KR101495228B1

KR101495228B1 - 나노카본 하이브리드 코팅시스템

Info

Publication number: KR101495228B1
Application number: KR20130029850A
Authority: KR
Inventors: 정승일; 김주형; 김재덕
Original assignee: 주식회사 동희홀딩스
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2015-02-24
Also published as: KR20140115134A

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.

Description

나노카본 하이브리드 코팅시스템 {HYBRID 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.

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.

이러한 나노카본의 높은 물성치로 인하여, 최근에는 차량용 소재로서 나노카본을 복합재로 투여하는 방안이 연구되고 있다.

그리고, 이는 경량화 및 고강도의 알루미늄복합재와 관련하여 알루미늄합금에 나노카본을 효과적으로 혼합할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

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.

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.

그러나 이러한 방안을 구체적으로 실현하여 대량생산 즉, 양산화하기 위해서는 나노카본의 코팅을 자동화 처리하여 고속으로 생산할 수 있는 장비와 그에 따른 제어방법이 절실히 필요하였던 것이다.

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.

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.

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.

KR

10-2011-0069820

A

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.

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.

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.

상기 여과기는 반응기의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부, 필터부에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부 및 드레인부의 진공을 유지하는 진공펌프로 구성될 수 있다.

상기 제어기는 반응기의 온도조절부를 제어함으로써 반응기의 내부온도를 0~10℃로 유지할 수 있다.

상기 반응기에는 초음파진동부가 마련되고, 제어기는 반응기에 분산된 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부를 가동하고, 제2저장기의 에탄올과 제3저장기의 금속산화물 전구체가 주입되기 전에 초음파진동부의 가동을 정지시킬 수 있다.

상기 제3저장기는 유량센서를 통해 반응기와 연결되고, 상기 제어기는 유량센서의 계측을 통해 밸브를 제어함으로써 금속산화물 전구체가 일정한 속도의 정량으로 반응기에 주입되도록 할 수 있다.

상기 나노카본은 CNT일 수 있다.

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.

상기 제어기는 공급기, 저장기 및 반응기의 온도조절부를 제어함으로써 공급기, 저장기 및 반응기의 내부온도를 50~90℃로 유지할 수 있다.

상기 필터부는 저장챔버와 저장챔퍼 하단에 설치되며 코팅된 나노카본을 걸러내는 착탈식 메쉬부로 구성될 수 있다.

상기 공급기에는 초음파진동부가 마련되고, 제어기는 공급기에 분산된 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부를 가동할 수 있다.

상기 반응기에는 교반을 위한 회전축과 임펠러가 마련되고, 제어기는 반응기에 도금액이 주입된 경우 회전축을 가동할 수 있다.

상기 반응기에는 초음파진동부가 마련되고, 제어기는 반응기에 혼합물이 주입되는 시점부터 초음파진동부의 가동을 시작할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 나노카본 하이브리드 코팅시스템에 따르면, 나노카본의 코팅을 대량생산할 수 있어 양산화가 가능한 장점이 있다.

또한, 각 공정을 제어기로 제어함으로써 안정적인 환경에서 균질한 나노카본 코팅재를 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 코팅된 나노카본을 활용함으로써 경량화 고강도의 금속 복합재를 양산하는데 큰 도움이 된다.

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.

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.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템에 대하여 살펴본다.

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.

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.

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.

여기서, 제어기(1000A)는 후술할 금속도금파트(B)의 제어기(1000B)와 통일적으로 구성하여 전체 공정을 총괄하는 하나의 제어기로도 구성이 가능할 것이다.

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.

그리고, 그 나노카본을 코팅함에 있어 코팅과정이 다소 복잡하고 반응속도의 조절이 필수적이며 온도 유지조건이 수반되는바, 대량생산화를 함으로써 안정적인 품질의 코팅물을 빠르게 수득함에 목적이 있는 것이다.

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.

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.

구체적으로, 도 2는 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면으로써, 먼저 에탄올과 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100A)가 마련된다.

그리고 도 3은 도 1에 도시된 산화물코팅파트의 분산기를 나타낸 도면으로써, 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200A)가 마련된다.

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.

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.

한편, 혼합물의 혼합이 종료된 후에는 제어기(1000A)는 밸브(aA)와 펌프(210A)를 구동하여 혼합물을 분산기(200A)로 이송한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이와 같은 에탄올과 금속산화물 전구체의 정량 투입 및 일정시간의 교반을 통해 겔 상태로의 변화가 일어나며 그에 따라 생성된 금속산화물들이 나노카본의 표면에 코팅되는 것이다.

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.

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.

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.

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.

여과기(600A)는 코팅액과 코팅된 나노카본의 혼합결과물에서 코팅된 나노카본을 분리하여 필터링하기 위한 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

그리고, 코팅된 나노카본을 필터링하고 이를 열풍건조하는 시스템 역시 일괄적으로 구성함으로써 나노카본 원재료의 투입부터 코팅된 완성품까지 한 번의 공정만으로 자동화 생산이 가능한 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 나노카본 하이브리드 코팅시스템의 금속도금파트(B)에 대하여 살펴본다.

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.

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.

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.

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.

그리고, 그 나노카본을 도금함에 있어 도금과정이 다소 복잡하고 온도 유지조건이 수반되는바, 대량생산화를 함으로써 안정적인 품질의 코팅물을 빠르게 수득함에 목적이 있는 것이다.

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.

구체적으로, 도 8은 도 7에 도시된 금속도금파트의 슬러리탱크를 나타낸 도면으로써, 먼저 용매와 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100B)가 마련된다.

그리고 도 9는 도 7에 도시된 금속도금파트의 분산기를 나타낸 도면으로써, 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200B)가 마련된다.

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.

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.

한편, 혼합물의 혼합이 종료된 후에는 제어기(1000B)는 밸브(aB)와 펌프(210B)를 구동하여 혼합물을 분산기(200B)로 이송한다.

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.

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.

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.

공급기(300B)에는 온도조절부(320B)가 구비됨으로써 나노카본의 도금에 적절한 온도로 미리 예열되도록 한다. 이를 통하여 연속적인 나노카본 혼합물의 주입과 코팅이 가능한 것이다.

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.

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.

그리고 그 도금액 역시 온도조절부(520B)를 통하여 도금에 적정한 온도로 미리 예열됨으로써 빠른 대량생산이 가능하도록 하는 것이다.

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.

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.

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.

또한, 이러한 반응기(400B) 역시 온도가 일정하게 유지되도록 함으로써 균질한 코팅을 더욱 도와주는 것이다.

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.

왜냐하면, CNF의 경우 CNT에 비해 직경이 크기 때문에 산화물 등의 큰 분자보다는 금속 자체로 코팅을 수행함이 더욱 균질한 코팅물을 얻을 수 있기 때문이다.

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.

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.

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.

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.

여과기(600B)는 도금액과 코팅된 나노카본의 혼합결과물에서 코팅된 나노카본을 분리하여 필터링하기 위한 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

그리고, 코팅된 나노카본을 필터링하고 이를 열풍건조하는 시스템 역시 일괄적으로 구성함으로써 나노카본 원재료의 투입부터 도금된 완성품까지 한 번의 공정만으로 자동화 생산이 가능한 것이다.

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.

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 : 제어기

Claims

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.
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.
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.
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.
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.
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.
청구항 1에 있어서,
상기 나노카본은 CNT인 것을 특징으로 하는 나노카본 하이브리드 코팅시스템.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.