KR101468373B1 - Heat treatment apparatus for carbon fiber manufacture and carbon fiber manufacture system with the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치는 입구와 출구 그리고 내부 열처리 공간을 갖고 상기 입구와 상기 출구 사이에서 상기 내부 열처리 공간을 지나며 이동과 정지를 반복하는 전구체 섬유를 정지 상태에서 단속적으로 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버와, 상기 열처리 챔버 내부에 간격을 두고 구비되며 상기 전구체 섬유가 이동 중일 때에는 분리되고 정지 중일 때에는 상기 전구체 섬유에 접촉하는 전원 전극과 접지 전극을 포함하는 하나 이상의 단속 전극쌍과, 상기 단속 전극을 상기 전구체 섬유에 접촉시키거나 분리시키도록 동작시키는 제1 구동 모듈; 상기 전원 전극으로 전력을 공급하기 위한 전원 공급원 및 상기 전구체 섬유의 열처리를 위하여 상기 제1 구동 모듈을 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명의 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템을 이용하면 전기 저항에 의해 전구체 섬유 자체를 발열시킴으로써, 탄화공정에서 투입되는 에너지 비용을 줄일 수 있다. 또한 전구체 섬유를 정지한 후 단속 전극을 접촉하여 열처리함으로써 전극 접촉부의 압력을 최소화할 수 있어, 전구체 섬유의 전기 접촉부의 벤딩이나 압력에 의한 탄소섬유의 품질저하를 막을 수 있다. 또한 버퍼링 모듈을 이용하여 탄소섬유 제조 시스템의 열처리 단계에서 전구체 섬유의 이동을 정지할 때, 열처리 전 단계에서 출력되는 전구체 섬유를 버퍼링할 수 있어 시스템 전반에 걸쳐 전구체 섬유의 이송을 유지하며 연결 공정과 일련의 연속 공정을 수행할 수 있어 생산성 향상을 이룰 수 있다. 또한 복수 개의 단속 전극쌍을 이용하여 하나의 열처리 챔버에서 여러 단계의 열처리를 수행할 수 있다.The present invention relates to a heat treatment apparatus for manufacturing carbon fibers and a carbon fiber manufacturing system having the same. The heat treatment apparatus for producing carbon fiber according to the present invention comprises a heat treatment apparatus which has an inlet, an outlet and an inner heat treatment space, and intermittently heat-treating the precursor fibers repeatedly moving and stopping between the inlet and the outlet through the internal heat treatment space, At least one intermittent electrode pair spaced apart in the heat treatment chamber and including a power supply electrode and a ground electrode that are separated when the precursor fibers are moving and are in contact with the precursor fibers when the precursor fibers are in motion, A first drive module operative to contact or separate the intermittent electrode with the precursor fibers; A power source for supplying power to the power electrode, and a controller for controlling the first driving module for heat treatment of the precursor fiber. When the heat treatment apparatus for producing carbon fiber and the carbon fiber manufacturing system having the same according to the present invention are used, the precursor fibers themselves are heated by electric resistance, so that the energy cost to be inputted in the carbonization process can be reduced. In addition, after the precursor fibers are stopped, the intermittent electrode is contacted and heat-treated to minimize the pressure at the electrode contact portion, thereby preventing the deterioration of the quality of the carbon fiber due to bending or pressure of the electrical contact portion of the precursor fibers. In addition, when buffering module is used to stop the movement of precursor fibers in the heat treatment step of the carbon fiber manufacturing system, it is possible to buffer the precursor fibers output in the pre-heat treatment step, thereby maintaining the transfer of the precursor fibers throughout the system, A series of continuous processes can be performed, and productivity can be improved. In addition, the plurality of intermittent electrode pairs can be used to perform heat treatment in a plurality of stages in one heat treatment chamber.

Description

탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템{HEAT TREATMENT APPARATUS FOR CARBON FIBER MANUFACTURE AND CARBON FIBER MANUFACTURE SYSTEM WITH THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat treatment apparatus for manufacturing carbon fiber, and a carbon fiber manufacturing system including the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도성 피처리 섬유의 이동을 정지시킨 후 단속 전극을 이용하여 자체 저항 발열되도록하여 탄소섬유를 제조하는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment apparatus for manufacturing carbon fibers and a carbon fiber manufacturing system having the same. More particularly, the present invention relates to a carbon fiber manufacturing system for producing carbon fibers by stopping movement of conductive treated fibers, And a carbon fiber manufacturing system having the same.

일반적으로 탄소섬유는 적어도 90% 이상의 탄소로 이루어진 섬유를 칭하는 것으로서, 항공, 레저, 자동차, 조선, 특수산업에 고강도/고탄성의 경량화 소재로 활용되고 있다. 탄소섬유는 제조방법 및 출원원료에 따라 폴리아크릴로니트릴계(PAN:polyacrylonitrile), 핏치계(Pitch), 레이온계(Rayon) 탄소섬유로 구별되어진다. 특히 폴리아크릴로니트릴계 탄소섬유는 높은 인장강도 및 전단강도를 지닌 고기능성 충전재로서 우주 및 항공분야에 소비되어 왔으며, 핏치계의 경우 값싼 범용성 탄소섬유로서 많은 기능성을 내포하고 있다. 탄소섬유의 대표적인 특성은 강철에 비해 1/5로 가볍고, 10배 정도 강도가 세며 높은 탄성률을 갖는다. Generally, carbon fiber refers to a fiber composed of at least 90% of carbon, and is utilized as a lightweight material of high strength / high elasticity in aviation, leisure, automobile, shipbuilding, and special industries. The carbon fibers are classified into polyacrylonitrile (PAN), pitch (Pitch), and rayon (Rayon) carbon fibers according to the manufacturing method and the raw materials of the application. In particular, polyacrylonitrile-based carbon fibers have been consumed in space and aviation fields as high-performance fillers with high tensile strength and shear strength, and in the case of pitch systems, they have many functions as inexpensive universal carbon fibers. Typical characteristics of carbon fiber are 1/5 of lightweight, ten times stronger than steel, and high elasticity.

탄소섬유의 제조방법은 전구체로서 레이온, 핏치 또는 폴리아크릴로니트릴을 중합 방사하여 섬유를 제조하고, 이 전구체 섬유를 열처리하여 얻는 것이 일반적이다. 여기서 열처리 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 전구체 섬유는 공기 분위기에서 200 ~ 300℃의 온도로 산화시키는 안정화 단계를 거치게 된다. 산화 안정화는 전구체 섬유가 탄화과정에서 융착되거나 분해되지 않도록 분자간에 가교결합을 시켜주는데 목적이 있다. 안정화 단계를 거친 전구체 섬유는 불활성 분위기에서 1000 ~ 1500℃로 열처리하는 탄화 단계 및 2500 ~ 3000℃에서 열처리하는 흑연화 단계를 거쳐 탄소섬유를 제조하게 된다. 탄화 단계는 절연성 전구체 섬유에 소정의 전도성을 부여하기 위한 저온 탄화 공정과 전도성이 부여된 전구체 섬유를 열처리하기 위한 고온 탄화 공정으로 나뉜다. The production method of carbon fibers is generally obtained by polymerizing and spinning rayon, pitch, or polyacrylonitrile as a precursor to produce fibers and heat-treating the precursor fibers. Here, the heat treatment process will be briefly described as follows. The precursor fibers undergo a stabilization step in which they are oxidized at a temperature of 200 to 300 ° C in an air atmosphere. Oxidation stabilization is aimed at cross-linking between molecules so that the precursor fibers do not fuse or decompose during the carbonization process. The precursor fibers after the stabilization step are subjected to a carbonization step in which the precursor fibers are heat-treated in an inert atmosphere at 1000 to 1500 ° C and a graphitization step in which they are heat-treated at 2500 to 3000 ° C to produce carbon fibers. The carbonization step is divided into a low-temperature carbonization process for imparting predetermined conductivity to the insulating precursor fibers and a high-temperature carbonization process for heat-treating the precursor fibers to which conductivity is imparted.

탄소섬유 제조를 위한 열처리 단계는 탄소섬유 제조에 있어서 중요한 단계이다. 즉, 열처리 단계에서의 미세한 온도 차이나 온도 변화는 탄소섬유의 제조에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 보다 높은 품질의 탄소섬유를 제조하기 위해서는 열처리 단계에서 안정적으로 전구체 섬유를 처리하기 위한 기술이 요구된다.The heat treatment step for carbon fiber fabrication is an important step in carbon fiber fabrication. That is, a slight temperature difference or a temperature change in the heat treatment step may affect the production of carbon fibers. Therefore, in order to produce higher-quality carbon fibers, a technique for stably processing the precursor fibers in the heat treatment step is required.

전구체 섬유의 열처리 방법은 전구체 섬유의 외부에서 열을 가하는 방식과 저항발열 방식으로 전구체 섬유 자체를 발열시키는 방식이 있다. 이중에서 저항발열 방식은 전도성 피처리 섬유인 전구체 섬유에 전원이 인가된 전극을 접촉하면 전구체 섬유에 전류가 흘러 전구체 섬유 자체를 발열시키는 것이다. 여기서, 전구체 섬유는 이동되면서 전극에 접촉한다. 전구체 섬유는 이동하면서 전극에 접촉되기 때문에 전구체 섬유와 전극 사이의 접촉부의 압력에 의해 전구체 섬유가 끊어지거나 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있다. 또한 여러 단계로 열처리를 수행하기 위해 다수 개의 열처리 장치를 구비하여야 하므로 설비에 많은 비용이 소요된다.The heat treatment method of the precursor fibers includes a method of applying heat from the outside of the precursor fibers and a method of heating the precursor fibers themselves by a resistance heating method. In the resistance heating method, when the electrode to which the power is applied is connected to the precursor fiber, which is conductive treated fiber, a current flows through the precursor fiber, thereby heating the precursor fiber itself. Here, the precursor fibers are in contact with the electrodes while being moved. Since the precursor fibers are in contact with the electrodes while moving, there is a problem that the precursor fibers may be broken or damaged due to the pressure of the contact portions between the precursor fibers and the electrodes. In addition, since a plurality of heat treatment apparatuses are required to perform the heat treatment in various stages, it is expensive to install the apparatus.

본 발명의 목적은 전구체 섬유의 이송을 정지한 후 단속 전극쌍을 이용하여 전구체 섬유를 발열시켜 발열 효율을 높일 수 있는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus for manufacturing carbon fibers and a carbon fiber manufacturing system including the same, which can increase the heat generation efficiency by heating the precursor fibers using interrupting electrode pairs after stopping the transfer of the precursor fibers.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 탄소 섬유 제조 시스템에서 전구체 섬유의 이송을 정지한 후 열처리를 진행하는 동안 열처리 단계 전단에서 출력되는 전구체 섬유를 버퍼링하여 이웃한 연속 처리 공정과 연속할 수 있는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing a carbon fiber, which comprises the steps of: stopping the transfer of precursor fibers in a carbon fiber manufacturing system, and then buffering the precursor fibers output from the heat treatment step during the heat treatment, And a carbon fiber manufacturing system including the same.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치는 입구와 출구 그리고 내부 열처리 공간을 갖고 상기 입구와 상기 출구 사이에서 상기 내부 열처리 공간을 지나며 이동과 정지를 반복하는 전구체 섬유를 정지 상태에서 단속적으로 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버; 상기 열처리 챔버 내부에 간격을 두고 구비되며 상기 전구체 섬유가 이동 중일 때에는 분리되고 정지 중일 때에는 상기 전구체 섬유에 접촉하는 전원 전극과 접지 전극을 포함하는 하나 이상의 단속 전극쌍; 상기 단속 전극을 상기 전구체 섬유에 접촉시키거나 분리시키도록 동작시키는 제1 구동 모듈; 상기 전원 전극으로 전력을 공급하기 위한 전원 공급원; 및 상기 전구체 섬유의 열처리를 위하여 상기 제1 구동 모듈을 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for manufacturing carbon fiber and a carbon fiber manufacturing system including the same. The heat treatment apparatus for producing carbon fiber according to the present invention comprises a heat treatment apparatus which has an inlet, an outlet and an inner heat treatment space, and intermittently heat-treating the precursor fibers repeatedly moving and stopping between the inlet and the outlet through the internal heat treatment space, A heat treatment chamber for performing heat treatment; At least one intermittent electrode pair spaced apart in the heat treatment chamber and including a power supply electrode and a ground electrode that are separated when the precursor fibers are in motion and contact the precursor fibers when the precursor fibers are at rest; A first driving module operable to contact or separate the intermittent electrode with the precursor fibers; A power supply source for supplying power to the power supply electrode; And a controller for controlling the first driving module for heat treatment of the precursor fibers.

일 실시예에 있어서, 상기 단속 전극쌍이 상기 전구체 섬유에 접촉할 때 상기 전구체 섬유가 상기 단속 전극쌍에 밀착되도록 상기 전구체 섬유에 접촉하여 밀거나 당기는 하나 이상의 절연 부재; 및 상기 절연 부재를 상기 전구체 섬유에 접촉시켜 밀거나 당기도록 동작시키는 제2 구동 모듈을 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 구동 모듈과 상기 제2 구동 모듈이 연동하도록 제어한다. In one embodiment, at least one insulating member contacts and contacts the precursor fibers such that the precursor fibers are in close contact with the interfering electrode pairs when the interfering electrode pairs contact the precursor fibers; And a second drive module that operates to push or pull the insulation member in contact with the precursor fibers, and the control unit controls the first drive module and the second drive module to interlock with each other.

일 실시예에 있어서, 상기 절연 부재와 상기 단속 전극쌍은 상기 전구체 섬유에 접촉될 때 상기 전구체 섬유가 상기 절연 부재와 상기 단속 전극쌍 사이에서 엇 교차하는 구조를 갖는다.In one embodiment, the insulating member and the intermittent electrode pair have a structure in which the precursor fibers intersect between the insulating member and the intermittent electrode pair when the precursor fibers are contacted.

일 실시예에 있어서, 단속에 의해 상기 전구체 섬유가 매회 이동되는 거리는 상기 전구체 섬유가 저항 발열되는 구간의 길이보다 상대적으로 짧게 이동한다.In one embodiment, the distance each time the precursor fibers are moved by the intermittent movement is shifted relatively shorter than the length of the section in which the precursor fibers generate resistance.

일 실시예에 있어서, 상기 하나 이상의 단속 전극쌍은 서로 다른 크기의 전압이 공급되는 복수개의 단속 전극쌍을 포함하되, 상기 서로 다른 전압은 상기 전구체 섬유의 이동 방향으로 갈수록 상대적으로 높은 전압을 갖는다.In one embodiment, the one or more intermittent electrode pairs include a plurality of intermittent electrode pairs to which voltages of different sizes are supplied, and the different voltages have a relatively higher voltage toward the moving direction of the precursor fibers.

일 실시예에 있어서, 상기 열처리 챔버 내에서 진행되는 단속적인 열처리 공정을 이웃한 연속 처리 공정과 연결하기 위하여 상기 열처리 챔버의 전단 또는 후단에서 전구체 섬유를 버퍼링하기 위한 버퍼 모듈을 포함한다.In one embodiment, the buffer module includes a buffer module for buffering the precursor fibers at the front end or the rear end of the heat treatment chamber to connect the intermittent heat treatment process proceeding in the heat treatment chamber to the neighboring continuous process.

본 발명의 탄소 섬유 제조 시스템은 전구체 섬유가 내부에서 연속적으로 이동되는 상태에서 제1 단계 열처리를 수행하는 제1 열처리 챔버; 상기 제1 단계 열처리된 전구체 섬유를 정지된 상태에서 제2 단계 열처리를 수행하는 제2 열처리 챔버; 및 상기 제1 열처리 챔버와 상기 제2 열처리 챔버 사이에 구성되어 상기 제2 열처리 챔버가 상기 제2 단계 열처리를 수행하는 동안 상기 제1 열처리 챔버에서 배출되는 상기 제1 단계 열처리된 전구체 섬유를 버퍼링하는 버퍼 모듈을 포함하며, 상기 제1 열처리 챔버는 상기 전구체 섬유를 복사 또는 대류를 수단으로 하는 분위기 가열을 통하여 상기 전구체 섬유가 전도성을 갖도록 하는 저온 탄화 공정을 수행하고, 상기 제2 열처리 챔버는 상기 전구체 섬유가 정지 상태일 때 상기 전구체 섬유에 접촉하여 상기 전구체 섬유에 전력을 공급하는 단속 전극쌍을 구비하고, 상기 전구체 섬유가 정지 상태에서 저항 발열하도록 단속적으로 열처리하는 고온 탄화 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다. The carbon fiber manufacturing system of the present invention comprises a first heat treatment chamber for performing a first stage heat treatment in a state in which precursor fibers are continuously moved inside; A second heat treatment chamber for performing the second step heat treatment in the stopped state of the first-step heat treated precursor fibers; And buffering the first-stage heat treated precursor fibers that are configured between the first heat treatment chamber and the second heat treatment chamber and are discharged from the first heat treatment chamber while the second heat treatment chamber performs the second step heat treatment Wherein the first heat treatment chamber performs a low temperature carbonization process in which the precursor fibers are made conductive through atmosphere heating by means of radiation or convection of the precursor fibers, And a high-temperature carbonization step of intermittently heat-treating the precursor fibers so as to generate resistance when the precursor fibers are in a stopped state, wherein the high-temperature carbonization process is performed by contacting the precursor fibers when the fibers are in a stopped state and supplying an electric power to the precursor fibers, do.

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본 발명의 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템을 이용하면 전기 저항에 의해 전구체 섬유 자체를 발열시킴으로써, 탄화공정에서 투입되는 에너지 비용을 줄일 수 있다. 또한 전구체 섬유를 정지한 후 단속 전극을 접촉하여 열처리함으로써 전극 접촉부의 압력을 최소화할 수 있어, 전구체 섬유의 전기 접촉부의 벤딩이나 압력에 의한 탄소섬유의 품질저하를 막을 수 있다. 또한 버퍼링 모듈을 이용하여 탄소섬유 제조 시스템의 열처리 단계에서 전구체 섬유의 이동을 정지할 때, 열처리 전 단계에서 출력되는 전구체 섬유를 버퍼링할 수 있어 시스템 전반에 걸쳐 전구체 섬유의 이송을 유지하며 연결 공정과 일련의 연속 공정을 수행할 수 있어 생산성 향상을 이룰 수 있다. 또한 복수 개의 단속 전극쌍을 이용하여 하나의 열처리 챔버에서 여러 단계의 열처리를 수행할 수 있다.When the heat treatment apparatus for producing carbon fiber and the carbon fiber manufacturing system having the same according to the present invention are used, the precursor fibers themselves are heated by electric resistance, so that the energy cost to be inputted in the carbonization process can be reduced. In addition, after the precursor fibers are stopped, the intermittent electrode is contacted and heat-treated to minimize the pressure at the electrode contact portion, thereby preventing the deterioration of the quality of the carbon fiber due to bending or pressure of the electrical contact portion of the precursor fibers. In addition, when buffering module is used to stop the movement of precursor fibers in the heat treatment step of the carbon fiber manufacturing system, it is possible to buffer the precursor fibers output in the pre-heat treatment step, thereby maintaining the transfer of the precursor fibers throughout the system, A series of continuous processes can be performed, and productivity can be improved. In addition, the plurality of intermittent electrode pairs can be used to perform heat treatment in a plurality of stages in one heat treatment chamber.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소 섬유 제조 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 제2 열처리 챔버의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 전구체 섬유와 단속 전극 쌍의 접촉 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 제2 열처리 챔버에서 전구체 섬유를 열처리하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 5는 열처리된 탄소 섬유를 이송하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 복수 개의 단속 전극 쌍을 갖는 제2 열처리 챔버의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄소 섬유 제조 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 8은 버퍼 모듈의 동작 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 버퍼 모듈을 이용한 탄소 섬유 제조 방법을 도시한 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a carbon fiber manufacturing system according to a first embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view showing a configuration of the second heat treatment chamber.
Fig. 3 is a view showing the contact state of the precursor fibers and the interrupting electrode pairs. Fig.
FIG. 4 is a flowchart showing a process of heat-treating the precursor fibers in the second heat treatment chamber.
5 is a view showing a process of transferring heat-treated carbon fibers.
6 is a diagram showing a configuration of a second heat treatment chamber having a plurality of intermittent electrode pairs.
FIG. 7 is a view schematically showing a carbon fiber manufacturing system according to a second embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing an operational state of the buffer module.
9 is a flowchart showing a method of manufacturing carbon fiber using a buffer module.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소 섬유 제조 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a carbon fiber manufacturing system according to a first embodiment of the present invention; FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 탄소 섬유 제조 시스템(100)은 전구체 섬유(105)를 열처리하기 위한 제1, 2 열처리 챔버(300, 500)와 전구체 섬유(105)의 긴장도를 조절하기 위한 텐션 제어부(200) 및 전구체 섬유(105)를 이송하기 위한 롤러(102)를 포함한다. 1, the carbon fiber manufacturing system 100 of the present invention includes a first and a second heat treatment chambers 300 and 500 for heat treating the precursor fibers 105 and a second and a third heat treatment chambers 300 and 500 for controlling the degree of strain of the precursor fibers 105 And a roller 102 for conveying the precursor fibers 105. The tension control unit 200 includes a roller 102,

제1 열처리 챔버(300)는 롤러(102)에 의해 이송되는 전구체 섬유(105)가 내부 열처리 공간으로 유입되는 입구와 내부 열처리 공간에서 열처리된 전구체 섬유(105)가 배출되는 출구를 갖는다. 제1 열처리 챔버(300)는 전구체 섬유(105)가 유입 및 배출되는 입, 출구에 챔버 내부로 공기가 유입되는 것을 차단하기 위한 제1, 2 공기 차단부(302, 304)가 구비된다. 예를 들어, 제1, 2 공기 차단부(302, 304)는 질소(N2) 가스를 상부에서 하부로 분사함으로써 질소(N2) 커튼막을 형성하는 방식으로 외부 공기를 차단한다. 제1 열처리 챔버(300)는 600 ~ 1000 ℃의 불활성 분위기에서 복사 및 대류를 수단으로 전구체 섬유(105)를 1차 가열하여 전구체 섬유(105)가 전도성을 갖도록 하는 저온 탄화 공정을 수행한다, The first heat treatment chamber 300 has an inlet through which the precursor fibers 105 conveyed by the roller 102 are introduced into the inner heat treatment space and an outlet through which the precursor fibers 105 heat-treated in the inner heat treatment space are discharged. The first heat treatment chamber 300 is provided with first and second air blocking portions 302 and 304 for blocking air from flowing into the chamber at the inlet and outlet through which the precursor fibers 105 are introduced and discharged. For example, the first and second air blocking portions 302 and 304 block external air in such a manner as to form a nitrogen (N 2 ) curtain film by injecting nitrogen (N 2 ) gas from top to bottom. The first heat treatment chamber 300 performs a low temperature carbonization process in which the precursor fibers 105 are first heated by means of radiation and convection in an inert atmosphere at 600 to 1000 ° C to make the precursor fibers 105 conductive.

제2 열처리 챔버(500)는 제1 열처리 챔버(300)의 후단에 설치되어 제1 열처리 챔버(300)에 의해 열처리된 전구체 섬유(105)를 열처리한다. 제2 열처리 챔버(500)는 내부 열처리 공간으로 전구체 섬유(105)가 유입되는 입구와 내부 열처리 공간에서 열처리된 탄소섬유가 배출되는 출구를 갖는다. 제1 열처리 챔버(300)에서 1차 열처리되어 소정의 전도성을 갖는 전구체 섬유(105)는 제2 열처리 챔버(500)에서 전극을 이용한 저항가열로 고온 탄화 공정이 수행된다. The second heat treatment chamber 500 is provided at the rear end of the first heat treatment chamber 300 and heat-treats the precursor fibers 105 heat-treated by the first heat treatment chamber 300. The second heat treatment chamber 500 has an inlet through which the precursor fibers 105 are introduced into the inner heat treatment space and an outlet through which the heat treated carbon fibers are discharged in the inner heat treatment space. The high-temperature carbonization process is performed by resistance heating using the electrodes in the second heat treatment chamber 500 in the first heat treatment chamber 300 and the precursor fibers 105 having the predetermined conductivity.

텐션 제어부(200)는 롤러(102)에 의해 이송되는 전구체 섬유(105)의 긴장도를 조절하기 위한 구성으로, 제1 열처리 챔버(300)의 전단과, 제1 열처리 챔버(300)와 제2 열처리 챔버(500) 사이와, 제2 열처리 챔버(500)의 후단에 각각 설치된다. The tension control unit 200 controls the tension of the precursor fiber 105 conveyed by the roller 102. The tension control unit 200 controls the tension of the precursor fiber 105 transferred by the roller 102. The tension control unit 200 controls the tension of the precursor fiber 105, The chambers 500, and the rear end of the second heat treatment chamber 500, respectively.

롤러(102)는 탄소 섬유 제조 시스템(100)의 텐션 제어부(200)와 제1, 2 열처리 챔버(300, 500)의 내부를 전구체 섬유(105)가 지나면서 이송될 수 있도록 구성된다. The roller 102 is configured so that the precursor fibers 105 can be transferred through the tension control unit 200 and the first and second heat treatment chambers 300 and 500 of the carbon fiber manufacturing system 100.

저항가열 방식은 전구체 섬유(105)에 전력이 인가된 전극을 접촉시킴으로써 전구체 섬유(105)를 저항가열하는 것으로, 종래에는 전구체 섬유(105)를 계속 이동하면서 전극을 접촉하여 열처리하였다. 그러나 본 발명에서는 제2 열처리 챔버(500) 내부로 유입된 전구체 섬유(105)의 이송을 정지한 후, 정지된 전구체 섬유(105)에 전원 전극과 접지 전극을 포함하는 단속 전극쌍을 접촉하여 단속적으로 전구체 섬유(105)를 저항발열시킨다. 단속 전극쌍이 접촉된 전구체 섬유(105)는 정지된 상태에서 전류가 안정적으로 흐를 수 있어 안정적이면서 완전한 저항발열이 이루어진다. 이하에서는 제2 열처리 챔버(500)의 내부 구성 및 단속 전극쌍을 이용한 전구체 섬유(105)의 저항발열 과정을 상세히 설명한다.
In the resistance heating method, the precursor fibers 105 are subjected to resistance heating by contacting the electrodes to which the electric power is applied. In the past, the electrodes were contacted and heat treated while moving the precursor fibers 105 continuously. However, in the present invention, after stopping the transfer of the precursor fibers 105 flowing into the second heat treatment chamber 500, the intermittent electrode pair including the power supply electrode and the ground electrode is contacted with the stopped precursor fibers 105, The resistance of the precursor fibers 105 is increased. The precursor fiber 105 in which the interrupting electrode pair is in contact can stably flow the current in a stopped state, thereby achieving stable and complete resistance heat generation. Hereinafter, the internal construction of the second heat treatment chamber 500 and the resistance heating process of the precursor fibers 105 using the intermittent electrode pairs will be described in detail.

도 2는 제2 열처리 챔버의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 전구체 섬유와 단속 전극 쌍의 접촉 상태를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a configuration of a second heat treatment chamber, and FIG. 3 is a diagram showing a contact state of a precursor fiber and a pair of intermittent electrodes.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 열처리 챔버(500)는 챔버 몸체(501)와, 전구체 섬유(105)의 길이방향을 따라 설치되는 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)과, 이를 구동하기 위한 제1, 2, 3 전극 구동 모듈(510, 520, 530)과, 전구체 섬유(105)를 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)에 접촉되도록 하기 위한 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)와, 이를 구동하기 위한 제1, 2, 3 절연 부재 구동 모듈(560, 570, 580) 및 제어부(590)로 구성된다. 2 and 3, the second thermal processing chamber 500 includes a chamber body 501 and first, second, and third electrodes 512, 522, and 523 disposed along the longitudinal direction of the precursor fiber 105, 532 and the first, second and third electrode driving modules 510, 520 and 530 for driving the first and second electrode driving modules 510 and 520 and the precursor fiber 105 to contact the first, second and third electrodes 512, 522 and 532 The first, second and third insulating member driving modules 560, 570 and 580 and the control unit 590 for driving the first, second and third insulating members 564, 574 and 584 are provided.

챔버 몸체(501)는 내부에 열처리 공간을 갖고 전구체 섬유(105)가 유입되는 입구와 전구체 섬유(105)가 배출되는 출구를 갖는다. 입구와 출구에는 챔버 몸체(501) 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 차단하기 위한 제1, 2 공기 차단부(502, 504)가 구비된다. 여기서, 제1, 2 공기 차단부(502, 504)는 질소(N2) 가스를 이용한 커튼막 형성 방식을 사용할 수 있다. 질소(N2) 가스를 제1, 2 공기 차단부(502, 504)의 상부에 구비된 가스 주입구(502a, 502b)로 주입하고, 제1, 2 공기 차단부(502, 504)의 하부에 구비된 가스 배출구(502b, 504b)로 배출시킴으로써, 질소(N2) 가스를 이용한 공기 차단을 이룰 수 있다. 챔버 몸체(501)의 상부에는 가스 공급구(505)가 구비되어 가스 공급원(506)로부터 공정가스를 공급받는다. 또한 챔버 몸체(501)의 하부에는 배기 가스를 배출하기 위한 배기구(507)가 배기펌프(509)와 연결된다. The chamber body 501 has a heat treatment space therein and has an inlet through which the precursor fibers 105 are introduced and an outlet through which the precursor fibers 105 are discharged. The inlet and the outlet are provided with first and second air blocking portions 502 and 504 for blocking external air from flowing into the chamber body 501. Here, the first and second air blocking portions 502 and 504 may use a curtain film forming method using nitrogen (N 2 ) gas. Nitrogen (N 2 ) gas is injected into the gas injection ports 502a and 502b provided on the upper portions of the first and second air blocking portions 502 and 504 and the gas is injected into the lower portions of the first and second air blocking portions 502 and 504 By discharging the gas to the gas outlets 502b and 504b provided, it is possible to achieve air interruption using nitrogen (N 2 ) gas. A gas supply port 505 is provided at an upper portion of the chamber body 501 to receive the process gas from the gas supply source 506. An exhaust port 507 for exhausting the exhaust gas is connected to the exhaust pump 509 at a lower portion of the chamber body 501.

제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)은 챔버 몸체(501) 내부를 지나는 전구체 섬유(105)의 하부에 위치하도록 챔버 몸체(501)의 내부에 소정의 간격을 두고 설치된다. 전원 공급원(414)과 연결되어 전력을 공급받는 제1 전극(512)을 중심으로 양측으로 접지(524, 534)로 연결된 제2, 3 전극(522, 532)이 설치된다. 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)에 전구체 섬유(105)가 접촉되면, 제1 전극(512)에서 공급된 전류가 전구체 섬유(105)를 따라 제2, 3 전극(522, 532)으로 흘러 전구체 섬유(105)가 발열된다. 제1 전극(512)에는 직류 전원(515)이 연결될 수도 있다.The first, second and third electrodes 512, 522 and 532 are disposed at predetermined intervals in the chamber body 501 so as to be positioned below the precursor fibers 105 passing through the inside of the chamber body 501. Second and third electrodes 522 and 532 connected to the power supply source 414 and grounded at both sides of the first electrode 512 receiving power are installed. When the precursor fibers 105 are brought into contact with the first, second and third electrodes 512, 522 and 532, the current supplied from the first electrode 512 flows along the precursor fibers 105 to the second and third electrodes 522, 532 to generate the precursor fibers 105. A DC power source 515 may be connected to the first electrode 512.

제1, 2, 3 전극 구동 모듈(510, 520, 530)은 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)에 설치되어 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)을 전구체 섬유(105)에 접촉시키거나 분리시키도록 상하 이동한다. The first, second, and third electrode driving modules 510, 520, and 530 are disposed on the first, second, and third electrodes 512, 522, and 532, And moves up and down to contact or separate the fibers 105.

제1 전극 구동 모듈(510)은 제1 전극(512)에 연결된 제1 전극 구동축(518)과, 제1 전극 구동축(518)을 상하로 수직 이동시키기 위한 제1 전극 구동부(516)로 구성된다. 제1 전극(512)과 제1 전극 구동부(516) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연부(519)를 갖는다. 제2 전극 구동 모듈(520)는 제2 전극(522)에 연결된 제2 전극 구동축(528)과, 제2 전극 구동축(528)을 상하 수직 이동시키기 위한 제2 전극 구동부(526)로 구성된다. 제2 전극(522)과 제2 전극 구동부(526) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연부(529)를 갖는다. 제3 전극 구동 모듈(530)는 제3 전극(532)에 연결된 제3 전극 구동축(538)과, 제3 전극 구동축(538)을 상하 수직 이동시키기 위한 제3 전극 구동부(536)로 구성된다. 제3 전극(532)과 제3 전극 구동부(536) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연부(539)를 갖는다. 제1, 2, 3 전극 구동축(518, 528, 538)은 챔버 몸체(501)의 외부에 구비된 제1, 2, 3 전극 구동부(516,526, 536)와 챔버 몸체(501) 내부에 구비된 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)을 연결한다. 그러므로 챔버 몸체(501)와 제1, 2, 3 전극 구동축(518, 528, 538) 사이에는 챔버 몸체(501)의 밀폐를 위한 실링(508)이 구비된다. 실링(508)은 절연 피드쓰루(feedthrough)로 구성될 수 있다. 또한 제1, 2, 3 전극 구동부(516, 526, 536)는 제1, 2, 3 전극 구동축(518, 528, 538)을 상하 이동시키기 위한 실린더 구조로 구성될 수 있다. The first electrode driving module 510 includes a first electrode drive shaft 518 connected to the first electrode 512 and a first electrode driver 516 for vertically moving the first electrode drive shaft 518 vertically . An insulating portion 519 for electrical insulation is provided between the first electrode 512 and the first electrode driver 516. The second electrode driving module 520 includes a second electrode driving shaft 528 connected to the second electrode 522 and a second electrode driving unit 526 for moving the second electrode driving shaft 528 vertically. An insulating portion 529 for electrical insulation is provided between the second electrode 522 and the second electrode driver 526. The third electrode driving module 530 includes a third electrode driving shaft 538 connected to the third electrode 532 and a third electrode driving unit 536 for moving the third electrode driving shaft 538 vertically. An insulating portion 539 for electrical insulation is provided between the third electrode 532 and the third electrode driver 536. The first, second, and third electrode driving shafts 518, 528, and 538 are connected to the first, second, and third electrode driving units 516, 526, and 536 provided outside the chamber body 501, 1, 2, and 3 electrodes 512, 522, and 532, respectively. Therefore, a seal 508 for sealing the chamber body 501 is provided between the chamber body 501 and the first, second, and third electrode driving shafts 518, 528, and 538. The seal 508 may be comprised of an insulating feedthrough. The first, second, and third electrode driving units 516, 526, and 536 may have a cylindrical structure for moving the first, second, and third electrode driving shafts 518, 528, and 538 up and down.

제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)는 전구체 섬유(105)를 중심으로 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)와 마주하도록 챔버 몸체(501)의 상부에 설치된다. 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)는 전구체 섬유(105)와 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)이 접촉될 때, 전구체 섬유(105)가 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)에 밀착되도록 전구체 섬유(105)에 접촉하여 아래를 향한다. 전구체 섬유(105)는 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)에 밀착되어 열처리가 진행되기 때문에 접촉면이 넓어져 전구체 섬유(105)의 전도 효율이 증대된다. 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)는 전구체 섬유(105)를 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532) 방향으로 밀거나 당김으로써, 전구체 섬유(105)와 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)이 밀착되도록 구동된다. 본 발명에서는 일 실시예로 제1, 2, 3 절연 부재(564, 674, 584)는 각각 두 개로 구성되고, 전구체 섬유(105)가 제1, 2, 3 절연 부재(564, 674, 584)와 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532) 사이에서 엇 교차하여 접촉함으로써, 접촉부의 접촉 압력을 최소화할 수 있다. The first, second and third insulating members 564, 574 and 584 are installed on the upper part of the chamber body 501 so as to face the first, second and third electrodes 512, 522 and 532 around the precursor fiber 105 do. The first, second and third insulating members 564, 574 and 584 are arranged such that when the first, second and third electrodes 512, 522 and 532 are in contact with the precursor fibers 105, And contacts the precursor fibers 105 so as to be in close contact with the second and third electrodes 512, 522, and 532 and faces downward. Since the precursor fibers 105 are in close contact with the first, second and third electrodes 512, 522 and 532 and the heat treatment proceeds, the contact surface is widened, and the conduction efficiency of the precursor fibers 105 is increased. The first, second and third insulating members 564, 574 and 584 push or pull the precursor fibers 105 toward the first, second and third electrodes 512, 522 and 532, 1, 2, and 3 electrodes 512, 522, and 532 are closely contacted. In one embodiment of the present invention, the first, second and third insulating members 564, 674 and 584 are each formed of two pieces, and the precursor fibers 105 are connected to the first, second and third insulating members 564, 674 and 584, And the first, second, and third electrodes 512, 522, and 532, so that the contact pressure of the contact portion can be minimized.

제1, 2, 3 절연 부재 구동 모듈(560, 570, 580)은 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)에 설치되어 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)를 전구체 섬유(105)에 접촉시키거나 분리시키도록 상하 이동한다. 제1 절연 부재 구동 모듈(560)은 제1 절연 부재(564)에 연결된 제1 구동축(563)과, 제1 구동축(563)을 상하로 수직 이동시키기 위한 제1 구동부(562)로 구성된다. 제1 절연 부재(564)와 제1 전극 구동부(562) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연부(563)를 갖는다. 제2 절연 부재 구동 모듈(570)은 제2 절연 부재(574)에 연결된 제2 구동축(573)과, 제2 구동축(573)을 상하로 수직 이동시키기 위한 제2 구동부(572)로 구성된다. 제2 절연 부재(574)와 제2 전극 구동부(572) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연부(573)를 갖는다. 제3 절연 부재 구동 모듈(580)은 제3 절연 부재(584)에 연결된 제3 구동축(583)과, 제3 구동축(583)을 상하로 수직 이동시키기 위한 제3 구동부(582)로 구성된다. 제3 절연 부재(584)와 제3 전극 구동부(582) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연부(583)를 갖는다. 또한 제1, 2, 3 구동축(563, 573, 583)과 챔버 몸체(501) 사이에도 실링(508)이 구비되고, 실링(508)은 절연 피드쓰루(feedthrough)로 구성될 수 있다. 제1, 2, 3 구동부(562, 572, 582)는 제1, 2, 3 구동축(563, 573, 583)을 상하 이동시키기 위한 실린더 구조로 구성될 수 있다. The first, second and third insulating member driving modules 560, 570 and 580 are installed on the first, second and third insulating members 564, 574 and 584 to form first, second and third insulating members 564, 574 and 584 ) Is moved up and down to contact or separate the precursor fibers 105. The first insulating member driving module 560 includes a first driving shaft 563 connected to the first insulating member 564 and a first driving unit 562 for vertically moving the first driving shaft 563 vertically. An insulating portion 563 for electrical insulation is provided between the first insulating member 564 and the first electrode driver 562. The second insulating member driving module 570 includes a second driving shaft 573 connected to the second insulating member 574 and a second driving unit 572 for vertically moving the second driving shaft 573 vertically. An insulating portion 573 for electrical insulation is provided between the second insulating member 574 and the second electrode driver 572. The third insulating member driving module 580 includes a third driving shaft 583 connected to the third insulating member 584 and a third driving unit 582 for vertically moving the third driving shaft 583 vertically. An insulating portion 583 for electrical insulation is provided between the third insulating member 584 and the third electrode driver 582. A seal 508 is also provided between the first, second and third drive shafts 563, 573 and 583 and the chamber body 501, and the seal 508 may be formed of an insulating feedthrough. The first, second and third driving units 562, 572 and 582 may have a cylinder structure for moving the first, second and third driving shafts 563, 573 and 583 up and down.

제어부(590)는 제1, 2, 3 전극 구동 모듈(510, 520, 530)과 제1, 2, 3 절연 부재 구동 모듈(560, 570, 580)을 제어한다. 제어부(590)는 열처리를 위해 전구체 섬유(105)의 이동을 정지하면, 제1, 2, 3 전극 구동부(516, 526, 536)와 제1, 2, 3 구동부(562, 572, 582)가 구동되도록 제어하여 전구체 섬유(105)에 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)과 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)가 접촉하도록 한다. 전구체 섬유(105)의 열처리가 완료되면, 전구체 섬유(105)에서 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)과 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)가 분리될 수 있도록 제1, 2, 3 전극 구동부(516, 526, 536)와 제1, 2, 3 구동부(562, 572, 582)를 구동한다. 제어부(590)는 전구체 섬유(105)가 열처리를 위해 이송이 정지되거나 열처리 전, 후에이송되면, 제1, 2, 3 전극 구동 모듈(510, 520, 530)과 제1, 2, 3 절연 부재 구동모듈(560, 570, 580)이 연동되어 구동될 수 있도록 제어한다.
The controller 590 controls the first, second and third electrode drive modules 510, 520 and 530 and the first, second and third insulation member drive modules 560, 570 and 580. When the control unit 590 stops the movement of the precursor fiber 105 for the heat treatment, the first, second and third electrode driving units 516, 526 and 536 and the first, second and third driving units 562, 572 and 582 The first, second, and third electrodes 512, 522, and 532 and the first, second, and third insulating members 564, 574, and 584 are brought into contact with the precursor fiber 105. When the heat treatment of the precursor fiber 105 is completed, the first, second and third electrodes 512, 522 and 532 and the first, second and third insulating members 564, 574 and 584 are separated from the precursor fiber 105 Second, and third electrode driver units 516, 526, and 536 and first, second, and third driver units 562, 572, and 582, respectively. When the precursor fibers 105 are transported for heat treatment or transferred before and after the heat treatment, the control unit 590 controls the first, second, and third electrode drive modules 510, 520, and 530 and the first, And controls the drive modules 560, 570, and 580 to be interlocked and driven.

도 4는 제2 열처리 챔버에서 전구체 섬유를 열처리하는 과정을 도시한 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart showing a process of heat-treating the precursor fibers in the second heat treatment chamber.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 열처리 챔버(500)에서 전구체 섬유를 열처리하는 과정을 설명하면, 탄소 섬유 제조 시스템(100)에서 제1 열처리 챔버(300)에서 열처리된 일정 길이의 전구체 섬유(105)는 제2 열처리 챔버(500) 내부로 이송된다(S100). 제2 열처리 챔버(500) 내부로 이송된 전구체 섬유(105)는 열처리를 위해 이송이 정지된다(S200). 정지된 전구체 섬유(105)에 단속 전극 쌍인 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)을 접촉시킨다. 제어부(590)는 전구체 섬유(105)의 이동이 정지되면 제1, 2, 3 전극 구동 모듈(510, 520, 530)을 구동하여 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)을 상승시켜 전구체 섬유(105)에 접하도록 한다. 여기서, 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)에 전구체 섬유(105)가 밀착될 수 있도록 전구체 섬유(105)에 제 1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)를 접촉시킨다. 제어부(590)는 제1, 2, 3 절연 부재 구동 모듈(560, 570, 580)를 구동하여 제 1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)를 하강시켜 전구체 섬유(105)에 접하도록 한다(S300). 전구체 섬유(105)에 접촉된 제1 전극(512)에 전원을 공급하면(S400), 전류는 전구체 섬유(105)를 통해 제2, 3 전극(522, 532)으로 흘러 접지로 전달된다. 그러므로 제2 전극(522)과 제3 전극(532) 사이의 통전 구간에서 전구체 섬유(105)는 자체 저항 발열되어 열처리된다(S500). 열처리가 완료되면 제1 전극(512)에 전원 공급을 종료하고(S600), 제어부(590)는 제1, 2, 3 전극 구동 모듈(510, 520, 530)과 제1, 2, 3 절연 부재 구동 모듈(560, 570, 580)을 구동하여 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)과 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)를 전구체 섬유(105)에서 분리한다(S700). 정지되었던 전구체 섬유(105)는 열처리가 완료되면 다시 이송이 개시된다(S800). As shown in FIG. 4, the process of heat treating the precursor fibers in the second heat treatment chamber 500 will be described. In the carbon fiber manufacturing system 100, the length of the precursor fibers heated in the first heat treatment chamber 300 105 are transferred into the second heat treatment chamber 500 (S100). The precursor fiber 105 transferred into the second heat treatment chamber 500 is stopped for heat treatment (S200). First, second, and third electrodes 512, 522, and 532, which are pairs of intermittent electrodes, are brought into contact with the stopped precursor fibers 105. When the movement of the precursor fiber 105 is stopped, the controller 590 drives the first, second, and third electrode driving modules 510, 520, and 530 to move the first, second, and third electrodes 512, 522, To contact the precursor fibers 105. The first, second and third insulating members 564, 574 and 584 are brought into contact with the precursor fibers 105 so that the precursor fibers 105 can be adhered to the first, second and third electrodes 512, 522 and 532, . The control unit 590 drives the first, second and third insulating member driving modules 560, 570 and 580 to lower the first, second and third insulating members 564, 574 and 584 to contact the precursor fibers 105 (S300). When power is supplied to the first electrode 512 that is in contact with the precursor fiber 105 in step S400, the current flows to the second and third electrodes 522 and 532 through the precursor fiber 105 and is transmitted to the ground. Therefore, the precursor fibers 105 in the current-supplying section between the second electrode 522 and the third electrode 532 are heated and heat-treated (S500). When the heat treatment is completed, the power supply to the first electrode 512 is terminated (S600), and the control unit 590 controls the first, second and third electrode driving modules 510, 520, and 530 and the first, The driving modules 560, 570 and 580 are driven to separate the first, second and third electrodes 512, 522 and 532 and the first, second and third insulating members 564, 574 and 584 from the precursor fibers 105 (S700). When the heat treatment is completed, the stopped precursor fiber 105 starts to be transported again (S800).

상기에 설명한 방식으로 여러 번의 단속 열처리 단계를 진행하면서 전구체 섬유(105)를 열처리할 수 있다. 본 발명에서는 전구체 섬유(105)는 제2 열처리 챔버(500)의 내부에서 이송이 정지된 상태로 단속 전극쌍에 의해 자체 저항 발열된다. 그러므로 종래의 이송중인 전구체 섬유(105)에 비해 전극과의 접촉부가 안정적으로 유지되고, 전구체 섬유(105)에 안정적으로 전류가 흐르게 되어 보다 효율적인 열처리가 이루어질 수 있다.
The precursor fibers 105 can be heat-treated while performing the intermittent heat treatment step in the above-described manner. In the present invention, the precursor fibers 105 are self-resistively heated by the intermittent electrode pairs in a state that the transfer of the precursor fibers 105 is stopped inside the second heat treatment chamber 500. Therefore, compared to the conventional precursor fiber 105 being conveyed, the contact portion with the electrode is stably maintained, and the current flows stably through the precursor fiber 105, so that more efficient heat treatment can be performed.

도 5는 열처리된 탄소섬유를 이송하는 과정을 도시한 도면이다.5 is a view showing a process of transferring heat-treated carbon fibers.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)에 접하여 열처리된 전구체 섬유(105)는 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)과 분리된 후 이송된다. 여기서, 열처리된 전구체 섬유(105)의 이동 거리는 저항 발열 구간인 제2 전극(522)과 제3 전극(532) 사이의 길이보다 짧도록 한다. 다시 말해, 열처리 된 전구체 섬유(105)의 이동시, 열처리 된 전구체 섬유(105)의 일부가 저항 발열 구간에 다시 포함되어 중첩적으로 열처리된다. 이러한 중첩 열처리 구간을 형성함으로써, 전구체 섬유(105)가 열처리 되지 않고 이송되는 경우를 미연에 방지할 수 있다.
5 (a), the precursor fibers 105 heat-treated in contact with the first, second and third electrodes 512, 522 and 532 are connected to the first, second and third electrodes 512, 522 and 532, Separated and transported. Here, the movement distance of the heat treated precursor fiber 105 is shorter than the length between the second electrode 522 and the third electrode 532, which is a resistance heating period. In other words, when the heat-treated precursor fibers 105 are moved, a part of the heat-treated precursor fibers 105 is included again in the resistance heating section and heat-treated in an overlapping manner. By forming such a superimposed heat treatment section, it is possible to prevent the precursor fibers 105 from being conveyed without heat treatment.

도 6은 복수 개의 단속 전극 쌍을 갖는 제2 열처리 챔버의 구성을 도시한 도면이다.6 is a diagram showing a configuration of a second heat treatment chamber having a plurality of intermittent electrode pairs.

도 6에 도시된 바와 같이, 제2 열처리 모듈(500a)은 전원 전극과 접지 전극으로 구성된 복수 개의 단속 전극쌍을 포함한다. 복수 개의 단속 전극쌍은 여러 단계의 저항 발열 구간을 형성한다. 여기서, 저항 발열 구간은 상기에 설명한 바와 같이, 제1, 2, 3 전극(512, 522, 532)과 제1, 2, 3 전극 구동 모듈(510, 520, 530)과 제1, 2, 3 절연 부재(564, 574, 584)와 제1, 2, 3 절연 부재 구동 모듈(560, 570, 580)로 구성된다. 또한 상기에 설명과 동일한 방식으로 전구체 섬유(105)의 이동을 정지한 후 열처리한다. As shown in FIG. 6, the second thermal processing module 500a includes a plurality of intermittent electrode pairs including a power supply electrode and a ground electrode. The plurality of intermittent electrode pairs form resistance heating sections in several stages. As described above, the resistance heating period is divided into the first, second and third electrodes 512, 522 and 532, the first, second and third electrode driving modules 510, 520 and 530, Insulating members 564, 574 and 584 and first, second and third insulating member driving modules 560, 570 and 580. After the movement of the precursor fibers 105 is stopped in the same manner as described above, the precursor fibers 105 are heat-treated.

제1 단계 저항 발열 구간(A)에서 열처리된 전구체 섬유(105)는 제2 단계 저항 발열 구간(B)로 이동되어 열처리되고, 전구체 섬유(105)는 다시 제3 단계 저항 발열 구간(C)으로 이동된다. 제어부(590)의 제어에 따라 각 구간에 설치된 제1 전극(512)에는 서로 다른 크기의 전압을 인가함으로써, 전구체 섬유(105)의 열처리 정도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 단계 저항 발열 구간(A)에서의 전구체 섬유(105)는 1200℃로 열처리될 수 있도록 제1 전극(512)에 전압이 공급되고, 제2 단계 저항 발열 구간(B)에서의 전구체 섬유(105)는 1300℃로 열처리될 수 있도록 제1 전극(512)에 전압이 공급되며, 제3 단계 저항 발열 구간(C)에서의 전구체 섬유(105)는 1500℃로 열처리 될 수 있도록 제1 전극(512)에 전압이 공급됨으로써, 전구체 섬유(105)는 점차 높은 온도로 열처리될 수 있다. 그러므로 전구체 섬유(105)는 여러 단계를 거치면서 완전한 열처리 효과를 얻을 수 있다. The precursor fibers 105 heat-treated in the first-stage resistance heating section A are moved to the second-stage resistance heating section B and heat-treated, and the precursor fibers 105 are again heated to the third- . The degree of heat treatment of the precursor fibers 105 can be controlled by applying voltages of different magnitudes to the first electrodes 512 provided in each section under the control of the controller 590. [ For example, the precursor fibers 105 in the first-stage resistance heating period A are supplied with a voltage to the first electrode 512 so that the precursor fibers 105 can be heat-treated at 1200 ° C, The precursor fibers 105 in the third resistance heating period C are supplied with a voltage so that the precursor fibers 105 can be heat-treated at 1300 ° C and the precursor fibers 105 in the third resistance heating period C can be heat- By supplying a voltage to the first electrode 512, the precursor fibers 105 can be heat-treated at a gradually higher temperature. Thus, the precursor fibers 105 can achieve a complete heat treatment effect through various stages.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄소 섬유 제조 시스템을 간략하게 도시한 도면이다. FIG. 7 is a view schematically showing a carbon fiber manufacturing system according to a second embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 탄소 섬유 제조 시스템(100a)은 제1 열처리 챔버(300)와 제2 열처리 챔버(500) 사이에 버퍼 모듈(400)이 구비된다. 제2 열처리 챔버(500)에서 열처리 공정을 진행할 때, 전구체 섬유(105)의 이송을 정지한다. 그러면 시스템 전체에서 이송되던 전구체 섬유(105)의 이송도 정지되어야하므로 탄소섬유의 생산성 저하 및 처리 효율이 낮아진다. 본 발명에서의 버퍼 모듈(400)은 제2 열처리 챔버(500)의 전단에 설치되어 제2 열처리 챔버(500)에서 전구체 섬유(105)를 이송을 정지시킨 후 열처리 공정을 진행할 때, 이웃한 연속 처리 공정과 연결하여 전구체 섬유(105)의 이송을 유지할 수 있도록 전구체 섬유(105)를 버퍼링한다.
As shown in FIG. 7, the carbon fiber manufacturing system 100a includes a buffer module 400 between the first heat treatment chamber 300 and the second heat treatment chamber 500. When the heat treatment process is performed in the second heat treatment chamber 500, the transfer of the precursor fibers 105 is stopped. Then, the transfer of the precursor fibers 105 transferred from the entire system must also be stopped, so that the productivity and the treatment efficiency of the carbon fiber are lowered. The buffer module 400 of the present invention is installed at the front end of the second heat treatment chamber 500 and stops the transfer of the precursor fibers 105 in the second heat treatment chamber 500. When the heat treatment process is performed, The precursor fibers 105 are buffered so as to maintain the transfer of the precursor fibers 105 in connection with the treatment process.

도 8은 버퍼 모듈의 동작 상태를 도시한 도면이고, 도 9는 버퍼 모듈을 이용한 탄소 섬유 제조 방법을 도시한 순서도이다.FIG. 8 is a view showing an operational state of the buffer module, and FIG. 9 is a flowchart showing a method of manufacturing carbon fiber using a buffer module.

도 8에 도시된 바와 같이, 버퍼 모듈(400)은 버퍼링 챔버(402)와 버퍼링 챔버(402) 내부에 구비되는 푸시풀 부재(416)와 푸시풀 부재(416)를 구동하여 전구체 섬유(105)를 버퍼링하기 위한 푸시풀 구동 모듈(410)과 전구체 섬유(105)를 지지하는 지지롤러(420)로 구성된다. 8, the buffer module 400 drives the push-pull member 416 and the push-pull member 416 provided in the buffering chamber 402 and the buffering chamber 402 to move the precursor fibers 105, A push-pull drive module 410 for buffering the precursor fibers 105 and a support roller 420 for supporting the precursor fibers 105.

버퍼링 챔버(402)는 전구체 섬유(105)가 내부를 통과하여 이동한다. 버퍼링 챔버(402)는 제1 열처리 챔버(300)에서 열처리된 전구체 섬유(105)가 유입되어 제2 열처리 챔버(500)에서 열처리가 수행되는 동안 전구체 섬유(105)를 버퍼링한다.The buffering chamber 402 moves through the precursor fibers 105 through the interior. The buffering chamber 402 buffers the precursor fibers 105 while heat treatment in the second heat treatment chamber 500 is performed by flowing the precursor fibers 105 heat-treated in the first heat treatment chamber 300.

푸시풀 부재(416)는 전구체 섬유(105)의 상부에 설치되어 상하로 이동한다. 푸시풀 부재(416)는 전구체 섬유(105)에 접촉하여 전구체 섬유(105)를 밀거나 당김으로써 전구체 섬유(105)를 버퍼링한다. The push-pull member 416 is installed on the top of the precursor fibers 105 and moves up and down. The push-pull member 416 contacts the precursor fibers 105 to buffer the precursor fibers 105 by pushing or pulling the precursor fibers 105.

푸시풀 구동 모듈(410)은 푸시풀 부재(416)에 연결되는 구동축(414)과 구동축(414)을 상하 이동시키기 위한 푸시풀 부재 구동부(412)로 구성된다. 푸시풀 구동 모듈(410)은 제2 열처리 챔버(500) 내부에서 열처리되는 전구체 섬유(105)의 이송 및 정지 상태에 따라 연동되어 제어부(590)에 의해 제어된다. 푸시풀 부재(416)와 푸시풀 부재 구동부(412) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연부(413)가 구비된다. 푸시풀 부재 구동부(412)는 푸시풀 부재(416)를 상하로 이동시킬 수 있는 실린더 구조로 구성될 수 있다. 또한 구동축(414)과 버퍼링 챔버(402) 사이에는 실링(411)이 구비된다. 실링(508)은 절연 피드쓰루(feedthrough)로 구성될 수 있다.The push-pull driving module 410 includes a driving shaft 414 connected to the push-pull member 416 and a push-pull member driving unit 412 for moving the driving shaft 414 up and down. The push-pull driving module 410 is controlled by the control unit 590 in accordance with the feeding and stopping states of the precursor fibers 105 heat-treated in the second heat treatment chamber 500. An insulating portion 413 for electrical insulation is provided between the push-pull member 416 and the push-pull member driving portion 412. The push-pull member driving unit 412 may be configured in a cylinder structure capable of moving the push-pull member 416 up and down. Further, a sealing 411 is provided between the drive shaft 414 and the buffering chamber 402. The seal 508 may be comprised of an insulating feedthrough.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 열처리 챔버(300)에서 1차 열처리된 전구체 섬유(105)는 제2 열처리 챔버(500) 내부로 이송된다. 제2 열처리 챔버(500) 내부로 이송된 전구체 섬유(105)는 2차 열처리를 위해 이송을 정지한다. 전구체 섬유(105)의 이송이 정지되면 전구체 섬유(105)와 이격되어 위치되었던 푸시풀 부재(416)를 구동하여 전구체 섬유(105)의 버퍼링을 개시한다(S210). 버퍼링 챔버(402)의 푸시풀 부재 구동 모듈(410)을 구동하여 전구체 섬유(105)에 푸시풀 부재(416)가 접하도록 푸시풀 부재(416)를 하강시킨다. 푸시풀 부재(416)는 하강하면서 전구체 섬유(105)를 버퍼링 챔버(402) 아래로 늘어트린다. 즉, 제2 열처리 챔버(500) 내부에서는 전구체 섬유(104)의 이송이 정지되었지만, 버퍼 모듈(400) 및 그 전 단계에서의 전구체 섬유(104)는 계속적으로 이송되면서 버퍼링 챔버(402) 내부에 버퍼링된다. 푸시풀 부재(416)의 구동 시간은 제2 열처리 챔버(500) 내부에서 전구체 섬유(105)의 이송이 정지된 시간에 비례한다. 8 and 9, the precursor fibers 105 subjected to the first heat treatment in the first heat treatment chamber 300 are transferred into the second heat treatment chamber 500. The precursor fibers 105 transferred into the second heat treatment chamber 500 stop the transfer for the secondary heat treatment. When the transfer of the precursor fibers 105 is stopped, the push-pull member 416, which has been separated from the precursor fibers 105, is driven to start buffering the precursor fibers 105 (S210). The push-pull member 416 of the buffering chamber 402 is driven to lower the push-pull member 416 so that the push-pull member 416 contacts the precursor fiber 105. The push-pull member 416 descends and stretches the precursor fibers 105 under the buffering chamber 402. That is, although the transfer of the precursor fibers 104 is stopped in the second heat treatment chamber 500, the buffer module 400 and the precursor fibers 104 in the previous stage are continuously transferred to the inside of the buffering chamber 402 Buffered. The driving time of the push-pull member 416 is proportional to the time at which the transfer of the precursor fibers 105 is stopped inside the second heat treatment chamber 500.

제2 열처리 챔버(500)에서 열처리 완료 후 전구체 섬유(105)의 이송이 재개되면 푸시풀 부재(416)를 상승시키고, 푸시풀 부재(416)에 의해 버퍼링되었던 전구체 섬유(105)가 버퍼링 챔버(402)에서 배출되어 제2 열처리 챔버(500)로 제공된다(S810). 버퍼 모듈(400)을 이용하여 제2 열처리 챔버(500)에서 열처리 시 전구체 섬유(105)의 이송이 정지된 시간만큼의 길이보상이 가능해진다.
When the transfer of the precursor fibers 105 is resumed after the heat treatment in the second thermal processing chamber 500 is resumed, the push-pull member 416 is raised and the precursor fibers 105 buffered by the push- 402 and provided to the second thermal processing chamber 500 (S810). The buffer module 400 can compensate for the length of time for which the transfer of the precursor fibers 105 is stopped during the heat treatment in the second thermal processing chamber 500. [

이상에서 설명된 본 발명의 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치 및 이를 구비한 탄소 섬유 제조 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. The embodiments of the heat treatment apparatus for manufacturing carbon fiber and the carbon fiber manufacturing system having the same according to the present invention described above are merely illustrative and those skilled in the art will appreciate that various modifications And other equivalent embodiments are possible.

그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100, 100a: 탄소 섬유 제조 시스템 102: 이송롤러
105: 전구체 섬유 200: 텐션 제어부
300: 제1 열처리 챔버 302, 304: 제1, 2 공기 차단부
400: 버퍼 모듈 402: 버퍼링 챔버
410: 푸시풀 구동 모듈 411: 실링
412: 푸시풀 부재 구동부 413: 절연부
414: 구동축 416: 푸시풀 부재
420: 지지롤러 500: 제2 열처리 챔버
500a: 제2 열처리 모듈 501: 챔버 몸체
502, 504: 제1, 2 공기 차단부 502a, 504a: 가스 주입구
502b, 504b: 가스 배출구 505: 가스 주입구
506: 가스 공급원 507: 배기구
508: 실링 509: 배기펌프
510: 제1 전극 구동 모듈 512: 제1 전극
514: 전원 공급원 515: 직류 전원
516: 제1 전극 구동부 518: 제1 전극 구동축
519: 절연부 520: 제2 전극 구동 모듈
522: 제2 전극 524: 접지
526: 제2 전극 구동부 528: 제2 전극 구동축
529: 절연부 530: 제3 전극 구동 모듈
532: 제3 전극 534: 접지
536: 제3 전극 구동부 538: 제3 전극 구동축
539: 절연부 560: 제1 절연 부재 구동 모듈
562: 제1 구동부 563: 제1 구동축
564: 제1 절연 부재 569: 절연부
570: 제2 절연 부재 구동 모듈 572: 제2 구동부
573: 제2 구동축 574: 제2 절연 부재
579: 절연부 580: 제3 절연 부재 구동 모듈
582: 제3 구동부 583: 제3 구동축
584: 제3 절연 부재 589: 절연부
590: 제어부100, 100a: Carbon fiber manufacturing system 102: Feed roller
105: precursor fiber 200: tension control unit
300: first heat treatment chamber 302, 304: first and second air blocking portions
400: buffer module 402: buffering chamber
410: Push-pull drive module 411: Sealing
412: Push-pull member driving unit 413:
414: drive shaft 416: push-pull member
420: support roller 500: second heat treatment chamber
500a: second heat treatment module 501: chamber body
502, 504: first and second air blocking portions 502a, 504a: gas inlet
502b, 504b: gas outlet 505: gas inlet
506: gas supply source 507: exhaust port
508: sealing 509: exhaust pump
510: first electrode driving module 512: first electrode
514: Power source 515: DC power source
516: first electrode driver 518: first electrode drive shaft
519: Insulation part 520: Second electrode driving module
522: second electrode 524: ground
526: second electrode driver 528: second electrode driver
529: Insulation part 530: Third electrode driving module
532: third electrode 534: ground
536: Third electrode driving part 538: Third electrode driving shaft
539: Insulation part 560: First insulation member driving module
562: first driving part 563: first driving shaft
564: first insulating member 569: insulating part
570: second insulating member driving module 572: second driving part
573: second driving shaft 574: second insulating member
579: Insulation part 580: Third insulation member driving module
582: third drive part 583: third drive shaft
584: third insulating member 589: insulating member
590:

Claims (9)

입구와 출구 그리고 내부 열처리 공간을 갖고 상기 입구와 상기 출구 사이에서 상기 내부 열처리 공간을 지나며 이동과 정지를 반복하는 전구체 섬유를 정지 상태에서 단속적으로 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버;
상기 열처리 챔버 내부에 간격을 두고 구비되며 상기 전구체 섬유가 이동 중일 때에는 분리되고 정지 중일 때에는 상기 전구체 섬유에 접촉하는 전원 전극과 접지 전극을 포함하는 하나 이상의 단속 전극쌍;
상기 단속 전극을 상기 전구체 섬유에 접촉시키거나 분리시키도록 동작시키는 제1 구동 모듈;
상기 전원 전극으로 전력을 공급하기 위한 전원 공급원; 및
상기 전구체 섬유의 열처리를 위하여 상기 제1 구동 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치.
A heat treatment chamber having an inlet, an outlet, and an inner heat treatment space, and intermittently performing a heat treatment process in a stationary state between the inlet and the outlet, wherein the precursor fibers repeatedly move and stop through the inner heat treatment space;
At least one intermittent electrode pair spaced apart in the heat treatment chamber and including a power supply electrode and a ground electrode that are separated when the precursor fibers are in motion and contact the precursor fibers when the precursor fibers are at rest;
A first driving module operable to contact or separate the intermittent electrode with the precursor fibers;
A power supply source for supplying power to the power supply electrode; And
And a controller for controlling the first driving module for heat treatment of the precursor fibers.
제1항에 있어서,
상기 단속 전극쌍이 상기 전구체 섬유에 접촉할 때 상기 전구체 섬유가 상기 단속 전극쌍에 밀착되도록 상기 전구체 섬유에 접촉하여 밀거나 당기는 하나 이상의 절연 부재; 및
상기 절연 부재를 상기 전구체 섬유에 접촉시켜 밀거나 당기도록 동작시키는 제2 구동 모듈을 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 구동 모듈과 상기 제2 구동 모듈이 연동하도록 제어하는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치.
The method according to claim 1,
At least one insulating member contacting and pushing the precursor fibers so that the precursor fibers come into close contact with the pair of intermittent electrodes when the interrupted electrode pair contacts the precursor fibers; And
And a second drive module operable to push and pull the insulating member in contact with the precursor fibers,
Wherein the controller controls the first driving module and the second driving module to interlock with each other.
제2항에 있어서,
상기 절연 부재와 상기 단속 전극쌍은 상기 전구체 섬유에 접촉될 때 상기 전구체 섬유가 상기 절연 부재와 상기 단속 전극쌍 사이에서 엇 교차하는 구조를 갖는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the insulating member and the pair of intermittent electrodes have a structure in which the precursor fibers intersect between the insulating member and the intermittent electrode pair when the precursor fibers contact the precursor fibers.
제1항에 있어서,
단속에 의해 상기 전구체 섬유가 매회 이동되는 거리는 상기 전구체 섬유가 저항 발열되는 구간의 길이보다 상대적으로 짧게 이동하는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the distance at which the precursor fibers are moved each time by the intermittent movement is relatively shorter than the length of the section at which the precursor fibers generate resistance.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 단속 전극쌍은 서로 다른 크기의 전압이 공급되는 복수개의 단속 전극쌍을 포함하되, 상기 서로 다른 전압은 상기 전구체 섬유의 이동 방향으로 갈수록 상대적으로 높은 전압을 갖는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one intermittent electrode pair includes a plurality of intermittent electrode pairs to which voltages of different sizes are supplied, wherein the different voltages are relatively high voltage in the direction of movement of the precursor fibers, .
제1항에 있어서,
상기 열처리 챔버 내에서 진행되는 단속적인 열처리 공정을 이웃한 연속 처리 공정과 연결하기 위하여 상기 열처리 챔버의 전단 또는 후단에서 전구체 섬유를 버퍼링하기 위한 버퍼 모듈을 포함하는 탄소 섬유 제조를 위한 열처리 장치.
The method according to claim 1,
And a buffer module for buffering the precursor fibers at the front end or the rear end of the heat treatment chamber to connect the intermittent heat treatment process proceeding in the heat treatment chamber to the neighboring continuous process process.
전구체 섬유가 내부에서 연속적으로 이동되는 상태에서 제1 단계 열처리를 수행하는 제1 열처리 챔버;
상기 제1 단계 열처리된 전구체 섬유를 정지된 상태에서 제2 단계 열처리를 수행하는 제2 열처리 챔버; 및
상기 제1 열처리 챔버와 상기 제2 열처리 챔버 사이에 구성되어 상기 제2 열처리 챔버가 상기 제2 단계 열처리를 수행하는 동안 상기 제1 열처리 챔버에서 배출되는 상기 제1 단계 열처리된 전구체 섬유를 버퍼링하는 버퍼 모듈을 포함하며,
상기 제1 열처리 챔버는 상기 전구체 섬유를 복사 또는 대류를 수단으로 하는 분위기 가열을 통하여 상기 전구체 섬유가 전도성을 갖도록 하는 저온 탄화 공정을 수행하고,
상기 제2 열처리 챔버는 상기 전구체 섬유가 정지 상태일 때 상기 전구체 섬유에 접촉하여 상기 전구체 섬유에 전력을 공급하는 단속 전극쌍을 구비하고, 상기 전구체 섬유가 정지 상태에서 저항 발열하도록 단속적으로 열처리하는 고온 탄화 공정을 수행하는 탄소 섬유 제조 시스템.A first heat treatment chamber for performing a first stage heat treatment in a state in which the precursor fibers are continuously moved inside;
A second heat treatment chamber for performing the second step heat treatment in the stopped state of the first-step heat treated precursor fibers; And
A buffer disposed between the first heat treatment chamber and the second heat treatment chamber for buffering the first heat treated precursor fibers discharged from the first heat treatment chamber while the second heat treatment chamber performs the second step heat treatment, Module,
The first heat treatment chamber performs a low-temperature carbonization process in which the precursor fibers are made conductive through the atmosphere heating by means of radiation or convection,
Wherein the second heat treatment chamber has an interdigitated electrode pair that contacts the precursor fibers to supply power to the precursor fibers when the precursor fibers are in a stopped state and a high temperature A carbon fiber manufacturing system for performing a carbonization process. 삭제delete 삭제delete
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