폐목재를 이용한 탄소섬유 및 이의 제조방법
Carbon fiber using waste wood and preparation method thereof
특허 요약
본 발명은 폐목재를 이용한 탄소섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 폐목재를 포함하는 탄소섬유용 조성물을 이용하여 우수한 기계적 물성을 갖는 탄소섬유를 제조할 수 있고, 리그닌과 셀룰로오스를 따로 분리하지 않고 불순물 제거를 위한 간단한 전처리만 진행하기 때문에 공정이 비교적 간단하고 공정비용이 저렴한 이점이 있고, 폐자원을 이용한다는 점에서 환경오염을 저감시키는 이점이 있다.
청구항
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100 ㎛ 이하의 평균입경을 갖는 폐목재 분말을 용매에 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계;상기 방사용액을 습식방사하여 전구체 섬유를 제조하는 단계; 및상기 전구체 섬유로 탄소섬유를 제조하는 단계;를 포함하며,상기 폐목재 분말은 리그닌 및 셀룰로오스를 모두 포함하는 것으로, 상기 방사용액에 3 내지 8 중량% 농도로 포함되며, 상기 리그닌 및 셀룰로오스가 따로 분리되지 않고 처리되어 200 내지 1500 MPa의 인장강도 및 0.7 내지 3%의 연신율을 갖는 탄소섬유로 제조되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유의 제조방법.

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제 7 항에 있어서,상기 방사용액을 제조하는 단계에서, 상기 용매는 N-메틸 모르폴린 N-옥사이드(NMMO), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 아세테이트(1-butyl-3-methylimidazolium acetate), 1-n-부틸-3-메틸이미다졸리움 클로라이드(1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 티오시아네이트(1-butyl-3-methylimidazolium thiocyanate) 및 1-헥실-3-메틸이미다졸리움 클로라이드(1-hexyl-3-methylimidazolium chloride) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 탄소섬유의 제조방법.

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제 7 항에 있어서,상기 전구체 섬유를 제조하는 단계에서, 상기 방사용액을 증류수를 포함하는 응고욕으로 토출시켜 전구체 섬유를 제조하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유의 제조방법.

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제 7 항에 있어서,상기 탄소섬유를 제조하는 단계는, 전구체 섬유를 100 내지 400℃의 온도에서 승온하여 10분 내지 30분 동안 안정화 공정을 수행하고, 500 내지 1500℃의 온도에서 승온하여 30분 내지 3시간 동안 탄화하여 제조하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유의 제조방법.