KR102618963B1 - 탄소섬유 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소섬유 제조 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 탄소섬유 제조 장치는, 오존 공급 및 열처리를 통해 전구체 섬유를 안정화시켜 탄소섬유를 제조하는 탄소섬유 제조 장치로서, 상기 전구체 섬유가 수용 및 통과되는 공간부가 형성된 오븐과, 상기 오븐의 공간부로 가열된 공기를 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 오븐의 공간부로 오존을 공급하는 오존 공급수단과, 상기 전구체 섬유의 장력을 측정하는 장력 측정 센서, 및 상기 장력 측정 센서로 부터 측정된 상기 전구체 섬유의 장력 측정값에 따라 상기 오존 공급수단의 오존 토출높이를 조정하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 탄소섬유 제조 장치에 관한 것이다.
탄소섬유란 탄소원소의 질량 함유율이 90% 이상으로 이루어진 섬유장의 탄소 재료로서 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN), 석유계/석탄계 탄화수소잔류물인 피치(Pitch) 또는 레이온으로부터 제조된 섬유 형태의 유기 전구체 물질을 불활성 분위기에서 열분해하여 얻어지는 섬유를 의미한다.
탄소섬유는 강철보다 가벼우면서도 강도가 우수하여, 자동차 분야, 우주항공분야, 풍력발전 분야, 스포츠 분야 등 다양한 분야에 널리 적용되고 있다. 예를 들어, 최근 환경 문제로 인하여 자동차 배기가스와 관련된 환경 규제가 강화되고 있어 고연비의 경량화 자동차에 대한 요구가 증대되고 있는데, 구조적 및 기계적 강도를 희생하지 않으면서도 자동차의 중량을 감소시킬 수 있는 방법으로 탄소섬유 강화 복합체를 사용하는 기술이 주목을 받고 있다.
일반적으로, 탄소섬유는 전구체 섬유를 불융화시키기 위해 산화성 분위기에서 열을 가하여 산화, 안정화시키는 안정화 공정, 안정화된 섬유를 고온의 온도에서 탄화시키는 탄화 공정을 통해 제조된다. 그리고, 후속하여 흑연화 공정을 거치기도 한다.
여기서, 안정화 공정을 통해 전구체 섬유는 사슬구조에서 고리화 구조로 변하게 되며 내염성을 갖게 되고, 이에 따라 고온의 탄화 과정에서도 연소나 구조 훼손이 일어나지 않게 된다. 안정화 공정은 장시간의 열처리를 수반하게 되는데, 반응을 가속화 하기 위해 추가로 오존과 같이 반응성이 좋은 가스를 투입할 수 있다. 그런데 오존은 온도가 올라갈수록 안정성이 급격하게 떨어지며 열분해가 일어나는 특성을 가지고 있다. 따라서 오존을 접목한 안정화 공정을 대량 생산에 적용하기 위해서는 개별 섬유들에 충분히 근접하여 일정한 양의 오존가스를 균일하게 공급해 주는 설계 방식이 필수적이다.
본 발명의 하나의 관점은 전구체 섬유를 안정화 시킬 때 오존가스를 균일하게 공급할 수 있는 탄소섬유 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치는, 오존 공급 및 열처리를 통해 전구체 섬유를 안정화시켜 탄소섬유를 제조하는 탄소섬유 제조 장치로서, 상기 전구체 섬유가 수용 및 통과되는 공간부가 형성된 오븐과, 상기 오븐의 공간부로 가열된 공기를 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 오븐의 공간부로 오존을 공급하는 오존 공급수단과, 상기 전구체 섬유의 장력을 측정하는 장력 측정 센서, 및 상기 장력 측정 센서로 부터 측정된 상기 전구체 섬유의 장력 측정값에 따라 상기 오존 공급수단의 오존 토출높이를 조정하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유는, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치를 통해 제조된 탄소섬유이다.
본 발명에 따르면, 전구체 섬유의 장력값에 따라 전구체 섬유로 오존을 공급하는 오존 공급수단의 높이를 조정하여, 일정한 오존 토출높이를 유지할 수 있고, 전구체 섬유로 오존을 균일하고 일정하게 토출시킬 수 있다. 또한, 오존 공급수단에서 오존 토출부에 형성된 분사 노즐을 분사 노즐 별로 토출되는 오존량이 균일하도록 형성시켜 주행되는 전구체 섬유들에 균일하게 오존을 토출시킬 수 있다.
따라서, 주행되는 전구체 섬유들에 균일하고 일정한 오존을 공급하며 열처리 할 수 있어, 전구체 섬유들이 안정화 반응에 효과적으로 참여할 수 있고, 이로 인해 안정성이 향상되고, 반응성이 향상됨에 따라 균일하고 고품질의 탄소섬유를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치를 예시적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 공급수단 및 높이 조절 수단을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 공급수단을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 일례를 나타낸 저면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 다른 예를 나타낸 저면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 또 다른 예를 나타낸 저면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 공급수단 및 높이 조절 수단을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 공급수단을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 일례를 나타낸 저면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 다른 예를 나타낸 저면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 또 다른 예를 나타낸 저면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 다른 예를 나타낸 저면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치는 전구체 섬유(F)가 수용 및 통과되는 공간부(121a)가 형성된 오븐(120)과, 오븐(120)의 공간부(121a)로 가열된 공기를 공급하는 열풍 공급수단(130)과, 오븐(120)의 공간부(121a)로 오존을 공급하는 오존 공급수단(140)과, 전구체 섬유(F)의 장력을 측정하는 장력 측정 센서(160), 및 장력 측정 센서(160)로 부터 측정된 전구체 섬유(F)의 장력 측정값에 따라 오존 공급수단(140)의 오존 토출높이를 조정하는 제어부(170)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치는 전구체 섬유(F)를 풀어 공급하는 크릴(C), 주행되는 전구체 섬유(F)를 가이드하는 안내 롤러(190), 전구체 섬유(F)를 권취하는 와인더(Winder)(W), 오존이 포함된 가스를 오존 공급수단(140)으로 공급하는 오존 발생기(110), 전구체 섬유(F)를 주행시키는 주행 롤러(180), 및 오존 공급수단(140)을 이동시키는 높이조절수단(150)을 더 포함할 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예인 탄소섬유 제조 장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치는 오존 공급 및 열처리를 통해 전구체 섬유(F)를 안정화시켜 탄소섬유를 제조하는 탄소섬유 제조 장치이다.
전구체 섬유(F)는 예를 들어 폴리아크릴로니트릴(PAN: polyacrylonitrile)계 섬유, 피치(pitch)계 섬유, 레이온(rayon)계 섬유, 리그닌(lignin)계 섬유, 셀룰로오스계 섬유 및 폴리에틸렌(polyethylene)계 섬유 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 전구체 섬유(F)는 구체적으로 예를 들어 폴리아크릴로니트릴(PAN: polyacrylonitrile)계 섬유를 포함할 수 있다.
오븐(120)은 전구체 섬유(F)가 수용 및 통과되는 공간부(121a)가 내부에 형성될 수 있다.
또한, 오븐(120)은 예를 들어 4개로 이루어질 수 있다. 이때, 4개의 오븐(120)에 대응되도록 열풍 공급수단(130) 및 오존 공급수단(140)은 각각 4개로 이루어질 수 있다. 여기서, 오븐(120)은 제1 오븐(121), 제2 오븐(122), 제3오븐(123), 및 제4 오븐(124)을 포함하여, 전구체 섬유(F)의 주행방향(D)을 따라 순차적으로 위치될 수 있다.
아울러, 오븐(120)은 열풍 공급수단(130)을 통해 가열된 공기가 공급될 때, 공간부(121a)를 일정한 온도로 유지시킬 수 있도록 단열부재(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치는 전구체 섬유(F)의 안정화 반응 중 생성되는 반응 가스들을 외부로 배출시킬 수 있도록 오븐(120)의 공간부(121a)와 연결된 배기관(P1)을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치는 오븐(120) 외측에서 주행되는 전구체 섬유(F)를 통해 배출되는 전구체 섬유(F)의 안정화 반응 중 생성되는 반응 가스를 흡입하여 외부로 배출할 수 있도록 구비된 국소 배기관(P2)을 더 포함할 수 있다.
열풍 공급수단(130)은 오븐(120)의 공간부(121a)로 가열된 공기를 공급할 수 있다.
또한, 열풍 공급수단(130)은 오븐(120)의 공간부(121a)의 온도를 예를 들어 200~300℃로 형성시키며 전구체 섬유(F)를 열처리할 수 있다.
한편, 열풍 공급수단(130)은 일례로 오븐(120)의 공간부(121a)로 가열된 공기를 직접 공급할 수 있다.
그리고, 열풍 공급수단(130)은 다른 예로 오존 공급수단(140)과 연결되어 오존 공급수단(140)을 통해 오존과 함께 가열된 공기를 오븐(120)의 공간부(121a)로 공급할 수 있다.
한편, 열풍 공급수단(130)은 예를 들어 히터(Heater)(미도시) 및 송풍기(미도시)를 포함하여 히터로 가열된 공기를 송풍기를 통해 공급할 수 있다.
장력 측정 센서(160)는 전구체 섬유(F)의 장력을 측정할 수 있다. 이때, 장력 측정 센서(160)는 주행되는 전구체 섬유(F)의 장력을 실시간으로 측정할 수 있도록 설치될 수 있다.
또한, 장력 측정 센서(160)는 일례로 3개의 측정롤(161,162,163) 사이로 전구체 섬유(F)를 통과시키며 측정롤(161,162,163)에 작용하는 힘을 측정하여 전구체 섬유(F)의 장력을 추출할 수 있다.
아울러, 장력 측정 센서(160)는 다른 예로 댄서 포지션 센서(Dancer position sensor)로 이루어질 수 있다.(댄서 포지션 센서는 예를 들어 댄서롤(지지롤)에 싱크로 발신기를 설치하여, 동작 중심위치로부터 변위량을 전기신호로 변환하여 인출하여 장력을 측정할 수 있다.)
크릴(C)은 전구체 섬유(F)가 권취되어 오븐(120)으로 권취된 전구체 섬유(F)를 풀어 공급할 수 있다.
또한, 크릴(C)은 전구체 섬유(F)가 권취된 지관(미도시) 및 스프링(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 크릴(C)은 스프링을 통해 일정한 저항력을 유지하면서 지관에 감겨있는 전구체 섬유(F)를 풀어줄 수 있다. 즉, 예를 들어 지관이 회전되며 전구체 섬유(F)가 풀어질 때 스프링의 탄성력은 지관의 회전방향과 반대 방향으로 작용하여 지관의 회전 시 일정한 저항력을 유지할 수 있다.
안내 롤러(190)는 다수개로 구비되어 오븐(120)과 연결되어 주행되는 전구체 섬유(F)를 가이드할 수 있다.
와인더(W)는 오븐(120)을 통과하며 안정화 공정을 완료한 전구체 섬유(F)를 권취할 수 있다. 이때, 와인더(W)는 지관을 포함하여 전구체 섬유(F)를 지관의 외주면에 감아 권취할 수 있다.
오존 발생기(110)는 산소가 포함된 가스를 원료로 하여 고전압의 방전을 통해 오존이 포함된 가스를 오존 투입관(111)을 오존 공급수단(140)으로 공급할 수 있다.
주행 롤러(180)는 다수개로 이루어져, 오븐(120)의 공간부(121a)를 통과하도록 전구체 섬유(F)를 설정 속도로 주행시킬 수 있다.
또한, 주행 롤러(180)는 구동 모터(미도시)와 구동모터에 의해 회전되는 회전축(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 예를 들어 롤러(미도시)가 회전축에 장착되어 구동모터에 의해 회전되며 외주면에 밀착된 전구체 섬유(F)를 주행시킬 수 있다.
아울러, 주행 롤러(180)는 다수개의 제1 주행 롤러(181)와, 다수개의 제2 주행 롤러(182) 및 다수개의 제3 주행 롤러(183)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 공급수단 및 높이 조절 수단을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 공급수단을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 일례를 나타낸 저면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 다른 예를 나타낸 저면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치에서 오존 토출부의 또 다른 예를 나타낸 저면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 오존 공급수단(140)은 오븐(120)의 공간부(121a)로 오존을 공급할 수 있다. 이때, 오존 발생기(110)를 통해 생성된 오존 포함 가스를 오븐(120)의 내부에서 주행되는 전구체 섬유(F) 부분에 분사할 수 있다.
또한, 오존 공급 수단은 오븐(120)의 공간부(121a)에 수용되어 공간부(121a)로 오존을 토출시키는 다수개의 분사 노즐(142a)이 형성된 오존 토출부(142) 및 오존 토출부(142)의 중앙측으로 오존을 공급하는 오존 공급관(141)을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 오존 토출부(142)에서 다수개의 분사 노즐(142a)은 오존 토출부(142)의 중앙측(C1)으로 부터 멀어지는 방향으로 노즐 크기가 커지도록 형성될 수 있다. 즉, 분사 노즐(142a)의 토출구 크기는 오존 토출부(142)의 중앙측(C1)을 기준으로 양측(C2,C3)으로 갈 수로 커지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 다수개의 분사 노즐(142a) 별로 토출되는 오존량이 균일할 수 있다.
그리고, 전구체 섬유(F)는 다수개의 섬유 가닥으로 주행될 수 있다. 이때, 전구체 섬유(F)의 주행방향(D)을 X축 방향이라고 하고, 전구체 섬유(F)의 다수개의 섬유 가닥이 배열된 폭방향을 Y축 방향이라고 할 때, 다수개의 분사 노즐(142a)은 오존 토출부(142)로부터 Y축 방향을 따라 배열될 수 있다.
이에 따라, 전구체 섬유(F)의 폭방향으로 균일한 오존 분사 유량을 제공할 수 있다.
한편, 도 4를 참고하면, 일례로 오존 토출부(142)에서 다수개의 분사 노즐(142a)은 원통형의 토출구를 형성할 수 있다.
한편, 도 5를 참고하면, 다른 예로 오존 토출부(142')에서 다수개의 분사 노즐(142a')은 정사각형의 토출구를 형성할 수 있다.
한편, 도 6을 참고하면, 또 다른 예로 오존 토출부(142")에서 다수개의 분사 노즐(142a")은 직사각형의 토출구를 형성할 수 있다. 이때, 예를 들어 직사각형의 토출구는 전구체 섬유(F)의 진행방향으로 연장된 형태일 수 있다. 즉, 폭이 좁고 길이가 긴 직사각형 형태의 토출구에서, 길이방향은 전구체 섬유(F)의 진행방향과 나란한 방향일 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 높이조절수단(150)은 제어부(170)에 의해 제어되어 오존 토출높이가 조절되도록 오존 공급수단(140)을 상,하 이동시킬 수 있다.
높이조절수단(150)은 회전모터(151)와, 회전모터(151)에 의해 회전되는 나사봉(152) 및 나사봉(152)의 회전에 따라 직선이동되는 이동블럭(153)을 포함할 수 있다. 이때, 나사봉(152)의 외주면에 나사부가 형성되고, 이동블럭(153)의 내주면에는 나사봉(152)의 나사부에 대응되도록 형성된 나사홈이 형성될 수 있다. 여기서, 예를 들어 나사봉(152)은 상,하 방향을 따라 수직으로 연장되고, 이동블럭(153)이 나사봉(152)의 외주면을 따라 상,하 방향으로 이동 시, 이동블럭(153)에 고정된 오존 공급수단(140)이 상,하 방향으로 이동될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 제조 장치의 높이조절수단(150)이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
제어부(170)는 장력 측정 센서(160)로 부터 측정된 전구체 섬유(F)의 장력 측정값에 따라 오존 공급수단(140)의 오존 토출높이를 조정할 수 있다.
즉, 제어부(170)는 장력 측정 센서(160)로부터 측정된 전구체 섬유(F)의 장력 측정값에 따라, 높이조절수단(150)을 제어하여 오존 공급수단(140)을 상,하 방향으로 이동시켜 오존 공급수단(140)의 수직 높이를 자동으로 조절할 수 있다.
여기서, 예를 들어 제어부(170)가 전구체 섬유(F)의 장력값이 낮아 전구체 섬유(F)가 하부 방향으로 쳐진것으로 판단하면 오존 공급수단(140)을 하방향으로 이동시킬 수 있다.
이때, 제어부(170)는 예를 들어 높이조절수단(150)의 회전모터(151)의 작동을 제어하여 오존 공급수단(140)의 상,하 이동을 제어할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 탄소섬유 제조 장치는 장력 측정 센서(160)를 통해 측정된 전구체 섬유(F)의 장력값에 따라 제어부(170)에서 전구체 섬유(F)로 오존을 공급하는 오존 공급수단(140)의 토출높이를 조정함으로서, 일정한 오존 토출높이를 유지할 수 있고, 균일하고 일정하게 오존을 전구체 섬유(F)로 토출시켜 전구체 섬유(F)를 균일하게 안정화시킬 수 있다.
이때, 오존 공급수단(140)에서 오존 토출부(142)에 형성된 분사 노즐(142a) 별로 토출되는 오존량이 균일하도록 분사 노즐(142a)을 형성시켜, 주행되는 전구체 섬유(F)들에 균일하게 오존을 토출시킬 수 있다.
따라서, 주행되는 전구체 섬유(F)들에 균일하고 일정한 오존을 공급하며 열처리 할 수 있어, 전구체 섬유(F)들이 안정화 반응에 보다 효과적으로 참여할 수 있고, 이로 인해 현저히 안정성이 향상되고, 반응성이 현저히 향상된 안정화 섬유(F’)를 제조할 수 있고, 이에 따라 안정화 섬유(F’)을 탄화시켜 균일하고 고품질의 탄소섬유가 제조될 수 있다. 여기서, 안정화 섬유(F’)를 탄화시키는 기술은 공지된 기술로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 탄소섬유 제조 장치는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
110: 오존 발생기
111: 오존 투입관
120: 오븐
121: 제1 오븐
121a: 공간부
122: 제2 오븐
123: 제3 오븐
124: 제4 오븐
130: 열풍 공급수단;
140: 오존 공급수단
141: 오존 공급관
142,142',142": 오존 토출부
142a,142a',142a": 분사 노즐
150: 높이조절수단
151: 회전모터
152: 나사봉
153: 이동블럭
160: 장력 측정 센서
170: 제어부
180: 주행 롤러
181: 제1 주행 롤러
182: 제2 주행 롤러
183: 제3 주행 롤러
190: 안내 롤러
D: 주행방향
C: 크릴
W: 와인더
F: 전구체 섬유
F': 안정화 섬유
P1: 배기관
P2: 국소 배기관
111: 오존 투입관
120: 오븐
121: 제1 오븐
121a: 공간부
122: 제2 오븐
123: 제3 오븐
124: 제4 오븐
130: 열풍 공급수단;
140: 오존 공급수단
141: 오존 공급관
142,142',142": 오존 토출부
142a,142a',142a": 분사 노즐
150: 높이조절수단
151: 회전모터
152: 나사봉
153: 이동블럭
160: 장력 측정 센서
170: 제어부
180: 주행 롤러
181: 제1 주행 롤러
182: 제2 주행 롤러
183: 제3 주행 롤러
190: 안내 롤러
D: 주행방향
C: 크릴
W: 와인더
F: 전구체 섬유
F': 안정화 섬유
P1: 배기관
P2: 국소 배기관
Claims (13)
- 오존 공급 및 열처리를 통해 전구체 섬유를 안정화시켜 탄소섬유를 제조하는 탄소섬유 제조 장치로서,
상기 전구체 섬유가 수용 및 통과되는 공간부가 형성된 오븐;
상기 오븐의 공간부로 가열된 공기를 공급하는 열풍 공급수단;
상기 오븐의 공간부로 오존을 공급하는 오존 공급수단;
상기 전구체 섬유의 장력을 측정하는 장력 측정 센서; 및
상기 장력 측정 센서로 부터 측정된 상기 전구체 섬유의 장력 측정값에 따라 상기 오존 공급수단의 오존 토출높이를 조정하는 제어부;를 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 오존 공급 수단은
상기 오븐의 공간부에 수용되어 상기 공간부로 오존을 토출시키는 다수개의 분사 노즐이 형성된 오존 토출부; 및
상기 오존 토출부의 중앙측으로 오존을 공급하는 오존 공급관을 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 2에 있어서,
다수개의 상기 분사 노즐 별로 토출되는 오존량이 균일하도록, 상기 오존 토출부에서 상기 다수개의 분사 노즐은 상기 오존 토출부의 중앙측으로 부터 멀어지는 방향으로 노즐 크기가 커지도록 형성되는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 전구체 섬유는 다수개의 섬유 가닥으로 주행되고,
상기 전구체 섬유의 주행방향을 X축 방향이라고 하고, 상기 전구체 섬유의 다수개의 섬유 가닥이 배열된 방향을 Y축 방향이라고 할 때,
상기 다수개의 분사 노즐은 상기 오존 토출부로부터 Y축 방향을 따라 배열되는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전구체 섬유가 권취되어 상기 오븐으로 권취된 상기 전구체 섬유를 풀어 공급하는 크릴을 더 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 오븐과 연결되어 주행되는 상기 전구체 섬유를 가이드하는 다수개의 안내 롤러를 더 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 오븐을 통과하며 안정화 공정을 완료한 상기 전구체 섬유를 권취하는 와인더를 더 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
산소가 포함된 가스를 원료로 하여 고전압의 방전을 통해 오존이 포함된 가스를 상기 오존 공급수단으로 공급하는 오존 발생기를 더 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 오븐은 4개로 이루어지고,
4개의 상기 오븐에 대응되도록 상기 열풍 공급수단 및 상기 오존 공급수단은 각각 4개로 이루어지는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전구체 섬유는 폴리아크릴로니트릴(PAN: polyacrylonitrile) 섬유를 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 오븐의 공간부를 통과하도록 상기 전구체 섬유를 설정 속도로 주행시키는 다수개의 주행 롤러를 더 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제어부에 의해 제어되어 오존 토출높이가 조절되도록 상기 오존 공급수단을 상,하 이동시키는 높이조절수단을 더 포함하는 탄소섬유 제조 장치. - 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 탄소섬유 제조 장치를 통해 제조된 탄소섬유.
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|---|---|---|---|
| KR1020190067387A KR102618963B1 (ko) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | 탄소섬유 제조 장치 |
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| KR1020190067387A KR102618963B1 (ko) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | 탄소섬유 제조 장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200140577A KR20200140577A (ko) | 2020-12-16 |
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ID=74042116
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190067387A KR102618963B1 (ko) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | 탄소섬유 제조 장치 |
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Citations (2)
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| KR101281192B1 (ko) | 2012-05-22 | 2013-07-05 | 최대규 | 탄소섬유 가공장치 |
| JP2015137444A (ja) | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 三菱レイヨン株式会社 | 炭素繊維束の表面処理方法、炭素繊維束の製造方法、及び炭素繊維。 |
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| CN101594973A (zh) | 2006-11-15 | 2009-12-02 | 霍尼韦尔国际公司 | 防弹复合材料的微波加工 |
| KR101408377B1 (ko) * | 2011-12-06 | 2014-06-18 | 최대규 | 탄소섬유 가공장치 |
-
2019
- 2019-06-07 KR KR1020190067387A patent/KR102618963B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101281192B1 (ko) | 2012-05-22 | 2013-07-05 | 최대규 | 탄소섬유 가공장치 |
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|---|---|
| KR20200140577A (ko) | 2020-12-16 |
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