KR20140115132A - System for coating nano-carbon with metal - Google Patents

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KR20140115132A
KR20140115132A KR1020130029848A KR20130029848A KR20140115132A KR 20140115132 A KR20140115132 A KR 20140115132A KR 1020130029848 A KR1020130029848 A KR 1020130029848A KR 20130029848 A KR20130029848 A KR 20130029848A KR 20140115132 A KR20140115132 A KR 20140115132A
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정승일
김주형
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Abstract

Introduced in the present invention is a manufacturing system for nanocarbon with metal coating, which comprises a slurry tank where a mixture is generated by mixing a solvent and nanocarbon; a disperser in which nanocarbon is injected and stirred to be dispersed; a supply where the dispersed mixture is injected and stored, and which maintains the mixture at a fixed temperature by including a temperature regulating unit; a storage which stores a plating solution for electroless plating, and maintains the plating solution at a fixed temperature by including a temperature regulating unit; a reactor which injects the mixture and the plating solution from the supply and the storage, and coats nanocarbon with the plating solution by maintaining a fixed temperature with a temperature regulating unit placed therein and stirring; a filter composed of a filter unit which filters the coated nanocarbon from the product of the reactor, a drain unit which is connected to the filter unit in order to drain wastewater, and a vacuum pump which maintains the vacuum state of the drain unit; and a controller which controls such that the mixture can be injected in a state where the plating solution is firstly injected into the reactor and then stirred.

Description

금속코팅 나노카본 제조시스템 {SYSTEM FOR COATING NANO-CARBON WITH METAL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a metal-coated nano-

본 발명은 나노카본을 금속으로 코팅함에 있어 자동화를 통해 대량 생산이 가능하도록 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal-coated nano-carbon manufacturing system for mass-production of nano-carbon by automation in coating metal.

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 산화하여 소실되고 금속 모재와의 젖음성이 낮은 문제점이 있었고, 이로 인하여 고온의 알루미늄 용탕에 직접 주입하여 훼손되지 않은 원 상태로 복합재를 이룰 수 없는 문제가 있었던 것이다.However, the disadvantage of the nano-carbon is that it is oxidized at a high temperature of 600 ° C or higher in the air and is low in wettability with the metal base material. As a result, it is directly injected into the hot molten aluminum to form a composite material in an untouched state There was no problem.

따라서, 이러한 나노카본을 고온의 복합재 제조 환경에서도 손상없이 유지하기 위해서 개발된 방안이 나노카본을 녹는점이 높고 젖음성이 우수하며 안정적인 금속재로 코팅 내지 도금하는 방안인 것이다.Accordingly, a method developed to maintain such nano-carbons in a high-temperature composite manufacturing environment without damage is a method of coating or plating with a stable metallic material having a high melting point of nano-carbon 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 코팅 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 for imparting stability by coating with a coating solution on a substrate and a mass production technology capable of mass production thereof rapidly have not been proposed yet.

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 자동화처리함으로써 빠른 대량생산이 가능하게 되고 제품의 품질을 균일하게 함으로써 나노카본 복합재의 형성시 원하는 스펙의 물성치가 균일하게 확보될 수 있도록 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템을 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, And to provide a metal-coated nano-carbon manufacturing system.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속코팅 나노카본 제조시스템은, 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; 상기 반응기의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부, 필터부에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부 및 드레인부의 진공을 유지하는 진공펌프로 구성된 여과기; 및 상기 반응기에 도금액이 먼저 주입되고 교반이 이루어지는 상태에서 혼합물이 주입되도록 제어하는 제어기;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a metal-coated nano-carbon manufacturing system comprising: a slurry tank in which a solvent and nano-carbon are mixed to produce 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 unit connected to the filter unit, the drain unit draining the wastewater, and the vacuum pump maintaining the vacuum of the drain unit; And a controller for controlling the mixture to be injected in a state in which the plating liquid is first injected into the reactor and stirring is performed.

상기 슬러리탱크와 분산기 사이에는 이송펌프 및 밸브가 구비되며, 제어기는 슬러리탱크의 혼합물 혼합 후 이송펌프를 구동하고 밸브를 개방하여 혼합물을 분산기로 이송할 수 있다.A transfer pump and a valve are provided between the slurry tank and the disperser, and the controller can drive the transfer pump after mixing the slurry tank mixture and open the valve to transfer the mixture to the disperser.

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 나노카본은 CNF일 수 있다.The nano-carbon may be CNF.

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.

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 제어기는 여과기에 반응기의 결과물이 주입되는 시점부터 진공펌프를 가동할 수 있다.The controller can operate the vacuum pump from the moment the result of the reactor is injected into the filter.

상기 여과기의 필터부에 연결된 증류수주입기;를 더 포함하고, 상기 제어기는 코팅된 나노카본의 여과가 종료된 후 증류수주입기로부터 필터부로 증류수를 주입하여 재여과할 수 있다.
And a distilled water injector connected to a filter unit of the filter, wherein the controller injects distilled water into the filter unit from the distilled water injector after the filtration of the coated nanocarbon is completed.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 금속코팅 나노카본 제조시스템에 따르면, 나노카본의 코팅을 대량생산할 수 있어 양산화가 가능한 장점이 있다.According to the metal-coated nano-carbon manufacturing system having the above-described structure, the nano-carbon coating can be mass-produced and mass production is possible.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속코팅 나노카본 제조시스템의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 슬러리탱크를 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 분산기를 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 반응기를 나타낸 도면.
도 5는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 여과기를 나타낸 도면.
도 6은 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 건조기를 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a metal coated nano carbon manufacturing system according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view showing a slurry tank of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in FIG. 1;
3 is a view showing a disperser of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in Fig. 1; Fig.
4 is a view of the reactor of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in Fig.
5 is a view showing a filter of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in FIG. 1;
6 is a view of the dryer of the metal coated nano carbon manufacturing system shown in FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속코팅 나노카본 제조시스템에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a metal-coated nano-carbon manufacturing 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 금속코팅 나노카본 제조시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 슬러리탱크를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 분산기를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 반응기를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 여과기를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 건조기를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a metal-coated nano-carbon manufacturing system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a slurry tank of the metal-coated nano carbon manufacturing system shown in FIG. 1, FIG. 4 is a view showing a reactor of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a view showing a metal-coated nano-carbon manufacturing system Fig. 6 is a view showing a dryer of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in Fig. 1. Fig.

우선, 도 1은 전체 시스템의 구성도로써, 본 발명의 금속코팅 나노카본 제조시스템은, 용매와 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100); 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200); 분산된 혼합물이 주입되어 저장되고 온도조절부(320)가 구비되어 혼합물을 일정온도로 유지하는 공급기(300); 무전해도금을 위한 도금액을 저장하고 온도조절부(520)가 구비되어 도금액을 일정온도로 유지하는 저장기(500); 상기 공급기(300)와 저장기(500)로부터 혼합물과 도금액이 주입되고 온도조절부(420)가 구비되어 일정온도로 유지되는 상태에서 교반함으로써 나노카본을 도금액으로 코팅하는 반응기(400); 상기 반응기(400)의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부(700), 필터부(700)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800) 및 드레인부(800)의 진공을 유지하는 진공펌프(900)로 구성된 여과기(600); 및 상기 반응기(400)에 도금액이 먼저 주입되고 교반이 이루어지는 상태에서 혼합물이 주입되도록 제어하는 제어기(1000);를 포함한다.
First, FIG. 1 is a structural view of an overall system. The metal-coated nano-carbon manufacturing system of the present invention comprises a slurry tank 100 in which a solvent and nano-carbon are mixed to produce a mixture; A disperser (200) for injecting and stirring the mixture to disperse the nanocarbon; A feeder 300 for injecting and storing a dispersed mixture and a temperature controller 320 to maintain the mixture at a predetermined temperature; A reservoir 500 for storing a plating solution for electroless plating and a temperature controller 520 to maintain the plating solution at a predetermined temperature; A reactor 400 for coating the nano-carbon with a plating solution by stirring the mixture and the plating solution from the feeder 300 and the reservoir 500 and stirring the mixture with the temperature controller 420 maintained at a constant temperature; A filter unit 700 connected to the filter unit 700 to drain the drainage unit 800 and the drain unit 800 to drain the wastewater, A filter 600 made up of a vacuum pump 900 to be operated; And a controller (1000) for controlling the mixture to be injected into the reactor (400) in a state where the plating liquid is first injected and stirring is performed.

구체적으로, 본 발명의 금속코팅 나노카본 제조시스템은 나노카본의 표면을 금속으로 코팅 내지 도금함으로써 나노카본이 고온의 복합재 용탕내에서도 훼손되지 않고 안정적으로 유지될 수 있도록 함에 목적이 있다.Specifically, the metal-coated nano-carbon manufacturing system of the present invention is intended to coat or plate the surface of the nano-carbon with a metal 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 온도 유지조건이 수반되는바, 대량생산화를 함으로써 안정적인 품질의 코팅물을 빠르게 수득함에 목적이 있는 것이다.In coating the nano-carbon, the coating process is somewhat complicated and the temperature is maintained. Therefore, the object of the present invention is to rapidly obtain a stable quality coating by mass-production.

이를 위해, 먼저 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 코팅된 나노카본만을 얻도록 하는 것이다. 특히, 이러한 과정을 안정적으로 그리고 연속적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다.
To this end, the 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 coated nano-carbon. In particular, this process can be carried out stably and continuously.

구체적으로, 도 2는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 슬러리탱크를 나타낸 도면으로써, 먼저 용매와 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100)가 마련된다. Specifically, FIG. 2 is a view showing a slurry tank of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in FIG. 1, wherein a slurry tank 100 in which a solvent and nano-carbon are mixed first to produce a mixture is provided.

그리고 도 3은 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 분산기를 나타낸 도면으로써, 혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200)가 마련된다.FIG. 3 is a view illustrating a dispersing device of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in FIG. 1, in which a dispersing device 200 for dispersing nano-carbon is injected and stirred.

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

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(1000)는 밸브(a)와 펌프(210)를 구동하여 혼합물을 분산기(200)로 이송한다.On the other hand, after the mixing of the mixture is finished, the controller 1000 drives the valve a and the pump 210 to transfer the mixture to the disperser 200.

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

분산기(200)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.
The dispersing device 200 can be made to disperse the nanocarbon well without damaging by applying a constant energy to the mixture injected through the rotating shaft having the balls for milling and the plurality of panels. 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(300)로 이송된다. 도 4는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 반응기 및 주변 구성을 나타낸 도면으로서, 먼저 분산된 혼합물이 주입되어 저장되고 온도조절부(320)가 구비되어 혼합물을 일정온도로 유지하는 공급기(300)가 마련된다.On the other hand, the dispersed mixture is conveyed to the feeder 300. FIG. 4 is a view showing a reactor and a peripheral structure of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in FIG. 1, wherein a dispersed mixture is first injected and stored, and a temperature controller 320 is provided, (300).

공급기(300)에는 온도조절부(320)가 구비됨으로써 나노카본의 도금에 적절한 온도로 미리 예열되도록 한다. 이를 통하여 연속적인 나노카본 혼합물의 주입과 코팅이 가능한 것이다.The supply unit 300 is provided with a temperature control unit 320 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(300)에는 초음파진동부(360)가 마련되고, 제어기(1000)는 공급기(300)에 분산된 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부(360)를 가동하도록 함으로써 분산을 유지하며 동시에 반응에 적절한 온도로 빠르게 유지되도록 한다.
The ultrasonic vibration unit 360 is provided in the feeder 300 and the ultrasonic vibration unit 360 is operated when the mixture dispersed in the feeder 300 is maintained. Allow the reaction to be maintained at a suitable temperature quickly.

그리고 무전해도금을 위한 도금액을 저장하고 온도조절부(520)가 구비되어 도금액을 일정온도로 유지하는 저장기(500)가 마련된다. 저장기(500)에는 나노카본의 무전해코팅을 위한 도금액이 저장되는데, 그 도금액은 Ni-P계열, Ni-B계열, Cu 도금액 등의 다양한 도금액이 사용될 수 있다.A reservoir 500 for storing a plating solution for electroless plating and a temperature controller 520 to maintain the plating solution at a predetermined temperature is provided. A plating solution for electroless coating of nano-carbon is stored in the reservoir 500. The plating solution may be a Ni-P series, Ni-B series, Cu plating solution or the like.

그리고 그 도금액 역시 온도조절부(520)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 520 to enable rapid mass production.

또한, 상기 공급기(300)와 저장기(500)로부터 혼합물과 도금액이 주입되고 온도조절부(420)가 구비되어 일정온도로 유지되는 상태에서 교반함으로써 나노카본을 도금액으로 코팅하는 반응기(400)가 구비된다.The reactor 400 for coating the nano-carbon with the plating liquid is stirred by stirring the mixture and the plating liquid from the feeder 300 and the reservoir 500 while maintaining the temperature control unit 420 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(1000)는 상기 반응기(400)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 1000 controls the mixture to be injected into the reactor 400 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(400) 역시 온도가 일정하게 유지되도록 함으로써 균질한 코팅을 더욱 도와주는 것이다.
In addition, this reactor 400 also helps to maintain homogeneous coating by keeping the temperature constant.

한편, 상기 제어기(1000)는 공급기(300), 저장기(500) 및 반응기(400)의 온도조절부(320,520,420)를 제어함으로써 공급기(300), 저장기(500) 및 반응기(400)의 내부온도를 50~90℃로 유지하도록 함으로써 무전해도금에 최적의 환경을 조성하고, 상기 나노카본은 CNF로 할 경우 더욱 효과적이다.The controller 1000 controls the temperature of the feeder 300, the reservoir 500 and the reactor 400 by controlling the temperature controllers 320, 520 and 420 of the feeder 300, the reservoir 500 and the reactor 400, By maintaining the temperature at 50 to 90 DEG C, an optimum environment for electroless plating is created, 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(400)에는 교반을 위한 회전축과 임펠러(440)가 마련되고, 제어기(1000)는 반응기(400)에 도금액이 주입된 경우 회전축을 가동하도록 함으로써 분산된 나노카본의 주입 전에 미리 교반을 수행하여 나노카본의 균질한 코팅을 도모한다.The controller 400 is provided with a rotating shaft for stirring and an impeller 440. The controller 1000 controls the rotating shaft to move when the plating liquid is injected into the reactor 400, To achieve a homogeneous coating of the nanocarbon.

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

한편, 제어기(1000)는 각각의 구성 사이에서 물질을 이송하는데 필요한 각종 펌프류와 밸브들(a,b,c,d,e)을 자동제어하도록 함으로써 자동화와 대량 생산화가 가능하도록 한다.
On the other hand, the controller 1000 automatically controls the various pumps and valves (a, b, c, d, e) required to transfer the material between the respective configurations, thereby enabling automation and mass production.

도 5는 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 여과기를 나타낸 도면으로서, 상기 반응기(400)의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부(700), 필터부(700)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800) 및 드레인부(800)의 진공을 유지하는 진공펌프(900)로 구성된 여과기(600)를 포함한다.FIG. 5 is a view showing a filter of the metal-coated nano-carbon manufacturing system shown in FIG. 1, in which a filter unit 700 for filtering the coated nanocarbon by transferring the resultant product of the reactor 400, And a filter 600 composed of a drain part 800 connected to drain the wastewater and a vacuum pump 900 maintaining the vacuum of the drain part 800.

여과기(600)는 도금액과 코팅된 나노카본의 혼합결과물에서 코팅된 나노카본을 분리하여 필터링하기 위한 것이다.The filter 600 separates and filters the coated nanocarbon from the mixed solution of the plating liquid and the coated nanocarbon.

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

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

그 과정에서 나노카본은 메쉬부(740)에 의해 걸러짐으로써 최종적으로는 도금된 나노카본만이 수득될 수 있도록 하는 것이다. 메쉬부(740)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 740 so that finally only the plated nanocarbon can be obtained. The mesh portion 740 is made of a mesh 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(1000)는 여과기(600)에 반응기(400)의 결과물이 주입되는 시점부터 진공펌프(900)를 가동하도록 함으로써 진공 압력에 의해 도금액을 드레인부(800)로 빨아들이도록 한다.The controller 1000 allows the vacuum pump 900 to operate from the time when the result of the reactor 400 is injected into the filter 600 so that the plating solution is sucked into the drain portion 800 by the vacuum pressure.

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

한편, 도 6은 도 1에 도시된 금속코팅 나노카본 제조시스템의 건조기(T)를 나타낸 도면으로서, 건조챔버에 나노카본(C)이 쌓인 메쉬부(740)를 그대로 이송하고, 열풍기(H)를 이용하여 건조시킴으로써 최종적인 도금된 순수 나노카본(C)을 얻을 수 있게 된다.
6 shows a dryer T of the metal coated nanocarbon manufacturing system shown in FIG. 1, in which the mesh portion 740 in which the nano-carbon C is stacked is directly fed into the drying chamber, To obtain the final plated pure nano-carbon (C).

이러한 본 발명의 금속코팅 나노카본 제조시스템에 따르면, 나노카본의 코팅을 대량생산할 수 있어 양산화가 가능한 장점이 있다.According to the metal-coated nano-carbon manufacturing system of the present invention, the nano-carbon coating can be mass-produced and mass-produced.

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, 도금에 있어 무전해도금을 이용함으로써 금속을 나노카본의 표면에 코팅하여 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, metal can be coated on the surface of nano-carbon to be stably injected into the molten metal as a component of the composite, and furthermore, the temperature condition necessary for plating can be maintained at all times, .

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.

100 : 슬러리탱크 200 : 분산기
300 : 공급기 400 : 반응기
500 : 저장기 600 : 여과기
700 : 필터부 800 : 드레인부
900 : 진공펌프 1000 : 제어기100: Slurry tank 200: Dispersing machine
300: feeder 400: reactor
500: reservoir 600: filter
700: filter part 800: drain part
900: Vacuum pump 1000: Controller

Claims (10)

용매와 나노카본이 혼합되어 혼합물이 생성되는 슬러리탱크(100);
혼합물이 주입되고 교반되어 나노카본이 분산되도록 하는 분산기(200);
분산된 혼합물이 주입되어 저장되고 온도조절부(320)가 구비되어 혼합물을 일정온도로 유지하는 공급기(300);
무전해도금을 위한 도금액을 저장하고 온도조절부(520)가 구비되어 도금액을 일정온도로 유지하는 저장기(500);
상기 공급기(300)와 저장기(500)로부터 혼합물과 도금액이 주입되고 온도조절부(420)가 구비되어 일정온도로 유지되는 상태에서 교반함으로써 나노카본을 도금액으로 코팅하는 반응기(400);
상기 반응기(400)의 결과물이 이송되어 코팅된 나노카본을 걸러내는 필터부(700), 필터부(700)에 연결되어 폐수가 드레인되는 드레인부(800) 및 드레인부(800)의 진공을 유지하는 진공펌프(900)로 구성된 여과기(600); 및
상기 반응기(400)에 도금액이 먼저 주입되고 교반이 이루어지는 상태에서 혼합물이 주입되도록 제어하는 제어기(1000);를 포함하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.A slurry tank 100 in which a solvent and nano-carbon are mixed to produce a mixture;
A disperser (200) for injecting and stirring the mixture to disperse the nanocarbon;
A feeder 300 for injecting and storing a dispersed mixture and a temperature controller 320 to maintain the mixture at a predetermined temperature;
A reservoir 500 for storing a plating solution for electroless plating and a temperature controller 520 to maintain the plating solution at a predetermined temperature;
A reactor 400 for coating the nano-carbon with a plating solution by stirring the mixture and the plating solution from the feeder 300 and the reservoir 500 and stirring the mixture with the temperature controller 420 maintained at a constant temperature;
A filter unit 700 connected to the filter unit 700 to drain the drainage unit 800 and the drain unit 800 to drain the wastewater, A filter 600 made up of a vacuum pump 900 to be operated; And
And a controller (1000) for controlling the mixture to be injected in a state where the plating liquid is first injected into the reactor (400) and stirring is performed. 청구항 1에 있어서,
상기 슬러리탱크(100)와 분산기(200) 사이에는 이송펌프(210) 및 밸브(a)가 구비되며, 제어기(1000)는 슬러리탱크(100)의 혼합물 혼합 후 이송펌프(210)를 구동하고 밸브(a)를 개방하여 혼합물을 분산기(200)로 이송하는 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
A transfer pump 210 and a valve a are provided between the slurry tank 100 and the disperser 200. The controller 1000 drives the transfer pump 210 after mixing the mixture of the slurry tank 100, (a) is opened to transfer the mixture to the disperser (200). 청구항 1에 있어서,
상기 제어기(1000)는 공급기(300), 저장기(500) 및 반응기(400)의 온도조절부(320,520,420)를 제어함으로써 공급기(300), 저장기(500) 및 반응기(400)의 내부온도를 50~90℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
The controller 1000 controls the internal temperatures of the feeder 300, the reservoir 500 and the reactor 400 by controlling the temperature controllers 320, 520 and 420 of the feeder 300, the reservoir 500 and the reactor 400 50 to < RTI ID = 0.0 > 90 C. < / RTI > 청구항 1에 있어서,
상기 나노카본은 CNF인 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
Wherein the nano-carbon is CNF. 청구항 1에 있어서,
상기 공급기(300)에는 초음파진동부(360)가 마련되고, 제어기(1000)는 공급기(300)에 분산된 혼합물이 주입된 경우 초음파진동부(360)를 가동하는 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
The ultrasonic vibrator 360 is provided in the feeder 300 and the controller 1000 operates the ultrasonic vibrator 360 when the mixture dispersed in the feeder 300 is injected. Manufacturing system. 청구항 1에 있어서,
상기 반응기(400)에는 교반을 위한 회전축과 임펠러(440)가 마련되고, 제어기(1000)는 반응기(400)에 도금액이 주입된 경우 회전축을 가동하는 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
Wherein the reactor 400 is provided with a rotating shaft and an impeller 440 for stirring and the controller 1000 operates the rotating shaft when the plating liquid is injected into the reactor 400. [ 청구항 1에 있어서,
상기 반응기(400)에는 초음파진동부(460)가 마련되고, 제어기(1000)는 반응기(400)에 혼합물이 주입되는 시점부터 초음파진동부(460)의 가동을 시작하는 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
The reactor 400 is provided with an ultrasonic vibrator 460 and the controller 1000 starts operating the ultrasonic vibrator 460 from the time when the mixture is injected into the reactor 400. [ Carbon manufacturing system. 청구항 1에 있어서,
상기 필터부(700)는 저장챔버(720)와 저장챔퍼(720) 하단에 설치되며 코팅된 나노카본을 걸러내는 착탈식 메쉬부(740)로 구성된 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
Wherein the filter unit (700) comprises a storage chamber (720) and a removable mesh unit (740) installed at the lower end of the storage chamber (720) to filter coated nanocarbon. 청구항 1에 있어서,
상기 제어기(1000)는 여과기(600)에 반응기(400)의 결과물이 주입되는 시점부터 진공펌프(900)를 가동하는 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
Wherein the controller (1000) operates the vacuum pump (900) from the time when the result of the reactor (400) is injected into the filter (600). 청구항 1에 있어서,
상기 여과기(600)의 필터부(700)에 연결된 증류수주입기(720);를 더 포함하고, 상기 제어기(1000)는 코팅된 나노카본의 여과가 종료된 후 증류수주입기(720)로부터 필터부(700)로 증류수를 주입하여 재여과하는 것을 특징으로 하는 금속코팅 나노카본 제조시스템.The method according to claim 1,
And a distilled water injector 720 connected to the filter unit 700 of the filter 600. The controller 1000 controls the filter unit 700 from the distilled water injector 720 after filtration of the coated nano- ) Is injected with distilled water to re-filter the metal-coated nano-carbon.
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