CN107794614A - 含碳短纤维的纺成纱及其制备方法 - Google Patents

含碳短纤维的纺成纱及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107794614A
CN107794614A CN201710748513.4A CN201710748513A CN107794614A CN 107794614 A CN107794614 A CN 107794614A CN 201710748513 A CN201710748513 A CN 201710748513A CN 107794614 A CN107794614 A CN 107794614A
Authority
CN
China
Prior art keywords
spun yarn
carbon
chopped fiber
fiber
carbon chopped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710748513.4A
Other languages
English (en)
Inventor
潘均河
裵允石
洪彰敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lotte Cutting-Edge Materials Corp
Lotte Advanced Materials Co Ltd
Original Assignee
Lotte Cutting-Edge Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lotte Cutting-Edge Materials Corp filed Critical Lotte Cutting-Edge Materials Corp
Publication of CN107794614A publication Critical patent/CN107794614A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/04—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials
    • D02G3/045—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials all components being made from artificial or synthetic material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/04—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials
    • D02G3/047—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials including aramid fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/26—Formation of staple fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G1/00—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling
    • D01G1/02—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling to form staple fibres not delivered in strand form
    • D01G1/025—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling to form staple fibres not delivered in strand form by thermic means, e.g. laser
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G11/00—Disintegrating fibre-containing articles to obtain fibres for re-use
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G13/00—Mixing, e.g. blending, fibres; Mixing non-fibrous materials with fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
    • D01G15/02—Carding machines
    • D01G15/12—Details
    • D01G15/46—Doffing or like arrangements for removing fibres from carding elements; Web-dividing apparatus; Condensers
    • D01G15/64—Drafting or twisting apparatus associated with doffing arrangements or with web-dividing apparatus
    • D01G15/68—Drafting or twisting apparatus associated with doffing arrangements or with web-dividing apparatus with arrangements inserting permanent twist, e.g. spinning
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G19/00—Combing machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/16—Yarns or threads made from mineral substances
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/12—Carbon; Pitch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/14—Carbides; Nitrides; Silicides; Borides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2321/00—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D10B2321/08—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polymers of unsaturated carboxylic acids or unsaturated organic esters, e.g. polyacrylic esters, polyvinyl acetate
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/06—Load-responsive characteristics
    • D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/16—Physical properties antistatic; conductive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种含碳短纤维的纺成纱及其制备方法。本文公开了纺成纱及其制备方法。纺成纱包括含有97wt％或更多的碳的碳短纤维和热塑性树脂纤维。纺成纱包括由制造碳纤维增强塑料产品期间产生的废料制备的碳短纤维，并且具有良好的机械性能和导电性。

Description

含碳短纤维的纺成纱及其制备方法
技术领域
本发明涉及包含碳短纤维(carbon staple fiber)的纺成纱(spun yarn)及其制备方法。更具体地，本发明涉及包含从碳纤维增强塑料产品的制造过程中产生的碳纤维增强塑料(CFRP)废料(scrap)制备的碳短纤维的纺成纱及其制备方法。
背景技术
由于碳纤维增强塑料(CFRP)比金属轻得多，并且具有高刚度，因此碳纤维增强塑料作为下一代复合材料引起了人们的关注，并被应用于汽车、飞行器等的轻型结构。
由于碳纤维增强塑料的加工方法非常复杂并且主要是自动化的，因此在制造产品后会产生大量的CFRP废料作为残余物。然而，很难丢弃或再利用CFRP废料。
作为再利用CFRP废料的代表性方法，有一种通过将CFRP废料切割成小块并将小块燃烧或将小块制成母料等来将CFRP废料引入到复合产品中的方法，该方法由于复杂性及其低效率而未被广泛使用。此外，由于具有高碳含量的碳纤维可由于其高拉伸模量而在加工过程中变成单纱或者可被破裂，因此可能难以使用包括碳纤维的再利用CFRP废料制造模制品，并且这种模制品由于碳纤维变成单纱可能遭受机械性能、导电性等的劣化。
此外，由于在制备纺成纱时具有高碳含量的碳纤维破裂，因此纺成纱由碳短纤维制备，所述碳纤维短纤维通过在低温下将具有高碳含量的碳纤维连同聚丙烯腈聚合物一起碳化以具有低碳含量和低拉伸模量来制造。然而，由于其复杂的制造工艺，该技术不适合作为再利用CFRP废料的方法。
因此，需要一种经济地再利用CFRP废料而不会劣化机械性能、导电性等的方法。
背景技术的实例在韩国专利公开号2012-0104629、2016-0012429等中公开。
发明内容
本发明的一个方面是提供纺成纱，其包含具有高碳含量并且从碳纤维增强塑料产品的制造过程中产生的碳纤维增强塑料(CFRP)废料制备的碳纤维短纤维(carbon fiberstaple)(在本文中也称为碳短纤维)，具有良好的拉伸模量、表面电阻等，并且允许CFRP废料经济地再利用而不会劣化机械性能、导电性等，及其制备方法。
本发明的一个方面涉及纺成纱。纺成纱包括含有按重量计(wt％)为97％或更多的碳的碳短纤维和热塑性树脂纤维，其中wt％是基于碳短纤维的总重量。
在示例性实施方式中，碳短纤维可通过在900℃至1,400℃下碳化碳纤维增强塑料废料来获得。
在示例性实施方式中，碳短纤维可具有如根据ASTM D3379测量的100GPa至1,000GPa的拉伸模量，和如根据ASTM D257测量的1×10-5Ω·cm至1×10-3Ω·cm的表面电阻。
在示例性实施方式中，碳短纤维可具有5μm至10μm的平均直径和20mm至80mm的平均长度。
在示例性实施方式中，热塑性树脂纤维可包括聚酰胺纤维、聚酯纤维和丙烯酸类纤维(acrylic fiber)中的至少一种。
在示例性实施方式中，热塑性树脂纤维可具有5μm至30μm的平均直径和10mm至110mm的平均长度。
在示例性实施方式中，纺成纱可包括10wt％至60wt％的碳短纤维和40wt％至90wt％的热塑性树脂纤维。
在示例性实施方式中，纺成纱可具有如根据ASTM D3379测量的30GPa至120GPa的拉伸模量。
在示例性实施方式中，纺成纱可具有如根据ASTM D257测量的1×102Ω·cm至1×107Ω·cm的表面电阻。
本发明的另一方面涉及一种上述纺成纱的制备方法。制备纺成纱的方法包括：通过在900℃至1,400℃下碳化碳纤维增强塑料废料来制备碳短纤维；以及通过共混碳短纤维和热塑性树脂纤维来制备纺成纱。
在示例性实施方式中，在制造短纤维时碳短纤维可包括97wt％或更多的碳，可具有5μm至10μm的平均直径和60mm至120mm的平均长度，并且在制备纺成纱之后可具有5μm至10μm的平均直径和20mm至80mm的平均长度。
在示例性实施方式中，通过共混碳短纤维和热塑性树脂纤维制备纺成纱可包括普梳(carding)、精梳(combing)和纺纱。
具体实施方式
在下文，将详细描述本发明的实施方式。
根据本发明的纺成纱包括碳纤维短纤维(在本文中也称为碳短纤维)和热塑性树脂纤维。
根据本发明的一个实施方式，碳短纤维由碳纤维增强塑料(CFRP)废料制备(再利用)，碳纤维增强塑料(CFRP)废料是在制造CFRP产品期间产生的残余物。例如，可通过在900℃至1,400℃，例如1,000℃至1,300℃下碳化碳纤维增强塑料废料来获得碳短纤维。在该温度范围内，可制备包括97wt％或更多的碳的碳短纤维，其中wt％是基于碳纤维短纤维的总重量。
在一个实施方式中，如通过热重分析仪(TGA)测量的，纺成纱的碳短纤维可包括97wt％或更多，例如98wt％至99.9wt％的碳，并且如使用显微镜测量的，可具有5μm至10μm，例如6μm至8μm的平均直径(D50)，和20mm至80mm，例如30mm至70mm的平均长度(L50)。如果碳短纤维中的碳量少于97wt％，则碳短纤维可能遭受拉伸模量的降低或表面电阻的增加。此外，如果碳短纤维的平均直径小于5μm，则碳短纤维可能遭受表面电阻的增加，并且如果碳短纤维的平均直径大于10μm，则碳短纤维可能会破裂。此外，如果碳短纤维的平均长度小于20mm，则碳短纤维可能遭受拉伸模量降低，并且如果碳短纤维的平均长度大于80mm，则值得关注的是由于在制备纺成纱期间的普梳过程的可加工性劣化所致的生产力下降的问题。
在一个实施方式中，碳短纤维可具有如根据ASTM D3379测量的100GPa至1,000GPa的拉伸模量，例如110GPa至990GPa。在该范围内，包含碳短纤维的纺成纱可具有良好的机械性能，如拉伸模量等。
在一个实施方式中，碳短纤维可具有如根据ASTM D257测量的1×10-5Ω·cm至1×10-3Ω·cm的表面电阻，例如1.1×10-5Ω·cm至0.9×10-3Ω·cm。在该范围内，包含碳短纤维的纺成纱可具有良好的导电性等。
在一个实施方式中，基于纺成纱中纤维的总重量(100wt％)，碳短纤维可以10wt％至60wt％的量，例如10wt％至50wt％，具体地为15wt％至45wt％存在。在一些实施方式中，纺成纱可以以10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、或60wt％的量包含碳短纤维。此外，根据一些实施方式，碳短纤维的量可以在从上述量中的任一个量至上述量中的任何其他量的范围内。在该范围内，纺成纱可具有良好的机械性能、导电性等。
根据本发明的一个实施方式，热塑性树脂纤维可以是典型的合成纤维或由热塑性树脂组合物中使用的热塑性树脂形成的纤维。例如，热塑性树脂纤维可具有与碳纤维增强塑料产品中使用的热塑性树脂相同的成分。
在一个实施方式中，热塑性树脂纤维可包括聚酰胺纤维，如芳纶纤维和尼龙纤维、聚酯纤维、丙烯酸类纤维及其组合等。
在一个实施方式中，热塑性树脂纤维可具有5μm至30μm，例如6μm至25μm的平均直径(D50)，和10mm至110mm，例如20mm至100mm的平均长度(L50)，如通过显微镜测量的。在这些范围内，纺成纱可具有良好的机械性能和导电性。
在一个实施方式中，基于纺成纱中纤维的总重量(100wt％)，热塑性树脂纤维可以40wt％至90wt％的量，例如50wt％至90wt％，具体地为55wt％至85wt％存在。在一些实施方式中，纺成纱可以以40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、或90wt％的量包括热塑性树脂纤维。此外，根据一些实施方式，热塑性树脂纤维的量可以在从上述量中的任一个量至上述量中的任何其他量的范围内。在该范围内，纺成纱可具有良好的机械性能和导电性。
根据本发明的一个实施方式，可通过共混碳短纤维和热塑性树脂纤维来形成纺成纱。具体地，碳短纤维可通过在900℃至1,400℃，例如1,000℃至1,300℃下碳化碳纤维增强塑料废料形成，并且可通过共混碳短纤维和热塑性树脂纤维形成纺成纱。
在一个实施方式中，如通过热重分析仪(TGA)测量的，由碳化形成的碳短纤维(共混前的短纤维)可包括97wt％或更多，例如98wt％至99.9wt％的碳，并且如通过显微镜测量的，可具有5μm至10μm，例如6μm至8μm的平均直径(D50)，和60mm至120mm，例如为65mm至115mm的平均长度(L50)。在这些范围内，纺纱后的碳短纤维可具有如上所述的碳含量、平均直径和平均长度，并且纺成纱可具有良好的机械性能和导电性。
在一个实施方式中，碳短纤维可具有如根据ASTM D3379测量的100GPa至1,000GPa的拉伸模量，例如110GPa至990GPa。在该范围内，包含碳短纤维的纺成纱可具有良好的机械性能，如拉伸模量。
在一个实施方式中，碳短纤维可具有如根据ASTM D257测量的1×10-5Ω·cm至1×10-3Ω·cm的表面电阻，例如1.1×10-5Ω·cm至0.9×10-3Ω·cm。在该范围内，包含碳短纤维的纺成纱可具有良好的导电性。
在一个实施方式中，通过共混碳短纤维和热塑性树脂纤维制备纺成纱可包括普梳、精梳和纺纱。本文，普梳是指通过将碳短纤维和热塑性树脂纤维彼此平行地布置和梳理来形成厚梳条(sliver)的方法；精梳是指再次精细梳理梳条的过程；且纺纱是指并条和拉伸梳条的过程，通过将梳条以100捻/米(TPM)捻(twist)到200TPM，并且将纺成纱缠绕来完成纺成纱。此外，任选地，在普梳之前可添加用于最小化碳短纤维的破损的预处理。
根据一个实施方式的纺成纱可通过如上述的制备方法经济地再利用碳纤维增强塑料(CFRP)废料形成，并且可实现碳纤维增强塑料产品的机械性能和导电性。
在一个实施方式中，纺成纱可具有如根据ASTM D3379测量的30GPa至120GPa的拉伸模量，例如50GPa至100GPa。
在一个实施方式中，纺成纱可具有如根据ASTM D257测量的1×102Ω·cm至1×107Ω·cm的表面电阻，例如1×103Ω·cm至1×106Ω·cm。
接下来，将参照一些实施例更详细地描述本发明。然而，应当理解，仅为了说明目的提供这些实施例，而不以任何方式解释为限制本发明。为了清楚起见，将省略对本领域技术人员显而易见的细节的描述。
实施例
实施例1至4：纺成纱的制备
将包括50wt％的碳并且具有6μm的平均直径(D50)和90mm的平均长度(L50)的包含碳纤维的碳纤维增强塑料(CFRP)废料在1,300℃下碳化，从而制备碳短纤维(A1)，其包括98wt％的碳并且具有6μm的平均直径(D50)、90mm的平均长度(L50)、250GPa的拉伸模量和1×10-4Ω·cm的表面电阻。接下来，将碳短纤维(A1)和热塑性树脂纤维(B)(尼龙(PA6)纤维，KP Chemtech Co.,Ltd.)以表1所列的量混合，然后普梳、精梳和纺纱，由此制备纺成纱。纺成纱中的碳短纤维(A1)具有6μm的平均直径(D50)、50mm的平均长度(L50)。测量纺成纱的拉伸模量和表面电阻。结果示于表1中。
比较例1至4：纺成纱的制备
将包括50wt％的碳并且具有6μm的平均直径(D50)和90mm的平均长度(L50)的包含碳纤维的碳纤维增强塑料(CFRP)废料在250℃下碳化，从而制备碳短纤维(A2)，其包括60wt％的碳并且具有6μm的平均直径(D50)、90mm的平均长度(L50)、15GPa的拉伸模量和1×101Ω·cm的表面电阻。接下来，将碳短纤维(A2)和热塑性树脂纤维(B)(尼龙(PA6)纤维，KPChemtech Co.,Ltd.)以表1所列的量混合，然后普梳、精梳和纺纱，由此制备纺成纱。纺成纱中的碳短纤维(A1)具有6μm的平均直径(D50)、50mm的平均长度(L50)。测量纺成纱的拉伸模量和表面电阻。结果示于表1中。
性能评价
(1)拉伸模量(单位：GPa)：根据ASTM D3397通过万能试验机(UTM)测量拉伸模量。
(2)表面电阻(单位：Ω·cm)：根据ASTM D257，通过表面电阻测试仪(型号：Hiresta-UP(MCP-HT450),Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.)测量表面电阻。
表1
从上述结果可以看出，根据本发明的纺成纱可由包含97wt％或更多的碳的碳短纤维(A1)制备，并且具有良好的机械性能(拉伸模量)和导电性(表面电阻)。
相反，可以看出，包括含有小于97wt％的碳的碳短纤维的纺成纱遭受机械性能(拉伸模量)和导电性(表面电阻)劣化。
应当理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可进行各种修改、改变、变更和等效实施方式。

Claims (12)

1.纺成纱，包含：
包含97wt％或更多的碳的碳短纤维；和
热塑性树脂纤维，
其中，wt％是基于所述碳短纤维的总重量。
2.根据权利要求1所述的纺成纱，其中通过在900℃至1,400℃下碳化碳纤维增强塑料废料获得所述碳短纤维。
3.根据权利要求1所述的纺成纱，其中所述碳短纤维具有根据ASTM D3379测量的100GPa至1,000GPa的拉伸模量，以及根据ASTM D257测量的1×10-5Ω·cm至1×10-3Ω·cm的表面电阻。
4.根据权利要求1所述的纺成纱，其中所述碳短纤维具有5μm至10μm的平均直径和20mm至80mm的平均长度。
5.根据权利要求1所述的纺成纱，其中所述热塑性树脂纤维包含聚酰胺纤维、聚酯纤维和丙烯酸类纤维中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的纺成纱，其中所述热塑性树脂纤维具有5μm至30μm的平均直径和10mm至110mm的平均长度。
7.根据权利要求1所述的纺成纱，其中所述纺成纱包含10wt％至60wt％的所述碳短纤维和40wt％至90wt％的所述热塑性树脂纤维。
8.根据权利要求1所述的纺成纱，其中所述纺成纱具有根据ASTM D3379测量的30GPa至120GPa的拉伸模量。
9.根据权利要求1所述的纺成纱，其中所述纺成纱具有根据ASTM D257测量的1×102Ω·cm至1×107Ω·cm的表面电阻。
10.一种制备纺成纱的方法，包括：
通过在900℃至1,400℃下碳化碳纤维增强塑料废料来制备碳短纤维；和
通过共混所述碳短纤维和热塑性树脂纤维来制备所述纺成纱。
11.根据权利要求10所述的制备纺成纱的方法，其中在制备所述碳短纤维时所述碳短纤维包括97wt％或更多的碳，具有5μm至10μm的平均直径和60mm至120mm的平均长度，并且在制备所述纺成纱之后具有5μm至10μm的平均直径和20mm至80mm的平均长度。
12.根据权利要求10所述的制备纺成纱的方法，其中通过共混所述碳短纤维和所述热塑性树脂纤维来制备所述纺成纱包括普梳、精梳和纺纱。
CN201710748513.4A 2016-08-29 2017-08-28 含碳短纤维的纺成纱及其制备方法 Pending CN107794614A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0110369 2016-08-29
KR1020160110369A KR101935632B1 (ko) 2016-08-29 2016-08-29 탄소 섬유 스테이플을 포함하는 방적사 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107794614A true CN107794614A (zh) 2018-03-13

Family

ID=59772413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710748513.4A Pending CN107794614A (zh) 2016-08-29 2017-08-28 含碳短纤维的纺成纱及其制备方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10577729B2 (zh)
EP (1) EP3293296B1 (zh)
JP (1) JP6927801B2 (zh)
KR (1) KR101935632B1 (zh)
CN (1) CN107794614A (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101993960B1 (ko) * 2016-10-31 2019-06-27 롯데첨단소재(주) 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품
KR102055974B1 (ko) * 2016-12-27 2019-12-13 롯데첨단소재(주) 복합재 및 그 제조방법
EP4209538A4 (en) 2020-09-01 2024-05-22 Teijin Limited METHOD FOR DECOMPOSITION OF PLASTIC MATERIAL, CARBON FIBERS AND CARBON PELLETS

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6583075B1 (en) * 1999-12-08 2003-06-24 Fiber Innovation Technology, Inc. Dissociable multicomponent fibers containing a polyacrylonitrile polymer component
GB2477534A (en) * 2010-02-05 2011-08-10 Ajit Lalvani Composition for the stimulation and regulation of the hair follicle
WO2012000827A2 (de) * 2010-06-30 2012-01-05 Sgl Carbon Se Garn oder nähgarn und verfahren zum herstellen eines garns oder nähgarns
CN104141189A (zh) * 2013-05-06 2014-11-12 现代自动车株式会社 连续碳纤维/热塑性树脂纤维复合纱线及其制造方法
KR20160012429A (ko) * 2014-07-24 2016-02-03 코오롱인더스트리 주식회사 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사 및 그의 제조방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3628995A (en) * 1968-10-03 1971-12-21 Carborundum Co Flame resistant cloth
US4014725A (en) * 1975-03-27 1977-03-29 Union Carbide Corporation Method of making carbon cloth from pitch based fiber
DE3145267A1 (de) * 1981-11-14 1983-05-19 Hasso von 4000 Düsseldorf Blücher Aktivkohle-stapelfasern enthaltendes mischgarn und daraus hergestelltes gewebe
DK0451263T3 (da) * 1989-11-01 1996-03-11 Dow Chemical Co Lineær carbonholdig fiber med forbedret strækbarhed
JPH07243140A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Toray Ind Inc 複合紡績糸およびその製造方法
CN100552102C (zh) * 2004-07-15 2009-10-21 住友金属矿山株式会社 含有硼化物微粒的纤维和使用该纤维的纤维制品
BRPI0621186B1 (pt) * 2006-01-13 2019-04-09 Nbc Inc Material composto anti-incrustante
JP5498144B2 (ja) * 2009-12-09 2014-05-21 一般財団法人ファインセラミックスセンター 炭素繊維の回収方法
GB2477531B (en) 2010-02-05 2015-02-18 Univ Leeds Carbon fibre yarn and method for the production thereof
DE102010001787A1 (de) 2010-02-10 2011-08-11 Sgl Carbon Se, 65203 Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus einem Kohlenstoffwerkstoff unter Verwendung von wiederverwerteten Carbonfasern
KR101280553B1 (ko) * 2012-01-03 2013-07-01 남택욱 레이온 단섬유와 탄소섬유를 포함하는 준 불연 방적사 및 이를 사용한 원단
SI2783764T1 (sl) * 2013-03-28 2016-11-30 Elg Carbon Fibre International Gmbh Pirolizna naprava in postopek za ponovno pridobivanje ogljikovih vlaken iz umetnih snovi, ki vsebujejo ogljikova vlakna, in ponovno pridobljena ogljikova vlakna
JP2015078260A (ja) * 2013-10-15 2015-04-23 サンデン商事株式会社 高導電性炭素繊維素材及びそれを用いた成形方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6583075B1 (en) * 1999-12-08 2003-06-24 Fiber Innovation Technology, Inc. Dissociable multicomponent fibers containing a polyacrylonitrile polymer component
GB2477534A (en) * 2010-02-05 2011-08-10 Ajit Lalvani Composition for the stimulation and regulation of the hair follicle
WO2012000827A2 (de) * 2010-06-30 2012-01-05 Sgl Carbon Se Garn oder nähgarn und verfahren zum herstellen eines garns oder nähgarns
CN104141189A (zh) * 2013-05-06 2014-11-12 现代自动车株式会社 连续碳纤维/热塑性树脂纤维复合纱线及其制造方法
KR20160012429A (ko) * 2014-07-24 2016-02-03 코오롱인더스트리 주식회사 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사 및 그의 제조방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄锐主编: "《塑料工程手册（下册）》", 30 April 2000, 机械工业出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101935632B1 (ko) 2019-01-04
KR20180024351A (ko) 2018-03-08
US10577729B2 (en) 2020-03-03
JP6927801B2 (ja) 2021-09-01
JP2018035492A (ja) 2018-03-08
EP3293296A1 (en) 2018-03-14
EP3293296B1 (en) 2021-11-03
US20180057970A1 (en) 2018-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Arao et al. Strength improvement in injection-molded jute-fiber-reinforced polylactide green-composites
Shah et al. Can silk become an effective reinforcing fibre? A property comparison with flax and glass reinforced composites
US11674243B2 (en) Woven article for carbon fiber reinforced plastic and molded product formed therefrom
CN107794614A (zh) 含碳短纤维的纺成纱及其制备方法
Memon et al. Fabrication and mechanical properties of jute spun yarn/PLA unidirection composite by compression molding
Kannan et al. Effect of different knitted structure on the mechanical properties and damage behavior of Flax/PLA (Poly Lactic acid) double covered uncommingled yarn composites
Santamala et al. Advantages of regenerated cellulose fibres as compared to flax fibres in the processability and mechanical performance of thermoset composites
JP2011190549A (ja) 繊維混抄マット状成形体及び繊維強化成形体
KR101439150B1 (ko) 탄소연속섬유/열가소성수지섬유 복합사 및 이의 제조방법
Jeyanthi et al. Development of natural long fiber thermoplastic composites for automotive frontal beams
CN116622102A (zh) 纤维强化树脂组合物
US10584219B2 (en) Composite and method of preparing the same
Nakao et al. Mechanical properties of injection molded products fabricated by direct fiber feeding injection molding
Yang et al. Coordinating chain crystallinity and orientation by tailoring electrical stretching for fabrication of super-tough and strong organic fibers
Hasan et al. Effect of fibre geometry on the tensile properties of thermoset jute fibre composites
Hasan et al. Investigations on the manufacturing and mechanical properties of spun yarns made from staple CF for thermoset composites
Hengstermann et al. Spinning of staple hybrid yarn from carbon fiber wastes for lightweight constructions
Cherif The textile process chain and classification of textile semi-finished products
KR102483485B1 (ko) 장섬유 강화 열가소성 플라스틱 및 이를 이용하여 제조된 성형품
Mader et al. Tailoring of commingled yarns for effective composite properties
Dev et al. Mechanical properties of knitted composites using glass ply yarns
US20190359781A1 (en) Composite material including carbon fibers and thermoplastic resin, molded body production method using same, and molded body
JP7375650B2 (ja) 成形材料および成形体
Xie The Role of Fiber Type in Performance of their Composites from 3D Orthogonal Woven Preforms.
JP2014009421A (ja) 酸変性ポリオレフィン繊維、それを用いた繊維構造物及び繊維強化複合材

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180313

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication