KR20170057610A - 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 합금 성형체 - Google Patents

폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 합금 성형체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1) 탄소섬유나 아라미드 섬유 또는 셀룰로오스 나노 섬유에 그래핀이나 CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상을 선택한 기능성 나노 소재를 코팅시킨후, 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)를 구성한후, 2) 이중에서 선택한 섬유를 단섬유로 구성하거나, 시트 형태로 구성하여 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에 넣고, 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금을 가열하여 용융시켜 구성한 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕을 플린저로 압입하여 섬유가 내재되어 있는 금형틀에 주입시켜 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)를 보다 밀착 합침시키고, 냉각, 가압, 고화, 성형(다이케스팅 성형)시켜서 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내는 전자기기(핸드폰, 노트북, 태블릿PC, 컴퓨터)나 자동차, 항공기의 외장 및 부품, 방열판, 운동기구, 자전거와 같은 여러 분야의 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 섬유 강화 합금 성형체로 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체에 관한 것이다.

Description

폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체{omitted}
본 발명은 1) 탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유에 그래핀, CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상을 선택한 기능성 나노 소재를 코팅시킨후, 그위에 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)를 구성한후 2) 이중에서 선택한 섬유를 단섬유로 구성하거나, 시트 형태로 구성하여 원하는 제품의 디자인 형태로 구성한 금형틀에 넣고, 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금 중에서 선택한 합금을 가열하여 용융시켜 구성한 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕을 플린저로 압입시켜 금형틀에 주입시켜 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)를 합침시키고, 냉각, 가압, 고화, 성형(다이케스팅 성형)시켜서 마그네스 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내면서 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 섬유 강화 합금 성형체로 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체에 관한 것이다.
본 발명은 섬유 강화 플라스틱을 대체하고자 플라스틱 대신 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금으로 구성하여 금속성을 나타내는데 있어, 탄소섬유나 아라미드 섬유 또는 셀룰로오스 나노 섬유에 그래핀이나 CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상의 기능성 나노 소재를 코팅시킨후, 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 보다 기능적인 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)를 구성하여 이중에서 선택한 섬유와 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금 중에서 선택한 합금을 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에서 보다 밀착 합침시켜서 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내는 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체를 구성하는 것이 목적인바,
본 발명은
1) 그래핀, CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상을 선택한 기능성 나노 소재를 용매에 넣고 분산시켜 구성한 기능성 나노 용액에 탄소섬유나 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유를 넣고 교반시킨후, 원심분리시키고 건조시켜 섬유에 선택한 기능성 나노 소재를 코팅시켜 섬유에 선택한 기능성 나노 소재의 특성을 나타내는 섬유로 구성한 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유).
2) 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)를 도파민 용액에 넣고 교반시킨후, 원심분리시키고, 물로 세척후 건조시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)에 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) - 폴리도파민은 접착성이 있어 마그네슘 합금 용탕이나 알루미늄 합금 용탕이 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)에 보다 밀착 합침될 수 있도록 하고자 구성하였다.
3) 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 중에서 선택한 섬유를 단섬유나 시트 형태로 구성하여 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에 넣고, 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금 중에서 선택한 합금을 가열하여 용융시켜 구성한 합금 용탕(마그네슘 합금 용탕, 알루미늄 합금 용탕)을 플린저로 압입하여 금형틀에 주입시켜 합금 용탕(마그네슘 합금 용탕, 알루미늄 합금 용탕 중에서 선택한 합금 용탕)과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)를 금형틀에서 보다 밀착 합침시키고(접착성이 있는 폴리도파민에 의해 합금 용탕이 보다 밀착 합침된다.), 냉각, 가압, 고화, 성형(다이케스팅 성형)시켜서 합금(마그네슘 합금이나 알루미늄 합금)과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내는 전자기기(핸드폰, 노트북, 태블릿PC, 컴퓨터).나 자동차, 항공기의 외장 및 부품, 방열판, 운동기기, 자전거와 같은 여러 분야의 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 섬유 강화 합금 성형체로 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체에 관한 것이다.
o 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유에 있어서 탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유, 폴리도파민, 기능성 나노 소재의 특성은 다음과 같다.
① 탄소섬유 : 가볍고, 전기전도성, 강도성, 내열성이 우수하다. 방탄섬유, 방염섬유
② 아라미드 섬유 : 강도성 및 내열성이 우수하다. 방탄섬유, 방염섬유.
③ 셀룰로오스 나노 섬유 : 가볍고, 마그네슘 합금 용탕이나 알루미늄 합금 용탕과 합침시 탄화되어 탄소섬유와 유사한 섬유로 구성
④ 폴리도파민 : 접착성이 있어 마그네슘 합금 용탕이나 알루미늄 합금 용탕과 합침시 폴리도파민이 코팅된 섬유는 보다 밀착 합침된다.
⑤ 그래핀이나 CNT : 전기전도성, 열전도성, 강도성이 우수하고, 가벼우며, 전자파 차폐의 기능.(열전도성이 우수하여 자동차나 항공기 외장에 눈이 쌓이거나 얼음이 어는 것을 방지한다.)
⑥ 은나노, 은나노 와이어 : 빛을 산란시키고, 낙뢰 방지, 전자파 차폐, 은나노 와이어는 안테나 기능을 한다.
⑦ 이산화티타늄 : 정전기 방지, 자외선 차단.
⑧ 포스포린 : 천연반도체, ON/OFF 기능, 내열성이 우수하다.
본 발명은 섬유 강화 플라스틱을 대체하고자 플라스틱 대신 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금으로 구성하여 금속성을 나타내는 섬유 강화 합금을 구성하는데 있어, 탄소섬유나 아라미드 섬유 또는 셀룰로오스 나노 섬유에 그래핀, CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상을 선택한 기능성 나노 소재를 코팅시켜 기능성 나노 소재의 특성을 나타내는 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유를 구성한후, 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)를 구성한후, 이중에서 선택한 섬유와 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금을 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에서 보다 밀착 합금시켜 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내는 전자기기(핸드폰, 노트북, 태블릿PC, 컴퓨터), 자동차, 항공기의 외장 및 부품, 자동차 바퀴휠, 자전거, 운동기구, 방열판, 베어링과 같은 여러 분야의 원하는 제품의 디자인 형태의 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체로 구성하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.
따라서 본 발명은.
<폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체 제조 방법>
1단계 : 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 구성.
① 그래핀이나 CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상을 선택한 기능성 나노 소재를 NMP, DMF, 알콜, 물 중에서 선택한 용매에 넣고 초음파로 분산시켜 구성한 기능성 나노 용액에 탄소섬유나 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유를 넣고 3시간 이상 교반시켜 섬유에 기능성 나노 용액이 점착되도록 한후, 원심분리시키고 건조시켜 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)에 기능성 나노 소재를 코팅시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)를 구성한후
② 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 중에서 선택한 섬유를 도파민 용액에 넣고 10시간 이상 교반시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유에 도파민 용액이 점착되도록 한후, 원심분리시키고, 물로 세척한후 건조시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)에 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)
* 도파민 용액 : 도파민 하이드로 클로라이드, 노레피네 프린 하이드로 클로라이드, 에피네 프린 하이드로 클로라이드 중에서 하나를 선택하여 버퍼 용액, 에틸렌 글리콜, DMF, NMP 중에서 선택한 용매에 넣고 용해시켜 구성한 도파민 용액.(필요시 도파민 용액에 메탄올이나 에탄올을 첨가하여 구성한다.)
2단계 : A. 마그네슘 합금 용탕, B 알루미늄 합금 용탕 구성.
A. 마그네슘 합금 용탕 구성
o 마그네슘(Mg)에 Al(2~10%), Zn(5~7%), Ag(0.5~4%), Si(0.1~4%), Ca(0.1~5%), Mn(0.1~0.6%), Sr(0.01~1%), Be(0.01%), Y, P, 희토류 원소계인 미시 메탈계, Ce계, La계, Li계(0.1~5%) 중에서 1가지 이상을 선택하여 첨가 혼합하여 구성한 마그네슘 합금을 가열(580℃~750℃)하여 용융시켜 구성한 마그네슘 합금 용탕.
B. 알루미늄 합금 용탕 구성
o 알루미늄(Al)에 Zn(0.05~6%), Mg(0.03~2.9%), Cu(0.05~6.8%), Si(0.25~13.5%), Fe(0.3~1%), Cr(0.05~0.3%), Ti(0.02~0.2%), Mn(0.03~2%), Pb(0.2~0.6%) Zr(0.1~0.2%), V(0.05~0.15%) Ni(0.5~1.3%) 중에서 1가지 이상을 선택하여 첨가 혼합하여 구성한 알루미늄 합금을 가열(580℃~750℃)하여 용융시켜 구성한 알루미늄 합금 용탕
3단계 : 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체 구성.
o 1단계에서 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 중에서 선택한 섬유를 단섬유(길이 100㎛~2mm)로 구성하거나, 시트 형태로 구성하여 원하는 제품의 디자인 형태로 구성한 금형틀에 넣고, 예열(180℃~280℃)시킨 금형틀에 2단계에서 구성된 마그네슘 합금 용탕이나 알루미늄 합금 용탕을 플린저로 압입시켜 주입시켜서(주입시 공기압을 줄일 수 있게 오버플로우하여 공기를 빼준다), 마그네슘 합금 용탕이나 또는 알루미늄 합금 용탕과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)를 합침시킨후 (접착성이 있는 폴리도파민에 의해 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕과 섬유가 밀착 합침된다.), 빠르게 냉각(50℃~400℃)시키고, 유압실린더로 가압(80~100Mpa), 고화, 성형(다이케스팅 성형)시켜서 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내는 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 섬유 강화 합금 성형체로 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체.
본 발명인 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체는 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)를 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에서 보다 밀착 합침되어 성형되어서 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금의 특성과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유의 특성을 나타내어 가볍고, 강도성이 우수하며, 열전도성이 우수하여 방열효과가 우수하고, 전자파 차폐, 정전기 방지, 자외선 차단 등의 기능을 나타내는 보다 기능적인 전자기기(핸드폰, 노트북, 태블릿PC, 컴퓨터), 자동차, 항공기의 외장 및 부품, 방열판, 운동기구, 자전거, 자동차 바퀴휠, 베어링과 같은 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 섬유 강화 합금 성형체를 구성할 수 있어 과제를 해결하였다.
본 발명인 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체는 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕을 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)와 합침시키는데 있어 접착성이 있는 폴리도파민에 의해 보다 밀착 합침시킬 수 있어 효과적이며, 또한 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)와 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에서 합침되어 성형되어서, 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내는 전자기기(핸드폰, 노트북, 태블릿PC, 컴퓨터), 자동차, 항공기의 외장 및 부품, 방열판, 자전거, 운동기구, 베어링과 같은 여러 분야의 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체를 구성할 수 있어 효과적이다.
본 발명은 섬유 강화 플라스틱을 대체하고자 플라스틱 대신 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금으로 구성하여 금속성을 나타내는 섬유 강화 합금을 구성하는데 있어, 탄소섬유나 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유에 그래핀, CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상을 선택한 기능성 나노 소재를 코팅시킨후, 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유를 구성한후, 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)를 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에서 보다 밀착 합침시켜 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내는 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체를 구성하는 것이 목적인바,
본 발명은
1) 그래핀이나 CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상을 선택한 기능성 나노 소재를 NMP, DMF, 알콜, 물 중에서 선택한 용매에 넣고 초음파로 분산시켜 구성한 기능성 나노 용액에 탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유를 넣고 교반시켜 선택한 섬유에 기능성 나노 용액을 점착시킨후, 원심분리시키고 건조시켜 섬유에 선택한 기능성 나노 소재를 코팅시켜 기능성 나노 소재의 특성을 나타내는 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)를 구성한후
2) 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 중에서 선택한 섬유를 도파민 용액에 넣고 교반시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유에 도파민 용액을 점착시킨후, 원심분리시키고, 물로 세척한후, 건조시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)에 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)
3) 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 중에서 선택한 섬유를 단섬유(길이 100㎛~2mm)로 구성하거나, 시트 형태로 구성하여 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에 넣고, 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금을 가열(580℃~750℃)하여 용융시켜 구성한 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕을 플린저로 압입하여, 예열(180℃~280℃)시킨 금형틀에 주입시켜(주입시 공기압을 줄일 수 있게 오버플로우하여 공기를 빼준다), 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)와 합침시킨후, (접착성이 있는 폴리도파민에 의해 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕과 섬유가 보다 밀착 합침된다.)
보다 빠르게 냉각(50℃~400℃)시키고, 유압실린더로 가압(80~100Mpa), 고화, 성형(다이케스팅 성형)시켜서 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)와 합침되어 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내어 가볍고, 강도성이 우수하며, 열전도성이 우수하여 방열효과가 우수하고, 전자파 차폐, 정전기 방지, 자외선 차단 등의 보다 기능적인 전자기기(핸드폰, 노트북, 태블릿PC, 컴퓨터), 자동차, 항공기의 외장 및 부품, 방열판, 자동차 바퀴휠, 운동기구, 베어링과 같은 여러 분야의 원하는 제품의 디자인 형태의 보다 기능적인 섬유 강화 합금 성형체로 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체에 관한 것이다.
* 마그네슘 합금 : 마그네슘(Mg)에 Al(2~10%), Zn(5~7%), Ag(0.5~4%), Si(0.1~4%), Ca(0.1~5%), Mn(0.1~0.6%), Sr(0.01~1%), Be(0.01%), Y, P, 희토류 원소계인 미시 메탈계 Ce계, La계, Li계(0.1~5%) 중에서 1가지 이상을 선택하여 첨가 혼합하여 구성한 마그네슘 합금.
* 알루미늄 합금 : 알루미늄(Al)에 Zn(0.05~6%), Mg(0.03~2.9%), Cu(0.05~6.8%), Si(0.25~13.5%), Fe(0.3~1%), Cr(0.05~0.3%), Ti(0.02~0.2%), Mn(0.03~2%), Pb(0.2~0.6%) Zr(0.1~0.2%), V(0.05~0.15%), Ni(0.5~1.3%) 중에서 1가지 이상을 선택하여 첨가 혼합하여 구성한 알루미늄 합금.
* 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체
(마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금 65~85% : 폴리도파민 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 15~35% 중량비로 구성)

Claims (2)

  1. 본 발명은
    <폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체 제조 방법>
    1단계 : 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 구성.
    ① 그래핀이나 CNT, 은나노, 은나노 와이어, 이산화티타늄, 포스포린 중에서 1가지 이상을 선택한 기능성 나노 소재를 NMP, DMF, 알콜, 물 중에서 선택한 용매에 넣고 초음파로 분산시켜 구성한 기능성 나노 용액에 탄소섬유나 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유를 넣고 3시간 이상 교반시켜 섬유에 기능성 나노 용액이 점착되도록 한후, 원심분리시키고, 건조시켜 탄소섬유나 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유에 기능성 나노 소재를 코팅시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)를 구성한후,
    ② 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 중에서 선택한 섬유를 도파민 용액에 넣고 10시간 이상 교반시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)에 도파민 용액이 점착되도록 한후, 원심분리시키고, 물로 세척한후 건조시켜 기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)에 접착성이 있는 폴리도파민을 코팅시켜 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유)
    2단계 : A. 마그네슘 합금 용탕 B. 알루미늄 합금 용탕 구성.
    A. 마그네슘 합금 용탕 구성.
    o 마그네슘(Mg)에 Al(2~10%), Zn(5~7%), Ag(0.5~4%), Si(0.1~4%), Ca(0.1~5%), Mn(0.1~0.6%), Sr(0.01~1%), Be(0.01%), Y, P, 희토류 원소계인 미시 메탈계, Ce계, La계, Li계(0.1~5%) 중에서 1가지 이상을 선택하여 첨가 혼합하여 구성한 마그네슘 합금을 가열(580℃~750℃)하여 용융시켜 구성한 마그네슘 합금 용탕.
    B. 알루미늄 합금 용탕 구성
    o 알루미늄(Al)에 Zn(0.05~6%), Mg(0.03~2.9%), Cu(0.05~6.8%), Si(0.25~13.5%), Fe(0.3~1%), Cr(0.05~0.3%), Ti(0.02~0.2%), Mn(0.03~2%), Pb(0.2~0.6%), Zr(0.1~0.2%) V(0.05~0.15%), Ni(0.5~1.3%) 중에서 1가지 이상을 선택하여 첨가 혼합하여 구성한 알루미늄 합금을 가열(580℃~750℃)하여 용융시켜 구성한 알루미늄 합금 용탕.
    3단계 : 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체 구성.
    o 1단계에서 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유) 중에서 선택한 섬유를 단섬유(길이 100㎛~2mm)로 구성하거나, 시트 형태로 구성하여 원하는 제품의 디자인 형태로 구성한 금형틀에 넣은후, 2단계에서 구성한 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕을 플린저로 압입시켜 예열(180℃~280℃)된 금형틀에 주입시켜서(주입시 공기압을 줄일 수 있게 오버플로우하여 공기를 빼준다.), 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 용탕과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)와 합침시킨후, (접착성이 있는 폴리도파민에 의해 마그네슘 합금 용탕 또는 알루미늄 합금 용탕이 섬유와 밀착 합침된다), 빠르게 냉각(50℃~400℃)시키고, 유압실린더로 가압(80~100Mpa), 고화, 성형(다이캐스팅 성형)시켜서 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)의 특성을 나타내는 원하는 제품의 디자인 형태로 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체.
  2. 본 발명은
    청구항 1에 있어서 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체 제조 방법으로 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금과 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유(탄소섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 나노 섬유 중에서 선택한 섬유)를 원하는 제품의 디자인 형태로 구성된 금형틀에서 합침시켜 구성한 전자기기(핸드폰, 노트북, 태블릿PC, 컴퓨터)나 자동차, 항공기의 외장 및 부품, 방열판, 운동기기, 자전거, 자동차 바퀴휠, 베어링과 같은 여러 분야의 원하는 제품의 디자인 형태로 구성한 폴리도파민·기능성 나노 소재가 코팅된 섬유 강화 합금 성형체.
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