KR20170031537A

KR20170031537A - 메쉬를 이용한 탄소나노계열 시트의 제조방법

Info

Publication number: KR20170031537A
Application number: KR1020150129225A
Authority: KR
Inventors: 정하국; 이종범
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2017-03-21

Abstract

본 발명에 의하면, 기재층을 준비하는 단계; 상기 기재층 상에 메쉬층을 형성하는 단계; 및 상기 메쉬층에 탄소기반 나노물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법이 제공된다.

Description

메쉬를 이용한 탄소나노계열 시트의 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING CARBON NANO BASED SHEET USING MESH}

본 발명은 그래핀 시트와 같은 탄소나노계열 시트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메쉬를 이용함으로써 물성이 향상된 탄소나노계열 시트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 기술분야와 관련된 선행특허문헌인 등록특허 제10-1138141호는 기판에 촉매 소스를 제공하고 원자층 증착공정을 이용하여 촉매층을 형성하는 단계와, 상기 촉매층 형성 단계와 인시튜(in-situ) 공정으로 수행되며, 상기 촉매층이 형성된 기판에 탄소 소스를 제공하고 원자층 증착공정을 이용하여 그래핀층을 형성하는 단계와, 상기 촉매층을 제거하는 단계를 포함하는 그래핀 시트 제조방법을 개시하고 있다.

본 발명의 기술분야와 관련된 다른 선행특허문헌인 일본 공개특허 특개2012-25004에는 유리코팅금속 기판 위에 규소 원자를 포함하는 박막, 실리사이드층, 그라핀 시트를 연속으로 라미네이팅하는 그래핀 시트의 제조방법이 기재되어 있다.

본 발명의 목적은 탄소 기반 나노 물질이 네트워크를 형성하도록 하여 향상된 물성을 갖는 탄소나노계열 시트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

기재층을 준비하는 단계; 상기 기재층 상에 메쉬층을 형성하는 단계; 및 상기 메쉬층에 탄소기반 나노물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법이 제공된다.

상기 메쉬층은 전기 전도성 재질의 메쉬에 의해 형성될 수 있다.

상기 기재층은 금속 호일일 수 있으며, 상기 금속 호일은 알루미늄 호일인 것이 바람직하다.

상기 탄소나노계열 시트의 제조방법은 상기 탄소기반 나노물질층을 형성한 후에 상기 기재층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 탄소나노계열 시트의 제조방법은 상기 탄소기반 나노물질층을 형성한 후에 압연 공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 탄소기반 나노물질은 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 및 그래핀 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 메쉬층 위에 탄소나노튜브, 탄소나노화이버 또는 그래핀과 같은 탄소 기반 나노 물질이 형성되므로 메쉬층에 의해 탄소 기반 나노 물질이 네트워크를 형성함으로써 물성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬를 이용한 탄소나노계열 시트의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방법에 의해 제조되는 탄소나노계열 시트의 구조를 층별로 분리하여 도시한 사시도이다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬(mesh)를 이용한 탄소나노계열 시트의 제조방법이 순서도로서 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 방법에 의해 제조되는 탄소나노계열 시트의 구조가 층별로 분리되어서 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노계열 시트의 제조방법은, 기재층 준비 단계(S10)와, 메쉬층 형성 단계(S20)와, 탄소기반 나노물질층 형성 단계(S30)를 포함한다.

기재층 준비 단계(S10)에서는 기재층(도 2의 110)이 준비된다. 본 실시예에서 기재층으로서 금속 호일이 사용되는 것으로 설명하는데, 그래핀 시트의 제조에서 기재층으로 통상적으로 사용되는 알루미늄 호일(aluminium foil)인 것이 바람직하다. 기재층 준비 단계(S10)를 통해 기재층이 준비된 후에는 메쉬층 형성 단계(S20)가 수행된다.

메쉬층 형성 단계(S20)에서는 기재층 준비 단계(S10)를 통해 준비된 기재층(도 2의 110) 위에 메쉬(도 2의 120)가 부착되어서 층을 형성한다. 메쉬(120)는 구리와 같이 전기 전도성이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 메쉬층 형성 단계(S20)를 통해 기재층(100) 위에 메쉬층(110)이 형성된 후에는 탄소기반 나노물질층 형성 단계(S30)가 수행된다. 메쉬(120)는 전기 전도성 및 성형 특성이 우수하고, 두께가 얇고 크물망의 크기가 작은 것이 바람직하다.

탄소기반 나노물질층 형성 단계(S30)에서는 기재층(110)에서 메쉬층(120)이 형성된 측에 탄소기반 나노물질(도 2의 130)이 층상으로 형성된다. 탄소기반 나노물질층 형성 단계(S30)에서 사용되는 탄소기반 나노물질(130)은 CNT, CNF 또는 그래핀(graphene)으로서, CNT가 사용되는 경우 탄소나노튜브(CNT) 시트가 제조되며, CNF가 사용되는 경우 탄소나노섬유(CNF) 시트가 제조되고, 그래핀이 사용되는 경우 그래핀 시트가 제조된다. 탄소기반 나노물질층 형성 단계(S30)를 통해 탄소기반 나노물질은 메쉬(110)와 일체로 형성하며 기재층(110) 상에 적층된다. 탄소기반 나노물질(130)은 메쉬(120)에 의해 네트워크를 형성하여 전기적 특성이 더욱 향상된다.

아울러, 본 발명은 상기와 같은 방법에 의해 제조된 탄소나노계열 시트에 대한 압연 공정을 수행하여 조직 내에 응집된 탄소기반 나노물질을 분산시킬 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

도 1에 도시된 방법에 의해 제조된 탄소나노계열 시트는 기재층(110), 메쉬층(120) 및 탄소기반 나노 물질층(130)이 일체로 구성되는데, 이와는 달리 다른 제조방법의 실시예에서는 기재층(110)을 제거하는 단계를 더 포함함으로써, 메쉬층(120)과 탄소기반 나노 물질층(130) 만으로 구성되는 탄소나노계열 시트가 제조될 수도 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

110 : 기재층
120 : 메쉬층
130 : 탄소기반 나노물질층

Claims

기재층을 준비하는 단계;
상기 기재층 상에 메쉬층을 형성하는 단계; 및
상기 메쉬층에 탄소기반 나노물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 메쉬층은 전기 전도성 재질의 메쉬에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 기재층은 금속 호일인 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법.
청구항 3에 있어서,
상기 금속 호일은 알루미늄 호일인 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 탄소기반 나노물질층을 형성한 후에 상기 기재층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 탄소기반 나노물질층을 형성한 후에 압연 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 탄소기반 나노물질은 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 및 그래핀 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트의 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 청구항에 기재된 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 탄소나노계열 시트.