KR102626484B1 - 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법 - Google Patents
원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102626484B1 KR102626484B1 KR1020210169171A KR20210169171A KR102626484B1 KR 102626484 B1 KR102626484 B1 KR 102626484B1 KR 1020210169171 A KR1020210169171 A KR 1020210169171A KR 20210169171 A KR20210169171 A KR 20210169171A KR 102626484 B1 KR102626484 B1 KR 102626484B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polycarbosilane
- polycarbosilane fiber
- winding
- fiber
- winding drum
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 371
- 229920003257 polycarbosilane Polymers 0.000 title claims abstract description 335
- 238000009987 spinning Methods 0.000 title claims abstract description 125
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 191
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 claims description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 5
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 4
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- D01D7/00—Collecting the newly-spun products
- D01D7/02—Collecting the newly-spun products in centrifugal spinning pots
-
- 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
- D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
본 발명은 집속된 폴리카보실란 섬유 토우가 회전하는 권취 드럼의 내부로 낙하하여 회전에 의한 원심력에 의해 원형으로 일시적으로 권취된 후 개방된 하부로 나선형으로 낙하하여 이동하는 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 적층되도록 함으로써 폴리카보실란 섬유가 손상되거나 단선되는 것이 방지하고, 탄화규소 섬유의 제조 공정을 간단히 하고 제조 시간을 단축하며, 폴리카보실란 섬유 토우를 연속적으로 적층하여 길이가 긴 섬유의 제조가 가능한 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법에 관한 것이다.
탄화규소(SiC) 섬유는 알루미나 섬유, 탄소섬유 등에 비해 1,200℃ 이상의 고온에서도 산화 또는 크리프로 인한 강도 저하가 일어나지 않기 때문에 고온 내산화성이 요구되는 복합소재의 강화제로 개발되었다.
초고온용 탄화규소 섬유는 완전 결정화로 잔류 탄소와 산소를 제거하고 1,400 ℃ 이상에서 물성 저하 없이 일정하게 사용할 수 있는 섬유로서, 항공기 엔진, 발전소 터빈, 방위산업용 부품 소재 등에 주로 사용되어 왔으며 최근 차량용으로 확산되는 추세이다.
일반적으로 탄화규소 섬유는 출발 물질인 폴리카보실란(polycarbosilane, PCS)를 용융 방사하여 폴리카보실란 섬유를 만든 후 이를 열처리하여 제조된다. 이때, 폴리카보실란 섬유를 방사 후 바로 열처리하게 되면 용융온도 범위에서 섬유 형상을 유지하지 못하고 녹아버리게 된다. 이러한 현상을 막기 위해 폴리카보실란 섬유를 저온의 산화 분위기에서 장시간 유지시키는 안정화(불융화) 공정을 거치게 된다.
종래 기술에 따르면, 수백 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 집속하여 형성된 폴리카보실란 섬유를 보빈(bobbin)에 감고, 안정화 공정을 수행하기 위해 보빈에 감긴 폴리카보실란 섬유를 다시 풀어낸다. 왜냐하면, 공기 중의 산소가 폴리카보실란 섬유 필라멘트의 표면에서 균일하게 반응하게 하기 위함이다.
그런데, 용융 방사를 통해 공급되는 폴리카보실란 섬유는 약해서 손상되기 쉽다. 따라서 폴리카보실란 섬유를 보빈에 감고 다시 되푸는 과정에서, 장력에 의해 폴리카보실란 섬유 필라멘트가 손상을 받게 되거나 단선되기도 한다. 또한, 폴리카보실란 섬유를 보빈에 감고 푸는 과정은 탄화규소 섬유의 제조 시간을 증가시킬 뿐만 아니라 공정제어를 어렵게 하고, 최종적으로 탄화규소 섬유의 품질 저하로 이어질 수 있다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명의 목적은 폴리카보실란 섬유 토우를 보빈에 감고 푸는 과정이 없이 원심력을 이용하여 폴리카보실란 섬유 토우를 권취함으로써 장력에 의해 폴리카보실란 섬유가 손상되거나 단선되는 것을 방지할 수 있는 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치는 폴리카보실란(polycarbosilane)을 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 방사 노즐부, 상기 방사 노즐부의 하부에 위치하며 상기 방사 노즐부에서 형성된 상기 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 한 개의 폴리카보실란 섬유 토우(polycarbosilane fiber tow)로 집속하는 집속 가이드부, 상기 집속 가이드부를 통해 집속된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 설정된 속도로 당겨주는 섬유 가이드부, 및 권취 드럼의 회전에 의해 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼의 내벽면에 일시적으로 권취한 후에 낙하하여 일정한 패턴으로 놓이게 하는 섬유 권취부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 상기 섬유 권취부는, 상기 섬유 가이드로부터 전송된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 권취 가이드, 상하부가 개방된 원통 형상으로 회전에 의해 상기 권취 가이드로부터 원통 내부로 안내된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 내벽면에 일시적으로 권취시키고 권취된 상기 폴리카보실란 섬유를 개방된 하부로 낙하하는 권취 드럼, 길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동하며 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 폴리카보실란 섬유 토우가 일정한 패턴으로 놓이는 권취 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 상기 권취 드럼은, 권취된 상기 폴리카보실란 섬유 토우가 풀어져 개방된 하부로 나선형을 그리며 낙하할 수 있다.
본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 상기 집속 가이드부는, 내부에 폴리카보실란 섬유 필라멘트가 집속을 위한 집속 가이드를 통과할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치는, 폴리카보실란을 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 복수 개의 방사 노즐부, 상기 복수 개의 방사 노즐부의 하부에 각각 위치하며 상기 복수 개의 방사 노즐부에서 형성된 상기 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 1차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 복수 개의 서브 집속 가이드부, 상기 복수 개의 서브 집속 가이드부의 하부에 위치하며 상기 복수 개의 서브 집속 가이드부에서 집속된 1차 폴리카보실란 섬유 토우를 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 집속 가이드부, 상기 집속 가이드부를 통해 집속된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 설정된 속도로 당겨주는 섬유 가이드부, 및 권취 드럼의 회전에 의해 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼의 내벽면에 일시적으로 권취한 후에 낙하하여 일정한 패턴으로 놓이게 하는 섬유 권취부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 상기 섬유 권취부는, 상기 섬유 가이드부로부터 이송된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 권취 가이드, 상하부가 개방된 원통 형상으로 회전에 의해 상기 권취 가이드로부터 원통 내부로 안내된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 내벽면에 일시적으로 권취시키고, 권취된 상기 2차 폴리카보실란 섬유를 개방된 하부로 낙하하는 권취 드럼, 및 길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동하며, 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 일정한 패턴으로 놓이는 권취 플레이트를 포함할 수 있다.
다른 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 상기 권취 드럼은, 권취된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 풀어져 개방된 하부로 일정 패턴의 나선형을 그리며 낙하할 수 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법은, 방사 노즐부에서 폴리카보실란 섬유를 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 제1 단계, 상기 방사 노즐부 하부에 위치하는 집속 가이드부가 상기 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 한 개의 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제2 단계, 상기 폴리카보실란 섬유를 설정된 속도로 당겨주는 제3 단계, 권취 가이드가 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 제4 단계, 상기 권취 드럼의 회전에 의해 상기 권취 가이드로부터 안내된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 당겨 권취 드럼의 내벽면에 일시적으로 권취한 후에 권취 드럼의 하부로 일정 패턴을 그리며 낙하하는 제5 단계, 및 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 놓이는 제6 단계를 포함한다.
본 발명의 폴리카보실란 섬유 방사 방법에서 상기 제5 단계는, 상하부가 개방된 원통 향상으로 형성된 상기 권취 드럼이 회전에 의해 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 당겨 상기 권취 드럼의 내벽면에 권취하는 단계, 및 상기 권취된 폴리카보실란 섬유 토우가 풀어져 상기 권취 드럼의 개방된 하부로 나선형을 그리며 상기 권취 플레이트 위로 낙하하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리카보실란 섬유 방사 방법에서 상기 제6 단계는, 내부가 그물망 형태인 상기 권취 플레이트가 길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동하며, 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 폴리카보실란 섬유 토우가 상기 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 놓일 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법은, 복수 개의 방사 노즐부에서 폴리카보실란 섬유를 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 제1 단계, 상기 복수 개의 방사 노즐부 하부에 위치하는 복수 개의 서브 집속 가이드부가 상기 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 1차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제2 단계, 상기 복수 개의 서브 집속 가이드부 하부에 위치하는 집속 가이드부가 집속된 상기 1차 폴리카보실란 섬유 토우를 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제3 단계, 상기 폴리카보실란 섬유를 설정된 속도로 당겨주는 제4 단계, 권취 가이드가 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 제5 단계, 상기 권취 드럼의 회전에 의해 상기 권취 가이드로부터 안내된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 당겨 권취 드럼의 내벽면에 일시적으로 권취한 후에 권취 드럼의 하부로 일정 패턴을 그리며 낙하하는 제6 단계, 및 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 놓이는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 본 발명의 폴리카보실란 섬유 방사 방법에서 상기 제6 단계는, 상하부가 개방된 원통 향상으로 형성된 상기 권취 드럼이 회전에 의해 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 당겨 상기 권취 드럼의 내벽면에 권취하는 단계, 및 권취된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 풀어져 상기 권취 드럼의 개방된 하부로 나선형을 그리며 상기 권취 플레이트 위로 낙하하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 본 발명의 폴리카보실란 섬유 방사 방법에서 상기 제7 단계는, 내부가 그물망 형태인 상기 권취 플레이트가 길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동하며, 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 상기 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 놓일 수 있다.
본 발명은 집속된 폴리카보실란 섬유 토우가 회전하는 권취 드럼의 내부로 낙하하여 회전에 의해 원형으로 일시적으로 권취된 후 개방된 하부로 나선형으로 낙하하여 이동하는 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 적층된다. 이로 인해, 집속된 폴리카보실란 섬유 토우를 보빈에 감고 푸는 과정이 없기 때문에, 이 과정에서 장력에 의해 폴리카보실란 섬유가 손상되거나 단선되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 폴리카보실란 섬유 토우를 보빈에 감고 다시 푸는 과정이 없어, 탄화규소 섬유의 제조 공정을 간단히 하고 제조 시간을 단축할 수 있다. 또한, 폴리카보실란 섬유 토우를 연속적으로 적층할 수 있으므로 길이가 긴 섬유를 제조할 수 있다. 따라서, 최종적으로 탄화규소 섬유의 품질과 경제성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 집속된 폴리카보실란 섬유 토우가 내부가 그물망 형태인 판 형상의 권취 플레이트에 적층되어 폴리카보실란 섬유 토우가 한정된 공간에 권취되지 않아 공간 활용성이 좋으며, 적층된 폴리카보실란 섬유 토우 사이의 공간이 넓어 공기의 흐름이 양호하다. 따라서, 권취 플레이트에 적층된 상태로 안정화, 열처리 공정이 진행될 때, 균일한 안정화가 가능하고 섬유의 융착이 방지된다. 또한, 물성이 향상되고, 수율이 상승하며, 품질 안정화를 달성할 수 있다.
본 발명은 복수 개의 방사 노즐부를 구비하여, 폴리카보실란 섬유 필라멘트의 방사를 분산하여 수행할 수 있다. 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 하나의 방사 노즐부로 방사하는 것보다 복수 개로 나누어 방사하는 것이 공정 시간을 줄이고 작업을 수월하게 한다. 이로 인해, 용융 방사 공정을 균일하고 장기적으로 운용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 상기 도 1에 도시된 집속 가이드부의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 3은 상기 도 1에 도시된 섬유 권취부를 나타낸 도면이다.
도 4는 권취 플레이트에 쌓인 폴리카보실란 섬유 토우를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 상기 도 1에 도시된 집속 가이드부의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 3은 상기 도 1에 도시된 섬유 권취부를 나타낸 도면이다.
도 4는 권취 플레이트에 쌓인 폴리카보실란 섬유 토우를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치는, 방사 노즐부(10), 집속 가이드부(30), 섬유 가이드부(40), 섬유 권취부(50B)로 구성된다.
방사 노즐부(10)는 합성된 폴리카보실란(Polycarbosilane, PCS)를 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 형성한다.
상기 방사 노즐부(10)는 용융된 폴리카보실란가 방사되는 복수 개의 방사구를 구비한다. 일예로 상기 방사 노즐부(10)가 500개의 방사구를 구비하는 경우, 방사구를 통해 500개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 형성된다.
본 명세서에서 일예로 상기 방사 노즐부(10)의 방사구를 500개로 설명하였으나, 방사구의 개수는 이에 한정되는 것은 아니며 방사구의 개수는 얼마든지 줄이거나 늘릴 수 있다.
이렇게 방사 노즐부(10)에서 용융 방사하여 형성된 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)는 결합이 약해 약간의 하중을 가해도 절단되거나 손상되기 쉽다.
집속 가이드부(30)는 상기 방사 노즐부(10)의 하부에 위치되며, 상기 방사 노즐부(10)에서 형성된 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 안내하여 한 개의 폴리카보실란 섬유 토우(P)로 집속한다.
집속 가이드부(30)는 내부에 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 통과하여 집속되는 원기둥 형상의 통로를 포함한다. 원기둥 형상의 통로로 방사 노즐부(10)에서 형성된 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 통과하여 하나로 모아진다.
집속 가이드부(30)의 통로의 내벽면은 세라믹 연마, 메탈 코팅, 엠보싱 중 어느 하나로 처리될 수 있다. 이로 인해, 마찰력을 줄여 집속 가이드를 통과하는 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)의 손상을 방지할 수 있다.
이 때, 상기 집속 가이드부(30)는 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 하나로 모아주고 당기면서 동시에, 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)에 집속제 또는 유제를 도포시킬 수 있다. 이로 인해, 서로 이격된 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 모아져 한 개의 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 될 수 있다.
도 2는 제1 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 집속 가이드부의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 집속 가이드부(30A)는 내부에 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 통과하여 집속되는 원뿔 형상의 통로로 이루어진 집속 가이드를 포함할 수 있다. 이렇게 집속 가이드부(30A)의 내부 통로가 원뿔 형상으로 형성될 경우, 퍼져있는 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 더 잘 모아질 수 있다.
섬유 가이드부(40)는 집속 가이드부(30)의 하부에 위치된다. 섬유 가이드부(40)는 집속된 폴리카보실란 섬유 토우(P)를 설정된 속도로 당겨주며, 폴리카보실란 섬유 토우(P)를 전송한다.
섬유 가이드부(40)는 복수 개의 롤러로 구성된다. 폴리카보실란 섬유 토우(P)는 롤러의 표면에 일부 접촉되어 안내될 뿐 보빈에 감기듯이 롤러의 표면에 완전히 감기지는 않는다. 폴리카보실란 섬유 토우(P)는 롤러에 의해 설정된 속도로 이동하도록 안내된다. 이때, 롤러 표면의 일부 접촉으로 마찰력은 존재할 수 있지만, 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 롤러에 감기지는 않으므로 폴리카보실란 섬유 토우(P)에 장력이 크게 작용하지는 않는다.
섬유 권취부(50B)는 섬유 가이드부(40)의 하부에 위치된다. 섬유 권취부(50B)는 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 낙하하여 일정한 패턴으로 놓인다.
도 3은 본 발명에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 섬유 권취부를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 섬유 권취부(50B)는 권취 가이드(51), 권취 드럼(52), 권취 플레이트(53)로 구성된다.
권취 가이드(51)는 섬유 가이드부(40)로부터 전송된 폴리카보실란 섬유 토우(P)를 안내한다. 권취 가이드(51)는 상술한 집속 가이드부(30)와 동일한 형상으로 형성된다. 권취 가이드(51)는 폴리카보실란 섬유 토우(P)에 유제를 도포시킬 수 있다.
권취 드럼(52)은 속이 비고 상하부가 개방된 원통 형상으로 형성된다. 권취 드럼(52)의 내부로 권취 가이드(51)에서 안내된 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 자유 낙하한다. 권취 드럼(53)를 회전시키는 구동부(미도시)는 모터, 볼 베어링 등 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있다.
권취 드럼(52)은 회전하고 있으므로, 권취 가이드(51)로부터 안내된 폴리카보실란 섬유 토우(P)는 권취 드럼의 회전에 의해 내벽면에 일시적으로 권취된다. 권취 드럼(52)의 하부는 개방되어 있으므로, 권취된 폴리카보실란 섬유 토우(P)의 말단부가 풀어져 개방된 하부를 통해 일정한 패턴, 즉 나선형을 그리며 자유 낙하한다.
권취 플레이트(53)는 길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동한다. 권취 플레이트(53)는 길이가 긴 사각 판 형상이며, 내부가 그물망 형태로 형성된다. 권취 플레이트(53)의 테두리는 스테인리스 스틸로 이루어진다.
상기 권취 플레이트(53)를 전진 또는 후진 시키는 구동부(미도시)는 모터, 볼스크류, 엘엠가이드, 공압실린더 등을 사용하여 다양하게 구성될 수 있다.
이동하는 권취 플레이트(53) 위에는 상기 권취 드럼(52)로부터 낙하된 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 나선형을 그리며 놓인다.
도 4는 권취 플레이트에 쌓인 폴리카보실란 섬유 토우를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 폴리카보실란 섬유 토우(P)는 권취 플레이트(53) 위에 적층된 후, 적층된 상태로 안정화 공정이 진행된다.
이와 같이 적층되는 경우, 폴리카보실란 섬유 토우(P) 사이의 공간이 넓어 공기의 흐름이 양호하다. 따라서, 균일한 안정화가 가능하고 섬유의 융착이 방지된다.
또한, 집속된 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 종래기술에서와 같이 보빈에 감겨 장력으로 당겨지지 않기 때문에, 장력에 의해 폴리카보실란 섬유가 손상되거나 단선되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 폴리카보실란 섬유 토우(P)를 보빈에 감고 푸는 과정이 없어, 탄화규소(SiC) 섬유의 제조 공정을 간단히 하고 제조 시간을 단축할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치는, 복수 개의 방사 노즐부(110), 서브 집속 가이드부(20), 집속 가이드부(30), 섬유 가이드부(40), 섬유 권취부(50B)로 구성된다.
제2 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치의 섬유 가이드부(40), 섬유 권취부(50B)는, 상기 제1 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치의 섬유 가이드부(40), 섬유 권취부(50B)와 구성이 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
제2 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 방사 노즐부(110)는 상기 제1 실시예와 달리 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 하나의 방사 노즐부(10)에 의해 한꺼번에 방사되어 형성되지 않고, 복수 개의 방사 노즐부(110)에 의해 분산 방사되어 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 복수 개로 나뉘어 형성된다.
방사 노즐부(110)는 복수 개가 구비되며, 합성된 폴리카보실란을 나누어 용융 방사하여 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F) 복수 개를 형성한다.
제2 실시예에서 두 개의 방사 노즐부(110)는 250개의 방사구를 구비하고, 각 방사구를 통해 250개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 각각 형성되어 총 500개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 형성한다.
복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 하나의 방사 노즐부(10)로 방사하는 것보다 복수 개로 나누어 방사하는 것이 공정 시간을 줄이고 작업을 수월하게 한다.
제2 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 방사 노즐부(110)와 서브 집속 가이드부(20)는 복수 개로 구비되어, 각각의 방사 노즐부(110)에 대응하여 방사 노즐부(110)의 하부에 각각 위치된다. 각각의 서브 집속 가이드부(20)는 각각의 방사 노즐부(110)에서 형성된 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 모아서 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1)를 복수 개로 각각 집속한다.
제2 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에서 집속 가이드부(30)는 서브 집속 가이드부(20)의 하부에 위치된다. 집속 가이드부(30)는 각각의 서브 집속 가이드부(20)에서 집속된 각각의 복수 개의 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1)를 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우(P2)로 집속한다.
본 명세서에서 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1)와 2차 폴리카보실란 섬유 토우(P2)는 각각 서브 집속 가이드부(20)와 집속 가이드부(30)에서 형성되는 폴리카보실란 섬유 토우를 구분하기 위한 것으로, 상기 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1)는 상기 서브 집속 가이드부(20)를 통해 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 집속하여 형성된 폴리카보실란 섬유 토우를 의미하며, 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우(P2)는 상기 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1)가 집속 가이드부(30)에서 집속하여 형성된 폴리카보실란 섬유 토우를 의미한다.
이하 제3 실시예에 따른 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 자세히 설명하며, 제3 실시예에 따른 폴리카보실란 섬유 방사 방법은 상기 제1 실시예의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에 대한 도 1 내지 도 4를 기본적으로 참조한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6시에 도시된 바와 같이 폴리카보실란 섬유 방사 방법은, 폴리카보실란을 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 제1 단계(S11), 상기 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 한 개의 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제2 단계(S12), 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 설정된 속도로 당겨주는 제3 단계(S13), 권취 가이드가 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 제4 단계(S14), 권취 드럼의 회전에 의해 폴리카보실란 섬유 토우를 권취시키고, 권취된 폴리카보실란 섬유를 낙하하는 제5 단계(S15), 권취 드럼으로부터 낙하된 폴리카보실란 섬유 토우가 권취 플레이트 위에 일정 패턴으로 놓이는 제6 단계(S16)를 포함한다.
폴리카보실란 섬유 방사 방법에서 제1 단계(S11)는 합성된 폴리카보실란을 용융 챔버에서 가열 용융하고, 용융된 폴리카보실란은 교반을 통하여 균일하게 용해된 후 탈포 처리 과정을 거처 방사 노즐부(10)룰 통해 방사하는 단계이다.
구체적으로 상기 제1 단계(S11)은 폴리카보실란의 전구체 물질인 폴리다이메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)울 열분해 재배열을 통하여 전환시켜 폴리카보실란을 합성한다.
그 다음 상기 합성된 폴리카보실란은 가열 용융하고, 용융된 폴리카보실란은 교반을 통하여 균일하게 용해된 후 탈포 처리 과정을 거친 후 방사 노즐부를 통해 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)로 방사한다.
본 제3 실시예에서는 500개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)가 형성된다.
제2 단계(S12)는 상기 제1 단계(S11)를 통해 방사된 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 설정된 지름의 통로를 구비한 집속 가이드부(30)로 안내하여 집속 가이드부(30)를 통과시키면서 모아서 한 개의 폴리카보실란 섬유 토우(P)로 집속한다.
이때, 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 하나로 모아주고 당기면서 동시에, 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)에 집속제 또는 유제를 도포시킬 수 있다.
제3 단계(S13)는 상기 제2 단계(S12)를 통해 집속된 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 복수 개의 롤러로 구성된 섬유 가이드부(40)에 의해 설정된 속도로 당겨져 전송된다.
폴리카보실란 섬유 토우(P)가 전송될 때, 폴리카보실란 섬유 토우(P)는 롤러의 표면에 일부 접촉되어 안내될 뿐 보빈에 감기듯이 롤러의 표면에 완전히 감기지는 않는다. 폴리카보실란 섬유 토우(P)는 롤러에 의해 설정된 속도로 이동하도록 안내된다. 이때, 롤러 표면의 일부 접촉으로 마찰력은 존재할 수 있지만, 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 롤러에 감기지는 않으므로 폴리카보실란 섬유 토우(P)에 장력이 크게 작용하지는 않는다.
제4 단계(S14)는 권취 가이드(51)가 상기 섬유 가이드부(40)로부터 전송된 폴리카보실란 섬유 토우를 안내한다.
상기 권취 가이드(51)는 폴리카보실란 섬유 토우(P)를 안내할 때 폴리카보실란 섬유 토우(P)에 유제를 도포시킬 수 있다.
제5 단계(S15)는 폴리카보실란 섬유 토우(P)는 상하부가 개방된 원통 형상의 권취 드럼(52) 내부로 낙하된다. 권취 드럼(52)은 회전하고 있으므로, 회전에 의한 원심력에 의해 폴리카보실란 섬유 토우(P)는 권취 드럼(52)의 내벽면에 일시적으로 권취된다.
상기 권취 드럼(52)의 하부는 개방되어 있으므로, 권취된 폴리카보실란 섬유 토우(P)의 말단부가 풀어져 개방된 하부를 통해 일정한 패턴, 즉 나선형을 그리며 다시 자유 낙하한다.
제6 단계(S16)는 내부가 그물망 형태인 권취 플레이트(53)가 길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동한다. 그러면, 권취 드럼(52)으로부터 낙하된 폴리카보실란 섬유 토우가 권취 플레이트(53) 위에 일정한 패턴으로 놓이게 된다.
즉, 회전하는 권취 드럼(52)의 개방된 하부로 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 낙하할 때 권취 드럼(52)의 형상에 의해 나선형으로 낙하된다. 이때, 판 형상의 권취 플레이트(53)를 길이 방향으로 조금씩 일정 속도로 이동시키면, 낙하된 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 권취 플레이트(53) 위에 나선형의 일정한 패턴을 그리며 놓이게 된다. 권취 플레이트(53)가 전진 또는 후진 이동하면, 폴리카보실란 섬유 토우(P)가 연속적으로 권취 플레이트(53) 위에 적층될 수 있다.
이하 제4 실시예에 따른 본 발명의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 자세히 설명하며, 제4 실시예에 따른 폴리카보실란 섬유 방사 방법은 상기 제2 실시예의 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치에 대한 도 5를 기본적으로 참조한다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 폴리카보실란 섬유 방사 방법은, 폴리카보실란을 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 복수 개 형성하는 제1 단계(S21), 복수 개 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 1차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제2 단계(S22), 집속된 1차 폴리카보실란 섬유 토우를 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제3 단계(S23), 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 설정된 속도로 당겨주는 제4 단계(S24), 권취 가이드가 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 제5 단계(S25), 권취 드럼의 회전에 의해 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취시키고, 권취된 2차 폴리카보실란 섬유를 낙하하는 제6 단계(S26), 권취 드럼으로부터 낙하된 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 권취 플레이트 위에 일정 패턴으로 놓이는 제7 단계(S27)를 포함한다.
여기서 제4단계(S24), 제5단계(S25), 제6단계(S26) 및 제7 단계(S27)는 상기 제3 실시예에 따른 폴리카보실란 섬유 방사 방법에서 제3단계(S13), 제4단계(S14), 제5단계(S15) 및 제6 단계(S16)과 각각 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
제1 단계(S21)는 폴리카보실란의 전구체 물질인 폴리다이메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)울 열분해 재배열을 통하여 전환시켜 폴리카보실란을 합성한다.
그 다음 상기 합성된 폴리카보실란은 가열 용융하고, 용융된 폴리카보실란은 교반을 통하여 균일하게 용해된 후 탈포 처리 과정을 거치고 복수 개의 방사 노즐부(110)를 통해 합성된 폴리카보실란을 나누어 방사하여 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F) 복수 개를 형성한다.
본 제4 실시예에서는 250개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F) 두 개가 형성된다.
제2 단계(S22)는 상기 제1 단계(S21)를 통해 복수 개로 방사된 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)는 서로 붙지 않도록 서로 이격되어 방사된다. 이렇게 방사된 각각의 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 설정된 지름의 통로를 구비한 각각의 복수 개의 서브 집속 가이드부(20)를 통과시키면서 모아서 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1)로 각각 집속한다.
본 제4 실시예에서는 250개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F) 묶음 두 개가 서브 집속 가이드부(20)를 통과시키면서 모아서 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1) 두 개를 형성한다.
이 때, 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)를 하나로 모아주고 당기면서 동시에, 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트(F)에 집속제 또는 유제를 도포시킬 수 있다.
제3 단계(S23)는 상기 제2 단계(S22)를 통해 집속된 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1) 두 개를 설정된 지름의 통로를 구비한 집속 가이드부(30)를 통과시키면서 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우(P2)로 집속한다.
본 제4 실시예에서는 상기 제2 단계(S22)를 통해 집속된 두 개의 1차 폴리카보실란 섬유 토우(P1)를 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우(P2)를 형성한다.
앞서 실시예를 통해 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법은 집속된 폴리카보실란 섬유 토우가 회전하는 권취 드럼의 내부로 낙하하여 회전에 의한 원심력에 의해 원형으로 일시적으로 권취된 후 개방된 하부로 나선형으로 낙하하여 이동하는 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 적층된다. 이로 인해, 집속된 폴리카보실란 섬유 토우를 보빈에 감고 푸는 과정이 없기 때문에, 이 과정에서 장력에 의해 폴리카보실란 섬유가 손상되거나 단선되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 폴리카보실란 섬유 토우를 보빈에 감고 푸는 과정이 없어, 탄화규소 섬유의 제조 공정을 간단히 하고 제조 시간을 단축할 수 있다. 또한, 폴리카보실란 섬유 토우를 연속적으로 적층할 수 있으므로, 길이가 긴 섬유를 제조할 수 있다. 따라서, 최종적으로 폴리카보실란 섬유를 통해 제조되는 탄화규소 섬유의 품질과 경제성을 향상시킬 수 있다.
앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
10, 110: 방사 노즐부 20: 서브 집속 가이드부
30, 30A: 집속 가이드부 40: 섬유 가이드부
50B: 섬유 권취부 51: 권취 가이드
52: 권취 드럼 53: 권취 플레이트
F: 폴리카보실란 섬유 필라멘트 P: 폴리카보실란 섬유 토우
P1: 1차 폴리카보실란 섬유 토우 P2: 2차 폴리카보실란 섬유 토우
30, 30A: 집속 가이드부 40: 섬유 가이드부
50B: 섬유 권취부 51: 권취 가이드
52: 권취 드럼 53: 권취 플레이트
F: 폴리카보실란 섬유 필라멘트 P: 폴리카보실란 섬유 토우
P1: 1차 폴리카보실란 섬유 토우 P2: 2차 폴리카보실란 섬유 토우
Claims (13)
- 폴리카보실란을 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 방사 노즐부;
상기 방사 노즐부의 하부에 위치하며, 상기 방사 노즐부에서 형성된 상기 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 한 개의 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 집속 가이드부;
상기 집속 가이드부를 통해 집속된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 설정된 속도로 당겨주는 섬유 가이드부; 및
권취 드럼의 회전에 의해 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼의 내벽면에 일시적으로 권취한 후에 낙하하여 일정한 패턴으로 놓이게 하는 섬유 권취부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치. - 제1항에 있어서,
상기 섬유 권취부는,
상기 섬유 가이드로부터 전송된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 권취 가이드;
상하부가 개방된 원통 형상으로 회전에 의해 상기 권취 가이드로부터 원통 내부로 안내된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 내벽면에 일시적으로 권취시키고, 권취된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 개방된 하부로 낙하하는 권취 드럼; 및
길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동하며, 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 폴리카보실란 섬유 토우가 일정한 패턴으로 놓이는 권취 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치. - 제2항에 있어서,
상기 권취 드럼은, 권취된 상기 폴리카보실란 섬유 토우가 풀어져 개방된 하부로 나선형을 그리며 낙하하는 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치. - 제1항에 있어서,
상기 집속 가이드부는, 내부에 폴리카보실란 섬유 필라멘트가 집속을 위한 집속 가이드를 통과하는 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치. - 폴리카보실란을 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 복수 개의 방사 노즐부;
상기 복수 개의 방사 노즐부의 하부에 각각 위치하며, 상기 복수 개의 방사 노즐부에서 형성된 상기 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 1차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 복수 개의 서브 집속 가이드부;
상기 복수 개의 서브 집속 가이드부의 하부에 위치하며, 상기 복수 개의 서브 집속 가이드부에서 집속된 1차 폴리카보실란 섬유 토우를 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 집속 가이드부;
상기 집속 가이드부를 통해 집속된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 설정된 속도로 당겨주는 섬유 가이드부; 및
권취 드럼의 회전에 의해 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼의 내벽면에 일시적으로 권취한 후에 낙하하여 일정한 패턴으로 놓이게 하는 섬유 권취부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치. - 제5항에 있어서,
상기 섬유 권취부는,
상기 섬유 가이드부로부터 이송된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 권취 가이드;
상하부가 개방된 원통 형상으로 회전에 의해 상기 권취 가이드로부터 원통 내부로 안내된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 내벽면에 일시적으로 권취시키고, 권취된 상기 2차 폴리카보실란 섬유를 개방된 하부로 낙하하는 권취 드럼; 및
길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동하며, 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 일정한 패턴으로 놓이는 권취 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치. - 제6항에 있어서,
상기 권취 드럼은, 권취된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 풀어져 개방된 하부로 일정 패턴의 나선형을 그리며 낙하하는 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치. - 방사 노즐부에서 폴리카보실란 섬유를 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 제1 단계;
상기 방사 노즐부 하부에 위치하는 집속 가이드부가 상기 복수 개의 1차 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제2 단계;
상기 2차 폴리카보실란 섬유를 설정된 속도로 당겨주는 제3 단계;
권취 가이드가 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 제4 단계;
상기 권취 드럼의 회전에 의해 상기 권취 가이드로부터 안내된 상기 폴리카보실란 섬유 토우를 당겨 권취 드럼의 내벽면에 일시적으로 권취한 후에 권취 드럼의 하부로 일정 패턴을 그리며 낙하하는 제5 단계; 및
상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 놓이는 제6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보실란 섬유 방사 방법. - 제8항에 있어서,
상기 제5 단계는,
상하부가 개방된 원통 향상으로 형성된 상기 권취 드럼이 회전에 의해 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 당겨 상기 권취 드럼의 내벽면에 권취하는 단계; 및
권취된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 풀어져 상기 권취 드럼의 개방된 하부로 나선형을 그리며 상기 권취 플레이트 위로 낙하하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보실란 섬유 방사 방법. - 제8항에 있어서,
상기 제6 단계는,
내부가 그물망 형태인 상기 권취 플레이트가 길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동하며, 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 상기 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 놓이는 것을 특징으로 하는 폴리카보실란 섬유 방사 방법. - 복수 개의 방사 노즐부에서 폴리카보실란을 용융 방사하여 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 형성하는 제1 단계;
상기 복수 개의 방사 노즐부 하부에 위치하는 복수 개의 서브 집속 가이드부가 상기 복수 개의 폴리카보실란 섬유 필라멘트를 모아서 1차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제2 단계;
상기 복수 개의 서브 집속 가이드부 하부에 위치하는 집속 가이드부가 상기 1차 폴리카보실란 섬유 토우를 모아서 한 개의 2차 폴리카보실란 섬유 토우로 집속하는 제3 단계;
상기 2차 폴리카보실란 섬유를 설정된 속도로 당겨주는 제4 단계;
권취 가이드가 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 드럼으로 안내하는 제5 단계;
상기 권취 드럼의 회전에 의해 상기 권취 가이드로부터 안내된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 당겨 권취 드럼의 내벽면에 일시적으로 권취한 후에 권취 드럼의 하부로 일정 패턴을 그리며 낙하하는 제6 단계; 및
상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 놓이는 제7 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보실란 섬유 방사 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제6 단계는,
상하부가 개방된 원통 향상으로 형성된 상기 권취 드럼이 회전에 의해 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우를 당겨 상기 권취 드럼의 내벽면에 권취하는 단계; 및
권취된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 풀어져 상기 권취 드럼의 개방된 하부로 나선형을 그리며 상기 권취 플레이트 위로 낙하하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보실란 섬유 방사 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제7 단계는,
내부가 그물망 형태인 상기 권취 플레이트가 길이 방향으로 일정 속도로 전진 또는 후진 이동하며, 상기 권취 드럼으로부터 낙하된 상기 2차 폴리카보실란 섬유 토우가 상기 권취 플레이트 위에 일정한 패턴으로 놓이는 것을 특징으로 하는 폴리카보실란 섬유 방사 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210169171A KR102626484B1 (ko) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210169171A KR102626484B1 (ko) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230081271A KR20230081271A (ko) | 2023-06-07 |
| KR102626484B1 true KR102626484B1 (ko) | 2024-01-18 |
Family
ID=86761669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210169171A KR102626484B1 (ko) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102626484B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101377430B1 (ko) | 2012-04-12 | 2014-04-01 | 한국세라믹기술원 | 탄화규소 섬유 제조장비 및 탄화규소 섬유 제조방법 |
| KR102229117B1 (ko) | 2019-11-29 | 2021-03-17 | 한국세라믹기술원 | 컬 구조의 SiC 세섬유, 그 제조방법, 이를 이용한 복합 섬유 및 그 제조방법 |
| KR102345124B1 (ko) | 2021-04-07 | 2021-12-31 | 권일철 | 마스크용 밴드 편직장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100471536B1 (ko) * | 1998-06-25 | 2005-08-09 | 주식회사 효성 | 폴리에스터 이수축혼섬사의 제조방법 |
| KR101848383B1 (ko) * | 2016-07-08 | 2018-04-13 | 한국세라믹기술원 | Pcs 섬유 집속 디바이스 및 집속 방법 |
| KR102556666B1 (ko) * | 2021-08-12 | 2023-07-18 | (주) 데크카본 | 중력을 이용한 pcs 섬유 방사 장치 및 방법 |
-
2021
- 2021-11-30 KR KR1020210169171A patent/KR102626484B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101377430B1 (ko) | 2012-04-12 | 2014-04-01 | 한국세라믹기술원 | 탄화규소 섬유 제조장비 및 탄화규소 섬유 제조방법 |
| KR102229117B1 (ko) | 2019-11-29 | 2021-03-17 | 한국세라믹기술원 | 컬 구조의 SiC 세섬유, 그 제조방법, 이를 이용한 복합 섬유 및 그 제조방법 |
| KR102345124B1 (ko) | 2021-04-07 | 2021-12-31 | 권일철 | 마스크용 밴드 편직장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230081271A (ko) | 2023-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102556666B1 (ko) | 중력을 이용한 pcs 섬유 방사 장치 및 방법 | |
| WO2005059213A1 (ja) | ピッチ系炭素繊維スライバー及び紡績糸の製造方法 | |
| KR102626484B1 (ko) | 원심력을 이용한 폴리카보실란 섬유 방사 장치 및 이를 통한 폴리카보실란 섬유 방사 방법 | |
| KR900004918B1 (ko) | 탄소섬유의 촛프트 스트랜드 제조방법 | |
| JP2000345435A (ja) | ピッチ繊維束およびピッチ系炭素繊維束ならびにその製造方法 | |
| JPS6052621A (ja) | 炭素繊維の製造における改良 | |
| CN112805436B (zh) | 具有改善的弯曲疲劳性能的hmpe纤维 | |
| KR102697896B1 (ko) | 고강도 및 소구경 pcs 섬유 제조 방법 및 장치 | |
| JPH038808A (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPH01150678A (ja) | 脆弱繊維束の解舒合糸装置 | |
| KR102642065B1 (ko) | 연속 탄화규소 섬유 제조방법 | |
| JPH0333221A (ja) | 炭素繊維の製造方法 | |
| CN1018190B (zh) | 纺丝设备 | |
| JPH0674528B2 (ja) | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 | |
| JPS62133123A (ja) | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 | |
| JPH026619A (ja) | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 | |
| JPS5930917A (ja) | ピツチからトウ状炭素繊維を製造する方法 | |
| JPH05171519A (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPS59150115A (ja) | 炭素繊維の製造方法 | |
| JPH0291223A (ja) | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 | |
| JPH0491229A (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPH05247730A (ja) | 開繊性に優れた高強度、高弾性率ピッチ系炭素繊維及びその製造方法 | |
| JPH0491228A (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPH05171518A (ja) | ピッチ系炭素繊維 | |
| JPH0617319A (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |