KR102655617B1 - Apparatus and method for coating graphene - Google Patents

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Abstract

금속재 표면에 그래핀을 코팅할 수 있는 그래핀 코팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 그래핀을 저장 및 교반하는 그래핀 저장부, 금속재를 고압으로 세척하는 고압 세척부, 그리고 상기 세척된 금속재 표면에 상기 그래핀을 코팅하는 그래핀 코팅 챔버부를 포함하고, 상기 그래핀 코팅 챔버부는, 무산소 분위기를 갖는 외부 챔버, 상기 외부 챔버 내에 배치되어 무산소 분위기에서 상기 금속재 표면에 그래핀을 코팅시키는 내부 챔버, 상기 그래핀 저장부와 상기 내부 챔버 사이에 연결되어 상기 그래핀 저장부로부터 상기 내부 챔버로 공급되는 그래핀의 이동 경로를 제공하는 그래핀 공급 라인, 상기 그래핀 공급 라인을 통해 상기 그래핀을 상기 내부 챔버로 이송시키는 그래핀 공급 펌프, 상기 내부 챔버로부터 상기 그래핀 저장부로 회수되는 그래핀의 이동 경로를 제공하는 그래핀 회수 라인, 그리고 상기 그래핀 회수 라인을 통해 상기 그래핀을 상기 그래핀 저장부로 이송시키는 그래핀 회수 펌프를 포함할 수 있다.It relates to a graphene coating device and method capable of coating graphene on the surface of a metal material, including a graphene storage unit for storing and stirring graphene, a high pressure washing unit for washing the metal material at high pressure, and a graphene coating unit for cleaning the metal material at high pressure. It includes a graphene coating chamber unit for coating graphene, wherein the graphene coating chamber unit includes an external chamber having an oxygen-free atmosphere, an internal chamber disposed within the external chamber and coating graphene on the surface of the metal material in an oxygen-free atmosphere, and the graphene coating chamber unit. A graphene supply line connected between the pin storage unit and the internal chamber to provide a movement path for graphene supplied from the graphene storage unit to the internal chamber, and the graphene supply line to supply the graphene to the internal chamber. a graphene supply pump that transfers the graphene to the graphene storage unit, a graphene recovery line that provides a movement path for the graphene recovered from the internal chamber to the graphene storage unit, and a graphene recovery line that transfers the graphene to the graphene storage unit. It may include a graphene recovery pump.

Description

그래핀 코팅 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COATING GRAPHENE}Graphene coating device and method {APPARATUS AND METHOD FOR COATING GRAPHENE}

본 발명은 그래핀 코팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속재 표면에 그래핀을 코팅할 수 있는 그래핀 코팅 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a graphene coating device, and more specifically, to a graphene coating device and method capable of coating graphene on the surface of a metal material.

일반적으로, 그래핀(graphene)은, 탄소 원자가 육각형 격자로 정렬된 2차원 탄소 단일층으로서, 주목할 만한 전기적, 화학적 및 기계적 특성을 지닌 유망한 신규 나노 소재로서 각광받고 있다.In general, graphene, a two-dimensional carbon monolayer in which carbon atoms are arranged in a hexagonal lattice, is attracting attention as a promising new nanomaterial with notable electrical, chemical, and mechanical properties.

구체적으로, 그래핀은 탄소 원자층이 육각형의 격자점 평면에 꽉 들어찬 2 차원 탄소 원자면 구조를 가지고 있으며, 그래핀은 인장강도가 강철보다 약 311배 더 강하고, 전자 이동도는 실리콘보다 1,000배 더 빠르며, 열전도도는 구리보다 10배 이상 우수하고, 빛의 98%를 통과시킬 정도로 투명하며, 휘거나 늘려도 특성이 유지되는 성질을 가지고 있다.Specifically, graphene has a two-dimensional carbon atomic plane structure in which carbon atomic layers are tightly packed into the plane of hexagonal lattice points. Graphene has a tensile strength about 311 times stronger than steel and an electron mobility 1,000 times that of silicon. It is twice as fast, has ten times better thermal conductivity than copper, is transparent enough to allow 98% of light to pass through, and has the property of maintaining its properties even when bent or stretched.

이러한, 특성으로 인하여 나노소재, 잉크, 배리어 소재, 방열소재, 초경량 소재, 에너지 전극 소재, 차세대 반도체, 투명전극 등에 널리 활용될 수 있다.Due to these characteristics, it can be widely used in nanomaterials, ink, barrier materials, heat dissipation materials, ultra-light materials, energy electrode materials, next-generation semiconductors, and transparent electrodes.

이와 같은, 특성을 갖는 그래핀을 금속 재료에 코팅하게 되면 금속 재료의 표면에 내식성, 방열성, 전도성, 밀착성, 강도 및 가공성 등을 확보하여 다양한 분야로 금속 재료를 활용할 수 있을 것으로 기대된다.When graphene with these characteristics is coated on a metal material, it is expected that corrosion resistance, heat dissipation, conductivity, adhesion, strength, and processability will be secured on the surface of the metal material, allowing the metal material to be utilized in various fields.

하지만, 기존의 그래핀 코팅 방식은, 금속 제품에 그래핀을 코팅하기 위한 코팅 설비 장비가 고가이고, 코팅 공정이 복잡하므로, 그래핀이 코팅된 금속 제품 가격이 상승하는 문제가 있었다.However, the existing graphene coating method had the problem of increasing the price of graphene-coated metal products because the coating equipment for coating graphene on metal products was expensive and the coating process was complicated.

또한, 기존의 그래핀 코팅 방식은, 금속 제품 표면 위에 얇게 그래핀이 코팅되므로 그래핀 코팅이 균일하지 못하고 장시간 코팅 유지가 어려운 문제가 있었다.Additionally, in the existing graphene coating method, graphene is coated thinly on the surface of a metal product, so the graphene coating is not uniform and it is difficult to maintain the coating for a long time.

따라서, 향후, 간단한 코팅 방식으로 금속재 표면에 일정 깊이로 그래핀을 균일하고 빠르게 코팅할 수 있는 저가의 그래핀 코팅 장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in the future, there is a need to develop a low-cost graphene coating device that can uniformly and quickly coat graphene to a certain depth on the surface of a metal material using a simple coating method.

대한민국 공개특허공보 10-2014-0092447호(2014년 07월 24일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0092447 (July 24, 2014)

본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에 그래핀 코팅 챔버를 배치하여 세척된 금속재 표면에 무산소 분위기에서 그래핀을 코팅함으로써, 간단한 코팅 방식으로 금속재 표면에 일정 깊이로 그래핀을 균일하고 빠르게 코팅할 수 있는 저가의 그래핀 코팅 장치 및 방법을 제공하고자 한다.The technical problem to be achieved by an embodiment of the present invention is to place a graphene coating chamber on a metal manufacturing process in which heat and pressure are generated, and then coat the cleaned metal surface with graphene in an oxygen-free atmosphere, thereby forming the metal surface using a simple coating method. The aim is to provide a low-cost graphene coating device and method that can uniformly and quickly coat graphene at a certain depth.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 그래핀 코팅 장치는, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치로서, 그래핀을 저장 및 교반하는 그래핀 저장부, 금속재를 고압으로 세척하는 고압 세척부, 그리고 상기 세척된 금속재 표면에 상기 그래핀을 코팅하는 그래핀 코팅 챔버부를 포함하고, 상기 그래핀 코팅 챔버부는, 무산소 분위기를 갖는 외부 챔버, 상기 외부 챔버 내에 배치되어 무산소 분위기에서 상기 금속재 표면에 그래핀을 코팅시키는 내부 챔버, 상기 그래핀 저장부와 상기 내부 챔버 사이에 연결되어 상기 그래핀 저장부로부터 상기 내부 챔버로 공급되는 그래핀의 이동 경로를 제공하는 그래핀 공급 라인, 상기 그래핀 공급 라인을 통해 상기 그래핀을 상기 내부 챔버로 이송시키는 그래핀 공급 펌프, 상기 내부 챔버로부터 상기 그래핀 저장부로 회수되는 그래핀의 이동 경로를 제공하는 그래핀 회수 라인, 그리고 상기 그래핀 회수 라인을 통해 상기 그래핀을 상기 그래핀 저장부로 이송시키는 그래핀 회수 펌프를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problems, the graphene coating device according to an embodiment of the present invention is a graphene coating device placed on a metal material manufacturing process in which heat and pressure are generated, and is a graphene coating device that stores and stirs graphene. It includes a pin storage unit, a high-pressure cleaning unit for washing the metal material at high pressure, and a graphene coating chamber unit for coating the graphene on the surface of the cleaned metal material, wherein the graphene coating chamber unit includes an external chamber having an oxygen-free atmosphere, An internal chamber disposed in an external chamber and coating graphene on the surface of the metal material in an oxygen-free atmosphere, a movement path of graphene connected between the graphene storage unit and the internal chamber and supplied from the graphene storage unit to the internal chamber. A graphene supply line that provides a graphene supply line, a graphene supply pump that transfers the graphene to the inner chamber through the graphene supply line, and a graphene supply line that provides a movement path for the graphene recovered from the inner chamber to the graphene storage unit. It may include a pin recovery line, and a graphene recovery pump that transfers the graphene to the graphene storage unit through the graphene recovery line.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 그래핀 저장부는, 상기 그래핀을 저장하는 그래핀 탱크, 그리고 상기 그래핀을 교반하는 교반기를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, the graphene storage unit may include a graphene tank for storing the graphene, and a stirrer for stirring the graphene.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 고압 세척부는, 상기 금속재 표면에 고압의 세척수를 분사하는 세척 노즐, 상기 세척 노즐에 연결되어 상기 세척 노즐로 공급되는 세척수의 이동 경로를 제공하는 세척수 공급 라인, 그리고 상기 세척수 공급 라인을 통해 상기 세척수를 상기 세척 노즐로 이송시키는 세척수 공급 펌프를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, the high-pressure cleaning unit includes a cleaning nozzle that sprays high-pressure cleaning water on the surface of the metal material, and a cleaning water supply connected to the cleaning nozzle to provide a movement path for the cleaning water supplied to the cleaning nozzle. It may include a line, and a washing water supply pump that transfers the washing water to the washing nozzle through the washing water supply line.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 고압 세척부는, 상기 그래핀 코팅 챔버부의 전단에 위치하여 상기 그래핀 코팅 챔버부 방향으로 이동하는 금속재 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, the high-pressure washing unit may be located at the front of the graphene coating chamber unit and spray high-pressure washing water on the surface of the metal material moving in the direction of the graphene coating chamber unit.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 그래핀 코팅 챔버부는, 상기 세척된 금속재가 상기 외부 챔버의 내부 공간을 거쳐 상기 내부 챔버의 내부 공간으로 이송시키고, 상기 내부 챔버의 내부 공간에서 그래핀이 코팅된 금속재가 상기 외부 챔버의 내부 공간을 거쳐 외부로 이송시킬 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, the graphene coating chamber unit transfers the cleaned metal material to the inner space of the inner chamber through the inner space of the outer chamber, and transfers the graphene coating material to the inner space of the inner chamber through the inner space of the outer chamber. This coated metal material can be transported to the outside through the inner space of the external chamber.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 그래핀 코팅 챔버부는, 상기 금속재를 압연하는 압연 공정 상에 배치될 때, 제1 압연 롤러와 제2 압연 롤러 사이에 배치되고, 상기 제1 압연 롤러는, 소정 온도의 열이 인가된 금속재를 1차 가압하여 상기 그래핀 코팅 챔버부 방향으로 이동시키고, 상기 제2 압연 롤러는, 상기 그래핀 코팅 챔버부에서 그래핀이 코팅된 금속재를 2차 가압하여 다음 공정으로 이동시킬 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, the graphene coating chamber portion is disposed between a first rolling roller and a second rolling roller when placed on a rolling process for rolling the metal material, and the first rolling roller primarily pressurizes the metal material to which heat of a predetermined temperature has been applied and moves it toward the graphene coating chamber, and the second rolling roller secondarily presses the graphene-coated metal material in the graphene coating chamber. It can then be moved to the next process.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 그래핀 코팅 챔버부는, 상기 금속재를 압출하는 압출 공정 상에 배치될 때, 압출기와 압출 다이스 사이에 배치되고, 상기 압출기는, 소정 온도의 열이 인가된 금속재를 압출하여 상기 그래핀 코팅 챔버부 방향으로 이동시키고, 상기 압출 다이스는, 상기 그래핀 코팅 챔버부에서 그래핀이 코팅된 금속재를 압출하여 다음 공정으로 이동시킬 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, the graphene coating chamber portion is disposed between an extruder and an extrusion die when placed on an extrusion process for extruding the metal material, and the extruder is applied with heat at a predetermined temperature. The metal material is extruded and moved toward the graphene coating chamber, and the extrusion die can extrude the graphene-coated metal material from the graphene coating chamber and move it to the next process.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 그래핀 코팅 챔버부는, 상기 금속재를 인발하는 인발 공정 상에 배치될 때, 가열기와 인발 다이스 사이에 배치되고, 상기 가열기는, 언코일러(uncoiler)로부터 상기 그래핀 코팅 챔버부 방향으로 이동하는 금속재를 가열시키고, 상기 인발 다이스는, 상기 그래핀 코팅 챔버부에서 그래핀이 코팅된 금속재를 인발하여 리코일러(recoiler)로 이동시킬 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, the graphene coating chamber portion, when placed on a drawing process for drawing the metal material, is disposed between a heater and a drawing die, and the heater is provided from an uncoiler. The metal material moving in the direction of the graphene coating chamber is heated, and the drawing die can draw the graphene-coated metal material from the graphene coating chamber and move it to a recoiler.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 그래핀 저장부, 고압 세척부 및 그래핀 코팅 챔버부를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에서, 상기 금속재가 세척 구간에 진입하면 상기 금속재를 고압으로 세척하도록 상기 고압 세척부를 제어하고, 상기 세척된 금속재가 무산소 분위기의 그래핀 코팅 챔버부 내로 이송되면 상기 그래핀을 투입하여 상기 금속재 표면에 상기 그래핀을 코팅하도록 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, it further includes a control unit that controls the graphene storage unit, the high pressure washing unit, and the graphene coating chamber unit, wherein the control unit controls the metal material manufacturing process in which heat and pressure are generated. When entering the provisional cleaning section, the high-pressure cleaning unit is controlled to wash the metal material at high pressure, and when the cleaned metal material is transferred into the graphene coating chamber section in an oxygen-free atmosphere, the graphene is introduced and the graphene is applied to the surface of the metal material. The graphene coating chamber part can be controlled to coat.

그래핀 코팅 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 때, 상기 금속재의 그래핀 코팅 순서, 상기 금속재의 그래핀 코팅 면적 및 상기 금속재의 그래핀 코팅 온도 중 적어도 어느 하나를 기초로 상기 그래핀의 공급량을 결정하고, 상기 결정한 그래핀의 공급량에 따라 상기 그래핀을 투입하도록 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 수 있다.In an alternative embodiment of the graphene coating device, when controlling the graphene coating chamber unit, the control unit, at least one of the graphene coating sequence of the metal material, the graphene coating area of the metal material, and the graphene coating temperature of the metal material The supply amount of the graphene may be determined based on one of the above, and the graphene coating chamber unit may be controlled to inject the graphene according to the determined supply amount of the graphene.

본 발명의 일실시예에 의한 그래핀 코팅 방법은, 그래핀 저장부, 고압 세척부 및 그래핀 코팅 챔버부를 제어하는 제어부를 포함하고 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치의 그래핀 코팅 방법으로서, 상기 제어부가 상기 금속재가 세척 구간에 진입하는지를 확인하는 단계, 상기 제어부가 상기 금속재가 세척 구간에 진입하면 상기 금속재를 고압으로 세척하도록 상기 고압 세척부를 제어하는 단계, 상기 제어부가 상기 세척된 금속재가 상기 그래핀 코팅 챔버부 내로 이송되는지를 확인하는 단계, 상기 제어부가 상기 세척된 금속재가 상기 그래핀 코팅 챔버부 내로 이송되면 그래핀을 투입하여 무산소 분위기에서 상기 금속재 표면에 상기 그래핀을 코팅하도록 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어하는 단계, 및 상기 제어부가 상기 금속재 표면에 그래핀 코팅이 완료되면 상기 그래핀 코팅 챔버부 내에 잔류된 그래핀을 상기 그래핀 저장부로 회수시키는 단계를 포함할 수 있다.The graphene coating method according to an embodiment of the present invention is a graphene coating device that includes a control unit that controls the graphene storage unit, the high-pressure washing unit, and the graphene coating chamber unit, and is disposed on a metal material manufacturing process in which heat and pressure are generated. A graphene coating method, wherein the control unit checks whether the metal material enters a cleaning section, the control unit controls the high pressure washing unit to wash the metal material at high pressure when the metal material enters the cleaning section, and the control unit controls the high pressure washing unit to wash the metal material at high pressure. A step of confirming whether the cleaned metal material is transferred into the graphene coating chamber part, wherein the control unit injects graphene when the cleaned metal material is transferred into the graphene coating chamber part and applies the graphene to the surface of the metal material in an oxygen-free atmosphere. Controlling the graphene coating chamber unit to coat graphene, and recovering the graphene remaining in the graphene coating chamber unit to the graphene storage unit when the control unit completes graphene coating on the surface of the metal material. It can be included.

본 발명에 따른 그래핀 코팅 장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects of the graphene coating device and method according to the present invention will be described as follows.

본 발명은, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에 그래핀 코팅 챔버를 배치하여 세척된 금속재 표면에 무산소 분위기에서 그래핀을 코팅함으로써, 간단한 코팅 방식으로 금속재 표면에 일정 깊이로 그래핀을 균일하고 빠르게 코팅할 수 있는 저가의 그래핀 코팅 장치를 제공할 수 있다.The present invention places a graphene coating chamber on a metal manufacturing process in which heat and pressure are generated and graphene is coated on the surface of the cleaned metal material in an oxygen-free atmosphere, thereby uniformly applying graphene to a certain depth on the surface of the metal material using a simple coating method. A low-cost graphene coating device that can be coated quickly can be provided.

또한, 본 발명은, 금속재의 그래핀 코팅 순서, 금속재의 그래핀 코팅 면적 및 금속재의 그래핀 코팅 온도에 따라 그래핀의 공급량을 조절함으로써, 그래핀을 효율적으로 사용하여 그래핀 소모량을 최소화할 수 있다.In addition, the present invention can minimize graphene consumption by efficiently using graphene by adjusting the supply amount of graphene according to the graphene coating sequence of the metal material, the graphene coating area of the metal material, and the graphene coating temperature of the metal material. there is.

또한, 본 발명은, 금속재의 그래핀 코팅이 완료되면 그래핀 코팅 챔버 내의 그래핀을 회수하여 재사용함으로써, 그래핀 낭비를 줄여 그래핀 비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention can reduce graphene waste and reduce graphene costs by recovering and reusing the graphene in the graphene coating chamber when the graphene coating of the metal material is completed.

또한, 본 발명은, 금속재 표면에 일정 깊이로 그래핀을 균일하게 코팅할 수 있으므로, 금속재의 표면 경도 및 표면 강도가 강화되고, 금속재의 열전도성이 증강하며, 금속재의 고경도 및 고강도로 내마모성이 강화되고, 그래핀의 화학적 변형 불가에 따른 표면 코팅에 의한 내부식성 강화되며, 그래핀의 윤활작용에 의한 금속재 표면 미끄럼이 증대될 수 있다.In addition, the present invention can uniformly coat graphene on the surface of a metal material to a certain depth, so the surface hardness and surface strength of the metal material are strengthened, the thermal conductivity of the metal material is enhanced, and the wear resistance is improved due to the high hardness and strength of the metal material. Corrosion resistance is strengthened by surface coating due to the inability of graphene to be chemically modified, and the slippage of metal surfaces can be increased due to the lubricating action of graphene.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description that follows. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art, the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present invention should be understood as being given only as examples.

도 1은, 본 발명에 따른 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은, 압연 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는, 압출 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는, 인발 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 그래핀 코팅 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
Figure 1 is a block diagram for explaining a graphene coating device according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram for explaining the graphene coating device according to the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram illustrating a graphene coating device disposed on a rolling process.
Figure 4 is a schematic diagram illustrating a graphene coating device disposed on an extrusion process.
Figure 5 is a schematic diagram illustrating a graphene coating device disposed on a drawing process.
Figure 6 is a flowchart for explaining the graphene coating method according to the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes “module” and “part” for the components used in the following description are simply given in consideration of the ease of writing this specification, and the “module” and “part” may be used interchangeably.

나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Furthermore, embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.The terms used in this specification are general terms that are currently widely used as much as possible while considering the function in the present invention, but this may vary depending on the intention or custom of a person skilled in the art or the emergence of new technology. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in the description of the relevant invention. Therefore, we would like to clarify that the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the overall content of this specification, not just the name of the term.

도 1은, 본 발명에 따른 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는, 본 발명에 따른 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 개략도이다.Figure 1 is a block diagram for explaining the graphene coating device according to the present invention, and Figure 2 is a schematic diagram for explaining the graphene coating device according to the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 그래핀 코팅 장치는, 그래핀(110)을 저장 및 교반하는 그래핀 저장부(100), 금속재(500)를 고압으로 세척하는 고압 세척부(200), 그리고 세척된 금속재(500) 표면에 그래핀(110)을 코팅하는 그래핀 코팅 챔버부(300)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the graphene coating device of the present invention includes a graphene storage unit 100 for storing and stirring graphene 110, and a high pressure washing unit for washing the metal material 500 at high pressure. (200), and may include a graphene coating chamber portion 300 that coats graphene 110 on the surface of the cleaned metal material 500.

또한, 본 발명의 그래핀 코팅 장치는, 그래핀 저장부(100), 고압 세척부(200) 및 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어하는 제어부(400)를 더 포함할 수도 있다.In addition, the graphene coating device of the present invention may further include a control unit 400 that controls the graphene storage unit 100, the high pressure washing unit 200, and the graphene coating chamber unit 300.

여기서, 그래핀 저장부(100)는, 그래핀(110)을 저장하는 그래핀 탱크와, 그래핀(110)을 교반하는 교반기를 포함할 수 있다.Here, the graphene storage unit 100 may include a graphene tank storing the graphene 110 and a stirrer for stirring the graphene 110.

일 예로, 그래핀(110)은, 액상, 분말상, 분산액 상태로 저장될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.As an example, graphene 110 may be stored in a liquid, powder, or dispersion state, but this is only an example and is not limited thereto.

그리고, 고압 세척부(200)는, 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사하는 세척 노즐(210), 세척 노즐(210)에 연결되어 세척 노즐(210)로 공급되는 세척수의 이동 경로를 제공하는 세척수 공급 라인(220), 그리고 세척수 공급 라인(220)을 통해 세척수를 세척 노즐(210)로 이송시키는 세척수 공급 펌프(230)를 포함할 수 있다.In addition, the high-pressure washing unit 200 has a washing nozzle 210 that sprays high-pressure washing water on the surface of the metal material 500, and is connected to the washing nozzle 210 to provide a movement path for the washing water supplied to the washing nozzle 210. It may include a washing water supply line 220 that transfers the washing water to the washing nozzle 210 through the washing water supply line 220 and a washing water supply pump 230.

고압 세척부(200)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)의 전단에 위치하여 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.The high-pressure washing unit 200 is located at the front of the graphene coating chamber unit 300 and can spray high-pressure washing water on the surface of the metal material 500 moving in the direction of the graphene coating chamber unit 300.

즉, 금속재(500)는, 그래핀 코팅 전에 세척되어 표면의 이물질 등이 제거됨으로써, 그래핀 코팅 효율을 높일 수 있다.That is, the metal material 500 is washed before graphene coating to remove foreign substances on the surface, thereby increasing graphene coating efficiency.

여기서, 금속재(500)는, 탄소강, 스테인레스 강을 포함하는 철금속, 알루미늄, 마그네슘 합금, 티타늄 합금을 포함하는 비철금속 중 적어도 어느 하나로 이루어지고, 판재, 환봉, 선재 및 파이프 중 적어도 어느 한 형상을 가질 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.Here, the metal material 500 is made of at least one of ferrous metals including carbon steel and stainless steel, and non-ferrous metals including aluminum, magnesium alloy, and titanium alloy, and has at least one shape among plate, round bar, wire, and pipe. However, this is only an example and is not limited thereto.

일 예로, 고압 세척부(200)는, 금속재(500)를 압연하는 압연 공정 상에 배치될 때, 소정 온도의 열이 인가된 금속재(500)가 압연 롤러에 의해 가압되어 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.As an example, when the high-pressure washing unit 200 is placed on a rolling process for rolling the metal material 500, the metal material 500 to which heat at a predetermined temperature is applied is pressed by a rolling roller to form a graphene coating chamber portion ( High-pressure washing water can be sprayed on the surface of the metal material 500 moving in the direction 300).

다른 예로, 고압 세척부(200)는, 금속재(500)를 압출하는 압출 공정 상에 배치될 때, 소정 온도의 열이 인가된 금속재(500)가 압출되어 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수도 있다.As another example, when the high pressure washing unit 200 is placed on an extrusion process for extruding the metal material 500, the metal material 500 to which heat at a predetermined temperature is applied is extruded in the direction of the graphene coating chamber portion 300. High-pressure washing water may be sprayed on the surface of the moving metal material 500.

또 다른 예로, 고압 세척부(200)는, 금속재(500)를 인발하는 인발 공정 상에 배치될 때, 언코일러(uncoiler)로부터 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수도 있다.As another example, when the high pressure washing unit 200 is disposed on a drawing process for drawing the metal material 500, the surface of the metal material 500 moves from the uncoiler toward the graphene coating chamber portion 300. You can also spray high-pressure washing water.

다음, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 무산소 분위기를 갖는 외부 챔버(310), 외부 챔버(310) 내에 배치되어 무산소 분위기에서 금속재(500) 표면에 그래핀(110)을 코팅시키는 내부 챔버(320), 그래핀 저장부(100)와 내부 챔버(320) 사이에 연결되어 그래핀 저장부(310)로부터 내부 챔버(320)로 공급되는 그래핀(110)의 이동 경로를 제공하는 그래핀 공급 라인(330), 그래핀 공급 라인(330)을 통해 그래핀(110)을 내부 챔버(320)로 이송시키는 그래핀 공급 펌프(340), 내부 챔버(320)로부터 그래핀 저장부(100)로 회수되는 그래핀(110)의 이동 경로를 제공하는 그래핀 회수 라인(350), 그리고 그래핀 회수 라인(350)을 통해 그래핀(110)을 그래핀 저장부(100)로 이송시키는 그래핀 회수 펌프(360)를 포함할 수 있다.Next, the graphene coating chamber unit 300 is an external chamber 310 having an oxygen-free atmosphere, and an internal chamber disposed within the external chamber 310 to coat graphene 110 on the surface of the metal material 500 in an oxygen-free atmosphere ( 320), a graphene supply connected between the graphene storage unit 100 and the internal chamber 320 to provide a movement path for the graphene 110 supplied from the graphene storage unit 310 to the internal chamber 320 Line 330, a graphene supply pump 340 that transfers graphene 110 to the inner chamber 320 through the graphene supply line 330, and from the inner chamber 320 to the graphene storage unit 100. A graphene recovery line 350 that provides a movement path for the recovered graphene 110, and a graphene recovery that transfers the graphene 110 to the graphene storage unit 100 through the graphene recovery line 350. It may include a pump 360.

여기서, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 세척된 금속재(500)를 외부 챔버(310)의 내부 공간을 거쳐 내부 챔버(320)의 내부 공간으로 이송시키고, 내부 챔버(320)의 내부 공간에서 그래핀이 코팅된 금속재(500)를 외부 챔버(310)의 내부 공간을 거쳐 외부로 이송시킬 수 있다.Here, the graphene coating chamber unit 300 transports the cleaned metal material 500 to the inner space of the inner chamber 320 through the inner space of the outer chamber 310, and from the inner space of the inner chamber 320 to the inner space of the inner chamber 320. The graphene-coated metal material 500 can be transported to the outside through the inner space of the external chamber 310.

즉, 금속재(500)가 무산소 분위기의 외부 챔버(310)를 거쳐 내부 챔버(320)로 이송되거나 또는 그래핀이 코팅된 금속재(500)가 무산소 분위기의 외부 챔버(310)를 거쳐 외부로 이송될 경우, 그래핀 투입 전후에 금속재(500)의 산화 반응을 방지할 수 있다.That is, the metal material 500 may be transferred to the inner chamber 320 through the outer chamber 310 in an oxygen-free atmosphere, or the graphene-coated metal material 500 may be transported to the outside through the outer chamber 310 in an oxygen-free atmosphere. In this case, the oxidation reaction of the metal material 500 can be prevented before and after graphene is added.

또한, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 세척된 금속재(500)가 외부 챔버(310)의 내부 공간으로 진입하도록 외부 챔버(310) 일측에 제1 진입구를 배치하고, 금속재(500)가 외부 챔버(310)의 내부 공간을 거쳐 내부 챔버(320)의 내부 공간으로 진입하도록 내부 챔버(320) 일측에 제2 진입구를 배치하며, 내부 챔버(320)의 내부 공간에서 그래핀이 코팅된 금속재(500)가 외부 챔버(310)의 내부 공간으로 진출하도록 내부 챔버(320) 타측에 제1 진출구를 배치하고, 금속재(500)가 외부 챔버(310)의 내부 공간을 거쳐 외부로 진출하도록 외부 챔버(310) 타측에 제2 진출구를 배치할 수 있다.In addition, the graphene coating chamber unit 300 arranges a first entrance port on one side of the external chamber 310 so that the cleaned metal material 500 enters the internal space of the external chamber 310, and the metal material 500 enters the internal space of the external chamber 310. A second entrance is disposed on one side of the inner chamber 320 to enter the inner space of the inner chamber 320 through the inner space of the chamber 310, and a metal material coated with graphene in the inner space of the inner chamber 320 ( A first exit port is disposed on the other side of the inner chamber 320 so that 500 can advance into the inner space of the outer chamber 310, and the outer chamber allows the metal material 500 to advance to the outside through the inner space of the outer chamber 310. (310) A second outlet can be placed on the other side.

여기서, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 제1 진입구, 제2 진입구, 제1 진출구, 제2 진출구가 동일한 일직선상에 위치하도록 배치할 수 있다.Here, the graphene coating chamber unit 300 may be arranged so that the first inlet, the second inlet, the first outlet, and the second outlet are located on the same straight line.

그리고, 제어부(400)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어할 수 있는데, 제어부(400)는, 내부 챔버(320)에 공급되는 그래핀(110)의 공급량을 조절하도록 그래핀 공급 펌프(340)를 제어할 수 있다.In addition, the control unit 400 can control the graphene coating chamber unit 300, and the control unit 400 controls the graphene supply pump to adjust the supply amount of graphene 110 supplied to the internal chamber 320. (340) can be controlled.

여기서, 제어부(400)는, 금속재(500)의 그래핀 코팅 순서, 금속재(500)의 그래핀 코팅 면적 및 금속재(500)의 그래핀 코팅 온도 중 적어도 어느 하나를 기초로 내부 챔버(320)에 공급되는 그래핀(110)의 공급량을 결정하고, 결정한 그래핀(110)의 공급량에 따라 그래핀 공급 펌프(340)를 제어할 수 있다.Here, the control unit 400 controls the internal chamber 320 based on at least one of the graphene coating sequence of the metal material 500, the graphene coating area of the metal material 500, and the graphene coating temperature of the metal material 500. The supply amount of graphene 110 may be determined, and the graphene supply pump 340 may be controlled according to the determined supply amount of graphene 110.

일 예로, 제어부(400)는, 금속재(500)의 그래핀 코팅 온도가 높을 경우, 금속재(500)의 그래핀 코팅율이 증가되므로 그래핀(110)의 공급량을 증가시키고, 금속재(500)의 그래핀 코팅 온도가 낮을 경우, 금속재(500)의 그래핀 코팅율이 감소되므로 그래핀(110)의 공급량을 감소시킬 수 있다.As an example, when the graphene coating temperature of the metal material 500 is high, the graphene coating rate of the metal material 500 increases, so the control unit 400 increases the supply amount of graphene 110 and increases the graphene coating rate of the metal material 500. When the graphene coating temperature is low, the graphene coating rate of the metal material 500 is reduced, so the supply amount of graphene 110 can be reduced.

다른 일 예로, 제어부(400)는, 금속재(500)의 그래핀 코팅 면적이 넓을 경우, 그래핀(110)의 공급량을 증가시키고, 금속재(500)의 그래핀 코팅 면적이 좁을 경우, 그래핀(110)의 공급량을 감소시킬 수 있다.As another example, when the graphene coating area of the metal material 500 is large, the control unit 400 increases the supply amount of graphene 110, and when the graphene coating area of the metal material 500 is narrow, the control unit 400 increases the supply amount of graphene ( 110) supply can be reduced.

또 다른 일 예로, 제어부(400)는, 여러 번의 그래핀 코팅 과정에서, 금속재(500)의 그래핀 코팅 순서가 빠를수록 금속재(500)의 그래핀 코팅율이 증가되므로 그래핀(110)의 공급량을 증가시키고, 금속재(500)의 그래핀 코팅 순서가 늦을수록 금속재(500)의 그래핀 코팅율이 감소되므로 그래핀(110)의 공급량을 감소시킬 수 있다.As another example, the control unit 400 controls the supply amount of graphene 110 because, in the process of multiple graphene coatings, the faster the graphene coating sequence of the metal material 500, the graphene coating rate of the metal material 500 increases. increases, and as the graphene coating sequence of the metal material 500 is delayed, the graphene coating rate of the metal material 500 decreases, thereby reducing the supply amount of graphene 110.

이처럼, 본 발명은, 금속재의 그래핀 코팅 순서, 그래핀 코팅 면적 및 그래핀 코팅 온도에 따라 그래핀의 공급량을 조절함으로써, 그래핀을 효율적으로 사용하여 그래핀 소모량을 최소화할 수 있다.In this way, the present invention can efficiently use graphene and minimize graphene consumption by controlling the supply amount of graphene according to the graphene coating sequence of the metal material, graphene coating area, and graphene coating temperature.

그리고, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재(500)를 압연하는 압연 공정 상에 배치될 때, 제1 압연 롤러와 제2 압연 롤러 사이에 배치되고, 제1 압연 롤러는, 소정 온도의 열이 인가된 금속재(500)를 1차 가압하여 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동시키고, 제2 압연 롤러는, 그래핀 코팅 챔버부(300)에서 그래핀이 코팅된 금속재(500)를 2차 가압하여 다음 공정으로 이동시킬 수 있다.And, when the graphene coating chamber unit 300 is disposed on a rolling process for rolling the metal material 500, it is disposed between the first rolling roller and the second rolling roller, and the first rolling roller is maintained at a predetermined temperature. The metal material 500 to which heat has been applied is first pressed and moved in the direction of the graphene coating chamber part 300, and the second rolling roller moves the graphene-coated metal material 500 in the graphene coating chamber part 300. It can be moved to the next process by applying secondary pressure.

경우에 따라, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재(500)를 압출하는 압출 공정 상에 배치될 때, 압출기와 압출 다이스 사이에 배치되고, 압출기는, 소정 온도의 열이 인가된 금속재(500)를 압출하여 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동시키고, 압출 다이스는, 그래핀 코팅 챔버부(300)에서 그래핀이 코팅된 금속재(500)를 압출하여 다음 공정으로 이동시킬 수 있다.In some cases, the graphene coating chamber unit 300 is disposed between an extruder and an extrusion die when placed on an extrusion process for extruding the metal material 500, and the extruder is a metal material to which heat at a predetermined temperature is applied ( 500) can be extruded and moved toward the graphene coating chamber part 300, and the extrusion die can extrude the graphene-coated metal material 500 from the graphene coating chamber part 300 and move it to the next process. .

다른 경우로서, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재(500)를 인발하는 인발 공정 상에 배치될 때, 가열기와 인발 다이스 사이에 배치되고, 가열기는, 언코일러(uncoiler)로부터 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500)를 가열시키고, 인발 다이스는, 그래핀 코팅 챔버부(300)에서 그래핀이 코팅된 금속재(500)를 인발하여 리코일러(recoiler)로 이동시킬 수 있다.As another case, the graphene coating chamber portion 300, when disposed on a drawing process for drawing the metal material 500, is disposed between a heater and a drawing die, and the heater applies the graphene coating from an uncoiler. The metal material 500 moving in the direction of the chamber part 300 is heated, and the drawing die draws the graphene-coated metal material 500 from the graphene coating chamber part 300 and moves it to the recoiler. You can.

이처럼, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정으로서, 금속재를 압연하는 압연 공정, 금속재를 압출하는 압출 공정, 금속재를 인발하는 인발 공정 상에 각각 배치될 수 있다.In this way, the graphene coating chamber unit 300 is a metal material manufacturing process in which heat and pressure are generated, and can be disposed on a rolling process for rolling a metal material, an extrusion process for extruding a metal material, and a drawing process for drawing a metal material.

여기서, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재를 압연하는 압연 공정에서 하나 또는 다수 개가 배치될 수 있고, 금속재를 압출하는 압출 공정에서도 하나 또는 다수 개가 배치될 수 있으며, 금속재를 인발하는 인발 공정에서도 하나 또는 다수 개가 배치될 수 있다.Here, one or more graphene coating chamber units 300 may be disposed in a rolling process for rolling a metal material, one or more graphene coating chamber units 300 may be disposed in an extrusion process for extruding a metal material, and a drawing process for drawing a metal material. One or multiple units may be placed.

일 예로, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재(500)를 압연하는 압연 공정 상에 배치될 때, 조압연 공정과 중간/사상압연 공정 사이, 중간/사상압연 공정과 피니싱 블럭(finishing block) 공정 사이 중 적어도 어느 한 공정 사이에 배치될 수 있다.As an example, when the graphene coating chamber unit 300 is disposed on a rolling process for rolling the metal material 500, between the rough rolling process and the intermediate/fine rolling process, the intermediate/fine rolling process and the finishing block (finishing block) ) It may be placed between at least one of the processes.

다른 일 예로, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재(500)를 압출하는 압출 공정 상에 배치될 때, 압출기와 압출 다이스 사이, 압출 다이스와 풀 롤러(pull roller) 사이 중 어느 한 공정 사이에 배치될 수도 있다.As another example, when the graphene coating chamber unit 300 is placed on an extrusion process for extruding the metal material 500, the graphene coating chamber unit 300 is placed between an extruder and an extrusion die or between an extrusion die and a pull roller. It may be placed in .

또 다른 일 예로, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재(500)를 인발하는 인발 공정 상에 배치될 때, 언코일러(uncoiler)와 인발 다이스 사이, 인발 다이스와 리코일러(recoiler) 사이 중 어느 한 공정 사이에 배치될 수도 있다.As another example, when the graphene coating chamber unit 300 is disposed on a drawing process for drawing the metal material 500, it is located between an uncoiler and a drawing die or between a drawing die and a recoiler. It may be placed between any one process.

그리고, 금속재(500)는, 탄소강, 스테인레스 강을 포함하는 철금속, 알루미늄, 마그네슘 합금, 티타늄 합금을 포함하는 비철금속 중 적어도 어느 하나로 이루어지고, 판재, 환봉, 선재 및 파이프 중 적어도 어느 한 형상을 가질 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.In addition, the metal material 500 is made of at least one of ferrous metals including carbon steel and stainless steel, and non-ferrous metals including aluminum, magnesium alloys, and titanium alloys, and has at least one shape among plate, round bar, wire, and pipe. However, this is only an example and is not limited thereto.

또한, 그래핀(110)은, 액상, 분말상, 분산액 중 어느 한 상태로 그래핀 코팅 챔버부(300)에 투입될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.Additionally, graphene 110 may be added to the graphene coating chamber 300 in any one of liquid, powder, and dispersion states, but this is only an example and is not limited thereto.

이어, 제어부(400)는, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에서, 금속재(500)가 세척 구간에 진입하면 금속재(500)를 고압으로 세척하도록 고압 세척부(200)를 제어하고, 세척된 금속재(500)가 무산소 분위기의 그래핀 코팅 챔버부(300) 내로 이송되면 그래핀(110)을 투입하여 금속재(500) 표면에 그래핀(110)을 코팅하도록 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어할 수 있다.Next, in the metal material manufacturing process in which heat and pressure are generated, the control unit 400 controls the high-pressure cleaning unit 200 to wash the metal material 500 at high pressure when the metal material 500 enters the washing section, and the cleaned metal material. When 500 is transferred into the graphene coating chamber 300 in an oxygen-free atmosphere, the graphene coating chamber 300 is controlled to coat the surface of the metal material 500 with graphene 110 by adding graphene 110. can do.

여기서, 제어부(400)는, 금속재(500)가 세척 구간에 진입하면 금속재(500)를 고압으로 세척하도록 고압 세척부(200)를 제어함과 동시에 무산소 분위기를 가지면서 그래핀(110)이 투입되도록 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어할 수 있다.Here, the control unit 400 controls the high-pressure washing unit 200 to wash the metal material 500 at high pressure when the metal material 500 enters the cleaning section, and at the same time, the graphene 110 is introduced while maintaining an oxygen-free atmosphere. The graphene coating chamber unit 300 can be controlled as much as possible.

경우에 따라, 제어부(400)는, 금속재(500)가 세척 구간에 진입하면 금속재(500)를 고압으로 세척하도록 고압 세척부(200)를 제어함과 동시에 무산소 분위기를 가지도록 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어하고, 금속재(500)의 고압 세척이 완료되면 그래핀(110)을 투입하도록 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어할 수도 있다.In some cases, the control unit 400 controls the high-pressure washing unit 200 to wash the metal material 500 at high pressure when the metal material 500 enters the cleaning section and simultaneously controls the graphene coating chamber unit to have an oxygen-free atmosphere. 300 may be controlled, and the graphene coating chamber unit 300 may be controlled to inject graphene 110 when high-pressure washing of the metal material 500 is completed.

다른 경우로서, 제어부(400)는, 금속재(500)의 고압 세척이 완료되면 무산소 분위기를 가지면서 그래핀(110)이 투입되도록 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어할 수도 있다.In another case, the control unit 400 may control the graphene coating chamber unit 300 to input the graphene 110 in an oxygen-free atmosphere when high-pressure washing of the metal material 500 is completed.

또 다른 경우로서, 제어부(400)는, 금속재(500)의 고압 세척이 완료되면 무산소 분위기를 가지도록 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어하고, 금속재(500)가 그래핀 코팅 챔버부(300) 내로 진입하면 그래핀(110)이 투입되도록 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어할 수 있다.As another case, the control unit 400 controls the graphene coating chamber unit 300 to have an oxygen-free atmosphere when high-pressure washing of the metal material 500 is completed, and the metal material 500 controls the graphene coating chamber unit 300. ), the graphene coating chamber unit 300 can be controlled so that the graphene 110 is introduced.

이어, 제어부(400)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어할 때, 금속재의 그래핀 코팅 순서, 금속재의 그래핀 코팅 면적 및 금속재의 그래핀 코팅 온도 중 적어도 어느 하나를 기초로 그래핀의 공급량을 결정하고, 결정한 그래핀의 공급량에 따라 그래핀을 투입하도록 그래핀 코팅 챔버부(300)를 제어할 수 있다.Next, when controlling the graphene coating chamber unit 300, the control unit 400 generates graphene based on at least one of the graphene coating sequence of the metal material, the graphene coating area of the metal material, and the graphene coating temperature of the metal material. The supply amount of can be determined, and the graphene coating chamber unit 300 can be controlled to inject graphene according to the determined supply amount of graphene.

여기서, 제어부(400)는, 금속재의 그래핀 코팅 온도가 높을수록 그래핀의 공급량을 증가시킬 수 있다.Here, the control unit 400 may increase the supply amount of graphene as the graphene coating temperature of the metal material increases.

또한, 제어부(400)는, 금속재의 그래핀 코팅 면적이 넓을수록 그래핀의 공급량을 증가시킬 수도 있다.Additionally, the control unit 400 may increase the supply amount of graphene as the graphene coating area of the metal material increases.

또한, 제어부(400)는, 금속재의 그래핀 코팅 순서가 빠를수록 그래핀의 공급량을 증가시킬 수도 있다.Additionally, the control unit 400 may increase the supply amount of graphene as the graphene coating sequence on the metal material becomes faster.

이와 같이, 본 발명은, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에 그래핀 코팅 챔버를 배치하여 세척된 금속재 표면에 무산소 분위기에서 그래핀을 코팅함으로써, 간단한 코팅 방식으로 금속재 표면에 일정 깊이로 그래핀을 균일하고 빠르게 코팅할 수 있는 저가의 그래핀 코팅 장치를 제공할 수 있다.As such, the present invention places a graphene coating chamber on a metal manufacturing process that generates heat and pressure and coats the cleaned metal surface with graphene in an oxygen-free atmosphere, thereby spreading the graphene to a certain depth on the metal surface using a simple coating method. It is possible to provide a low-cost graphene coating device that can uniformly and quickly coat.

또한, 본 발명은, 금속재의 그래핀 코팅 순서, 금속재의 그래핀 코팅 면적 및 금속재의 그래핀 코팅 온도에 따라 그래핀의 공급량을 조절함으로써, 그래핀을 효율적으로 사용하여 그래핀 소모량을 최소화할 수 있다.In addition, the present invention can minimize graphene consumption by efficiently using graphene by adjusting the supply amount of graphene according to the graphene coating sequence of the metal material, the graphene coating area of the metal material, and the graphene coating temperature of the metal material. there is.

또한, 본 발명은, 금속재의 그래핀 코팅이 완료되면 그래핀 코팅 챔버 내의 그래핀을 회수하여 재사용함으로써, 그래핀 낭비를 줄여 그래핀 비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention can reduce graphene waste and reduce graphene costs by recovering and reusing the graphene in the graphene coating chamber when the graphene coating of the metal material is completed.

또한, 본 발명은, 금속재 표면에 일정 깊이로 그래핀을 균일하게 코팅할 수 있으므로, 금속재의 표면 경도 및 표면 강도가 강화되고, 금속재의 열전도성이 증강하며, 금속재의 고경도 및 고강도로 내마모성이 강화되고, 그래핀의 화학적 변형 불가에 따른 표면 코팅에 의한 내부식성 강화되며, 그래핀의 윤활작용에 의한 금속재 표면 미끄럼이 증대될 수 있다.In addition, the present invention can uniformly coat graphene on the surface of a metal material to a certain depth, so the surface hardness and surface strength of the metal material are strengthened, the thermal conductivity of the metal material is enhanced, and the wear resistance is improved due to the high hardness and strength of the metal material. Corrosion resistance is strengthened by surface coating due to the inability of graphene to be chemically modified, and the slippage of metal surfaces can be increased due to the lubricating action of graphene.

도 3은, 압연 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram illustrating a graphene coating device disposed on a rolling process.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 그래핀 코팅 장치는, 열과 압력이 발생하는 압연 공정 상에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 3, the graphene coating device of the present invention can be placed on a rolling process in which heat and pressure are generated.

고압 세척부(200)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)의 전단에 위치하여 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.The high-pressure washing unit 200 is located at the front of the graphene coating chamber unit 300 and can spray high-pressure washing water on the surface of the metal material 500 moving in the direction of the graphene coating chamber unit 300.

그 이유는, 금속재(500)를 그래핀 코팅 전에 세척하여 금속재 표면의 이물질 등을 제거할 경우, 그래핀 코팅 효율을 높일 수 있기 때문이다.The reason is that if the metal material 500 is cleaned before graphene coating to remove foreign substances on the surface of the metal material, the graphene coating efficiency can be increased.

여기서, 고압 세척부(200)는, 소정 온도의 열이 인가된 금속재(500)가 제1 압연 롤러(610)에 의해 가압되어 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.Here, the high pressure washing unit 200 is a surface of the metal material 500 to which heat at a predetermined temperature is applied is pressed by the first rolling roller 610 and moves toward the graphene coating chamber portion 300. High-pressure washing water can be sprayed.

그리고, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 제1 압연 롤러(610)와 제2 압연 롤러(620) 사이에 배치될 수 있다.And, the graphene coating chamber unit 300 may be disposed between the first rolling roller 610 and the second rolling roller 620.

여기서, 제1 압연 롤러(610)는, 소정 온도의 열이 인가된 금속재(500)를 1차 가압하여 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동시키고, 제2 압연 롤러(620)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)에서 그래핀이 코팅된 금속재(500)를 2차 가압하여 다음 공정으로 이동시킬 수 있다.Here, the first rolling roller 610 primarily presses the metal material 500 to which heat at a predetermined temperature has been applied and moves it in the direction of the graphene coating chamber portion 300, and the second rolling roller 620 moves the metal material 500 to which heat at a predetermined temperature has been applied. In the pin coating chamber unit 300, the graphene-coated metal material 500 can be moved to the next process by applying secondary pressure.

또한, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재를 압연하는 압연 공정에서 하나 또는 다수 개가 배치될 수 있다.Additionally, one or more graphene coating chamber units 300 may be disposed in a rolling process for rolling a metal material.

일 예로, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재를 압연하는 압연 공정에서, 조압연 공정과 중간/사상압연 공정 사이, 중간/사상압연 공정과 피니싱 블럭(finishing block) 공정 사이 중 적어도 어느 한 공정 사이에 배치될 수 있다.As an example, the graphene coating chamber unit 300 is, in a rolling process for rolling a metal material, at least one of between the rough rolling process and the intermediate/fine rolling process, and between the intermediate/fine rolling process and the finishing block process. It can be placed between processes.

이처럼, 본 발명은, 압연 공정에 의해 고온의 열이 발생하는 금속재에 그래핀을 코팅하고 압연 롤러를 통해 그래핀이 코팅된 금속재를 가압함으로써, 그래핀이 금속재의 표면 내에 일정 깊이로 균일하고 안정적으로 코팅될 수 있다.In this way, the present invention coats graphene on a metal material that generates high temperature heat through a rolling process and pressurizes the graphene-coated metal material through a rolling roller, so that graphene is uniformly and stably deposited at a certain depth within the surface of the metal material. can be coated with

도 4는, 압출 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 개략도이다.Figure 4 is a schematic diagram illustrating a graphene coating device disposed on an extrusion process.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 그래핀 코팅 장치는, 열과 압력이 발생하는 압출 공정 상에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 4, the graphene coating device of the present invention can be placed on an extrusion process in which heat and pressure are generated.

고압 세척부(200)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)의 전단에 위치하여 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.The high-pressure washing unit 200 is located at the front of the graphene coating chamber unit 300 and can spray high-pressure washing water on the surface of the metal material 500 moving in the direction of the graphene coating chamber unit 300.

그 이유는, 금속재(500)를 그래핀 코팅 전에 세척하여 금속재 표면의 이물질 등을 제거할 경우, 그래핀 코팅 효율을 높일 수 있기 때문이다.The reason is that if the metal material 500 is cleaned before graphene coating to remove foreign substances on the surface of the metal material, the graphene coating efficiency can be increased.

여기서, 고압 세척부(200)는, 소정 온도의 열이 인가된 금속재(500)가 압출되어 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.Here, the high-pressure washing unit 200 can spray high-pressure washing water on the surface of the metal material 500, to which heat at a predetermined temperature is applied, is extruded and moves toward the graphene coating chamber unit 300. .

그리고, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 압출기(710)와 압출 다이스(720) 사이에 배치될 수 있다.And, the graphene coating chamber unit 300 may be disposed between the extruder 710 and the extrusion die 720.

여기서, 압출기(710)는, 소정 온도의 열이 인가된 금속재(500)를 압출하여 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동시키고, 압출 다이스(720)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)에서 그래핀이 코팅된 금속재(500)를 압출하여 다음 공정으로 이동시킬 수 있다.Here, the extruder 710 extrudes the metal material 500 to which heat at a predetermined temperature is applied and moves it in the direction of the graphene coating chamber portion 300, and the extrusion die 720 moves the metal material 500 to which heat at a predetermined temperature has been applied. The graphene-coated metal material 500 can be extruded and moved to the next process.

또한, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재를 압출하는 압출 공정에서 하나 또는 다수 개가 배치될 수 있다.Additionally, one or more graphene coating chamber units 300 may be disposed in an extrusion process for extruding a metal material.

일 예로, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재를 압출하는 압출 공정에서, 압출기(710)와 압출 다이스(720) 사이, 압출 다이스(720)와 풀 롤러(pull roller)(미도시) 사이 중 어느 한 공정 사이에 배치될 수 있다.As an example, the graphene coating chamber unit 300 is located between the extruder 710 and the extrusion die 720 and between the extrusion die 720 and a pull roller (not shown) in an extrusion process for extruding a metal material. It can be placed between any one of the processes.

이처럼, 본 발명은, 압출 공정에 의해 고온의 열이 발생하는 금속재에 그래핀을 코팅하고 압출 다이스를 통해 그래핀이 코팅된 금속재를 가압함으로써, 그래핀이 금속재의 표면 내에 일정 깊이로 균일하고 안정적으로 코팅될 수 있다.In this way, the present invention coats graphene on a metal material that generates high temperature heat through an extrusion process and pressurizes the graphene-coated metal material through an extrusion die, so that graphene is uniformly and stably deposited at a certain depth within the surface of the metal material. can be coated with

도 5는, 인발 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치를 설명하기 위한 개략도이다.Figure 5 is a schematic diagram illustrating a graphene coating device disposed on a drawing process.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 그래핀 코팅 장치는, 열과 압력이 발생하는 인발 공정 상에 배치될 수 있다.As shown in Figure 5, the graphene coating device of the present invention can be placed on a drawing process in which heat and pressure are generated.

고압 세척부(200)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)의 전단에 위치하여 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.The high-pressure washing unit 200 is located at the front of the graphene coating chamber unit 300 and can spray high-pressure washing water on the surface of the metal material 500 moving in the direction of the graphene coating chamber unit 300.

그 이유는, 금속재(500)를 그래핀 코팅 전에 세척하여 금속재 표면의 이물질 등을 제거할 경우, 그래핀 코팅 효율을 높일 수 있기 때문이다.The reason is that if the metal material 500 is cleaned before graphene coating to remove foreign substances on the surface of the metal material, the graphene coating efficiency can be increased.

여기서, 고압 세척부(200)는, 언코일러(uncoiler)(830)로부터 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500) 표면에 고압의 세척수를 분사할 수 있다.Here, the high-pressure washing unit 200 may spray high-pressure washing water on the surface of the metal material 500 moving from the uncoiler 830 toward the graphene coating chamber unit 300.

그리고, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 가열기(810)와 인발 다이스(820) 사이에 배치될 수 있다.And, the graphene coating chamber unit 300 may be disposed between the heater 810 and the drawing die 820.

여기서, 가열기(810)는, 언코일러(uncoiler)(830)로부터 그래핀 코팅 챔버부(300) 방향으로 이동하는 금속재(500)를 가열시키고, 인발 다이스(820)는, 그래핀 코팅 챔버부(300)에서 그래핀이 코팅된 금속재(500)를 인발하여 리코일러(recoiler)(840)로 이동시킬 수 있다.Here, the heater 810 heats the metal material 500 moving from the uncoiler 830 toward the graphene coating chamber portion 300, and the drawing die 820 heats the graphene coating chamber portion ( The graphene-coated metal material 500 may be drawn from 300 and moved to a recoiler 840.

또한, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재를 인발하는 인발 공정에서 하나 또는 다수 개가 배치될 수 있다.Additionally, one or more graphene coating chamber units 300 may be disposed during a drawing process for drawing a metal material.

일 예로, 그래핀 코팅 챔버부(300)는, 금속재를 인발하는 인발 공정에서, 언코일러(uncoiler)(830)와 인발 다이스(820) 사이, 인발 다이스(820)와 리코일러(recoiler)(840) 사이 중 어느 한 공정 사이에 배치될 수 있다.As an example, the graphene coating chamber unit 300 is between the uncoiler 830 and the drawing die 820, and the drawing die 820 and the recoiler 840 in a drawing process for drawing a metal material. ) can be placed between any one of the processes.

이처럼, 본 발명은, 인발 공정에 의해 고온의 열을 인가한 금속재에 그래핀을 코팅하고 인발 다이스를 통해 그래핀이 코팅된 금속재를 가압함으로써, 그래핀이 금속재의 표면 내에 일정 깊이로 균일하고 안정적으로 코팅될 수 있다.In this way, the present invention coats graphene on a metal material to which high temperature heat is applied through a drawing process and pressurizes the graphene-coated metal material through a drawing die, so that graphene is uniformly and stably deposited at a certain depth within the surface of the metal material. can be coated with

도 6은, 본 발명에 따른 그래핀 코팅 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 6 is a flowchart for explaining the graphene coating method according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부는, 금속재가 세척 구간에 진입하는지를 확인할 수 있다(S10).As shown in Figure 6, the control unit of the present invention can check whether the metal material enters the washing section (S10).

이어, 제어부는, 금속재가 세척 구간에 진입하면 금속재를 고압으로 세척하도록 고압 세척부를 제어할 수 있다(S20).Next, the control unit may control the high-pressure washing unit to wash the metal material at high pressure when the metal material enters the washing section (S20).

여기서, 제어부는, 금속재가 세척 구간에 진입하면 금속재를 고압으로 세척하도록 고압 세척부를 제어함과 동시에 무산소 분위기를 가지면서 그래핀이 투입되도록 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 수 있다.Here, the control unit may control the high-pressure washing unit to wash the metal material at high pressure when the metal material enters the cleaning section, and at the same time control the graphene coating chamber unit to input graphene while maintaining an oxygen-free atmosphere.

경우에 따라, 제어부는, 금속재가 세척 구간에 진입하면 금속재를 고압으로 세척하도록 고압 세척부를 제어함과 동시에 무산소 분위기를 가지도록 그래핀 코팅 챔버부를 제어하고, 금속재의 고압 세척이 완료되면 그래핀을 투입하도록 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 수도 있다.In some cases, the control unit controls the high-pressure washing unit to wash the metal material at high pressure when the metal material enters the cleaning section, and at the same time controls the graphene coating chamber section to have an oxygen-free atmosphere, and when the high-pressure washing of the metal material is completed, the graphene is The graphene coating chamber part can also be controlled to input the material.

다른 경우로서, 제어부는, 금속재의 고압 세척이 완료되면 무산소 분위기를 가지면서 그래핀이 투입되도록 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 수도 있다.In another case, the control unit may control the graphene coating chamber unit so that graphene is introduced in an oxygen-free atmosphere when high-pressure washing of the metal material is completed.

또 다른 경우로서, 제어부는, 금속재의 고압 세척이 완료되면 무산소 분위기를 가지도록 그래핀 코팅 챔버부를 제어하고, 금속재가 그래핀 코팅 챔버부 내로 진입하면 그래핀이 투입되도록 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 수도 있다.In another case, the control unit controls the graphene coating chamber unit to have an oxygen-free atmosphere when high-pressure washing of the metal material is completed, and controls the graphene coating chamber unit to input graphene when the metal material enters the graphene coating chamber unit. It may be possible.

그리고, 제어부는, 세척된 금속재가 그래핀 코팅 챔버부 내로 이송되는지를 확인할 수 있다(S30).And, the control unit can check whether the cleaned metal material is transferred into the graphene coating chamber part (S30).

다음, 제어부는, 세척된 금속재가 그래핀 코팅 챔버부 내로 이송되면 그래핀을 투입하여 무산소 분위기에서 금속재 표면에 그래핀을 코팅하도록 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 수 있다(S40).Next, the control unit may control the graphene coating chamber unit to coat the surface of the metal material with graphene in an oxygen-free atmosphere by adding graphene when the cleaned metal material is transferred into the graphene coating chamber unit (S40).

여기서, 제어부는, 금속재의 그래핀 코팅 순서, 금속재의 그래핀 코팅 면적 및 금속재의 그래핀 코팅 온도 중 적어도 어느 하나를 기초로 그래핀의 공급량을 결정하고, 결정한 그래핀의 공급량에 따라 그래핀을 투입하도록 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 수 있다.Here, the control unit determines the supply amount of graphene based on at least one of the graphene coating sequence of the metal material, the graphene coating area of the metal material, and the graphene coating temperature of the metal material, and supplies graphene according to the determined supply amount of graphene. The graphene coating chamber part can be controlled to input the material.

이어, 제어부는, 금속재 표면에 그래핀 코팅이 완료되는지를 확인할 수 있다(S50).Next, the control unit can check whether graphene coating on the surface of the metal material is completed (S50).

그리고, 제어부는, 금속재 표면에 그래핀 코팅이 완료되면 그래핀 코팅 챔버부 내에 잔류된 그래핀을 그래핀 저장부로 회수시킬 수 있다(S60).And, when graphene coating on the surface of the metal material is completed, the control unit can recover the graphene remaining in the graphene coating chamber unit to the graphene storage unit (S60).

다음, 제어부는, 그래핀 코팅 종료 요청이 수신되는지를 확인하고(S70), 그래핀 코팅 종료 요청이 수신되면 그래핀 코팅 과정을 종료할 수 있다.Next, the control unit checks whether a request to end the graphene coating is received (S70), and when the request to end the graphene coating is received, the control unit may end the graphene coating process.

이와 같이, 본 발명은, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에 그래핀 코팅 챔버를 배치하여 세척된 금속재 표면에 무산소 분위기에서 그래핀을 코팅함으로써, 간단한 코팅 방식으로 금속재 표면에 일정 깊이로 그래핀을 균일하고 빠르게 코팅할 수 있는 저가의 그래핀 코팅 장치를 제공할 수 있다.As such, the present invention places a graphene coating chamber on a metal manufacturing process that generates heat and pressure and coats the cleaned metal surface with graphene in an oxygen-free atmosphere, thereby spreading the graphene to a certain depth on the metal surface using a simple coating method. It is possible to provide a low-cost graphene coating device that can uniformly and quickly coat.

또한, 본 발명은, 금속재의 그래핀 코팅 순서, 금속재의 그래핀 코팅 면적 및 금속재의 그래핀 코팅 온도에 따라 그래핀의 공급량을 조절함으로써, 그래핀을 효율적으로 사용하여 그래핀 소모량을 최소화할 수 있다.In addition, the present invention can minimize graphene consumption by efficiently using graphene by adjusting the supply amount of graphene according to the graphene coating sequence of the metal material, the graphene coating area of the metal material, and the graphene coating temperature of the metal material. there is.

또한, 본 발명은, 금속재의 그래핀 코팅이 완료되면 그래핀 코팅 챔버 내의 그래핀을 회수하여 재사용함으로써, 그래핀 낭비를 줄여 그래핀 비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention can reduce graphene waste and reduce graphene costs by recovering and reusing the graphene in the graphene coating chamber when the graphene coating of the metal material is completed.

또한, 본 발명은, 금속재 표면에 일정 깊이로 그래핀을 균일하게 코팅할 수 있으므로, 금속재의 표면 경도 및 표면 강도가 강화되고, 금속재의 열전도성이 증강하며, 금속재의 고경도 및 고강도로 내마모성이 강화되고, 그래핀의 화학적 변형 불가에 따른 표면 코팅에 의한 내부식성 강화되며, 그래핀의 윤활작용에 의한 금속재 표면 미끄럼이 증대될 수 있다.In addition, the present invention can uniformly coat graphene on the surface of a metal material to a certain depth, so the surface hardness and surface strength of the metal material are strengthened, the thermal conductivity of the metal material is enhanced, and the wear resistance is improved due to the high hardness and strength of the metal material. Corrosion resistance is strengthened by surface coating due to the inability of graphene to be chemically modified, and the slippage of metal surfaces can be increased due to the lubricating action of graphene.

이상에서 본 발명들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects, etc. described in the present inventions above are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified and implemented in other embodiments by a person with ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the above description has been made focusing on the examples, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art will understand the above examples without departing from the essential characteristics of the present embodiment. You will be able to see that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the examples can be modified and implemented. And these variations and differences in application should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

100: 그래핀 저장부
200: 고압 세척부
210: 세척 노즐
220: 세척수 공급 라인
230: 세척수 공급 펌프
300: 그래핀 코팅 챔버부
310: 외부 챔버
320: 내부 챔버
330: 그래핀 공급 라인
340: 그래핀 공급 펌프
350: 그래핀 회수 라인
360: 그래핀 회수 펌프
400: 제어부
500: 금속재
100: graphene storage unit
200: High pressure washing unit
210: cleaning nozzle
220: Washing water supply line
230: Washing water supply pump
300: Graphene coating chamber part
310: external chamber
320: inner chamber
330: Graphene supply line
340: Graphene supply pump
350: Graphene recovery line
360: Graphene recovery pump
400: Control unit
500: Metal material

Claims (10)

열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치에 있어서,
그래핀을 저장 및 교반하는 그래핀 저장부;
금속재를 고압으로 세척하는 고압 세척부; 그리고,
상기 세척된 금속재 표면에 상기 그래핀을 코팅하는 그래핀 코팅 챔버부를 포함하고,
상기 그래핀 코팅 챔버부는,
무산소 분위기를 갖는 외부 챔버;
상기 외부 챔버 내에 배치되어 무산소 분위기에서 상기 금속재 표면에 그래핀을 코팅시키는 내부 챔버;
상기 그래핀 저장부와 상기 내부 챔버 사이에 연결되어 상기 그래핀 저장부로부터 상기 내부 챔버로 공급되는 그래핀의 이동 경로를 제공하는 그래핀 공급 라인;
상기 그래핀 공급 라인을 통해 상기 그래핀을 상기 내부 챔버로 이송시키는 그래핀 공급 펌프;
상기 내부 챔버로부터 상기 그래핀 저장부로 회수되는 그래핀의 이동 경로를 제공하는 그래핀 회수 라인;
상기 그래핀 회수 라인을 통해 상기 그래핀을 상기 그래핀 저장부로 이송시키는 그래핀 회수 펌프; 및
상기 그래핀 저장부, 고압 세척부 및 그래핀 코팅 챔버부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에서, 상기 금속재가 세척 구간에 진입하면 상기 금속재를 고압으로 세척하도록 상기 고압 세척부를 제어하고, 상기 세척된 금속재가 무산소 분위기의 그래핀 코팅 챔버부 내로 이송되면 상기 그래핀을 투입하여 상기 금속재 표면에 상기 그래핀을 코팅하도록 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어하며,
상기 제어부는, 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 때, 상기 금속재의 그래핀 코팅 순서, 상기 금속재의 그래핀 코팅 면적 및 상기 금속재의 그래핀 코팅 온도를 모두 기초로 하여 상기 그래핀의 공급량을 결정하고, 상기 결정한 그래핀의 공급량에 따라 상기 그래핀을 투입하도록 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어하되,
상기 제어부는,
상기 금속재의 그래핀 코팅 온도가 높을 경우 상기 그래핀의 공급량을 증가시키고, 상기 금속재의 그래핀 코팅 온도가 낮을 경우, 상기 그래핀의 공급량을 감소시키며,
상기 금속재의 그래핀 코팅 면적이 넓을 경우 상기 그래핀의 공급량을 증가시키고, 상기 금속재의 그래핀 코팅 면적이 좁을 경우 상기 그래핀의 공급량을 감소시키며,
여러 번의 그래핀 코팅 과정에서, 상기 금속재의 그래핀 코팅 순서가 빠를수록 상기 그래핀의 공급량을 증가시키고, 상기 금속재의 그래핀 코팅 순서가 늦을수록 상기 그래핀의 공급량을 감소시키며,
상기 그래핀 코팅은 여러 번의 과정으로 실시되고, 여러 번의 그래핀 코팅과정에서 상대적으로 빨리 실시되는 과정에 대해서는 상기 그래핀 코팅 순서가 빠른 것을 의미하고, 여러 번의 그래핀 코팅과정에서 상대적으로 늦게 실시되는 과정에 대해 상기 그래핀 코팅 순서가 늦은 것을 의미하며,
상기 그래핀 코팅 챔버부는,
상기 금속재를 압출하는 압출 공정 상에 배치될 때, 압출기와 압출 다이스 사이에 배치되고,
상기 압출기는,
소정 온도의 열이 인가된 금속재를 압출하여 상기 그래핀 코팅 챔버부 방향으로 이동시키고,
상기 압출 다이스는,
상기 그래핀 코팅 챔버부에서 그래핀이 코팅된 금속재를 압출하여 다음 공정으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 그래핀 코팅 장치.
In a graphene coating device placed on a metal manufacturing process where heat and pressure are generated,
Graphene storage unit for storing and stirring graphene;
A high-pressure washing unit that washes metal materials at high pressure; and,
It includes a graphene coating chamber unit that coats the graphene on the cleaned metal surface,
The graphene coating chamber part,
an external chamber with an oxygen-free atmosphere;
an inner chamber disposed within the outer chamber to coat the metal surface with graphene in an oxygen-free atmosphere;
a graphene supply line connected between the graphene storage unit and the internal chamber to provide a movement path for graphene supplied from the graphene storage unit to the internal chamber;
a graphene supply pump transporting the graphene to the internal chamber through the graphene supply line;
a graphene recovery line that provides a movement path for graphene recovered from the internal chamber to the graphene storage unit;
a graphene recovery pump that transfers the graphene to the graphene storage unit through the graphene recovery line; and
It includes a control unit that controls the graphene storage unit, high pressure washing unit, and graphene coating chamber unit,
The control unit controls the high-pressure washing unit to wash the metal material at high pressure when the metal material enters the cleaning section in a metal material manufacturing process in which heat and pressure are generated, and the cleaned metal material is placed into the graphene coating chamber portion in an oxygen-free atmosphere. When transferred, the graphene coating chamber is controlled to apply the graphene and coat the surface of the metal material with the graphene,
When controlling the graphene coating chamber unit, the control unit determines the supply amount of the graphene based on the graphene coating sequence of the metal material, the graphene coating area of the metal material, and the graphene coating temperature of the metal material. , controlling the graphene coating chamber unit to inject the graphene according to the determined supply amount of graphene,
The control unit,
When the graphene coating temperature of the metal material is high, the supply amount of the graphene is increased, and when the graphene coating temperature of the metal material is low, the supply amount of the graphene is reduced,
When the graphene coating area of the metal material is large, the supply amount of the graphene is increased, and when the graphene coating area of the metal material is narrow, the supply amount of the graphene is reduced,
In several graphene coating processes, the faster the graphene coating sequence of the metal material, the more the supply amount of graphene increases, and the later the graphene coating sequence of the metal material decreases the supply amount of graphene,
The graphene coating is carried out in several processes, and a process carried out relatively quickly in several graphene coating processes means that the graphene coating sequence is fast, and a process carried out relatively late in several graphene coating processes means that the graphene coating sequence is fast. This means that the graphene coating sequence is late for the process,
The graphene coating chamber part,
When placed on an extrusion process for extruding the metal material, it is placed between the extruder and the extrusion die,
The extruder,
Extruding a metal material to which heat at a predetermined temperature has been applied and moving it toward the graphene coating chamber,
The extrusion die is,
A graphene coating device characterized in that the graphene-coated metal material is extruded from the graphene coating chamber and moved to the next process.
열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에 배치되는 그래핀 코팅 장치에 있어서,
그래핀을 저장 및 교반하는 그래핀 저장부;
금속재를 고압으로 세척하는 고압 세척부; 그리고,
상기 세척된 금속재 표면에 상기 그래핀을 코팅하는 그래핀 코팅 챔버부를 포함하고,
상기 그래핀 코팅 챔버부는,
무산소 분위기를 갖는 외부 챔버;
상기 외부 챔버 내에 배치되어 무산소 분위기에서 상기 금속재 표면에 그래핀을 코팅시키는 내부 챔버;
상기 그래핀 저장부와 상기 내부 챔버 사이에 연결되어 상기 그래핀 저장부로부터 상기 내부 챔버로 공급되는 그래핀의 이동 경로를 제공하는 그래핀 공급 라인;
상기 그래핀 공급 라인을 통해 상기 그래핀을 상기 내부 챔버로 이송시키는 그래핀 공급 펌프;
상기 내부 챔버로부터 상기 그래핀 저장부로 회수되는 그래핀의 이동 경로를 제공하는 그래핀 회수 라인;
상기 그래핀 회수 라인을 통해 상기 그래핀을 상기 그래핀 저장부로 이송시키는 그래핀 회수 펌프; 및
상기 그래핀 저장부, 고압 세척부 및 그래핀 코팅 챔버부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 열과 압력이 발생하는 금속재 제조 공정 상에서, 상기 금속재가 세척 구간에 진입하면 상기 금속재를 고압으로 세척하도록 상기 고압 세척부를 제어하고, 상기 세척된 금속재가 무산소 분위기의 그래핀 코팅 챔버부 내로 이송되면 상기 그래핀을 투입하여 상기 금속재 표면에 상기 그래핀을 코팅하도록 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어하며,
상기 제어부는, 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어할 때, 상기 금속재의 그래핀 코팅 순서, 상기 금속재의 그래핀 코팅 면적 및 상기 금속재의 그래핀 코팅 온도를 모두 기초로 하여 상기 그래핀의 공급량을 결정하고, 상기 결정한 그래핀의 공급량에 따라 상기 그래핀을 투입하도록 상기 그래핀 코팅 챔버부를 제어하되,
상기 제어부는,
상기 금속재의 그래핀 코팅 온도가 높을 경우 상기 그래핀의 공급량을 증가시키고, 상기 금속재의 그래핀 코팅 온도가 낮을 경우, 상기 그래핀의 공급량을 감소시키며,
상기 금속재의 그래핀 코팅 면적이 넓을 경우 상기 그래핀의 공급량을 증가시키고, 상기 금속재의 그래핀 코팅 면적이 좁을 경우 상기 그래핀의 공급량을 감소시키며,
여러 번의 그래핀 코팅 과정에서, 상기 금속재의 그래핀 코팅 순서가 빠를수록 상기 그래핀의 공급량을 증가시키고, 상기 금속재의 그래핀 코팅 순서가 늦을수록 상기 그래핀의 공급량을 감소시키며,
상기 그래핀 코팅은 여러 번의 과정으로 실시되고, 여러 번의 그래핀 코팅과정에서 상대적으로 빨리 실시되는 과정에 대해서는 상기 그래핀 코팅 순서가 빠른 것을 의미하고, 여러 번의 그래핀 코팅과정에서 상대적으로 늦게 실시되는 과정에 대해 상기 그래핀 코팅 순서가 늦은 것을 의미하며,
상기 그래핀 코팅 챔버부는,
상기 금속재를 인발하는 인발 공정 상에 배치될 때, 가열기와 인발 다이스 사이에 배치되고,
상기 가열기는,
언코일러(uncoiler)로부터 상기 그래핀 코팅 챔버부 방향으로 이동하는 금속재를 가열시키고,
상기 인발 다이스는,
상기 그래핀 코팅 챔버부에서 그래핀이 코팅된 금속재를 인발하여 리코일러(recoiler)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 그래핀 코팅 장치.
In a graphene coating device placed on a metal manufacturing process where heat and pressure are generated,
Graphene storage unit for storing and stirring graphene;
A high-pressure washing unit that washes metal materials at high pressure; and,
It includes a graphene coating chamber unit that coats the graphene on the cleaned metal surface,
The graphene coating chamber part,
an external chamber with an oxygen-free atmosphere;
an inner chamber disposed within the outer chamber to coat the metal surface with graphene in an oxygen-free atmosphere;
a graphene supply line connected between the graphene storage unit and the internal chamber to provide a movement path for graphene supplied from the graphene storage unit to the internal chamber;
a graphene supply pump transporting the graphene to the internal chamber through the graphene supply line;
a graphene recovery line that provides a movement path for graphene recovered from the internal chamber to the graphene storage unit;
a graphene recovery pump that transfers the graphene to the graphene storage unit through the graphene recovery line; and
It includes a control unit that controls the graphene storage unit, high pressure washing unit, and graphene coating chamber unit,
The control unit controls the high-pressure washing unit to wash the metal material at high pressure when the metal material enters the cleaning section in a metal material manufacturing process in which heat and pressure are generated, and the cleaned metal material is placed into the graphene coating chamber portion in an oxygen-free atmosphere. When transferred, the graphene coating chamber is controlled to apply the graphene and coat the surface of the metal material with the graphene,
When controlling the graphene coating chamber unit, the control unit determines the supply amount of the graphene based on the graphene coating sequence of the metal material, the graphene coating area of the metal material, and the graphene coating temperature of the metal material. , controlling the graphene coating chamber unit to inject the graphene according to the determined supply amount of graphene,
The control unit,
When the graphene coating temperature of the metal material is high, the supply amount of the graphene is increased, and when the graphene coating temperature of the metal material is low, the supply amount of the graphene is reduced,
When the graphene coating area of the metal material is large, the supply amount of the graphene is increased, and when the graphene coating area of the metal material is narrow, the supply amount of the graphene is reduced,
In several graphene coating processes, the faster the graphene coating sequence of the metal material, the more the supply amount of graphene increases, and the later the graphene coating sequence of the metal material decreases the supply amount of graphene,
The graphene coating is carried out in several processes, and a process carried out relatively quickly in several graphene coating processes means that the graphene coating sequence is fast, and a process carried out relatively late in several graphene coating processes means that the graphene coating sequence is carried out relatively quickly. This means that the graphene coating sequence is late for the process,
The graphene coating chamber part,
When placed on a drawing process for drawing the metal material, it is placed between a heater and a drawing die,
The heater,
Heating the metal material moving from the uncoiler toward the graphene coating chamber,
The drawing dice,
A graphene coating device, characterized in that the graphene-coated metal material is drawn from the graphene coating chamber and moved to a recoiler.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고압 세척부는,
상기 금속재 표면에 고압의 세척수를 분사하는 세척 노즐;
상기 세척 노즐에 연결되어 상기 세척 노즐로 공급되는 세척수의 이동 경로를 제공하는 세척수 공급 라인; 그리고,
상기 세척수 공급 라인을 통해 상기 세척수를 상기 세척 노즐로 이송시키는 세척수 공급 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 코팅 장치.
According to claim 1 or 2,
The high pressure washing unit,
a cleaning nozzle that sprays high-pressure cleaning water onto the surface of the metal material;
a washing water supply line connected to the washing nozzle and providing a movement path for washing water supplied to the washing nozzle; and,
Graphene coating device comprising a washing water supply pump that transfers the washing water to the washing nozzle through the washing water supply line.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고압 세척부는,
상기 그래핀 코팅 챔버부의 전단에 위치하여 상기 그래핀 코팅 챔버부 방향으로 이동하는 금속재 표면에 고압의 세척수를 분사하는 것을 특징으로 하는 그래핀 코팅 장치.
According to claim 1 or 2,
The high pressure washing unit,
A graphene coating device, characterized in that it is located at the front end of the graphene coating chamber and sprays high-pressure washing water on the surface of the metal material moving in the direction of the graphene coating chamber.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 그래핀 코팅 챔버부는,
상기 세척된 금속재가 상기 외부 챔버의 내부 공간을 거쳐 상기 내부 챔버의 내부 공간으로 이송시키고,
상기 내부 챔버의 내부 공간에서 그래핀이 코팅된 금속재가 상기 외부 챔버의 내부 공간을 거쳐 외부로 이송시키는 것을 특징으로 하는 그래핀 코팅 장치.

According to claim 1 or 2,
The graphene coating chamber part,
The cleaned metal material is transferred to the inner space of the inner chamber through the inner space of the outer chamber,
A graphene coating device, characterized in that the metal material coated with graphene is transferred from the inner space of the inner chamber to the outside through the inner space of the outer chamber.

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