 패널이 형성된 회전축을 통하여 주입된 혼합물에 일정 에너지를 가함으로써 나노카본이 손상없이 잘 분산되도록 할 수 있다. 그리고 그 분산된 나노카본은 회전축의 통공을 통하여 상승되어 배출되도록 하는 것이다. 이에 관하여는 종래 다양한 방법이 제시되었는바, 그 구체적인 서술은 생략하도록 한다.
By applying a certain energy to the mixture injected through the rotating shaft having the balls for milling and the plurality of panels, the dispersing device 200B can disperse the nanocarbon well without damage. And the dispersed nanocarbon is raised and discharged through the through hole of the rotating shaft. Various methods have heretofore been proposed, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 분산된 혼합물은 공급기(300B)로 이송된다. 도 10은 도 7에 도시된 금속도금파트의 반응기 및 주변 구성을 나타낸 도면으로서, 먼저 분산된 혼합물이 주입되어 저장되고 온도조절부(320B)가 구비되어 혼합물을 일정온도로 유지하는 공급기(300B)가 마련된다.Meanwhile, the dispersed mixture is conveyed to the feeder 300B. FIG. 10 shows a reactor and a peripheral structure of the metal plating part shown in FIG. 7. First, a dispersed mixture is injected and stored, and a temperature controller 320B is provided to supply the mixture to the feeder 300B, .

공급기(300B)에는 온도조절부(320B)가 구비됨으로써 나노카본의 도금에 적절한 온도로 미리 예열되도록 한다. 이를 통하여 연속적인 나노카본 혼합물의 주입과 코팅이 가능한 것이다.The supply unit 300B is provided with a temperature control unit 320B so that it is preheated to a temperature suitable for plating the nano-carbon. Through this, it is possible to inject and coat the continuous nano-carbon mixture.

한편, 상기 공급기(300B)에는 초음파진동부(360B)가 마련되고, 제어기(1000B)는 공급기(300B)에 분산된 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부(360B)를 가동하도록 함으로써 분산을 유지하며 동시에 반응에 적절한 온도로 빠르게 유지되도록 한다.
The ultrasonic vibration unit 360B is provided in the feeder 300B and the ultrasonic vibration unit 360B is operated when the mixture dispersed in the feeder 300B is injected into the controller 300B. Allow the reaction to be maintained at a suitable temperature quickly.

그리고 무전해도금을 위한 도금액을 저장하고 온도조절부(520B)가 구비되어 도금액을 일정온도로 유지하는 저장기(500B)가 마련된다. 저장기(500B)에는 나노카본의 무전해코팅을 위한 도금액이 저장되는데, 그 도금액은 Ni-P계열, Ni-B계열, Cu 도금액 등의 다양한 도금액이 사용될 수 있다.A reservoir 500B for storing a plating solution for electroless plating and a temperature controller 520B for maintaining the plating solution at a predetermined temperature is provided. In the reservoir 500B, a plating solution for electroless coating of nano-carbon is stored. As the plating solution, various plating solutions such as Ni-P series, Ni-B series, and Cu plating solution can be used.

그리고 그 도금액 역시 온도조절부(520B)를 통하여 도금에 적정한 온도로 미리 예열됨으로써 빠른 대량생산이 가능하도록 하는 것이다.
The plating liquid is also preheated to a temperature suitable for plating through the temperature regulating unit 520B, thereby enabling rapid mass production.

또한, 상기 공급기(300B)와 저장기(500B)로부터 혼합물과 도금액이 주입되고 온도조절부(420B)가 구비되어 일정온도로 유지되는 상태에서 교반함으로써 나노카본을 도금액으로 코팅하는 반응기(400B)가 구비된다.The reactor 400B for coating the nano-carbon with the plating solution by stirring the mixture and the plating solution from the feeder 300B and the reservoir 500B while the temperature control part 420B is provided and is maintained at a constant temperature Respectively.

즉, 미리 예열된 혼합물과 도금액을 반응기에 투입하며 교반함으로써 나노카본이 코팅될 수 있도록 하는 것이다. 여기서, 혼합물과 도금액은 미리 예열된 상태이기 때문에 빠른 코팅반응을 이끌어낼 수 있는 것이고, 특히 혼합물은 미리 교반되고 있는 상태로써 그 분산성을 유지하여 도금액과 섞이더라도 균일하게 도금이 되는 것이다.That is, the preheated mixture and the plating liquid are put into the reactor and stirred to allow the nano-carbon to be coated. Here, since the mixture and the plating solution are in a preheated state, they can bring about a quick coating reaction. Particularly, the mixture is maintained in a state of being stirred beforehand and evenly mixed with the plating solution even if it is dispersed.

한편, 제어기(1000B)는 상기 반응기(400B)에 도금액이 먼저 주입되고 교반이 이루어지는 상태에서 혼합물이 주입되도록 제어한다. 즉, 혼합물이 먼저 주입된 상태에서 도금액이 주입될 경우에는 균일하지 못한 코팅반응이 일어나고 반응의 화학적 안정성이 매우 떨어지는 결과가 관측되었는바, 먼저 도금액을 주입하고 교반이 이루어지는 상태에서 교반된 혼합물을 서서히 순차적으로 주입함으로써 나노카본이 전반적으로 균질하게 코팅되도록 하는 것이다.Meanwhile, the controller 1000B controls the mixture to be injected into the reactor 400B in a state where the plating liquid is first injected and stirred. That is, when the plating liquid is injected in the state where the mixture is first injected, an uneven coating reaction occurs and the chemical stability of the reaction is very poor. As a result, it is found that the plating liquid is injected first, So that the nanocarbon is uniformly coated on the whole.

또한, 이러한 반응기(400B) 역시 온도가 일정하게 유지되도록 함으로써 균질한 코팅을 더욱 도와주는 것이다.
In addition, this reactor 400B also helps to maintain homogeneous coating by keeping the temperature constant.

한편, 상기 제어기(1000B)는 공급기(300B), 저장기(500B) 및 반응기(400B)의 온도조절부(320B,520B,420B)를 제어함으로써 공급기(300B), 저장기(500B) 및 반응기(400B)의 내부온도를 50~90℃로 유지하도록 함으로써 무전해도금에 최적의 환경을 조성하고, 상기 나노카본은 CNF로 할 경우 더욱 효과적이다.The controller 1000B controls the feeder 300B, the reservoir 500B and the reactor (not shown) by controlling the temperature controller 320B, 520B, and 420B of the feeder 300B, the reservoir 500B, 400B is maintained at 50 to 90 DEG C, thereby optimizing the environment for electroless plating, and the nano-carbon is more effective when CNF is used.

왜냐하면, CNF의 경우 CNT에 비해 직경이 크기 때문에 산화물 등의 큰 분자보다는 금속 자체로 코팅을 수행함이 더욱 균질한 코팅물을 얻을 수 있기 때문이다.Because CNF has a larger diameter than CNT, it can be coated with metal itself rather than large molecules such as oxides to obtain a more uniform coating.

또한, 상기 반응기(400B)에는 교반을 위한 회전축과 임펠러(440B)가 마련되고, 제어기(1000B)는 반응기(400B)에 도금액이 주입된 경우 회전축을 가동하도록 함으로써 분산된 나노카본의 주입 전에 미리 교반을 수행하여 나노카본의 균질한 코팅을 도모한다.The reactor 400B is provided with a rotating shaft and an impeller 440B for stirring and the controller 1000B allows the rotating shaft to move when the plating liquid is injected into the reactor 400B, To achieve a homogeneous coating of the nanocarbon.

그리고, 상기 반응기(400B)에는 초음파진동부(460B)가 마련되고, 제어기(1000B)는 반응기(400B)에 혼합물이 주입되는 시점부터 초음파진동부(460B)의 가동을 시작하도록 함으로써 실질적으로 도금이 일어나는 시점에서 도금이 균질하게 일어나도록 하고, 초음파진동부(460B)의 가동을 효율적으로 제어함으로써 에너지의 사용을 효과적으로 관리할 수 있도록 한다.The ultrasonic vibrator 460B is provided in the reactor 400B and the controller 1000B starts operating the ultrasonic vibrator 460B from the time when the mixture is injected into the reactor 400B, So that the plating can be uniformly performed at the time of occurrence, and the operation of the ultrasonic vibration unit 460B can be efficiently controlled to effectively manage the use of energy.

한편, 제어기(1000B)는 각각의 구성 사이에서 물질을 이송하는데 필요한 각종 펌프류와 밸브들(aB,bB,cB,dB,eB)을 자동제어하도록 함으로써 자동화와 대량 생산화가 가능하도록 한다.
On the other hand, the controller 1000B enables automatic control and mass production by automatically controlling the various pumps and valves aB, bB, cB, dB, and eB necessary to transfer the material between the respective configurations.

도 11은 도 7에 도시된 금속도금파트의 여과기를 나타낸 도면으로서, 상기 반응기(400B)의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부(700B), 필터부(700B)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800B) 및 드레인부(800B)의 진공을 유지하는 진공펌프(900B)로 구성된 여과기(600B)를 포함한다.FIG. 11 is a view showing a filter of the metal plating part shown in FIG. 7. The filter 700B is connected to the filter unit 700B to filter the coated nanocarbon by transferring the resultant product of the reactor 400B, And a filter 600B composed of a drain portion 800B for draining the drain portion 800B and a vacuum pump 900B for maintaining the vacuum of the drain portion 800B.

여과기(600B)는 도금액과 코팅된 나노카본의 혼합결과물에서 코팅된 나노카본을 분리하여 필터링하기 위한 것이다.The filter 600B is for separating and filtering the coated nanocarbon from the mixed solution of the plating liquid and the coated nanocarbon.

여과기(600B)는 크게 필터부(700B)와 드레인부(800B)로 구성되고, 먼저 필터부(700B)는 저장챔버(720B)와 저장챔퍼(720B) 하단에 설치되며 코팅된 나노카본을 걸러내는 착탈식 메쉬부(740B)로 구성될 수 있다.The filter unit 700B includes a filter unit 700B and a drain unit 800B. The filter unit 700B is installed at the lower end of the storage chamber 720B and the storage chamber 720B, and filters the coated nanocarbon And a removable mesh unit 740B.

즉, 도금된 결과물은 저장챔버(720B)로 제어기(1000B)의 제어에 따라 이송되고, 그와 동시에 드레인부(800B)에 연결된 진공펌프(900B)를 가동함으로서 도금액이 자연스럽게 저장챔버(720B)에서 드레인부(800B)로 이송되도록 한다. That is, the plated product is transferred to the storage chamber 720B under the control of the controller 1000B, and at the same time, the vacuum pump 900B connected to the drain portion 800B is actuated so that the plating liquid naturally flows from the storage chamber 720B Drain portion 800B.

그 과정에서 나노카본은 메쉬부(740B)에 의해 걸러짐으로써 최종적으로는 도금된 나노카본만이 수득될 수 있도록 하는 것이다. 메쉬부(740B)는 망으로 구성되고 착탈식으로 마련되어 수득된 나노카본이 회수되어 건조됨으로써 최종 제품으로 양산될 수 있도록 하는 것이다.
In the process, the nanocarbon is filtered by the mesh portion 740B so that finally only the plated nanocarbon can be obtained. The mesh portion 740B is made of a net and is detachably provided, so that the nano-carbon obtained is recovered and dried so that it can be mass-produced as a final product.

한편, 상기 제어기(1000B)는 여과기(600B)에 반응기(400B)의 결과물이 주입되는 시점부터 진공펌프(900B)를 가동하도록 함으로써 진공 압력에 의해 도금액을 드레인부(800B)로 빨아들이도록 한다.Meanwhile, the controller 1000B causes the vacuum pump 900B to operate from the time when the result of the reactor 400B is injected into the filter 600B, thereby sucking the plating liquid into the drain portion 800B by the vacuum pressure.

그리고 상기 여과기(600B)의 필터부(700B)에 증류수주입기(720B)를 연결하고, 제어기(1000B)는 코팅된 나노카본의 여과가 종료된 후 증류수주입기(720B)로부터 필터부(700B)로 증류수를 주입하여 재여과하도록 함으로써 도금액을 회수하고 환경오염을 방지하며 세척된 순수 나노카본만을 얻을 수 있도록 하는 것이다.
The controller 1000B connects the distilled water injector 720B to the filter portion 700B of the filter 600B and the distilled water injector 720B is connected to the filter portion 700B after the filtration of the coated nano- So that the plating solution is recovered to prevent environmental pollution and to obtain only purified pure nano-carbon.

한편, 도 12는 도 7에 도시된 금속도금파트의 건조기(TB)를 나타낸 도면으로서, 건조챔버에 나노카본(CB)이 쌓인 메쉬부(740B)를 그대로 이송하고, 열풍기(HB)를 이용하여 건조시킴으로써 최종적인 도금된 순수 나노카본(CB)을 얻을 수 있게 된다.
12 shows the dryer TB of the metal plating part shown in Fig. 7, in which the mesh portion 740B in which the nano-carbon CB is stacked is directly fed into the drying chamber, And then dried to obtain final plated pure nano-carbon (CB).

이러한 본 발명의 나노카본 하이브리드 코팅시스템에 따르면, 나노카본 특히, CNT를 금속산화물로 코팅함으로써 표면을 균질하게 코팅할 수 있고, 2차적으로 금속으로 도금함으로써 더욱 확실한 열적 내구성을 달성하며 동시에 금속-금속으로써 복합재의 용탕내에서도 결합력이 우수해진다.According to the nano-carbon hybrid coating system of the present invention, it is possible to uniformly coat the surface by coating the nano-carbon, especially CNT with a metal oxide, and to achieve more reliable thermal durability by secondarily plating with metal, , The bonding force is improved even in the molten metal of the composite material.

또한, 각 공정을 제어기로 제어함으로써 안정적인 환경에서 균질한 나노카본 코팅재를 얻을 수 있게 되며, 본 발명의 코팅된 나노카본을 활용함으로써 경량화 고강도의 금속 복합재를 양산하는데 큰 도움이 된다.
In addition, by controlling each process with a controller, a homogeneous nano-carbon coating material can be obtained in a stable environment. By using the coated nano-carbon material of the present invention, lightweight and high-strength metal composite material can be mass produced.

특히, 도금에 있어 무전해도금을 이용함으로써 금속을 금속산화물로 코팅된 나노카본의 표면에 도금하여 복합재의 성분으로써 안정적으로 용탕에 주입될 수 있고, 더욱이 도금에 필요한 온도 조건을 항상 유지하도록 함으로써 빠른 연속코팅이 가능한 장점이 있다.In particular, by using electroless plating in plating, the metal can be plated on the surface of the nano-carbon coated with the metal oxide to be stably injected into the molten metal as a component of the composite material, and furthermore, There is an advantage that continuous coating is possible.

그리고, 코팅된 나노카본을 필터링하고 이를 열풍건조하는 시스템 역시 일괄적으로 구성함으로써 나노카본 원재료의 투입부터 도금된 완성품까지 한 번의 공정만으로 자동화 생산이 가능한 것이다.
In addition, a system for filtering coated nano-carbon and drying it in a batch is also possible, so that it is possible to automate production from a nano-carbon raw material input to a plated finished product only by one step.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

A : 산화물코팅파트 B : 금속도금파트
100A : 슬러리탱크 200A : 분산기
300A : 제1저장기 400A : 반응기
520A : 제2저장기 540A : 제3저장기
600A : 여과기 700A : 필터부
800A : 드레인부 900A : 진공펌프
1000A : 제어기 100B : 슬러리탱크
200B : 분산기 300B : 공급기
400B : 반응기 500B : 저장기
600B : 여과기 700B : 필터부
800B : 드레인부 900B : 진공펌프
1000B : 제어기A: oxide coated part B: metal coated part
100A: Slurry tank 200A: Dispersing machine
300A: first reservoir 400A: reactor
520A: Second reservoir 540A: Third reservoir
600A: Filter 700A: Filter part
800A: drain portion 900A: vacuum pump
1000A: Controller 100B: Slurry tank
200B: Dispersing machine 300B: Feeder
400B: reactor 500B: reservoir
600B: filter 700B: filter part
800B: drain portion 900B: vacuum pump
1000B: controller

Claims (14)

에탄올에 나노카본을 분산시켜 제1혼합물을 제조하고, 제1혼합물에 벤질알콜과 물을 주입한 후, 벤질알콜과 물이 주입된 제1혼합물에 에탄올과 금속산화물 전구체를 함께 주입하며 교반함으로써 나노카본을 금속산화물로 코팅하고, 금속산화물로 코팅된 나노카본을 필터링하는 산화물코팅파트(A); 및
상기 필터링된 나노카본을 물에 분산시키고, 여기에 무전해도금을 위한 도금액을 주입하고 교반하여 필터링된 나노카본을 금속으로 도금하고, 도금된 나노카본을 필터링하는 금속도금파트(B);를 포함하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.Ethanol and a metal oxide precursor are injected together with the first mixture into which benzyl alcohol and water have been injected and stirred to prepare a first mixture by dispersing the nanocarbon in ethanol, An oxide coated part (A) coating carbon with a metal oxide and filtering nano-carbon coated with the metal oxide; And
A metal plating part (B) for dispersing the filtered nanocarbon in water, injecting a plating solution for electroless plating thereon and stirring the filtered nanocarbon, plating the filtered nanocarbon with metal, and filtering the plated nanocarbon Nano Carbon Hybrid Coating System. 청구항 1에 있어서,
상기 산화물코팅파트(A)는, 에탄올과 나노카본이 혼합되어 제1혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100A); 제1혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 에탄올에 분산되도록 하는 분산기(200A); 벤질알콜과 물이 혼합 저장된 제1저장기(300A); 에탄올이 저장된 제2저장기(520A); 금속산화물 전구체가 저장된 제3저장기(540A); 상기 분산기(200A), 제1저장기(300A), 제2저장기(520A) 및 제3저장기(540A)와 밸브(bA,cA,dA,eA)를 통해 연결되고, 내부에 교반부(440A)가 구비되어 교반이 이루어지며, 온도조절부(420A)가 구비되어 내부를 일정온도로 유지할 수 있는 반응기(400A); 금속산화물로 코팅된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 여과기(600A); 및 상기 밸브(bA,cA,dA,eA)의 제어를 통해 반응기(400A)에 분산기(200A)의 제1혼합물을 주입하고 제1저장기(300A)의 벤질알콜과 물을 주입한 후, 제2저장기(520A)의 에탄올과 제3저장기(540A)의 금속산화물 전구체를 주입하는 제어기(1000A);를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method according to claim 1,
The oxide coated part (A) comprises: a slurry tank (100A) in which ethanol and nano carbon are mixed to form a first mixture; A disperser (200A) for injecting and stirring the first mixture to disperse the nanocarbon in ethanol; A first reservoir 300A in which benzyl alcohol and water are mixed; A second reservoir 520A storing ethanol; A third reservoir 540A storing the metal oxide precursor; Is connected to the disperser 200A through the valves bA, cA, dA and eA and the first and second reservoirs 300A and 300A, the second reservoir 520A and the third reservoir 540A, A reactor 400A which is equipped with a temperature control unit 420A and is capable of maintaining a predetermined temperature; A filter 600A for filtering and filtering the nano-carbon coated with the metal oxide; The first mixture of the disperser 200A is injected into the reactor 400A through the control of the valves bA, cA, dA and eA and the benzyl alcohol and water of the first reservoir 300A are injected, And a controller (1000A) for injecting the metal oxide precursor of the third reservoir (540A) and ethanol of the second reservoir (520A). 청구항 2에 있어서,
상기 여과기(600A)는 반응기(400A)의 결과물이 이송되어 금속산화물로 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부(700A), 필터부(700A)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800A) 및 드레인부(800A)의 진공을 유지하는 진공펌프(900A)로 구성된 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 2,
The filter 600A includes a filter unit 700A to which the resultant product of the reactor 400A is transferred and filters the nano-carbon coated with the metal oxide, a drain unit 800A connected to the filter unit 700A to drain the wastewater, And a vacuum pump (900A) that maintains a vacuum of a portion (800A) of the nano-carbon hybrid coating system. 청구항 2에 있어서,
상기 제어기(1000A)는 반응기(400A)의 온도조절부(420A)를 제어함으로써 반응기(400A)의 내부온도를 0~10℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 2,
Wherein the controller (1000A) maintains the internal temperature of the reactor (400A) at 0 to 10 占 폚 by controlling the temperature controller (420A) of the reactor (400A). 청구항 2에 있어서,
상기 반응기(400A)에는 초음파진동부(460A)가 마련되고, 제어기(1000A)는 반응기(400A)에 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부(460A)를 가동하고, 제2저장기(520A)의 에탄올과 제3저장기(540A)의 금속산화물 전구체가 주입되기 전에 초음파진동부(460A)의 가동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 2,
The ultrasonic vibration section 460A is provided in the reactor 400A and the ultrasonic vibration section 460A is operated when the mixture is injected into the reactor 400A and the ultrasonic vibration section 460A of the second reservoir 520A is operated. And stops the operation of the ultrasonic vibration section (460A) before the metal oxide precursor of the third reservoir (540A) is injected. 청구항 2에 있어서,
상기 제3저장기(540A)는 유량센서(eA')를 통해 반응기(400A)와 연결되고, 상기 제어기(1000A)는 유량센서(eA')의 계측을 통해 밸브(eA)를 제어함으로써 금속산화물 전구체가 일정한 속도의 정량으로 반응기(400A)에 주입되도록 하는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 2,
The third reservoir 540A is connected to the reactor 400A through a flow sensor eA 'and the controller 1000A controls the valve eA through the measurement of the flow sensor eA' So that the precursor is injected into the reactor (400A) at a fixed rate of constant velocity. 청구항 1에 있어서,
상기 나노카본은 CNT인 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method according to claim 1,
Wherein the nano-carbon is CNT. 청구항 1에 있어서,
상기 금속도금파트(B)는, 물과 금속산화물로 코팅된 나노카본이 혼합되어 제2혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100B); 제2혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 용매에 분산되도록 하는 분산기(200B); 분산된 제2혼합물이 주입되어 저장되고 온도조절부(320B)가 구비되어 제2혼합물을 일정온도로 유지하는 공급기(300B); 무전해도금을 위한 도금액을 저장하고 온도조절부(520B)가 구비되어 도금액을 일정온도로 유지하는 저장기(500B); 상기 공급기(300B)와 저장기(500B)로부터 제2혼합물과 도금액이 주입되고 온도조절부(420B)가 구비되어 일정온도로 유지되는 상태에서 교반함으로써 나노카본을 도금액으로 코팅하는 반응기(400B); 도금된 나노카본을 필터링하여 걸러내는 여과기(600B); 및 상기 반응기(400B)에 도금액이 먼저 주입되고 교반이 이루어지는 상태에서 제2혼합물이 주입되도록 제어하는 제어기(1000B);를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method according to claim 1,
The metal-plated part (B) comprises a slurry tank (100B) in which water and a nano-carbon coated with a metal oxide are mixed to produce a second mixture; A disperser (200B) for injecting and stirring the second mixture to disperse the nanocarbon in the solvent; A feeder 300B injecting and storing a dispersed second mixture and having a temperature regulator 320B to maintain the second mixture at a constant temperature; A reservoir 500B for storing a plating solution for electroless plating and having a temperature control part 520B to maintain the plating solution at a predetermined temperature; A reactor 400B for coating the nano-carbon with the plating solution by stirring the second mixture and the plating solution from the feeder 300B and the reservoir 500B while stirring the first mixture with the temperature control unit 420B maintained at a predetermined temperature; A filter 600B for filtering and filtering the plated nanocarbon; And a controller (1000B) for controlling the injecting of the second mixture in a state where the plating liquid is first injected into the reactor (400B) and stirring is performed. 청구항 8에 있어서,
상기 여과기(600B)는 반응기(400B)의 결과물이 이송되어 도금된 나노카본을 걸러내는 필터부(700B), 필터부(700B)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800B) 및 드레인부(800B)의 진공을 유지하는 진공펌프(900B)로 구성된 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 8,
The filter 600B includes a filter unit 700B for filtering the resultant product of the reactor 400B to filter the plated nanocarbon, a drain unit 800B connected to the filter unit 700B to drain the wastewater, And a vacuum pump (900B) for maintaining the vacuum of the nano-carbon hybrid coating system. 청구항 8에 있어서,
상기 제어기(1000B)는 공급기(300B), 저장기(500B) 및 반응기(400B)의 온도조절부(320B,520B,420B)를 제어함으로써 공급기(300B), 저장기(500B) 및 반응기(400B)의 내부온도를 50~90℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 8,
The controller 1000B controls the feeder 300B, the reservoir 500B and the reactor 400B by controlling the feeder 300B, the reservoir 500B and the temperature regulators 320B, 520B and 420B of the reactor 400B, Wherein the internal temperature of the nano-carbon hybrid coating system is maintained at 50 to 90 ° C. 청구항 9에 있어서,
상기 필터부(700B)는 저장챔버(720B)와 저장챔퍼(720B) 하단에 설치되며 도금된 나노카본을 걸러내는 착탈식 메쉬부(740B)로 구성된 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 9,
Wherein the filter unit 700B comprises a storage chamber 720B and a removable mesh unit 740B disposed at the lower end of the storage chamber 720B to filter the plated nanocarbon. 청구항 8에 있어서,
상기 공급기(300B)에는 초음파진동부(360B)가 마련되고, 제어기(1000B)는 공급기(300B)에 분산된 제2혼합물이 주입된 경우 초음파진동부(360B)를 가동하는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 8,
The ultrasonic vibration unit 360B is provided in the feeder 300B and the ultrasonic vibration unit 360B is operated when the second mixture dispersed in the feeder 300B is injected. Hybrid coating system. 청구항 8에 있어서,
상기 반응기(400B)에는 교반을 위한 회전축과 임펠러(440B)가 마련되고, 제어기(1000B)는 반응기(400B)에 도금액이 주입된 경우 회전축을 가동하는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 8,
The reactor 400B is provided with a rotating shaft and an impeller 440B for stirring and the controller 1000B operates the rotating shaft when the plating liquid is injected into the reactor 400B. 청구항 8에 있어서,
상기 반응기(400B)에는 초음파진동부(460B)가 마련되고, 제어기(1000B)는 반응기(400B)에 제2혼합물이 주입되는 시점부터 초음파진동부(460B)의 가동을 시작하는 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.The method of claim 8,
The ultrasonic vibrator 460B is provided in the reactor 400B and the controller 1000B starts operating the ultrasonic vibrator 460B from the time when the second mixture is injected into the reactor 400B. Carbon hybrid coating system.

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