KR20210074475A - Both-sided deposition type roll-to-roll graphine film manufacturing apparatus provided with tension modulation unit in the lower - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 그래핀 필름의 제조과정에서 촉매금속필름에 일정한 장력을 유지하여 그래핀이 증착된 촉매금속필름이 손상되는 것을 방지함과 아울러 그래핀이 증착된 촉매금속필름의 냉각이 용이한 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus having a tension control unit at the lower portion, and more particularly, a catalyst on which graphene is deposited by maintaining a constant tension on the catalyst metal film during the manufacturing process of the graphene film. It relates to a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus having a tension control unit provided at the bottom to prevent damage to the metal film and to facilitate cooling of the catalytic metal film on which graphene is deposited.
일반적으로 그래핀(Graphene)은 탄소가 육각형의 형태로 서로 연결되어 벌집 모양의 2차원 평면 구조를 이루는 물질이며, 그 두께가 매우 얇고 투명하며, 전기전도성이 매우 큰 특징이 있다. 이러한 특징을 이용하여 그래핀을 투명 디스플레이 또는 플렉시블(flexible) 디스플레이에 적용하려는 시도가 이루어지고 있다.In general, graphene is a material in which carbon is connected to each other in a hexagonal shape to form a honeycomb-shaped two-dimensional planar structure, and its thickness is very thin, transparent, and has very high electrical conductivity. Attempts have been made to apply graphene to a transparent display or a flexible display by using these characteristics.
종래 그래핀 필름의 제조방법은 공개특허 10-2012-0111659호(그래핀을 포함하는 필름 제조 방법, 2012년 10월 10일 공개)에 기재되어 있다. A conventional method for manufacturing a graphene film is described in Patent Publication No. 10-2012-0111659 (a film manufacturing method containing graphene, published on October 10, 2012).
위의 공개특허에서는 대량생산을 위하여 롤-투-롤(Roll to Roll) 방식으로 일방향으로 촉매금속필름을 이송하면서, 그래핀을 형성하고, 그래핀이 형성되지 않은 촉매금속필름의 일면에 전사필름을 형성하는 단계에 대하여 기재되어 있으며, 각 단계별로 필요한 기구적인 구성에 대하여 설명이 되어 있다.In the above publication, for mass production, graphene is formed while transferring the catalytic metal film in one direction in a roll-to-roll method, and the transfer film is applied to one side of the catalytic metal film on which graphene is not formed. It is described with respect to the step of forming, and the mechanical configuration required for each step is described.
구체적으로 촉매금속필름을 권취하고 이송하기 위한 권취롤러 및 이송롤러와, 그 촉매금속필름에 탄소 공급 가스를 공급하여 그래핀을 증착하는 그래핀 형성 공간 등이 기재되어 있다.Specifically, a winding roller and a transport roller for winding and transporting a catalytic metal film, and a graphene formation space for depositing graphene by supplying a carbon supply gas to the catalytic metal film are described.
종래기술들은 롤투롤 방식의 그래핀 필름 제조장치에 대한 것을 제시하고 있으나, 촉매금속필름이 공급롤러와 권취롤러 사이의 롤러 속도의 차이로 인해 촉매금속필름에 손상이 생기는 문제점이 있었다.The prior art suggests a roll-to-roll type graphene film manufacturing apparatus, but there is a problem in that the catalyst metal film is damaged due to the difference in roller speed between the feed roller and the take-up roller.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 롤-투-롤 방식으로 그래핀 필름을 제조하는 제조장치에서, 그래핀을 증착하는 증착챔버의 하부에 텐션조절부를 구비하여 공급롤러와 권취롤러 사이에서 이동하는 촉매금속필름에 작용하는 장력이 일정하게 작용하도록 하여 촉매금속필름의 손상을 방지할 수 있는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치를 제공함을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is a roll-to-roll method for manufacturing a graphene film in a manufacturing apparatus, provided with a tension control unit in the lower portion of a deposition chamber for depositing graphene between the supply roller and the winding roller An object of the present invention is to provide a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided with a tension control unit at the bottom to prevent damage to the catalytic metal film by allowing the tension acting on the moving catalytic metal film to constantly act.
또한, 본 발명은 그래핀이 증착되는 촉매금속필름의 이동을 가이드할 수 있는 가이드 롤러를 구비함으로써, 촉매금속필름이 이동과정에서 발생하는 비틀림 등으로 인한 촉매금속필름의 손상을 방지할 수 있는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is provided with a guide roller capable of guiding the movement of the catalytic metal film on which graphene is deposited, thereby preventing damage to the catalytic metal film due to torsion, etc. occurring during the movement of the catalytic metal film. An object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film having a control unit provided at the lower portion.
또한, 본 발명은 그래핀이 증착된 필름을 배출하는 과정에서 필름의 온도를 가능한 빨리 낮출 수 있는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided with a tension control unit at the bottom capable of lowering the temperature of the film as quickly as possible in the process of discharging the graphene-deposited film.
또한, 본 발명은 그래핀이 증착되는 촉매금속필름이 자중에 의해 처지는 현상을 방지할 수 있는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a double-sided deposition type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided with a tension control unit at the lower portion that can prevent the catalytic metal film on which graphene is deposited from sagging due to its own weight.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해, 롤-투-롤(roll to roll) 방식으로 촉매금속필름을 이송하면서 그래핀을 증착하는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치에 있어서, 촉매금속필름을 증착챔버로 공급하기 위한 공급롤러와, 증착챔버에서 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 권취하기 위한 권취롤러가 구비되는 상부챔버; 상기 상부챔버의 하부에 연결되어, 상기 촉매금속필름에 그래핀이 증착되는 증착챔버; 및 상기 증착챔버 내에서 상기 촉매금속필름의 방향을 전환하기 위한 방향전환롤러를 포함하며, 상기 촉매금속필름에 작용하는 장력을 일정하게 조절하기 위한 텐션 조절부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention prepares a double-sided deposition type roll-to-roll graphene film having a tension control unit at the bottom for depositing graphene while transporting a catalytic metal film in a roll-to-roll manner. An apparatus comprising: an upper chamber provided with a supply roller for supplying a catalytic metal film to a deposition chamber, and a winding roller for winding a catalytic metal film on which graphene is deposited in the deposition chamber; a deposition chamber connected to a lower portion of the upper chamber and in which graphene is deposited on the catalytic metal film; and a direction changing roller for changing the direction of the catalytic metal film in the deposition chamber, and a tension adjusting unit for constantly adjusting the tension acting on the catalytic metal film; It provides a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided at the bottom.
본 발명에서 상부챔버는, 상부챔버바디; 상기 상부챔버바디 내측에 장착되어 촉매금속필름을 공급하는 공급롤러; 상기 공급롤러의 일측에 장착되어 상기 공급롤러에서 공급되는 촉매금속필름을 하부로 방향을 전환하는 제1 상부방향전환롤러; 상기 제1 상부방향전환롤러의 하부에 장착되어 상기 제1 상부방향전환롤러에서 공급되는 촉매금속필름을 하부로 일정한 속도로 공급하고, 상기 방향전환롤러에서 상부로 방향이 전환된 촉매금속필름을 제2 상부방향전환롤러로 일정하게 공급하기 위한 상부가이드롤러부; 상기 상부가이드롤러부에서 공급되는 촉매금속필름의 방향을 전환하여 상기 권취롤러로 공급하는 제2 상부방향전환롤러; 및 상기 제2 상부방향전환롤러에서 공급되는 촉매금속필름을 권취하는 권취롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.The upper chamber in the present invention, the upper chamber body; a supply roller mounted inside the upper chamber body to supply a catalyst metal film; a first upper direction conversion roller mounted on one side of the supply roller to convert the direction of the catalyst metal film supplied from the supply roller downward; It is mounted on the lower part of the first upper direction conversion roller to supply the catalytic metal film supplied from the first upper direction conversion roller to the lower side at a constant speed, and to prepare the catalytic metal film whose direction is converted to the upper side by the direction conversion roller 2 an upper guide roller for constantly supplying the upper direction changing roller; a second upper direction conversion roller for supplying the winding roller by changing the direction of the catalyst metal film supplied from the upper guide roller; and a winding roller for winding the catalyst metal film supplied from the second upper direction conversion roller.
본 발명에서 상부가이드롤러부는, 구동력이 제공되는 메인가이드롤러와, 상기 메인가이드롤러의 양측에서 상기 메인가이드롤러와 밀착되어 상기 촉매금속필름에 일정한 장력을 주면서 상부 또는 하부로 공급하기 위한 한 쌍의 보조가이드롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the upper guide roller part includes a main guide roller provided with a driving force, and a pair of a pair for supplying to the upper or lower portions while in close contact with the main guide roller on both sides of the main guide roller to give a certain tension to the catalytic metal film. It is characterized in that it is composed of an auxiliary guide roller.
본 발명에서 증착챔버는, 증착챔버 외측바디; 상기 증착챔버 외측바디의 내측에 형성되는 증착챔버 내측바디; 상기 증착챔버 내측바디의 내부공간에 구비되는 히터; 상기 히터의 양측에서 상기 촉매금속필름이 일정하게 하향 이송되고 방향전환롤러에서 방향전환되어 상향 이송될 수 있도록 가이드하는 다수의 하부 가이드롤러; 및 상기 증착챔버 내측바디의 양측면 내부에 설치되어, 상기 증착챔버를 냉각함으로써 상기 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 냉각하기 위한 냉각관;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the deposition chamber includes: an outer body of the deposition chamber; a deposition chamber inner body formed inside the deposition chamber outer body; a heater provided in the inner space of the inner body of the deposition chamber; a plurality of lower guide rollers for guiding the catalytic metal film from both sides of the heater to be constantly transferred downward and to be transferred upward by being changed in a direction change roller; and a cooling tube installed on both sides of the inner body of the deposition chamber to cool the catalytic metal film on which the graphene is deposited by cooling the deposition chamber.
본 발명에서 텐션조절부는, 촉매금속필름의 방향을 하부에서 상부로 전환하는 방향전환롤러; 상단에는 상기 방향전환롤러가 힌지결합되고, 하단에는 고정 평형추가 장착되는 방향전환롤러 지지부; 상기 방향전환롤러 지지부의 하단에 장착되어 상기 방향전환롤러 지지부가 직립상태를 유지하도록 하면서, 상기 방향전환롤러를 따라 이송되는 상기 촉매금속필름에 텐션을 주기 위한 고정 평형추; 일측은 상기 방향전환롤러 지지부에 회전가능하도록 장착되고, 타측은 회전축에 고정장착되는 일측링크; 상기 일측링크의 타측이 고정장착되어 반시계 방향의 모멘트가 작용하고, 타측링크의 일측이 고정장착되어 시계 방향의 모멘트가 작용하는 회전축; 상기 회전축을 회전가능하도록 지지하는 회전축 지지대; 일측은 상기 회전축에 고정 장착되고, 타측에는 조절 평형추가 장착되는 타측링크; 및 상기 타측링크에 장착되어 일측에서 타측으로 이동하면서 모멘트를 조절하기 위한 조절 평형추;로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the tension control unit includes: a direction changing roller for changing the direction of the catalyst metal film from the bottom to the top; The direction conversion roller is hinge-coupled to the upper end, and the direction conversion roller support portion is mounted with a fixed counterweight at the lower end; a fixed counterweight mounted at the lower end of the direction conversion roller support to maintain the direction conversion roller support in an upright state, and to give tension to the catalytic metal film transferred along the direction conversion roller; One side is rotatably mounted to the direction changing roller support, the other side is a link fixed to the rotation shaft; The other side of the one side link is fixedly mounted so that a counterclockwise moment acts, and one side of the other side link is fixedly mounted so that a clockwise moment acts on a rotating shaft; a rotary shaft support for rotatably supporting the rotary shaft; One side is fixedly mounted to the rotating shaft, the other side is a link with an adjustable counterweight is mounted; and an adjustable counterweight mounted on the other link to adjust the moment while moving from one side to the other.
본 발명은 촉매금속필름에 일정한 장력이 유지될 수 있도록 텐션 조절부가 구비됨으로써, 그래핀이 증착된 촉매금속필름의 손상을 방지할 수 있는 효과를 가진다.The present invention has the effect of preventing damage to the catalytic metal film on which graphene is deposited by providing a tension control unit so that a constant tension can be maintained in the catalytic metal film.
또한, 본 발명은 상부챔버와 증착챔버가 직립형으로 형성되기 때문에 촉매금속필름이 자중에 의해 처지는 것을 방지하여 그래핀의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the upper chamber and the deposition chamber are formed in an upright type, the present invention prevents the catalytic metal film from sagging by its own weight, thereby preventing damage to graphene.
또한, 본 발명은 증착챔버의 냉각관을 통해서 증착챔버 내부의 열을 빨리 냉각할 수 있기 때문에 생산성이 증대되는 효과를 가진다.In addition, the present invention has an effect of increasing productivity because heat inside the deposition chamber can be quickly cooled through the cooling tube of the deposition chamber.
도 1은 본 발명에 따른 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치의 전체 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 상부챔버를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 상부챔버에서 롤 지지판을 제거한 상태의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 증착챔버를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 증착챔버에서 증착챔버 내측바디의 측면판을 제거한 상태의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 텐션 조절부의 사시도.
도 7은 도 6의 텐션 조절부를 다른 각도에서 도시한 사시도.
도 8은 도 6의 텐션 조절부에 작용하는 힘들을 도시한 힘 분포도.1 is an overall perspective view of a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided with a tension control unit in the lower portion according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing an upper chamber according to the present invention.
Figure 3 is a perspective view of a state in which the roll support plate is removed from the upper chamber of Figure 2;
4 is a perspective view showing a deposition chamber according to the present invention.
5 is a perspective view of a state in which a side plate of an inner body of the deposition chamber is removed from the deposition chamber of FIG. 4;
6 is a perspective view of a tension adjusting unit according to the present invention.
7 is a perspective view showing the tension control unit of FIG. 6 from another angle;
FIG. 8 is a force distribution diagram illustrating forces acting on the tension adjusting unit of FIG. 6 .
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be specifically realized will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present embodiments, the same names and symbols are used for the same components, and an additional description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치의 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 상부챔버를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 상부챔버에서 롤 지지판을 제거한 상태의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 증착챔버를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 증착챔버에서 증착챔버 내측바디의 측면판을 제거한 상태의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 텐션 조절부의 사시도이고, 도 7은 도 6의 텐션 조절부를 다른 각도에서 도시한 사시도이고, 도 8은 도 6의 텐션 조절부에 작용하는 힘들을 도시한 힘 분포도이다.1 is an overall perspective view of a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus having a tension control unit provided at a lower portion according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view illustrating an upper chamber according to the present invention, and FIG. It is a perspective view of a state in which the roll support plate is removed from the upper chamber, FIG. 4 is a perspective view showing a deposition chamber according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view of a state in which the side plate of the inner body of the deposition chamber is removed from the deposition chamber of FIG. 6 is a perspective view of the tension control unit according to the present invention, FIG. 7 is a perspective view showing the tension control unit of FIG. 6 from another angle, and FIG. 8 is a force distribution diagram illustrating forces acting on the tension control unit of FIG. 6 .
도 1은 본 발명에 따른 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치(1)에 대한 전체 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 그래핀 필름 제조장치(1)는 상부챔버(10)와, 증착챔버(20), 증착챔버(20) 내측에서 촉매금속필름의 장력을 유지하기 위한 텐션조절부(30) 및 상부챔버(10)와 증착챔버(20)를 지지하는 받침부(40)로 구성된다.1 is an overall perspective view of a double-sided deposition-type roll-to-roll graphene
도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 그래핀 필름 제조장치(1)의 상부챔버(10)에 대한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상부챔버(10)는 상부챔버바디(11)와, 상부챔버바디(11) 내측에 서로 대칭되도록 장착되는 공급롤러(12a)와 권취롤러(12b), 공급롤러(12a)에서 이송되는 촉매금속필름(F)의 방향을 하부방향으로 전환하는 제1 상부방향전환롤러(13a)와, 제1 상부방향전환롤러(13a)와 대칭되도록 장착되며 촉매금속필름(F)의 상향이송을 권취롤러(12b)측으로 전환하는 제2 상부방향전환롤러(13b)와, 상부에서 하부로 및 하부에서 상부로 이송되는 촉매금속필름(F)을 가이드하기 위한 상부가이드롤러부(14)로 구성된다. 상부챔버바디(11)는 양측으로 도어(미도시)가 장착되는 한 쌍의 개방구(111a, 111b)가 형성되고, 일측 개방구(111a)를 통해 촉매금속필름(F)이 권취된 롤이 공급롤러(12a)에 장착되고, 타측 개방구(111b)를 통해 그래핀이 증착된 촉매금속필름이 권취될 롤이 권취롤러(12b)에 장착된다. 공급롤러(12a)와 권취롤러(12b)는 배면측에 장착된 모터에 의해 구동된다. 상부챔버바디(11)의 하부에는 촉매금속필름이 이송될 수 있도록 관통홀(112)이 형성된다. 또한, 가이드롤러부(14)는 구동력이 제공되는 메인가이드롤러(141), 메인가이드롤러(141)의 양측에서 메인가이드롤러(141)와 밀착되어 촉매금속필름(F)에 일정한 장력을 주면서 상부 또는 하부로 공급하기 위한 한 쌍의 보조가이드롤러(142a, 142b)로 구성된다. 메인가이드롤러(141)은 배면측에 장착된 모터에 의해 구동되어 촉매금속필름에 장력을 부여한다. 공급롤러(12a)와 권취롤러(12b), 제1 상부방향전환롤러(13a)와 제2 상부방향전환롤러(13b) 및 상부가이드롤러부(14)는 롤러들의 전방 및 후방에 장착되는 롤러지지판(17a, 17b)에 의해 지지되며, 공급롤러(12a)와 권취롤러(12b)는 롤의 부피를 감안하여 롤러의 하부에 공급롤러 지지판(18a)과 권취롤러 지지판(18b)이 상기 롤러지지판(17a, 17b)에 고정 장착되어 지지된다. 또한, 제1 상부방향전환롤러(13a)와 제2 상부방향전환롤러(12b) 및 상부가이드롤러부(14)는 보조롤러지지판(15)에 의해 회전가능하도록 지지되고, 상기 보조롤러지지판(15a, 15b)은 롤러지지판(17a, 17b)에 장착되어 지지된다. 상부가이드롤러부(14)는 메인가이드롤러(141)와 한 쌍의 보조가이드롤러(142a, 142b)로 구성되는데, 메인가이드롤러(141)와 보조가이드롤러(142a, 142b)는 서로 밀착되어 촉매금속필름(F)에 일정한 텐션을 주면서 촉매금속필름(F)을 하부 또는 상부로 이송시킨다. 상부챔버바디(11)의 하부에는 연결바디(16)가 형성되어 관통홀(112)을 통해 증착챔버(20)와 연결되며, 관통홀(112)과 연결바디(16)를 통해서 촉매금속필름(F)이 상하로 이송된다. 제1 상부방향전환롤러(13a)와 제2 상부방향전환롤러(13b)는 배면측에 장착된 모터에 의해 구동되고, 제1 상부방향전환롤러(13a)는 공급롤러(12a)에서 공급되는 촉매금속필름에 일정한 장력을 부가하여 하향으로 이송하고, 제2 상부방향전환롤러(13b)는 일정한 장력으로 권취롤러(12b)로 촉매금속필름을 이송한다.2 to 3 are views of the
도 4와 도 5는 증착챔버(20)에 대한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 증착챔버(20)는, 증착챔버 외측바디(21)와, 증착챔버 외측바디(21)의 내측에 형성되는 증착챔버 내측바디(22)와, 증착챔버 내측바디(22)의 내부공간에 구비되는 히터(24)와, 히터(24)의 양측에서 촉매금속필름(F)이 일정하게 하향 이송되도록 가이드하는 다수의 일측 하부가이드롤러(23a)와, 방향전환롤러(31)에서 방향전환되어 상향 이송될 수 있도록 가이드하는 다수의 타측 하부 가이드롤러(23b)와, 증착챔버 내측바디(22)의 양측면 내부에 설치되어 증착챔버(20)를 냉각함으로써 그래핀이 증착된 촉매금속필름(F)을 냉각하기 위한 한 쌍의 냉각관(25a, 25b)으로 구성된다. 증착챔버 외측바디(21) 전면 개방부(211)에는 도어(미도시)가 장착되어 증착챔버의 내부를 유지보수하거나 장력을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 증착챔버 외측바디(21)의 상부를 통해서 공급 또는 배출되는 촉매금속필름은 증착챔버의 내측바디(22)의 상부측에 형성되는 촉매금속필름 관통홀(221a, 221b)을 통해서 하부로 또는 상부로 이송된다. 또한, 증착챔버(20)의 내측바디(22)의 내부공간에는 공급롤러(12a)에서 공급되어 권취롤러(12b)로 이송되는 촉매금속필름(F)이 하향에서 상향으로 방향전환되는 방향전환롤러(31)가 관통홀(222)을 통해 돌출되어 장착되는데, 방향전환롤러(31)는 텐션조절부(30)의 구성요소로서 방향전환롤러(31)를 감싸면서 이송되는 촉매금속필름(F)에 장력을 제공하는 요소로 작용한다. 증착챔버의 내측바디(22)의 내부공간으로 증착용 공정가스가 공급되어, 공정가스가 히터에 의해 히팅되면서 촉매금속필름에 그래핀이 증착된다.4 and 5 are views of the
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 텐션조절부(30)를 도시하고 있다. 텐션조절부(30)는, 촉매금속필름(F)의 이송방향을 하부에서 상부로 전환하는 방향전환롤러(31)와, 상단에는 방향전환롤러(31)가 회전가능하게 결합되고, 하단에는 고정 평형추(33)가 장착되는 방향전환롤러 지지부(32)와, 방향전환롤러 지지부(32)의 하단에 장착되어 방향전환롤러 지지부(32)가 직립상태를 유지하도록 하면서, 방향전환롤러(31)를 따라 이송되는 촉매금속필름(F)에 텐션을 주기 위한 고정 평형추(33)와, 일측은 방향전환롤러 지지부(32)가 힌지축(341)에 의해 결합되고 타측은 회전축(35)에 고정장착되는 일측링크(34)와, 일측링크(34)의 타측이 고정장착되어 반시계 방향의 모멘트가 작용하고, 타측링크(36)의 일측이 고정장착되어 시계 방향의 모멘트가 작용하는 회전축(35)과, 회전축(35)을 회전가능하도록 지지하는 회전축 지지대(38)와, 일측은 회전축(35)에 고정 장착되고 타측에는 조절 평형추(37)가 장착되는 타측링크(36)와, 타측링크(36)에 장착되어 일측에서 타측으로 이동하면서 모멘트를 조절하기 위한 조절 평형추(37)로 구성된다. 회전축 지지대(38)는 받침대(40)에 고정장착되는 수평 지지대(382)와, 회전축(35)이 회전가능하게 장착되는 수직 지지대(381)로 이루어진다. 타측링크(36)에는 조절 평형추(37)를 일측에서 타측으로 이동시키면서 모멘트를 변화시키기 위한 이송슬롯(361)이 더 형성된다. 그에 따라 촉매금속필름에 필요한 장력을 필요에 따라 조금씩 변경하면서 사용할 수 있다.6 and 7 show the
도 8은 텐션조절부(30)에서 촉매금속필름에 작용하는 텐션을 조절하기 위한 힘의 분포도를 도시하고 있다.FIG. 8 shows a distribution diagram of a force for adjusting the tension acting on the catalyst metal film in the
회전축(35)에서 발생하는 모멘트(M)는, 일측링크(34)의 단부에 장착된 방향전환롤러(31)와 방향전환롤러 지지부(32) 및 고정 평형추(33)에 의해 형성되는 하중(F1)에 의한 모멘트(M1)와, 타측링크(36)에 장착된 조절 평형추(37)에 의한 하중(F2)에 의한 모멘트(M2)가 서로 반대로 작용하게 된다. 즉, 모멘트(M1)은 반시계방향으로 회전하는 회전력을 가지고, 모멘트(M2)는 시계방향으로 회전하는 회전력을 가진다. 그에 따라 회전축(35)에는 M1-M2의 차에 의한 모멘트(M)가 작용한다.The moment M generated in the
M = M1 - M2 = F1 * R1* cos θ - F2 * R2 = F3 * R1* cos θ --- [식 1]M = M1 - M2 = F1 * R1* cos θ - F2 * R2 = F3 * R1* cos θ --- [Equation 1]
F3 = T1 + T2 --- [식 2]F3 = T1 + T2 --- [Equation 2]
식 2의 결과를 가지고 살펴보면, F3 > T1 + T2인 경우는 촉매금속필름에 작용하는 장력이 하부로 작용하는 힘인 F3보다 작은 경우이므로 일측링크(34)가 아래로 내려가게 된다. 일측링크(34)가 하부로 내려가게 되는 경우는 공급롤러(12a)에서 공급되는 촉매금속필름이 권취롤러(12b)에서 권취되는 속도보다 더 빨리 공급되는 경우에 발생할 수 있다. 이러한 경우 F3와 T1 + T2가 서로 같아지는 지점까지 일측링크(34)는 하부로 내려가게 된다. 또한, F3 < T1 + T2인 경우는 공급되는 촉매금속필름보다 권취롤러(12b)에서 권취되는 촉매금속필름의 속도가 더 빠를 때 발생할 수 있는데, F3보다 텐션(T1 + T2)이 더 커지는 경우 촉매금속필름에 무리한 장력이 작용하게 되고, 그에 따라 촉매금속필름은 손상을 입을 수 있다. 이러한 경우에는 공급롤러(12a)와 권취롤러(12b)를 중단시켜 일정한 텐션을 유지하도록 한 후에 다시 가동할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 텐션조절부(30)는 촉매금속필름에 지나친 장력이 작용하는 경우 촉매금속필름이 손상을 입을 수 있으므로, 일정한 장력 이상이 작용하는 이상상태에서는 롤러의 작동을 멈추고 비이상적인 상태를 해결한 후에 재가동할 수 있게 된다. 그에 따라 그래핀의 제조 효율이 증대될 수 있다는 장점을 가질 수 있다.Looking at the result of Equation 2, in the case of F3 > T1 + T2, since the tension acting on the catalyst metal film is smaller than the downward force F3, the one-
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It is obvious to those of ordinary skill in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified and modified within the scope without departing from the technical gist of the present invention. will be.
1 : 그래핀 필름 제조장치
10 : 상부챔버
11 : 상부챔버바디
12a : 공급롤러
12b : 권취롤러
13a : 제1 상부방향전환롤러
13b : 제2 상부방향전환롤러
14 : 상부가이드롤러부
15a, 15b : 보조롤러 지지판
16 : 연결바디
17a, 17b : 롤러 지지판
18a : 공급롤러 지지판
18b : 권취롤러 지지판
20 : 증착챔버
21 : 증착챔버 외측바디
22 : 증착챔버 내측바디
23a, 23b : 하부가이드롤러
24 : 히터
25a, 25b : 냉각관
30 : 텐션조절부
31 : 방향전환롤러
32 : 방향전환롤러 지지부
33 : 고정 평형추
34 : 일측링크
35 : 회전축
36 : 타측링크
37 : 조절 평형추
38 : 회전축 지지대1: graphene film manufacturing device
10: upper chamber 11: upper chamber body
12a:
13a: first upper
14: upper guide roller part
15a, 15b: auxiliary roller support plate 16: connection body
17a, 17b: roller support plate
18a: supply
20: deposition chamber 21: deposition chamber outer body
22: deposition chamber
24:
30: tension control unit 31: direction change roller
32: direction conversion roller support 33: fixed counterweight
34: one side link 35: rotation shaft
36: the other side link 37: adjustable counterweight
38: rotation shaft support
Claims (5)
촉매금속필름을 증착챔버로 공급하기 위한 공급롤러와, 증착챔버에서 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 권취하기 위한 권취롤러가 구비되는 상부챔버;
상기 상부챔버의 하부에 연결되어, 상기 촉매금속필름에 그래핀이 증착되는 증착챔버; 및
상기 증착챔버 내에서 상기 촉매금속필름의 방향을 전환하기 위한 방향전환롤러를 포함하며, 상기 촉매금속필름에 작용하는 장력을 일정하게 조절하기 위한 텐션 조절부;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치.
In the double-sided deposition type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided at the bottom with a tension control unit for depositing graphene while transferring the catalytic metal film in a roll-to-roll method,
an upper chamber provided with a supply roller for supplying the catalytic metal film to the deposition chamber, and a winding roller for winding the catalytic metal film on which graphene is deposited in the deposition chamber;
a deposition chamber connected to a lower portion of the upper chamber and in which graphene is deposited on the catalytic metal film; and
a tension control unit including a direction changing roller for changing the direction of the catalytic metal film in the deposition chamber, and constantly adjusting a tension acting on the catalytic metal film;
A double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided with a tension control unit at the bottom, characterized in that consisting of.
상기 상부챔버는,
상부챔버바디;
상기 상부챔버바디 내측에 장착되어 촉매금속필름을 공급하는 공급롤러;
상기 공급롤러의 일측에 장착되어 상기 공급롤러에서 공급되는 촉매금속필름을 하부로 방향을 전환하는 제1 상부방향전환롤러;
상기 제1 상부방향전환롤러의 하부에 장착되어 상기 제1 상부방향전환롤러에서 공급되는 촉매금속필름을 하부로 일정한 속도로 공급하고, 상기 방향전환롤러에서 상부로 방향이 전환된 촉매금속필름을 제2 상부방향전환롤러로 일정하게 공급하기 위한 상부가이드롤러부;
상기 상부가이드롤러부에서 공급되는 촉매금속필름의 방향을 전환하여 상기 권취롤러로 공급하는 제2 상부방향전환롤러; 및
상기 제2 상부방향전환롤러에서 공급되는 촉매금속필름을 권취하는 권취롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치.
According to claim 1,
The upper chamber,
upper chamber body;
a supply roller mounted inside the upper chamber body to supply a catalyst metal film;
a first upper direction conversion roller mounted on one side of the supply roller to convert the direction of the catalyst metal film supplied from the supply roller downward;
It is mounted on the lower part of the first upper direction conversion roller to supply the catalytic metal film supplied from the first upper direction conversion roller to the lower side at a constant speed, and to prepare the catalytic metal film whose direction is converted to the upper side by the direction conversion roller 2 an upper guide roller for constantly supplying the upper direction changing roller;
a second upper direction conversion roller for supplying the winding roller by changing the direction of the catalyst metal film supplied from the upper guide roller; and
A double-sided deposition type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus having a tension control unit at the lower portion, characterized in that it consists of a winding roller for winding the catalyst metal film supplied from the second upper direction conversion roller.
상기 상부가이드롤러부는,
구동력이 제공되는 메인가이드롤러와, 상기 메인가이드롤러의 양측에서 상기 메인가이드롤러와 밀착되어 상기 촉매금속필름에 일정한 장력을 주면서 상부 또는 하부로 공급하기 위한 한 쌍의 보조가이드롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치.
3. The method of claim 2,
The upper guide roller part,
It is characterized in that it consists of a main guide roller provided with driving force, and a pair of auxiliary guide rollers that are in close contact with the main guide roller on both sides of the main guide roller and supply a certain tension to the catalyst metal film to the upper or lower parts A double-sided deposition type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided with a tension control unit at the bottom.
상기 증착챔버는,
증착챔버 외측바디;
상기 증착챔버 외측바디의 내측에 형성되는 증착챔버 내측바디;
상기 증착챔버 내측바디의 내부공간에 구비되는 히터;
상기 히터의 양측에서 상기 촉매금속필름이 일정하게 하향 이송되고 방향전환롤러에서 방향전환되어 상향 이송될 수 있도록 가이드하는 다수의 하부 가이드롤러; 및
상기 증착챔버 내측바디의 양측면 내부에 설치되어, 상기 증착챔버를 냉각함으로써 상기 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 냉각하기 위한 냉각관;
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치.
According to claim 1,
The deposition chamber,
Deposition chamber outer body;
a deposition chamber inner body formed inside the deposition chamber outer body;
a heater provided in the inner space of the inner body of the deposition chamber;
a plurality of lower guide rollers for guiding the catalytic metal film from both sides of the heater to be constantly transferred downward and to be transferred upward by being changed in a direction change roller; and
a cooling tube installed inside both sides of the inner body of the deposition chamber to cool the catalytic metal film on which the graphene is deposited by cooling the deposition chamber;
A double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided with a tension control unit at the lower portion, characterized in that it consists of.
상기 텐션조절부는,
상기 촉매금속필름의 방향을 하부에서 상부로 전환하는 방향전환롤러;
상단에는 상기 방향전환롤러가 힌지결합되고, 하단에는 고정 평형추가 장착되는 방향전환롤러 지지부;
상기 방향전환롤러 지지부의 하단에 장착되어 상기 방향전환롤러 지지부가 직립상태를 유지하도록 하면서, 상기 방향전환롤러를 따라 이송되는 상기 촉매금속필름에 텐션을 주기 위한 고정 평형추;
일측은 상기 방향전환롤러 지지부에 회전가능하도록 장착되고, 타측은 회전축에 고정장착되는 일측링크;
상기 일측링크의 타측이 고정장착되어 반시계 방향의 모멘트가 작용하고, 타측링크의 일측이 고정장착되어 시계 방향의 모멘트가 작용하는 회전축;
상기 회전축을 회전가능하도록 지지하는 회전축 지지대;
일측은 상기 회전축에 고정 장착되고, 타측에는 조절 평형추가 장착되는 타측링크; 및
상기 타측링크에 장착되어 일측에서 타측으로 이동하면서 모멘트를 조절하기 위한 조절 평형추;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치.According to claim 1,
The tension control unit,
a direction change roller for changing the direction of the catalyst metal film from the lower part to the upper part;
The direction conversion roller is hinge-coupled to the upper end, and the direction conversion roller support portion is mounted with a fixed counterweight at the lower end;
a fixed counterweight mounted at the lower end of the direction conversion roller support to maintain the direction conversion roller support in an upright state, and to give tension to the catalytic metal film transferred along the direction conversion roller;
One side is rotatably mounted to the direction changing roller support, the other side is a link fixed to the rotation shaft;
a rotating shaft to which the other side of the one side link is fixedly mounted so that a counterclockwise moment acts, and one side of the other side link is fixedly mounted so that a clockwise moment acts;
a rotary shaft support for rotatably supporting the rotary shaft;
One side is fixedly mounted to the rotation shaft, the other side is a link with an adjustable counterweight mounted on the other side; and
an adjustable counterweight mounted on the other link to adjust a moment while moving from one side to the other;
A double-sided deposition-type roll-to-roll graphene film manufacturing apparatus provided with a tension control unit at the bottom, characterized in that it consists of.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120061224A (en) | 2010-12-03 | 2012-06-13 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Apparatus and method for preparing graphene film using chemical vapor deposition |
KR101262327B1 (en) | 2009-10-16 | 2013-05-08 | 그래핀스퀘어 주식회사 | Graphene roll-to-roll transfer method, graphene roll-to-roll transfer apparatus, and graphene roll |
KR20130090132A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-13 | 엘지전자 주식회사 | Method for manufacturing graphene and graphene manufactured by the same |
KR101760653B1 (en) | 2015-05-28 | 2017-07-25 | 세종대학교산학협력단 | Apparatus for manufacturing graphene and method of manufacturing graphene |
JP6174540B2 (en) * | 2014-10-02 | 2017-08-02 | 株式会社不二鉄工所 | Accumulator |
KR20180010085A (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-30 | 주식회사 참트론 | The Manufacturing device of graphene film |
KR101874317B1 (en) | 2011-04-28 | 2018-07-05 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Apparatus and method for manufacturing graphene sheet using roll to roll process |
-
2019
- 2019-12-12 KR KR1020190165183A patent/KR102340879B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101262327B1 (en) | 2009-10-16 | 2013-05-08 | 그래핀스퀘어 주식회사 | Graphene roll-to-roll transfer method, graphene roll-to-roll transfer apparatus, and graphene roll |
KR20120061224A (en) | 2010-12-03 | 2012-06-13 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Apparatus and method for preparing graphene film using chemical vapor deposition |
KR101874317B1 (en) | 2011-04-28 | 2018-07-05 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Apparatus and method for manufacturing graphene sheet using roll to roll process |
KR20130090132A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-13 | 엘지전자 주식회사 | Method for manufacturing graphene and graphene manufactured by the same |
JP6174540B2 (en) * | 2014-10-02 | 2017-08-02 | 株式会社不二鉄工所 | Accumulator |
KR101760653B1 (en) | 2015-05-28 | 2017-07-25 | 세종대학교산학협력단 | Apparatus for manufacturing graphene and method of manufacturing graphene |
KR20180010085A (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-30 | 주식회사 참트론 | The Manufacturing device of graphene film |
KR101938874B1 (en) * | 2016-07-20 | 2019-01-15 | 주식회사 참트론 | The heat-treatment device for synthesis of high quality graphene |
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KR102340879B1 (en) | 2021-12-20 |
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Legal Events
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AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |