KR100923417B1 - Method of preparing carbon narrow fabric - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing carbon fiber narrow fabric is provided to prevent material property degradation and deformation of the carbon fiber narrow fabric efficiently due to a polymer solution. CONSTITUTION: A manufacturing method of carbon fiber narrow fabric includes a step for braiding and arranging polyacrylonitrile yarns(240a,240b) of 3 ~ 24 or viscous yarn to one direction, and a step for forming the narrow fabric of a web shape. The narrow fabric is formed in oxidizing gas atmosphere to a longitudinal direction. The narrow fabric is carbonized at the temperature of 1,500~2,500 °C while elongating the fabric to the longitudinal direction.

Description

탄소섬유 세폭직물의 제조 방법{METHOD OF PREPARING CARBON NARROW FABRIC}Method of manufacturing carbon fiber narrow fabrics {METHOD OF PREPARING CARBON NARROW FABRIC}

본 발명은 원사로 세폭직물을 직조하고 연속적으로 내염화 및 탄화 처리하여 구성되는 탄소섬유 세폭직물에 관한 것으로, 상세하게는 탄소섬유에 비해 가공성이 매우 탁월한 원사를 사용하여 세폭직물을 직조하여 연속적으로 내염화 및 탄화 처리하는 일관공정에 의해 경제적으로 용이하게 제조할 수 있는 탄소섬유 세폭직물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon fiber narrow fabric that is composed of a woven narrow fabric and continuously flame-resistant and carbonized yarn, in detail, weaving a narrow fabric by using a yarn having a very excellent processability compared to carbon fiber The present invention relates to a carbon fiber narrow fabric which can be economically easily manufactured by an integrated process of flameproofing and carbonization, and a method of manufacturing the same.

탄소섬유는 폴리아크릴로나이트릴 원사, 비스코스 원사, 및 피치계 원사가 길이 방향으로 연신되면서 내염화 및 탄화 처리되어 구성되는데, 만일 원사를 길이 방향으로 연신하지 않고 내염화 및 탄화 처리하게 되면 상기 원사가 그대로 연소되므로 탄소섬유가 구성되지 않는다.The carbon fiber is composed of polyacrylonitrile yarn, viscose yarn, and pitch-based yarn which are flameproofed and carbonized while being stretched in the longitudinal direction, and if the yarn is flameproofed and carbonized without being stretched in the longitudinal direction, the yarn Is burned as it is, no carbon fiber is constructed.

상기와 같은 복수 가닥의 탄소섬유가 상호간에 연결 결합되어 폭이 작은 세폭직물 형태로 구성되는 탄소섬유 세폭직물은 전기적, 기계적 특성이 매우 우수하여, 전자재료, 정밀기계 부품 등과 같은 다양한 용도로의 개발이 활발하게 진행되고 있다.Carbon fiber narrow fabric composed of a narrow width of the narrow fabric by connecting a plurality of strands of carbon fiber as described above is very excellent in electrical and mechanical properties, developed for various uses such as electronic materials, precision machinery parts This is actively going on.

그러나 원사가 길이 방향으로 연신되면서 내염화 및 탄화 처리되어 이루어지는 탄소섬유 자체는 전기적, 기계적 특성이 매우 우수한 대신 가공과 관련된 물성이 매우 열악하므로, 이러한 탄소섬유를 경,위사로 배열하고 직조하여 직접 탄소섬유 세폭직물을 구성하는 것은, 위사의 탄소섬유가 120 도 이상의 각도로 브레이딩될 때 꺽어지는 현상이 발생하기 때문에, 기술적으로 지극히 곤란하고 따라서 실용성이 결여되어 있다.However, the carbon fiber itself, which is stretched in the longitudinal direction and subjected to flameproofing and carbonization, has excellent electrical and mechanical properties, but is poor in physical properties related to processing. It is technically extremely difficult and practically lacking in constituting the fiber narrow fabric because the bending occurs when the carbon fiber of the weft is braided at an angle of 120 degrees or more.

그러므로, 종래에는 원사를 길이 방향으로 연신하면서 내염화 및 탄화 처리하여 탄소섬유를 제조하였으며, 상기 제조된 탄소섬유 복수 가닥을 경사로 배열하고 합성수지 용액으로 처리하여 탄소섬유 배열체를 형성하고, 상기 탄소섬유 배열체를 열처리하여 상기 배열된 탄소섬유를 상호간에 접합하는 방법에 의하여 일정한 폭의 탄소섬유 세폭직물을 구성하였다. 그러나, 상기와 같은 탄소섬유 세폭직물은 원사를 사용한 탄소섬유의 구성, 및 상기 탄소섬유를 재료로 하는 탄소섬유 세폭직물의 구성이라는 완전히 별도의 공정으로 이루어지기 때문에, 전체적인 탄소섬유 세폭직물의 제조과정이 대단히 복잡하고 이에 따라 제조원가가 크게 상승하게 될 뿐만 아니라, 탄소섬유 배열체 형성에 사용되고 완성된 탄소섬유 세폭직물에 잔류되는 합성수지 용액으로 인하여 탄소섬유 세폭직물이 변형되거나 보플 등이 발생하여 탄소섬유 고유의 전기적, 기계적 특성이 저하되는 문제점이 있다.Therefore, in the related art, carbon fibers were prepared by flame-proofing and carbonizing the yarn while stretching the yarn in the longitudinal direction. By heat-treating the arrangement, a carbon fiber narrow fabric having a constant width was formed by joining the arranged carbon fibers to each other. However, the carbon fiber narrow fabric as described above is made of a completely separate process of the composition of the carbon fiber using the yarn, and the composition of the carbon fiber narrow fabric of the carbon fiber material, the overall manufacturing process of the carbon fiber narrow fabric In addition to the extremely complicated and costly manufacturing costs, the synthetic resin solution used to form the carbon fiber array and remaining in the finished carbon fiber narrow fabric causes carbon fiber narrow fabric to be deformed or baffles, resulting in inherent carbon fiber. There is a problem that the electrical and mechanical properties of the deterioration.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 탄소섬유에 비해 가공성이 매우 탁월한 원사를 직조하여 세폭직물을 형성하고, 연속적으로 상기 세폭직물을 내염화 및 탄화 처리하는 일관공정에 의해 탄소섬유 세폭직물을 제조하는 방법에 대한 연 구개발이 진행되어 왔다.In order to solve the above problems, to form a narrow fabric by weaving a yarn having a very excellent processability compared to carbon fiber, and to produce a carbon fiber narrow fabric by a consistent process of flameproofing and carbonizing the narrow fabric continuously Research and development of the method has been underway.

예를 들면, 한국 공개특허공보 제2003-47072호(발명의 명칭 : 레이온계 탄소섬유 및 그의 제조방법)에서는 비스코스 섬유를 경,위사로 사용하여 직조된 2축성 리본을 열안정적 중합체 용액으로 예비 처리하고, 상기 처리된 2축성 리본을 단계적으로 상승하는 온도의 가변 구역을 갖는 터널 타입의 연속로를 통과시킴으로써 탄화시키고, 상기 탄화 과정에 의하여 제조되는 탄소섬유 리본을 다시 열안정적 중합체 용액으로 처리하여 구성되는 레이온계 탄소섬유가 개시되어 있다. For example, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-47072 (name of the invention: rayon-based carbon fiber and its manufacturing method) pretreatment of a biaxial ribbon woven using a viscose fiber as a light and weft yarn with a heat stable polymer solution. And carbonizing the treated biaxial ribbon by passing a tunnel-type continuous furnace having variable zones of stepwise rising temperatures, and treating the carbon fiber ribbon produced by the carbonization process again with a thermally stable polymer solution. Rayon-based carbon fiber is disclosed.

그런데, 이러한 레이온계 탄소섬유를 구성하기 위해서는, 비스코스 섬유를 경,위사로 사용하여 직조된 2축성 리본을 경사 방향과 위사 방향의 양방향으로 동시에 연신하면서 탄화처리해야 한다. 그러나, 상기와 같이 2축성 리본을 경사 방향과 위사 방향의 양방향으로 동시에 연신하면서 탄화처리하는 것이 기술적으로 극히 곤란하고, 실제로 2축성 리본을 경사 방향과 위사 방향의 양방향으로 동시에 연신하는 수단이 기재되어 있지 않아서 실용성이 결여되어 있을 뿐만 아니라, 예비 처리 및 탄화 후에 사용되는 열안정적 중합체 용액으로 인하여 레이온계 탄소섬유가 변형되거나 보플 등이 발생하여 탄소섬유 고유의 전기적, 기계적 특성이 저하되는 문제점을 지니고 있다.However, in order to constitute such rayon-based carbon fibers, biaxial ribbons woven using viscose fibers as light and weft yarns must be carbonized while simultaneously stretching in both directions of the warp and weft directions. However, it is technically extremely difficult to carbonize the biaxial ribbon while simultaneously stretching the biaxial ribbon in both the oblique and weft directions, and in fact, a means for simultaneously stretching the biaxial ribbon in both the oblique and weft directions is described. Not only does it lack practicality, but the thermally stable polymer solution used after pretreatment and carbonization deteriorates the rayon-based carbon fiber or causes the baffle to deteriorate the electrical and mechanical properties of the carbon fiber. .

따라서, 본 발명의 목적은 탄소섬유에 비해 가공성이 훨씬 탁월한 원사를 사용하여 세폭직물을 직조하고, 연속적으로 상기 세폭직물을 내염화 및 탄화 처리하는 일관공정에 의해 경제적으로 용이하게 구성되는 탄소섬유 세폭직물 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to narrow the carbon fiber narrowly and economically easily by a consistent process of weaving narrow fabrics using yarns which are much more workable than carbon fibers and continuously flame-proofing and carbonizing the narrow fabrics. To provide a fabric and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 3∼24 본의 폴리아크릴로나이트릴 원사 또는 비스코스 원사를 한 방향으로 배열하고 브레이딩하여 웹 형태의 세폭직물을 형성하는 단계; 상기 세폭직물을 산화성 가스 분위기에서 길이 방향으로 연신하면서 200∼400 ℃로 내염화 처리하여 내염화 세폭직물을 형성하는 단계; 및 상기 내염화 세폭직물을 불활성 가스 분위기에서 길이 방향으로 연신하면서 1,500∼2,500 ℃로 탄화 처리하는 단계를 포함하며, 상기 세폭직물을 형성하는 단계, 내염화 세폭직물을 형성하는 단계, 탄화 처리하는 단계가 일관공정에 의해 연속적을 실시되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of arranging and braiding 3 to 24 polyacrylonitrile yarns or viscose yarns in one direction to form a narrow web material; Flame-proofing the narrow fabric at 200 to 400 ° C. while stretching the narrow fabric in an oxidizing gas atmosphere in the longitudinal direction to form a flame resistant narrow fabric; And carbonizing the flame resistant narrow fabric at 1,500 to 2,500 ° C. while stretching in an inert gas atmosphere in the longitudinal direction, and forming the narrow fabric, forming a flame resistant narrow fabric, and carbonizing. Provided is a method for producing a carbon fiber narrow fabric, characterized in that the configuration is carried out continuously by a consistent process.

또한, 본 발명에서는 상기 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법에 의하여 제조되는 탄소섬유 세폭직물이 제공된다.The present invention also provides a carbon fiber narrow fabric produced by the method for producing a carbon fiber narrow fabric.

본 발명에 의하여 제조되는 탄소섬유 세폭직물은 가공성이 매우 탁월한 원사 를 사용하여 세폭직물을 직조하고, 연속적으로 상기 세폭직물을 내염화 및 탄화 처리하는 일관공정에 의해 구성하므로, 제조가 매우 용이하고 제조원가를 대폭 절감하는 효과를 지니고 있다.The carbon fiber narrow fabric produced by the present invention is composed of a woven fabric using a very excellent workability yarn, and is formed by a consistent process of flameproofing and carbonizing the narrow fabric, thereby making it very easy to manufacture and cost. It has the effect of greatly reducing the cost.

또한, 본 발명의 탄소섬유 세폭직물은 제조 공정에서 중합체 용액이 사용되지 않아서 제조가 용이해지고 제조원가가 절감될 뿐만 아니라, 중합체 용액으로 인한 탄소섬유 세폭직물의 변형 및 물성 저하가 발생하지 않는 효과를 지니고 있다.In addition, the carbon fiber narrow fabric of the present invention is not only because the polymer solution is used in the manufacturing process is easy to manufacture and reduce the manufacturing cost, but also has the effect that the deformation and physical properties of the carbon fiber narrow fabric due to the polymer solution does not occur have.

또한, 본 발명의 탄소섬유 세폭직물은 보풀 등과 같은 변형이 전혀 발생하지 않고, 외형이 깔끔하며, 직조 형태가 견고하게 유지되어 전자재료, 정밀기계 부품 등의 용도로 적합하다는 효과를 지니고 있다.In addition, the carbon fiber narrow fabric of the present invention does not generate any deformation, such as fluff, the appearance is neat, and the woven form is maintained firmly has the effect that it is suitable for use in electronic materials, precision machinery parts and the like.

본 발명은 탄소섬유에 비해 가공성이 매우 탁월한 원사를 사용하여 세폭직물을 직조하고, 연속적으로 상기 세폭직물을 내염화 및 탄화 처리하는 일관공정에 의해 탄소섬유 세폭직물을 경제적으로 용이하게 제조하는 것을 기술사상으로 하고 있다.The present invention relates to an economical and easy production of carbon fiber narrow fabrics by an integrated process of weaving narrow fabrics using yarns having excellent processability compared to carbon fiber and continuously flameproofing and carbonizing the narrow fabrics. I do it with a thought.

이를 위하여, 본 발명은 원사를 한 방향으로 배열하고 브레이딩하여 웹 형태의 세폭직물을 형성하는 세폭직기, 상기 세폭직물을 내염화 처리하여 내염화 세폭직물을 형성하는 내염화 처리용 터널 연속로, 및 상기 내염화 세폭직물을 탄화 처리하여 탄소섬유 세폭직물을 형성하는 탄화 처리용 터널 연속로가 연속적으로 연결 형성되는 일관공정 시스템에서 실시된다.To this end, the present invention is a narrow weaving machine for arranging and braiding the yarns in one direction to form a narrow web in the form of a web, the flame resistant treatment tunnel continuous to flame-resistant the narrow fabric to form a flame resistant narrow fabric, And a carbonization tunnel continuous furnace for carbonizing the flame resistant narrow fabric to form a carbon fiber narrow fabric.

도면과 실시예를 참조하여 본 발명의 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법을 상세 하게 설명한다.With reference to the drawings and examples will be described in detail the manufacturing method of the carbon fiber narrow fabric of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 세폭직물의 직조에 사용되는 세폭직기를 개략적으로 예시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 웹 형태의 세폭직물을 예시한 것이다.1 schematically illustrates a narrow loom used for weaving a narrow fabric according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a narrow fabric in the form of a web according to an embodiment of the present invention.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법은 3∼24 본의 폴리아크릴로나이트릴 원사 또는 비스코스 원사를 한 방향으로 배열하고 브레이딩하여 웹 형태의 세폭직물을 형성하는 단계가 포함된다.Referring to Figures 1 and 2, the carbon fiber narrow fabric manufacturing method of the present invention by arranging and braiding 3 to 24 polyacrylonitrile yarn or viscose yarn in one direction to form a narrow web fabric It includes the steps.

폴리아크릴로나이트릴 원사 또는 비스코스 원사를 경,위사로 사용하여 2축성 직물을 직조하고, 상기 2축성 직물을 경사 방향과 위사 방향의 양방향으로 동시에 연신하면서 탄화처리하는 것은 기술적으로 극히 곤란하고 실용성이 결여되어 있다.Weaving biaxial fabrics using polyacrylonitrile yarns or viscose yarns as light and weft yarns and carbonizing the biaxial fabrics simultaneously in both directions of warp and weft directions are technically extremely difficult and practical. It is lacking.

따라서, 본 발명에서는 PAN계 탄소섬유의 원재료인 폴리아크릴로나이트릴 원사 또는 비스코스계 탄소섬유의 원재료인 비스코스 원사를 경,위사로 함께 배열하는 것이 아니라, 도 1에서 예시한 세폭직기에서 폴리아크릴로나이트릴 원사 또는 비스코스 원사 3∼24 본을 오직 경사로만 배열하고, 상기 경사를 상호간에 지그재그로 교차하도록 브레이딩하여 도 2에서 도시한 바와 같이 3∼24 본의 원사들이 한 방향만으로 배열되는 웹 형태인 세폭직물을 형성한다. Therefore, in the present invention, polyacrylonitrile yarn, which is a raw material of PAN-based carbon fiber, or viscose yarn, which is a raw material of viscose-based carbon fiber, is not arranged together with light and weft yarns. A web form in which 3 to 24 bones of nitrile or viscose yarns are arranged only on a slope and braided to cross each other in a zigzag pattern, and the yarns of 3 to 24 patterns are arranged in only one direction as shown in FIG. 2. Form phosphorus narrow fabric.

이러한 세폭직물에서 폴리아크릴로나이트릴 원사 또는 비스코스 원사가 상호간에 지그재그로 교차되어 일정한 각도로 브레이딩되고 한 방향으로만 진행되어 1축성 웹 형태인 세폭직물을 형성하는 것이다.In such narrow fabrics, polyacrylonitrile yarns or viscose yarns are intersected in a zigzag fashion and braided at a predetermined angle and proceed in only one direction to form narrow fabrics in the form of uniaxial webs.

세폭직물을 형성하기 위하여 한 방향으로 배열되는 원사가 3 본 미만이면 상 기 원사가 상호간에 브레이딩되어 웹 형태인 세폭직물이 형성되는 것이 아니라 원사가 꼬임되어 가연사가 형성되며, 한 방향으로 배열되는 원사가 24 본을 초과하면 상기 원사가 과도한 각도로 브레이딩되므로 상기 원사를 길이 방향으로 정확하게 연신하는 것이 곤란하게 될 뿐만 아니라 상기 세폭직물로부터 제조되는 탄소섬유 세폭직물의 폭이 과도하여 전기적인 저항치가 지나치게 저하된다.If less than three yarns are arranged in one direction to form a narrow fabric, the yarns are braided to each other to form a narrow web as a web form, but the yarns are twisted to form combustible yarns, which are arranged in one direction. If the yarn exceeds 24 bones, the yarn is braided at an excessive angle, making it difficult to accurately stretch the yarn in the longitudinal direction, and the electrical resistance is increased due to the excessive width of the carbon fiber narrow fabric manufactured from the narrow fabric. Too low.

그리고, 세폭직물을 형성하기 위하여 경사로 배열되는 원사의 섬도 40 데니어 미만이면 상기 원사를 사용하여 교직된 세폭직물로부터 제조되는 탄소섬유 세폭직물의 기계적 물성이 저하되며, 경사로 배열되는 원사의 섬도 400 데니어를 초과하면 상기 원사를 교직하여 웹 형태인 세폭직물이 형성하는 것이 곤란할 뿐만 아니라 상기 세폭직물로부터 제조되는 탄소섬유 세폭직물의 폭이 과도하여 전기적인 저항치가 지나치게 저하되기 때문에, 세폭직물을 형성하기 위하여 경사로 배열되는 원사는 섬도 40∼400 데니어가 되도록 구성되는 것이 바람직하다.And, if the fineness of the yarns arranged inclined to form a narrow fabric is less than 40 denier, the mechanical properties of the carbon fiber narrow fabric manufactured from the narrow fabric fabricated using the yarns are lowered, and the fineness of the yarns arranged in the diagonal is 400 denier. When exceeding, it is difficult not only to form the narrow fabric in the form of a web by weaving the yarn, but also because the width of the carbon fiber narrow fabric manufactured from the narrow fabric is excessively low, so that the electrical resistance is excessively lowered. It is preferable that the yarn to be arranged is configured to have a fineness of 40 to 400 denier.

구체적으로, 3∼24 본의 원사(240a, 240b)를 경사로 배열하고 브레이딩하여 세폭직물을 형성하는 세폭직기(200)는 테이블(210), 상기 테이블(210) 상을 회전하며 이동하는 복수개의 캐리어(230a, 230b), 상기 캐리어(230a, 230b)로부터 교직된 세폭직물(100)이 권취되는 권취롤러(260, 270)가 구비된다. Specifically, the narrow weaving machine 200, which forms a narrow fabric by arranging and braiding 3 to 24 yarns 240a and 240b in an inclined manner, has a plurality of tables 210 and a plurality of parts that rotate and rotate on the table 210. Carriers 230a and 230b and winding rollers 260 and 270 are wound around the narrow fabric 100 which has been taught from the carriers 230a and 230b.

여기서, 복수의 캐리어(230a, 230b)는 테이블(210) 상에 형성된 ∞자 형상의 이동경로를 따라 회전한다. 캐리어(230a, 230b)가 회전할 때 상기 캐리어(230a, 230b)에 권취된 각각의 원사(240a, 240b)는 캐리어(230a, 230b)의 경로에 따라 얀 가이드(도면부호 미표시)에서 상호간에 브레이딩되어 세폭직물(100)이 형성되고, 상기 세폭직물(100)이 권취롤러(260) 상에 감기게 된다. 이 때, 캐리어(230a, 230b)가 이동경로를 따라 이동할 때 각각의 원사(240a, 240b)가 브레이딩을 위해 얀 가이드로 이동하는 탄소섬유사(240a, 240b)의 브레이딩 각도는 최대 60도를 넘지 않도록 조정되며, 탄소섬유사(240a, 240b)의 얀 가이드에서의 브레이딩 각도가 60 도를 초과하게 되면 상기 탄소섬유사(240a, 240b)가 절단될 가능성이 있다.Here, the plurality of carriers 230a and 230b rotate along the ∞-shaped movement path formed on the table 210. When the carriers 230a and 230b rotate, the respective yarns 240a and 240b wound on the carriers 230a and 230b are mutually braided in the yarn guide (not shown) along the path of the carriers 230a and 230b. The narrow fabric 100 is formed, and the narrow fabric 100 is wound on the take-up roller 260. At this time, when the carriers 230a and 230b move along the movement path, the braiding angles of the carbon fiber yarns 240a and 240b in which the respective yarns 240a and 240b move to the yarn guide for braiding are at most 60 degrees. If the braiding angle in the yarn guide of the carbon fiber yarns 240a and 240b exceeds 60 degrees, the carbon fiber yarns 240a and 240b may be cut.

즉, 복수의 원사를 세폭직조기에 세팅하여 경사로 배열하고, 도 2에서 도시한 바와 같이 상기 경사로 배열된 복수의 원사를 상호간에 지그재그로 교차하여 브레이딩하므로써 세폭직물을 형성하는 것이다. That is, a plurality of yarns are set in a narrow weaving machine and arranged in an inclined manner, and as shown in FIG. 2, the plurality of yarns arranged in the inclined cross section are braided alternately in a zigzag to form a narrow fabric.

이러한 세폭직물이 직조되는 즉시 연속적으로 내염화 처리용 터널 연속로로 이송되어 일정한 온도로 내염화 처리가 실시되는 것이다.As soon as the narrow fabric is woven, it is continuously transferred to the tunnel for flameproof treatment to be flameproofed at a constant temperature.

또한, 본 발명의 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법은 상기 세폭직물을 산화성 가스 분위기에서 길이 방향으로 연신하면서 200∼400 ℃로 내염화 처리하여 내염화 세폭직물을 형성하는 단계가 포함된다.In addition, the method for producing a carbon fiber narrow fabric of the present invention includes the step of forming the flame resistant narrow fabric by flame-resistant treatment at 200 to 400 ℃ while stretching the narrow fabric in the longitudinal direction in the oxidizing gas atmosphere.

구체적으로, 상기와 같이 원사가 한 방향으로 배열되고 브레이딩되어 이루어지는 세폭직물을 연속적으로 내염화 처리용 터널 연속로에 이송하고, 상기 내염화 처리용 터널 연속로에서 오존 등과 같은 산화성 가스 분위기에서 세폭직물을 길이 방향으로 연신하면서 200∼400 ℃로 내염화 처리하여 내염화 세폭직물을 형성한다.Specifically, as described above, the narrow fabric, in which the yarns are arranged in one direction and braided, is continuously transferred to the flameproof tunnel tunnel furnace, and in the flameproof tunnel tunnel furnace, narrow width is provided in an oxidizing gas atmosphere such as ozone. The fabric is flame-resistant at 200 to 400 ° C. while stretching the fabric in the longitudinal direction to form a flame resistant narrow fabric.

내염화 처리용 터널 연속로의 산화성 가스 분위기에서 길이 방향으로 연신되는 세폭직물을 내염화 처리하는 온도가 200 ℃ 미만이면 상기 세폭직물이 제대로 내염화 처리되지 않으며, 길이 방향으로 연신되는 세폭직물을 내염화 처리하는 온 도가 400 ℃를 초과하면 상기 세폭직물이 열화되어 기계적 물성이 저하된다.If the temperature for flameproofing the narrow fabric stretched in the longitudinal direction in the oxidizing gas atmosphere of the tunnel for flameproof treatment is less than 200 ° C., the narrow fabric is not flameproofed properly, and the narrow fabric stretched in the longitudinal direction is produced. If the temperature for chlorination exceeds 400 ℃ the narrow fabric is degraded and mechanical properties are lowered.

상기와 같은 세폭직물의 내염화 처리에 의해 탄소섬유 세폭직물의 전구체인 내염화 세폭직물이 형성되며, 상기 내염화 세폭직물이 탄화 처리용 터널 연속로에 이송되어 일정한 온도로 탄화 처리되어 탄소섬유 세폭직물이 제조되는 것이다.By flame-resistant treatment of the narrow fabric as described above, a flame-resistant narrow fabric which is a precursor of carbon fiber narrow fabric is formed, and the flame-resistant narrow fabric is transferred to a carbonization tunnel continuous furnace and carbonized at a constant temperature to narrow carbon fiber. The fabric is produced.

또한, 본 발명의 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법은 상기 내염화 세폭직물을 불활성 가스 분위기에서 길이 방향으로 연신하면서 1,500∼2,500 ℃로 탄화 처리하는 단계가 포함된다.In addition, the method for producing a carbon fiber narrow fabric of the present invention includes the step of carbonizing at 1,500 to 2,500 ° C. while stretching the flame resistant narrow fabric in an inert gas atmosphere in the longitudinal direction.

구체적으로, 상기와 같이 세폭직물이 내염화 처리되어 이루어지는 내염화 세폭직물을 연속적으로 탄화 처리용 터널 연속로에 이송하고, 상기 탄화 처리용 터널 연속로에서 아르곤 등과 같은 불활성 기체 분위기에서 내염화 세폭직물을 길이 방향으로 연신하면서 고온으로 탄화 처리하여 탄소섬유 세폭직물을 제조한다.Specifically, the flame resistant narrow fabric obtained by flame-proofing the narrow fabric as described above is continuously transferred to the carbonization tunnel continuous furnace, and the flame resistant narrow fabric in the inert gas atmosphere such as argon in the carbonization tunnel continuous furnace. Is carbonized at high temperature while stretching in the longitudinal direction to produce a carbon fiber narrow fabric.

일반적으로 폴리아크릴로나이트릴 원사, 비스코스 원사, 및 피치계 원사를 원사별로 개별적으로 길이 방향으로 연신하면서 불활성 기체 분위기에서 1.000 ℃대 전반, 즉 1,000∼1,500 ℃의 온도로 탄화 처리하여 탄소섬유를 구성할 수 있으나, 원사가 단독으로 사용되는 것이 아니라 3∼24 본의 원사가 한 방향으로 배열되고 브레이딩되어 이루어지는 내염화 세폭직물은 1.000 ℃대 전반의 온도에서 제대로 탄화 처리되지 않는다. Generally, polyacrylonitrile yarns, viscose yarns, and pitch yarns are stretched in the longitudinal direction individually for each yarn, and carbonized at a temperature of 1.000 ° C., that is, 1,000 to 1500 ° C. in an inert gas atmosphere, to form carbon fibers. Although it can be done, the flame-resistant narrow fabric formed by 3 to 24 yarns arranged in one direction and braided is not carbonized properly at a temperature in the range of 1.000 ° C.

따라서, 본 발명에서는 내염화 세폭직물을 길이 방향으로 연신하면서 1,500 ℃ 이상의 온도, 바람직하게는 1,500∼2,500 ℃의 온도로 탄화 처리를 실시하여 탄소섬유 세폭직물을 구성한다. 탄소섬유 세폭직물을 구성하기 위하여 탄화 처리용 터널 연속로의 불활성 가스 분위기에서 길이 방향으로 연신되는 내염화 세폭직물을 탄화 처리하는 온도가 1,500 ℃ 미만이면 상기 내염화 세폭직물이 제대로 탄화 처리되지 않으며, 길이 방향으로 연신되는 내염화 세폭직물을 탄화 처리하는 온도가 2,500 ℃를 초과하면 상기 내염화 세폭직물이 탄화 처리되지 않고 그대로 연소될 수 있다.Therefore, in the present invention, the carbon fiber narrow fabric is formed by carbonizing at a temperature of 1,500 ° C. or higher, preferably 1,500 to 2,500 ° C. while stretching the flame resistant narrow fabric in the longitudinal direction. If the temperature to carbonize the flame resistant narrow fabric stretched in the longitudinal direction in the inert gas atmosphere of the carbonization tunnel continuous to form a carbon fiber narrow fabric is less than 1,500 ℃, the flame resistant narrow fabric is not carbonized properly, If the temperature for carbonizing the flame resistant narrow fabric stretched in the longitudinal direction exceeds 2,500 ° C., the flame resistant narrow fabric may be burned as it is without carbonization.

상기와 같이 고온으로 탄화 처리되어 구성되는 탄소섬유 세폭직물을 냉풍에 의해 냉각하여 제조한다. 제조된 탄소섬유 세폭직물은 보풀 등과 같은 변형이 전혀 발생하지 않고, 외형이 깔끔하며, 직조 형태가 견고하게 유지되는 특성을 지니고 있다. It is produced by cooling the carbon fiber narrow fabric constituted by carbonization at high temperature as described above by cold wind. The manufactured carbon fiber narrow fabric does not have any deformation such as fluff and the like, has a clean appearance, and has a woven shape.

상기 제조된 탄소섬유 세폭직물을 보빈에 와인딩하거나 또는 일정한 규격으로 절단하고 포장하여 출하하며, 상기 출하된 탄소섬유 세폭직물을 전자재료, 정밀기계 부품 등과 같은 다양한 용도로 광범위하게 활용할 수 있다.The manufactured carbon fiber narrow fabric is wound on a bobbin or cut and packaged to a predetermined size and shipped. The carbon fiber narrow fabric can be widely used for various uses such as electronic materials and precision machine parts.

상기에서 기술된 바와 같이, 세폭직물을 형성하는 단계, 내염화 세폭직물을 형성하는 단계, 및 상기 내염화 세폭직물을 탄화 처리하는 단계를 포함하는 탄소섬유 세폭직물 제조 공정에서 어떠한 형태로도 중합체 용액이 사용되지 않기 때문에, 탄소섬유 세폭직물의 제조가 용이하고 제조원가가 절감될 뿐만 아니라, 중합체 용액으로 인한 탄소섬유 세폭직물의 변형 및 물성 저하가 발생하지 않는다.As described above, the polymer solution in any form in a carbon fiber narrow fabric manufacturing process comprising forming a narrow fabric, forming a flame resistant narrow fabric, and carbonizing the flame resistant narrow fabric. Since this is not used, not only is the production of carbon fiber narrow fabrics easy and the manufacturing cost is reduced, but also the deformation and degradation of physical properties of the carbon fiber narrow fabrics due to the polymer solution do not occur.

또한, 탄소섬유 세폭직물은 가공성이 매우 탁월한 원사를 사용하여 세폭직물을 직조하고, 연속적으로 상기 세폭직물을 내염화 및 탄화 처리하는 일관공정에 의해 제조되므로, 상기 탄소섬유 세폭직물의 제조가 매우 용이하고 제조원가를 대폭 절감할 수 있다.In addition, since the carbon fiber narrow fabric is manufactured by a uniform process of weaving the narrow fabric using a yarn having excellent processability and continuously flameproofing and carbonizing the narrow fabric, the carbon fiber narrow fabric is very easy to manufacture. And the manufacturing cost can be greatly reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 세폭직물의 직조에 사용되는 세폭직기의 예시도Figure 1 is an illustration of a narrow weaving machine used for weaving narrow fabrics according to an embodiment of the present invention

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 웹 형태의 세폭직물의 예시도Figure 2 is an illustration of a narrow fabric in the form of a web according to an embodiment of the present invention

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100 : 세폭직물 200 : 세폭직기100: narrow fabric 200: narrow weaving machine

210 : 테이블 230 : 캐리어(a, b)210: table 230: carrier (a, b)

240 : 원사(a, b) 260 : 권취롤러240 yarn (a, b) 260: winding roller

270 : 권취롤러270: winding roller

Claims (4)

3∼24 본의 폴리아크릴로나이트릴 원사 또는 비스코스 원사를 한 방향으로 배열하고 브레이딩(Braiding)하여 웹 형태의 세폭직물을 형성하는 단계;Arranging and braiding 3 to 24 polyacrylonitrile yarns or viscose yarns in one direction to form a narrow web fabric; 상기 세폭직물을 산화성 가스 분위기에서 길이 방향으로 연신하면서 200∼400 ℃로 내염화 처리하여 내염화 세폭직물을 형성하는 단계; 및Flame-proofing the narrow fabric at 200 to 400 ° C. while stretching the narrow fabric in an oxidizing gas atmosphere in the longitudinal direction to form a flame resistant narrow fabric; And 상기 내염화 세폭직물을 불활성 가스 분위기에서 길이 방향으로 연신하면서 1,500∼2,500 ℃로 탄화 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법.And carbonizing the flame resistant narrow fabric at 1,500 to 2,500 ° C. while stretching it in the longitudinal direction in an inert gas atmosphere. 제 1 항에 있어서, 상기 세폭직물을 형성하는 단계에서 사용되는 폴리아크릴로나이트릴 원사 또는 비스코스 원사는 섬도가 40∼400 데니어가 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the polyacrylonitrile yarn or viscose yarn used in the step of forming the narrow fabric is configured so that the fineness is 40 to 400 denier. 제 1 항에 있어서, 상기 세폭직물을 형성하는 단계는 원사를 세폭직조기에 세팅하여 경사로 배열하고, 상기 경사로 배열된 복수의 원사를 상호간에 지그재그로 교차하여 브레이딩하므로써 세폭직물을 형성하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 세폭직물의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the forming of the narrow fabric comprises setting the yarns in a narrow loom and arranging the warp yarns, and forming the narrow fabric by cross braiding the plurality of yarns arranged in the warp. A method of producing a carbon fiber narrow fabric. 삭제delete
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