KR101424883B1 - Method for preparing electrically conductive hollow fiber and electrically conductive hollow fiber prepared thereby - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유동층 탄소나노튜브를 5~10중량% 첨가한 열가소성 폴리머 마스터배치 칩을 준비하는 단계; 상기 열가소성 폴리머를 공기층을 포함하는 단면 형상을 갖도록 하는 중공형 방사노즐을 이용하여 방사하는 단계; 및 방사 후 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 간단한 공정에 의해서 도전성이 우수한 도전성 중공 섬유를 제조할 수 있다.The present invention provides a method for preparing a thermoplastic polymer master batch, comprising: preparing a thermoplastic polymer master batch chip comprising 5 to 10% by weight of a fluidized-bed carbon nanotube; Radiating the thermoplastic polymer using a hollow spinning nozzle having a cross-sectional shape including an air layer; And cooling after spinning. According to the present invention, a conductive hollow fiber having excellent conductivity can be produced by a simple process.

Description

도전성 중공섬유의 제조방법 및 그에 의해서 제조된 도전성 중공섬유{METHOD FOR PREPARING ELECTRICALLY CONDUCTIVE HOLLOW FIBER AND ELECTRICALLY CONDUCTIVE HOLLOW FIBER PREPARED THEREBY}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method for producing a conductive hollow fiber, and a conductive hollow fiber produced by the method. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 도전성 중공섬유의 제조방법 및 그에 의해서 제조되는 도전성 중공섬유에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유동층 CNT를 포함하는 우수한 전기전도성 및 제조공정성을 갖는 도전성 중공섬유를 제조할 수 있는 방법 및 그에 의해서 제조되는 도전성 중공섬유에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a conductive hollow fiber and a conductive hollow fiber produced thereby, and more particularly, to a method for producing a conductive hollow fiber having excellent electrical conductivity and processability including a fluidized bed CNT, To a conductive hollow fiber produced.

종래부터 제전성능이 우수한 도전성 섬유에 대해서는 여러 가지 기술이 제안되어 왔다. 예컨대, 도전성을 갖지 않은 섬유의 표면에 금속도금을 실시하여 도전성을 부여하거나, 도전성 카본블랙을 분산시킨 수지를 섬유 표면에 코팅함으로써 도전성 피복층을 형성시킨 것 등이 있다. 그러나 이들은 제조공정이 복잡하여 기술적으로 구현이 용이하지 않거나 도전성 섬유를 실용에 사용하기 위한 준비단계, 예컨대, 섬유를 위한 정련 공정(scouring)에서의 약품처리나 실사용에 있어서의 마모나 반복세탁이란 외적작용에 의해 도전성이 용이하게 열화되어 실용의 범위를 벗어나는 문제가 있었다.BACKGROUND ART [0002] Various techniques have been proposed for conductive fibers that have excellent antistatic performance. For example, the surface of a fiber having no conductivity is plated with metal to give conductivity, or a resin in which a conductive carbon black is dispersed is coated on the fiber surface to form a conductive coating layer. However, they are not easily technically realized due to the complicated manufacturing process, or they are used for preparation for practical use of conductive fibers, for example, wear or repeated use in chemical treatment or yarn use in scouring for fibers There is a problem that the conductivity is easily deteriorated due to the external action and deviates from the practical range.

다른 도전성 섬유로서, 스틸섬유와 같은 금속섬유가 제전성능이 우수한 것으로 알려져 있으나, 금속섬유는 비용이 비싸고, 또한 일반적인 유기소재와는 융합되기 어렵기 때문에 방적성이 불량해지거나, 제직, 염색 마무리 공정에 있어서의 트러블의 원인이 되거나, 착용 시의 세탁에 의한 단선, 탈락이 발생하기 쉽고, 또한 금속사를 제조하여 도전사로 이용하는 경우에는 의류 적용에서 직물의 신축성, 활동성, 작업성, 안정성 등의 문제가 발생하여 용도가 제한되는 한계가 있다. As other conductive fibers, metal fibers such as steel fibers are known to have excellent antistatic performance. However, since metal fibers are expensive and difficult to be fused with general organic materials, they are poor in flame retardancy, When the metal yarn is used as a conductive yarn, problems such as the stretchability of the fabric, the activity, the workability, and the stability of the fabric in application of the garment are likely to occur There is a limitation that the use thereof is limited.

또, 다른 타입의 도전성 섬유로서, 도전성 카본블랙을 균일하게 분산시킨 폴리머를 섬유화하는 방법이 제안되고 있으나, 도전성 카본블랙을 다량으로 함유하기 때문에 고밀도 도전성 재료의 방사용액 내의 불균일 분포 및 방사 노즐 막힘 등의 공정제어 문제가 발생하여 섬유의 제조가 어렵고 수율도 나쁘고 고가의 충진제가 너무 많이 사용되어 비용도 고가이며, 또한 섬유물성이 현저하게 저하되어 특수한 공정을 사용하는 것 이외에 제품화가 곤란한 문제가 있다.
As another type of conductive fiber, there has been proposed a method of forming a polymer in which a conductive carbon black is uniformly dispersed. However, since a large amount of conductive carbon black is contained in the conductive carbon black, There is a problem in that it is difficult to produce a fiber other than a special process because it is difficult to produce the fiber, the yield is low, the expensive filler is used too much, the cost is high, and the fiber properties are remarkably decreased.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 유동층 탄소나노튜브(CNT)를 포함하는 마스터배치를 제조하고 이러한 마스터배치를 공기층을 포함하는 단면 형상을 갖도록 하는 중공형 방사노즐을 이용하여 방사함으로써 도전성 입자의 불균일 분포 및 방사 불량의 문제를 해결하여 보다 우수한 전기전도성을 갖는 도전성 중공섬유의 제조방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the problems of the prior art described above and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a master batch containing fluidized carbon nanotubes (CNTs) Disclosed is a method for producing a conductive hollow fiber having excellent electrical conductivity by solving the problem of nonuniform distribution of conductive particles and defective spinning by spinning using a hollow spinning nozzle.

본 발명의 다른 목적은 고가의 도전성 충진제를 적게 사용함으로써 원가를 절감하고 제조공정성 및 수율을 향상시켜 저렴한 비용으로 고품질의 도전성 중공섬유를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a conductive hollow fiber of high quality at a low cost by reducing the cost and improving the processability and yield by using less expensive conductive filler.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 유동층 탄소나노튜브를 5~10중량% 첨가한 열가소성 폴리머 마스터배치 칩을 준비하는 단계;According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thermoplastic polymer master batch chip, comprising: preparing a thermoplastic polymer master batch chip comprising 5 to 10% by weight of a fluidized-bed carbon nanotube;

상기 열가소성 폴리머를 공기층을 포함하는 단면 형상을 갖도록 하는 중공형 방사노즐을 이용하여 방사하는 단계; 및Radiating the thermoplastic polymer using a hollow spinning nozzle having a cross-sectional shape including an air layer; And

방사 후 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유의 제조방법에 관한 것이다. Followed by cooling and spinning. The present invention also relates to a method for producing a conductive hollow fiber.

본 발명의 다른 양상은 본 발명의 방법에 의해 제조되고, 탄소나노튜브의 함량이 0.1 내지 3중량% 범위이고, 단사섬도가 0.5 내지 2 데니어이고, 중공 부분의 비율이 10 내지 40%인 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is that the carbon nanotube is produced by the method of the present invention and has a carbon nanotube content of 0.1 to 3 wt%, a single fiber fineness of 0.5 to 2 denier, and a hollow portion ratio of 10 to 40% To a conductive hollow fiber.

본 발명의 방법에 의하면, 종래의 전도성 재료에 의한 불균일 분포성 및 방사 불량 등의 문제를 해결할 수 있고, 또한 카본 블랙을 첨가하여 복합방사로 제조되는 섬유보다 우수한 전기전도성을 발현하는 고도전성 중공섬유를 제조할 수 있다. According to the method of the present invention, it is possible to solve problems such as non-uniform distribution and defective radiation due to the conventional conductive material, and to provide a conductive hollow fiber which exhibits superior electric conductivity than fibers produced by composite spinning Can be produced.

또한 금속사를 사용할 때보다 착용 상의 편안함이 크게 강조되어 특수용도 뿐만 아니라 일반 정전기 방지 등의 대전방지 의류로서 용도 전개가 가능하고, 원사 내 공극을 형성함으로써 경량성과 보온성을 시현할 수 있다. In addition, since the wear comfort is greatly emphasized in comparison with the case of using metal yarn, it can be used for anti-static clothing such as general static electricity prevention as well as special use, and lightness and warmth can be exhibited by forming voids in the yarn.

더욱이, 본 발명의 방법에 의해서 제조되는 중공 섬유는 도전성 재료가 섬유의 전면에 고르게 분포되어 접촉 면적이 증가되므로, 기존의 방법인 중심부에 카본블랙과 같은 도전성 재료를 위치하게 하거나 중심에서 표면부로 접점을 돌출하게 하는 방법에 의해서 제조되는 섬유 보다 우수한 전기전도성을 발현할 수 있다.
Further, since the conductive material is uniformly distributed on the entire surface of the fiber to increase the contact area, the hollow fiber produced by the method of the present invention can be formed by placing a conductive material such as carbon black in the center portion, Which is higher than that of the fiber produced by the method of causing the fibers to protrude.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의해서 제조되는 도전성 중공 섬유의 단면 개략도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conductive hollow fiber produced according to an embodiment of the present invention.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 도전성 중공섬유를 제조함에 있어 유동층 CNT를 도전성 재료로 첨가한 마스터배치(master batch)를 제조하고, 이를 중공형 방사구금을 이용하여 전기전도도가 우수한 도전성 중공 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a conductive hollow fiber by preparing a master batch in which a fluidized CNT is added as a conductive material and manufacturing a conductive hollow fiber having excellent electrical conductivity by using a hollow spinneret .

본 발명에서는 유동층 탄소나노튜브를 5~10중량% 첨가한 열가소성 폴리머 마스터배치 칩을 준비하고, 이어서 상기 열가소성 폴리머를 공기층을 포함하는 단면 형상을 갖도록 하는 중공형 방사노즐을 이용하여 방사한다. 방사 후 냉각시키는 단계를 거쳐 도전성 중공섬유를 제조할 수 있다. In the present invention, a thermoplastic polymer master batch chip in which 5-10 wt% of fluidized-bed carbon nanotubes are added is prepared, and then the hollow fiber spinning nozzle is used in which the thermoplastic polymer has a cross-sectional shape including an air layer. Followed by spinning and cooling to produce a conductive hollow fiber.

본 발명에서 사용될 수 있는 열가소성 폴리머는 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리케톤, 폴리아크릴릭, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리술폰, 폴리플루오로폴리머, 폴리우레탄,The thermoplastic polymer that can be used in the present invention is at least one selected from the group consisting of polyamides, polyacetals, polyketones, polyacrylics, polyolefins, polycarbonates, polystyrenes, polyesters, polyethers, polysulfones, polyfluoro polymers,

폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리아릴술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴렌 술파이드, 폴리비닐클로라이드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르케톤, 및 이들의 코폴리머 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.Polyamideimide, polyarylate, polyaryl sulfone, polyether sulfone, polyarylene sulfide, polyvinyl chloride, polyether imide, polytetrafluoroethylene, polyether ketone, and copolymers thereof or mixtures thereof. Can be used.

상기 열가소성 폴리머의 구체적인 예들은 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6 , 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에테르테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌에테르, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리스티렌/아크릴로니트릴, 폴리에테르에테르케톤, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에스테르우레탄 등을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.Specific examples of the thermoplastic polymer include polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 11, polyamide 12, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyether terephthalate, polyether sulfone, polyphenylene But are not necessarily limited to, ether, polyvinylidene fluoride, polystyrene / acrylonitrile, polyetheretherketone, polyvinyl chloride, polyurethane, polyester urethane and the like.

본 발명에서는 도전성 재료로 유동층 CNT가 사용된다. 즉, 본 발명에서 사용되는 탄소나노튜브는 유동층 반응로(Fluidizing bed reaction)를 이용해서 합성된 것이다. 유동층 탄소나노튜브는 고온의 반응로 안에 금속 촉매 입자와 탄화수소 계열의 소스 가스를 분산 및 반응시켜서 탄소나노튜브를 생성하는 방식이다. 즉, 반응로 안에서 금속 촉매를 소스 가스에 의해 부유시키면서 소스 가스를 열분해시켜 금속 촉매에 탄소나노튜브를 성장시켜 제조된다. In the present invention, a fluidized bed CNT is used as a conductive material. That is, the carbon nanotubes used in the present invention are synthesized using a fluidizing bed reaction. Fluidized-bed carbon nanotubes are a method of producing carbon nanotubes by dispersing and reacting metal catalyst particles and hydrocarbon-based source gases in a high-temperature reactor. That is, it is manufactured by growing carbon nanotubes in a metal catalyst by thermally decomposing a source gas while suspending a metal catalyst in a reaction furnace by a source gas.

탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브 (single-walled carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube), 다발형 나노튜브(nanotube rope)를 사용할 수 있다. The carbon nanotubes can be single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, or nanotube ropes.

상기 유동층 탄소나노튜브는 종횡비(길이/폭)가 10:1 ~(20:1)이고, 탄소나노튜브의 평균길이가 50~100㎛인 것을 사용한다. 상기 탄소나노튜브의 종횡비가 10:1 미만이 되면 도전성 부여에 필요한 무기 충전제 함량이 증가하여 바람직하지 않고, 반대로 20:1을 초과하면 방사조업성 저하 및 압력상승 문제가 발생할 수 있다. 더욱이 CNT의 전기전도도는 10-3~10-5 Ω/cm로 기존 탄소계 첨가제 보다 높고 입자 크기가 미세하기 때문에 비교적 소량으로 고전도성의 도전성 섬유를 제조할 수 있다. 실제로 동일한 수준의 전도성을 부여하고자 하는 경우에 카본블랙 사용량의 1/25~1/15, 탄소섬유 사용량의 1/5~1/6로 무기 첨가제의 사용량을 절감할 수 있다. The fluidized-bed carbon nanotubes having aspect ratios (length / width) of 10: 1 to 20: 1 and carbon nanotubes having an average length of 50 to 100 μm are used. If the aspect ratio of the carbon nanotubes is less than 10: 1, the content of the inorganic filler required for imparting conductivity increases, and if the aspect ratio is more than 20: 1, the spinnability and pressure rise may occur. Further, the electric conductivity of CNT is 10 -3 to 10 -5 Ω / cm, which is higher than that of the conventional carbon-based additive and has a fine particle size, so that a relatively small amount of highly conductive conductive fiber can be produced. In practice, if the same level of conductivity is to be imparted, the use amount of the inorganic additive can be reduced to 1/25 to 1/15 of the amount of carbon black and 1/5 to 1/6 of the amount of carbon fiber used.

본 발명에 있어서 열가소성 폴리머에 대한 CNT의 첨가량은 열가소성 폴리머 마스터배치 내에 5 내지 10 중량%가 적당하며, 5 중량% 미만인 경우에는 최종 원사에서 유동층 CNT가 잘 분산이 된다고 하여도 전도성 효과가 불충분하며, 10중량%를 초과하는 경우에는 경제적으로도 이익을 도모하기 힘들게 된다.In the present invention, the amount of CNT added to the thermoplastic polymer is suitably 5 to 10% by weight in the thermoplastic polymer masterbatch, and when less than 5% by weight, the conductive effect is insufficient even if the fluidized- If it exceeds 10% by weight, it is difficult to economically achieve profit.

본 발명의 혼합용융 단계에서는 유동층 탄소나노튜브를 함유하는 열가소성 폴리머 마스터 배치 칩을 제조한 후, 익스트루더에 투입하여 용융한다. 익스트루더에는 융융된 재료를 방사노즐로 보내기 위해 펌프가 연결되고, 익스트루더 다음에는 열에 의해 폴리머 재료를 용융시키는 폴리머 멜팅 펌프 및 펌프가 설치된다. In the mixing and melting step of the present invention, the thermoplastic polymer master batch chip containing the fluidized-bed carbon nanotubes is prepared, and then put into the extruder and melted. In the extruder, a pump is connected to send the molten material to the spinneret, followed by the extruder, followed by a polymer melt pump and a pump to melt the polymer material by heat.

상기 열가소성 폴리머 마스터 배치에는 평균입경이 0.5 ㎛ 이하인 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 철, 아연, 티타늄, 텅스텐, 크롬, 탄소, 규소, 코발트, 니켈, 및 몰리브덴으로 구성되는 군에서 선택되는 도전성 입자를 추가로 포함시킬 수 있다. Wherein the thermoplastic polymer masterbatch has a conductivity of less than 0.5 micrometers selected from the group consisting of gold, silver, platinum, palladium, copper, iron, zinc, titanium, tungsten, chromium, carbon, silicon, cobalt, nickel, and molybdenum, Particles can be further included.

또한 분산 조제, 폴리머 친화조제, 산화방지제, 안정제, 난연제, 착색제, 항균제, 자외선 흡수제 등의 개질제 및 기능성을 부여하는 첨가제들을 첨가하여 사용하여도 좋다.In addition, a modifier such as a dispersing aid, a polymer-affinity auxiliary, an antioxidant, a stabilizer, a flame retardant, a colorant, an antibacterial agent, an ultraviolet absorber and the like may be added.

다음으로 방사 단계에서는 유동층 탄소나노튜브를 함유하는 열가소성 폴리머 마스터 배치 칩을 혼합 용융한 후에는 스핀 블록에 장착된 방사되는 섬유가 공기층을 함유할 수 있는 형상을 갖도록 하는 단면 형상을 갖는 방사노즐에 의해 방사한다. 상기 방사노즐의 예로는 도 1에 도시한 바와 같이 섬유가 공기층을 함유할 수 있도록 C 형상을 갖는 방사노즐을 사용할 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니고 원형, 반원형, 타원형, D형의 방사노즐도 사용할 수 있다.Next, in the spinning step, after the thermoplastic polymer master batch chip containing the fluidized-bed carbon nanotubes is mixed and melted, a spinning nozzle having a cross-sectional shape such that the spinning fibers mounted on the spinning block have a shape capable of containing an air layer Radiate. As shown in FIG. 1, the spinning nozzle may be a spinning nozzle having a C shape so that the fiber may contain an air layer. However, the spinning nozzle is not necessarily limited to the spinning nozzle, but may be circular, semi-circular, elliptical, Can also be used.

혼합 용융된 폴리머를 방사노즐에 의해 방사한 후 냉각장치를 통과시켜 냉각시킨다. 이때, 냉각장치는 환상 배출형 냉각장치(ROQ: Rotational Outflow Quenching)를 사용할 수 있다. 편면 냉각장치는 냉각 공기 송출부로부터 사조까지 가까운 부분과 멀리 있는 부분의 냉각 속도 및 냉각효율 편차에 의해 원사의 불균일 냉각 문제로 균제도 및 원사 물성 편차가 발생하는 단점이 있지만, 환상 배출형 냉각장치를 채택함으로써 필라멘트의 불균일 냉각을 최소화할 수 있다. 이때 냉각장치의 특성에 따른 근접 냉각에 의한 노즐 표면 온도 저하로 인한 방사 조업성 저하를 막기 위하여 방사노즐 하단에 노즐 보온 히터를 설치하여 사용한다.The mixed molten polymer is radiated by a spinning nozzle and then cooled by passing through a cooling device. At this time, the cooling device may use a rotary outer flow quenching (ROQ). In the single-side cooling system, there is a disadvantage in that uniformity and yarn physical property deviation occur due to uneven cooling problem of yarn due to cooling rate and cooling efficiency deviation in a portion close to and far from the cooling air delivering portion, and a cooling efficiency. So that non-uniform cooling of the filament can be minimized. At this time, a nozzle keeping heater is installed at the lower end of the spinning nozzle in order to prevent deterioration of the spinning performance due to the drop of the nozzle surface temperature due to the close cooling according to the characteristics of the cooling device.

섬유 연신단계에서는 상기 냉각된 폴리머를 통상의 연신 설비를 이용하여 연신하여 단사섬도가 0.5 내지 2 데니어이고, 중공 부분의 비율이 10 내지 40%이며, 5 내지 20 ㎛ 파장 영역에서 원적외선 방사율이 0.87 이상인 도전성 중공섬유를 제조한다. 즉, 제1 고뎃 롤러(Godet Roller)와 제2 고뎃 롤러In the fiber drawing step, the cooled polymer is stretched using a conventional stretching apparatus to have a monofilament fineness of 0.5-2 denier, a hollow portion ratio of 10-40%, a far infrared ray emissivity of 0.87 or higher in a 5-20 mu m wavelength region Thereby producing a conductive hollow fiber. That is, the first godet roller and the second godet roller

사이에서 소정의 연신비로 연신되며, 이때 균일 연신을 위해 제1 고뎃 롤러 이전에 집속 오일링 장치에 의해 오일링할 수 있다. 연신 및 가연이 완료되면 최종 수득된 원사는 권취 장치에 권취된다.And at this time, oil can be oiled by the converging oil ring device before the first godet roller for uniform stretching. When the stretching and twisting are completed, the finally obtained yarn is wound on the winding device.

본 발명에 의해 제조되는 도전성 중공 섬유는 탄소나노튜브의 함량이 0.1 내지 3중량% 범위이고, 단사섬도가 0.5 내지 2 데니어이고, 중공 부분의 비율이 10 내지 40%이다. 최종 섬유내 유동층 CNT의 함량이 0.1중량% 미만이면 도전 성능의 저하를 가져오고, 3.0중량% 초과시는 기능성의 향상은 크지 않고 방사조업성 및 물성 저하가 크게 되어 유동층 CNT의 농도를 최적화하는 것이 필요하다.The conductive hollow fiber produced by the present invention has a carbon nanotube content of 0.1 to 3 wt%, a single fiber fineness of 0.5 to 2 denier, and a hollow portion of 10 to 40 wt%. When the content of the fluidized CNTs in the final fiber is less than 0.1% by weight, the conductivity performance is deteriorated. When the amount of the CNTs is more than 3.0% by weight, the functionalization is not improved and the spinning workability and physical properties are deteriorated. Do.

본 발명의 도전성 중공 섬유는 공기층이 형성되는 가운데 중공 부분이 차지하는 비율이 10-40%, 바람직하게는 20-30%이다. 여기서 상기 중공 부분의 비율이 10% 미만인 경우 목적하는 보온 효과를 기대할 수 없으며, 40%를 초과하는 경우, 제조 공정에서의 공정성 저하, 너무 가벼운 착용감 및 발색성이 저하되는 문제점이 생길 수 있다.In the conductive hollow fiber of the present invention, the hollow portion accounts for 10 to 40%, preferably 20 to 30%, of the air layer formed. If the ratio of the hollow portion is less than 10%, the desired warming effect can not be expected. If the ratio is more than 40%, the processability in the manufacturing process may be deteriorated, and the feeling of wearing comfortably and color development may be deteriorated.

본 발명의 도전성 중공섬유는 섬유 내부에 공기층이 형성되어 우수한 축열/보온성을 제공한다. 따라서 본 발명의 원사를 단독 또는 통상의 섬유와 혼합하여 일반적인 방법으로 목적하는 직, 편물로 구성하여 방한복, 스키복, 동계 유니폼, 블라우스, 코트, 작업복, 커텐 등에 제공되는 원사로 사용할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 도전성 중공섬유는 의류 용도에 한정되지 않고, 부직포 용도, 메디컬 용도나 위생재료, 충전재로서 각종 리빙 재료에도 사용가능하며, 섬유적층체로서 자동차 등의 내장재, 소음재, 방진재로서 이용가능하다.In the conductive hollow fiber of the present invention, an air layer is formed inside the fiber to provide excellent heat storage / warmth. Therefore, the yarn of the present invention can be used alone or as a yarn to be provided as a knitted fabric, a ski suit, a winter uniform, a blouse, a coat, a work cover, a curtain, etc., Furthermore, the conductive hollow fiber of the present invention is not limited to clothes, but can be used for nonwoven fabrics, medical applications, hygiene materials, and various living materials as fillers, and is used as a fiber laminate as an interior material for automobiles, noise absorbers, It is possible.

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but these are for the purpose of explanation only, and the scope of protection of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

실시예Example 1 One

평균길이 200 nm, 종횡비는 100 이상인 탄소나노튜브를 포함하는 유동층 CNT를 나일론6 (상대점도 3.0, 황산 95%)과 용융혼합하여 유동층 CNT 함량 20중량%의 마스터 배치 칩(Master Batch Chip)을 제조하였다. 이어서 최종 원사가 공기층을 함유할 수 있도록 C형 형상을 지닌 노즐이 장착된 방사장치 및 중앙 환상 배출형 냉각장치 및 노즐보온 히터를 이용, 295℃에서 2,600m/분의 속도로 방사한 다음 통상의 가연 설비를 이용하여 가연연신비 1.7배로 가연하고, 도 1의 C 형상의 단면 형태의 65 데니어/72 폴리아미드 가연사로 제조하였다. 수득된 폴리아미드 섬유 내의 탄소나노튜브 함량은 5중량%이며, 이의 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.A fluidized bed CNT having an average length of 200 nm and an aspect ratio of 100 or more was melt-mixed with nylon 6 (relative viscosity: 3.0, sulfuric acid: 95%) to prepare a master batch chip having a fluidized CNT content of 20 wt% Respectively. Then, the yarn was radiated at 295 DEG C at a speed of 2,600 m / min using a spinneret equipped with a nozzle having a C-shaped shape and a central annular discharge type cooling device and a nozzle heat keeping heater so that the final yarn could contain an air layer, The mixture was twisted at a false-twist ratio of 1.7 times using the equipment, and was made of a 65 denier / 72 polyamide false-twist yarn having a C-shaped cross-sectional shape as shown in Fig. The content of carbon nanotubes in the obtained polyamide fibers was 5% by weight, and their physical properties, processability and functionality were evaluated and are shown in Table 1 below.

실시예Example 2 2

상기 실기예 1에서 폴리아미드 섬유 내의 탄소나노튜브 함량을 10중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 수득된 폴리아미드 섬유의 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.
The procedure of Example 1 was repeated, except that the content of carbon nanotubes in the polyamide fibers was changed to 10 wt% in the practical example 1. The physical properties, processability and functionality of the obtained polyamide fibers were evaluated and are shown together in Table 1 below.

비교예Comparative Example 1 One

카본블랙을 35중량% 혼합한 폴리아미드 칩을 통상의 방사장치를 이용하여 295℃에서 2,600m/분의 속도로 방사한 다음 통상의 가연 설비를 이용, 가연연신비 1.7배로 가연하여 원형 단면의 65 데니어/72 필라멘트의 폴리아미드 중공 섬유를 제조하였으며 수득된 폴리아미드 중공 섬유의 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.
A polyamide chip obtained by mixing 35% by weight of carbon black was spun at 295 DEG C at a rate of 2,600 m / min using a conventional spinning device and then twisted at a false-twist ratio of 1.7 times using a conventional twist-off facility to obtain a circular cross- / 72 filaments, and the properties, processability and functionality of the obtained polyamide hollow fibers were evaluated and are shown in Table 1 below.

비교예Comparative Example 2 2

상기 실시예 1과 동일한 물질을 사용하여 통상의 원형 형상을 지닌 노즐이 장착된 방사장치 및 중앙 환상 배출형 냉각장치 및 노즐보온 히터를 이용, 295℃ 에서 2,600m/분의 속도로 방사한 다음 통상의 가연 설비를 이용하여 가연연신비 1.7배로 가연하여, 65 데니어/72 폴리아미드 가연사로 제조하였으며, 수득된 폴리아미드 섬유의 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다. Using the same material as in Example 1, the mixture was radiated at 295 DEG C at a rate of 2,600 m / min using a spinning device equipped with a nozzle having a general circular shape, a central annular discharge type cooling device, and a nozzle heat keeping heater, The resulting polyamide fibers were evaluated in terms of physical properties, processability, and functionality of the obtained polyamide fibers. The results are shown in Table 1 below. ≪ tb > < TABLE >

방사성Radioactive 강도burglar 신도Shindo 도전 성능(Ω/㎝)Conductivity performance (Ω / cm) 초기Early 50회세탁반복후Repeat 50 times after washing 실시예 1Example 1 우수Great 4.464.46 31.231.2 3.24 x 106 3.24 x 10 6 3.64 x 107 3.64 x 10 7 실시예 2Example 2 양호Good 4.904.90 27.527.5 1.38 x 106 1.38 x 10 6 8.77 x 107 8.77 x 10 7 비교예 1Comparative Example 1 우수Great 4.744.74 34.434.4 6.76 x 107 6.76 x 10 7 6.97 x 108 6.97 x 10 8 비교예 2Comparative Example 2 우수Great 4.704.70 32.232.2 3.98 x 107 3.98 x 10 7 2.59 x 108 2.59 x 10 8

<<물성 평가 방법>><< Property Evaluation Method >>

1. 방사성: 방사온도 260℃, 방사속도 750m/min에서의 방사 시간당 사절수로 표시하였으며, 방사 24시간당 사절수가 1회 이하 발생될 경우 우수, 3회 이내는 양호, 5회 이내는 보통, 6회 이상은 불량으로 평가하였다.1. Radioactivity : Radiation temperature: 260 ° C, spinning speed: 750m / min. The number of yarns per spinning hour was expressed as follows. Excellent when the yarn count was less than one yarn per 24 hours, good within 3 times, And more than two times.

2. 강도 및 신도:인스트론사의 인장강도 시험기를 사용하여 시료장 20㎝, 인장속도 25cm/min 의 조건으로 섬유의 강도 및 신도를 측정하였다.2. Strength and elongation : The strength and elongation of the fiber were measured using a tensile strength tester manufactured by Instron under conditions of a sample length of 20 cm and a tensile speed of 25 cm / min.

3. 도전 성능: KS K 0180(실의 전기 저항성 시험방법)으로 표준 실험실 조건에서 대전물질로 표면 정전기를 제거한 후, 20cm 간격의 양 말단에서 팁을 이용하여 저항값을 측정하였다.3. Conducting performance : The surface static electricity was removed with a charge material under standard laboratory conditions with KS K 0180 (electrical resistance test method of the yarn), and the resistance value was measured using a tip at both ends of 20 cm intervals.

상기 표 1의 결과를 통해서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해서 제조되는 폴리아미드 도전 중공사는 전기전도성이 우수하고, 방사조업성이 매우 우수함을 확인할 수 있다.As can be seen from the results shown in Table 1, the polyamide-conductive hollow fiber produced by the method of the present invention has excellent electrical conductivity and excellent spinnability.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이다. 따라서 본 발명의 이러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Those skilled in the art will readily appreciate that various changes, modifications, and variations may be made without departing from the spirit and scope of the present invention, as defined by the following claims and accompanying drawings. Accordingly, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims (7)

유동층 탄소나노튜브를 5~10중량% 첨가한 열가소성 폴리머 마스터배치 칩을 준비하는 단계;
상기 열가소성 폴리머를 공기층을 포함하는 단면 형상을 갖도록 하는 중공형 방사노즐을 이용하여 방사하는 단계; 및
방사 후 냉각시키는 단계를 포함하고,
상기 유동층 탄소나노튜브는 종횡비(길이/폭)가 10:1 내지 20:1이고, 탄소나노튜브의 평균길이가 50~100㎛인 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유의 제조방법.
Preparing a thermoplastic polymer master batch chip comprising 5 to 10% by weight of a fluidized-bed carbon nanotube;
Radiating the thermoplastic polymer using a hollow spinning nozzle having a cross-sectional shape including an air layer; And
And cooling after spinning,
Wherein the fluidized-bed carbon nanotubes have an aspect ratio (length / width) of 10: 1 to 20: 1 and an average length of the carbon nanotubes is 50 to 100 占 퐉.
제 1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머는 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리케톤, 폴리아크릴릭, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리술폰, 폴리플루오로폴리머, 폴리우레탄,
폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리아릴술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴렌 술파이드, 폴리비닐클로라이드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르케톤, 및 이들의 코폴리머로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the thermoplastic polymer is selected from the group consisting of polyamide, polyacetal, polyketone, polyacrylic, polyolefin, polycarbonate, polystyrene, polyester, polyether, polysulfone, polyfluoropolymer,
Polyether sulfone, polyarylene sulfide, polyvinyl chloride, polyetherimide, polytetrafluoroethylene, polyether ketone, and copolymers thereof, in the group consisting of polyamideimide, polyamideimide, polyarylate, polyarylsulfone, And at least one selected from the group consisting of the conductive fibers and the conductive fibers.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 중공형 방사노즐의 단면은 C자형, 원형, 반원형, 원형, 또는 D형인 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the cross-section of the hollow spinning nozzle is C-shaped, circular, semicircular, circular, or D-shaped.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머는 폴리아미드이고, 상기 방사노즐의 단면은 C자형인 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유의 제조방법.
The method of producing a conductive hollow fiber according to claim 1, wherein the thermoplastic polymer is polyamide and the cross section of the spinning nozzle is C-shaped.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머 마스터 배치에 평균입경이 0.5 ㎛ 이하인 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 철, 아연, 티타늄, 텅스텐, 크롬, 탄소, 규소, 코발트, 니켈, 및 몰리브덴으로 구성되는 군에서 선택되는 도전성 입자를 추가로 포함시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유의 제조방법.
The thermoplastic polymer masterbatch according to claim 1, wherein the thermoplastic polymer masterbatch is composed of gold, silver, platinum, palladium, copper, iron, zinc, titanium, tungsten, chromium, carbon, silicon, cobalt, nickel and molybdenum Wherein the conductive particles further comprise conductive particles selected from the group consisting of the conductive particles.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조되고, 공기층을 포함할 수 있는 단면 형상을 가지며, 탄소나노튜브의 함량이 0.1 내지 3중량% 범위이고, 단사섬도가 0.5 내지 2 데니어이고, 중공 부분의 비율이 10 내지 40%인 것을 특징으로 하는 도전성 중공섬유.
A carbon nanotube according to any one of claims 1 to 3, which has a cross-sectional shape that can include an air layer and has a carbon nanotube content of 0.1 to 3 wt% Wherein the single yarn fineness is 0.5 to 2 denier and the ratio of the hollow portion is 10 to 40%.
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