KR101377490B1 - 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

화학적 박리법에 의해 제조된 그라핀을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 코팅 방식으로 강판 표면에 부착시킴으로써, 원가 경쟁력을 확보하여 상업성을 가질 뿐만 아니라 강판의 연속제조를 구현하는 것이 가능한 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판은 강판; 및 상기 강판의 표면에 코팅 방식으로 부착되는 그라핀 플레이크층;을 포함하며, 상기 그라핀 플레이크층은 상기 강판의 표면에 그라핀 분산액을 도포하고, 용매를 증발시키는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 및 그 제조 방법{GRAPHENE COATING STEEL SHEET WITH EXCELLENT COMPACTIBILITY AND CORROSION RESISTANCE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 그라핀 코팅 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학적 박리법에 의해 제조된 그라핀계 물질을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 코팅 방식으로 강판 표면에 부착시킴으로써, 원가 경쟁력을 확보하여 상업성을 가질 뿐만 아니라 강판의 연속제조를 구현하는 것이 가능한 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래에는 강판의 부식을 방지하기 위해 강판의 표면에 용융아연 도금 및 합금화 처리를 함으로써 표면에 치밀한 금속산화막을 형성하고, 희생 부식을 통해 추가적인 부식이 발생하지 않도록 하는 방법이 주로 이용되어 왔다.
그러나, 이러한 방식으로 제조되는 용융아연도금 강판은 프레스 성형 가공 중에 아연 도금의 박리로 인해 파우더링의 발생과, 초고강도 강에서의 실리콘(Si) 함량 증가에 의해 젖음성이 열위되는 문제가 있었다.
최근에는 강판의 열전도성 및 내부식성을 향상시키기 위해 강판의 표면에 그라핀을 기상 성장시키는 방법을 적용하려는 시도가 진행 중에 있다.
그러나, 이러한 기상 성장 방식은 진공 용기 내에서 이온 스퍼터링이나 전자빔을 수회 ~ 수십회를 강판의 표면에 조사하는 것에 의해 그라핀을 코팅하기 때문에, 초기 투자비가 기하급수적으로 증가할 뿐만 아니라 공정 비용이 상당히 많이 소요되는 문제로 상업화하는 데 어려움이 따른다. 특히, 이러한 기상 성장 방식의 경우, 강판의 연속제조 공정에서는 진공을 유지하는 것이 어려워 부품 상태에서만 표면 코팅이 가능하다는 한계가 있다.
본 발명에 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0049820호(2012.05.17. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 그래핀 피복 강판 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 원가 경쟁력을 확보하여 상업성을 가질 뿐만 아니라 강판의 연속제조를 구현하는 것이 가능한 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화학적 박리법에 의해 제조된 그라핀을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 코팅 방식으로 강판 표면에 부착시킴으로써, 제조 단가를 낮춤과 더불어 연속제조가 가능함과 동시에 성형성 및 내식성을 향상시킬 수 있는 그라핀 코팅 강판 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판은 강판; 및 상기 강판의 표면에 코팅 방식으로 부착되는 그라핀 플레이크층;을 포함하며, 상기 그라핀 플레이크층은 상기 강판의 표면에 그라핀 분산액을 도포하고, 용매를 증발시키는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법은 (a) 강판 및 그라핀을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 마련하는 단계; (b) 상기 강판의 표면에 그라핀 분산액을 도포하는 단계; (c) 상기 그라핀 분산액이 도포된 강판을 가열로의 내부로 투입하는 단계; 및 (d) 상기 가열로의 내부에서 상기 그라핀 분산액에 함유되어 있는 용매가 증발되도록 가열시켜, 상기 강판 표면에 그라핀 플레이크층이 부착된 그라핀 코팅 강판을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 및 그 제조 방법은 화학적 박리법에 의해 제조된 그라핀을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 코팅 방식으로 강판 표면에 부착시킴으로써, 원가 경쟁력을 확보하여 상업성을 가질 뿐만 아니라 강판의 연속제조를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판을 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판을 나타낸 모식도이다.
도 4는 도 3의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 그라핀 코팅 강판이 우수한 내식성을 갖는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 그라핀 코팅 강판이 우수한 성형성을 갖는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 강판 제조 방법을 공정 순서에 따라 순차적으로 나타낸 공정 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판을 나타낸 모식도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판(100)은 강판(120) 및 그라핀 플레이크층(140)을 포함한다.
강판(120)은 그라핀 코팅 강판(100)의 모재로써, 열연강판, 냉연강판, SUS(stainless steel) 등이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다. 특히, 강판(120)은 미세 먼지 등의 제거를 위해 표면 처리가 이루어진 상태일 수 있다.
그라핀 플레이크층(140)은 강판(120)의 표면에 코팅 방식으로 부착된다. 이러한 그라핀 플레이크층(140)은 강판(120)의 표면에 그라핀 분산액을 도포하고, 용매를 증발시키는 것에 의해 형성된다.
이러한 그라핀 플레이크층(140)은 화학적 박리법으로부터 수득 가능한 GO(graphene oxide)로 형성될 수 있다. 또한, 그라핀 플레이크층(140)은 GO로부터 제조될 수 있는 RGO(reduced graphene oxide), 관능기화 그라핀으로도 형성될 수 있다.
이때, 그라핀계 산화물로 이루어진 그라핀 플레이크층(140)의 주 성분인 그라핀은 흑연 재질로, 탄소원자들이 무수히 연결돼 6각형의 벌집 모양으로 수 없이 쌓아 올린 3차원 구조를 갖는다. 그라핀은 여기서 가장 얇게 한 겹을 떼어낸 것으로, 탄소 원자 한 층으로 되어 있는, 두께 0.35nm의 2차원 평면 형태의 얇은 막 구조이다. 그라핀은 상온에서 단위면적당 구리보다 약 100배 많은 전류를 실리콘보다 100배 이상 빠르게 전달할 수 있을 뿐만 아니라 열전도성이 우수한 다이아몬드보다 2배 이상 높고, 기계적 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기 전도성을 잃지 않는 특성이 있다. 따라서, 그라핀은 열전도도 및 전기전도도가 우수하고, 화학적 안정성이 뛰어날 뿐만 아니라, 원자나 분자들이 투과하지 못하는 배리어로서의 특성을 갖는다.
상기 그라핀 분산액은 화학적 분산법에 의해 제조된 그라핀을 용매에 분산시키는 방법에 의해 마련될 수 있다. 이때, 용매는 에탄올 등의 휘발성 유기용매나 물을 사용할 수 있다.
이러한 그라핀 분산액은 강판(120)의 표면에 스프레이 코팅(spray coating), 롤 코팅(rolling) 및 딥핑 코팅(dipping coating) 중 어느 하나의 방식으로 도포된다.
이러한 도포 공정을 수행하기 위해, 그라핀 분산액은 그라핀계 물질 : 0.05 ~ 5 중량% 및 나머지 용매로 조성되는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 그라핀계 물질의 함량이 그라핀 분산액 전체 중량의 0.05 중량% 미만일 경우에는 그라핀 함량이 미미함에 따라 그라핀 코팅 효과를 제대로 발휘하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 그라핀계 물질의 함량이 그라핀 분산액 전체 중량의 5 중량%를 초과할 경우에는 그라핀 함량이 증가함에 따라 그라핀 코팅 효과가 향상되는 이점이 있기는 하나, 그라핀 분산액 내의 고체 함량이 많아짐에 따라 그라핀 분산액의 점도가 증가하여 코팅 공정시, 코팅 노즐이 막히는 문제를 유발할 수 있다.
그라핀계 물질은 GO(grapheme oxide), ROG(reduced grapheme oxide), 관능기화 그라핀 등이 될 수 있다.
이러한 그라핀 플레이크층(140)은 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 특히, 단층 구조에 비하여, 다층 구조로 그라핀 플레이크층(140)을 형성하는 것이 더 바람직한데, 이는 단층 구조에 비하여 다층 구조를 적용할 경우, 그라핀 플레이크(142)들 상호 간의 반데르발스의 힘이 강하게 작용하게 되고, 층간 밀림에 의한 윤활작용으로 표면 마찰계수가 감소하게 되기 때문이다. 이 결과 유입량의 증가로 성형성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
이때, 그라핀 플레이크층(140)이 다층 구조로 이루어질 경우에는 2 ~ 200개의 층이 수직적으로 적층되는 형태를 가질 수 있다.
단층 또는 다층 구조로 이루어진 그라핀 플레이크층(140)은 10nm ~ 10㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 그라핀 플레이크층(140)의 두께가 10nm 미만일 경우에는 그 두께가 미미한 관계로 수분 침투에 대한 방지 효과를 제대로 발휘하는 것이 어려워 내식성이 저하될 우려가 있다. 반대로, 그라핀 플레이크층(140)의 두께가 10㎛를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 뿐만 아니라, 과도한 두께 증가로 인해 성형성을 저하시킬 우려가 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판을 나타낸 모식도이고, 도 4는 도 3의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판은 일 실시예에 따른 그라핀 코팅 강판과 실질적으로 동일한 바, 중복된 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 간략히 설명하도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판(100)은 강판(120)의 전 표면에 그라핀 플레이크층(140)이 코팅되어 있을 수 있다. 즉, 그라핀 플레이크층(140)은 강판(120)의 상면 및 하면에 모두 형성되어 있을 수 있다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았지만, 그라핀 플레이크층(140)은 강판(120)의 상면 및 하면과 더불어 측면들에도 형성되어 있을 수 있다.
한편, 도 4는 그라핀 코팅 강판이 우수한 내식성을 갖는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 그라핀 코팅 강판이 우수한 성형성을 갖는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 그라핀 코팅 강판(100)은 강판(120)의 표면에 그라핀 플레이크층(140)이 형성된다. 이러한 그라핀 플레이크층(140)의 주 성분인 그라핀은 열전도도 및 전기전도도가 우수하고, 화학적 안정성이 뛰어날 뿐만 아니라, 원자나 분자들이 투과하지 못하는 배리어로서의 특성을 갖는다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 그라핀 코팅 강판(100)은 외부로부터 강판(120)의 내부로 유입되는 수분(O2)을 그라핀 플레이크층(140)이 원천적으로 차단하는 배리어막의 역할을 수행함으로써, 강판(120)의 내식성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 그라핀 코팅 강판(100)은 특정한 형상으로 가공하기 위해 프레스 금형(200)을 이용한 프레스 성형을 실시하게 된다. 이때, 그라핀 플레이크층(140)은 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 특히, 단층 구조에 비하여, 다층 구조로 그라핀 플레이크층(140)을 형성하는 것이 더 바람직하다.
즉, 다층 구조의 그라핀 플레이크층(140)을 이용할 경우, 그라핀 코팅 강판(100)을 프레스 금형(200)을 이용한 프레스 성형시, 프레스 금형(200)이 그라핀 코팅 강판(100)의 그라핀 플레이크층(140)을 압착하는 동안 그라핀 플레이크층(140)의 그라핀 플레이크(142)들 상호 간의 반데르발스의 힘이 강하게 작용하게 되고, 이 결과 그라핀 플레이크(142)들 상호 간의 층간 밀림에 의한 윤활작용으로 프레스 금형(200)과 그라핀 코팅 강판(100) 간의 표면 마찰계수를 감소시키게 되므로, 이를 통해 우수한 성형성을 확보할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판은 화학적 박리법에 의해 제조된 그라핀을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 코팅 방식으로 강판 표면에 부착시킴으로써, 원가 경쟁력을 확보하여 상업성을 가질 수 있음과 더불어, 우수한 성형성 및 내식성을 확보할 수 있다.
이하 첨부된 도면으로 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 강판 제조 방법을 공정 순서에 따라 순차적으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 7을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법은 강판 및 그라핀 분산액 마련 단계(S210), 그라핀 분산액 도포 단계(S220), 가열로 투입 단계(S230) 및 그라핀 코팅 강판 형성 단계(S240)를 포함한다.
강판 및 그라핀 분산액 마련
강판 및 그라핀 분산액 마련 단계(S210)에서는 강판 및 그라핀을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 마련한다.
이때, 강판은 그라핀 코팅 강판의 모재로써, 열연강판, 냉연강판, SUS(stainless steel) 등이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다. 그리고, 그라핀 분산액은 화학적 분산법에 의해 제조된 그라핀을 용매에 분산시키는 방법에 의해 마련될 수 있다. 이때, 용매는 물 및 알코올 등 휘발성 용매 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
그라핀 분산액 도포
그라핀 분산액 도포 단계(S220)에서는 강판의 표면에 그라핀 분산액을 도포한다. 본 단계에서, 그라핀 분산액은 스프레이 코팅(spray coating), 롤 코팅(rolling) 및 딥핑 코팅(dipping coating) 중 어느 하나의 방식을 이용하여 강판의 표면에 도포하는 것이 바람직하다.
특히, 그라핀 분산액은 그라핀계 물질 : 0.05 ~ 5 중량% 및 나머지 용매로 조성되는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 그라핀계 물질의 함량이 그라핀 분산액 전체 중량의 0.05 중량% 미만일 경우에는 그라핀 코팅 효과를 제대로 발휘하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 그라핀계 물질이 그라핀 분산액 전체 중량의 5 중량%를 초과할 경우에는 그라핀 분산액 내의 고체 함량이 많아짐에 따라 그라핀 분산액의 점도가 증가하여 코팅 공정시, 코팅 노즐이 막히는 문제를 유발할 수 있다.
그라핀계 물질은 GO(grapheme oxide), ROG(reduced grapheme oxide), 관능기화 그라핀 등이 될 수 있다.
가열로 투입
가열로 투입 단계(S230)에서는 그라핀 분산액이 도포된 강판을 가열로의 내부로 투입한다. 이때, 전술한 그라핀 분산액을 코팅하기 위한 코팅 장치와 가열로는 연속 작업이 가능하도록 인라인 형태로 설계하는 것이 바람직하다. 따라서, 전술한 그라핀 분산액 도포 단계(S220)를 수행하는 것에 의해 그 표면에 그라핀 분산액이 도포된 강판은 연속적으로 가열로의 내부로 투입되게 된다.
그라핀 코팅 강판 형성
그라핀 코팅 강판 형성 단계(S240)에서는 가열로의 내부에서 그라핀 분산액에 함유되어 있는 용매가 증발되도록 가열시켜, 상기 강판 표면에 그라핀 플레이크층이 부착된 그라핀 코팅 강판을 형성한다.
본 단계에서, 가열은 100 ~ 200℃의 온도에서 1분 ~ 2시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 가열 온도가 100℃ 미만이거나, 또는 가열 시간이 1분 미만일 경우에는 충분한 가열이 이루어지지 못하는 관계로 그라핀 분산액 내에 함유된 용매의 일부가 증발되지 못하고 잔류하는 문제를 유발할 수 있다. 반대로, 가열 온도가 200℃를 초과하거나 가열 시간이 2시간을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 원인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이 못하다.
상기 그라핀 플레이크층은 GO(grapheme oxide), ROG(reduced grapheme oxide) 등을 포함하는 그라핀계 산화물 중에서 선택될 수 있다. 이때, 그라핀계 산화물로 이루어진 그라핀 플레이크층의 주 성분인 그라핀은 흑연 재질로, 탄소원자들이 무수히 연결돼 6각형의 벌집 모양으로 수 없이 쌓아 올린 3차원 구조를 갖는다. 이러한 그라핀은 열전도도 및 전기전도도가 우수하고, 화학적 안정성이 뛰어날 뿐만 아니라, 원자나 분자들이 투과하지 못하는 배리어로서의 특성을 갖는다.
특히, 그라핀 플레이크층은 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 이때, 단층 구조에 비하여, 다층 구조로 그라핀 플레이크층을 형성하는 것이 더 바람직한데, 이는 단층 구조에 비하여 다층 구조를 적용할 경우, 그라핀 플레이크들 상호 간의 반데르발스의 힘이 더 강하게 작용하게 되므로, 층간 밀림에 의한 윤활작용으로 표면 마찰계수가 감소되고, 이 결과 유입량의 증가로 성형성을 보다 향상시킬 수 있기 때문이다.
이때, 그라핀 플레이크층이 다층 구조로 이루어질 경우에는 2 ~ 200개의 층이 수직적으로 적층되는 형태를 가질 수 있다.
단층 또는 다층 구조로 이루어진 그라핀 플레이크층은 10nm ~ 10㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 그라핀 플레이크층의 두께가 10nm 미만일 경우에는 그 미미가 미미한 관계로 수분 침투 방지 효과를 제대로 발휘하는 것이 어려워 내식성이 저하될 우려가 있다. 반대로, 그라핀 플레이크층의 두께가 10㎛를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 뿐만 아니라, 과도한 두께 증가로 인해 성형성을 저하시킬 우려가 있다.
이러한 그라핀 플레이크층은 강판의 전 표면에 코팅될 수 있다. 즉, 그라핀 플레이크층은 강판의 상면 및 하면에 모두 코팅될 수 있다. 이와 달리, 그라핀 플레이크층은 강판의 상면 및 하면과 더불어 측면들에도 코팅될 수 있다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법은 화학적 박리법에 의해 제조된 그라핀을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 코팅 방식으로 강판 표면에 부착시킴으로써, 제조 단가를 낮춤과 더불어 연속제조가 가능함과 동시에 성형성 및 내식성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법은 스프레이 코팅, 롤 코팅, 딥핑 코팅 등에서 선택된 어느 하나의 방식으로 그라핀 분산액을 코팅하는 방식으로 이루어지기 때문에, 종래에 따른 기상 성장 방식에 비하여 공정 비용 및 초기 투자비를 현저히 감소시킬 수 있으므로, 원가 경쟁력의 확보로 상업성 측면에서 우위를 차지할 수 있을 뿐만 아니라, 강판의 연속제조를 구현하는 것이 가능해질 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 그라핀 코팅 강판 120 : 강판
140 : 그라핀 플레이크층 142 : 그라핀 플레이크
200 : 프레스 금형
S210 : 강판 및 그라핀 분산액 마련 단계
S220 : 그라핀 분산액 도포 단계
S230 : 가열로 투입 단계
S240 : 그라핀 코팅 강판 형성 단계

Claims (16)

  1. 강판; 및
    상기 강판의 표면에 코팅 방식으로 부착되는 그라핀 플레이크층;을 포함하며,
    그라핀 분산액은 그라핀계 물질 : 0.05 ~ 5 중량% 및 나머지 용매로 조성되고, 상기 그라핀계 물질은 GO(grapheme oxide), ROG(reduced grapheme oxide) 및 관능기화 그라핀 중에서 1종 이상을 포함하고,
    상기 그라핀 플레이크층은 상기 강판의 표면에 상기 그라핀 분산액을 도포하고, 용매를 증발시키는 것에 의해 형성되고,
    상기 그라핀 플레이크층은 2 ~ 200개의 층이 수직적으로 적층된 다층 구조로 이루어지며, 10nm ~ 10㎛의 두께를 갖고, 상기 그라핀 플레이크층들 상호 간의 반데르발스힘으로 층간 밀림에 의한 윤활 작용으로 표면 마찰계수가 감소되는 것을 특징으로 하는 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그라핀 분산액은
    상기 강판의 표면에 스프레이 코팅(spray coating), 롤 코팅(rolling) 및 딥핑 코팅(dipping coating) 중 어느 하나의 방식으로 도포되는 것을 특징으로 하는 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 그라핀 플레이크층은
    상기 강판의 전 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판.
  10. (a) 강판 및 그라핀을 용매에 분산시킨 그라핀 분산액을 마련하는 단계;
    (b) 상기 강판의 표면에 그라핀 분산액을 도포하는 단계;
    (c) 상기 그라핀 분산액이 도포된 강판을 가열로의 내부로 투입하는 단계; 및
    (d) 상기 가열로의 내부에서 상기 그라핀 분산액에 함유되어 있는 용매가 증발되도록 100 ~ 200℃의 온도에서 1분 ~ 2시간 동안 가열시켜, 상기 강판 표면에 그라핀 플레이크층이 부착된 그라핀 코팅 강판을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 (a) 단계에서, 상기 그라핀 분산액은 그라핀계 물질 : 0.05 ~ 5 중량% 및 나머지 용매로 조성되고, 상기 그라핀계 물질은 GO(grapheme oxide), ROG(reduced grapheme oxide) 및 관능기화 그라핀 중에서 1종 이상을 포함하고,
    상기 (d) 단계에서, 상기 그라핀 플레이크층은 2 ~ 200개의 층이 수직적으로 적층된 다층 구조로 이루어지며, 10nm ~ 10㎛의 두께를 갖고, 상기 그라핀 플레이크층들 상호 간의 반데르발스힘으로 층간 밀림에 의한 윤활 작용으로 표면 마찰계수가 감소되는 것을 특징으로 하는 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 용매는
    물 및 휘발성 유기용매 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 그라핀 분산액은
    스프레이 코팅(spray coating), 롤 코팅(rolling) 및 딥핑 코팅(dipping coating) 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 강판의 표면에 도포하는 것을 특징으로 하는 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 그라핀 플레이크층은
    상기 강판의 전 표면에 코팅하는 것을 특징으로 하는 성형성 및 내식성이 우수한 그라핀 코팅 강판 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100050252A (ko) * 2008-11-05 2010-05-13 주식회사 포스코 강판 표면처리용 수지 조성물 및 이를 이용한 표면처리 강판
KR20110016287A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 고양미 그래핀 산화물의 코팅방법

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