KR20210012773A - Sheet with graphene attached on and Method for making the same - Google Patents

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김선기
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조인셋 주식회사
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Abstract

Provided is a graphene-attached sheet, where graphene is directly attached to a sheet so as to easily realize the original performance of graphene and the sheet and enable economical manufacture. The graphene-attached sheet includes: a base sheet; and a graphene layer attached directly on the base sheet and having a constant arrangement continuously on a plane.

Description

그래핀-부착 시트 및 그 제조 방법{Sheet with graphene attached on and Method for making the same}Graphene-attached sheet and its manufacturing method {Sheet with graphene attached on and Method for making the same}

본 발명은 그래핀-부착 시트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 그래핀이 시트 위에 직접 부착되어 그래핀과 시트의 본래의 성능을 구현하기 용이하고 넓은 면적에 연속적으로 경제성 있게 제조가 가능한 그래핀-부착 시트 및 그 제조 방법에 관련한다.The present invention relates to a graphene-attached sheet and a method of manufacturing the same, and in particular, graphene is directly attached to the sheet, so that it is easy to realize the original performance of graphene and the sheet, and graphene that can be manufactured continuously economically in a large area. -It relates to the attachment sheet and its manufacturing method.

그래핀(Graphene)은 육각형의 구조를 갖는 탄소 원자가 한 층으로 구성되어 우수한 내열성, 우수한 열 전도성, 낮은 전기 전도성 및 높은 기계적 강도를 갖기 때문에 공업 재료로서 중요한 역할을 한다.Graphene plays an important role as an industrial material because it has a single layer of carbon atoms having a hexagonal structure and has excellent heat resistance, excellent thermal conductivity, low electrical conductivity and high mechanical strength.

예들 들어, 그래핀은 그라파이트(graphite)를 구성하는 한 개의 평면층으로 구성되어 전하이동이 용이하고 질량대비 높은 표면적으로 인해 전자산업, 나노산업 등에서 다양하게 사용될 수 있다.For example, graphene is composed of one planar layer constituting graphite, which facilitates charge transfer and can be used in various ways in the electronics industry, nano industry, etc. due to its high surface area compared to mass.

이러한 그래핀을 제조하는 방법으로 현재 테이프를 이용한 기계적 분리 제조법, 화학기상 증착법(CVD)과 금속촉매를 이용한 제조법, 산화 그래핀을 만든 후 환원하는 방법 등이 개시되어 있다. 그러나 그라파이트 시트나 그라파이트 파우더에 테이프를 부착한 후 테이프를 분리하여 그래핀을 제조하는 기계적 분리법은 균일한 품질을 갖기 어렵고 대량생산이 힘든 문제점을 갖고 있으며, CVD와 금속촉매를 이용한 방법은 높은 제조비와 금속 박막 제거 시 야기되는 그래핀 오염 및 산화물 생성의 문제가 있고 대면적으로 연속하여 제조하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 산화 그래핀을 제조한 후 환원하는 방법은 완벽한 환원이 어려워 잔류산소에 의한 특성 열화의 문제점이 있고 고순도의 그래핀을 대량생산하기 어렵다는 단점이 있다.As a method of manufacturing such graphene, a mechanical separation manufacturing method using a tape, a manufacturing method using a chemical vapor deposition method (CVD) and a metal catalyst, and a method of reducing after making graphene oxide are disclosed. However, the mechanical separation method of producing graphene by attaching a tape to a graphite sheet or graphite powder and separating the tape has a problem that it is difficult to have uniform quality and mass production is difficult, and the method using CVD and a metal catalyst has a high manufacturing cost and There is a problem of graphene contamination and oxide generation caused when the metal thin film is removed, and it is difficult to continuously manufacture a large area. In addition, the method of reducing after preparing graphene oxide has a disadvantage in that it is difficult to completely reduce, and thus characteristics deteriorate due to residual oxygen, and it is difficult to mass-produce high-purity graphene.

또한, 상기의 방법들에 의해 제조된 다수의 그래핀을 그래핀이 실제로 필요로 하는 대상물, 예를 들어 광학 PET 시트 위에 별도의 부착수단, 가령 점착제 용액 없이 평면상에 연속적이고 균일하게 배열하여 부착하기 어렵고, 점착제를 사용하여 부착하는 경우에도 상기의 문제점을 갖고 또한 점착제에 의해 그래핀 고유의 성능을 구현하기에는 한계가 있다는 단점이 있다. In addition, a plurality of graphenes prepared by the above methods are attached to an object that graphene actually needs, such as an optical PET sheet, in a continuous and uniform arrangement on a plane without a separate attachment means, such as an adhesive solution. It is difficult to do, and there is a disadvantage in that it has the above problems even when it is attached using a pressure-sensitive adhesive, and there is a limitation in implementing the inherent performance of graphene by the pressure-sensitive adhesive.

종래의 한국 등록특허 10-1289389에 의하면, 고배향 열분해 그래파이트를 포함하는 음극 및 알루미늄 금속을 포함하는 양극을 01 ~ 30M 농도의 과염소산의 알코올 용액으로 이루어진 전해액에 침지한 후, 음극과 양극 사이에 001 ~ 06A의 전류를 20 ~ 200V의 전압으로 한 번에 가하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법이 개시된다.According to the conventional Korean Patent Registration No. 10-1289389, after immersing a cathode comprising highly-aligned pyrolytic graphite and an anode comprising aluminum metal in an electrolyte solution comprising an alcohol solution of perchloric acid having a concentration of 01 to 30 M, 001 between the cathode and the anode. A method of manufacturing graphene is disclosed, characterized in that a current of ~ 06A is applied at a time with a voltage of 20 ~ 200V.

그러나 이렇게 제조된 다수의 그래핀도, 상기에서 설명한 것과 같이, 그래핀이 필요로 하는 넓은 면적의 대상물 위에 별도의 부착수단 없이 평면상으로 연속적으로 균일하게 배열하여 부착하기 어렵고, 점착제를 사용하여 부착하는 경우에는 점착제에 의해 그래핀 고유의 성능을 구현하기 어렵다는 단점이 있다.However, even a large number of graphenes prepared in this way, as described above, are difficult to attach continuously and uniformly in a plane without a separate attaching means on the object of a large area required by graphene, as described above, and attach using an adhesive. In this case, there is a disadvantage in that it is difficult to realize the inherent performance of graphene by the adhesive.

또한, 전해액의 농도, 분포, 전극의 형상 또는 전류 밀도 등에 따라 그래핀의 크기가 균일하지 않는다는 단점이 있다. In addition, there is a disadvantage in that the size of graphene is not uniform depending on the concentration and distribution of the electrolyte, the shape of the electrode, or the current density.

특히, 그래핀의 두께는 대략 옹스트롱(Angstrom; Å) 정도로 매우 얇아서 그래핀을 분급, 배열 및 취급이 어렵다는 단점이 있다.In particular, the thickness of graphene is very thin, about angstroms (Å), so it is difficult to classify, arrange, and handle graphene.

따라서, 본 발명의 목적은 그래핀이 균일한 배열로 연속적이게 시트 위에 직접 부착된 시트를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a sheet in which graphene is continuously attached directly onto the sheet in a uniform arrangement.

본 발명의 다른 목적은 그래핀과 시트의 부착력이 신뢰성 있게 좋은 시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a sheet having good adhesion between graphene and sheet reliably.

본 발명의 다른 목적은 전기저항이 낮고 평면 방향으로 열전도가 좋고 광학투과도가 좋은 그래핀-부착 시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a graphene-attached sheet having low electrical resistance, good heat conduction in a plane direction, and good optical transmittance.

본 발명의 다른 목적은 시트의 제조 시 외관에 손상을 적게 입히는 그래핀-부착 시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a graphene-attached sheet that causes less damage to the appearance during manufacture of the sheet.

본 발명의 다른 목적은 다양한 종류의 그래핀을 다양한 재료의 시트에 제공하기 용이한 그래핀-부착 시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a graphene-attached sheet that is easy to provide various types of graphene on a sheet of various materials.

본 발명의 다른 목적은 롤로 공급이 가능하며 대면적으로 제공이 용이한 그래핀-부착 시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a graphene-attached sheet that can be supplied in a roll and is easily provided in a large area.

본 발명의 다른 목적은 상기의 그래핀-부착 시트를 경제성 있게 연속적으로 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of economically continuously manufacturing the graphene-attached sheet.

본 발명의 일 측면에 의하면, 베이스 시트; 및 상기 베이스 시트 위에 직접 부착되고 평면상으로 연속해서 일정한 배열을 가지는 그래핀 층을 포함하고, 상기 그래핀 층은, 상기 그래핀 층의 그래핀을 최외곽층에 구비한 인조 그라파이트 시트로부터 전사되어 형성된 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트가 제공된다.According to one aspect of the invention, the base sheet; And a graphene layer that is directly attached to the base sheet and has a constant arrangement in a plane, wherein the graphene layer is transferred from an artificial graphite sheet having graphene of the graphene layer on the outermost layer. Graphene-attached sheet, characterized in that formed is provided.

바람직하게, 상기 베이스 시트는 폴리머 시트, 유리 또는 세라믹 기판이고, 상기 폴리머 시트는 광투명성 필름으로, PET, EVA, PI 또는 실리콘고무 중 어느 하나일 수 있다.Preferably, the base sheet is a polymer sheet, a glass or a ceramic substrate, and the polymer sheet is a light-transparent film, and may be any one of PET, EVA, PI, or silicone rubber.

바람직하게, 상기 그래핀 층은 단층 또는 다층일 수 있다.Preferably, the graphene layer may be a single layer or a multilayer.

바람직하게, 상기 부착은 상기 인조 그라파이트 시트에 직접 흐르는 고전류에 의하여 이루어지고, 상기 고전류는 전기도금 공정에서 제공될 수 있다.Preferably, the attachment is made by a high current flowing directly through the artificial graphite sheet, and the high current may be provided in an electroplating process.

바람직하게, 상기 부착은 상기 인조 그라파이트 시트가 금속 원소를 포함한 전해액을 통과하면서 상기 인조 그라파이트 시트 위에 상기 금속을 롤투롤 공정으로 전기도금 하는 과정에서 제공될 수 있다.Preferably, the adhesion may be provided in the process of electroplating the metal on the artificial graphite sheet in a roll-to-roll process while the artificial graphite sheet passes through an electrolyte solution containing a metal element.

바람직하게, 상기 인조 그라파이트 시트는 탄소가 많이 포함된 폴리이미드 시트가 탄화 및 흑연화의 열처리를 통하여 제공되고, 상기 인조 그라파이트 시트의 열전도율은 800W/m.K 이상이고, 표면전기저항은 5ohm/ㅁ 이하인 고순도의 인조 그라파이트 시트일 수 있다.Preferably, the artificial graphite sheet is a polyimide sheet containing a large amount of carbon is provided through heat treatment of carbonization and graphitization, and the thermal conductivity of the artificial graphite sheet is 800W/mK or more, and the surface electrical resistance is 5ohm/ㅁ or less. It may be an artificial graphite sheet of.

바람직하게, 상기 그래핀 층과 상기 베이스 시트 사이의 부착력은 상기 그래핀 층에 대응하는 인조 그라파이트 시트를 이루는 다수의 그래핀 간의 부착력보다 클 수 있다.Preferably, the adhesion between the graphene layer and the base sheet may be greater than the adhesion between a plurality of graphenes constituting the artificial graphite sheet corresponding to the graphene layer.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 광투명성 베이스 시트; 상기 베이스 시트 위에 평면상으로 연속해서 일정한 배열을 가지며 직접 부착된 금속 코팅층; 및 상기 금속 코팅층에 직접 부착된 그래핀 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a light-transparent base sheet; A metal coating layer directly attached to the base sheet having a constant arrangement in a plane shape; And a graphene-attached sheet is provided, characterized in that consisting of a graphene layer directly attached to the metal coating layer.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 광투명성 베이스 시트; 상기 베이스 시트 위에 평면상으로 연속해서 일정한 배열을 가지며 직접 부착된 그래핀 층; 및 상기 그래핀 층이 부착되지 않은 베이스 시트 부분과, 상기 그래핀 층 위에 직접 부착된 금속 코팅층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a light-transparent base sheet; A graphene layer directly attached to the base sheet and having a constant arrangement in a plane; And a base sheet portion to which the graphene layer is not attached, and a metal coating layer directly attached to the graphene layer, and a graphene-attached sheet is provided.

바람직하게, 상기 금속 코팅층 및 상기 그래핀 층이 형성된 면에서의 표면전기저항은 200ohm/ㅁ 이하이고, 상기 베이스 시트의 광 투과율은 40% 내지 85%일 수 있다.Preferably, the surface electrical resistance of the surface on which the metal coating layer and the graphene layer are formed may be 200 ohm/ㅁ or less, and the light transmittance of the base sheet may be 40% to 85%.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 롤로 된 인조 그라파이트 시트를 롤로 된 베이스 시트 위에 압력에 의해 밀착 적층하여 적층체를 구성하는 단계; 상기 적층체를 세척하는 단계; 상기 적층체를 롤투롤로 전해액에 침전한 상태에서, 상기 그라파이트 시트에 압력을 가하면서 음(-) 전극을 인가하고 상기 전해액에 양(+) 전극을 인가하여 상기 전해액을 전기분해하는 단계; 상기 전기분해 과정에서 상기 그라파이트 시트의 적어도 최외각층의 그래핀이 상기 베이스 시트에 전사되고 밀착되는 단계; 상기 적층체를 건조하는 단계; 및 상기 베이스 시트에서 상기 그라파이트 시트를 서서히 분리하여 상기 베이스 시트와 상기 밀착된 그래핀에 의한 그래핀 층으로 이루어진 그래핀 부착-시트를 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a step of forming a laminate by closely laminating an artificial graphite sheet made of a roll by pressure on a base sheet made of a roll; Washing the laminate; Electrolyzing the electrolyte by applying a negative (-) electrode and applying a positive (+) electrode to the electrolyte while applying pressure to the graphite sheet in a state in which the laminate is deposited in the electrolyte solution by roll-to-roll; Transferring graphene of at least an outermost layer of the graphite sheet to the base sheet and in close contact with the base sheet during the electrolysis process; Drying the laminate; And gradually separating the graphite sheet from the base sheet to complete a graphene adhesion-sheet consisting of a graphene layer by the graphene in close contact with the base sheet. A manufacturing method is provided.

바람직하게, 상기 전해액은 금속 원소를 포함하고, 상기 전기분해 과정에서 상기 그라파이트 시트의 외부로 노출된 표면 위에 상기 금속 원소가 전기도금될 수 있다.Preferably, the electrolyte solution includes a metal element, and the metal element may be electroplated on a surface exposed to the outside of the graphite sheet during the electrolysis process.

바람직하게, 상기 그라파이트 시트와 접촉하는 상기 베이스 시트의 면에는 금속 코팅층이 형성되거나, 상기 그래핀-부착 시트의 그래핀 층 위에 금속 코팅층이 추가로 형성될 수 있다.Preferably, a metal coating layer may be formed on the surface of the base sheet in contact with the graphite sheet, or a metal coating layer may be additionally formed on the graphene layer of the graphene-attached sheet.

본 발명에 의하면, 압연되어 양면의 표면이 매끄러운 인조 그라파이트 시트의 최외곽층의 그래핀이 표면이 매끄러운 시트 위에 직접 부착되어 그레인 바운드리가 균일한 배열로 연속적이게 시트 위에 부착된다.According to the present invention, graphene of the outermost layer of an artificial graphite sheet having a smooth surface on both sides by being rolled is directly attached to the sheet having a smooth surface so that the grain boundaries are continuously attached to the sheet in a uniform arrangement.

또한, 베이스 시트 위에 적층된 그라파이트 시트에 음 전류를 인가하고 금속 이온이 포함되거나 포함되지 않은 전해액에 양 전류를 인가한 상태에서 전기분해를 하여 그라파이트 시트의 그래핀을 시트에 전사하여 밀착하기 때문에 그래핀이 시트 위에 신뢰성 있게 부착되도록 할 수 있다.In addition, since a negative current is applied to the graphite sheet stacked on the base sheet and a positive current is applied to an electrolyte containing or not containing metal ions, electrolysis is performed to transfer and adhere the graphene of the graphite sheet to the sheet. This allows the pin to be reliably attached to the sheet.

또한, 고순도의 인조 그라파이트를 사용하여 전기전도와 열전도가 좋으며 투명 광학 시트를 사용하는 경우에는 그래핀의 두께가 얇고 그레인 바운드리가 연속적으로 균일하게 배열되어 광학 투과도가 좋다.In addition, high-purity artificial graphite is used for good electrical and thermal conduction, and when a transparent optical sheet is used, the thickness of graphene is thin and grain boundaries are continuously and uniformly arranged to have good optical transmittance.

또한, 광투명성이 있는 ITO가 코팅된 시트 위에 그래핀을 부착하여 그레인 바운드리의 결점을 보강함으로써 전기 저항을 줄일 수 있고 평면 방향으로 열전달이 빠르다. 마찬가지로, 베이스 시트에 그래핀을 부착한 후 광투명성이 있은 ITO 코팅을 추가함으로써 전기 저항을 줄일 수 있고 평면 방향으로 열전달이 빠르다.In addition, by attaching graphene on a sheet coated with optically transparent ITO to reinforce the defects of the grain boundary, electrical resistance can be reduced and heat transfer in the plane direction is fast. Likewise, by attaching graphene to the base sheet and then adding a light-transparent ITO coating, electrical resistance can be reduced and heat transfer is fast in the plane direction.

또한, 롤투롤(Roll to Roll) 공정으로 전해액에 침전하여 전기도금 방법으로 인조 그라파이트의 최외각층의 그래핀을 시트에 전사하여 부착함으로써 넓은 면적으로 경제성 있게 제조할 수 있고 그래핀 층 및 시트의 외관에 손상이 적다.In addition, graphene of the outermost layer of artificial graphite can be transferred and attached to the sheet by the electroplating method by depositing in the electrolyte by a roll to roll process, so that it can be economically manufactured in a large area and the appearance of the graphene layer and sheet Less damage to

또한, 그래핀-부착 시트를 제조하고 남은 금속-도금 인조 그라파이트 시트는 열전도 및 전기전도도가 필요로 하는 다른 용도로 사용할 수 있다.In addition, the metal-plated artificial graphite sheet remaining after preparing the graphene-attached sheet can be used for other applications requiring thermal conductivity and electrical conductivity.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 그래핀-부착 시트를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 그래핀-부착 시트를 나타내는 사진 이미지다.
도 3(a)은 최외각층의 그래핀이 베이스 시트에 전사된 후의 인조 그라파이트 시트의 표면 사진이고, 3(b)은 인조 그라파이트 시트의 최외각층의 그래핀이 투명 PET 필름에 전사된 표면 사진이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a graphene-attached sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a photographic image showing a graphene-attached sheet according to an embodiment of the present invention.
3(a) is a photograph of the surface of the artificial graphite sheet after the graphene of the outermost layer is transferred to the base sheet, and 3(b) is a photograph of the surface of the graphene of the outermost layer of the artificial graphite sheet transferred to a transparent PET film. .

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be interpreted as generally understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, and is excessively comprehensive. It should not be construed as a human meaning or an excessively reduced meaning.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 그래핀-부착 시트를 개략적으로 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a graphene-attached sheet according to an embodiment of the present invention.

그래핀-부착 시트(100)는 베이스 시트(110), 및 베이스 시트(110) 위에 직접 부착되고 평면상으로 연속해서 일정한 배열을 갖는 그래핀 층(120)으로 구성된다.The graphene-attached sheet 100 is composed of a base sheet 110 and a graphene layer 120 that is directly attached to the base sheet 110 and has a constant arrangement continuously in a plane.

베이스 시트(110)와 그래핀 층(120) 사이의 부착력은 그래핀 층에 대응하는 인조 그라파이트 시트를 이루는 다수의 그래핀 층 간의 부착력보다 크다.The adhesion between the base sheet 110 and the graphene layer 120 is greater than the adhesion between a plurality of graphene layers constituting an artificial graphite sheet corresponding to the graphene layer.

베이스 시트(110)는 폴리머 시트, 유리 또는 세라믹일 수 있다. The base sheet 110 may be a polymer sheet, glass or ceramic.

폴리머 시트의 경우 베이스 시트(110)는 롤로 제공되며, PET, EVA, PI, PVC, PE, PP 또는 실리콘 고무가 적용될 수 있고, 광 투과성인 경우에 광 투과율은 60% 내지 95% 정도일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.In the case of the polymer sheet, the base sheet 110 is provided as a roll, and PET, EVA, PI, PVC, PE, PP, or silicone rubber may be applied, and in the case of light transmittance, the light transmittance may be about 60% to 95%. Not limited.

베이스 시트(110)가 유리 또는 세라믹인 경우에 베이스 시트(110)는 롤로 공급되지 않고 일정한 크기를 갖는 시트 형상으로 제공되며 반도체 공정에서 요구하는 정밀한 제조 공정에 의한 그래핀-부착 시트(100)를 제공할 수 있다.When the base sheet 110 is made of glass or ceramic, the base sheet 110 is not supplied as a roll, but is provided in a sheet shape having a certain size, and the graphene-attached sheet 100 is formed by a precise manufacturing process required by the semiconductor process. Can provide.

후술하는 것처럼, 그래핀 층(120)은 가령 폴리이미드 시트가 탄화되고 흑연화된 후 압착된 인조 그라파이트 시트의 최외각층이 전사되어 형성될 수 있다.As will be described later, the graphene layer 120 may be formed by transferring the outermost layer of the compressed artificial graphite sheet after the polyimide sheet is carbonized and graphitized.

이하, 그래핀-부착 시트(100)를 롤로 제조하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of manufacturing the graphene-attached sheet 100 into a roll will be described.

탄소를 많이 함유한 폴리이미드 시트를 탄화, 팽창, 흑연화, 및 압착 공정을 거쳐 표면이 매끄러운 인조 그라파이트 시트를 만든다.A polyimide sheet containing a large amount of carbon is subjected to carbonization, expansion, graphitization, and compression processes to produce an artificial graphite sheet with a smooth surface.

인조 그라파이트를 제조할 때 사용되는 폴리이미드 시트는 탄소 함량이 높고 분자량이 크기 때문에, 폴리이미드 시트를 탄화하고 흑연화 한 후 탄소가 많이 잔류하여 결과적으로 열 전도와 전기전도가 좋고, 특히 팽창하고 흑연화되면 면 방향으로 탄소의 배열이 비교적 일정하여 면 방향으로 열전도가 좋다.Since the polyimide sheet used when manufacturing artificial graphite has a high carbon content and a large molecular weight, a lot of carbon remains after carbonization and graphitization of the polyimide sheet, resulting in good thermal and electrical conduction, especially expansion and graphite When it is formed, the arrangement of carbon in the plane direction is relatively constant, and heat conduction in the plane direction is good.

약 50㎛ 두께와 일정한 폭을 갖는 탄소가 많이 함유되고 폭 방향으로 연신된 폴리이미드 시트를 롤 형태로 열 분해로에 공급한다.A polyimide sheet containing a large amount of carbon having a thickness of about 50 μm and a constant width and stretched in the width direction is supplied to the thermal decomposition furnace in the form of a roll.

폴리이미드 시트는 대략 20%의 폴리이미드 수지와 80% 정도의 용제로 구성되어 있어 캐스팅 후 경화 과정에서 폭 방향으로 연신하여 탄소 분자의 방향을 수평으로 정렬할 수 있다. Since the polyimide sheet is composed of approximately 20% polyimide resin and approximately 80% solvent, the carbon molecules can be horizontally aligned by stretching in the width direction during the curing process after casting.

예를 들어, 폭 방향이든 길이방향이든 연신에 의해 탄소 분자가 면 방향으로 정렬되어 결과적으로 흑연화 한 후 면 방향으로의 열 전도율이 좋아진다.For example, whether in the width direction or the length direction, carbon molecules are aligned in the plane direction by stretching, and as a result, the thermal conductivity in the plane direction after graphitization is improved.

폴리이미드 시트는 열 분해로에서 탄화되어 탄소와 발포제만 잔류하는 탄화(carbonized) 시트를 형성한다. 탄화는, 가령 1000℃ 내지 1400℃의 진공 분위기에서 수행될 수 있다.The polyimide sheet is carbonized in a thermal decomposition furnace to form a carbonized sheet in which only carbon and a blowing agent remain. Carbonization may be performed in a vacuum atmosphere of 1000°C to 1400°C, for example.

탄화된 시트는 탄소와 발포제를 제외한 불순물이 대부분 제거된다.The carbonized sheet is mostly removed from impurities except carbon and foaming agent.

이어, 탄화된 폴리이미드 시트를 꺼낸 후 열 분해로에 넣고 온도를 올려 잔류하는 발포제를 휘발시키면 탄화된 폴리이미드 시트는 팽창되고 흑연화(graphitized)되어 흑연화 된 팽창 시트가 된다. 흑연화는 2500℃ 내지 3200℃의 아르곤 가스 분위기에서 이루어질 수 있다.Subsequently, when the carbonized polyimide sheet is taken out and placed in a thermal decomposition furnace to increase the temperature to volatilize the remaining foaming agent, the carbonized polyimide sheet is expanded and graphitized to become a graphitized expanded sheet. Graphitization may be performed in an argon gas atmosphere of 2500°C to 3200°C.

롤투롤 공정에 맞추어 롤 형태로 제공되는 흑연화된 팽창 시트의 하면 또는 상면에 폴리머 시트(110), 예를 들어 투명 PET 필름을 롤 형태로 제공하여 압연 롤러(Roller)로 큰 힘의 압력을 가하면 압력에 의해 흑연화된 팽창 시트는 두께가 얇아지면서 표면이 매끄러워지고 폴리머 시트(110)에 밀착 적층되어 인조 그라파이트 시트와 폴리머 시트(110)로 된 적층체가 구성된다. When a polymer sheet 110, for example, a transparent PET film, is provided in a roll form on the lower or upper surface of the graphitized expansion sheet provided in a roll form according to the roll-to-roll process, and a large force is applied with a rolling roller. The expanded sheet graphitized by pressure becomes thinner, the surface becomes smooth, and is closely laminated on the polymer sheet 110 to form a laminate composed of an artificial graphite sheet and a polymer sheet 110.

이 실시 예에서, 압착된 고순도의 인조 그라파이트 시트의 두께는 25 미크론 전후이고, 열전도율은 1000W/m.K 정도이고, 표면전기저항이 5ohm/ㅁ 이하이다.In this embodiment, the thickness of the compressed high-purity artificial graphite sheet is around 25 microns, the thermal conductivity is about 1000 W/m.K, and the surface electrical resistance is 5 ohm/ㅁ or less.

이와 같이 롤투롤 공정을 통하여 인조 그라파이트 시트가 폴리머 시트(110) 위에 적층된 후 압착 롤러에 의한 큰 압력으로 서로 밀착 적층되어 적층체가 구성된다.In this way, the artificial graphite sheets are laminated on the polymer sheet 110 through a roll-to-roll process, and then closely adhered to each other under a high pressure by a pressing roller to form a laminate.

압착된 인조 그라파이트 시트가 매우 매끄러운 표면 및 균일한 두께를 갖기 위하여 압착 롤러의 표면은 매우 매끄러워야 하며 매우 큰 힘이 제공되어야 한다.In order for the compressed artificial graphite sheet to have a very smooth surface and uniform thickness, the surface of the pressing roller must be very smooth and a very large force must be provided.

이렇게 제조된 인조 그라파이트 시트는 균일하게 평면으로 배열된 육각형 형상의 그래핀이 매우 많은 층수로 적층된 구조로 이루어진다.The artificial graphite sheet thus manufactured has a structure in which hexagonal graphenes uniformly arranged in a plane are stacked in a very large number of layers.

예를 들어, 그래핀의 두께는 대략 몇 옹스트롱(Å) 정도로 매우 얇고 힘에 의해 각 그래핀은 분리될 수 있다.For example, the thickness of graphene is very thin, about several angstroms (Å), and each graphene can be separated by force.

이렇게 제조된 인조 그라파이트 시트의 표면이 산화된 경우 좋은 전기 전도를 갖기 위해 화학적인 표면처리를 통해 또한 환원하여 산화층을 제거할 수 있다.When the surface of the artificial graphite sheet thus prepared is oxidized, the oxide layer can be removed by reducing it through chemical surface treatment in order to have good electrical conduction.

이후 적층체를 롤 형태로 금속 이온이 포함된 전해액에 침전시켜 외부로 노출된 그라파이트 시트 표면 위에 연속적으로 전기도금을 하는데 그라파이트 시트에는 음(-)전극을 걸고 전해액에는 양(+) 전극을 걸고 대전류를 인가한다.After that, the laminate is deposited in an electrolyte containing metal ions in the form of a roll and electroplated continuously on the surface of the graphite sheet exposed to the outside.A negative (-) electrode is applied to the graphite sheet, and a positive (+) electrode is applied to the electrolyte, and high current. Is applied.

바람직하게, 금속 이온은 구리이온, 알루미늄이온, 또는 니켈이온일 수 있다.Preferably, the metal ion may be a copper ion, an aluminum ion, or a nickel ion.

이러한 적층체의 그라파이트 시트의 면 전기저항은 5ohm/ㅁ 이하로 낮으나, 그라파이트 시트의 표면에 구리와 같은 금속을 전기도금할 때는 그라파이트 시트를 이루는 각 그래핀의 벌집 구조의 배열과 벌집 구조의 그레인 바운드리(Grain Boundary)에 의해 실제의 전기저항이 커져 그라파이트 시트에 대전류를 걸어 주어야 하는데, 대전류에 의해 전기적 접촉 부위에서 열이 많이 발생하므로 넓은 면적과 큰 압력을 제공하는 전극 구조를 제공하여 전기적 접촉이 이루어질 필요가 있다.The sheet electrical resistance of the graphite sheet of such a laminate is as low as 5 ohm/ㅁ, but when electroplating a metal such as copper on the surface of the graphite sheet, the arrangement of the honeycomb structure of each graphene forming the graphite sheet and the grain bound of the honeycomb structure As the actual electrical resistance increases due to the grain boundary, a large current must be applied to the graphite sheet, but since a large amount of heat is generated in the electrical contact area by the large current, an electrode structure that provides a large area and large pressure is provided so that electrical contact is not possible. It needs to be done.

예를 들어, 그라파이트 시트 위에 전기도금을 할 때는 전기도금되는 그라파이트 시트의 면적에 따라 전류의 양이 틀리지만 대략 15V 정도의 낮은 전압이 가해지고 전류는 300A 이상의 대전류일 수 있다. For example, when electroplating on a graphite sheet, the amount of current varies depending on the area of the graphite sheet to be electroplated, but a low voltage of about 15V is applied and the current may be a large current of 300A or more.

그라파이트 시트에 대전류의 음 전류가 인가되고 금속 이온의 전해액에 양 전류가 인가된 상태에서, 이들 사이에서 전해액이 전기 분해되어 외부로 노출된 그라파이트 시트의 면, 즉, 폴리머 시트와 접촉하지 않는 그라파이트 시트 면에는 금속, 예를 들어 구리가 전기도금된다.When a negative current of a high current is applied to the graphite sheet and a positive current is applied to the electrolyte of metal ions, the surface of the graphite sheet exposed to the outside by electrolysis of the electrolyte between them, that is, a graphite sheet that does not contact the polymer sheet The surface is electroplated with a metal such as copper.

이때, 롤투롤 방식으로 수행되는 전기도금 공정에서 그라파이트 시트에 대전류를 공급하기 위해 롤러에 의해 가해지는 압력, 대전류에 의한 전해액의 전기분해로 발생하는 전하 및 전기분해에 의해 그라파이트 시트에 인가되는 온도 등에 의해 그라파이트 시트의 최외각층을 이루는 그래핀은 폴리머 시트(110)에 보다 신뢰성있게 밀착하여 부착된다.At this time, in the electroplating process performed in a roll-to-roll method, the pressure applied by the rollers to supply a large current to the graphite sheet, the electric charge generated by the electrolysis of the electrolyte by the large current, and the temperature applied to the graphite sheet by electrolysis. As a result, the graphene forming the outermost layer of the graphite sheet is adhered to the polymer sheet 110 by more reliably.

여기서, 전해액이 황산구리(Cu2SO4)와 같은 황산 금속염을 함유하여 전기도금 공정을 수행하는 경우에, 전기도금 공정에 의해 본 발명의 실시 예와 같이 그라파이트 시트 표면에는 구리도금층이 형성된다.Here, when the electrolytic solution contains a sulfate metal salt such as copper sulfate (Cu2SO4) to perform the electroplating process, a copper plating layer is formed on the surface of the graphite sheet as in the embodiment of the present invention by the electroplating process.

이후, 적층체를 전해액에서 빼고 전해액을 물로 세척한 후 건조한 다음, 폴리머 시트(110)에서 구리-도금 그라파이트 시트를 서서히 분리하면, 폴리머 시트(110)와 접촉하고 있는 그라파이트 시트의 최외각층의 그래핀이 폴리머 시트(110) 표면에 직접 전사되고 부착되어 그래핀 층(120)을 형성하게 된다.Thereafter, when the laminate is removed from the electrolyte, the electrolyte is washed with water, dried, and then the copper-plated graphite sheet is gradually separated from the polymer sheet 110, the graphene of the outermost layer of the graphite sheet in contact with the polymer sheet 110 The polymer sheet 110 is directly transferred and attached to the surface to form the graphene layer 120.

여기서, 그래핀 층(120)은 적어도 한 층으로 된 그래핀으로 구성되는데, 다수의 적층된 그래핀으로 구성될 수 있으며, 이 경우 가장 하부의 그래핀을 구성하는 벌집의 넓은 틈을 통하여 다수의 적층된 그래핀의 일부가 폴리머 시트(110) 표면에 전사되어 부착될 수 있다.Here, the graphene layer 120 is composed of at least one layer of graphene, and may be composed of a plurality of stacked graphene. In this case, a plurality of graphene layers are formed through a wide gap in the honeycomb constituting the lowermost graphene. A portion of the stacked graphene may be transferred and attached to the surface of the polymer sheet 110.

예들 들어, 그래핀 층(120)은 최외각층인 한 층의 그래핀 또는 최외각층인 한 층 위에 적층된 그래핀으로 구성될 수 있다.For example, the graphene layer 120 may be composed of one layer of graphene as the outermost layer or graphene stacked on one layer as the outermost layer.

이러한 제조공정을 통하여 고순도의 탄소로 이루어진 인조 그라파이트 시트에서 적어도 폴리머 시트(110)와 접촉하는 최외각층의 그래핀이 폴리머 시트(110) 표면에 전사되어 부착되어 그래핀-부착 시트(100)가 제조된다.Through this manufacturing process, graphene in the outermost layer in contact with the polymer sheet 110 at least in the artificial graphite sheet made of high-purity carbon is transferred and attached to the surface of the polymer sheet 110 to produce the graphene-attached sheet 100 do.

여기서, 그래핀 층(120)과 폴리머 시트(110) 사이의 부착의 부착력은 그래핀 층(120)에 대응하는 인조 그라파이트 시트를 이루는 다수의 그래핀 간의 부착력보다 크다.Here, the adhesion between the graphene layer 120 and the polymer sheet 110 is greater than the adhesion between a plurality of graphenes constituting the artificial graphite sheet corresponding to the graphene layer 120.

이렇게 제조된 폴리머 시트(110)에 전사되어 부착된 그래핀 층(120)은 두께가 매우 얇고 육각형 벌집구조의 그레인 바운드리를 가지고 있다.The graphene layer 120 transferred and attached to the polymer sheet 110 thus prepared has a very thin thickness and has a grain boundary of a hexagonal honeycomb structure.

그러나, 그래핀-부착 시트(100)는 폴리머 시트(110)에 직접 부착된 그래핀 층(120)이 취급 과정에서 마찰이나 접촉 등에 의해 손상을 입거나 분리될 수 있기 때문에 취급이나 가공을 잘해야 한다는 단점이 있어 그래핀-부착 시트(100)를 단독으로 실제의 광학 제품에 적용하는데는 많은 제한이 있다.However, the graphene-attached sheet 100 must be well handled or processed because the graphene layer 120 directly attached to the polymer sheet 110 may be damaged or separated by friction or contact during the handling process. There are drawbacks, and there are many limitations in applying the graphene-attached sheet 100 alone to an actual optical product.

예를 들어, 그래핀의 수직방향으로 이웃한 그래핀 끼리는 적층에 의한 접촉으로만 연결되어 전기저항이 크고, 그래핀 층(120)이 매우 얇아 전기저항의 측정이 어렵고 여기에 전기전극을 형성하기 어렵다는 단점이 있다.For example, graphenes adjacent to each other in the vertical direction of graphene are connected only by contact by stacking, so that the electrical resistance is large, and the graphene layer 120 is very thin, making it difficult to measure the electrical resistance and to form an electrical electrode there. It has the disadvantage of being difficult.

또한, 계측기로 폴리머 시트(110)에 전사된 그래핀의 전기저항이나 열저항을 측정하려고 그래핀 위에 이들 계측기의 프로브(Probe)를 접촉하면 그래핀 자체가 손상을 입거나 형상이 변경되어 정확한 데이터를 얻기 매우 힘들고 본 발명자도 정확한 데이터를 얻지 못하였다.In addition, when the probe of these measuring instruments is touched on the graphene to measure the electrical resistance or thermal resistance of graphene transferred to the polymer sheet 110 with a measuring instrument, the graphene itself is damaged or its shape is changed, resulting in accurate data. It is very difficult to obtain and the inventors have not been able to obtain accurate data.

더욱이 그래핀은 미끄러운 윤할성 성질이 있고 치수가 매우 작아 외부의 힘에 의해 그래핀 단독으로 적절하게 대응하기 어렵다는 단점이 있다.Moreover, graphene has a slippery lubricity property and has a very small dimension, so it is difficult to properly respond to graphene alone due to external forces.

이러한 이유로 폴리머 시트(110)에 스퍼터링에 의해 ITO를 증착한 후 그 위에 그래핀 층(120)을 형성하거나, 그래핀 층(120)을 형성한 후 그 위에 ITO 증착을 하여 최종적으로 그래핀-부착 시트의 표면전기저항을 낮출 수 있고, 가공 방법에 따라 마찰이나 접촉 등에 의해 손상을 적게 입거나 잘 분리되지 않게 한다.For this reason, after ITO is deposited on the polymer sheet 110 by sputtering, a graphene layer 120 is formed thereon, or a graphene layer 120 is formed and then ITO is deposited thereon to finally graphene-attachment. The surface electrical resistance of the sheet can be lowered, and according to the processing method, it is less damaged or prevented from being separated by friction or contact.

이 경우 전기저항을 용이하게 측정할 수 있고 전기전극을 형성하기 용이하다는 장점이 있다.In this case, there is an advantage in that electrical resistance can be easily measured and an electrical electrode can be easily formed.

광 투과성의 PET 필름 위에 ITO를 코팅한 ITO 코팅 광학필름은 잘 알려진 기술로 TV, 스마트폰 또는 모니터 용도로 널리 사용되는데, ITO 재료의 가격이 비싸고 고가의 스퍼터링 장비에 의해 정밀하게 제조된다는 단점이 있다. 또한, ITO가 스퍼터링에 의해 ITO가 광학 필름에 입자 형태로 배열되어 연속되는 선 형태로 이루어진 것보다 단점이 있고 특히 면 방향으로의 열전도가 부족하다는 단점이 있다.ITO-coated optical film coated with ITO on a light-transmitting PET film is a well-known technology and is widely used for TVs, smartphones, or monitors, and has the disadvantage that the cost of ITO material is expensive and is precisely manufactured by expensive sputtering equipment. . In addition, there is a disadvantage in that ITO is arranged in the form of particles in an optical film by sputtering to form a continuous line, and in particular, heat conduction in the plane direction is insufficient.

본 발명의 그래핀-부착 시트(100)의 그래핀 층(120)의 그레인 바운드리는 선 형태로 되어 선상으로 연결되기 때문에 면 방향으로의 열전달 특성이 좋은 반면, 스퍼터링에 의해 형성된 ITO 층은 입자 형태로 그래핀 층(120)보다는 열전달 특성이 떨어진다.Since the grain boundary of the graphene layer 120 of the graphene-attached sheet 100 of the present invention is in a line shape and is connected in a line shape, the heat transfer property in the plane direction is good, whereas the ITO layer formed by sputtering is In the form of the graphene layer 120, heat transfer characteristics are inferior.

그러나 ITO 층을 그래핀-부착 시트(100)에 적용함으로써 마찰이나 접촉 등에 의해 손상되거나 잘린 그레인 바운드리를 대체할 수 있어 전체적인 열전달 특성을 좋게 할 수 있다는 장점이 있다.However, by applying the ITO layer to the graphene-attached sheet 100, it is possible to replace the grain boundary damaged or cut by friction or contact, thereby improving the overall heat transfer characteristics.

또한, 기존의 ITO 코팅 두께나 ITO 양을 일부 줄이거나 작업시간을 단축하거나 또는 저가의 ITO 코팅설비를 사용한 ITO 코팅 광학필름을 적용할 수 있다.In addition, it is possible to partially reduce the existing ITO coating thickness or the amount of ITO, shorten the working time, or apply an ITO coated optical film using an inexpensive ITO coating facility.

여기서, 베이스 시트(110)가 광 투과성인 경우, ITO 층과 그래핀 층이 형성된 그래핀-부착 시트(100)의 광 투과율은 40% 내지 85%일 수 있고, ITO 층과 그래핀 층이 형성된 면에서의 표면전기저항은 200ohm/ㅁ 이하일 수 있다.Here, when the base sheet 110 is light transmissive, the light transmittance of the graphene-attached sheet 100 on which the ITO layer and the graphene layer are formed may be 40% to 85%, and the ITO layer and the graphene layer are formed. The surface electrical resistance on the surface may be 200 ohm/ㅁ or less.

ITO 층을 형성한 베이스 시트(110)는 광 투과성인 무색의 PET 또는 EVA 일 수 있다.The base sheet 110 on which the ITO layer is formed may be light-transmitting colorless PET or EVA.

여기서, ITO 대신에 알루미늄과 같은 금속을 코팅층으로 대체하여 사용할 수 있음은 물론이다.Here, it goes without saying that a metal such as aluminum can be replaced with a coating layer instead of ITO.

상기 실시 예와 유사하게, 현실적인 적용에서는 본 발명의 그래핀-부착 시트(100)에 추가적인 전기적, 기계적 또는 광학적 특성을 추가로 부여한 제품을 제공하는 것이 바람직하다.Similar to the above embodiment, in practical application, it is desirable to provide a product in which additional electrical, mechanical or optical properties are additionally imparted to the graphene-attached sheet 100 of the present invention.

예를 들면, 폴리머 시트(110)의 양단에 미리 전기전극을 형성한 후 본 발명의 그래핀-부착 시트(100)를 일정 크기 이하로 정밀하게 제조한 직후에 그래핀 층(120) 위에 별도의 광학 점착제를 코팅할 수 있다.For example, after forming electric electrodes on both ends of the polymer sheet 110 in advance, the graphene-attached sheet 100 of the present invention is precisely manufactured to a predetermined size or less. Optical pressure-sensitive adhesive can be coated.

도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 그래핀-부착 시트를 나타내는 사진 이미지다.2 is a photographic image showing a graphene-attached sheet according to an embodiment of the present invention.

사진 이미지에서, 좌측 부분은 본 발명의 그래핀-부착 시트이고, 중간 부분은 최외각층의 그래핀이 분리된 인조 그라파이트 시트이고, 우측 부분은 인조 그라파이트 시트의 구리 도금된 부분을 나타낸다.In the photographic image, the left part is the graphene-attached sheet of the present invention, the middle part is the artificial graphite sheet from which the graphene of the outermost layer is separated, and the right part shows the copper plated part of the artificial graphite sheet.

도 3(a)은 최외각층의 그래핀이 베이스 시트에 전사된 후의 인조 그라파이트 시트의 표면 사진이고, 3(b)은 인조 그라파이트 시트의 최외각층의 그래핀이 투명 PET 필름에 전사된 표면 사진이다.3(a) is a photograph of the surface of an artificial graphite sheet after the graphene of the outermost layer is transferred to the base sheet, and 3(b) is a photograph of the surface of the graphene of the outermost layer of the artificial graphite sheet transferred to a transparent PET film. .

도 3(b)을 보면, 그래핀-부착 시트(100)의 그래핀 층(120)은 대체로 6각형 구조를 이루나 일부 그레인 바운드리가 뜯겨지거나 없어진 부분 및 겹쳐진 부분이 발견되는데, 이는 제조 과정을 보다 정밀하게 하거나 일부 보완하여 해결될 수 있기 때문에 본 발명에 포함되게 해석되어야 한다.3(b), the graphene layer 120 of the graphene-attached sheet 100 has a generally hexagonal structure, but a portion where some grain boundaries are torn or missing and overlapping portions are found. It should be interpreted to be included in the present invention because it can be solved with precise or partial supplementation.

참고로, 도 2와 3(a), 3(b)에서 사용된 인조 그라파이트 시트는 SKC-Kolon PI 사의 인조 그라파이트 제조용 PI 필름을 사용하였고, 투명 PET 필름은 시장 구매품이고, 인조 그라파이트 시트의 한 면에는 구리를 전해도금 하였으며 도 3의 사진은 일본 Nikon 사 Microscope 모델명 MM-400을 사용하여 50배 확대하여 찍은 사진이다. For reference, the artificial graphite sheet used in FIGS. 2 and 3 (a) and 3 (b) was a PI film for manufacturing artificial graphite manufactured by SKC-Kolon PI, and the transparent PET film is a market purchased product, and one side of the artificial graphite sheet Copper was electroplated on the plate, and the picture in FIG. 3 is a picture taken at 50 times magnification using a Japanese Nikon Microscope model name MM-400.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 청구범위에 의해 해석되어야 한다.Although the above has been described with the focus on the embodiments of the present invention, it goes without saying that various changes can be made at the level of those skilled in the art. Therefore, the scope of the present invention is limited to the above-described embodiments and cannot be interpreted, and should be interpreted by the claims set forth below.

100: 그래핀-부착 시트
110: 베이스 시트
120: 그래핀 층
100: graphene-attached sheet
110: base sheet
120: graphene layer

Claims (25)

베이스 시트; 및
상기 베이스 시트 위에 직접 부착되고 평면상으로 연속해서 일정한 배열을 가지는 그래핀 층을 포함하고,
상기 그래핀 층은, 상기 그래핀 층의 그래핀을 최외곽층에 구비한 인조 그라파이트 시트로부터 전사되어 형성된 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
Base sheet; And
And a graphene layer attached directly on the base sheet and having a constant arrangement continuously in a plane,
The graphene layer is a graphene-attached sheet, characterized in that the graphene of the graphene layer is transferred from an artificial graphite sheet having an outermost layer of graphene.
청구항 1에서,
상기 베이스 시트는 폴리머 시트, 유리 또는 세라믹 기판인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
The base sheet is a graphene-attached sheet, characterized in that the polymer sheet, glass or ceramic substrate.
청구항 2에서,
상기 폴리머 시트는 광투명성 필름인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 2,
The polymer sheet is a graphene-attached sheet, characterized in that the light-transparent film.
청구항 1에서,
상기 폴리머 시트는 PET, EVA, PI 또는 실리콘고무 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
The polymer sheet is a graphene-attached sheet, characterized in that any one of PET, EVA, PI or silicone rubber.
청구항 1에서,
상기 그래핀 층은 단층 또는 다층인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
The graphene layer is a graphene-attached sheet, characterized in that the single layer or multi-layer.
청구항 1에서,
상기 부착은 상기 인조 그라파이트 시트에 직접 흐르는 고전류에 의한 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
The adhesion is graphene-attachment sheet, characterized in that by high current flowing directly to the artificial graphite sheet.
청구항 6에서,
상기 고전류는 전기도금 공정에서 제공되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 6,
Graphene-attached sheet, characterized in that the high current is provided in the electroplating process.
청구항 1에서,
상기 부착은 상기 인조 그라파이트 시트가 금속 원소를 포함한 전해액을 통과하면서 상기 인조 그라파이트 시트 위에 상기 금속을 전기도금 하는 과정에서 제공되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
The adhesion is provided in the process of electroplating the metal on the artificial graphite sheet while the artificial graphite sheet passes through an electrolyte solution containing a metal element.
청구항 8에서,
상기 금속 원소는 구리, 알루미늄 또는 니켈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 8,
The metal element is a graphene-attached sheet, characterized in that any one of copper, aluminum or nickel.
청구항 8에서,
상기 전기도금은 롤투롤 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 8,
Graphene-attached sheet, characterized in that the electroplating is made of a roll-to-roll process.
청구항 1에서,
상기 인조 그라파이트 시트는 탄소가 많이 포함된 폴리이미드 시트가 탄화 및 흑연화의 열처리를 통하여 제공되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
The artificial graphite sheet is a graphene-attached sheet, characterized in that a polyimide sheet containing a lot of carbon is provided through heat treatment of carbonization and graphitization.
청구항 1에서,
상기 인조 그라파이트 시트의 열전도율은 800W/m.K 이상이고, 표면전기저항은 5ohm/ㅁ 이하인 고순도의 인조 그라파이트 시트인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
Graphene-attached sheet, characterized in that the thermal conductivity of the artificial graphite sheet is 800W/mK or more and a surface electrical resistance of 5 ohm/ㅁ or less.
청구항 1에서,
상기 그래핀-부착 시트는 롤투롤 공정으로 제공되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
The graphene-attached sheet is a graphene-attached sheet, characterized in that provided by a roll-to-roll process.
청구항 1에서,
상기 그래핀 층과 상기 베이스 시트 사이의 부착력은 상기 그래핀 층에 대응하는 인조 그라파이트 시트를 이루는 다수의 그래핀 간의 부착력보다 큰 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 1,
The graphene-attached sheet, characterized in that the adhesion between the graphene layer and the base sheet is greater than the adhesion between a plurality of graphenes constituting an artificial graphite sheet corresponding to the graphene layer.
광투명성 베이스 시트;
상기 베이스 시트 위에 평면상으로 연속해서 일정한 배열을 가지며 직접 부착된 금속 코팅층; 및
상기 금속 코팅층에 직접 부착된 그래핀 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
Light transparent base sheet;
A metal coating layer directly attached to the base sheet having a constant arrangement in a plane shape; And
Graphene-attached sheet, characterized in that consisting of a graphene layer directly attached to the metal coating layer.
광투명성 베이스 시트;
상기 베이스 시트 위에 평면상으로 연속해서 일정한 배열을 가지며 직접 부착된 그래핀 층; 및
상기 그래핀 층이 부착되지 않은 베이스 시트 부분과, 상기 그래핀 층 위에 직접 부착된 금속 코팅층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
Light transparent base sheet;
A graphene layer directly attached to the base sheet and having a constant arrangement in a plane; And
Graphene-attached sheet comprising a base sheet portion to which the graphene layer is not attached, and a metal coating layer directly attached to the graphene layer.
청구항 15 또는 16에서,
상기 금속 코팅층 및 상기 그래핀 층이 형성된 면에서의 표면전기저항은 200ohm/ㅁ 이하인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 15 or 16,
Graphene-attached sheet, characterized in that the surface electrical resistance of the surface on which the metal coating layer and the graphene layer are formed is 200 ohm/ㅁ or less.
청구항 15 또는 16에서,
상기 베이스 시트의 광 투과율은 40% 내지 85%인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 15 or 16,
Graphene-attached sheet, characterized in that the light transmittance of the base sheet is 40% to 85%.
청구항 15 또는 16에서,
상기 그래핀 층은, 상기 그래핀 층의 그래핀을 최외곽층에 구비한 인조 그라파이트 시트로부터 전사되어 형성된 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트.
In claim 15 or 16,
The graphene layer is a graphene-attached sheet, characterized in that the graphene of the graphene layer is transferred from an artificial graphite sheet having an outermost layer of graphene.
롤로 된 인조 그라파이트 시트를 롤로 된 베이스 시트 위에 압력에 의해 밀착 적층하여 적층체를 구성하는 단계;
상기 적층체를 세척하는 단계;
상기 적층체를 롤투롤로 전해액에 침전한 상태에서, 상기 그라파이트 시트에 압력을 가하면서 음(-) 전극을 인가하고 상기 전해액에 양(+) 전극을 인가하여 상기 전해액을 전기분해하는 단계;
상기 전기분해 과정에서 상기 그라파이트 시트의 적어도 최외각층의 그래핀이 상기 베이스 시트에 전사되고 밀착되는 단계;
상기 적층체를 건조하는 단계; 및
상기 베이스 시트에서 상기 그라파이트 시트를 서서히 분리하여 상기 베이스 시트와 상기 밀착된 그래핀에 의한 그래핀 층으로 이루어진 그래핀 부착-시트를 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트의 제조 방법.
Forming a laminate by closely laminating the rolled artificial graphite sheet by pressure on the rolled base sheet;
Washing the laminate;
Electrolyzing the electrolyte by applying a negative (-) electrode and applying a positive (+) electrode to the electrolyte while applying pressure to the graphite sheet in a state in which the laminate is deposited in the electrolyte solution by roll-to-roll;
Transferring graphene of at least an outermost layer of the graphite sheet to the base sheet and in close contact with the base sheet during the electrolysis process;
Drying the laminate; And
Preparation of a graphene-attached sheet, comprising the step of gradually separating the graphite sheet from the base sheet to complete a graphene adhesion-sheet consisting of a graphene layer by the graphene in close contact with the base sheet Way.
청구항 20에서,
상기 전해액은 금속 원소를 포함하고,
상기 전기분해 과정에서 상기 그라파이트 시트의 외부로 노출된 표면 위에 상기 금속 원소가 전기도금되는 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트의 제조 방법.
In claim 20,
The electrolyte solution contains a metal element,
The method of manufacturing a graphene-attached sheet, characterized in that the metal element is electroplated on the surface exposed to the outside of the graphite sheet during the electrolysis process.
청구항 20에서,
상기 베이스 시트는 전기 절연이고 투명한 광학 시트인 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트의 제조 방법.
In claim 20,
The base sheet is a graphene-attached sheet manufacturing method, characterized in that the electrical insulation and transparent optical sheet.
청구항 20에서,
상기 단계는 롤투롤 방식으로 진행되고,
상기 그라파이트 시트의 표면은 매끄러운 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트의 제조 방법.
In claim 20,
The step proceeds in a roll-to-roll method,
Graphene-attached sheet manufacturing method, characterized in that the surface of the graphite sheet is smooth.
청구항 20에서,
상기 그라파이트 시트와 접촉하는 상기 베이스 시트의 면에는 금속 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트의 제조 방법.
In claim 20,
A method of manufacturing a graphene-attached sheet, characterized in that a metal coating layer is formed on the surface of the base sheet in contact with the graphite sheet.
청구항 20에서,
상기 그래핀-부착 시트의 그래핀 층 위에 금속 코팅층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 그래핀-부착 시트의 제조 방법.
In claim 20,
A method of manufacturing a graphene-attached sheet, characterized in that a metal coating layer is additionally formed on the graphene layer of the graphene-attached sheet.
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