JP2011162877A - グラフィンロールトロールコーティング装置及びこれを用いたグラフィンロールトロールコーティング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロール・ツ・ロール方式により第1のローラ250から金属部材を前処理部400に供給し、金属部材をプラズマ410で表面処理し、前処理した金属部材をグラフィン合成部500に移動させて、金属部材表面にグラフィンを合成すると共にコーティングし、コーティングされた金属部材を第2ローラ300に巻いて回収するグラフィンロール・ツ・ロールコーティング装置。
【選択図】図1
Description
20 第2のガス導入部
30 第3のガス導入部
40 第1のガス排出部
50 第4のガス導入部
60 第2のガス排出部
100 加熱ジャケット
150 金属部材
200 冷却ジャケット
220 ローラ
250 第1のローラ
300 第2のローラ
400 前処理部
410 プラズマ
420 レーザー
430 隔壁
500 グラフィン合成部
510 ガスノズル
520 熱原
600 冷却部
700 グラフィンロールトロールコーティング装置
Claims (27)
- 金属部材をロールトロール方式で供給するための第1のローラと;
前記第1のローラを通じて供給された金属部材の表面処理のための前処理部と;
前記前処理された金属部材の表面にグラフィンを合成すると共に、コーティングするためのグラフィン合成部と;
前記グラフィン合成部を介するグラフィンがコーティングされた金属部材をロールトロール方式で回収するための第2のローラと:
を含む、グラフィンロールトロールコーティング装置。 - 前記グラフィンがコーティングされた金属部材を前記第2のローラに回収する前に冷却するための冷却部をさらに含む、請求項1に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記第1のローラ、前記前処理部、前記グラフィン合成部、前記冷却部及び前記第2のローラは、垂直または水平に配置されるものである、請求項2に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記前処理部は、前記第1のローラを介して供給される金属部材の表面上に、プラズマ、レーザー、予熱及びこれらの組み合わせからなる群から選択される工程が行われるものである、請求項1から3の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記金属部材は、金属管、金属板、金属シート、金属ワイヤー、または金属フォイルを含むものである、請求項1から4の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記前処理部及び前記グラフィン合成部は、各々チャンバ状を有するものである、請求項1から5の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記チャンバ状の前処理部及び前記チャンバ状のグラフィン合成部の少なくとも一方は隔壁をさらに含むものである、請求項6に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記チャンバ状の前処理部及び前記チャンバ状のグラフィン合成部の少なくとも一方の入口及び出口の少なくとも一方にローラをさらに含む、請求項6または7に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記チャンバ状のグラフィン合成部は、一つまたは複数のガスノズルを含むものである、 請求項6から8何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記チャンバ状のグラフィン合成部は、温度調節が可能な熱原をさらに含むものである、請求項6から9の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記前処理部、前記グラフィン合成部及び前記冷却部は、各々チューブ状を有するものであって、互いに連通するように配置されるものである、請求項2に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記第1のローラと前記前処理部の間に形成された第1のガス導入部と、前記前処理部と前記グラフィン合成部の間に形成された第2のガス導入部と、前記グラフィン合成部と前記冷却部の間に形成された第3のガス導入部と、前記冷却部と前記第2のローラの間に形成された第1のガス排出部と、をさらに含む、請求項11に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記第1のローラは、前記金属部材の内部にガスを供給するための第4のガス導入部が備えられており、前記第2のローラは、前記金属部材の内部からガスを除去するための第2のガス排出部が備えられている、請求項11または12に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 前記前処理部及び前記グラフィン合成部には、温度調節が可能な加熱ジャケットが各々備えられており、前記冷却部には温度調節が可能な冷却ジャケットが備えられている、請求項11から13の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置。
- 請求項1〜14の何れか一項に記載のグラフィンロールトロールコーティング装置を用いるグラフィンロールトロールコーティング方法であって、
ロールトロール方式により第1のローラから金属部材を前処理部に供給し;
前記第1のローラを通じて供給された金属部材を前処理部で表面処理し;
前記前処理された金属部材をグラフィン合成部に移動させて、前記金属部材の表面にグラフィンを合成すると共にコーティングし;
前記グラフィン合成部を介する前記グラフィンがコーティングされた金属部材をロールトロール方式で第2のローラに巻いて回収すること、を含む、
グラフィンロールトロールコーティング方法。 - 前記グラフィンがコーティングされた金属部材を前記第2のローラに巻いて回収する前に、冷却部に移動して冷却させるものをさらに含む、請求項15に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 前記金属部材は、その表面に形成されたグラフィン成長用金属触媒層を含むものである、請求項15または16に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 前記金属部材及び前記グラフィン成長用金属触媒層の各々は、独立的にNi、Co、Fe、Pt、Au、Al、Cr、Cu、Mg、Mn、Mo、Rh、Si、Ta、Ti、W、U、V、Zr、黄銅(brass)、青銅(bronze)、白銅(white brass)、ステンレス鋼(stainless steel)、Ge及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたものを含むものである、請求項17に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- チャンバ状の前記グラフィン合成部内のガスノズルを通じて炭素ソースを含む反応ガスを注入して、前記金属部材の表面に化学気象蒸着法によりグラフィンが合成されて同時にコーティングされるものである、請求項15から18の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 前記第1のローラと前記前処理部の間に形成された第1のガス導入部を介して還元ガスが注入される、請求項15から19の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 前記前処理部と前記グラフィン合成部の間に形成された第2のガス導入部を通じて、グラフィン合成のための炭素ソースを含む反応ガスを注入し、前記グラフィン合成部で前記金属部材の表面に化学気象蒸着法によりグラフィンが合成されてコーティングされるものである、請求項15から20の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 前記第1のローラに備えられている第4のガス導入部を通じてグラフィン合成のための炭素ソースを含む反応ガスが前記金属部材の内部に注入され、前記グラフィン合成部を通過する時にさらに前記金属部材の内部の表面にグラフィンが合成されてコーティングされるものである、請求項15から21の何れか1項に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 前記グラフィン合成部と前記冷却部の間に形成された第3のガス導入部を通じてパージ用のガスが注入される、請求項16に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 前記冷却部と前記第2のローラの間に形成された第1のガス排出部を通じて、前記前処理部、前記グラフィン合成部及び前記冷却部を介するガスが排出されるものである、請求項16に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 前記第2のローラにより回収されたグラフィンがコーティングされた金属部材の表面に、グラフィン成長用の金属触媒層を形成し;前記グラフィン成長用の金属触媒層が形成された、グラフィンがコーティングされた金属部材に、前記グラフィンロールトロールコーティング装置を用いてさらにグラフィンを合成及びコーティングすること;を含む工程を1回以上行って、前記金属部材に多層グラフィンをコーティングするものを含む、請求項16に記載のグラフィンロールトロールコーティング方法。
- 請求項15から25の何れか1項による方法で形成される、グラフィンがコーティングされた金属部材。
- 前記金属部材は、伝熱管または伝熱板として使われるものである、請求項26に記載のグラフィンがコーティングされた金属部材。
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