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레이온직물의 특성에 미치는 등온 안정화공정 및 초음파세척의 영향
조채욱 ( Chae Wook Cho ),조동환 ( Dong Hwan Cho ),박종규 ( Jong Kyoo Park ),이재열 ( Jae Yeol Lee ) 한국접착및계면학회 2013 접착 및 계면 Vol.14 No.1
셀룰로오스계 레이온섬유 또는 레이온직물은 좁은 온도범위의 안정화공정 동안에 열분해가 매우 빠르게 진행된다. 그러므로 레이온계 탄소섬유를 제조하는데 있어 안정화단계는 매우 중요한 핵심공정이다. 따라서 본 연구에서는 셀룰로오스계 레이온직물의 중량감소, 화학조성, 미세구조 및 texture 변화에 미치는 등온 안정화공정과 초음파세척의 영향을 조사하였다. 200∼240°C 영역에서 행한등온 안정화공정의 온도는 레이온직물을 안정화 소요시간, 탄소함량, 산소함량, 셀룰로오스 구조 변화 그리고 직물 texture에 큰 영향을 주었다. 등온 안정화공정 전에 물을 이용한 초음파세척은 레이온직물의 안정화공정 시간을 단축하고, 안정화 후 직물의 탄소함량을 증가하고, 산소함량을 감소시키며, XRD 분석 패턴을 변화시키는데 역할을 하는 것으로 조사되었다. 또한 초음파세척은 등온 안정화공정시 발생하는 레이온직물의 빠른 중량감소 현상을 더디게 하고, 열수축을 감소시켜, 직물의 급격한 물리적 변화의 완화에도 기여하는 것으로 사료된다. Cellulose-based rayon fibers or fabrics can be thermally decomposed very fast within a narrow temperature window during stabilization process. Therefore the stabilization stage is critically important for producing rayon-based carbon fibers. Consequently, in the present study the effects of isothermal stabilization and ultrasonic cleaning on the weight loss, chemical composition, microstructure, and fabric texture of cellulose-based rayon fabrics were explored. The temperature of the isothermal stabilization process performed in the range of 200∼240°C influenced the processing time, carbon and oxygen contents, cellulose structural change, and fabric texture. The ultrasonic cleaning, which was conducted prior to the stabilization process, played a role in shortening the stabilization time, increasing the carbon contents, decreasing the oxygen contents, and changing the XRD pattern. Also, it was considered that the ultrasonic cleaning contributed to retarding the weight loss, to reducing the thermal shrinkage, and further to reducing the fast physical change of rayon fabrics.
빠르게 안정화된 레이온직물의 특성에 미치는 초음파세척 및 화학전처리 영향
조채욱 ( Chae Wook Cho ),조동환 ( Dong Hwan Cho ) 한국접착및계면학회 2013 접착 및 계면 Vol.14 No.3
본 연구에서는 350°C에서 4 min 이내로 빠르게 등온 안정화공정을 통해 얻어진 레이온직물의 화학조성, 물리적 특성, X-선 회절 패턴, 열안정성 그리고 직물 형상에 미치는 초음파세척 및 화학전처리의 영향을 조사하였다. 안정화공정 동안 레이온직물에서 발생하는 중량감소와 열수축을 줄이고 안정화반응을 촉진시키기 위하여 안정화공정 전에 레이온직물을 먼저 초음파 세척하고 NH4Cl, Na3PO4, H3PO4 및 ZnCl2로 화학전처리 공정을 수행하였다. 결과는 초음파세척 및 화학전처리가 안정화된 레이온직물의 중량감소, 열수축, 미세구조 변화, 탄소함량, 열안정성, 및 직물 형상에 영향을 주었으며, 사용한 안정화시간과 화학전처리제의 종류에 의존하였다. In the present study, stabilized rayon fabrics were prepared from fast isothermal stabilization processes, which were carried out within four minutes at 350°C. The effects of ultrasonic cleaning and chemical pre-treatment on the chemical composition, physical characteristics, X-ray diffraction pattern, thermal stability and shape of the stabilized rayon fabrics were investigated extensively. In order to reduce the weight loss and thermal shrinkage of rayon fabrics occurring during the stabilization process, ultrasonic cleaning was first conducted and then chemical pre-treatments using NH4Cl, Na3PO4, H3PO4, and ZnCl2 were performed, respectively. The results indicated that both ultrasonic cleaning and chemical pre-treatment influenced the weight loss, thermal shrinkage, microstructure, carbon content, thermal stability and fabric shape of stabilized rayon fabrics. Also the results depended on the fast-stabilization time and the type of chemical pre-treatment agents used.
추진기관 노즐용 Needle Punch 탄소/탄소 복합재료 제조
조대현,조채욱,이종문,구형회,이재열,윤남균 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
추진기관용 노즐에 사용하는 대표적인 소재로는 흑연소재와 탄소/탄소 복합재료를 들 수 있다. 흑연 소재는 열충격 저항성이 취약하여 사용 중 파손의 발생가능성이 높아 현재는 열축격 저항성이 우수한 탄소/탄소 복합재료를 주로 사용하고 있다. 본 연구를 통하여 수입에 의존하였던 Quasi-3D 구조의 니들펀치(Needle Punch) 프리폼을 국산화 개발하였다. 본 연구에서는 니들펀치 프리폼의 제조 공정 및 밀도화 공정을 다루고자 한다.
Effect of Post-Heat-Treatment on Various Characteristics ofCommercial Pitch-Based Carbon Fibers
윤성봉,조동환,조채욱,Tae Jin Kim,Shin Dong Kim 한국탄소학회 2007 Carbon Letters Vol.8 No.2
In this study, commercially available pitch-based carbon fibers of general grade were post-heat-treated using a box-type high temperature furnace at 1800C, 2000C, 220C, and 240C, respectively. The fundamental characteristicsof each heat-treated carbon fibers were investigated in terms of chemical composition, morphology, thermal stability,X-ray diffraction, single filament tensile test, and electrical resistivity. The result showed that the fiber properties wereng the greater effect with increasing treatment temperature.The carbon contents, thermal stability, and tensile properties of the carbon fibers used here were further increased bythe post-heat-treatment, whereas the d-spacing betwen graphene layers and the electrical resistivity were reduced withincreasing post-heat-treatment temperature.