KR102113535B1 - Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same - Google Patents

Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR102113535B1
KR102113535B1 KR1020140093837A KR20140093837A KR102113535B1 KR 102113535 B1 KR102113535 B1 KR 102113535B1 KR 1020140093837 A KR1020140093837 A KR 1020140093837A KR 20140093837 A KR20140093837 A KR 20140093837A KR 102113535 B1 KR102113535 B1 KR 102113535B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon fiber
staples
spun yarn
modulus
fiber staples
Prior art date
Application number
KR1020140093837A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160012429A (en
Inventor
이태상
윤준영
한인식
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
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 코오롱인더스트리 주식회사 filed Critical 코오롱인더스트리 주식회사
Priority to KR1020140093837A priority Critical patent/KR102113535B1/en
Publication of KR20160012429A publication Critical patent/KR20160012429A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102113535B1 publication Critical patent/KR102113535B1/en

Links

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사는 표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~50Gpa인 탄소섬유 스테이플을 포함한다.
상기 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사는 (ⅰ) 폴리아크릴로니트릴계 중합체를 포함하는 방사용액을 방사하여 제조된 탄소섬유용 전구체 섬유를 200~300℃에서 내염화 처리한 후, 계속해서 450~800℃의 온도에서 탄화처리하여 표면전기 비저항이 10-5~1010Ωm이며 모듈러스가 5~50Gpa인 탄소섬유를 제조한 다음, 제조된 탄소섬유를 일정길이로 절단하여 탄소섬유 스테이플을 제조하는 공정; 및 (ⅱ) 상기 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사를 제조하는 공정;을 포함한다.
본 발명의 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사는 제전성이 우수함과 동시에 유연성이 뛰어난 탄소섬유 스테이플을 포함하기 때문에 정전기 방지성능이 향상되며, 아울러 상기 혼방사 제조시 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플의 혼섬 작업성 및 방적성이 크게 향상된다.
The spun yarn containing carbon fiber staples according to the present invention includes carbon fiber staples having a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 50 Gpa.
The spun yarn containing the carbon fiber staples is (i) flame-retarded to the precursor fiber for carbon fibers prepared by spinning a spinning solution containing a polyacrylonitrile-based polymer at 200 to 300 ° C., and then continues to 450 to 800. Carbonization treatment at a temperature of ℃ to prepare a carbon fiber having a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 50 Gpa, and then cutting the produced carbon fiber to a certain length to produce a carbon fiber staple; And (ii) a process for producing a spun yarn comprising the carbon fiber staples.
The spun yarn containing carbon fiber staples of the present invention has excellent antistatic properties and also includes carbon fiber staples having excellent flexibility, thereby improving antistatic performance, and also in the blending operation of carbon fiber staples and dissimilar fiber staples in the manufacture of the blend yarn. And spinning properties are greatly improved.

Description

탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사 및 그의 제조방법{Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same}Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same}

본 발명은 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 정전기 방지성능이 우수한 상기 방적사를 양호한 혼방성과 방적 작업성으로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spun yarn comprising carbon fiber staples and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method of manufacturing the spun yarn having excellent antistatic performance with good blendability and spun workability.

이하, 본 발명에서 "탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사"를 탄소섬유 스테이플 만으로 구성된 방적사는 물론 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플이 혼방되어 있는 혼방사 모두를 포함하는 의미로 사용된다.
Hereinafter, in the present invention, "spun yarn comprising carbon fiber staples" is used in the sense to include both yarns composed of only carbon fiber staples as well as blend yarns in which carbon fiber staples and heterogeneous fiber staples are blended.

탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사 제조시 사용되는 탄소섬유 스테이플을 제조하는 종래기술로서는, 폴리아크릴로니트릴계 중합체를 포함하는 방사용액을 방사하여 제조된 탄소섬유용 전구체 섬유를 200~300℃에서 30~200분동안 내염화처리한 후, 계속해서 450~1,000℃에서 1~3분동안 예비탄화처리한 후, 계속해서 1,150~1,400℃에서 1~3분 동안 탄화처리하여 필라멘트 상의 탄소섬유를 제조한 다음, 이를 일정길이로 절단하여 탄소섬유 스테이플을 제조하는 방법이 사용되어 왔다.As a prior art for producing carbon fiber staples used in the manufacture of a spinning yarn containing carbon fiber staples, precursor fibers for carbon fibers prepared by spinning a spinning solution containing a polyacrylonitrile-based polymer at 200 to 300 ° C. are 30 to 30 ° C. After the flameproofing for 200 minutes, the carbon fiber on the filament was prepared by continuously preliminarily carbonizing at 450-1,000 ° C for 1-3 minutes, and then continuously carbonizing at 1,150-1400 ° C for 1-3 minutes. , A method of manufacturing carbon fiber staples by cutting them to a certain length has been used.

상기와 같이 제조된 종래의 탄소섬유 스테이플은 표면전기 비저항이 10-5Ωm이하로 낮아 정전기 방지성능은 우수하나, 1,000℃ 이상의 고온에서 탄화처리되기 때문에 내염화 처리된 탄소섬유용 전구체 섬유가 열분해되어 탄소섬유내 탄소성분의 구성율이 98%를 초과하는 수준으로 상승되며, 특히 탄소성분간의 공유결합이 촉진되어 탄소섬유의 강도 및 모듈러스가 100~1,000Gpa 수준으로 급격하게 증가된다.The conventional carbon fiber staple manufactured as described above has excellent antistatic performance due to a low surface electrical resistivity of 10 -5 Ωm or less, but because it is carbonized at a high temperature of 1,000 ° C or higher, the flame resistant precursor fiber for carbon fiber is thermally decomposed. The composition ratio of the carbon component in the carbon fiber is increased to a level exceeding 98%. In particular, the covalent bonding between the carbon components is promoted, and the strength and modulus of the carbon fiber are rapidly increased to 100 to 1,000 Gpa.

그로 인해 상기와 같이 제조된 종래의 탄소섬유 스테이플은 높은 모듈러스로 인해 유연성 부족으로 전단응력에 취약하여 쉽게 부스러지는 문제가 발생되었다.As a result, the conventional carbon fiber staple manufactured as described above is susceptible to shear stress due to lack of flexibility due to high modulus, and thus a problem of easily breaking occurs.

또한, 종래의 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플을 혼방하여 방적사를 제조하는 경우 혼섬 작업성 및 방적 작업성이 크게 저하되는 문제가 있었다.
In addition, in the case of producing a spun yarn by mixing a conventional carbon fiber staple and a heterogeneous fiber staple, there was a problem that the workability and spinning performance of the horns are greatly reduced.

본 발명의 과제는 정전기 방지성능이 우수한 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사를 양호한 방적 작업성으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a spun yarn comprising carbon fiber staples having excellent antistatic performance with good spinning workability.

또 다른 본 발명의 과제는 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플을 혼방할 때 이들의 혼섬 작업성을 크게 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method capable of greatly improving the workability of the mixed fibers when blending carbon fiber staples and heterogeneous fiber staples.

이와 같은 과제를 달성하기 위해서, 본 발명에서는 표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~50Gpa인 탄소섬유 스테이플을 단독으로 사용하여 방적사를 제조하거나, 상기 탄소섬유 스테이플 5~95중량%과 이종섬유 스테이플 95~5중량%를 혼섬, 방적하여 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사를 제조한다.In order to achieve this problem, in the present invention, the surface electrical resistivity is 10 -5 ~ 10 10 Ωm and the modulus is 5 ~ 50Gpa, using the carbon fiber staples alone to manufacture the spun yarn, or the carbon fiber staples 5 ~ 95 weight % And 95 to 5% by weight of heterogeneous fiber staples are mixed and spun to prepare a spun yarn comprising carbon fiber staples.

또한, 본 발명에서 폴리아크릴로니트릴계 중합체를 포함하는 방사용액을 방사하여 제조된 탄소섬유용 전구체 섬유를 200~300℃에서 내염화 처리한 후, 계속해서 450~800℃의 온도에서 탄화처리하여 표면전기 비저항이 10-5~1010Ωm이며 모듈러스가 5~50Gpa인 탄소섬유를 제조한 다음, 제조된 탄소섬유를 일정길이로 절단하여 탄소섬유 스테이플을 제조한 다음, 이를 사용하여 방적사를 제조한다.
In addition, in the present invention, the precursor fiber for carbon fibers prepared by spinning a spinning solution containing a polyacrylonitrile-based polymer is flame-resistant at 200 to 300 ° C., and then carbonized at a temperature of 450 to 800 ° C. A carbon fiber having a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 50 Gpa is produced, and then the produced carbon fiber is cut to a certain length to produce a staple of carbon fiber, and then a spun yarn is produced using the same. .

본 발명의 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사는 제전성이 우수함과 동시에 유연성이 뛰어난 탄소섬유 스테이플을 포함하기 때문에 정전기 방지성능이 향상됨과 동시에 방적성도 향상된다.The spun yarn containing the carbon fiber staple of the present invention includes an excellent antistatic property and a carbon fiber staple having excellent flexibility, so that the antistatic performance is improved and the spinning performance is improved.

또한, 상기 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플을 혼합할 경우 혼합 작업성도 크게 향상된다.
In addition, when the carbon fiber staple and the heterogeneous fiber staple are mixed, the mixing workability is greatly improved.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사의 제조방법은 (ⅰ) 폴리아크릴로니트릴계 중합체를 포함하는 방사용액을 방사하여 제조된 탄소섬유용 전구체 섬유를 200~300℃에서 내염화 처리한 후, 계속해서 450~800℃의 온도에서 탄화처리하여 표면전기 비저항이 10-5~1010Ωm이며 모듈러스가 5~50Gpa인 탄소섬유를 제조한 다음, 제조된 탄소섬유를 일정길이로 절단하여 탄소섬유 스테이플을 제조하는 공정; 및 (ⅱ) 상기 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사를 제조하는 공정;을 포함한다.The manufacturing method of the spinning yarn containing the carbon fiber staples according to the present invention is (i) after the flame resistant treatment of the precursor fibers for carbon fibers prepared by spinning a spinning solution containing a polyacrylonitrile-based polymer at 200 to 300 ° C. , Carbonization is continuously performed at a temperature of 450 ~ 800 ℃ to produce carbon fibers with a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 50Gpa, and then the carbon fibers are cut by cutting the produced carbon fibers to a certain length. A process of manufacturing staples; And (ii) a process for producing a spun yarn comprising the carbon fiber staples.

구체적으로, 본 발명은 먼저 폴리아크릴로니트릴계 중합체를 포함하는 방사용액을 방사하여 제조된 탄소섬유용 전구체 섬유를 200~300℃에서 내염화 처리한 후, 계속해서 450~800℃의 온도에서 탄화처리하여 표면전기 비저항이 10-5~1010Ωm이며 모듈러스가 5~50Gpa인 탄소섬유를 제조한 다음, 제조된 탄소섬유를 일정길이로 절단하여 탄소섬유 스테이플을 제조한다.Specifically, the present invention, first, the carbon fiber precursor fiber prepared by spinning a spinning solution containing a polyacrylonitrile-based polymer is flameproofed at 200 to 300 ° C, and then continuously carbonized at a temperature of 450 to 800 ° C. After processing, carbon fiber having a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 50 Gpa was prepared, and then the produced carbon fiber was cut to a certain length to prepare a carbon fiber staple.

상기 탄화처리 온도가 450℃ 미만인 경우에는 제조된 탄소섬유 스테이플의 표면 전기 비저항이 1010Ωm 이상으로 정전기 방지성능이 부족하게 되고, 800℃를 초과하는 경우에는 제조된 탄소섬유 스테이플의 표면 전기 비저항이 102Ωm 이하로 정전기 방지성능은 우수하지만 탄소섬유 스테이플내 탄소성분의 공유결합이 촉진되어 모듈러스가 50Gpa 이상으로 유연성이 부족하여(취성이 너무 높아) 방적사 제조시 방적성이 저하되고, 제직성 및 제편성도 저하된다.When the carbonization temperature is less than 450 ° C, the surface electrical resistivity of the manufactured carbon fiber staples is 10 10 Ωm or more, and the antistatic performance is insufficient, and when it exceeds 800 ° C, the surface electrical resistivity of the manufactured carbon fiber staples is 10 2 Ωm or less, the antistatic performance is excellent, but the covalent bonding of carbon components in the carbon fiber staple is promoted, so the modulus is more than 50 Gpa and lacks flexibility (too brittle). The knitting properties are also lowered.

또한, 상기 탄화처리 온도가 800℃를 초과하는 경우에는 탄소섬유용 전구체섬유가 열분해되어 탄소섬유 스테이플내 탄소성분의 함량이 98%를 초과되게 상승하게 된다.In addition, when the carbonization temperature exceeds 800 ° C., the precursor fiber for carbon fiber is thermally decomposed to increase the content of the carbon component in the carbon fiber staple to exceed 98%.

본 발명은 탄소섬유 스테이플 제조시 제조된 탄소섬유 스테이플이 유연성과 정전기 방지성능을 동시에 구비하도록 탄화처리 온도범위를 적절하게 한정, 조절한다.The present invention suitably limits and adjusts the carbonization treatment temperature range so that the carbon fiber staples manufactured at the time of manufacturing the carbon fiber staples have both flexibility and antistatic performance.

상기 방법으로 제조되는 상기 탄소섬유 스테이플은 표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~50Gpa이고, 보다 바람직하기로는 탄소섬유 스테이플내 탄소성분의 구성율이 75~98%이다.The carbon fiber staples prepared by the above method have a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm, a modulus of 5 to 50 Gpa, and more preferably, a composition ratio of carbon components in the carbon fiber staple is 75 to 98%.

상기 탄소섬유 스테이플은 표면전기 비저항이 10-5~1010Ωm이기 때문에 정전기 방지성능이 우수함과 동시에 모듈러스가 5~50Gpa이기 때문에 유연성이 높고 취성이 낮아 방적사 제조시 이종섬유 스테이플과의 혼섬 작업성이 좋아지고 방적성도 크게 향상된다.The carbon fiber staple has excellent antistatic performance because the surface electrical resistivity is 10 -5 ~ 10 10 Ωm, and at the same time, since the modulus is 5 ~ 50Gpa, it has high flexibility and low brittleness, and it is mixed with heterogeneous fiber staples in the manufacture of spun yarn. It improves and the spinning properties are also greatly improved.

다음으로, 상기 탄소섬유 스테이플을 단독사용 하여 방적사를 제조할 수도 있고, 상기 탄소섬유 스테이플 5~95중량%와 이종섬유 스테이플 95~5중량%로 혼합, 방적하여 혼방사 형태인 방적사를 제조할 수도 있다.Next, a spun yarn can be produced by using the carbon fiber staple alone, or mixed and spun from 5 to 95% by weight of the carbon fiber staple and 95 to 5% by weight of the heterogeneous fiber staple to produce a spun yarn in the form of a mixed yarn. .

상기 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플을 혼방하여 혼방사 형태인 방적사를 제조할 때 탄소섬유 스테이플 함량이 5중량% 미만인 경우에는 정전기 방지성능이 저하될 수 있어서 바람직하지 못하게 된다.When producing a spun yarn in the form of a blended yarn by mixing the carbon fiber staples and the heterogeneous fiber staples, if the content of the carbon fiber staples is less than 5% by weight, the antistatic performance may deteriorate, which is not preferable.

상기 이종섬유 스테이플로는 아라미드 스테이플, 폴리에스테르 스테이플, 나일론 스테이플 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.Aramid staples, polyester staples, nylon staples or mixtures thereof may be used as the heterogeneous fiber staples.

특히, 상기 이종섬유 스테이플로서 아라미드 스테이플을 사용하는 경우 경량성, 내열성 및 기계적 물성이 크게 우수하게 되어 소방복, 안전장갑 등의 산업용 보호구용 소재로 유용하다. 이때, 아라미드 스테이플의 혼합비율은 20~80중량%인 것이 바람직하며, 20중량 미만인 경우 보호성능이 저하되고 80중량%를 초과하는 경우에는 탄소섬유 스테이플의 함량이 낮아져 제전성 등이 저하될 수 있다.In particular, when the aramid staple is used as the heterogeneous fiber staple, light weight, heat resistance, and mechanical properties are greatly excellent, which is useful as a material for industrial protective equipment such as fire fighting clothing and safety gloves. At this time, the mixing ratio of the aramid staples is preferably 20 to 80% by weight, and if it is less than 20%, the protective performance decreases, and when it exceeds 80% by weight, the content of the carbon fiber staples decreases, so that the antistatic properties may decrease. .

상기와 같이 제조된 본 발명의 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사는 표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~50Gpa인 탄소섬유 스테이플 100중량%로 구성되거나 상기 탄소섬유 스테이플 5~95중량%와 이종섬유 스테이플 95~5중량%로 구성된다.The spun yarn comprising the carbon fiber staples of the present invention prepared as above is composed of 100% by weight of carbon fiber staples having a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 50 Gpa, or 5 to 95 of the carbon fiber staples It is composed of 95% by weight and 95% by weight of different fiber staples.

본 발명의 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사는 제전성이 우수함과 동시에 유연성이 뛰어난 탄소섬유 스테이플을 포함하기 때문에 정전기 방지성능이 향상됨과 동시에 방적성이 향상되고, 특히 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플을 혼합, 방적하는 경우 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플 간의 혼합성이 크게 개선된다.The spun yarn containing carbon fiber staples of the present invention has excellent antistatic properties and also includes carbon fiber staples having excellent flexibility, so that antistatic performance is improved and spinning properties are improved, especially carbon fiber staples and heterogeneous fiber staples are mixed. , When spinning, the mixability between the carbon fiber staples and the heterogeneous fiber staples is greatly improved.

이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and comparative examples.

그러나 하기 실시예는 본 발명의 구현일례일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
However, the following examples are only examples of implementation of the present invention, and do not limit the protection scope of the present invention.

실시예Example 1 One

아크릴로니트릴 95몰%, 메타크릴산 3몰% 및 이타콘산 2몰%로 되는 공중합체를 디메틸 설폭사이드를 용매로 하는 용액 중합법에 의하여 중합하고, 여기에 암모니아를 이타콘산과 동량으로 첨가하여 중화하여, 암모늄 염 형태의 폴리아크릴로니트릴계 공중합체를 제조하여 공중합체 성분의 함유율이 22중량%인 방사 원액을 얻었다.A copolymer of 95 mol% of acrylonitrile, 3 mol% of methacrylic acid, and 2 mol% of itaconic acid was polymerized by a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide as a solvent, and ammonia was added thereto in the same amount as itaconic acid. By neutralization, a polyacrylonitrile-based copolymer in the form of an ammonium salt was prepared to obtain a spinning dope having a content of the copolymer component of 22% by weight.

이 방사 원액을 방사구금(온도 45℃, 직경 0.08mm, 구멍수 6,000의 구금을 2개 사용)을 통해 토출하고, 45℃로 제어되는 40% 디메틸설폭사이드의 수용액으로 되는 응고욕에 도입하여 응고사를 제조하였다.This spinning stock solution is discharged through a spinneret (temperature 45 ° C, 0.08mm in diameter, and two holes of 6,000 holes are used) and introduced into a coagulation bath which is an aqueous solution of 40% dimethyl sulfoxide controlled at 45 ° C. The test was made.

응고사를 수세한 뒤, 열수 중에서 5배 연장하고, 망상의 변성 실리콘계 실리콘 유제를 부여하여 중간 연신사를 얻었다.After washing the coagulated yarn, it was extended 5 times in hot water, and a network-modified silicone-based silicone emulsion was applied to obtain an intermediate stretched yarn.

이 중간 연신사를 가열 롤러를 이용하여 건조 처리 후, 가압 스팀 중에서 연신하여 권취 전체 연신 배율이 10배, 단섬유 섬도 1.5dtex, 필라멘트수 12,000의 폴리아크릴로니트릴계 섬유 다발을 얻었다. 이를 탄소섬유용 전구체 섬유라 한다.The intermediate stretched yarn was dried using a heating roller, and then stretched in pressurized steam to obtain a bundle of polyacrylonitrile fibers having a total winding magnification of 10 times, a single fiber fineness of 1.5 dtex, and a filament number of 12,000. This is called a precursor fiber for carbon fiber.

얻어진 폴리아크릴로니트릴계 섬유 다발을 4m/min의 속도로 실질적으로 꼬임을 부여하지 않고 공기 분위기 속에서 200℃에서 6분 동안 예비 내염화 처리(연신 수반)하고, 220 ~ 270℃의 온도 분포를 가지는 4단 열풍오븐에서 80분 동안 내염화 처리(연신 수반)하였다.The obtained polyacrylonitrile-based fiber bundle was subjected to preliminary flameproofing (with stretching) at 200 ° C for 6 minutes in an air atmosphere without substantially twisting at a rate of 4 m / min, and a temperature distribution of 220 to 270 ° C was obtained. Eggplants were flameproofed (with stretching) for 80 minutes in a four-stage hot air oven.

다음으로, 내염화 처리된 폴리아크릴로니트릴계 섬유 다발을 450℃에서 탄화처리하여 탄소섬유를 제조한 다음 이를 38㎜ 길이로 절단하여 탄소섬유 스테이플을 제조하였다.Next, carbon fiber was prepared by carbonizing the flame-retardant polyacrylonitrile-based fiber bundle at 450 ° C., and then cutting it to a length of 38 mm to prepare a carbon fiber staple.

다음으로, 상기와 같이 제조된 탄소섬유 스테이플 80중량%와 아라미드 스테이플 20중량%를 혼합, 방적하여 탄소섬유 스테이플 / 아라미드 스테이플 혼방사를 제조하였다.Next, 80% by weight of the carbon fiber staples prepared as described above and 20% by weight of aramid staples were mixed and spun to prepare a carbon fiber staple / aramid staple blend yarn.

제조된 상기 탄소섬유 스테이플의 표면전기 비저항, 모듈러스 및 크림프성을 측정한 결과와 방적공정 중 탄소섬유 스테이플과 아라미드 스테이플의 혼섬 작업성을 평가한 결과는 표 2와 같았다.
Table 2 shows the results of measuring the surface electrical resistivity, modulus, and crimp properties of the prepared carbon fiber staples and evaluating the mixed fiber workability of the carbon fiber staples and the aramid staples during the spinning process.

실시예Example 2 ~  2 ~ 실시예Example 10 및  10 and 비교실시예Comparative Example 1 ~  1 ~ 비교실시예Comparative Example 7 7

탄소섬유 스테이플을 제조하는 공정 중의 탄화처리 온도, 이종섬유 스테이플의 종류 및 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플의 혼섬 비율을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소섬유 스테이플 및 탄소섬유 스테이플 / 이종섬유 스테이플 혼방사 또는 탄소섬유 스테이플 단독 방적사를 제조하였다.Carbon fiber staples and carbon fiber staples in the same manner as in Example 1, except that the carbonization treatment temperature in the process of manufacturing the carbon fiber staples, the type of the heterogeneous fiber staples, and the mixing ratio of the carbon fiber staples and the heterogeneous fiber staples are changed as shown in Table 1. Carbon fiber staple / heterogeneous fiber staple blend yarn or carbon fiber staple sole spun yarn was prepared.

제조된 상기 탄소섬유 스테이플의 표면전기 비저항, 모듈러스 및 크림프성을 측정한 결과와 방적공정 중 탄소섬유 스테이플과 이종섬유 스테이플의 혼섬 작업성을 평가한 결과는 표 2와 같았다.Table 2 shows the results of measuring the surface electrical resistivity, modulus and crimp properties of the prepared carbon fiber staples and evaluating the mixed fiber workability of the carbon fiber staples and the heterogeneous fiber staples during the spinning process.

구분division 탄화온도
(℃)
Carbonization temperature
(℃)
모듈러스
(Gpa)
Modulus
(Gpa)
이종섬유 스테이플 종류Types of different fiber staples 탄소섬유 스테이플 / 이종섬유 스테이플 혼합 중량비Carbon fiber staple / heterogeneous fiber staple mixed weight ratio
실시예 1Example 1 450450 99 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 실시예 2Example 2 550550 1111 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 실시예 3Example 3 650650 1313 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 실시예 4Example 4 750750 2525 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 실시예 5Example 5 650650 1313 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 실시예 6Example 6 650650 1313 아라미드 스테이플Aramid staples 50/5050/50 실시예 7Example 7 650650 1313 아라미드 스테이플Aramid staples 30/7030/70 실시예 8Example 8 650650 1313 아라미드 스테이플Aramid staples 20/8020/80 실시예 9Example 9 450450 99 아라미드 스테이플Aramid staples 100/0100/0 실시예 10Example 10 650650 1313 면 스테이플Cotton staples 50/5050/50 비교실시예 1Comparative Example 1 300300 55 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 비교실시예 2Comparative Example 2 400400 88 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 비교실시예 3Comparative Example 3 1,2001,200 190190 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 비교실시예 4Comparative Example 4 1,3001,300 220220 아라미드 스테이플Aramid staples 80/2080/20 비교실시예 5Comparative Example 5 650650 1313 면스테이플Cotton staples 1/991/99 비교실시예 6Comparative Example 6 300300 55 아라미드 스테이플Aramid staples 20/8020/80 비교실시예 7Comparative Example 7 1,2001,200 190190 아라미드 스테이플Aramid staples 20/8020/80

방적사 물성 및 혼합작업성Spinning yarn properties and mixing workability 구분
division
탄소섬유 혼방사 물성Carbon fiber blend properties
표면전기저항
(Ωm)
Surface electrical resistance
(Ωm)
크림프성Crimp 혼섬 작업성Honseom workability
실시예 1Example 1 1.0×1010 1.0 × 10 10 우수Great 우수Great 실시예 2Example 2 2.5×109 2.5 × 10 9 우수Great 우수Great 실시예 3 Example 3 3.6×107 3.6 × 10 7 우수Great 우수Great 실시예 4Example 4 2.2×105 2.2 × 10 5 우수Great 우수Great 실시예 5Example 5 3.6×107 3.6 × 10 7 우수Great 우수Great 실시예 6Example 6 1.1×108 1.1 × 10 8 우수Great 우수Great 실시예 7Example 7 5.1×108 5.1 × 10 8 우수Great 우수Great 실시예 8Example 8 6.5×109 6.5 × 10 9 우수Great 우수Great 실시예 9Example 9 1.0×1010 1.0 × 10 10 우수Great 우수Great 실시예 10Example 10 1.0×108 1.0 × 10 8 우수Great 우수Great 비교실시예 1Comparative Example 1 5.0×1015 5.0 × 10 15 양호Good 양호Good 비교실시예 2Comparative Example 2 4.1×1013 4.1 × 10 13 양호Good 양호Good 비교실시예 3Comparative Example 3 -- 불량Bad 불량Bad 비교실시예 4Comparative Example 4 -- 불량Bad 불량Bad 비교실시예 5Comparative Example 5 4.0×1013 4.0 × 10 13 양호Good 양호Good 비교실시예 6Comparative Example 6 5.2×1018 5.2 × 10 18 양호Good 양호Good 비교실시예 7Comparative Example 7 -- 불량Bad 불량Bad

표면전기 비저항은 미쯔비시 케미칼 어넬리테크사 히레스타(Hiresta)-UX(모델 MCP-HT800)에서 10V ~ 100V조건으로 측정하였다.The surface electrical resistivity was measured under conditions of 10V to 100V in Mitsubishi Chemical's Anellitech Corporation's Hiresta-UX (model MCP-HT800).

모듈러스는 인스트롱(만능시험기)를 이용하여 ASTM D 638 방법으로 측정하였다.The modulus was measured by ASTM D 638 method using an Instron (universal testing machine).

크림프성과 혼섬 작업성은 직관적 검사에 의해 혼섬 작업시 스테이플이 부러지거나 분말형태로 묻어나는 것이 거의 없는 경우를 "우수"로 판정하였고, 혼섬 작업시 스테이플이 일부 부러지거나 분말형태로 묻어나도 혼섬은 가능한 경우를 "양호"로 판정하였고, 혼섬 작업시 스테이플이 부러지거나 분말형태로 묻어나거나 뭉쳐버려 방적이 불가능한 경우를 "불량"으로 판정하였다.
Crimpability and mixed-omb workability were judged to be "excellent" when the staples were hardly broken or buried in powder form by the intuitive inspection, and mixed-blends were possible even when staples were partially broken or powdered. Was judged as "good", and the case where the spinning was impossible because the staples were broken, buried in powder form, or clumped during honsum operation was judged as "bad".

Claims (8)

표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~25Gpa인 탄소섬유 스테이플을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사.A spun yarn comprising carbon fiber staples, characterized in that it comprises carbon fiber staples having a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 25 Gpa. 제1항에 있어서, 상기 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사는 표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~25Gpa인 탄소섬유 스테이플 100중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사.The carbon fiber staple according to claim 1, wherein the spun yarn comprising the carbon fiber staples is composed of 100% by weight of carbon fiber staples having a surface electrical resistivity of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 25 Gpa. Including spun yarn. 제1항에 있어서, 상기 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사는 표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~25Gpa인 탄소섬유 스테이플 5~95중량%와 이종섬유 스테이플 95~5중량%가 혼방되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사.The method of claim 1, wherein the spun yarn containing the carbon fiber staples has a surface electrical resistivity of 10 -5 ~ 10 10 Ωm and a modulus of 5 ~ 25Gpa carbon fiber staples 5 ~ 95% by weight and heterogeneous fiber staples 95 ~ 5% by weight A spun yarn comprising carbon fiber staples, characterized in that is blended. 제1항에 있어서, 상기 탄소섬유 스테이플내 탄소성분의 함량이 75~98%인 것을 특징으로 하는 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사.The spun yarn of claim 1, wherein the content of the carbon component in the carbon fiber staple is 75 to 98%. (ⅰ) 폴리아크릴로니트릴계 중합체를 포함하는 방사용액을 방사하여 제조된 탄소섬유용 전구체 섬유를 200~300℃에서 내염화 처리한 후, 계속해서 450~750℃의 온도에서 탄화처리하여 표면전기 비저항이 10-5~1010Ωm이며 모듈러스가 5~25Gpa인 탄소섬유를 제조한 다음, 제조된 탄소섬유를 일정길이로 절단하여 탄소섬유 스테이플을 제조하는 공정; 및
(ⅱ) 상기 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사를 제조하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사의 제조방법.
(Ⅰ) The carbon fiber precursor fiber prepared by spinning a spinning solution containing a polyacrylonitrile-based polymer is flameproofed at 200 to 300 ° C., and then carbonized at a temperature of 450 to 750 ° C. A process of manufacturing carbon fibers having a specific resistance of 10 -5 to 10 10 Ωm and a modulus of 5 to 25 Gpa, and then cutting the produced carbon fibers to a certain length to produce carbon fiber staples; And
(Ii) a process for producing a spun yarn comprising the carbon fiber staples; a method for producing a spun yarn comprising carbon fiber staples.
제5항에 있어서, 표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~25Gpa인 탄소섬유 스테이플을 단독사용하여 방적사를 제조하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사의 제조방법.The method of claim 5, wherein the surface electrical resistivity is 10 -5 to 10 10 Ωm, and the modulus is 5 to 25 Gpa. 제5항에 있어서, 표면 전기 비저항이 10-5~1010Ωm이고 모듈러스가 5~25Gpa인 탄소섬유 스테이플 5~95중량%와 이종섬유 스테이플 95~5중량을 혼방하여 방적사를 제조하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사의 제조방법.The method of claim 5, wherein the surface electrical resistivity is 10 -5 ~ 10 10 Ωm and 5 ~ 95% by weight of carbon fiber staples having a modulus of 5 ~ 25Gpa and 95 ~ 5% of heterogeneous fiber staples are mixed to produce a spun yarn. Method for producing a spun yarn comprising a carbon fiber staple. 제7항에 있어서, 이종섬유 스테이플은 아라미드 스테이플, 폴리에스테르 스테이플 및 나일론 스테이플 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 탄소섬유 스테이플을 포함하는 방적사의 제조방법.The method of claim 7, wherein the heterogeneous fiber staple is one or two or more selected from aramid staples, polyester staples, and nylon staples.
KR1020140093837A 2014-07-24 2014-07-24 Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same KR102113535B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140093837A KR102113535B1 (en) 2014-07-24 2014-07-24 Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140093837A KR102113535B1 (en) 2014-07-24 2014-07-24 Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160012429A KR20160012429A (en) 2016-02-03
KR102113535B1 true KR102113535B1 (en) 2020-05-21

Family

ID=55355469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140093837A KR102113535B1 (en) 2014-07-24 2014-07-24 Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102113535B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101935632B1 (en) * 2016-08-29 2019-01-04 롯데첨단소재(주) Spun yarn comprising carbon fiber staple and method for preparing the same
KR101993960B1 (en) 2016-10-31 2019-06-27 롯데첨단소재(주) Woven textile fabric for carbon fiber reinforced plastic and article produced therefrom
KR102055974B1 (en) * 2016-12-27 2019-12-13 롯데첨단소재(주) Composite and method for preparing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004232155A (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Toho Tenax Co Ltd Light-weight polyacrylonitrile-based carbon fiber and method for producing the same
JP2013519000A (en) * 2010-02-05 2013-05-23 ユニバーシティ オブ リーズ Carbon fiber yarn and manufacturing method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0651928B2 (en) * 1987-01-28 1994-07-06 株式会社ペトカ Pitch-based carbon fiber and manufacturing method
JP3531194B2 (en) * 1993-12-15 2004-05-24 三菱化学株式会社 Carbon fiber aggregate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004232155A (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Toho Tenax Co Ltd Light-weight polyacrylonitrile-based carbon fiber and method for producing the same
JP2013519000A (en) * 2010-02-05 2013-05-23 ユニバーシティ オブ リーズ Carbon fiber yarn and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160012429A (en) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5330390B2 (en) Flame retardant spun staple yarns made from blends of fibers derived from diaminodiphenyl sulfone and modacrylic fibers, fabrics and garments made therefrom, and methods for their production
KR20130098371A (en) Flame retardant fibers, yarns, and fabrics made therefrom
JP7036007B2 (en) Flame-retardant knit
TWI385206B (en) Non-dripping flame retarding masterbatch, composition and process for preparing the same and flame retarding article containing the same
JP7036006B2 (en) Flame-retardant woven fabric
US9175424B2 (en) Method of preparing carbon fiber from wood waste including adhesive
KR102113535B1 (en) Spun yarn comprising carbon fiber staple and method of manufacturing the same
US20240102206A1 (en) Flame-retardant fabric and work clothing using the same
KR101280553B1 (en) Quasi-noncombustible spun yarn containing rayon staple fiber and corbon fiber, fabric using the same
Meredith The structures and properties of fibres
KR102113534B1 (en) Electrically conductive carbon fiber with excellent spun and weaving property and method of manufacturing the same
JP5149966B2 (en) Fibers comprising copolymers containing structures derived from a plurality of amine monomers including 4,4 'diaminodiphenyl sulfone and methods for their production
JP7028682B2 (en) Original meta-type all-aromatic polyamide fiber and its manufacturing method, and flame-retardant spun yarn and flame-retardant cut-off spun yarn made of the fiber.
JP6086615B2 (en) Yarn of polyoxadiazole fiber and modacrylic fiber, fabric and garment produced therefrom, and production method thereof
KR20120065339A (en) Use of a regenerated cellulose fibre in a flame-retardant product
JP2007291570A (en) Flame-retardant synthetic fiber, flame-retardant fiber complex body and nonwoven fabric as flame-blocking barrier
CN113308889B (en) Halogen-free flame-retardant polyester-cotton fabric and preparation method thereof
KR101155454B1 (en) Process Of Producing Nylon 6 Draw?Textured?Yarn With High Elasticity
JP2014001467A (en) Method for producing flame retardant polyester fiber
KR20160043702A (en) Flame Retarding Polypropylene staple fiber and Method for Manufacturing the Same and Polypropylene nonwoven fabric Using the Same and Method for Manufacturing the Same
JP2010537078A (en) Fibers comprising copolymers containing structures derived from a plurality of amine monomers including 3,3 'diaminodiphenyl sulfone and methods for their production
KR101282569B1 (en) Industrial glove having antistatic property and frame retardance
JP2009520128A (en) PIPD comfort fabric and articles made therefrom
JP2012112048A (en) Method for manufacturing dripping-resistant flame-retardant polyester fiber
JP2007291571A (en) Flame-retardant synthetic fiber, flame-retardant fiber complex body and flame-retardant mattress using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
G170 Publication of correction