| 초록 |
탄소섬유 제조에서 탄화공정에 앞서 행하는 안정화공정(stabilization process)은 출발 프리커서 섬유가 고온 열처리 과정에서 화학적, 물리적으로 보다 안정한 구조를 유지하도록 하는데 반드시 필요한 단계이다. 특히, 열처리 과정에서 심각한 열수축과 중량감소를 동반하는 레이온섬유의 경우에는 안정화공정의 최적화가 더욱 중요하다. 안정화공정은 일반적으로 열분해의 대부분이 진행되는 약 400℃ 이하의 온도영역에서 행하여지며 화학적, 물리적 변화는 약 70% 이상의 휘발물질이 제거되는 250℃와 350℃ 사이에서 발생한다. 또한, 레이온섬유의 물리적, 화학적, 미세구조적 변화는 안정화공정 중에 적용되는 열처리온도, 승온속도 또는 열처리시간, 난연제 처리 그리고 분위기가스 등의 여러 공정인자에 따라 크게 영향을 받는다. 그 중에서 안정화공정 전에 섬유표면에 행하는 난연제 처리는 안정화된 레이온섬유의 열수축과 중량감소 같은 물리적 변화를 줄여주고 섬유의 탈수반응을 촉진시키고 타르 형성을 더디게 하여 탄소수율을 높일 뿐만 아니라 섬유의 열안정성 향상에도 기여한다. 따라서, 본 연구에서는 레이온직물에 세 종류의 인계 난연제를 처리한 후, 등온 열처리 조건에서 시간에 따라 안정화공정을 행하여 얻어진 직물에 대한 치수변화, 중량변화, 열안정성, 화학조성 및 X-선 회절분석 결과에 미치는 공정인자의 영향을 조사하였다. 레이온섬유의 안정화공정은 스테인레스 스틸 튜브형(직경 70mm, 길이 1000mm) 열처리로 내에서 일정량의 공기 또는 질소가 주입되는 분위기에서 수행하였다. 난연제 농도는 1 vol%로 일정하게 하였다. 안정화된 직물의 크기는 약 50mm×60mm이었다. 안정화온도는 350℃와 400℃ 그리고 안정화시간은 각 온도에서 30초, 1분, 2분, 3분이었다. |
