KR101490530B1 - 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법 - Google Patents

탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법 Download PDF

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Abstract

전구체 섬유의 제조시에 내외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지함으로써 고강도/고품질의 탄소섬유를 제조할 수 있는 탄소섬유용 PAN계 전구체 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 폴리아크릴로니트릴 중합물을 사용하여 도프원액을 제조하고, 상기 도프원액을 습식 또는 건습식 방사하는 것을 포함하는 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법으로서, 상기 폴리아크릴로니트릴 중합물은 95중량% 이상의 아크릴로니트릴과 5중량% 미만의 코모노머를 포함하고, 상기 코모노머는 메틸아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상으로 이루어지며, 상기 습식 또는 건습식 방사는 방사공정, 건조공정 및 하나 이상의 연신공정을 포함하며, 그리고 상기 도프원액의 제조 및 습식 또는 건습식 방사는 외기와 차단된 청정한 대기에서 실시되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 외기로부터 이물질의 유입이 차단됨으로써 더욱 균일한 고품질의 전구체 섬유를 제조하는 것이 가능하고, 나아가 최종 탄소섬유의 결함을 줄임으로써 고강도/고탄성의 탄소섬유를 제조할 수 있다.
탄소섬유용 전구체 섬유, PAN, 보이드, 대기, 청정도

Description

탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법{METHOD OF PREPARING PRECURSORS FOR POLYACRYLONITRILE-BASED CARBON FIBERS}
본 발명은 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN)계 전구체 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전구체 섬유의 제조시에 내외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지함으로써 고강도/고품질의 탄소섬유를 제조할 수 있는 탄소섬유용 PAN계 전구체 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
아크릴로니트릴(acrylonitrile)계 중합체로부터 제조되는 탄소섬유, 소위 PAN계 탄소섬유는 강도가 매우 우수하여, 탄소섬유의 원료로서 많이 사용되고 있다. 최근에는 전체 탄소섬유의 90%이상이 PAN계 탄소섬유이다. 또한, PAN계 탄소섬유는 2차전지용 탄소 전극 재료 및 탄소 필름 등에도 적용가능성이 있기 때문에, 이에 대한 연구개발도 활발하게 진행되고 있다.
아크릴로니트릴계 중합체로부터 탄소섬유를 제조하는 경우에는 아크릴로니트릴계 중합체를 방사하여 얻어진 아크릴 섬유, 즉 탄소섬유용 전구체를 산화 분위기에서 200~400℃로 내염화 처리를 실시하는데, 이렇게 제조된 섬유를 내염화섬유라 고 한다.
이렇게 얻어진 내염화섬유를 불활성가스 분위기에서 800~2000℃로 탄화처리하여 탄소섬유를 제조한다. 또한, 이렇게 얻어진 탄소섬유를 더욱 고온의 불활성가스 중에서 처리하는 경우도 있는데, 이렇게 얻어진 섬유를 흑연섬유라고 한다.
탄소섬유의 적용분야가 확대됨에 따라서, 인장강도가 높은 탄소섬유에 대한 요구도 증가하고 있다. 종래에는 탄소섬유의 인장강도를 높이기 위하여 수지함침 기술을 사용하였다.
이와 관련하여, 탄소섬유를 구성하고 있는 각 싱글섬유의 섬유 내부에 존재하는 이물 및 보이드를 감소시키기 위하여, 모노머 또는 폴리머 원액의 여과를 강화하는 기술이 일본 특개소 제59-88924호, 일본 특공평 제4-12882호에 개시되어 있다.
또한, 표면결함의 생성을 억제하기 위하여 전구체 섬유의 제조공정에서 사용되는 섬유가이드의 형상 또는 가이드에 접하는 섬유의 장력을 조절하는 기술이 특공평 제3-41561호에 개시되어 있다.
또한, 보이드 또는 미세한 결함의 생성을 억제하기 위하여 전구체 섬유를 치밀화함으로서 개질하는 기술도 제안되어 있다. 응고욕 조건을 최적화 함으로서, 미연신사를 치밀하게하는 기술이 일본 특개소 제59-82420호에 개시되어 있으며, 응고욕의 연신온도를 높게 함으로서 연신사를 치밀하게 하는 기술이 일본 특공평 제6-15722호에 개시되어 있다.
그러나 이러한 치밀화 향상기술은 내염화 공정에서 섬유로의 산소투과성을 저하시키는 경향이 있기 때문에, 최종적으로 얻어지는 탄소섬유의 인장강도가 저하되는 문제가 있다.
탄소섬유 제조시 불순물 혼입의 가능성이 있는 원료 및 물 등은 필터 등을 통해 여과처리하는 기술이 일본 특개소 제59-88924호 및 일본 특공평 제4-12882호에 개시되어 있으나, 대기가 청정하지 않으면 섬유 제조시 불순물이 재 혼입될 가능성이 있다.
전구체 섬유 제조공정 또는 외부에서 이물이 혼입될 경우, 전술한 바와 같이 탄소섬유의 표면결함 및 보이드를 유발하게 되어 최종적으로는 탄소섬유의 강도 등의 물리적 특성이 발현되기 어렵다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 탄소섬유용 PAN계 전구체 섬유의 제조시에 대기를 적정 수준으로 청정화시킴으로써 탄소섬유의 물성저하원인을 근본적으로 차단하는 탄소섬유용 PAN계 전구체 섬유의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 폴리아크릴로니트릴 중합물을 사용하여 도프원액을 제조하고, 상기 도프원액을 습식 또는 건습식 방사하는 것을 포함하는 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법으로서, 상기 폴리아크릴로니트릴 중합물은 95중량% 이상의 아크릴로니트릴과 5중량% 미만의 코모노머를 포함하고, 상기 코모노머는 메틸아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상으로 이루어지며, 상기 습식 또는 건습식 방사는 방사공정, 건조공정 및 하나 이상의 연신공정을 포함하며, 그리고 상기 도프원액의 제조 및 습식 또는 건습식 방사는 외기와 차단된 청정한 대기에서 실시되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 청정한 대기는 대기중의 0.5㎛ 미만의 입자수가 10,000개/ft3이 하, 0.5㎛ 이상 5㎛ 미만의 입자수가 500개/ft3이하, 그리고 5㎛ 이상의 입자가 유입되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탄소섬유용 PAN계 전구체 섬유의 제조방법에 따르면, 전구체 섬유의 제조시에 방사공정의 대기를 적정수준으로 청정하게 유지시킴으로써 공정상 또는 외부에서 유입되는 이물의 섬유 내외부에 존재하는 비율이 줄어들게 된다. 따라서 더욱 균일한 고품질의 전구체 섬유를 제조하는 것이 가능하고, 나아가 최종 탄소섬유의 결함을 줄일 수 있게 되어 고강도/고탄성의 탄소섬유를 제조할 수 있다.
이하 본 발명의 특징 및 장점을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 탄소섬유용 PAN계 전구체 섬유는 아크릴로니트릴계 중합체로부터 얻어진다. 상기 탄소섬유용 전구체의 특성은 기본적으로 아크릴로니트릴계 중합체의 조성에 따라 달라진다. 본 발명에 사용되는 아크릴로니트릴계 중합체의 주성분은 아크릴로니트릴 단위로서, 상기 아크릴로니트릴 단위의 함량은 전체 아크릴로니트릴계 중합체에 대하여, 90중량% 이상, 바람직하게는 95중량% 이상이다. 상기 아크릴로니트릴 단위의 함량이 너무 적으면, 소성 공정으로 얻어지는 탄소섬 유의 강도가 저하되는 등, 탄소섬유의 기계적 특성이 저하될 수 있다.
상기 아크릴로니트릴계 중합체는, 필요에 따라, 하나 이상의 공중합 성분(아크릴로니트릴 이외의 다른 보조 성분)으로서, 방사 공정에서의 치밀화 촉진성분 및 연신 촉진성분 등을 포함하는 단위; 내염화 공정에서의 내염화 촉진성분을 포함하는 단위; 산소 투과 촉진성분을 포함하는 단위 등을 더 포함할 수 있다. 상기 추가적인 공중합 성분의 함량은 전체 아크릴로니트릴계 중합체에 대하여, 1~10중량%, 바람직하게는 1~5중량%이다.
상기 치밀화 촉진성분이 되는 구조 단위는 카르복실기, 설폰기, 아미드기 등의 친수성 관능기를 가지는 비닐 화합물 단량체의 공중합에 의하여 생성된다. 이 중 카르복실기를 가지는 치밀화 촉진성분 포함 단량체의 예로는, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 시트라콘산, 말레인산, 이들의 알킬에스테르(메틸아크릴레이트 등) 등을 예시할 수 있는데, 이 중에서도 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 설폰기를 가지는 치밀화 촉진 성분의 구체적인 예로는 알릴 설폰산(aryl sulfonic acid), 메타릴설폰산(metharylsofonic acid), 스티렌설폰산(styrene sulfonic acid), 2-아크리아미도-2-메틸프로판설폰산(2-acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid), 비닐 설폰산(vinyl sulfonic acid), 설포 프로필 메타크릴에이트(sulfo propyl methacrylate) 등을 들 수 있다. 상기 아미드기를 가지는 치밀화 촉진 성분의 구조 단위의 구체적인 예로는 아크릴아미드(acrylamide), 메타크릴아미드(methacrylamide), 디메틸아크릴아미드(dimethylmetacrylamide)를 들 수 있다.
또한, 내염화로 내에서 섬유 단사간 산소 투과성을 향상시키기 위하여, 옥틸아민(octyl amine), 도데실아민(dodecyl amine), 라우릴아민(lauryl amine) 등의 알킬아민; 디옥틸아민(dioctyl amine)등의 디알킬아민; 트리옥틸아민(trioctylamine) 등의 트리알킬아민; 에틸렌디아민(ethylene diamine), 헥사메틸렌디아민(hexamethylene diamine) 등의 디아민(diamine) 성분을 사용할 수도 있다. 이 중에서도, 중합의 균일성을 향상시키기 위해서는 중합용매, 매체, 방사용매 등에 대한 용해성이 있는 성분을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 산소 투과 촉진성분을 포함하는 단위는 하나의 불포화 카르본산 구조의 알킬 에스테르, 예를 들면 에틸메타크릴레이트 (ethyl methacrylate) 등의 공중합에 의하여 도입될 수 있다. 이와 같은 보조성분(코모노머)와 주성분을, 통상의 방법에 따라, 무기계 레독스 촉매를 사용하여 수계 현탁 중합하면, 아크릴로니트릴계 공중합체를 얻을 수 있다.
상기 아크릴로니트릴계 중합체를 방사하기 위하여, 아크릴로니트릴계 중합체를 용매에 용해시켜 도프(dope)원액을 제조한다.
상기 도프용액을 제조하기 위한 용매로는, 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸포름아미드(dimethyl formamide, DMF), 디메틸아세트아미드(dimethyl acetamide, DMAc)등 아크릴로니트릴 중합체를 용해시킬 수 있는 통상의 유기용매와 염화아연 수용액, 티오시안산나트륨 수용액등의 무기화합물의 수용액을 사용할 수 있으나, 아미드 결합을 갖지 않은 유기용매인 디메틸설폭시드를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상기 용매의 사용량은, 통상 아크릴로니트릴계 중 합체의 중량에 대하여 18~22중량%이다.
다음으로, 상기 도프원액을 공지된 방사공정, 건조공정, 세척 및 연신공정을 순차로 거치게 하여 제조된 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴 전구체 섬유를 제조한다.
구체적으로, 상기 도프용액을 습식 또는 건습식 방사하고, 50℃이상의 온수로 1차 연신한다. 다음, 변성 실리콘 유제, 에폭시 변성 실리콘 유제 및 미립자 및 암모늄 화합물을 포함하는 유제를 0.01~5.0wt% 부여한 후, 필요에 따라 스팀 등의 고온 열매 중에서 2차 연신한다. 전체적으로 7배 이상 25배 이하의 연신을 실시하면, 단섬유 섬도 0.5~2.0dtex의 탄소섬유용 아크릴로니트릴계 전구체 섬유를 얻을 수 있다.
본 발명은, 상기 공정들을 수행할 때 미세먼지 등이 전구체 섬유에 부착됨으로써 전구체 섬유의 물리적 특성 나아가 최종 탄소섬유의 물리적 특성이 저하되지 않도록 하기 위하여, 공정의 대기를 외기와 차단시켜 공정을 진행하는 것을 특징으로 한다.
공정의 대기를 외기와 차단하기 위하여, 공조시스템의 급기부에 필터를 설치함과 동시에 작업자들이 통과하는 출입구에 에어샤워를 설치한다. 특히, 상기 공조 시스템의 급기부에 설치하는 필터는 5㎛ 이상의 입자를 유입시키지 않는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
< 실시예 1>
아크릴로니트릴 96wt%, 메틸아크릴레이트3wt%, 이타콘산 1wt%을 공중합시킨 폴리머를 20wt% 농도가 되도록 디메틸설폭시드(Dimethylsulfoxide, DMSO)에 용해하고, 탈포과정을 거쳐 도프원액을 제조하여 저장조에 저장하였다. 저장된 도프원액을 3000홀, 직경 0.06mm의 노즐을 사용하여 습식 방사하고, 50℃로 조절한 50wt% DMSO 수용액으로 이루어진 응고욕에서 응고시켜 응고사를 형성하였다.
이렇게 얻어진 응고사를 다단 수세한 뒤 온수 중에서 1차 연신하고, 아미노 변성 실리콘계 실리콘 유제를 부여하였다. 다음, 유제가 부여된 섬유를 120℃로 가열한 롤러에서 건조시키고, 140~185℃의 가압 스팀 중에서 2차 연신하였다. 상기 공정을 통하여, 단섬유 섬도 0.98 데니어, 필라멘트 수 6,000의 PAN계 전구체 섬유를 얻었다.
외기로부터 이물질의 유입을 방지하기 위하여, 전구체 섬유의 상기 모든 제조공정에서 철저하게 외기를 차단하였다. 즉, 여과장치를 설치하여 클린룸 상태에서 상기 전구체 섬유를 제조하였다. 공기의 청정도를 측정하기 위하여 MET ONE 2400 설비를 이용하여 공정 대기중의 입자의 크기별 개수를 측정하고, 전구체 섬유의 인장강도 및 인장강도의 변화율을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
< 비교예 1>
비교예 1은 대기에 외기가 유입되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전구체 섬유를 얻었다. 공기의 청정도를 측정하기 위하여 MET ONE 2400 설비를 이용하여 공정 대기중의 입자의 크기별 개수를 측정하고, 전구체 섬유 의 인장강도 및 인장강도의 변화율을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
< 비교예 2>
비교예 2는 대기에 황사가 유입되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전구체 섬유를 얻었다. 공기의 청정도를 측정하기 위하여 MET ONE 2400 설비를 이용하여 공정 대기중의 입자의 크기별 개수를 측정하고, 전구체 섬유의 인장강도 및 인장강도의 변화율을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분 실시예1 비교예1 비교예2
중합체 중합조성 및
물성		 AN/MA/IA = 96/3/1
고유점도 = 1.65
수율 = 85%


대기중
입자수

 입자크기 0.5㎛ 이하 0.5㎛ 이하 0.5㎛ 이하
입자수(개/ft3) 8,913 586,311 499,463
입자크기 5㎛ 이하 5㎛ 이하 5㎛ 이하
입자수(개/ft3) 768 289,765 558,893
입자크기 5㎛ 초과 5㎛ 초과 5㎛ 초과
입자수(개/ft3) 0 424 5,599

물성		 인장강도(g/d) 7.8 7.1 6.2
인장강도 CV% 4.2 5.6 10.3
표 1을 참조하여 실시예 1과 비교예 1 및 비교예 2를 비교하면, 공정 대기 중의 입자의 개수가 적을수록, 즉 대기가 청정할 수록 전구체 섬유의 강도가 증가하는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 탄소섬유용 전구체 제조공정의 대기를 청정하게 유지하여 전구체 섬유를 제조할 경우, 강도가 우수한 전구체 섬유를 얻을 수 있으며, 나아가 이러한 전구체 섬유를 이용하여 고강도/고품질의 탄소섬유를 제조할 수 있다.

Claims (2)

  1. 폴리아크릴로니트릴 중합물을 사용하여 도프원액을 제조하고, 상기 도프원액을 습식 또는 건습식 방사하는 것을 포함하는 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법으로서,
    상기 폴리아크릴로니트릴 중합물은 95중량% 이상의 아크릴로니트릴과 5중량% 미만의 코모노머를 포함하고,
    상기 코모노머는 메틸아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상으로 이루어지며,
    상기 습식 또는 건습식 방사는 방사공정, 건조공정 및 하나 이상의 연신공정을 포함하며, 그리고
    상기 도프원액의 제조 및 습식 또는 건습식 방사는 외기와 차단된 청정한 대기에서 실시되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 청정한 대기는 공정 대기중의 0.5㎛ 미만의 입자수가 10,000개/ft3이하, 0.5㎛ 이상 5㎛ 미만의 입자수가 500개/ft3이하, 그리고 5㎛ 이상의 입자가 유 입되지 않는 것을 특징으로 하는 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법.
KR20090135011A 2009-12-31 2009-12-31 탄소섬유용 폴리아크릴로니트릴계 전구체 섬유의 제조방법 KR101490530B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06173111A (ja) * 1992-07-29 1994-06-21 Asahi Chem Ind Co Ltd 高性能ｃｆ用アクリル繊維の製造法
KR20010023350A (ko) * 1997-08-27 2001-03-26 나가이 야타로 탄소섬유용 아크릴로니트릴계 전구체 섬유, 그 제조 방법및 그 전구체 섬유로부터 얻어지는 탄소섬유
JP2009138313A (ja) 2007-12-10 2009-06-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維束およびその製造方法
KR20090068370A (ko) * 2006-10-18 2009-06-26 도레이 카부시키가이샤 폴리아크릴로니트릴계 중합체와 그의 제조 방법, 탄소 섬유 전구체 섬유의 제조 방법, 및 탄소 섬유와 그의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06173111A (ja) * 1992-07-29 1994-06-21 Asahi Chem Ind Co Ltd 高性能ｃｆ用アクリル繊維の製造法
KR20010023350A (ko) * 1997-08-27 2001-03-26 나가이 야타로 탄소섬유용 아크릴로니트릴계 전구체 섬유, 그 제조 방법및 그 전구체 섬유로부터 얻어지는 탄소섬유
KR20090068370A (ko) * 2006-10-18 2009-06-26 도레이 카부시키가이샤 폴리아크릴로니트릴계 중합체와 그의 제조 방법, 탄소 섬유 전구체 섬유의 제조 방법, 및 탄소 섬유와 그의 제조 방법
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