KR101296718B1 - 탄소섬유 제조장치 - Google Patents

탄소섬유 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101296718B1
KR101296718B1 KR1020110071956A KR20110071956A KR101296718B1 KR 101296718 B1 KR101296718 B1 KR 101296718B1 KR 1020110071956 A KR1020110071956 A KR 1020110071956A KR 20110071956 A KR20110071956 A KR 20110071956A KR 101296718 B1 KR101296718 B1 KR 101296718B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon fiber
manufacturing apparatus
roller
stabilization
space
Prior art date
Application number
KR1020110071956A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130011072A (ko
Inventor
최대규
Original Assignee
최대규
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 최대규 filed Critical 최대규
Priority to KR1020110071956A priority Critical patent/KR101296718B1/ko
Publication of KR20130011072A publication Critical patent/KR20130011072A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101296718B1 publication Critical patent/KR101296718B1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • D01F9/32—Apparatus therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/04—Dry spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/06—Wet spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/02—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements ultrasonic or sonic; Corona discharge
    • D06M10/025—Corona discharge or low temperature plasma
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/34—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxygen, ozone or ozonides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 가열된 공기가 공급되어 내부를 주행하는 탄소섬유 원사들을 산화 안정화시키는 안정화로 상에서 탄소섬유 원사들을 수직상 다단의 층으로 주행하도록 함과 아울러 주행하는 탄소섬유 원사가 상하로 접촉되어 단락되지 않도록 됨은 물론 가열된 공기 중에 오존을 함유시켜 산화안정화공정을 최단시간에 대량으로 처리할 수 있도록 탄소섬유 원사(T)가 인입되는 입구(1)와 배출되는 출구(2)가 구비된 공간부(3)를 가지며 상기 공간부(3)에 가열된 공기가 공급되는 투입구(4)와 및 배출되는 배출구(5)가 구비된 안정화로(6)와, 상기 안정화로(6)의 공간부(3)에 수직상 다단으로 정렬되며 회전가능하게 구비되어 입구(1)를 통해 인입된 탄소섬유 원사(T)를 출구(2)로 안내하면서 안정화로(6)의 내부를 주행하도록 된 안내수단을 가지어 탄소섬유 원사를 산화안정화시키도록 된 탄소섬유 제조장치에 있어서; 공간부 중심쪽으로 위치한 롤러와, 롤러보다 작은 직경을 가지며 공간부 벽면쪽으로 위치하는 타 롤러로 이루어져, 탄소섬유 원사가 롤러와 타 롤러의 외주면을 따라 회전할 때 롤러의 상부접촉면과 타 롤러의 외주면과의 접촉면적을 최소화하여, 탄소섬유 원사의 단락을 방지하고 안정화로의 공간효율을 증대시키는 안내수단과, 상기한 안정화로(6)에 투입되는 가열된 공기에는 오존이 함유되도록 된 탄소섬유 제조장치를 제공한다.

Description

탄소섬유 제조장치{A MANUFACTURE APPARATUS FOR CARBON FIBER}
본 발명은 탄소섬유의 제조공정 중 탄소섬유 원사를 가열된 공기 중에 노출시켜 산화 안정화시키도록 된 안정화 공정을 수행하도록 된 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가열된 공기가 공급되어 내부를 주행하는 탄소섬유 원사들을 산화 안정화시키는 안정화로 상에서 탄소섬유 원사들을 수직상 다단의 층으로 주행하도록 함과 아울러 주행하는 탄소섬유 원사가 상하로 접촉되어 단락되지 않도록 됨은 물론 가열된 공기 중에 오존을 함유시켜 산화안정화공정을 최단시간에 대량으로 처리할 수 있도록 된 탄소섬유 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 탄소섬유(Carbon Fiber)는 유기섬유를 비활성 기체 속에서 가열, 탄화하여 만든 섬유로 금속보다 가벼운 반면에 금속에 비해 탄성과 강도가 뛰어나 스포츠용품, 항공우주산업, 자동차, 토목건축, 전기전자, 통신, 환경산업 등 각 분야의 고성능 산업용 소재로 널리 사용된다.
탄소섬유의 제조방법은 탄소섬유 전구체인 폴리아크릴로 나이트릴(Polyacrylonitrile), 피치(Pitch), 페놀(Phenol)-수지 등을 열용융시켜 용융방사(Melt Spinning) 하거나 용매에 용해시켜 용액방사(Solution spinning, dry, wet, dry/wet spinning)하여 탄소섬유 전구체 유기섬유를 얻는다.
이와 같은 방법으로 얻어진 섬유를 공기분위기하에서 열처리하면서 표면 산화반응시켜 섬유 간 융착 내지는 열용융을 방지하여 진공 내지는 불활성 분위기에서 탄소화, 흑연화 또는 활성화하여 탄소섬유 또는 활성탄소섬유를 얻는다.
탄소섬유나 활성탄소섬유의 물성과 탄화수율은 출발 물질(전구물질)의 화학적 구조, 방사방법, 산화안정화, 탄소화, 활성화 공정 등의 각 조건에 의해서 크게 영향을 받는다.
이 중에서 산화안정화공정은 기상산화, 액상산화, 전기화학적 산화 등이 있으며, 이들 중 액체를 이용한 산화법과 전기화학적 산화방법은 화학약품에 의한 처리 후 발생하는 폐수와 장시간의 전기화학적 처리 및 관리비용이 필요하다는 단점이 있어, 기체를 이용한 산화법이 주로 이용되고 있는 실정이다.
그리고 상기에서 산화안정화공정은 열가소성 섬유를 열경화성 섬유로 변환시켜 후속하는 고온 탄소화(흑연화), 활성화 공정에서 섬유의 융착 및 열용융을 방지하기 위해 섬유를 표면으로부터 산화 처리하는 과정으로, 산화안정화공정을 행하지 않고 직접 탄소화나 활성화를 하면 개환 및 탈수소 등의 발열반응이 급격하게 진행되어 탄화되기보다는 연소가 된다.
상기와 같은 산화안정화공정 중 가열된 공기를 안정화로 내에 순환시키어 탄소섬유를 안정화시키도록 된 장치들 중 하나로 한국공개실용신안번호 제2011-2937호(명칭: 탄소섬유 제조용 안정화장치)가 있으며, 상기 장치는 공보에 기재된 바와 같이 안정화로에 연결되어 가열된 공기를 공급하는 분기관부를 4개소로 분기 연결되고, 분기된 분기관부 내에는 각각 가열된 공기의 공급량을 제어할 수 있도록 댐퍼가 설치되며, 안정화로의 하단 측에는 공급된 공기의 흐름을 제어할 수 있도록 에어가이드가 구비되어, 산화처리에 필요한 공기를 일정하고 균등하게 공급할 수 있어 탄소섬유 전구체 유기섬유의 형태안정성을 향상시킴으로써 제품의 불량률을 감소시킬 수 있도록 되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 탄소섬유 제조장치는 탄소섬유 원사의 가열영역 상의 이동거리를 충분히 확보하기 위하여 장치가 길게 형성되어야만 하는 비효율적인 문제점이 있었다.
물론 가열로의 길이를 축소하기 위하여 탄소섬유 원사를 수직상 다단으로 층을 지어 주행하도록 된 가열로가 제안되어 사용되고 있으나, 탄소섬유 원사를 안내하는 롤러의 직경이 탄소섬유 원사간의 간격을 줄이고 탄소섬유 원사와 롤러의 접촉면적을 충분히 확보하여 탄소섬유 원사의 단락을 방지할 수 있을 정도로 커야만 하기 때문에 수직적으로 높이가 증대될 수밖에 없어 수직적 공간활용이 비효율적인 문제점이 있었다.
즉 탄소섬유 원사를 수직상 다단으로 안내하는 롤러의 직경이 클 수밖에 없고, 이로 인하여, 가열로의 높이가 증가 될 수밖에 없어 최종적으로 가열로의 높이가 비효율적일 수밖에 없는 문제점이 있었다.
따라서 탄소섬유 원사가 충분한 시간 동안 가열로를 통과하고자 할 때에는 주행속도를 줄이거나 복수의 가열로를 연속하여 연결설치해야하며 이로 인해 공간적 경제적 손실이 증가 되는 요인이 된다.
그리고 탄소섬유 원사가 가열된 산소 만에 의해 안정화되기 때문에 안정화 효율이 높지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가열된 공기가 공급된 영역을 주행하는 탄소섬유 원사들을 산화안정화시키는 안정화로 상에서 탄소섬유 원사들을 수직상 다단으로 주행하도록 함과 아울러 주행되는 탄소섬유 원사를 안내하는 안내롤러의 직경을 충분히 작게 하여 공간적 효율을 증대시킴에 따라 주행거리를 충분히 확보할 수 있고 상하로 접촉되어 단락되지 않도록 됨은 물론 가열된 공기 중에 오존을 함유시켜 효율적으로 안정화시켜 산화안정화공정을 최단시간에 대량으로 처리할 수 있도록 된 탄소섬유 제조장치를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄소섬유 제조장치는 탄소섬유 원사가 인입되는 입구와 배출되는 출구가 구비된 공간부를 가지며 상기 공간부에 가열된 공기가 공급되는 투입구와 및 배출되는 배출구가 구비된 안정화로와, 상기 안정화로의 공간부에 수직상 다단으로 정렬되며 회전가능하게 구비되어 입구를 통해 인입된 탄소섬유 원사를 출구로 안내하면서 안정화로의 내부를 주행하도록 된 안내수단을 가지어 탄소섬유 원사를 산화 안정화시키도록 된 탄소섬유 제조장치에 있어서; 공간부 중심쪽으로 위치한 롤러와, 롤러보다 작은 직경을 가지며 공간부 벽면쪽으로 위치하는 타 롤러로 이루어져, 탄소섬유 원사가 롤러와 타 롤러의 외주면을 따라 회전할 때 롤러의 상부접촉면과 타 롤러의 외주면과의 접촉면적을 최소화하여 탄소섬유 원사의 단락을 방지하고 안정화로의 공간효율을 증대시키는 안내수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄소섬유 제조장치는 상기한 안정화로에 투입되는 가열된 공기에는 오존이 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 탄소섬유 제조장치는 안정화로를 상하로 주행하는 탄소섬유 원사를 안내하도록 된 안내수단이 탄소섬유 원사와 수평적으로 넓게 접촉하면서 안내하도록 되어 있어 수직상 다단간의 사이 간격이 작아 동일 높이에 대하여 충분히 많은 다단 층을 형성하여 주행하도록 할 수 있어, 탄소섬유 원사의 주행거리 및 주행시간을 충분히 유지함에 따라 공간을 효율적으로 적용하여 산화 안정화할 수 있고, 안정화로에 투입되는 가열된 공기 중에 오존이 함유되어 있어 탄소섬유 원사의 산화를 촉진시켜 안정화효율을 높이어 산화안정화공정을 최단시간에 대량으로 처리할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 탄소섬유 제조장치를 보인 개략 단면 예시도.
도 2는 도 1에서 도시된 본 실시예의 탄소섬유 제조장치의 주요부를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 3은 도 2에서 도시된 본 실시예의 탄소섬유 제조장치의 주요부에 대한 확대 예시도.
도 4는 도 2에서 도시된 본 실시예의 탄소섬유 제조장치의 주요부의 다른 실시예를 보인 확대 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 탄소섬유 제조장치를 보인 개략 단면 예시도.
도 6은 도 5에서 도시된 본 실시예의 탄소섬유 제조장치의 주요부를 보인 단면 예시도.
도 7은 도 5에서 도시된 본 실시예의 탄소섬유 제조장치의 주요부의 다른 실시예를 보인 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 의한 탄소섬유 제조장치를 보인 개략 단면 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 탄소섬유 제조장치를 보인 개략 단면 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 탄소섬유 제조장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 탄소섬유 제조장치를 보인 도면으로, 본 실시예의 탄소섬유 제조장치는 탄소섬유 원사(T)가 인입되는 입구(1)와 배출되는 출구(2)가 구비된 공간부(3)를 가지며 상기 공간부(3)에 가열된 공기가 공급되는 투입구(4)와 및 배출되는 배출구(5)가 구비된 안정화로(6)와, 상기 안정화로(6)의 공간부(3)에 수직상 다단으로 정렬되며 회전가능하게 구비되어 입구(1)를 통해 인입된 탄소섬유 원사(T)를 출구(2)로 안내하면서 안정화로(6)의 내부를 주행하도록 된 안내수단을 가지어 탄소섬유 원사(T)를 산화 안정화시키는 것에 사용된다.
즉 상기 안정화로(6)를 통과하는 탄소섬유 원사(T)가 가열된 공기에 포함된 산소와의 접촉에 따라 산화되어 안정화된다.
상기에서 안정화로(6)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 제작되어 내측은 전기적 절연을 위한 절연체로 형성될 수 있으며, 상기 절연체는 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 안정화로(6)는 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수도 있으며, 탄소나노튜브가 공유 결합된 복합 금속 또는 내화 금속(Refractory metal)으로 제작될 수도 있다.
그리고 상기에서 가열된 공기가 공급되는 투입구(4)는 안정화로(6)의 상부 일측에 형성되고 하부 일측에는 안정화로(6)를 통과한 공기가 배출되는 배출구(5)가 형성된다.
따라서 가열된 공기가 안정화로(6)의 공간부(3)를 상부에서 하부로 이동하면서 탄소섬유 원사(T)를 산화시켜 안정화시키게 된다.
또한 본 실시예의 탄소섬유 제조장치에서 상기한 안내수단은 공간부 중심쪽으로 위치된 롤러(8)와 공간부 벽면쪽에 위치되며 롤러(8)보다 작은 직경으로 된 롤러(7)로 이루어진다.
그리고 롤러(7)(8)들에 걸쳐져 안내되는 탄소섬유 원사(T)는 먼저 직경이 큰 롤러(8)의 외측으로 안내된 후 작은 롤러(7)를 경유하여 하측으로 안내된 후 다시 큰 롤러(8)의 저면을 통해 이동하게 되어 있어, 최종적으로 탄소섬유 원사(T)가 타원형의 궤도에 근접되게 안내된다.
즉, 탄소섬유 원사(T)가 롤러(8)와 타 롤러(7)의 외주면을 따라 회전할 때 롤러(8)의 상부접촉면과 타 롤러(7)의 외주면과의 접촉면적을 최소화함으로써, 탄소섬유 원사(T)들이 안정적으로 안내되어 주행되기 때문에 단락되거나 하는 등의 불량이 발생되지 않는다.
삭제
삭제
뿐만 아니라 종래의 직경이 큰 롤러만 사용했던 것에 비해 수직상 배열되어 주행하는 탄소섬유 원사(T)의 주행로를 수직상 더욱 많은 층으로 할 수 있다. 이것은 탄소섬유 원사(T)의 주행거리 및 주행시간이 동일 공간면적에 대하여 현저하게 증대된다는 것을 시사한다.
이에 따라 제한된 공간에서 탄소섬유 원사(T)의 산화안정화효율을 극대화할 수 있으며, 설비시설이 현저히 줄어 경제적으로 제조할 수 있어 생산성이 향상된다.
그리고 본 실시예의 탄소섬유 제조장치에서 상기한 안내수단은 둘 이상의 롤러(7)(8)들이 회전가능하게 수평상 정렬된 것으로 이루어진다.
즉 수평상 정렬된 롤러(7)(8)들의 연장선면을 타고 안내되기 때문에 접촉면이 수직상 면적보다는 수평상 면적이 크게 이루어짐은 물론 그 구조가 간단하여 제조가 용이하고 생산단가가 적어 경제적으로 제공된다.
삭제
삭제
삭제
삭제
그리고 상기한 롤러(7)(8)들에는 롤러(7)(8)들에 의해 안내되어 회전하는 벨트가 게재되어 탄소섬유 원사(T)가 벨트면을 타고 안내되도록 될 수도 있다.
상기에서 롤러(7)(8)들은 공회전될 수 있으나, 모터(9)의 회전력을 변속기(10)를 통해 변속시킨 후 전달받아 자체적으로 회전할 수도 있다.
또한 본 실시예의 탄소섬유 제조장치에서 상기한 안정화로(6)에 투입되는 가열된 공기에는 오존이 함유되도록 된다.
따라서 일반적인 산소만으로 탄소섬유 원사(T)를 산화시켜 안정화시키는 것보다 산소원자가 산소분자보다 더 많은 오존에 의해 탄소섬유 원사(T)를 산화시키는 것이 더 효율적으로 이루어진다.
즉 공기 중에 오존이 함유되어 있어 탄소섬유 원사(T)의 산화를 촉진시켜 안정화효율을 높이어 산화안정화공정을 최단시간에 대량으로 처리하게 된다.
그리고 상기한 안정화로(6)에 투입되는 오존은 통상의 구조를 가지는 오존생성기(M)에 의해 생성되어 투입구(4)를 통해 투입되도록 될 수 있으며, 바람직하게는 전원공급원과 연결되어 플라즈마 방전을 유도하는 제1전극(11) 및 상기 제1전극(11)에 대응되게 형성되어 접지에 연결되는 2전극(12)으로 이루어져 플라즈마 방전영역을 통과하는 산소들을 개질하여 오존화시키도록 된 오존생성수단에 의해 생성되어 투입구(4)를 통해 투입되는 것이 가장 바람직하다.
이때 상기 제1전극(11)은 안정화로(6)의 투입구(4) 상의 내측 상부에 형성되어 전원공급원에서 공급되는 전원으로 플라즈마를 방전하며, 제2전극(12)은 제1전극(11)과 마주보도록 안정화로(6)의 투입구(4) 상의 내측 하부에 형성되어 일측이 접지에 연결되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1전극(11)은 하부에 단면이 삼각형의 돌출부가 길이방향으로 형성될 수 있으며, 돌출부의 하단과 제2전극(12)은 소정간격 이격되게 형성되어 돌출부와 제2전극(12) 사이의 좁은 공간에서 플라즈마가 발생 된다.
즉 뾰족하게 형성된 돌출부 하단과 제2전극(12) 사이의 좁은 공간에서 플라즈마가 발생함으로써, 높은 밀도의 플라즈마가 발생되어 결과적으로 짙은 농도의 오존을 생성한다.
또한 상기한 안정화로(6)에 가열된 공기를 투입하는 투입구(4)에는 전원을 공급받아 열을 방출함으로써 외부에서 인입되는 공기를 가열하도록 된 가열수단(13)이 마련되어 가열된 공기를 투입구(4)를 통해 안정화로(6)의 내부로 투입함과 동시에 플라즈마 방전영역에 가열된 산소가 경유되도록 함으로써 오존으로의 개질화효율을 증대시키게 된다.
그리고 상기한 안정화로(6)에서 상하로 주행하는 탄소섬유 원사(T)들의 사이 간격에는 탄소섬유 원사(T)들 간의 접촉을 방지하도록 된 차단수단이 구비된다.
즉 롤러(7)(8)들 간의 사이에서 하방으로 처져 주행하는 탄소섬유 원사(T)들이 상하로 접촉되는 것을 방지함에 따라 탄소섬유 원사(T)가 훼손되는 것을 예방하게 된다.
상기한 차단수단은 상하로 주행하는 탄소섬유 원사(T)의 사이 간격에 마련되어 탄소섬유 원사(T)들 간의 접촉을 방지하도록 된 봉상의 차단봉(14)으로 이루어질 수 있으며, 관(罐)상의 차단관(15)으로 이루어질 수도 있다.
이때 바람직하게는 상기한 차단관(15)에는 가열된 공기를 방출하도록 된 통공(16)이 형성되는 것이 바람직하며, 차단관(15)에는 전원을 공급받아 발열하도록 된 발열체(17)가 수용되어 있는 것이 가장 바람직하다.
즉 차단관(15)에서 열을 방출하여 안정화로(6)의 내부로 가열된 공기를 더욱 주입함으로써, 산화안정화효율을 더욱 증대시킨다.
또한 상기한 차단수단은 상하로 주행하는 탄소섬유 원사(T)의 사이 간격에 마련되어 탄소섬유 원사(T)들 간의 접촉을 방지하며 상하로 관통된 다수의 관통공이 형성된 판(板)상의 차단판(18)으로 이루어질 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 의한 탄소섬유 제조장치의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 도시된 바와 같이 탄소섬유 원사(T)들이 입구(1)를 통해 유입된 후 출구(2)를 통해 배출되는 과정에서 안정화로(6)의 내부를 수직적으로 층을 이루어 지그재그로 주행하여 경유하면서 산화되어 안정화된다.
이때 안정화로(6)의 내부에는 상기한 가열수단(13)에 의해 가열된 공기가 주입됨과 동시에 오존생성기(10) 또는 오존발생수단에 의해 생성된 오존이 투입되어 탄소섬유 원사(T)의 산화를 촉진하게 된다.
그리고 안정화로(6)를 경유하는 탄소섬유 원사(T)는 수직상보다 수평상 접촉면적이 증대된 안내수단에 의해 입구(1)에서 출구(2)측 방향으로 안내되기 때문에 수직상 공간 사용효율을 극대화하게 된다.
따라서 좁은 공간에서도 충분한 산화안화정공정을 수행하는 설비를 설계 및 제공을 할 수 있어, 제조설비가 저렴하게 이루어진다.
상술된 바와 같이 본 발명의 탄소섬유 제조장치는 안정화로 공간효율을 극대화하여 탄소섬유 원사(T)들을 수직상 더욱 많은 다단 층으로 하여 주행하도록 함으로써 산화안정화시간 및 거리를 효율적으로 증대시킴과 아울러 오존에 의한 산화를 촉진시키어 산화안정화공정을 최단시간에 대량으로 처리할 수 있도록 된 것을 기술적 구성의 특징으로 한다.
1 : 입구, 2 : 출구,
3 : 공간부, 4 : 투입구,
5 : 배출구, 6 : 안정화로,
7,8 : 롤러, 9 : 모터,
10 : 변속기, 11 : 제1전극,
12 : 제2전극, 13 : 가열수단,
14 : 차단봉, 15 : 차단관,
16 : 통공, 17 : 발열체,
18 : 차단판, T : 탄소섬유 원사,
M : 오존생성기.

Claims (14)

  1. 탄소섬유 원사가 인입되는 입구와 배출되는 출구가 구비된 공간부를 가지며 상기 공간부에 가열된 공기가 공급되는 투입구와 및 배출되는 배출구가 구비된 안정화로와, 상기 안정화로의 공간부에 수직상 다단으로 정렬되며 회전가능하게 구비되어 입구를 통해 인입된 탄소섬유 원사를 출구로 안내하면서 안정화로의 내부를 주행하도록 된 안내수단을 가지어 탄소섬유 원사를 산화안정화시키도록 된 탄소섬유 제조장치에 있어서;
    공간부 중심쪽으로 위치한 롤러와, 롤러보다 작은 직경을 가지며 공간부 벽면쪽으로 위치하는 타 롤러로 이루어져, 탄소섬유 원사가 롤러와 타 롤러의 외주면을 따라 회전할 때 롤러의 상부접촉면과 타 롤러의 외주면과의 접촉면적을 최소화하여, 탄소섬유 원사의 단락을 방지하고 안정화로의 공간효율을 증대시키는 안내수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서;
    상기한 안내수단은 둘 이상의 롤러들이 회전가능하게 수평상 정렬된 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서;
    상기한 롤러들에는 롤러들에 의해 안내되어 회전하는 벨트가 게재되어 탄소섬유 원사가 벨트면을 타고 안내되도록 된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  5. 제 1항에 있어서;
    상기한 안정화로에 투입되는 가열된 공기에는 오존이 함유되도록 된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  6. 제 5항에 있어서;
    상기한 안정화로에 투입되는 오존은 통상의 구조를 가지는 오존생성기에 의해 생성되어 투입구를 통해 투입되도록 된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  7. 제 5항에 있어서;
    상기한 안정화로에 투입되는 오존은 전원공급원과 연결되어 플라즈마 방전을 유도하는 제1전극 및 상기 제1전극에 대응되게 형성되어 접지에 연결되는 2전극으로 이루어진 오존생성수단에 의해 생성되어 투입구를 통해 투입되도록 된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  8. 제 1항에 있어서;
    상기한 안정화로에 가열된 공기를 투입하는 투입구에는 전원을 공급받아 열을 방출함으로써 외부에서 인입되는 공기를 가열하도록 된 가열수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  9. 제 1항에 있어서;
    상기한 안정화로에서 상하로 주행하는 탄소섬유 원사들의 사이 간격에는 탄소섬유 원사들 간의 접촉을 방지하도록 된 차단수단이 구비된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  10. 제 9항에 있어서;
    상기한 차단수단은 상하로 주행하는 탄소섬유 원사의 사이 간격에 마련되어 탄소섬유 원사들 간의 접촉을 방지하도록 된 봉상의 차단봉으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  11. 제 9항에 있어서;
    상기한 차단수단은 상하로 주행하는 탄소섬유 원사의 사이 간격에 마련되어 탄소섬유 원사들 간의 접촉을 방지하도록 된 관(罐)상의 차단관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  12. 제 11항에 있어서;
    상기한 차단관에는 가열된 공기를 방출하도록 된 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  13. 제 11항에 있어서;
    상기한 차단관에는 전원을 공급받아 발열하도록 된 발열체가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
  14. 제 9항에 있어서;
    상기한 차단수단은 상하로 주행하는 탄소섬유 원사의 사이 간격에 마련되어 탄소섬유 원사들 간의 접촉을 방지하며 상하로 관통된 다수의 관토공이 형성된 판(板)상의 차단판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소섬유 제조장치
KR1020110071956A 2011-07-20 2011-07-20 탄소섬유 제조장치 KR101296718B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110071956A KR101296718B1 (ko) 2011-07-20 2011-07-20 탄소섬유 제조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110071956A KR101296718B1 (ko) 2011-07-20 2011-07-20 탄소섬유 제조장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130011072A KR20130011072A (ko) 2013-01-30
KR101296718B1 true KR101296718B1 (ko) 2013-08-20

Family

ID=47840108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110071956A KR101296718B1 (ko) 2011-07-20 2011-07-20 탄소섬유 제조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101296718B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102147418B1 (ko) 2018-04-27 2020-08-24 주식회사 엘지화학 탄소섬유 제조용 전구체 섬유의 안정화 방법 및 이를 이용한 탄소섬유의 제조방법
CN116753736B (zh) * 2023-08-22 2023-10-20 吉林市神舟炭纤维有限责任公司 一种碳纤维丝氧化炉通风管道

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136266A (ja) * 1990-09-26 1992-05-11 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維の表面処理法及び装置
JP2004143647A (ja) 2002-10-28 2004-05-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 加熱装置
KR20110002937U (ko) * 2009-09-16 2011-03-23 오동희 탄소섬유 제조용 안정화장치
KR20110078250A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 주식회사 효성 열풍분배수단을 구비한 탄소섬유용 산화 열처리장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136266A (ja) * 1990-09-26 1992-05-11 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維の表面処理法及び装置
JP2004143647A (ja) 2002-10-28 2004-05-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 加熱装置
KR20110002937U (ko) * 2009-09-16 2011-03-23 오동희 탄소섬유 제조용 안정화장치
KR20110078250A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 주식회사 효성 열풍분배수단을 구비한 탄소섬유용 산화 열처리장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130011072A (ko) 2013-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6063045B2 (ja) 炭素化方法及び炭素繊維の製造方法
US9447205B2 (en) Atmospheric pressure plasma processing of polymeric materials utilizing close proximity indirect exposure
KR101408377B1 (ko) 탄소섬유 가공장치
JP6713994B2 (ja) 連続的炭化法及び炭素繊維生産システム
KR20100126215A (ko) 카본 나노 튜브류의 제조 방법
US20180051399A1 (en) Carbon fiber and method for producing carbon fiber
KR101296718B1 (ko) 탄소섬유 제조장치
KR101296715B1 (ko) 오존생성기를 이용한 탄소섬유 제조장치
KR101254573B1 (ko) 전극을 이용한 탄소 섬유 제조장치
KR101296719B1 (ko) 플라즈마 소스를 이용한 탄소 섬유 제조장치
KR101472736B1 (ko) 탄소섬유 처리장치
KR101281192B1 (ko) 탄소섬유 가공장치
CN101820985B (zh) 碳素空心纤维及其制造方法
KR101236199B1 (ko) 탄소섬유 가공장치
KR101574802B1 (ko) 열풍분배수단을 구비한 탄소섬유용 산화 열처리장치
KR20110078251A (ko) 발열수단을 구비한 탄소섬유용 산화 열처리장치
KR101236210B1 (ko) 탄소섬유 가공장치
KR101711810B1 (ko) 탄소섬유 제조장치
KR101272778B1 (ko) 다중 권선 구조의 탄소섬유 열처리 장치
JP2008045227A (ja) 炭化炉および炭化繊維の製造方法
Paulauskas et al. Apparatus and method for oxidation and stabilization of polymeric materials
JPS6223083B2 (ko)
JP2023112281A (ja) 炭素繊維シートの製造方法および炭素繊維シート製品
JP2004156194A (ja) カーボンナノファイバーの製造方法
KR101296726B1 (ko) 플라즈마 소스를 이용한 탄소 섬유 제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160809

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170807

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180809

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190807

Year of fee payment: 7