KR20230088961A - Cable shielding method using graphite carbon fiber - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구리, 강, 알루미늄 대신에, 가벼운 흑연탄소섬유를 차폐재로 사용함으로써, 차폐케이블의 무게를 줄일 수 있다. 또한, 흑연탄소섬유의 우수한 전도성으로 인해, 60dB 이상의 우수한 차폐 효과를 가진 차폐케이블을 만들 수 있다. 따라서 산업용 차폐케이블은 물론 자동차용 차폐케이블로도 사용이 가능하다. 또한, 흑연탄소섬유의 얇은 두께로 인해, 유연성이 떨어지지 않는 차폐케이블을 만들 수 있다.According to the present invention, the weight of a shielded cable can be reduced by using lightweight graphite carbon fiber as a shielding material instead of copper, steel, or aluminum. In addition, due to the excellent conductivity of the graphite carbon fiber, a shielded cable having an excellent shielding effect of 60 dB or more can be made. Therefore, it can be used as an industrial shielded cable as well as a shielded cable for automobiles. In addition, due to the thin thickness of the graphite carbon fiber, a shielded cable that does not deteriorate in flexibility can be made.
Description
본 발명은 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cable shielding method using graphite carbon fiber.
차폐란, 차폐케이블의 신호선을 알루미늄(구리)으로 감싸, 외부에서 유입되는 노이즈와 내부 발생 노이즈를 억제하여, 데이터를 빠르고 안정적으로 내보내기 위한 방법이다.Shielding is a method for quickly and reliably exporting data by wrapping the signal line of a shielded cable with aluminum (copper) to suppress external noise and internally generated noise.
차폐는, 주로 편조 차폐(Braided Shield), 스파이럴 차폐(Spiral Shield), 알루미늄 랩(테이프) 차폐(Aluminum Shield) 3가지 방식으로 이루어진다.Shielding is mainly performed in three ways: braided shield, spiral shield, and aluminum wrap (tape) shield.
편조 차폐(Braided Shield)는 구리나 강선을 그물망 형태로 촘촘하게 엮어 차폐하는 방식이다.Braided shield is a method of shielding by tightly weaving copper or steel wire in the form of a net.
스파이럴 차폐(Spiral Shield)는 편조 차폐와 비슷하지만, 격자가 아닌 한쪽 방향으로 다수의 얇은 구리를 가로 감아 차폐하는 방식이다.Spiral shield is similar to braided shielding, but it is a method of shielding by winding a number of thin copper horizontally in one direction rather than a lattice.
알루미늄 랩(테이프) 차폐(Aluminum Shield)는 신호선 주위에 알루미늄 테이프를 감아 차폐하는 방식이다.Aluminum wrap (tape) shielding is a method of shielding by wrapping aluminum tape around the signal line.
이러한 금속재를 사용하는 차폐는, 차폐효과는 우수하나, 차폐케이블의 무게를 증가시키고, 차폐케이블의 유연성을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.Shielding using such a metal material has an excellent shielding effect, but increases the weight of the shielded cable and acts as a factor in reducing the flexibility of the shielded cable.
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a cable shielding method using graphite carbon fiber that can solve the above problems.
상기 목적을 달성하기 위한 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법은,Cable shielding method using graphite carbon fiber for achieving the above object,
탄소섬유와 탄소전구체 폴리머 용액을 준비하는 제1단계;A first step of preparing a carbon fiber and carbon precursor polymer solution;
상기 탄소섬유를 상기 탄소전구체 폴리머 용액이 담겨진 함침조 안으로 넣어서, 상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 묻힌 다음, 상기 함침조 밖으로 빼내는 제2단계;a second step of putting the carbon fibers into an impregnation tank containing the carbon precursor polymer solution, covering the outer circumferential surface of the carbon fibers with the carbon precursor polymer solution, and then taking them out of the impregnation tank;
상기 탄소섬유에 묻은 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 건조하여 증발시키고, 탄소전구체 폴리머만을 상기 탄소섬유의 외주면에 남기는 제3단계; a third step of drying and evaporating the carbon precursor polymer solution deposited on the carbon fibers and leaving only the carbon precursor polymers on the outer circumferential surface of the carbon fibers;
상기 탄소전구체 폴리머로 코팅된 상기 탄소섬유를 가열하여, 상기 탄소전구체 폴리머를 탄화하고 흑연화시켜 흑연탄소섬유를 만드는 제4단계; 및a fourth step of heating the carbon fibers coated with the carbon precursor polymer to carbonize and graphitize the carbon precursor polymer to form graphite carbon fibers; and
상기 흑연탄소섬유를 차폐케이블의 신호선에 편조하여 만든 차폐재로 차폐하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.and a fifth step of shielding the graphite carbon fiber with a shielding material made by braiding the signal line of the shielding cable.
또한, 상기 목적은,In addition, the above purpose,
탄소섬유와 탄소전구체 폴리머 용액을 준비하는 제1단계;A first step of preparing a carbon fiber and carbon precursor polymer solution;
상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 스프레이로 분사하여, 상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 부착시키는 제2단계; a second step of attaching the carbon precursor polymer solution to the outer circumferential surface of the carbon fiber by spraying the carbon precursor polymer solution onto the outer circumferential surface of the carbon fiber;
상기 탄소섬유에 묻은 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 건조하여 증발시키고, 탄소전구체 폴리머만을 상기 탄소섬유의 외주면에 남기는 제3단계;a third step of drying and evaporating the carbon precursor polymer solution deposited on the carbon fibers and leaving only the carbon precursor polymers on the outer circumferential surface of the carbon fibers;
상기 탄소전구체 폴리머로 코팅된 상기 탄소섬유를 가열하여, 상기 탄소전구체 폴리머를 탄화하고 흑연화시켜 흑연탄소섬유를 만드는 제4단계; 및a fourth step of heating the carbon fibers coated with the carbon precursor polymer to carbonize and graphitize the carbon precursor polymer to form graphite carbon fibers; and
상기 흑연탄소섬유를 차폐케이블의 신호선에 편조하여 만든 차폐재로 차폐하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법에 의해 달성된다.It is achieved by a cable shielding method using graphite carbon fibers comprising a fifth step of shielding the graphite carbon fibers with a shielding material made by braiding the signal lines of the shield cable.
본 발명은 구리, 강, 알루미늄 대신에, 가벼운 흑연탄소섬유를 차폐재로 사용함으로써, 차폐케이블의 무게를 줄일 수 있다. 또한, 흑연탄소섬유의 우수한 전도성으로 인해, 60dB 이상의 우수한 차폐 효과를 가진 차폐케이블을 만들 수 있다. 따라서 산업용 차폐케이블은 물론 자동차용 차폐케이블로도 사용이 가능하다. 또한, 흑연탄소섬유의 얇은 두께로 인해, 유연성이 떨어지지 않는 차폐케이블을 만들 수 있다.According to the present invention, the weight of a shielded cable can be reduced by using lightweight graphite carbon fiber as a shielding material instead of copper, steel, or aluminum. In addition, due to the excellent conductivity of the graphite carbon fiber, a shielded cable having an excellent shielding effect of 60 dB or more can be made. Therefore, it can be used as an industrial shielded cable as well as a shielded cable for automobiles. In addition, due to the thin thickness of the graphite carbon fiber, a shielded cable that does not deteriorate in flexibility can be made.
본 발명은 탄소섬유에 탄소전구체 폴리머를 부착시키고, 탄소전구체 폴리머를 탄화 및 흑연화시켜, 탄소섬유에 흑연층이 형성된 흑연탄소섬유를 만든다. 탄소전구체 폴리머의 흑연화 과정에서 탄소섬유도 흑연화가 진행되어, 전기전도성이 더욱 증가한다.The present invention attaches a carbon precursor polymer to a carbon fiber, and carbonizes and graphitizes the carbon precursor polymer to produce a graphite carbon fiber in which a graphite layer is formed on the carbon fiber. In the process of graphitizing the carbon precursor polymer, the carbon fiber is also graphitized, and the electrical conductivity is further increased.
본 발명은 스프레이가 탄소섬유의 주변을 360°로 돌아가면서 탄소전구체 폴리머 용액을 분사한다. 이로 인해, 탄소섬유의 외주면 전체에 탄소전구체 폴리머 용액이 골고루 균일한 두께로 부착될 수 있어, 흑연탄소섬유 어느 쪽에서도 전자파 차폐성능이 균일하게 나올 수 있다.In the present invention, the carbon precursor polymer solution is sprayed while the spray rotates 360° around the carbon fiber. Due to this, the carbon precursor polymer solution can be evenly attached to the entire outer circumferential surface of the carbon fiber in a uniform thickness, so that electromagnetic wave shielding performance can be obtained uniformly from any side of the graphite carbon fiber.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 흑연탄소섬유를 제조하기 위한 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 흑연탄소섬유의 종 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 흑연탄소섬유로 차폐케이블의 신호선에 편조하여 만든 차폐재로 차폐한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 흑연탄소섬유를 제조하기 위한 장치를 나타낸 도면이다.1 is a flowchart illustrating a cable shielding method using graphite carbon fiber according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an apparatus for producing the graphite carbon fiber shown in FIG. 1;
3 is a longitudinal cross-sectional view of graphite carbon fiber.
FIG. 4 is a view showing a shielded state with a shielding material made by braiding the signal line of the shielded cable with the graphite carbon fiber shown in FIG. 3;
5 is a flowchart illustrating a cable shielding method using graphite carbon fiber according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing an apparatus for producing the graphite carbon fiber shown in FIG. 5;
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법을 자세히 설명한다. 도 2를 기본적으로 참조한다. Hereinafter, a cable shielding method using graphite carbon fiber according to a first embodiment of the present invention will be described in detail. Figure 2 is basically referenced.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법은,As shown in FIG. 1, the cable shielding method using graphite carbon fiber according to the first embodiment of the present invention,
탄소섬유와 탄소전구체 폴리머 용액을 준비하는 제1단계(S11);A first step (S11) of preparing a carbon fiber and carbon precursor polymer solution;
상기 탄소섬유를 상기 탄소전구체 폴리머 용액이 담겨진 함침조 안으로 넣어서, 상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 묻힌 다음, 상기 함침조 밖으로 빼내는 제2단계(S12);a second step (S12) of putting the carbon fibers into the impregnation tank containing the carbon precursor polymer solution, covering the outer circumferential surface of the carbon fibers with the carbon precursor polymer solution, and then taking them out of the impregnation tank;
상기 탄소섬유에 묻은 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 건조하여 증발시키고, 탄소전구체 폴리머만을 상기 탄소섬유의 외주면에 남기는 제3단계(S13); a third step (S13) of drying and evaporating the carbon precursor polymer solution deposited on the carbon fibers and leaving only the carbon precursor polymers on the outer circumferential surface of the carbon fibers;
상기 탄소전구체 폴리머로 코팅된 상기 탄소섬유를 가열하여, 상기 탄소전구체 폴리머를 탄화하고 흑연화시켜 흑연탄소섬유를 만드는 제4단계(S14); 및A fourth step (S14) of heating the carbon fibers coated with the carbon precursor polymer to carbonize and graphitize the carbon precursor polymer to form graphite carbon fibers; and
상기 흑연탄소섬유를 차폐케이블의 신호선에 편조하여 만든 차폐재로 차폐하는 제5단계(S15)로 구성된다.It consists of a fifth step (S15) of shielding with a shielding material made by braiding the graphite carbon fiber to the signal line of the shielding cable.
이하, 제1단계(S11)를 설명한다.Hereinafter, the first step (S11) will be described.
탄소섬유(CF)와 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 준비한다.Prepare carbon fiber (CF) and carbon precursor polymer solution (B).
탄소섬유(CF)Carbon Fiber (CF)
탄소섬유(CF)는 흑연탄소섬유(GF)의 중심이 되는 코어섬유(core fiber)이다.The carbon fiber (CF) is a core fiber that is the center of the graphite carbon fiber (GF).
탄소섬유(CF) 자체도 전자파 차폐 기능을 가지기 위해, 금속코팅 탄소섬유가 사용될 수 있다. 금속코팅 탄소섬유는 탄소섬유(CF)에 코팅된 금속(구리, 은, 금 등)의 종류를 바꿔, 전자파 차폐 성능을 쉽게 조절할 수 있다.In order for the carbon fiber (CF) itself to have an electromagnetic wave shielding function, metal-coated carbon fiber may be used. The metal-coated carbon fiber can easily adjust the electromagnetic wave shielding performance by changing the type of metal (copper, silver, gold, etc.) coated on the carbon fiber (CF).
탄소전구체 폴리머 용액(B)Carbon precursor polymer solution (B)
탄소전구체 폴리머 용액(B)은 탄소섬유(CF)의 외주면에 코팅된다.The carbon precursor polymer solution (B) is coated on the outer circumferential surface of the carbon fiber (CF).
탄소전구체 폴리머 용액(B)은 용매에 탄소전구체 폴리머가 혼합되어 형성된다. The carbon precursor polymer solution (B) is formed by mixing the carbon precursor polymer with a solvent.
용매로는 물, 메틸에틸케톤 등이 사용될 수 있다. Water, methyl ethyl ketone, etc. may be used as the solvent.
탄소전구체 폴리머로는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리옥사디아졸, 폴리벤즈옥사졸, 폴리벤조비스옥사졸, 폴리티아졸, 폴리벤조티아졸, 폴리벤조비스티아졸, 폴리(p-페닐렌 비닐렌), 폴리벤즈이미다졸, 폴리벤조비스이미다졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.Carbon precursor polymers include polyimide, polyamide, polyoxadiazole, polybenzoxazole, polybenzobisoxazole, polythiazole, polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, and poly(p-phenylene vinylene). , polybenzimidazoles, polybenzobisimidazoles, and combinations thereof.
이하, 제2단계(S12)를 설명한다.Hereinafter, the second step (S12) will be described.
탄소섬유(CF)를 탄소전구체 폴리머 용액(B)이 담겨진 함침조(10) 안으로 넣어서, 탄소섬유(CF)의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 묻힌 다음, 함침조 밖으로 빼낸다.Carbon fibers (CF) are put into the
함침조(10)Impregnation Tank(10)
함침조(10)는 상면이 개방되고 내부 공간이 형성된 상자 형태이다.The
함침조(10)의 상부 좌우면에는 탄소섬유(CF)가 진입하는 진입구(11)와 탄소섬유(CF)가 진출하는 진출구(12)가 각각 구비된다.An entry port 11 through which carbon fibers (CF) enter and an
함침조(10)의 상면에는 개방된 상면을 개폐하는 커버(13)가 설치된다.A
함침조(10)의 내부에는 가이드롤러(14)가 구비된다. 가이드롤러(14)는 탄소섬유(CF)를 탄소전구체 폴리머 용액(B) 속으로 또는 탄소전구체 폴리머 용액(B) 밖으로 안내한다.A
함침조(10)의 내부에는 압축롤러(15)가 구비된다. 압축롤러(15)는 탄소전구체 폴리머 용액(B)이 묻은 탄소섬유(CF)를 압착한다. 이로 인해, 탄소섬유(CF)가 함침조(10)를 통과하는 동안, 탄소섬유(CF)의 외주면 뿐만 아니라, 탄소섬유(CF)를 구성하는 필라멘트 사이사이에 탄소전구체 폴리머 용액(B)이 침투시킬 수 있다. 이로 인해, 용매 증발 후 탄소섬유(CF)와 탄소전구체 폴리머의 부착력이 증가한다.A
이하, 제3단계(S13)를 설명한다.Hereinafter, the third step (S13) will be described.
함침조(10) 밖으로 나온 탄소섬유(CF)는 건조기(20)를 통과한다. 건조기(20)는 탄소섬유(CF)에 묻은 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 건조하여 용매를 증발시킨다. The carbon fibers (CF) coming out of the
건조는 무산소 분위기에서 이루어지며, 100~120℃ 온도조건에서 이루어진다. 용매가 증발하고 탄소전구체 폴리머가 탄소섬유(CF)의 외주면에 부착된다. 탄소전구체 폴리머가 부착된 탄소섬유(CF)는 회수롤러(R)에 감긴다. Drying is done in an oxygen-free atmosphere, and it is done at 100 ~ 120 ℃ temperature conditions. The solvent evaporates and the carbon precursor polymer is attached to the outer circumferential surface of the carbon fiber (CF). The carbon fiber (CF) to which the carbon precursor polymer is attached is wound around the recovery roller (R).
건조기(20)dryer(20)
건조기(20)는 몸체(21)와, 몸체(21) 내부에 내장된 열선, 면상발열체 등 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있어 자세한 설명을 생략한다.The
몸체(21)의 좌우측면 각각에는 탄소전구체 폴리머 용액(B)이 묻은 탄소섬유(CF)가 들어가는 입구(21a)와, 외주면에 탄소전구체 폴리머만 남은 탄소섬유(CF)가 나오는 출구(21b)가 구비된다.On each of the left and right sides of the
제2단계(S12)와 제3단계(S13)는 함침조(10)와 건조기(20)를 여러 세트 두어 반복적으로 실시될 수 있다. 제2단계(S12)와 제3단계(S13)를 반복적으로 실시하면, 탄소섬유(CF)의 외주면에 코팅되는 탄소전구체 폴리머의 두께를 조절할 수 있다.The second step (S12) and the third step (S13) may be repeatedly performed by placing several sets of the
이하, 제4단계(S14)를 설명한다.Hereinafter, the fourth step (S14) will be described.
탄소전구체 폴리머가 부착된 탄소섬유(CF)를 가열하여, 탄소전구체 폴리머를 탄화하고 흑연화시킨다.The carbon fiber (CF) to which the carbon precursor polymer is attached is heated to carbonize and graphitize the carbon precursor polymer.
탄화 및 흑연화Carbonization and Graphitization
회수롤러(R)에서 탄소전구체 폴리머가 부착된 탄소섬유(CF)를 풀어서, 탄화 및 흑연기(미도시) 안에 넣는다. 무산소 분위기 1000℃~ 1200℃ 온도조건에서 탄소전구체 폴리머를 탄화한다. 다시, 1200℃ 이상으로 온도를 올려서, 탄화된 탄소전구체 폴리머를 흑연화한다. 탄소전구체 폴리머로부터 흑연층(G)이 만들어진다. 도 3에 도시된 바와 같이 탄소섬유(CF)의 외주면에 흑연층(G)이 형성된 흑연탄소섬유(GF)가 만들어진다.The carbon fiber (CF) to which the carbon precursor polymer is attached is released from the recovery roller (R) and put into a carbonization and graphite machine (not shown). The carbon precursor polymer is carbonized in an oxygen-free atmosphere at a temperature of 1000 ° C to 1200 ° C. Again, by raising the temperature to 1200 ° C. or higher, the carbonized carbon precursor polymer is graphitized. A graphite layer (G) is made from a carbon precursor polymer. As shown in FIG. 3, a graphite carbon fiber (GF) having a graphite layer (G) formed on an outer circumferential surface of the carbon fiber (CF) is made.
흑연화 과정에서 탄소섬유(CF)도 흑연화가 진행되어 전기전도성이 더욱 증가한다.In the process of graphitization, carbon fiber (CF) is also graphitized, and electrical conductivity is further increased.
탄화 및 흑연기(미도시)로부터 흑연탄소섬유(GF)를 꺼내서 제5단계(S15)를 진행한다.A fifth step (S15) is performed by taking out the graphite carbon fiber (GF) from the carbonization and graphite machine (not shown).
이하, 제5단계(S15)를 설명한다.Hereinafter, the fifth step (S15) will be described.
도 4에 도시된 바와 같이, 차폐케이블은, 도체(1), 절연체(2), 차폐재(3), 쉬스(sheath, 4)로 구성된다. 설명의 편의상, 도체(1)와 그 도체(1)를 절연하는 절연체(2)를 합쳐서“신호선”이라 칭한다.As shown in FIG. 4, a shielded cable is composed of a conductor (1), an insulator (2), a shielding material (3), and a sheath (4). For convenience of description, the
회수롤러(R)에 감긴 흑연탄소섬유(GF)를 풀어서 흑연탄소섬유(GF)를 차폐케이블의 신호선에 편조하여 만든 차폐재(3)로 신호선을 차폐한다.The signal line is shielded with a shielding material (3) made by unwinding the graphite carbon fiber (GF) wound around the recovery roller (R) and braiding the graphite carbon fiber (GF) to the signal line of the shielded cable.
흑연탄소섬유(GF)의 우수한 전도성으로 인해, 60dB 이상의 우수한 차폐 효과를 가진 차폐케이블을 만들 수 있다.Due to the excellent conductivity of graphite carbon fiber (GF), it is possible to make a shielded cable with an excellent shielding effect of 60dB or more.
일반적으로 산업용 차폐케이블에서 요구되는 전자파 차폐성능은 20~40dB이고, 자동차용 차폐케이블에서 요구되는 전자파 차폐성능은 50dB 이므로, 흑연탄소섬유(GF)로 만든 차폐재(3)는 산업용 차폐케이블은 물론 자동차용 차폐케이블의 차폐재(3)로도 사용이 가능하다.Generally, the electromagnetic wave shielding performance required for industrial shielded cables is 20 to 40dB, and the electromagnetic wave shielding performance required for automotive shielded cables is 50dB. It can also be used as a shielding material (3) for shielded cables.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법을 자세히 설명한다. 도 6을 기본적으로 참조한다. Hereinafter, a cable shielding method using graphite carbon fiber according to a second embodiment of the present invention will be described in detail. Figure 6 is basically referred to.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법은,As shown in FIG. 5, the cable shielding method using graphite carbon fiber according to the second embodiment of the present invention,
탄소섬유와 탄소전구체 폴리머 용액을 준비하는 제1단계(S21);A first step (S21) of preparing a carbon fiber and carbon precursor polymer solution;
상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 스프레이로 분사하여, 상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 부착시키는 제2단계(S22);a second step (S22) of attaching the carbon precursor polymer solution to the outer circumferential surface of the carbon fiber by spraying the carbon precursor polymer solution onto the outer circumferential surface of the carbon fiber;
상기 탄소섬유에 묻은 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 건조하여 증발시키고, 탄소전구체 폴리머만을 상기 탄소섬유의 외주면에 남기는 제3단계(S23);a third step (S23) of drying and evaporating the carbon precursor polymer solution deposited on the carbon fiber, leaving only the carbon precursor polymer on the outer circumferential surface of the carbon fiber;
상기 탄소전구체 폴리머로 코팅된 상기 탄소섬유를 가열하여, 상기 탄소전구체 폴리머를 탄화하고 흑연화시켜 흑연탄소섬유를 만드는 제4단계(S24); 및A fourth step (S24) of heating the carbon fibers coated with the carbon precursor polymer to carbonize and graphitize the carbon precursor polymer to form graphite carbon fibers; and
상기 흑연탄소섬유를 차폐케이블의 신호선에 편조하여 만든 차폐재로 차폐하는 제5단계(S25)로 구성된다.It consists of a fifth step (S25) of shielding with a shielding material made by braiding the graphite carbon fiber to the signal line of the shielding cable.
제2실시예의 제1단계(S21), 제3단계(S23), 제4단계(S24), 제5단계(S25)각각은, 제1실시예의 제1단계(S11), 제3단계(S13), 제4단계(S14), 제5단계(S15)와 동일하므로, 동일한 단계에 대한 설명은 생략하고, 차이 나는 제2단계(S22)에 대해서만 설명한다.The first step (S21), the third step (S23), the fourth step (S24), and the fifth step (S25) of the second embodiment are respectively the first step (S11) and the third step (S13) of the first embodiment. ), the fourth step (S14), and the fifth step (S15), so the description of the same step is omitted, and only the second step (S22), which is different, will be described.
이하, 제2단계(S22)를 설명한다.Hereinafter, the second step (S22) will be described.
탄소섬유(CF)의 외주면에 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 스프레이(32)로 분사하여, 탄소섬유(CF)의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 부착시킨다. The carbon precursor polymer solution (B) is sprayed on the outer circumferential surface of the carbon fibers (CF) by the
분사기(30)Injector(30)
분사기(30)는 몸체(31), 스프레이(32), 회수기(33)로 구성된다.The
몸체(31)의 좌우측면 각각에는 탄소섬유(CF)가 들어가는 입구(31a)와, 탄소전구체 폴리머 용액(B)이 묻은 탄소섬유(CF)가 나오는 출구(31b)가 구비된다.An
스프레이(32)와 회수기(33)는 몸체(31)의 내부에 설치되며, 탄소섬유(CF)를 사이에 두고 일정 간격 떨어져 마주보게 배치된다.The
스프레이(32)는 설정된 분사 압력으로 설정된 양의 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 설정된 시간 동안 분사한다. 이로 인해, 탄소섬유(CF)에 부착될 탄소전구체 폴리머 용액(B)의 양을 쉽게 조절할 수 있다. 또한, 분사기(30)에서 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 분사하는 압력을 높여, 탄소섬유(CF)를 구성하는 필라멘트 사이사이 깊숙이 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 침투시킬 수 있다. 이로 인해, 용매 증발 후 탄소섬유(CF)와 탄소전구체 폴리머의 부착력을 높일 수 있다. 스프레이(32)는 토출펌프, 노즐 등 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.The
회수기(33)는 스프레이(32)의 맞은편에 위치하여, 탄소섬유(CF)의 외주면에 부착되고 남은 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 빨아들여 회수한다. 이로 인해, 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 회수하여 재활용할 수 있다. 회수기(33)는 흡입펌프, 노즐 등 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.The
한편, 몸체(31)가 360° 돌아가면, 스프레이(32)와 회수기(33)가 탄소섬유(CF) 주위를 360° 돌아가면서 탄소전구체 폴리머 용액(B)을 분사하고 회수할 수 있다. 이로 인해, 탄소섬유(CF)의 외주면 전체에 탄소전구체 폴리머 용액(B)이 골고루 균일한 두께로 부착될 수 있어, 흑연탄소섬유(GF) 어느 쪽에서도 전자파 차폐성능이 균일하게 나올 수 있다. 몸체(31)를 360°회전시키는 구성은, 모터, 볼베어링 등 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.On the other hand, when the
1: 도체
2: 절연체
3: 차폐재
4: 쉬스
10: 함침조
13: 커버
14: 가이드롤러
15: 압축롤러
20: 건조기
21: 몸체
30: 분사기
31: 몸체
32: 스프레이
33: 회수기
B: 탄소전구체 폴리머 용액
CF: 탄소섬유
GF: 흑연탄소섬유
G: 흑연층1: conductor 2: insulator
3: shielding material 4: sheath
10: impregnation tank 13: cover
14: guide roller 15: compression roller
20: dryer 21: body
30: injector 31: body
32: spray 33: collector
B: carbon precursor polymer solution CF: carbon fiber
GF: graphite carbon fiber G: graphite layer
Claims (5)
상기 탄소섬유를 상기 탄소전구체 폴리머 용액이 담겨진 함침조 안으로 넣어서, 상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 묻힌 다음, 상기 함침조 밖으로 빼내는 제2단계;
상기 탄소섬유에 묻은 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 건조하여 증발시키고, 탄소전구체 폴리머만을 상기 탄소섬유의 외주면에 남기는 제3단계;
상기 탄소전구체 폴리머로 코팅된 상기 탄소섬유를 가열하여, 상기 탄소전구체 폴리머를 탄화하고 흑연화시켜 흑연탄소섬유를 만드는 제4단계; 및
상기 흑연탄소섬유를 차폐케이블의 신호선에 편조하여 만든 차폐재로 차폐하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법.A first step of preparing a carbon fiber and carbon precursor polymer solution;
a second step of putting the carbon fibers into an impregnation tank containing the carbon precursor polymer solution, covering the outer circumferential surface of the carbon fibers with the carbon precursor polymer solution, and then taking them out of the impregnation tank;
a third step of drying and evaporating the carbon precursor polymer solution deposited on the carbon fibers and leaving only the carbon precursor polymers on the outer circumferential surface of the carbon fibers;
a fourth step of heating the carbon fibers coated with the carbon precursor polymer to carbonize and graphitize the carbon precursor polymer to form graphite carbon fibers; and
A cable shielding method using graphite carbon fibers, characterized in that it comprises a fifth step of shielding the graphite carbon fibers with a shielding material made by braiding the signal lines of the shield cable.
상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 스프레이로 분사하여, 상기 탄소섬유의 외주면에 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 부착시키는 제2단계;
상기 탄소섬유에 묻은 상기 탄소전구체 폴리머 용액을 건조하여 증발시키고, 탄소전구체 폴리머만을 상기 탄소섬유의 외주면에 남기는 제3단계;
상기 탄소전구체 폴리머로 코팅된 상기 탄소섬유를 가열하여, 상기 탄소전구체 폴리머를 탄화하고 흑연화시켜 흑연탄소섬유를 만드는 제4단계; 및
상기 흑연탄소섬유를 차폐케이블의 신호선에 편조하여 만든 차폐재로차폐하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법.A first step of preparing a carbon fiber and carbon precursor polymer solution;
a second step of attaching the carbon precursor polymer solution to the outer circumferential surface of the carbon fiber by spraying the carbon precursor polymer solution onto the outer circumferential surface of the carbon fiber;
a third step of drying and evaporating the carbon precursor polymer solution deposited on the carbon fiber, leaving only the carbon precursor polymer on the outer circumferential surface of the carbon fiber;
a fourth step of heating the carbon fibers coated with the carbon precursor polymer to carbonize and graphitize the carbon precursor polymer to form graphite carbon fibers; and
A cable shielding method using graphite carbon fibers, characterized in that it comprises a fifth step of shielding the graphite carbon fibers with a shielding material made by braiding the signal lines of the shield cable.
폴리이미드, 폴리아미드, 폴리옥사디아졸, 폴리벤즈옥사졸, 폴리벤조비스옥사졸, 폴리티아졸, 폴리벤조티아졸, 폴리벤조비스티아졸, 폴리(p-페닐렌 비닐렌), 폴리벤즈이미다졸, 폴리벤조비스이미다졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법.The method of claim 1 or 2, wherein the carbon precursor polymer mixed in the carbon precursor polymer solution,
Polyimide, polyamide, polyoxadiazole, polybenzoxazole, polybenzobisoxazole, polythiazole, polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, poly(p-phenylene vinylene), polybenzimidazole , Polybenzobisimidazole, and a cable shielding method using graphite carbon fiber, characterized in that selected from the group consisting of combinations thereof.
상기 탄소섬유는 금속코팅 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법.The method of claim 1 or 2, in the first step,
The carbon fiber is a cable shielding method using graphite carbon fiber, characterized in that the metal coated carbon fiber.
상기 탄소전구체 폴리머의 흑연화 과정에서 상기 탄소섬유도 흑연화가 진행되는 것을 특징으로 하는 흑연탄소섬유를 이용한 케이블 차폐방법.The method of claim 1 or 2, in the fourth step,
Cable shielding method using graphite carbon fiber, characterized in that the carbon fiber is also graphitized in the process of graphitization of the carbon precursor polymer.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210177241A KR102607005B1 (en) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | Cable shielding method using graphite carbon fiber |
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| KR20140134456A (en) * | 2013-05-14 | 2014-11-24 | 한국원자력연구원 | Fabrication method of carbon materials including metal nanoparticles using irradiation, and the carbon materials including metal nanoparticles thereby |
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| KR20210052648A (en) * | 2019-10-29 | 2021-05-11 | 주식회사 지에버 | Carbon fiber-graphene composite manufacturing apparatus and manufacturing method the same |
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2021
- 2021-12-13 KR KR1020210177241A patent/KR102607005B1/en active IP Right Grant
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