WO2012064147A2 - Apparatus for continuously preparing carbon nanotube-coated film, and method for preparing carbon nanotube-coated film using same - Google Patents
Apparatus for continuously preparing carbon nanotube-coated film, and method for preparing carbon nanotube-coated film using same Download PDFInfo
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- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/28—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers
Definitions
- the present invention relates to a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus and a method for manufacturing a carbon nanotube coating film thereof, and more particularly to a field to which a conductive film such as a touch panel field, a semiconductor manufacturing equipment, a display device, and a test device can be applied. It relates to a carbon nanotube coating film production apparatus that can be applied and a carbon nanotube coating film manufacturing method thereof.
- carbon nanotubes have a cylindrical structure having a diameter of about 1 to 20 nm, which is usually made of a graphite surface, and have a unique bonding arrangement in the shape of a strong, flat hexagonal plate-like film, and form CNTs while winding in a spiral shape.
- the carbon nanotubes are excellent in mechanical robustness and chemical stability, can exhibit both semiconductor and conductor properties, and are small in diameter, long in length, and hollow, and are excellent materials for flat panel display devices, transistors, and energy storage materials. It shows properties, and its applicability as nano-sized various electronic devices is very large.
- Conventional methods for producing a carbon nanotube coating film the spray coating method is mainly used.
- Conventional spray coating is a method of forming a carbon nanotube conductive layer by coating a carbon nanotube after fixing the base film to a dedicated jig (sheet) by cutting the base film of PET material in sheets.
- the carbon nanotube coating film has a multi-layered structure having a separate protective layer or the like on the carbon nanotube conductive layer, the carbon nanotube conductive layer for the production of the film having the multi-layered structure After the completion of the process, additional protective layer coating process is required to be added, which also causes a decrease in productivity through increased tag time.
- a method of producing a carbon nanotube coating film by applying a roll to roll facility may be considered.
- the conventional spray method of repeatedly coating a low concentration of carbon nanotube solution to form a desired surface resistance band cannot be applied, and using a high concentration of carbon nanotube solution in one coating using a carbon nanotube having a desired surface resistance A coating film should be implemented.
- An object of the present invention is to provide a carbon nanotube coating film manufacturing method and a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus in which the tag time is shortened and productivity is improved.
- Another object of the present invention is to provide a carbon nanotube coating film manufacturing method and a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus having excellent conductivity and transmittance while performing carbon nanotube coating in a roll-to-roll method.
- the carbon nanotube coating film manufacturing method by coating the carbon nanotube solution on the base film while transferring the base film having flexibility in a roll-to-roll method, a carbon nanotube coating film Forming, unwinding and transferring the base film. And surface modifying the surface tension of the transferred base film to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution. Coating a carbon nanotube solution having a content of carbon nanotubes of 0.1 to 10% on the base film. And drying the carbon nanotube solution. Rewinding the dried carbon nanotube coating film.
- the carbon nanotube coating film manufacturing method having a protective layer by transferring the carbon nanotube solution on the base film while transferring the flexible base film in a roll-to-roll method, carbon nano Forming a tube coating film, the method comprising unwinding and transferring the base film. Modifying the transferred base film surface to be hydrophilic. The cleaning step of removing the foreign matter adhered to the base film surface. Coating a carbon nanotube solution having a content of carbon nanotubes of 0.1 to 10% on the base film. And drying the carbon nanotube solution. And washing the base film with the carbon nanotube solution dried. And drying the washed carbon nanotube coating film. Coating a binder solution having a content of a ceramic binder of 0.1 to 10% on the dried carbon nanotube coating film. Drying the ceramic binder solution and rewinding the base film on which the ceramic binder solution is dried.
- the step of modifying the surface of the base film to be hydrophilic is 40 to 70 dyne / cm.
- the hydrophilic treatment of the base film surface may be performed by plasma treatment of the base film surface using a reforming gas of argon / oxygen or nitrogen / CDA (Clean Dry Air), or by corona treatment without using a reforming gas. Can be done.
- the cleaning step for removing the base film surface foreign matter the base film surface may be made through a contact method using an adhesive roll or a non-contact method using an ultrasonic equipment.
- the coating of the carbon nanotube solution may be performed by coating the carbon nanotube solution once through a slot die coating method or a micro gravure coating method.
- the step of drying the film coated with the carbon nanotube solution is preferably using hot air of 80 °C to 130 °C.
- the step of washing the film dried carbon nanotube solution is preferably using a spray cleaning method or K-pping (Dipping) cleaning method, compressed air to remove the flush water of the carbon nanotube coating film Blowing through a knife (Air Knife) is preferably dried by hot air.
- a spray cleaning method or K-pping (Dipping) cleaning method compressed air to remove the flush water of the carbon nanotube coating film Blowing through a knife (Air Knife) is preferably dried by hot air.
- the coating of the ceramic binder solution may be performed by coating the ceramic binder solution once through a slot die coating method or a micro gravure coating method.
- the step of drying the film coated with the ceramic binder solution is preferably dried using hot air and an infrared heater (IR Heater) of 100 °C to 150 °C.
- IR Heater infrared heater
- the continuous carbon nanotube coating film manufacturing apparatus in another aspect of the present invention, the unwinding unit, the transfer unit, the surface material unit, the carbon nanotube solution coating unit, the carbon nanotube solution drying unit, And a winding unit.
- the unwinding unit unwinds the base film.
- a conveying unit conveys the base film from the unwinding unit.
- the surface modification unit adjusts the surface tension of the base film supplied from the unwinding unit to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution.
- the carbon nanotube solution coating unit coats the carbon nanotube solution on the base film while moving relative to the base film.
- the carbon nanotube solution drying unit dries the carbon nanotube solution coated on the base film.
- the rewinding unit rewinds the base film passed through the carbon nanotube solution drying unit.
- the surface modification unit and the coating unit may include a cleaning unit for removing the foreign matter adhered to the base film surface.
- the apparatus may further include a cleaning unit disposed between the surface modification unit and the coating unit and removing the foreign matter adhering to the substrate surface, wherein the cleaning unit may contact the substrate to be transported to remove the foreign matter. It may include.
- the coating unit by adjusting the thickness of the carbon nanotube solution coated on the base film, may further comprise a blade formed of a non-metal material.
- the quality of the carbon nanotube coating film prepared through the spray process may be realized.
- FIG. 1 is a block diagram showing a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
- Figure 2 is a flow chart showing a carbon nanotube coating film manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a configuration diagram showing a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
- the carbon nanotube coating film manufacturing apparatus 100 of the present invention by coating the carbon nanotube solution on the base film 10 while transferring the flexible base film 10 in a roll-to-roll method, carbon The nanotube coating film 20 is formed.
- the carbon nanotube coating film manufacturing apparatus 100 of the present invention includes an unwinding unit 110, a transfer unit 120, a surface modification unit 130, and a cleaning unit 140. And a carbon nanotube solution coating unit 150, a carbon nanotube solution drying unit 160, and a rewinding unit 190.
- the present invention may further include a washing unit 165, a protective layer solution coating unit 171, and a protective layer solution drying unit 173.
- the unwinding unit 110 unwinds the base film 10.
- the transfer unit 120 transfers the base film 10 so as to smoothly run the base film 10.
- the surface modification unit 130 adjusts the surface tension of the base film 10 supplied from the unwinding unit 110 to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution.
- the cleaning unit 140 removes foreign substances from the transferred base film 10.
- Carbon nanotube solution coating unit 150 is disposed across the transported base film 10, by coating a carbon nanotube solution on the base film 10, to form a carbon nanotube layer 20 do.
- the carbon nanotube solution drying unit 160 dries the carbon nanotube solution coated on the base film 10.
- the water washing unit 165 removes impurities of the carbon nanotube solution dried on the base film and then dries moisture.
- the protective layer solution coating unit 171 is disposed across the transferred base film 10.
- a protective layer solution such as a ceramic binder solution is coated on the base film 10 to protect the protective layer 30. ).
- the protective layer solution drying unit 173 dries the protective layer solution coated on the base film 10.
- the rewinding unit 190 rewinds the base film 10 that has passed through the carbon nanotube solution drying unit 160 and / or the protective layer solution drying unit 173.
- the unwinding unit 110 unwinds the base film 10.
- the unwinding unit 110 may include a roll on which the base film 10 is wound.
- the base film 10 has flexibility and may be an inorganic film or a polymer film such as polyethylene terephthalate (PET).
- the unwinding unit 110 may further include a splicer and an accumulator 115.
- a splicer and an accumulator exhaust of the existing unwinding rolls, it is possible to continue the production by joining the newly introduced winding rolls.
- the transfer unit 120 pushes the base film 10 in the advancing direction from the unwinding unit 110 and transfers it.
- the transfer unit 120 may include a plurality of guide rollers. The guide rollers guide the transfer while supporting the base film 10.
- the surface modification unit 130 adjusts the surface tension of the base film 10 supplied from the unwinding unit 110 to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution.
- the surface tension of PET which is the base film 10
- the surface tension of PET is typically about 40 dyne / cm, and 70 dyne / cm for the carbon nanotube solution, and the difference is 30 dyne / cm, and the carbon nanotube solution is high.
- the surface tension of the base film 10 is 5 to 15 dyne / cm, more preferably about 7 dyne / cm to 13 dyne / cm, most preferably about 10 dyne than the surface tension of the carbon nanotube solution Higher / cm results in excellent wettability.
- the surface modification unit 130 of the present invention surface-modifies the base film 10, increasing its surface tension to 50 to 60 dyne / cm, while adding a wetting agent (wetting agent) to the carbon nanotube solution By lowering the surface tension of the coating solution to 40 to 50 dyne / cm.
- a wetting agent wetting agent
- the surface tension of the base film 10 is higher the more hydrophilic. Accordingly, the surface modification unit 130 may be surface modified to improve the hydrophilicity of the base surface.
- the surface modification unit 130 may include a plasma processing apparatus and a corona treatment apparatus.
- the plasma processing apparatus and the corona treatment apparatus modify the base film 10 to be hydrophilic.
- the gas used in the plasma processing apparatus may use a reformed gas of argon & oxygen or nitrogen & clean dry air (CDA).
- the plasma processing apparatus does not physically etch the surface of the base film 10, contamination and static electricity due to particle generation do not occur when used for a long time.
- the wetting agent added to the carbon nanotube solution may include isopropyl alcohol, methyl alcohol, ethyl alcohol, SDS (Sodium Dodecyl Sulfate), and the like.
- the cleaning unit 140 may be disposed behind the surface modification unit 130.
- the cleaning unit 140 removes the foreign matter attached to the base film 10 passing through the surface modification unit 130.
- the cleaning unit 140 may include a non-contact cleaner.
- the non-contact cleaner may include an ultrasonic generator and a foreign material inhaler.
- the ultrasonic generator separates foreign matter from the base film 10 using ultrasonic waves.
- the foreign substance inhaler removes the separated foreign substance through air suction.
- the cleaning unit 140 may include a contact cleaner.
- the contact cleaner may further include an adhesive roll in contact with the base film 10. The adhesive roll adheres and removes foreign substances on the surface of the base film 10 while contacting the base film 10.
- the contact cleaner may further include a strongly adhesive roll to remove the foreign matter from the adhesive roll 142.
- the adhesive roll 142 may be used semi-permanently, and the strong adhesive roll is a structure in which a tape is wound, and when foreign matter is electrodeposited and accumulated from the adhesive roll for a predetermined time, the contaminated tape surface is removed and a new tape is replaced. Can be used
- the carbon nanotube solution coating unit 150 forms the carbon nanotube layer 20 on the base film 10. In this case, the carbon nanotube solution coating unit 150 coats the carbon nanotube solution on the base film 10 while moving relative to the base film 10.
- the carbon nanotube solution coating unit 150 may include a slot die coater.
- the slot die coater may be a slot die formed long in the direction perpendicular to the traveling direction of the base film 10. In the slot die, the carbon nanotube solution is discharged into the gap of the tip divided into two sides of the slot die, and the discharged carbon nanotube solution is the die lip and the base film (10). After forming a bead between the () and to be coated.
- the slot die itself is fixed and only the base film 10 can be coated while moving.
- the carbon nanotube solution coating unit 150 may include a micro gravure coater.
- the microgravure coater comprises a coating roll. An oblique cell is engraved on the coating roll. Therefore, when the carbon nanotube solution is buried on the coating roll, the carbon nanotube solution is contained in the cell, and the base film 10 and the coating roll are contacted to transfer the carbon nanotube solution to the base film 10. .
- the carbon nanotube solution coating unit 150 may further include a blade.
- the blade controls the thickness of the carbon nanotube solution coated on the base film (10).
- the blade is preferably formed of a non-metallic material. This is to prevent a non-uniform coating from occurring by aggregating by reacting with a carbon nanotube solution when using a blade made of metal such as carbon steel or SUS.
- PET, PE and acetal may be applied as the blade material.
- the carbon nanotube solution drying unit 160 may dry and / or harden the carbon nanotube solution coated on the base film 10.
- the present invention may further include a thickness measuring unit.
- the thickness measuring unit measures the coating thickness of the carbon nanotube coating film 20.
- the thickness measuring unit may include a light transmittance measuring device.
- the light transmittance measuring device may indirectly monitor the coating thickness through light transmittance measurement in real time.
- the rewinding unit 190 rewinds the base film 10 that has passed through the carbon nanotube solution drying unit 160.
- the rewinding unit 190 may include a rewinding roll rewinding the carbon nanotube coating film 20 that has passed through the carbon nanotube solution drying unit 160, and a rewinding at a speed set in the rewinding roll.
- the apparatus may further include. It may also include an accumulator 195.
- a washing unit 165, a protective layer solution coating unit 171, and a protective layer solution drying unit 173 may be further included between the drying unit and the rewinding unit 190.
- the washing unit 165 removes impurities contained after the carbon nanotube coating is dried.
- the water washing unit 165 may include a nozzle, an air blower, and a dryer. Water is sprayed from the nozzle to the surface of the carbon nanotube coating film in an appropriate size.
- the nozzle may be a fan-shaped spray nozzle having an orifice diameter of 0.3 to 1 mm, and sprayed at a pressure of 0.1 to 10 Kgf / cm 2 .
- An air blower removes water on the carbon nanotubes.
- the air blower may use an air knife nozzle.
- the dryer completely removes residual moisture on the carbon nanotubes.
- the dryer may be hot air of 60 °C to 100 °C.
- the washing unit 165 may further include an immersion unit for dipping the carbon nanotube coating film 20. After dipping the carbon nanotube coating film 20 through the immersion unit, if impurities are removed secondarily through the nozzle, the impurities may be removed by minimizing damage to the carbon nanotube coating.
- the protective layer solution coating unit 171 forms a protective layer 30 by coating the protective layer solution on the carbon nanotube layer 20.
- the protective layer solution may be made of a ceramic binder solution.
- Protective layer solution drying unit 173 The ceramic binder solution coated on the carbon nanotubes is dried. By coating the ceramic binder solution, durability and permeability are improved.
- the present invention may further include a laminating unit 180.
- the laminating unit 180 is a unit for laminating the protective film 40 to the final produced film, the protective film unwinding unit 181 for unwinding the protective film 40, and the protective film 40
- a protective film laminating unit 183 may be formed to be laminated on the surface of the carbon nanotube layer 20 or the protective layer 30.
- the carbon nanotube coating film manufacturing apparatus 100 according to the present invention may have excellent sheet resistance even through a single coating.
- FIG. 2 is a flow chart showing a carbon nanotube coating film manufacturing method according to a preferred embodiment in another aspect of the present invention.
- the carbon nanotube coating film manufacturing method is to form a carbon nanotube coating film by coating the carbon nanotube solution on the base film while transferring the flexible base film in a roll-to-roll method.
- the carbon nanotube coating method of the present invention the step of unwinding and transporting the base film (S10), and the surface tension of the transferred base film of the carbon nanotube solution Surface modification step (S20) to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension, and a carbon nanotube layer is formed on the base film by coating a carbon nanotube solution having a content of carbon nanotubes 0.1 to 10%
- the step (S40), the step of drying the carbon nanotube solution (S50), and the step of rewinding the base film is dried (S90) the carbon nanotube solution.
- the base film 10 is unwinded and transferred.
- the base film 10 is preferably a polymer material having excellent flexibility, such as PET and PC.
- the surface tension of the transferred base film 10 is subjected to surface modification so that the surface tension of the carbon nanotube solution is 5 to 15 dyne / cm higher. This is because the carbon nanotube solution is coated on the base film 10 has excellent coating force of 5 to 15 dyne / cm, more preferably 10 dyne / cm.
- the step of surface modification of the base film 10 the step of adjusting the surface tension of the base film 10 to 50 to 60 dyne / cm, and the hydrophilic treatment of the surface of the base film 10 And adjusting the surface tension of the carbon nanotube solution to 40 to 50 dyne / cm.
- the surface tension of PET is 40 dyne / cm
- the surface tension of the carbon nanotube solution is 70 dyne / cm
- the difference between the surface tension of the base film 10 and the carbon nanotube solution 5 to 15 dyne / cm, more preferably Preferably 10 dyne / cm.
- the surface tension of the base film 10 is increased to increase the surface tension to 50 to 60 dyne / cm, and a wetting agent is added to the carbon nanotube solution to increase the surface tension of the coating solution to 40 to 50 dyne. You can lower it to / cm.
- Surface modification of the surface of the base film 10 may be performed by plasma treating the surface of the base film 10 using a reforming gas of argon / oxygen or nitrogen / clean dry air (CDA). Alternatively, surface modification of the surface of the base film 10 may be performed by corona treatment without using a reforming gas.
- the carbon nanotube solution is coated once by a slot die coating or a micro gravure coating method. It can be done by.
- the method may further include removing foreign matter on the surface of the base film 10 between the surface modification of the base film 10 and the coating of the carbon nanotube solution.
- Drying the carbon nanotube solution may be performed by applying a residence time of 30 seconds to 3 minutes using hot air of 80 °C to 130 °C. In this case, More preferably, it is more preferable to apply the residence time of 1 minute at 90 degreeC.
- the carbon nanotube-coated film may be washed with water.
- the washing step may be performed by using a dipping and a nozzle, washing with water, and drying the washing water by applying air blowing and hot air of 60 °C ⁇ 100 °C.
- the protective layer 30 made of a ceramic binder on the base film 10 coated with the carbon nanotube solution, and drying the protective layer. It may include.
- the drying of the protective layer may be performed by applying a residence time of 1 minute to 3 minutes using hot air at 100 ° C. to 150 ° C. and an IR heater. In this case, most preferably, a residence time of 2 minutes at 130 ° C is applied.
- the step of laminating the protective film 40 to the surface of the protective layer 30 may be further roughened.
- the carbon nanotube coating film is rewinded, so that the carbon nanotube coating film may be manufactured in a roll-to-roll manner.
- the present invention can be applied to a device for coating carbon nanotubes in a field in which a conductive film such as a touch panel field, a semiconductor manufacturing device, a display device, and a test device can be applied.
- a conductive film such as a touch panel field, a semiconductor manufacturing device, a display device, and a test device can be applied.
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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Abstract
The present invention relates to a method for preparing a carbon nanotube-coated film, and an apparatus for preparing a carbon nanotube-coated film. According to the present invention, the method for preparing a carbon nanotube-coated film coats a carbon nanotube solution on a flexible base film while transferring the base film by a roll-to-roll method, thereby forming a carbon nanotube-coated film, and comprises the following steps: unwinding and transferring the base film; surface-modifying the base film to allow the surface tension of the transferred base film to be higher than that of the carbon nanotube solution by 5-15 dyne/cm; removing foreign matter on the base film; coating a carbon nanotube solution containing 0.1-10% of carbon nanotubes on the base film; drying the carbon nanotube solution; washing and drying the carbon nanotube-coated film; coating a ceramic binder protective layer on the carbon nanotube-coated film; drying the carbon nanotube-coated film coated with the ceramic binder; and rewinding the base film on which the ceramic binder protective layer has been dried.
Description
본 발명은 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치 및 이의 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치패널 분야, 반도체 제조 장비, 디스플레이 장치 및 테스트 장치 등의 전도성 필름이 적용될 수 있는 분야에 적용될 수 있는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치 및 이의 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus and a method for manufacturing a carbon nanotube coating film thereof, and more particularly to a field to which a conductive film such as a touch panel field, a semiconductor manufacturing equipment, a display device, and a test device can be applied. It relates to a carbon nanotube coating film production apparatus that can be applied and a carbon nanotube coating film manufacturing method thereof.
일반적으로 탄소나노튜브는 통상 흑연면으로 이루어진 직경 1 내지 20㎚ 정도의 원통형 구조로서, 튼튼하고 평탄한 육각형 판상막 구조의 독특한 결합배열을 가지며 나선모양으로 감기면서 CNT를 형성한다.In general, carbon nanotubes have a cylindrical structure having a diameter of about 1 to 20 nm, which is usually made of a graphite surface, and have a unique bonding arrangement in the shape of a strong, flat hexagonal plate-like film, and form CNTs while winding in a spiral shape.
상기 탄소나노튜브는 역학적 견고성과 화학적 안정성이 뛰어나고, 반도체와 도체의 성질을 모두 띨 수 있으며, 직경이 작고 길이가 길며 속이 비어있다는 특성 때문에, 평판표시소자, 트랜지스터, 에너지 저장체 등의 소재로서 뛰어난 성질을 보이고, 나노 크기의 각종 전자소자로서의 응용성이 매우 크다.The carbon nanotubes are excellent in mechanical robustness and chemical stability, can exhibit both semiconductor and conductor properties, and are small in diameter, long in length, and hollow, and are excellent materials for flat panel display devices, transistors, and energy storage materials. It shows properties, and its applicability as nano-sized various electronic devices is very large.
이러한 탄소나노튜브를 전극 패턴이나 전극 면으로 사용하면서, 탄소나노튜브의 미세성에 기인한 투명성을 활용할 경우 다양한 용도의 전극을 다양한 대상에 적용할 수 있게 된다. 이러한 활용성을 극대화하기 위해서 탄소나노튜브를 베이스 필름에 코팅한 탄소나노튜브 코팅 필름이 등장하였으며, 이를 활용하여 전자 차폐나 대전방지 점착 시트, 디스플레이의 전극이나 발광부, 전자 종이의 투명 전극, 투명 히터 등을 구현할 수 있다.By using such carbon nanotubes as electrode patterns or electrode faces, when using transparency due to the fineness of carbon nanotubes, electrodes of various applications can be applied to various objects. In order to maximize such utilization, carbon nanotube coating film coated with carbon nanotubes was introduced.Then, the electronic shielding or antistatic adhesive sheet, electrode or light emitting part of display, transparent electrode of electronic paper, transparent Heaters and the like can be implemented.
탄소나노튜브 코팅 필름을 생산하기 위한 기존의 방법은, 주로 스프레이(spray) 코팅 방식이 사용되고 있다. 기존의 스프레이 코팅 방식은 PET 재질의 베이스 필름을 시트(Sheet) 단위로 재단하여, 전용 지그(jig)에 상기 베이스 필름을 고정 후 탄소나노튜브를 코팅하여 탄소나노튜브 전도층을 형성시키는 방식이다. Conventional methods for producing a carbon nanotube coating film, the spray coating method is mainly used. Conventional spray coating is a method of forming a carbon nanotube conductive layer by coating a carbon nanotube after fixing the base film to a dedicated jig (sheet) by cutting the base film of PET material in sheets.
상기 시트 방식으로는 대면적의 탄소나노튜브 코팅 필름을 생산하는데 있어, 탄소나노튜브 코팅 필름의 품질을 평가하는 지표 항목인 표면저항(Surface resistance)의 균일성을 확보하기 힘들다. In the sheet method, in producing a large-area carbon nanotube coating film, it is difficult to secure uniformity of surface resistance, which is an index item for evaluating the quality of the carbon nanotube coating film.
또한 연속생산이 아닌 시트 단위의 생산 및 다양한 면저항대의 제품을 생산하기 위해 스프레이 코팅 횟수를 조절하는 방식을 사용함에 따라서, 탄소나노튜브 코팅 필름 제작의 태그타임(Tack Time)을 증가 시키게 된다. 따라서 생산성이 좋지 않게 된다.In addition, by using a method of controlling the number of spray coating to produce a sheet unit and a variety of sheet resistance rather than continuous production, it increases the tag time of carbon nanotube coating film production. Therefore, productivity is not good.
또한, 최근에는 탄소나노튜브 코팅 필름이 상기 탄소나노튜브 전도층 상에 별도의 보호층 등을 가지는 다층구조를 가지는 경우도 많게 되는데, 상기 다층 구조를 가지는 필름의 생산을 위해 상기 탄소나노튜브 전도층의 공정 종료 후 추가로 별도의 보호층 코팅 공정 투입이 필요하며, 이것 역시 태그 타임 증가를 통한 생산성 저하의 원인이 된다.In addition, in recent years, the carbon nanotube coating film has a multi-layered structure having a separate protective layer or the like on the carbon nanotube conductive layer, the carbon nanotube conductive layer for the production of the film having the multi-layered structure After the completion of the process, additional protective layer coating process is required to be added, which also causes a decrease in productivity through increased tag time.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 롤투롤(Roll to Roll) 설비를 적용하여 탄소나노튜브 코팅 필름을 생산하는 방법을 고려할 수 있다. Meanwhile, in order to solve this problem, a method of producing a carbon nanotube coating film by applying a roll to roll facility may be considered.
이 경우에는 저농도의 탄소나노튜브 용액을 여러 번 반복 코팅하여 원하는 표면저항대를 형성하는 종래의 스프레이 방식이 적용될 수 없고, 고농도의 탄소나노튜브 용액을 사용하여 한번의 코팅으로 원하는 표면저항대의 탄소나노튜브 코팅 필름을 구현하여야 한다.In this case, the conventional spray method of repeatedly coating a low concentration of carbon nanotube solution to form a desired surface resistance band cannot be applied, and using a high concentration of carbon nanotube solution in one coating using a carbon nanotube having a desired surface resistance A coating film should be implemented.
그런데, 롤투롤 설비를 적용하여 한번의 코팅으로 탄소나노튜브 용액을 베이스 필름에 코팅하게 되면, 스프레이 방식을 적용한 탄소나노튜브 코팅 필름의 성능 보다 저하된 품질수준을 가지게 된다. 이에 스프레이 방식을 적용한 탄소나노튜브 코팅 필름의 성능 수준 및 그 이상의 성능을 구현하기 위하여 탄소나노튜브 용액 및 탄소나노튜브 코팅 필름에 적합한 설비의 적용 및 프로세스의 구성이 필요하다.However, when applying the roll-to-roll facility to coat the carbon nanotube solution on the base film with a single coating, it has a lower quality level than the performance of the spray coating carbon nanotube coating film. Therefore, in order to realize the performance level and higher performance of the carbon nanotube coating film applying the spray method, it is necessary to apply the equipment and configuration of a process suitable for the carbon nanotube solution and the carbon nanotube coating film.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 비롯한 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태그 타임이 단축되어 생산성이 향상되는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법 및 상기 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a carbon nanotube coating film manufacturing method and a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus in which the tag time is shortened and productivity is improved.
본 발명의 다른 목적은, 탄소나노튜브 코팅을 롤투롤 방식으로 행하면서도 우수한 도전성 및 투과율을 가지는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법 및 상기 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a carbon nanotube coating film manufacturing method and a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus having excellent conductivity and transmittance while performing carbon nanotube coating in a roll-to-roll method.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법은, 유연성을 가지는 베이스 필름을 롤투롤 방식으로 이송시키면서 상기 베이스 필름 상에 탄소나노튜브 용액을 코팅하여서, 탄소나노튜브 코팅 필름을 형성시키는 것으로서, 상기 베이스 필름을 언와인딩하여 이송시키는 단계를 포함한다. 상기 이송된 베이스 필름의 표면 장력이 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm 높게 되도록 표면 개질하는 단계를 포함한다. 상기 베이스 필름상에, 탄소나노튜브의 함유량이 0.1 내지 10%인 탄소나노튜브 용액을 코팅하는 단계를 포함한다. 상기 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 단계를 포함한다. 상기 건조된 탄소나노튜브 코팅 필름을 리와인딩시키는 단계를 포함한다.Therefore, the carbon nanotube coating film manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention, by coating the carbon nanotube solution on the base film while transferring the base film having flexibility in a roll-to-roll method, a carbon nanotube coating film Forming, unwinding and transferring the base film. And surface modifying the surface tension of the transferred base film to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution. Coating a carbon nanotube solution having a content of carbon nanotubes of 0.1 to 10% on the base film. And drying the carbon nanotube solution. Rewinding the dried carbon nanotube coating film.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보호층을 가지는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법은, 유연성을 가지는 베이스 필름을 롤투롤 방식으로 이송시키면서 상기 베이스 필름 상에 탄소나노튜브 용액을 코팅하여서, 탄소나노튜브 코팅 필름을 형성시키는 것으로서, 상기 베이스 필름을 언와인딩하여 이송시키는 단계를 포함한다. 상기 이송된 베이스 필름 표면을 친수성으로 개질하는 단계를 포함한다. 상기 베이스 필름 표면에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 단계를 포함한다. 상기 베이스 필름상에, 탄소나노튜브의 함유량이 0.1 내지 10%인 탄소나노튜브 용액을 코팅하는 단계를 포함한다. 상기 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 단계를 포함한다. 상기 탄소나노튜브 용액이 건조된 베이스 필름을 수세하는 단계를 포함한다. 수세한 탄소나노튜브 코팅 필름을 건조하는 단계를 포함한다. 건조된 탄소나노튜브 코팅 필름에 세라믹 바인더의 함유량이 0.1내지 10%인 바인더 용액을 코팅하는 단계를 포함한다. 상기 세라믹 바인더 용액을 건조시키는 단계와, 상기 세라믹 바인더 용액이 건조된 베이스 필름을 리와인딩시키는 단계를 포함한다.In addition, the carbon nanotube coating film manufacturing method having a protective layer according to a preferred embodiment of the present invention, by transferring the carbon nanotube solution on the base film while transferring the flexible base film in a roll-to-roll method, carbon nano Forming a tube coating film, the method comprising unwinding and transferring the base film. Modifying the transferred base film surface to be hydrophilic. The cleaning step of removing the foreign matter adhered to the base film surface. Coating a carbon nanotube solution having a content of carbon nanotubes of 0.1 to 10% on the base film. And drying the carbon nanotube solution. And washing the base film with the carbon nanotube solution dried. And drying the washed carbon nanotube coating film. Coating a binder solution having a content of a ceramic binder of 0.1 to 10% on the dried carbon nanotube coating film. Drying the ceramic binder solution and rewinding the base film on which the ceramic binder solution is dried.
이상의 경우 모두, 상기 베이스 필름 표면을 친수성으로 개질하는 단계는, 상기 베이스 필름의 표면장력이 40 내지 70 dyne/cm가 되도록 조절하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 베이스 필름 표면을 친수성 처리하는 단계는, 아르곤/산소, 또는 질소/CDA(Clean Dry Air)의 개질 가스를 이용하여 상기 베이스 필름 표면을 플라즈마 처리 하거나, 개질가스의 사용 없이 코로나 처리를 함으로써 이루어질 수 있다. In all the above cases, the step of modifying the surface of the base film to be hydrophilic, the step of adjusting the surface tension of the base film is 40 to 70 dyne / cm. Here, the hydrophilic treatment of the base film surface may be performed by plasma treatment of the base film surface using a reforming gas of argon / oxygen or nitrogen / CDA (Clean Dry Air), or by corona treatment without using a reforming gas. Can be done.
한편, 상기 베이스 필름 표면 이물을 제거하기 위한 클리닝 단계는, 상기 베이스 필름 표면을 점착롤을 사용한 접촉식 방식 또는 초음파 설비를 사용한 비접촉식 방법을 통해 이루어 질 수 있다.On the other hand, the cleaning step for removing the base film surface foreign matter, the base film surface may be made through a contact method using an adhesive roll or a non-contact method using an ultrasonic equipment.
한편, 상기 탄소나노튜브 용액을 코팅하는 단계는, 상기 탄소나노튜브 용액을 슬롯 다이(slot die) 코팅 또는 마이크로 그라비아(micro gravure) 코팅 방법을 통하여 1회 코팅하여 이루어지는 것이 바람직하다.Meanwhile, the coating of the carbon nanotube solution may be performed by coating the carbon nanotube solution once through a slot die coating method or a micro gravure coating method.
한편, 상기 탄소나노튜브 용액이 코팅된 필름을 건조하는 단계는 80℃ 내지 130℃의 열풍을 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the step of drying the film coated with the carbon nanotube solution is preferably using hot air of 80 ℃ to 130 ℃.
한편, 상기 탄소나노튜브 용액이 건조된 필름을 수세하는 단계는 스프레이 세정방식 또는 K핑(Dipping) 세정방식을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 탄소나노튜브 코팅필름의 수세수 제거를 위해 압축 공기를 에어 나이프(Air Knife)를 통해 블로잉(Blowing) 한 후 열풍으로 건조하는 것이 바람직하다. On the other hand, the step of washing the film dried carbon nanotube solution is preferably using a spray cleaning method or K-pping (Dipping) cleaning method, compressed air to remove the flush water of the carbon nanotube coating film Blowing through a knife (Air Knife) is preferably dried by hot air.
한편, 상기 세라믹 바인더 용액을 코팅하는 단계는, 상기 세라믹바인더 용액을 슬롯 다이(slot die) 코팅 또는 마이크로 그라비아(micro gravure) 코팅 방법을 통하여 1회 코팅하여 이루어지는 것이 바람직하다The coating of the ceramic binder solution may be performed by coating the ceramic binder solution once through a slot die coating method or a micro gravure coating method.
한편, 상기 세라믹 바인더 용액이 코팅된 필름을 건조하는 단계는 100℃ 내지 150℃의 열풍과 적외선 히터(IR Heater)를 사용하여 건조하는 것이 바람직하다.On the other hand, the step of drying the film coated with the ceramic binder solution is preferably dried using hot air and an infrared heater (IR Heater) of 100 ℃ to 150 ℃.
한편, 본 발명의 다른 측면에서의 연속식 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치는 언와인딩 유닛과, 이송 유닛과, 표면 재질 유닛과, 탄소나노튜브 용액 코팅 유닛과, 탄소나노튜브 용액 건조 유닛과, 리와인딩 유닛을 포함한다. 언와인딩 유닛은 베이스 필름을 언와인딩한다. 이송 유닛은 상기 언와인딩 유닛으로부터 상기 베이스 필름을 이송시킨다. 표면 개질 유닛은 상기 언와인딩 유닛으로부터 공급되는 베이스 필름의 표면 장력을 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm 높게 되도록 조절한다. 탄소나노튜브 용액 코팅 유닛은 상기 베이스 필름과 상대 이동하면서 상기 탄소나노튜브 용액을 상기 베이스 필름 상에 코팅한다. 탄소나노튜브 용액 건조 유닛은 상기 베이스 필름 상에 코팅된 탄소나노튜브 용액을 건조시킨다. 리와인딩 유닛은 상기 탄소나노튜브 용액 건조 유닛을 통과한 베이스 필름을 리와인딩시킨다. On the other hand, the continuous carbon nanotube coating film manufacturing apparatus in another aspect of the present invention, the unwinding unit, the transfer unit, the surface material unit, the carbon nanotube solution coating unit, the carbon nanotube solution drying unit, And a winding unit. The unwinding unit unwinds the base film. A conveying unit conveys the base film from the unwinding unit. The surface modification unit adjusts the surface tension of the base film supplied from the unwinding unit to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution. The carbon nanotube solution coating unit coats the carbon nanotube solution on the base film while moving relative to the base film. The carbon nanotube solution drying unit dries the carbon nanotube solution coated on the base film. The rewinding unit rewinds the base film passed through the carbon nanotube solution drying unit.
상기 표면 개질 유닛과 상기 코팅 유닛 사이에, 상기 베이스 필름 표면에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 유닛을 포함할 수 있다. Between the surface modification unit and the coating unit, it may include a cleaning unit for removing the foreign matter adhered to the base film surface.
또한, 상기 표면 개질 유닛과 상기 코팅 유닛 사이에 배치되며, 상기 기판 표면에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 유닛을 더 포함하고, 상기 클리닝 유닛은 상기 이송되는 기판과 접촉하여서 이물질을 제거하는 점착롤을 포함할 수 있다. The apparatus may further include a cleaning unit disposed between the surface modification unit and the coating unit and removing the foreign matter adhering to the substrate surface, wherein the cleaning unit may contact the substrate to be transported to remove the foreign matter. It may include.
또한, 상기 코팅 유닛은, 상기 베이스 필름에 코팅된 탄소나노튜브 용액의 두께를 조절하는 것으로, 비 금속 재질로 형성된 블레이드를 더 포함할 수 있다.In addition, the coating unit, by adjusting the thickness of the carbon nanotube solution coated on the base film, may further comprise a blade formed of a non-metal material.
본 발명에 따르면, 탄소나노튜브가 0.1 내지 10% 포함된 용액을 코팅함으로써 스프레이 공정을 통해 제조된 탄소나노튜브 코팅 필름 이상의 품질을 구현할 수 있다.According to the present invention, by coating a solution containing 0.1 to 10% of the carbon nanotubes, the quality of the carbon nanotube coating film prepared through the spray process may be realized.
또한, 연속식 생산을 통하여 보다 안정적인 품질 구현이 가능하며, 분당 3 내지 수십 평방 미터의 탄소나노튜브 코팅 필름 생산이 가능하다.In addition, it is possible to implement a more stable quality through continuous production, it is possible to produce a carbon nanotube coating film of 3 to several tens of square meters per minute.
또한 스프레이 공정에서 발생되는 탄소나노튜브 용액의 비산에 따른 손실이 없어 탄소나노튜브 용액의 소모량 감소에 따른 제조원가 측면에서의 절감이 가능하다.In addition, there is no loss due to the scattering of the carbon nanotube solution generated in the spraying process, thereby reducing the manufacturing cost in accordance with the reduction of the consumption of the carbon nanotube solution.
또한 스프레이 공정에서 구현하기 힘든 1,000 mm 이상의 광폭 탄소나노튜브 코팅필름의 생산이 가능하다.In addition, it is possible to produce more than 1,000 mm wide carbon nanotube coating film that is difficult to realize in the spray process.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법을 도시한 흐름도이다.Figure 2 is a flow chart showing a carbon nanotube coating film manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 의한 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치(100)를 도시한 구성도이다. 이 경우, 본 발명의 탄소나노튜브 코팅 필름 제조장치(100)는, 유연성을 가지는 베이스 필름(10)을 롤투롤 방식으로 이송시키면서 상기 베이스 필름(10) 상에 탄소나노튜브 용액을 코팅하여서, 탄소나노튜브 코팅 필름(20)을 형성시키는 것이다.1 is a configuration diagram showing a carbon nanotube coating film manufacturing apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention. In this case, the carbon nanotube coating film manufacturing apparatus 100 of the present invention, by coating the carbon nanotube solution on the base film 10 while transferring the flexible base film 10 in a roll-to-roll method, carbon The nanotube coating film 20 is formed.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치(100)는 언와인딩 유닛(110)과, 이송 유닛(120)과, 표면 개질 유닛(130)과, 클리닝 유닛(140)과, 탄소나노튜브 용액 코팅 유닛(150)과, 탄소나노튜브 용액 건조 유닛(160)과, 리와인딩 유닛(190)을 포함한다. 이와 더불어, 본 발명은 수세 유닛(165)과, 보호층 용액 코팅 유닛(171)과, 보호층 용액 건조 유닛(173)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the carbon nanotube coating film manufacturing apparatus 100 of the present invention includes an unwinding unit 110, a transfer unit 120, a surface modification unit 130, and a cleaning unit 140. And a carbon nanotube solution coating unit 150, a carbon nanotube solution drying unit 160, and a rewinding unit 190. In addition, the present invention may further include a washing unit 165, a protective layer solution coating unit 171, and a protective layer solution drying unit 173.
언와인딩 유닛(110)은 베이스 필름(10)을 언와인딩한다. The unwinding unit 110 unwinds the base film 10.
이송 유닛(120)은 상기 베이스 필름(10)의 원활한 주행이 이루어지도록 상기 베이스 필름(10)을 이송시킨다. The transfer unit 120 transfers the base film 10 so as to smoothly run the base film 10.
표면 개질 유닛(130)은 상기 언와인딩 유닛(110)으로부터 공급되는 베이스 필름(10)의 표면 장력을 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm 높게 되도록 조절한다. The surface modification unit 130 adjusts the surface tension of the base film 10 supplied from the unwinding unit 110 to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution.
클리닝 유닛(140)은 상기 이송되는 베이스 필름(10)의 이물질을 제거한다. The cleaning unit 140 removes foreign substances from the transferred base film 10.
탄소나노튜브 용액 코팅 유닛(150)은 상기 이송되는 베이스 필름(10)을 가로질러서 배치된 것으로, 탄소나노튜브 용액을 상기 베이스 필름(10) 상에 코팅하여, 탄소나노튜브층(20)을 형성한다. Carbon nanotube solution coating unit 150 is disposed across the transported base film 10, by coating a carbon nanotube solution on the base film 10, to form a carbon nanotube layer 20 do.
탄소나노튜브 용액 건조 유닛(160)은 상기 베이스 필름(10) 상에 코팅된 탄소나노튜브 용액을 건조시킨다. The carbon nanotube solution drying unit 160 dries the carbon nanotube solution coated on the base film 10.
수세 유닛(165)은 상기 베이스 필름상에 건조된 탄소나노튜브 용액의 불순물을 제거 후 수분을 건조한다. The water washing unit 165 removes impurities of the carbon nanotube solution dried on the base film and then dries moisture.
보호층 용액 코팅 유닛(171)은 상기 이송되는 베이스 필름(10)을 가로질러서 배치된 것으로, 예를 들어서 세라믹 바인더 용액 등의 보호층 용액을 상기 베이스 필름(10)상에 코팅하여 보호층(30)을 형성시킨다. The protective layer solution coating unit 171 is disposed across the transferred base film 10. For example, a protective layer solution such as a ceramic binder solution is coated on the base film 10 to protect the protective layer 30. ).
보호층 용액 건조 유닛(173)은 상기 베이스 필름(10)상에 코팅된 보호층 용액을 건조 시킨다. The protective layer solution drying unit 173 dries the protective layer solution coated on the base film 10.
리와인딩 유닛(190)은 상기 탄소나노튜브 용액 건조 유닛(160) 및/또는 상기 보호층 용액 건조 유닛(173)을 통과한 베이스 필름(10)을 리와인딩시킨다. The rewinding unit 190 rewinds the base film 10 that has passed through the carbon nanotube solution drying unit 160 and / or the protective layer solution drying unit 173.
각각의 유닛을 보다 상세히 설명하면, 먼저 언와인딩 유닛(110)(Unwinding unit)은 베이스 필름(10)을 언와인딩한다. 상기 언와인딩 유닛(110)은, 베이스 필름(10)이 와인딩된 롤을 포함 할수 있다. 상기 베이스 필름(10)은 유연성을 가지는 것으로, PET(polyethylene terephthalate) 등의 무기물 필름 또는 폴리머 필름일 수 있다. To describe each unit in more detail, first, the unwinding unit 110 unwinds the base film 10. The unwinding unit 110 may include a roll on which the base film 10 is wound. The base film 10 has flexibility and may be an inorganic film or a polymer film such as polyethylene terephthalate (PET).
상기 언와인딩 유닛(110)은 스플라이서(splicer)와 어큐뮤레이터(accumulator)(115)를 더 포함할 수 있다. 상기 스플라이서와 어큐뮤레이터(accumulator)는 기존의 언와인딩 롤의 소진 시, 신규로 투입한 와인딩 롤을 접합하여 지속적인 생산이 가능하도록 한다.The unwinding unit 110 may further include a splicer and an accumulator 115. When the splicer and the accumulator (exumulator) is exhausted of the existing unwinding rolls, it is possible to continue the production by joining the newly introduced winding rolls.
이송 유닛(120)은 상기 언와인딩 유닛(110)으로부터 상기 베이스 필름(10)을 진행 방향으로 밀어주어 이송시킨다. 상기 이송 유닛(120)은 복수의 가이드 롤러들을 포함할 수 있다. 상기 가이드 롤러들은 상기 베이스 필름(10)을 지지하면서 이송 가이드 한다. The transfer unit 120 pushes the base film 10 in the advancing direction from the unwinding unit 110 and transfers it. The transfer unit 120 may include a plurality of guide rollers. The guide rollers guide the transfer while supporting the base film 10.
표면 개질 유닛(130)은 상기 언와인딩 유닛(110)으로부터 공급되는 베이스 필름(10)의 표면 장력을 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm 높게 되도록 조절한다. 통상적으로 베이스 필름(10)인 PET의 경우 표면장력은 통상적으로 약 40 dyne/cm 이고, 탄소나노튜브 용액의 경우 70 dyne/cm 로서, 그 차가 30 dyne/cm 로서 탄소나노튜브 용액이 높다.The surface modification unit 130 adjusts the surface tension of the base film 10 supplied from the unwinding unit 110 to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution. In general, the surface tension of PET, which is the base film 10, is typically about 40 dyne / cm, and 70 dyne / cm for the carbon nanotube solution, and the difference is 30 dyne / cm, and the carbon nanotube solution is high.
그런데 한번의 코팅으로 탄소나노튜브 용액이 베이스 필름(10)에 잘 코팅되기 위해서, 상기 베이스 필름(10)과 상기 탄소나노튜브 용액과의 젖음성을 향상시킬 필요가 있다. 이 경우, 베이스 필름(10)의 표면 장력이 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm, 보다 우수하게는 약 7 dyne/cm 내지 13 dyne/cm, 가장 우수하게는 약 10 dyne/cm 높게 되는 경우 우수한 젖음성을 가지게 된다.However, in order for the carbon nanotube solution to be well coated on the base film 10 by one coating, it is necessary to improve the wettability of the base film 10 and the carbon nanotube solution. In this case, the surface tension of the base film 10 is 5 to 15 dyne / cm, more preferably about 7 dyne / cm to 13 dyne / cm, most preferably about 10 dyne than the surface tension of the carbon nanotube solution Higher / cm results in excellent wettability.
이를 위하여, 본 발명의 표면 개질 유닛(130)이 상기 베이스 필름(10)을 표면 개질하여서, 그 표면 장력을 50 내지 60 dyne/cm로 높이는 동시에, 탄소나노튜브 용액에 습윤제(wetting agent)를 첨가하여서 코팅용액의 표면장력을 40 내지 50 dyne/cm로 낮추도록 할 수 있다. To this end, the surface modification unit 130 of the present invention surface-modifies the base film 10, increasing its surface tension to 50 to 60 dyne / cm, while adding a wetting agent (wetting agent) to the carbon nanotube solution By lowering the surface tension of the coating solution to 40 to 50 dyne / cm.
상기 베이스 필름(10)의 표면 장력은 친수성일수록 더 높아진다. 따라서, 표면 개질 유닛(130)은 베이스 표면의 친수성을 향상시키도록 표면 개질 할 수 있다. 이 경우 상기 표면 개질 유닛(130)은 플라즈마 처리장치 및 코로나 처리장치를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 처리장치 및 코로나 처리장치는 베이스 필름(10)을 친수성으로 개질 한다. 이 경우, 상기 플라즈마 처리장치에서 사용되는 가스는 아르곤&산소 또는 질소&CDA(clean dry air)의 개질 가스를 사용할 수 있다. The surface tension of the base film 10 is higher the more hydrophilic. Accordingly, the surface modification unit 130 may be surface modified to improve the hydrophilicity of the base surface. In this case, the surface modification unit 130 may include a plasma processing apparatus and a corona treatment apparatus. The plasma processing apparatus and the corona treatment apparatus modify the base film 10 to be hydrophilic. In this case, the gas used in the plasma processing apparatus may use a reformed gas of argon & oxygen or nitrogen & clean dry air (CDA).
상기 플라즈마 처리 장치는 베이스 필름(10) 표면을 물리적으로 에칭하지 않기 때문에, 장시간 사용시 파티클 발생에 의한 오염 및 정전기가 발생하지 않게 된다.Since the plasma processing apparatus does not physically etch the surface of the base film 10, contamination and static electricity due to particle generation do not occur when used for a long time.
이와 더불어 탄소나노튜브 용액에 첨가되는 습윤제(wetting agent)는 이소프로필 알코올,메틸 알코올, 에틸 알코올, SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 등을 들 수 있다. In addition, the wetting agent added to the carbon nanotube solution may include isopropyl alcohol, methyl alcohol, ethyl alcohol, SDS (Sodium Dodecyl Sulfate), and the like.
한편 상기 표면 개질 유닛(130) 후방에는 클리닝 유닛(140)이 배치될 수 있다. 클리닝 유닛(140)은 표면 개질 유닛(130)을 통과한 베이스 필름(10)에 부착된 이물질을 제거시킨다. Meanwhile, the cleaning unit 140 may be disposed behind the surface modification unit 130. The cleaning unit 140 removes the foreign matter attached to the base film 10 passing through the surface modification unit 130.
상기 클리닝 유닛(140)은 비접촉식 클리너를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 비접촉식 클리너는 초음파 발생기 및 이물질 흡입기를 포함할 수 있다. 초음파 발생기는 초음파을 이용하여 베이스 필름(10)으로부터 이물질을 분리시킨다. 이물질 흡입기는 공기 흡입을 통하여 상기 분리된 이물질을 제거한다.The cleaning unit 140 may include a non-contact cleaner. In this case, the non-contact cleaner may include an ultrasonic generator and a foreign material inhaler. The ultrasonic generator separates foreign matter from the base film 10 using ultrasonic waves. The foreign substance inhaler removes the separated foreign substance through air suction.
이와 달리 클리닝 유닛(140)이 접촉식 클리너를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 접촉식 클리너는 상기 베이스 필름(10)과 접촉되는 점착 롤을 더 포함할 수 있다. 상기 점착 롤은 상기 베이스 필름(10)과 접촉하면서, 베이스 필름(10) 표면의 이물질을 점착하여 제거 한다. Alternatively, the cleaning unit 140 may include a contact cleaner. In this case, the contact cleaner may further include an adhesive roll in contact with the base film 10. The adhesive roll adheres and removes foreign substances on the surface of the base film 10 while contacting the base film 10.
상기 접촉식 클리너는, 점착 롤(142)에 묻은 이물질을 제거하기 위하여 강점착 롤을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 점착 롤(142)은 반영구적으로 사용가능하고, 강점착 롤은 테이프가 감겨있는 구조로서 일정시간 이물질이 점착 롤로부터 전착되어 누적되면, 오염된 테이프면을 제거하고, 새로운 테이프를 교체하여 사용 가능하다. The contact cleaner may further include a strongly adhesive roll to remove the foreign matter from the adhesive roll 142. In this case, the adhesive roll 142 may be used semi-permanently, and the strong adhesive roll is a structure in which a tape is wound, and when foreign matter is electrodeposited and accumulated from the adhesive roll for a predetermined time, the contaminated tape surface is removed and a new tape is replaced. Can be used
탄소나노튜브 용액 코팅 유닛(150)은 상기 베이스 필름(10) 상에 탄소나노튜브층(20)을 형성시킨다. 이 경우, 상기 탄소나노튜브 용액 코팅 유닛(150)은 베이스 필름(10)과 상대 이동하면서 상기 탄소나노튜브 용액을 상기 베이스 필름(10) 상에 코팅시킨다. The carbon nanotube solution coating unit 150 forms the carbon nanotube layer 20 on the base film 10. In this case, the carbon nanotube solution coating unit 150 coats the carbon nanotube solution on the base film 10 while moving relative to the base film 10.
상기 탄소나노튜브 용액 코팅 유닛(150)은 슬롯 다이 코터(slot die coater)를 포함할 수 있다. 상기 슬롯 다이 코터에는 상기 베이스 필름(10)의 진행방향과 직교방향으로 길게 형성되는 슬롯 다이가 사용될 수 있다. 슬롯 다이는 만년필에서 잉크가 펜촉 끝단으로 나오듯이, 슬롯 다이의 두 쪽으로 나뉜 끝단의 틈으로 탄소나노튜브 용액이 배출되고, 상기 배출된 탄소나노튜브 용액이 다이 립(die lip)과 베이스 필름(10) 사이에 비드(bead)를 형성한 후 코팅되도록 한다. The carbon nanotube solution coating unit 150 may include a slot die coater. The slot die coater may be a slot die formed long in the direction perpendicular to the traveling direction of the base film 10. In the slot die, the carbon nanotube solution is discharged into the gap of the tip divided into two sides of the slot die, and the discharged carbon nanotube solution is the die lip and the base film (10). After forming a bead between the () and to be coated.
이 경우, 상기 슬롯 다이 자체는 고정되고, 베이스 필름(10)만이 움직이면서 코팅할 수 있다. In this case, the slot die itself is fixed and only the base film 10 can be coated while moving.
상기 탄소나노튜브 용액 코팅 유닛(150)은 마이크로 그라비아 코터(micro gravure coater)를 포함할 수도 있다. 상기 마이크로 그라비아 코터는 코팅롤을 포함한다. 상기 코팅롤에 사선 모양의 셀이 새겨져 있다. 따라서 상기 코팅롤에 탄소나노튜브 용액을 묻히면, 상기 셀에 탄소나노튜브 용액이 담기게 되고, 상기 베이스 필름(10)과 상기 코팅롤이 접촉하여 탄소나노튜브 용액이 베이스 필름(10)에 전사된다. The carbon nanotube solution coating unit 150 may include a micro gravure coater. The microgravure coater comprises a coating roll. An oblique cell is engraved on the coating roll. Therefore, when the carbon nanotube solution is buried on the coating roll, the carbon nanotube solution is contained in the cell, and the base film 10 and the coating roll are contacted to transfer the carbon nanotube solution to the base film 10. .
한편, 상기 탄소나노튜브 용액 코팅 유닛(150)은 블레이드를 더 포함할 수 있다. 상기 블레이드는 상기 베이스 필름(10)에 코팅된 탄소나노튜브 용액의 두께를 조절한다. 상기 블레이드는 비 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 카본 스틸이나, SUS 등의 금속 재질의 블레이드를 사용시에 탄소나노튜브 용액과의 반응하여 뭉침 현상(aggregation)이 발생함으로써, 불균일한 코팅이 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 이 경우, 블레이드 재질로는 PET, PE 및 아세탈 등이 적용될 수 있다.Meanwhile, the carbon nanotube solution coating unit 150 may further include a blade. The blade controls the thickness of the carbon nanotube solution coated on the base film (10). The blade is preferably formed of a non-metallic material. This is to prevent a non-uniform coating from occurring by aggregating by reacting with a carbon nanotube solution when using a blade made of metal such as carbon steel or SUS. In this case, PET, PE and acetal may be applied as the blade material.
탄소나노튜브 용액 건조 유닛(160)은 상기 베이스 필름(10) 상에 코팅된 탄소나노튜브 용액을 건조 및/경화시킨다. The carbon nanotube solution drying unit 160 may dry and / or harden the carbon nanotube solution coated on the base film 10.
한편, 도시되지는 않으나, 본 발명은 두께 측정 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 두께 측정 유닛은 탄소나노튜브 코팅 필름(20)의 코팅 두께를 측정한다. 상기 두께 측정 유닛은 광투과율 측정 장치를 포함할 수 있다. 상기 광투과율 측정 장치는 실시간으로 광투과율 측정을 통하여 코팅 두께를 간접적으로 모니터링 할 수 있다. On the other hand, although not shown, the present invention may further include a thickness measuring unit. The thickness measuring unit measures the coating thickness of the carbon nanotube coating film 20. The thickness measuring unit may include a light transmittance measuring device. The light transmittance measuring device may indirectly monitor the coating thickness through light transmittance measurement in real time.
리와인딩 유닛(190)은 상기 탄소나노튜브 용액 건조 유닛(160)을 통과한 베이스 필름(10)을 리와인딩시킨다. 상기 리와인딩 유닛(190)은, 탄소나노튜브 용액 건조 유닛(160)을 통과한 탄소나노튜브 코팅 필름(20)이 리와인딩된 리와인딩 롤과, 상기 리와인딩 롤에 설정된 속도로 감아주는 리와인딩 장치를 더 포함할 수 있다. 또한, 어큐뮤레이터(accumulator)(195)를 더 포함할 수도 있다.The rewinding unit 190 rewinds the base film 10 that has passed through the carbon nanotube solution drying unit 160. The rewinding unit 190 may include a rewinding roll rewinding the carbon nanotube coating film 20 that has passed through the carbon nanotube solution drying unit 160, and a rewinding at a speed set in the rewinding roll. The apparatus may further include. It may also include an accumulator 195.
한편, 상기 건조 유닛과 리와인딩 유닛(190) 사이에, 수세 유닛(165)과, 보호층 용액 코팅 유닛(171)과, 보호층 용액 건조 유닛(173)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, a washing unit 165, a protective layer solution coating unit 171, and a protective layer solution drying unit 173 may be further included between the drying unit and the rewinding unit 190.
수세 유닛(165)은 탄소나노튜브 코팅 건조 후 포함되어 있는 불순물을 제거한다. 상기 수세 유닛(165)은, 노즐과, 에어 블로워와, 드라이어를 포함할 수 있다. 상기 노즐로부터 물이 적정 크기로 탄소나노튜브 코팅필름 표면으로 분사된다. 이 경우, 상기 노즐의 오리피스 직경이 0.3 내지 1mm인 부채꼴형 스프레이 노즐일 수 있고, 0.1 내지 10Kgf/cm2의 압력으로 분사할 수 있다. The washing unit 165 removes impurities contained after the carbon nanotube coating is dried. The water washing unit 165 may include a nozzle, an air blower, and a dryer. Water is sprayed from the nozzle to the surface of the carbon nanotube coating film in an appropriate size. In this case, the nozzle may be a fan-shaped spray nozzle having an orifice diameter of 0.3 to 1 mm, and sprayed at a pressure of 0.1 to 10 Kgf / cm 2 .
에어 블로워는 상기 탄소나노튜브 상의 물기를 제거한다. 상기 에어 블로워는 에어 나이프 노즐을 사용할 수 있다. An air blower removes water on the carbon nanotubes. The air blower may use an air knife nozzle.
드라이어는 상기 탄소나노튜브 상의 잔류수분을 완전히 제거한다. 이 경우, 드라이어는 60℃ 내지 100℃의 열풍이 분사될 수 있다. The dryer completely removes residual moisture on the carbon nanotubes. In this case, the dryer may be hot air of 60 ℃ to 100 ℃.
상기 수세 유닛(165)에, 상기 탄소나노튜브 코팅 필름(20)을 딥핑(dipping) 처리하기 위한 침지 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 침지 유닛을 통하여 탄소나노튜브 코팅 필름(20)을 딥핑 처리를 한 후에, 노즐을 통해 2차로 불순물을 제거하면, 탄소나노튜브 도막의 손상을 최소화하여 불순물을 제거할 수 있다. The washing unit 165 may further include an immersion unit for dipping the carbon nanotube coating film 20. After dipping the carbon nanotube coating film 20 through the immersion unit, if impurities are removed secondarily through the nozzle, the impurities may be removed by minimizing damage to the carbon nanotube coating.
보호층 용액 코팅 유닛(171)은 상기 탄소나노튜브층(20) 상에 보호층 용액을 코팅시켜 보호층(30)을 형성시킨다. 상기 보호층 용액은 세라믹 바인더 용액으로 이루어질 수 있다. 보호층 용액 건조 유닛(173) 상기 탄소나노튜브 상에 코팅된 세라믹 바인더 용액을 건조시킨다. 상기 세라믹 바인더 용액을 코팅함으로써 내구성 및 투과성이 향상된다.The protective layer solution coating unit 171 forms a protective layer 30 by coating the protective layer solution on the carbon nanotube layer 20. The protective layer solution may be made of a ceramic binder solution. Protective layer solution drying unit 173 The ceramic binder solution coated on the carbon nanotubes is dried. By coating the ceramic binder solution, durability and permeability are improved.
한편, 본 발명은 라미네이팅 유닛(180)을 더 포함할 수 있다. 상기 라미네이팅 유닛(180)은 최종 생산된 필름에 보호필름(40)을 합지하는 유닛으로서, 보호필름(40)을 언와인딩하는 보호필름 언와인딩 유닛(181)과, 상기 보호필름(40)을 상기 탄소나노튜브층(20) 또는 보호층(30) 표면에 합지하는 보호필름 합지 유닛(183)을 포함하여 이루어질 수 있다. On the other hand, the present invention may further include a laminating unit 180. The laminating unit 180 is a unit for laminating the protective film 40 to the final produced film, the protective film unwinding unit 181 for unwinding the protective film 40, and the protective film 40 A protective film laminating unit 183 may be formed to be laminated on the surface of the carbon nanotube layer 20 or the protective layer 30.
본 발명에 따른 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치(100)는 1회 코팅을 통해서도 우수한 면저항을 가질 수 있다. The carbon nanotube coating film manufacturing apparatus 100 according to the present invention may have excellent sheet resistance even through a single coating.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 측면에서 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법을 도시한 흐름도이다. 이 경우, 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법은 유연성을 가지는 베이스 필름을 롤투롤 방식으로 이송시키면서 상기 베이스 필름 상에 탄소나노튜브 용액을 코팅하여서, 탄소나노튜브 코팅 필름을 형성시키는 것이다. On the other hand, Figure 2 is a flow chart showing a carbon nanotube coating film manufacturing method according to a preferred embodiment in another aspect of the present invention. In this case, the carbon nanotube coating film manufacturing method is to form a carbon nanotube coating film by coating the carbon nanotube solution on the base film while transferring the flexible base film in a roll-to-roll method.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법은, 상기 베이스 필름을 언와인딩하여 이송시키는 단계(S10)와, 상기 이송된 베이스 필름의 표면 장력이 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm 높게 되도록 표면 개질하는 단계(S20)와, 상기 베이스 필름 상에, 탄소나노튜브의 함유량이 0.1 내지 10%인 탄소나노튜브 용액을 코팅하여 탄소나노튜브층을 형성시키는 단계(S40)와, 상기 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 단계(S50)와, 상기 탄소나노튜브 용액이 건조된 베이스 필름을 리와인딩시키는 단계(S90)를 포함한다. 상기 단계와 함께, 베이스 필름 표면의 이물질을 제거하는 단계(S30)과, 탄소나노튜브층을 수세하는 단계(S60)와, 상기 탄소나노튜브층 상에 보호층을 코팅하는 단계(S70)와, 상기 보호층을 건조시키는 단계(S80)를 더 포함할 수 있다.As shown in Figure 2, the carbon nanotube coating method of the present invention, the step of unwinding and transporting the base film (S10), and the surface tension of the transferred base film of the carbon nanotube solution Surface modification step (S20) to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension, and a carbon nanotube layer is formed on the base film by coating a carbon nanotube solution having a content of carbon nanotubes 0.1 to 10% The step (S40), the step of drying the carbon nanotube solution (S50), and the step of rewinding the base film is dried (S90) the carbon nanotube solution. Along with the above step, removing the foreign matter on the surface of the base film (S30), washing the carbon nanotube layer (S60), coating a protective layer on the carbon nanotube layer (S70), It may further comprise the step of drying the protective layer (S80).
각각의 단계를 도 1에 도시된 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치를 참조하여 설명한다. Each step will be described with reference to the carbon nanotube coating film manufacturing apparatus shown in FIG.
먼저, 베이스 필름(10)을 언와인딩하여 이송시키는 단계를 거친다. 상기 단계에서 베이스 필름(10)은 PET, PC 등의 유연성이 우수한 폴리머 소재이니 것이 바람직하다. First, the base film 10 is unwinded and transferred. In this step, the base film 10 is preferably a polymer material having excellent flexibility, such as PET and PC.
그 후에, 상기 이송된 베이스 필름(10)의 표면 장력이 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm 높게 되도록 표면 개질하는 단계를 거친다. 이는 탄소나노튜브 용액이 베이스 필름(10) 상에 코팅되는 코팅력이 우수한 경우가 5 내지 15 dyne/cm, 보다 우수하게는 10 dyne/cm 이기 때문이다. Thereafter, the surface tension of the transferred base film 10 is subjected to surface modification so that the surface tension of the carbon nanotube solution is 5 to 15 dyne / cm higher. This is because the carbon nanotube solution is coated on the base film 10 has excellent coating force of 5 to 15 dyne / cm, more preferably 10 dyne / cm.
이를 위하여, 상기 베이스 필름(10)을 표면 개질하는 단계는, 상기 베이스 필름(10)의 표면장력을 50 내지 60 dyne/cm가 되도록 조절하는 단계와, 상기 베이스 필름(10) 표면을 친수성 처리하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력이 40 내지 50 dyne/cm 가 되도록 조절하는 단계를 포함할 수 있다. To this end, the step of surface modification of the base film 10, the step of adjusting the surface tension of the base film 10 to 50 to 60 dyne / cm, and the hydrophilic treatment of the surface of the base film 10 And adjusting the surface tension of the carbon nanotube solution to 40 to 50 dyne / cm.
통상적으로 PET의 표면장력이 40 dyne/cm이고, 탄소나노튜브 용액의 표면장력이 70 dyne/cm으로서, 30 dyne/cm 의 차이가 있다. 본 발명에서는 상기 베이스 필름(10)의 표면장력을 높이고 탄소나노튜브 용액의 표면 장력을 낮춤으로써, 베이스 필름(10)과 탄소나노튜브 용액의 표면 장력의 차이를 5 내지 15 dyne/cm, 보다 바람직하게는 10 dyne/cm가 되도록 할 수 있다. Typically, the surface tension of PET is 40 dyne / cm, the surface tension of the carbon nanotube solution is 70 dyne / cm, there is a difference of 30 dyne / cm. In the present invention, by increasing the surface tension of the base film 10 and lowering the surface tension of the carbon nanotube solution, the difference between the surface tension of the base film 10 and the carbon nanotube solution 5 to 15 dyne / cm, more preferably Preferably 10 dyne / cm.
이를 위하여, 상기 베이스 필름(10)을 표면 개질하여서 그 표면 장력을 50 내지 60 dyne/cm로 높이는 동시에, 탄소나노튜브 용액에 습윤제(wetting agent)를 첨가하여서 코팅용액의 표면장력을 40 내지 50 dyne/cm로 낮추도록 할 수 있다. To this end, the surface tension of the base film 10 is increased to increase the surface tension to 50 to 60 dyne / cm, and a wetting agent is added to the carbon nanotube solution to increase the surface tension of the coating solution to 40 to 50 dyne. You can lower it to / cm.
상기 베이스 필름(10) 표면을 표면 개질하는 단계는, 아르곤/산소, 또는 질소/CDA(Clean Dry Air)의 개질 가스를 이용하여 상기 베이스 필름(10) 표면을 플라즈마 처리 함으로써 이루어질 수 있다. 이와 달리, 상기 베이스 필름(10) 표면을 표면 개질하는 단계는 개질가스를 사용하지 않고 코로나처리 하여 이루어질 수도 있다.Surface modification of the surface of the base film 10 may be performed by plasma treating the surface of the base film 10 using a reforming gas of argon / oxygen or nitrogen / clean dry air (CDA). Alternatively, surface modification of the surface of the base film 10 may be performed by corona treatment without using a reforming gas.
한편, 상기 탄소나노튜브 용액을 코팅하여 탄소나노튜브층(20)을 형성시키는 단계는, 상기 탄소나노튜브 용액을 슬롯 다이(slot die) 코팅 또는 마이크로 그라비아(micro gravure) 코팅 방법을 통하여 1회 코팅하여 이루어질 수 있다. Meanwhile, in the forming of the carbon nanotube layer 20 by coating the carbon nanotube solution, the carbon nanotube solution is coated once by a slot die coating or a micro gravure coating method. It can be done by.
한편, 상기 베이스 필름(10)을 표면 개질하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 용액을 코팅하는 단계 사이에, 상기 베이스 필름(10) 표면의 이물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the method may further include removing foreign matter on the surface of the base film 10 between the surface modification of the base film 10 and the coating of the carbon nanotube solution.
상기 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 단계는 80℃ 내지 130℃의 열풍을 사용하여 30초 내지 3분의 체류시간을 적용하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 보다 바람직하게는 90℃에서 1분의 체류시간을 적용하여 이루어지는 것이 보다 바람직하다. Drying the carbon nanotube solution may be performed by applying a residence time of 30 seconds to 3 minutes using hot air of 80 ℃ to 130 ℃. In this case, More preferably, it is more preferable to apply the residence time of 1 minute at 90 degreeC.
한편, 상기 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 단계 이후에, 상기 탄소나노튜브가 코팅된 필름을 수세하는 단계를 거칠 수 있다. 이 경우, 상기 수세 단계는 딥핑 및 노즐을 사용하여 수세하고, 에어 블로잉 및 60℃~100℃의 열풍을 적용하여 수세수를 건조하여 이루어질 수 있다.Meanwhile, after the carbon nanotube solution is dried, the carbon nanotube-coated film may be washed with water. In this case, the washing step may be performed by using a dipping and a nozzle, washing with water, and drying the washing water by applying air blowing and hot air of 60 ℃ ~ 100 ℃.
상기 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 단계 이후에, 상기 탄소나노튜브 용액이 코팅된 베이스 필름(10) 상에 세라믹 바인더로 이루어진 보호층(30)을 코팅시키는 단계 및 상기 보호층을 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 보호층을 건조시키는 단계는 100℃ 내지 150℃의 열풍 및 적외선 히터(IR Heater)를 사용하여 1분 내지 3분의 체류시간을 적용함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 가장 바람직하게는 130℃에서 2분의 체류시간이 적용되는 것이다.After drying the carbon nanotube solution, coating the protective layer 30 made of a ceramic binder on the base film 10 coated with the carbon nanotube solution, and drying the protective layer. It may include. In this case, the drying of the protective layer may be performed by applying a residence time of 1 minute to 3 minutes using hot air at 100 ° C. to 150 ° C. and an IR heater. In this case, most preferably, a residence time of 2 minutes at 130 ° C is applied.
그 후에 보호필름(40)을 상기 보호층(30) 표면에 합지시키는 단계를 더 거칠 수 있다. Thereafter, the step of laminating the protective film 40 to the surface of the protective layer 30 may be further roughened.
그 후에, 탄소나노튜브 코팅 필름은 리와인딩 처리됨으로써, 롤투롤 방식으로 탄소나노튜브 코팅 필름이 제조 완료될 수 있다. Thereafter, the carbon nanotube coating film is rewinded, so that the carbon nanotube coating film may be manufactured in a roll-to-roll manner.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
본 발명은 터치패널 분야, 반도체 제조 장비, 디스플레이 장치 및 테스트 장치 등의 전도성 필름이 적용될 수 있는 분야에서 탄소나노튜브를 코팅하는 장치에 적용될 수 있다. The present invention can be applied to a device for coating carbon nanotubes in a field in which a conductive film such as a touch panel field, a semiconductor manufacturing device, a display device, and a test device can be applied.
Claims (13)
- 유연성을 가지는 베이스 필름을 롤투롤 방식으로 이송시키면서 상기 베이스 필름 상에 탄소나노튜브 용액을 코팅하여서, 탄소나노튜브 코팅 필름을 형성시키는 것으로서,By coating the carbon nanotube solution on the base film while transferring the flexible base film in a roll-to-roll method, to form a carbon nanotube coating film,상기 베이스 필름을 언와인딩하여 이송시키는 단계;Unwinding and transferring the base film;상기 이송된 베이스 필름의 표면 장력이 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm 높게 되도록 표면 개질하는 단계;Surface modifying the surface tension of the transferred base film to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution;상기 베이스 필름상에, 탄소나노튜브의 함유량이 0.1 내지 10%인 탄소나노튜브 용액을 코팅하는 단계; Coating a carbon nanotube solution having a carbon nanotube content of 0.1 to 10% on the base film;상기 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 단계; 및Drying the carbon nanotube solution; And상기 건조된 탄소나노튜브 코팅 필름을 리와인딩시키는 단계;Rewinding the dried carbon nanotube coating film;를 포함하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.Carbon nanotube coating film manufacturing method comprising a.
- 제1항에 있어서, The method of claim 1,상기 베이스 필름을 표면 개질하는 단계는, 상기 베이스 필름의 표면장력을 50 내지 60 dyne/cm가 되도록 조절하는 단계와, 상기 베이스 필름 표면을 친수성 처리하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 용액의 코팅 장력이 40 내지 50 dyne/cm가 되도록 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.The surface modification of the base film may include adjusting the surface tension of the base film to be 50 to 60 dyne / cm, hydrophilizing the surface of the base film, and coating tension of the carbon nanotube solution. Carbon nanotube coating film manufacturing method comprising the step of adjusting to 40 to 50 dyne / cm.
- 제2 항에 있어서, The method of claim 2,상기 베이스 필름 표면을 친수성 처리하는 단계는, 아르곤/산소, 또는 질소/CDA(Clean Dry Air)의 개질 가스를 이용하여 상기 베이스 필름 표면을 플라즈마 처리 하거나, 개질가스를 사용하지 않고 코로나처리 하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.The hydrophilic treatment of the surface of the base film may include plasma treatment of the surface of the base film using a reforming gas of argon / oxygen or nitrogen / clean dry air (CDA) or corona treatment without using a reforming gas. Carbon nanotube coating film production method.
- 제1항에 있어서, The method of claim 1,상기 탄소나노튜브 용액을 코팅하는 단계는, 상기 탄소나노튜브 용액을 슬롯 다이(slot die) 코팅 또는 마이크로 그라비아(micro gravure) 코팅 방법을 통하여 1회 코팅하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.The coating of the carbon nanotube solution may include manufacturing the carbon nanotube coating film by coating the carbon nanotube solution once through a slot die coating method or a micro gravure coating method. Way.
- 제 1항에 있어서, The method of claim 1,상기 탄소나노튜브 용액을 건조하는 단계는, 80℃ 내지 130℃의 온도에서 30초 내지 3분의 체류시간을 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.Drying the carbon nanotube solution, the carbon nanotube coating film production method, characterized in that made by applying a residence time of 30 seconds to 3 minutes at a temperature of 80 ℃ to 130 ℃.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 베이스 필름을 표면 개질하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 용액을 코팅하는 단계 사이에, 상기 베이스 필름 표면의 이물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.Method of manufacturing a carbon nanotube coating film further comprising the step of removing the foreign matter on the surface of the base film between the step of surface modification of the base film, and coating the carbon nanotube solution.
- 제 1항에 있어서,The method of claim 1,상기 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 단계 이후에, 상기 탄소나노튜브가 코팅된 베이스 필름을 수세하는 단계를 거치고,After drying the carbon nanotube solution, the carbon nanotube-coated base film is washed with water,상기 수세 단계는, 딥핑 및 노즐을 사용하여 수세하고, 에어 블로잉 및 60℃ 내지 100℃의 열풍을 적용하여 수세수를 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.The washing step is a carbon nanotube coating film manufacturing method characterized in that the washing by using a dipping and a nozzle, dried by washing the water by applying air blowing and hot air of 60 ℃ to 100 ℃.
- 제 1항에 있어서, The method of claim 1,상기 탄소나노튜브 용액을 건조한 단계 이후에, 상기 탄소나노튜브가 코팅된 필름 상에 보호층을 코팅하는 단계를 더 거치고, After drying the carbon nanotube solution, the carbon nanotube solution is further subjected to the step of coating a protective layer on the film coated,상기 보호층을 코팅하는 단계는, 세라믹 바인더 용액을 슬롯 다이(slot die) 코팅 또는 마이크로 그라비아(micro gravure) 코팅 방법을 통하여 1회 코팅하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.The coating of the protective layer may include coating the ceramic binder solution once through a slot die coating method or a micro gravure coating method.
- 제 8항에 있어서,The method of claim 8,상기 보호층을 코팅시키는 단계 이후에, 상기 보호층을 건조시키는 단계를 더 포함하고,After the coating of the protective layer, further comprising the step of drying the protective layer,상기 보호층을 건조시키는 단계는 100℃ 내지 150℃의 열풍 및 적외선 히터(IR Heater)을 사용하여 1분 내지 3분의 체류시간을 적용함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 방법.Drying the protective layer is a carbon nanotube coating film production method, characterized in that by applying a residence time of 1 minute to 3 minutes using a hot air of 100 ℃ to 150 ℃ and an IR heater (IR Heater).
- 유연성을 가지는 베이스 필름을 롤투롤 방식으로 이송시키면서 상기 베이스 필름 상에 탄소나노튜브 용액을 코팅하여서, 탄소나노튜브 코팅 필름을 형성시키는 것으로서,By coating the carbon nanotube solution on the base film while transferring the flexible base film in a roll-to-roll method, to form a carbon nanotube coating film,베이스 필름을 언와인딩하는 언와인딩 유닛;An unwinding unit for unwinding the base film;상기 언와인딩 유닛으로부터 상기 베이스 필름을 이송시키는 이송 유닛;A transfer unit for transferring the base film from the unwinding unit;상기 언와인딩 유닛으로부터 공급되는 베이스 필름의 표면 장력을 상기 탄소나노튜브 용액의 표면 장력보다 5 내지 15 dyne/cm 높게 되도록 조절하는 표면 개질 유닛;A surface modification unit for adjusting a surface tension of the base film supplied from the unwinding unit to be 5 to 15 dyne / cm higher than the surface tension of the carbon nanotube solution;상기 베이스 필름과 상대 이동하면서 상기 탄소나노튜브 용액을 상기 베이스 필름 상에 코팅하는 탄소나노튜브 용액 코팅 유닛; A carbon nanotube solution coating unit for coating the carbon nanotube solution on the base film while moving relative to the base film;상기 베이스 필름 상에 코팅된 탄소나노튜브 용액을 건조시키는 탄소나노튜브 용액 건조 유닛; 및A carbon nanotube solution drying unit for drying the carbon nanotube solution coated on the base film; And상기 탄소나노튜브 용액 건조 유닛을 통과한 베이스 필름을 리와인딩시키는 리와인딩 유닛;A rewinding unit for rewinding the base film passed through the carbon nanotube solution drying unit;을 포함하는 연속식 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치.Continuous carbon nanotube coating film production apparatus comprising a.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 표면 개질 유닛과 상기 코팅 유닛 사이에, 상기 베이스 필름 표면에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치.Between the surface modification unit and the coating unit, a continuous carbon nanotube coating film manufacturing apparatus comprising a cleaning unit for removing foreign matter adhering to the surface of the base film.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 표면 개질 유닛과 상기 코팅 유닛 사이에 배치되며, 상기 기판 표면에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 유닛을 더 포함하고,A cleaning unit disposed between the surface modification unit and the coating unit and removing foreign matter adhering to the substrate surface;상기 클리닝 유닛은 상기 이송되는 기판과 접촉하여서 이물질을 제거하는 점착롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치.The cleaning unit is a continuous carbon nanotube coating film manufacturing apparatus characterized in that it comprises an adhesive roll for removing foreign matter in contact with the substrate to be transferred.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 코팅 유닛은, 상기 베이스 필름에 코팅된 탄소나노튜브 용액의 두께를 조절하는 것으로, 비 금속 재질로 형성된 블레이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 탄소나노튜브 코팅 필름 제조 장치.The coating unit, by adjusting the thickness of the carbon nanotube solution coated on the base film, continuous carbon nanotube coating film manufacturing apparatus characterized in that it further comprises a blade formed of a non-metal material.
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