KR101371287B1 - 비정질 나노복합체 및 전기영동법을 이용한 그의 제조방법 - Google Patents
비정질 나노복합체 및 전기영동법을 이용한 그의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101371287B1 KR101371287B1 KR1020110017536A KR20110017536A KR101371287B1 KR 101371287 B1 KR101371287 B1 KR 101371287B1 KR 1020110017536 A KR1020110017536 A KR 1020110017536A KR 20110017536 A KR20110017536 A KR 20110017536A KR 101371287 B1 KR101371287 B1 KR 101371287B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- amorphous
- glass
- nanocomposite
- fiber
- amorphous nanocomposite
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/77—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with silicon or compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/144—Alcohols; Metal alcoholates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
- D06M13/345—Nitriles
- D06M13/348—Nitriles unsaturated, e.g. acrylonitrile
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M14/00—Graft polymerisation of monomers containing carbon-to-carbon unsaturated bonds on to fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials
- D06M14/36—Graft polymerisation of monomers containing carbon-to-carbon unsaturated bonds on to fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials on to carbon fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/327—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated alcohols or esters thereof
- D06M15/333—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated alcohols or esters thereof of vinyl acetate; Polyvinylalcohol
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2101/00—Inorganic fibres
- D10B2101/02—Inorganic fibres based on oxides or oxide ceramics, e.g. silicates
- D10B2101/06—Glass
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2101/00—Inorganic fibres
- D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
- D10B2101/12—Carbon; Pitch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/06—Load-responsive characteristics
- D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2505/00—Industrial
- D10B2505/12—Vehicles
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2505/00—Industrial
- D10B2505/20—Industrial for civil engineering, e.g. geotextiles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
본원은, 직조된 비정질 섬유 및 상기 직조된 비정질 섬유에 침투된 유리 나노분말을 포함하는 비정질 나노복합체, 및 전기영동법을 이용한 상기 비정질 나노복합체의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 비정질 나노복합체를 이용하여 경량, 고강도 및/또는 고투광성을 가지는 유리 소재를 제조할 수 있다.
Description
본원은, 직조된 비정질 섬유 및 상기 직조된 비정질 섬유에 침투된 유리 나노분말을 포함하는 비정질 나노복합체, 및 전기영동법을 이용한 상기 비정질 나노복합체의 제조방법에 관한 것이다.
고도의 산업화와 과학의 발달로 인해 자동차 산업도 다양한 분야로 세분화하여, 보다 편리하고 친환경적인 산업으로 발전하고 있다. 운송수단으로만 사용되어 온 자동차가 이제는 단순한 교통수단에서 안락함이나 인간의 감성을 중시하는 복합적인 기능을 갖춘 생활필수품이 되었다. 그러나 연비 및 대기오염의 문제로 자동차의 경량화와 고기능화가 추구되고 있으며, 그 결과 기존의 재료를 대체할 수 있는 재료들의 개발이 활발히 연구되고 있고, 일부 경량 소재로의 적용이 이루어지고 있다. 수송기관의 에너지 효율향상 및 CO2 발생을 감소시키기 위해서는 수송기관 자체의 무게를 절감할 필요가 있다. 통상, 차체의 무게를 1kg 감소시킬 경우 자동차 연비가 0.01km/l 향상된다고 보고 있다. 자동차 차체의 10% 경량화 시 연료 6~8% 절감 효과가 가능하여 고유가가 지속되는 세계 경제 여건을 이겨낼 수 있는 기틀이 될 것이다.
현재 일반 자동차 차체의 무게는 65% 정도가 철, 고무와 플라스틱 혼합물이 15∼18%, 경합금이 4∼8%등으로 이루어져있다. 하지만 이 부품들은 자동차 자체의 안전성 보장을 위해서 함량 및 재질 변화가 어려운 상황이다. 그 중에 지금까지 수송기관에 사용되는 윈도우 소재를 기존의 투광성과 강도를 유지하면서도 무게를 감소시킨 소재의 개발이 가능하다면 수송기관의 에너지 효율향상에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
한편, 전기영동증착이라고 불리는 현상은 1807년에 Reuss에 의하여 발견되었고, 그 후 금속, 세라믹스, 유리 등 여러가지 입자에 대하여 연구가 진행되어 왔다. 전기영동증착법이란, 전해질 용액속에 콜로이드 상태로 분산된 입자에 전장을 주면 분산질의 해리, 이온의 흡착 등에 의해 전하를 가지게 되기 때문에 반대전하를 띤 전극을 향하여 운동하게 되는 원리를 이용한 증착방법이다. 전기영동증착법은 빠른 도포 속도에 의해서 막 형성시 중력에 거의 영향을 받지 않으므로 수직, 수평이나 기울진 위치 등 어떤 상태로 기판이 존재하여도 균일한 두께와 밀도를 가진 부드러운 표면의 증착막을 얻을 수 있고, 인가 전압과 해리된 염의 농도를 조절함으로써 증착되는 원료의 양의 조절이 편하기 때문에 증착막 두께의 조절이 용이하며, 원료물질의 종류나 다른 특성에 영향을 받지 않고 콜로이드 상태로 분산 될 수 있을 정도의 작은 크기만 가지면 어떤 기판에든지 증착할 수 있는 장점이 있다.
본원은, 경량, 고강도 및 고투광성 등과 같은 성질이 우수한 유리 제조에 이용될 수 있는 비정질 나노복합체 및 전기영동법을 이용한 상기 비정질 나노복합체의 제조방법을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본원의 일 측면은, 유리 나노분말, 분산제, 바인더 및 용매를 포함하는 유리 슬러리를 제조하고; 전기영동법을 이용하여 상기 유리 슬러리를 직조된 비정질 섬유에 침투시키는 것:을 포함하는, 비정질 나노복합체 제조 방법을 제공할 수 있다.
본원의 다른 측면은, 직조된 비정질 섬유 및 상기 직조된 비정질 섬유에 침투된 유리 나노분말을 포함하는, 비정질 나노복합체를 제공할 수 있다.
본원의 또 다른 측면은, 직조된 비정질 섬유 및 상기 직조된 비정질 섬유에 침투된 유리 나노분말을 포함하는 비정질 나노복합체를 이용하여 제조된 유리를 제공할 수 있다.
본원에 의하여, 경량, 고강도 및 고투광성 등과 같은 성질이 우수한 유리 제조에 이용될 수 있는 비정질 나노복합체 및 전기영동법을 이용한 상기 비정질 나노복합체의 제조방법을 제공할 수 있다. 상기 본원의 비정질 나노복합체는 기존의 자동차용 유리, 건축용 유리 등 다양한 용도의 유리를 대신할 수 있는 경량화 유리를 제조할 수 있어, 강화되는 연비 규정을 준수하기 위해 차량경량화에 집중할 수 있으며, 차체의 무게를 감소시켜 연료 절감 효과가 가능하여 자동차의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 비정질 나노복합체를 제조하는 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 있어서 원료유리 나노분말의 입도분포를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본원의 일 실시예들에 있어서 분산제 함량에 따른 전기영동층의 미세구조 변화의 SEM 이미지를 나타낸다.
도 4는 본원의 일 실시예들에 있어서 분산제 함량에 따른 비정질 섬유 내 유리 나노분말의 침투 미세구조 변화의 SEM 이미지를 나타낸다.
도 5는 본원의 일 실시예들에 있어서 바인더 함량에 따른 유리 나노분말 전기영동층의 미세구조 SEM 이미지를 나타낸다.
도 6은 본원의 일 실시예에 있어서 직조된 비정질 유리섬유 내 유리 나노분말의 침투 미세구조 변화의 SEM 이미지를 나타낸다.
도 2는 본원의 일 실시예에 있어서 원료유리 나노분말의 입도분포를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본원의 일 실시예들에 있어서 분산제 함량에 따른 전기영동층의 미세구조 변화의 SEM 이미지를 나타낸다.
도 4는 본원의 일 실시예들에 있어서 분산제 함량에 따른 비정질 섬유 내 유리 나노분말의 침투 미세구조 변화의 SEM 이미지를 나타낸다.
도 5는 본원의 일 실시예들에 있어서 바인더 함량에 따른 유리 나노분말 전기영동층의 미세구조 SEM 이미지를 나타낸다.
도 6은 본원의 일 실시예에 있어서 직조된 비정질 유리섬유 내 유리 나노분말의 침투 미세구조 변화의 SEM 이미지를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 비정질 나노복합체 제조 방법에 대한 순서도이다. 이하에서는, 도 1을 참조하여 본원의 일 실시예에 따른 비정질 나노복합체 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 유리 나노분말, 분산제, 바인더 및 용매를 혼합하여 유리 슬러리를 제조한다(S100). 일 구현예에 있어서, 상기 유리 나노분말은 PbO, BaO, ZnO, CaO, MgO, CoO, SiO2, TiO2, ZrO2, CeO2, Bi2O3, Sb2O3, B2O3, Al2O3, P2O5, As2O5 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 유리 나노분말의 크기는 분산성과 분사 안정성이 우수하도록 0.01 ㎛ 내지 100 ㎛의 크기인 것이 효과적일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 유리 나노분말의 함량은 상기 유리 슬러리의 총중량 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 분산제는 유리 나노분말의 분산성을 높이고 용매와의 친화력을 향상시키도록 고분자형 분산제, 올리고머 분산제 및 이들의 조합인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 분산제의 함량은 상기 유리 슬러리의 총중량 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량% 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 분산제를 통해 유리 슬러리가 안정적인 분산성을 갖게 된다.
일 구현예에 있어서, 상기 바인더는 아크릴계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 폴리 비닐 부티랄(PVB), 폴리 올레핀계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 바인더의 함량은 상기 유리 슬러리의 총중량 기준으로 0.01 중량% 내지 20 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 용매는 휘발을 방지하기 위하여 90℃ 이상의 높은 비점을 가지며, 분말의 젖음성이 우수한 글리콜 에테르류, 글리콜류, 락테이트류, 고비점 알코올류, H2O 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 용매의 함량은 상기 유리 슬러리의 총중량 기준으로 70 중량% 내지 99 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서, 상기 유리 슬러리를 직조된 비정질 섬유 내에 전기영동법을 이용하여 침투시킨다(S200).
일 구현예에 있어서, 상기 비정질 섬유는 자동차, 항공기, 선박, 우주선, 풍차날개 등과 같은 기능성 강화 복합체로 많이 활용되고 있는 유리섬유 또는 탄소섬유를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 유리섬유 또는 탄소섬유는 그 자체로도 뛰어난 인장특성 및 강도를 갖지만 이들이 고분자와 결합하면 그 성능이 더욱 우수하게 됨으로, 주로 강화 복합체의 재료로 많이 사용된다.
상기 유리섬유 또는 탄소섬유와 같은 비정질 물질은 비정질성을 갖고 있기 때문에, 결정성 물질과 비교하여 열이 전해지기 어려워 단열성이 양호해진다. 또한, 비정질 물질에서는 가공성이 양호해지며, 기계적 특성이 등방적이 되기 때문에, 특성 방향으로 균열이 발전되기 쉽다는 등의 문제점이 없어진다. 또한, 비교적 저온에서 유리 나노분말을 포함하는 비정질 나노복합체를 용이하게 형성할 수 있다.
전기영동법에서 유리입자들은 전해질에 의해 (+) 또는 (-)로 대전되기 때문에 유리의 종류에 따라서 인가되는 전압의 극성을 바꾸어 주어야 한다.
일 구현예에 있어서, 전기영동법에 의해 인가 전압을 변화시켜 가면서 기판 상에 유리 나노분말의 증착이 가능한지 확인하기 위해 실험을 진행한 결과 인가전압이 증가할수록 유리 나노분말의 증착 두께도 증가할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 인가전압을 일정하게 하고 영동시간을 변화시켜도 어느 시간 이상에서는 유리 나노분말의 증착 두께가 일정하게 포화되는데 이러한 이유는 어떤 두께로 유리 나노분말 증착이 형성된 이후에는 이 증착 유리 나노분말의 바깥쪽에 붙는 유리입자가 결합하려는 힘이 약해져 쉽게 부풀어 떨어지기 때문이라 사료된다. 따라서 전기영동법에 의한 유리막의 두께는 인가전압 의존성과 영동시간 의존성으로부터 예측될 수 있다.
마지막으로, 상기 유리 슬러리가 침투된 상기 비정질 섬유를 소성한다(S300). 증착된 유리 슬러리의 움직임을 피하기 위해 소성해야 한다. 일 구현예에 있어서, 상기 소성온도는 650℃ 내지 800℃에서 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 소성온도가 올라갈수록 막이 치밀해지고 기공이 없어지고, 유리 나노분말의 표면도 균일하게 된다. 따라서 적정한 온도에서는 일정한 두께의 양질의 유리 나노분말이 얻어짐을 볼 수 있다. 그리고, 증착 두께는 소성온도가 높아질수록 막이 치밀해지므로 줄어드는 경향을 나타내고 있다. 유리입자 표면에 녹아있는 전해질과 기공을 제거하고 냉각 중의 유리 크랙(glass crack)을 방지하여 유리 나노분말의 결함을 없애기 위해서는 적절한 예비소성(pre firing)과 어닐링 단계(annealing step)에 의한 잔류응력의 제거가 필요하다.
이하, 본 발명의 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하며, 본 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
[
실시예
]
전기영동증착 공정에서 사용되는 원료분말에 요구되는 특성은 분산 안정성, 균질성이다. 다만 일정크기 이상의 큰 입자의 경우 중력에 의한 영향으로 원료분말이 증착되지 않고 침전 될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 도 2에서와 같은 입도분포를 가지는 유리 나노분말을 이용하여 전기영동 증착(Electrophoretic Deposition; EPD)을 하였다.
증착에 이용될 유리 나노분말의 입도는 바이모달(bimodal) 형태로 1㎛ 이하의 입도 크기를 가진 유리 나노분말은 11% 정도로 슬러리 제조시 에는 충분히 침전시켜 높은 크기의 분말을 제거 후에 전기영동을 진행시켰다.
본 실시예에서는 전기영동을 이용한 증착을 위하여 하기 표1과 같은 조건으로 유리 슬러리를 제조 하였다.
유리 나노분말, 분산제 및 바인더는 계량 후에 비커 안의 용매에 투입한 후 초음파 배스(ultrasound bath)를 이용하여 5분간 분산시켰다. 이후, 마그네틱바(magnetic bar)를 이용하여 교반장치(stirrer) 방식으로 상온에서 2 시간 동안 추가 분산을 시킨 후 전기영동에 불리한 높은 크기의 분말을 제거하기 위해 60분 동안 침전시켰다. 침전된 높은 크기의 유리 나노분말을 제외한 유리 슬러리를 사용하여 전기영동을 진행하였다.
전기영동증착 공정을 이용하여 기판 상에 유리 나노분말의 증착이 가능한지 판단하기 위하여 실험을 진행하였다. 비전도성인 유리섬유에 유리 나노분말의 증착 공정을 진행하기 위하여 소다라임글라스(sodalime glass) 기판에 Pt 코팅 공정을 통하여 기판에 전기전도성을 부가 하였다. 전기영동 공정은 80 V, 60 분의 조건으로 진행하였고, 이 때의 전류는 0.02 A로 일정하게 유지되었다. 이러한 조건으로 증착된 유리 나노분말의 표면과 단면을 관찰하여 분말의 분산성, 증착 두께를 확인하는 과정을 통해 분산제의 영향을 확인하였다.
전기영동증착 공정을 이용하여 기판 상에 유리 나노분말의 증착이 가능함을 확인하였다. 분산제가 증착에 미치는 영향을 관찰한 결과 실시예9 샘플 표면은 유리프릿(frit)이 응집된 상태로 증착이 된 것을 확인했으나, 분산제를 5.0 wt%로 증가시킨 실시예11 샘플 표면은 분산제로 인해 응집이 방지되었다. 또한 분산제 5.0 wt%로 증가시킨 실시예 11의 두께를 관찰한 결과 기존 2.5 wt% 함량의 실시예9 샘플보다 두께가 약 40㎛ 가까이 증가하였다(도 3). 이로 인해 전기영동증착법을 이용하여 유리 나노분말을 섬유 내에 증착시키기 위한 조건을 확립할 수 있었다.
유리 나노분말의 섬유 내 침투 가능성을 확인하기 위한 실험에서 분산제 5.0 wt% 첨가한 실시예11의 경우 분산제를 첨가하지 않은 실시예2보다 양호한 침투 상태가 확인되었다(도 4).
실시예 11과 실시예 12 유리 슬러리 사용으로 전기영동법을 이용하여 유리 나노분말의 증착 가능성을 확인하였다. 바인더 양에 따른 증착 두께는 큰 차이가 없었으며 두 가지 샘플 모두 약 100㎛ 증착에 성공하였다. 이 결과 전기영동법을 이용한 유리 나노분말의 증착이 가능함을 확인 하였다(도 5).
유리 슬러리 테스트를 진행하여 증착 상태가 가장 양호한 실시예 11 유리 슬러리의 사용으로 비정질 섬유 내에 유리 나노분말의 침투 가능성을 확인하였다. 이 결과를 통하여 전기영동법을 이용하여 비정질 섬유내에 침투시킨 후에 적정한 소성을 통하여 유리섬유의 공극을 채움으로써 고강도 및 고투광성이 보장되는 나노복합체의 제조가 가능함을 확인할 수 있었다(도 6).
이상, 실시예를 들어 본원을 상세하게 설명하였으나, 본원은 상기 구현예 및 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본원의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다.
Claims (19)
- 유리 나노분말, 분산제, 바인더 및 용매를 포함하는 유리 슬러리를 제조하고;
전기영동법을 이용하여 상기 유리 슬러리를 직조된 비정질 섬유에 침투시키고;
상기 유리 슬러리가 침투된 상기 직조된 비정질 섬유를 소성하는 것
을 포함하는, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 유리 나노분말은 PbO, BaO, ZnO, CaO, MgO, CoO, SiO2, TiO2, ZrO2, CeO2, Bi2O3, Sb2O3, B2O3, Al2O3, P2O5, As2O5 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유리 나노분말의 함량은 상기 유리 슬러리의 총중량 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 분산제는 고분자형 분산제, 올리고머 분산제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 분산제의 함량은 상기 유리 슬러리의 총중량 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 바인더는 아크릴계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 폴리 비닐 부티랄(PVB), 폴리 올레핀계 수지, 부틸카르비톨(Butyl carbitol), 터피네올(terpineol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 바인더의 함량은 상기 유리 슬러리의 총중량 기준으로 0.01 중량% 내지 20 중량%인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 용매는 글리콜 에테르류, 글리콜류, 락테이트류, 고비점 알코올류, H2O 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 용매의 함량은 상기 유리 슬러리의 총중량 기준으로 70 중량% 내지 99 중량%인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 소성온도는 650℃ 내지 800℃인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 비정질 섬유는 유리섬유 또는 탄소섬유를 포함하는 것인, 비정질 나노복합체 제조 방법.
- 삭제
- 제 1 항, 및 제 3 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조되고, 직조된 비정질 섬유 및 상기 직조된 비정질 섬유에 침투된 유리 나노분말을 포함하는, 비정질 나노복합체.
- 제 14 항에 있어서,
상기 비정질 나노복합체는 경량, 고강도, 또는 고투광성을 가지는 것인, 비정질 나노복합체.
- 제 14 항에 있어서,
상기 비정질 섬유는 유리섬유 또는 탄소섬유를 포함하는 것인, 비정질 나노복합체.
- 제 14 항에 따른 비정질 나노복합체를 이용하여 제조된 유리.
- 제 17 항에 있어서,
상기 비정질 섬유는 유리섬유 또는 탄소섬유를 포함하는 것인, 유리.
- 제 17 항에 있어서,
상기 유리는 자동차용 또는 건축용인, 유리.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110017536A KR101371287B1 (ko) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | 비정질 나노복합체 및 전기영동법을 이용한 그의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110017536A KR101371287B1 (ko) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | 비정질 나노복합체 및 전기영동법을 이용한 그의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120097945A KR20120097945A (ko) | 2012-09-05 |
| KR101371287B1 true KR101371287B1 (ko) | 2014-03-07 |
Family
ID=47109081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110017536A KR101371287B1 (ko) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | 비정질 나노복합체 및 전기영동법을 이용한 그의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101371287B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101804944B1 (ko) * | 2015-10-29 | 2017-12-06 | 국방과학연구소 | 섬유 보강 복합재 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101374232B1 (ko) * | 2012-10-26 | 2014-03-14 | 인하대학교 산학협력단 | 투광성, 고인성 및 경량성을 갖는 복합체 |
| KR101799558B1 (ko) * | 2015-08-12 | 2017-11-20 | 인하대학교 산학협력단 | 파쇄된 불규칙 형상의 비정질 유리를 기반으로 한 3d 프린팅용 성형소재와 3d 프린팅용 성형방법 및 성형체 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100829694B1 (ko) * | 2006-04-24 | 2008-05-16 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 전기영동을 이용한 수평으로 배열된 탄소나노튜브 필드에미터의 제조방법 |
| KR20100046669A (ko) * | 2008-10-28 | 2010-05-07 | 한국기계연구원 | 다성분 동시 증착에 의한 다기능성 복합섬유의 제조방법 |
| KR20100123048A (ko) * | 2009-05-14 | 2010-11-24 | 한국원자력연구원 | 고밀도 탄화규소 섬유강화 탄화규소 복합체(ＳｉＣｆ/ＳｉＣ)의 제조방법 |
| KR20110107156A (ko) * | 2010-03-24 | 2011-09-30 | 한국원자력연구원 | 전기영동과 초음파 처리를 병행한 고밀도 탄화규소 섬유강화 탄화규소 복합체(ＳｉＣｆ/ＳｉＣ)의 제조방법 |
-
2011
- 2011-02-28 KR KR1020110017536A patent/KR101371287B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100829694B1 (ko) * | 2006-04-24 | 2008-05-16 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 전기영동을 이용한 수평으로 배열된 탄소나노튜브 필드에미터의 제조방법 |
| KR20100046669A (ko) * | 2008-10-28 | 2010-05-07 | 한국기계연구원 | 다성분 동시 증착에 의한 다기능성 복합섬유의 제조방법 |
| KR20100123048A (ko) * | 2009-05-14 | 2010-11-24 | 한국원자력연구원 | 고밀도 탄화규소 섬유강화 탄화규소 복합체(ＳｉＣｆ/ＳｉＣ)의 제조방법 |
| KR20110107156A (ko) * | 2010-03-24 | 2011-09-30 | 한국원자력연구원 | 전기영동과 초음파 처리를 병행한 고밀도 탄화규소 섬유강화 탄화규소 복합체(ＳｉＣｆ/ＳｉＣ)의 제조방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101804944B1 (ko) * | 2015-10-29 | 2017-12-06 | 국방과학연구소 | 섬유 보강 복합재 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120097945A (ko) | 2012-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220359950A1 (en) | Separator with a ceramic-comprising separator layer | |
| Besra et al. | A review on fundamentals and applications of electrophoretic deposition (EPD) | |
| KR101496980B1 (ko) | 서브밀리미터 개구부를 갖는 서브밀리미터 그리드 제조용 마스크 제조 방법 및 서브밀리리터 그리드 | |
| US20120282458A1 (en) | Water-repellent substrate and process for its production | |
| KR101371287B1 (ko) | 비정질 나노복합체 및 전기영동법을 이용한 그의 제조방법 | |
| CN104559348A (zh) | 石墨烯-陶瓷混杂涂层及其制备方法 | |
| Ahmad et al. | Enhancement of the compressive strength of highly porous Al2O3 foam through crack healing and improvement of the surface condition by dip-coating | |
| KR101521442B1 (ko) | 무기 입자가 함침된 탄소펠트 및 이의 제조방법 | |
| JP2011529248A (ja) | 電解質 | |
| US20110020692A1 (en) | Separator for metal halide battery | |
| WO2013045350A1 (de) | Wiederaufladbarer lithium-ionen-akkumulator und verwendung eines glasbasierten materials hierfür | |
| CN112280297A (zh) | 一种钛酸钡/聚醚酰亚胺介电复合材料及其制备方法 | |
| Chen et al. | Preparation of a thick sponge-like structured amorphous silica ceramic coating on 6061 aluminum alloy by plasma electrolytic oxidation in TEOS solution | |
| Boccaccini et al. | Processing ceramic-matrix composites using electrophoretic deposition | |
| Boccaccini et al. | Electrophoretic deposition infiltration of 2-D woven SiC fibre mats with mixed sols of mullite composition | |
| Kaya et al. | Electrophoretic deposition infiltration of 2-D metal fibre-reinforced cordierite matrix composites of tubular shape | |
| Tian et al. | Interface electrode and enhanced actuation performance of SiO2-GO/PFSA-based IPMC soft actuators | |
| CN114086175B (zh) | 一种提高激光熔化沉积铝合金成形件强韧性的方法 | |
| JP2012111988A (ja) | 金属多孔体及び製造方法 | |
| Cannio et al. | Electrophoretic deposition: An effective technique to obtain functionalized nanocoatings | |
| DE10361632A1 (de) | Substrate mit nanoporöser, kohlenstoffhaltiger Beschichtung, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung | |
| Trusty et al. | Alternative uses of waste glasses: issues on the fabrication of metal fibre reinforced glass matrix composites | |
| JP2015038365A (ja) | 断熱材及びその製造方法 | |
| Chen et al. | Plasma-aided template synthesis of inorganic nanotubes and nanorods | |
| DE10313847B4 (de) | Verfahren zur Herstellung keramischer Formkörper mit sprunghaftem Strukturgradienten und keramischer Formkörper mit sprunghaftem Strukturgradienten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161220 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171213 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181121 Year of fee payment: 6 |