KR20140090326A - PPS resin composition and method for preparing PPS fibers - Google Patents
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Abstract
Description
본 기재는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물 및 폴리페닐렌 설파이드 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폴리페닐렌 설파이드 수지; 및 카본나노튜브;를 포함하며, 상기 카본나노튜브는 상기 폴리페닐렌 설파이드 수지 내에 분산되어 혼합된 것으로, 섬유방사시 팩압 상승은 억제하되 섬유 강도가 향상된 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물 및 폴리페닐렌 설파이드 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a polyphenylene sulfide resin composition and a method for producing polyphenylene sulfide fibers, and more specifically, polyphenylene sulfide resin; And a carbon nanotube dispersed in the polyphenylene sulfide resin. The polyphenylene sulfide resin composition and the polyphenylene sulfide resin composition, which have an increased fiber strength while suppressing an increase in pack pressure during fiber spinning, And a method for producing the fiber.
폴리페닐렌 설파이드 수지(이하 ‘PPS 수지’라 함)는 반결정성 열가소성 수지로서 높은 내열성, 내화학성, 자체 난연성 및 절연성을 겸비한 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 군에 속하는 수지이며, 그 화학적 구조는 벤젠고리의 파라 위치에 황원자가 붙어 있는 강직성 고분자이다.
Polyphenylene sulfide resin (hereinafter referred to as "PPS resin") is a semicrystalline thermoplastic resin which is a resin belonging to the super engineering plastic group having high heat resistance, chemical resistance, self flame retardancy, and insulation, and its chemical structure is a para- Is a rigid polymer with a sulfur atom attached to it.
PPS 수지의 특징은 열변형 온도가 260°C 이상이고, UL 규격의 장기 사용 가능온도가 240°C로서 최고 수준의 내열성을 가지고 있다. PPS수지의 또 다른 특징은 우수한 내화학성을 보유하고 있어서 200°C 이하에서는 PPS 수지를 용해하는 유기용제는 아직 발견되지 않고 있으며, 불소 수지(PTFE) 다음 가는 내화학성을 가지고 있다.
The characteristics of PPS resin are that the heat distortion temperature is over 260 ° C and the long-term usable temperature of UL standard is 240 ° C, which is the highest level of heat resistance. Another characteristic of PPS resins is that they have excellent chemical resistance. No organic solvents have been found to dissolve PPS resins at temperatures below 200 ° C, and they have chemical resistance next to fluororesin (PTFE).
PPS 수지의 주 용도는 현재 전체 시장의 약 85% 이상이 다른 필러와 컴파운딩하여 전기 전자 부품 및 자동차 부품 등으로 사용되고 있으며, 섬유 및 관련 제품은 약 15% 미만으로 추정된다.
Currently, PPS resin is used mainly in electrical and electronic parts and automobile parts by compounding more than 85% of the total market with other fillers, and the fiber and related products are estimated to be less than 15%.
PPS 수지는 높은 내열성, 자체 난연성, 우수한 내화학성으로 인해 가혹한 환경조건(고온, 산, 알칼리 등)에 가장 적합한 수지로 알려져 왔지만, 과거 수년간 PPS 수지의 제조기술에 한계가 있어 분자량이 작고 분자량 분포가 넓은 PPS 수지만 생산되어 섬유용으로 사용하기에는 적합하지 않았다.
PPS resin has been known as the most suitable resin for harsh environmental conditions (high temperature, acid, alkali, etc.) due to its high heat resistance, self-flame resistance and excellent chemical resistance. However, Only a wide range of PPS resins were produced and were not suitable for use in textiles.
실제로 분자량이 작은 PPS 수지는 중합 후 숙성(aging)을 통해 PPS 수지간 가교반응을 유도하여 PPS 수지를 섬유용으로 사용하도록 분자량을 높이고자 하였으나, 가교반응의 불균일로 인한 섬유 물성의 불균일, 가교반응 뿐만 아니라 과도한 산화에 의한 PPS 분지쇄의 약화 및 절단, 다량의 겔 발생 등으로 인해 섬유방사 시 섬유사의 잦은 절단 등의 생산상 문제점을 야기하므로, 실질적인 개선책이 요구되고 있는 실정이다.
In fact, the PPS resin having a small molecular weight was intended to increase the molecular weight of the PPS resin to induce crosslinking reaction between the PPS resin through aging after polymerization and to increase the molecular weight to use the PPS resin for the fiber. However, the unevenness of the fiber property due to the unevenness of the crosslinking reaction, In addition, since the PPS branching chain is weakened and cut off due to excessive oxidation, and a large amount of gel is generated, it causes production problems such as frequent cutting of fiber yarn during fiber spinning.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 기재의 목적은 섬유방사시 팩압 상승은 억제하면서 섬유강도는 향상된 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물 및 폴리페닐렌 설파이드 섬유의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a polyphenylene sulfide resin composition and a method for producing polyphenylene sulfide fiber having an improved fiber strength while suppressing an increase in pack pressure during fiber spinning .
본 기재의 상기 목적은 하기 설명되는 본 기재에 의하여 달성될 수 있다.
The above object of the present invention can be achieved by the present invention described below.
본 기재에 따르면, 폴리페닐렌 설파이드 수지; 및 카본나노튜브;를 포함하며, 상기 카본나노튜브는 상기 폴리페닐렌 설파이드 수지 내에 분산되어 혼합된 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물을 제공한다.
According to the present invention, polyphenylene sulfide resin; And a carbon nanotube, wherein the carbon nanotube is dispersed and mixed in the polyphenylene sulfide resin to provide a polyphenylene sulfide resin composition.
또한, 본 기재에 따르면, 상기 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물을 혼련한 다음 용융 방사, 권취 및 연신하여 수득한 폴리페닐렌 설파이드 섬유의 제조방법을 제공한다.
Further, according to the present invention, there is provided a process for producing polyphenylene sulfide fibers obtained by kneading the polyphenylene sulfide resin composition, followed by melt spinning, winding and stretching.
본 기재를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.
본 기재에서는 섬유방사시 팩압 상승은 억제하면서 섬유강도는 향상된 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물을 제공하고, 이로부터 폴리페닐렌 설파이드 섬유를 제조하는데 기술적 특징을 갖는다.
The present invention provides a polyphenylene sulfide resin composition having improved fiber strength while suppressing an increase in pack pressure during fiber spinning, and has technical features for producing polyphenylene sulfide fibers from the polyphenylene sulfide resin composition.
구체적으로, 본 기재는 폴리페닐렌 설파이드 수지; 및 카본나노튜브;를 포함하며, 상기 카본나노튜브는 상기 폴리페닐렌 설파이드 수지 내에 분산되어 혼합된 것을 특징으로 한다.
Specifically, the present disclosure includes polyphenylene sulfide resins; And carbon nanotubes, wherein the carbon nanotubes are dispersed and mixed in the polyphenylene sulfide resin.
특히, 본 기재에서는 방사 및 연신 등 가공 공정을 통해 폴리머 체인 연신에 방해가 되지 않으면서 손상(defect) 부분으로 작용되지 않는 보강재로서 카본나노튜브를 포함함으로써 효과적인 보강재로서 섬유방사시 팩압 상승은 억제하면서 섬유강도는 향상된 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물을 제공할 수 있다.
Particularly, in the present invention, by including carbon nanotubes as a reinforcing material which does not interfere with the stretching of the polymer chains through the spinning and drawing processes and does not act as a defect, The polyphenylene sulfide resin composition having improved fiber strength can be provided.
본 기재에 사용하는 상기 카본나노튜브로는 이에 한정하는 것은 아니나, 직경이 10~400 nm, 50~300 nm, 혹은 80~150 nm 범위 내이고, 라만 스펙트럼(Raman spectrum)에서 G 밴드와 D 밴드의 세기의 비(ID/IG)가 1~15, 2~10, 혹은 4~8의 값을 갖는 것이 섬유 강도 향상을 위한 보강재 측면에서 고려할 때 바람직하다. The carbon nanotubes used in the present invention include, but are not limited to, carbon nanotubes having diameters in the range of 10 to 400 nm, 50 to 300 nm, or 80 to 150 nm, and G band and D band in the Raman spectrum It is preferable that the ratio of the intensities (I D / I G ) of the reinforcing fibers has a value of 1 to 15, 2 to 10, or 4 to 8 in view of the reinforcing material for improving the fiber strength.
상기 카본나노튜브의 함량은 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물의 총 중량 기준으로 0.01~0.1중량%, 0.03~0.08중량%, 혹은 0.04~0.06중량% 범위에서 섬유방사시 팩압 상승은 억제하면서 섬유강도는 향상된 잇점을 효과적으로 달성할 수 있다.
The content of the carbon nanotubes is preferably in the range of 0.01 to 0.1% by weight, 0.03 to 0.08% by weight, or 0.04 to 0.06% by weight based on the total weight of the polyphenylene sulfide resin composition, The advantage can be effectively achieved.
또한, 나노클레이를 포함함으로써 카본나노튜브와의 효율적인 보강재 배합을 이루어 섬유강도를 보강할 수 있다.In addition, by including nano-clay, it is possible to enhance the fiber strength by forming an effective reinforcing material with carbon nanotubes.
본 기재에 사용하는 상기 나노클레이로는 이에 한정하는 것은 아니나, 몬트모릴로나이트, 벤토나이트, 카올린나이트, 마이카, 헥토라이트, 불화헥토라이트, 사포나이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 스티븐사이트, 버미큘라이트, 살로사이트, 볼콘스코이트, 석코나이트(suconite), 마가다이트 및 케냐라이트 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. The nano-clay used in the present invention includes, but is not limited to, montmorillonite, bentonite, kaolinite, mica, hectorite, hectorite, fluorite, saponite, bederite, nontronite, stevensite, vermiculite , Salicide, volcon scoite, suconite, magadoite, and kenyaite.
상기 나노클레이의 함량은 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물의 총 중량 기준으로 0.01~0.05중량%, 0.03~0.05중량%, 혹은 0.01~0.03중량% 범위에서 섬유방사시 팩압 상승은 억제하면서 섬유강도는 향상된 잇점을 효과적으로 달성할 수 있다.
The content of the nano-clay is preferably in the range of 0.01 to 0.05% by weight, 0.03 to 0.05% by weight, or 0.01 to 0.03% by weight based on the total weight of the polyphenylene sulfide resin composition, Can be effectively achieved.
또한, 커플링제로서 아민계 커플링제, 실란계 커플링제 및 전이금속계 커플링제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 전이금속계 커플링제는 일례로 티탄계 커플링제, 지르코늄 커플링제 등일 수 있다.Further, as the coupling agent, at least one selected from an amine-based coupling agent, a silane-based coupling agent, and a transition metal-based coupling agent may be included. The transition metal-based coupling agent may be, for example, a titanium-based coupling agent, a zirconium coupling agent, or the like.
상기 커플링제의 함량은 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물의 총 중량 기준으로 0.01~0.1중량%, 0.03~0.08중량%, 혹은 0.04~0.06중량% 범위에서 효율적으로 가교시킬 수 있다.
The content of the coupling agent may be effectively crosslinked in the range of 0.01 to 0.1% by weight, 0.03 to 0.08% by weight, or 0.04 to 0.06% by weight based on the total weight of the polyphenylene sulfide resin composition.
나아가, 본 기재에서 상기 폴리페닐렌 설파이드 수지는 이에 한정하는 것은 아니나, 용융중합으로 수득된 것으로, GPC(겔 침투 크로마토그래피) 측정값으로서 중량평균 분자량(Mw) 30,000~50,000, 혹은 35,000~45,000 범위 내이고, 용융지수(melt index, 315 ℃ 하에 하중 5kg에서의 용융지수로서, 이하 MI라 칭함)가 200~500g/10min, 혹은 300~450g/10min, 혹은 350~400g/10min 인 것이 섬유 연신 가공 측면을 고려할 때 바람직하다. Further, although the polyphenylene sulfide resin in the present invention is not limited thereto, the polyphenylene sulfide resin is obtained by melt polymerization and has a weight average molecular weight (Mw) of 30,000 to 50,000, or 35,000 to 45,000 as measured by GPC (gel permeation chromatography) And a melt index (melt index at 315 캜 under a load of 5 kg, hereinafter referred to as MI) of 200 to 500 g / 10 min, or 300 to 450 g / 10 min, or 350 to 400 g / It is preferable in view of the aspect.
상기 폴리페닐렌 설파이드 수지의 함량은 상기 카본나노튜브 단독, 혹은 필요에 따라 나노클레이의 함량, 커플링제의 함량, 혹은 활제와 산화방지제와 같은 통상적인 첨가제의 함량을 제한 나머지 양일 수 있으며, 일례로 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물의 총 중량 기준으로 99.5~99.97중량%, 혹은 99.5~99.7중량% 범위일 수 있다.The content of the polyphenylene sulfide resin may be limited only by the content of the carbon nanotubes or, if necessary, the amount of the nanoclay, the content of the coupling agent, or the content of the conventional additives such as the lubricant and the antioxidant. May be 99.5 to 99.97% by weight, or 99.5 to 99.7% by weight, based on the total weight of the polyphenylene sulfide resin composition.
또한 본 기재에서 사용되는 폴리페닐렌 설파이드 수지는 폴리페닐렌 설파이드 단일 중합체일 수 있고, 폴리페닐렌 설파이드와 다른 공단량체의 공중합체일 수 있다. 이때 폴리페닐렌 설파이드 단량체와 공중합할 수 있는 공단량체라면 특별히 한정하지 않는다.
The polyphenylene sulfide resin used in the present invention may be a homopolymer of polyphenylene sulfide or a copolymer of polyphenylene sulfide and another comonomer. In this case, there is no particular limitation as long as it is a comonomer copolymerizable with the polyphenylene sulfide monomer.
본 기재의 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물은 필요에 따라 윤활제, 산화방지제, 광안정제, 반응 촉매, 이형제, 안료, 염료, 대전 방지제, 전도성 부여제, 전자파(EMI) 차폐제, 자성 부여제, 가교제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 무기 충진제, 유기섬유 및 내마찰 내마모제 중에서 1종 이상 선택되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.
The polyphenylene sulfide resin composition according to the present invention may contain a lubricant, an antioxidant, a light stabilizer, a reaction catalyst, a releasing agent, a pigment, a dye, an antistatic agent, a conductivity imparting agent, an electromagnetic shielding agent, , A processing aid, a metal deactivator, a suppressing agent, a fluorine-based antistatic agent, an inorganic filler, an organic fiber, and an anti-friction wear-resisting agent.
또한, 본 기재에서는 이상과 같이 구성된 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물로 이루어지고, 섬유방사시 섬유강도를 향상시키고, 팩압 상승을 억제하는 폴리페닐렌 설파이드 수지를 제공할 수 있다.
Further, the present invention can provide a polyphenylene sulfide resin comprising a polyphenylene sulfide resin composition which is constituted as described above, which improves the fiber strength during fiber spinning and suppresses an increase in packing pressure.
구체적으로 상기 팩압 상승의 억제를 확인하기 위한 인자로서 겔 함량(gel content)를 들 수 있다. 상기 겔 함량은 하기 실시예에서도 규명된 바와 같이, 모세관 레오미터(capillary rheometer)로 측정온도 310 ℃, 전단속도 4000 sec-1 조건하에 용융점도 300~600 poise, 260 ℃ 이상 온도에서 1-클로로나프탈렌에 용융한 다음 측정한 값이 10 wt% 이하, 혹은 4 wt% 이하로서, 카본나노튜브와 나노 클레이가 수지 내에 분산되어 효과적인 보강재 배합으로 작용함으로 인하여 겔 함량을 상대적으로 낮추고 섬유 방사시 팩압 상승을 억제하는 것으로 여겨진다.
Specifically, gel content is a factor for confirming inhibition of the pack pressure rise. The gel content was measured with a capillary rheometer at a measurement temperature of 310 DEG C and a shear rate of 4000 sec < -1 > at a melt viscosity of 300 to 600 poise and a temperature of 260 DEG C or higher, , The carbon nanotubes and nano-clay are dispersed in the resin and act as an effective reinforcing material mixture. Therefore, the gel content is relatively lowered and the packing pressure is increased during the fiber spinning .
또한, 섬유 강도로는 하기 실시예에서도 규명된 바와 같이, 인장측정기(INSTRON)로 측정한 값이 3.0 g/denier 이상, 혹은 3 ~ 5 g/denier 이상으로 향상된 것을 확인할 수 있다. 이또한 카본나노튜브와 나노 클레이가 수지 내에 분산되어 효과적인 보강재 배합으로 작용함으로 인하여 섬유 강도를 향상시킨 것으로 여겨진다.In addition, it can be confirmed that the value measured by a tensile measuring instrument (INSTRON) was improved to 3.0 g / denier or more, or 3 to 5 g / denier or more, as also described in the following examples. It is believed that the carbon nanotubes and nano-clay are dispersed in the resin and act as an effective reinforcing material mixture, thereby improving the fiber strength.
본 기재에서 조성물의 용융,혼련을 원활하게 수행하기 위하여 적용되는 압출기의 운전조건은 통상적으로 설정될 수 있으며, 기본 재료 및 첨가제의 종류와 상태 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 일례로 이축 압출기 온도는 280~320℃, 속도는 200~250rpm으로 조건을 들 수 있다.
In the present invention, the operation conditions of the extruder to be used for smoothly performing the melting and kneading of the composition can be set normally, and can be appropriately selected depending on the kind of the base material and the type of additive and the like. For example, the temperature of the twin-screw extruder is 280 to 320 ° C and the speed is 200 to 250 rpm.
또한, 본 기재에서 조성물의 섬유 방사를 원활하게 수행하기 위하여 적용되는 운전조건은 통상적으로 설정될 수 있으며, 기본 재료 및 첨가제의 종류와 상태 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 일례로 상기 섬유방사는 구체적으로는 방사온도 270~340℃, 300~340 ℃, 혹은 320~340℃, 토출량 20 g/min 이하, 혹은 20~10g/min에서 용융 방사할 수 있다.
Further, in the present invention, the operating conditions for smoothly spinning the fiber of the composition can be set normally, and can be appropriately selected depending on the kind of the base material, the kind of the additive, and the like. For example, the fiber spinning can be melt-spun at a spinning temperature of 270 to 340 ° C., 300 to 340 ° C., or 320 to 340 ° C., a discharge rate of 20 g / min or less, or 20 to 10 g / min.
또한, 상술한 섬유방사 이후, 권취하고 연신함으로써 섬유 강도가 향상되고 팩업 상승은 억제한 폴리페닐렌 설파이드 섬유를 수득하게 된다. Further, after the above-described fiber spinning, winding and drawing are performed to obtain a polyphenylene sulfide fiber in which the fiber strength is improved and the pack-up rise is suppressed.
적용되는 권취 및 연신 조건은 통상적으로 설정될 수 있으며, 기본 재료 및 첨가제의 종류와 상태 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 일례로 상기 권취는 방사속도 600~10,000 mm/min 혹은 800~10,000 mm/min으로 수행할 수 있고, 연신은 구체적으로는 연신 온도 90~150 ℃ 혹은 130~150℃에서 2배 이상, 3 내지 4배, 혹은 3.5 내지 3.7배 연신시킬 수 있다.
The winding and stretching conditions to be applied can be set normally, and can be appropriately selected depending on the kind of the base material and the type and condition of the additive. For example, the winding can be performed at a spinning speed of 600 to 10,000 mm / min or 800 to 10,000 mm / min. Specifically, the stretching can be carried out at a stretching temperature of 90 to 150 ° C or 130 to 150 ° C, Fold, or 3.5 to 3.7 times.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 기재에 의하여 형성되는 폴리페닐렌 설파이드 섬유는 겔 함량이 10 wt% 이하, 혹은 4 wt% 이하로서, 섬유강도가 3.0 g/denier 이상, 혹은 3~5 g/denier 이상일 수 있다.
As described above, the polyphenylene sulfide fibers formed by the present invention have a gel content of 10 wt% or less, 4 wt% or less, a fiber strength of 3.0 g / denier or more, or 3 to 5 g / denier or more have.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 기재에 따르면 섬유방사시 팩압 상승은 억제하되 섬유 강도가 향상된 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물을 제공하고, 이로부터 폴리페닐렌 설파이드 섬유를 제조할 수 있는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, a polyphenylene sulfide resin composition having improved fiber strength while suppressing an increase in pack pressure during fiber spinning is provided, and polyphenylene sulfide fibers can be produced therefrom.
이하 본 기재의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Changes and modifications may fall within the scope of the appended claims.
[[ 실시예Example 1 내지 7] 1 to 7]
실시예 1 내지 7로서 하기 표 1에 나타낸 성분 및 함량에 따라 혼합한 조성물을 이축 압출기(twin-screw extruder)를 사용하여 280~320℃ 온도구간에서 200~250rpm으로 용융 혼련하여 압출가공을 하였다. 최종 펠렛화한 다음 120℃에서 3~4시간 이상 건조한 후 MST 장비로 방사/연신하여 실을 제조한 다음 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 표 1 에 나타내었다.
The compositions were mixed according to the ingredients and the contents shown in Table 1 as Examples 1 to 7, and extruded by a twin-screw extruder at 200 to 250 rpm in a temperature range of 280 to 320 ° C. After final pelletization, the product was dried at 120 ° C. for 3 to 4 hours, and then yarn was produced by spinning / stretching with MST equipment. The properties were measured by the following method, and the results are shown in Table 1.
참고로, 실험에 사용된 구체적인 재료는 다음과 같다:For reference, the specific materials used in the experiments are as follows:
A.폴리페닐렌설파이드: PPS, 더양(Deyang) 제품명 Hbo (중량평균 분자량(Mw): 45,000 g/mol, 용융지수(315℃, 5kg 하중): 200~500g/10min인 제품).
A. Polyphenylene sulfide: PPS, Deyang Product name Hbo (weight average molecular weight (Mw): 45,000 g / mol, melt index (315 ° C, load of 5 kg): 200 to 500 g / 10 min).
B-1. 카본나노튜브: 직쇄형, 미쯔이(Mitsui), 제품명 NCT (직경: 40~100nm, 라만스펙트럼을 이용한 G밴드와 D밴드의 세기비(ID/IG): 6.6~9.5인 제품).B-1. Carbon nanotubes: linear, Mitsui, product NCT (diameter: 40-100 nm, product of intensity ratio of G band and D band (I D / I G ) using Raman spectrum (6.6-9.5)).
B-2. 카본나노튜브: 번들형, 한화, 제품명 CM-250 (직경: 10~15nm, 라만스펙트럼을 이용한 G밴드와 D밴드의 세기비(ID/IG): 0.9~1.0인 제품).B-2. Carbon nanotube: Bundle type, Hanwha, product CM-250 (diameter: 10 to 15 nm, product ratio of G band to D band intensity ratio (I D / I G ) using Raman spectrum: 0.9 to 1.0).
B-3. 카본나노튜브 : 꼬임형, 제품명 이나노텍(E-Nanotech) (직경: 3~10nm, 라만스펙트럼을 이용한 G밴드와 D밴드의 세기비(ID/IG): 0.9~1.0인 제품).
B-3. Carbon nanotubes: twisted type, product name: E-Nanotech (diameter: 3 to 10 nm, product ratio of G band to D band intensity ratio (I D / I G ) using Raman spectrum: 0.9 to 1.0).
C. 나노클레이: 사우턴 클레이 프로덕트(Southern Clay Products), 제품명 Cloisite® 93AC. Nanoclays: Southern Clay Products, product name Cloisite ® 93A
D-1. 커플링제: 티타늄계, 캔리치 석유화학(Kenrich Petrochemicals), 제품명 Ken-React CAPOW Lica 38HD-1. Coupling agent: Titanium-based, Kenrich Petrochemicals, Ken-React CAPOW Lica 38H
D-2. 커플링제: 실란계, 지이실리콘(GE silicones), 제품명 silquest A-1100 D-2. Coupling agent: silane series, GE silicones, silquest A-1100
E. 활제: Wax 계, 제품명 PE-190E. Lubricant: Wax series, product name PE-190
F: 산화방지제: 제품명 IR1010
F: Antioxidant: Product name IR1010
<물성평가>≪ Evaluation of physical properties &
* 섬유강도 및 신도: KS K 0860 방법에 의하여 측정하였다. * Fiber strength and elongation : measured by KS K 0860 method.
* 섬도: KS K 0315 방법에 의하여 측정하였다.* Fineness : Measured by KS K 0315 method.
* 연신비: 연신공정에서 미연신사를 송출하는 공급 로울러와 권취 로울러로 의 속도비로서, 권취 로울러 속도/공급 로울러 속도로 계산하였다.- draw ratio: calculated as the speed ratio of the supply roller and the take-up roller for sending out a non-drawn shrine in the drawing process, a take-up roller speed / feed roller speed.
* 팩압 증가량: 100×(최고 팩압-초기 팩압)/초기 팩압* Paekap increase: 100 × (maximum paekap initial paekap) / initial paekap
* 겔 함량: 정제된1-클로로나프탈렌에 0.75wt% 농도로 넣고 250℃에서 5분간 흔들어 녹인 다음 고온 상태를 유지하면서 포어(pore) 사이즈 1㎛의 PTFE 멤브레인 필터가 장착된 가압 캡(cap)에서 인젝션하여 필터링하고 150℃에서 1시간 동안 진공상태에서 건조한 후 하기 식에 따라 겔 함량을 측정하였다.* Gel content : It was added to purified 1-chloronaphthalene in a concentration of 0.75wt%, and was shaken at 250 ° C for 5 minutes. Then, while maintaining the high temperature, a pressure cap having a PTFE membrane filter with a pore size of 1 μm The gel content was measured according to the following equation after filtering by injection, drying at 150 DEG C for 1 hour under vacuum.
[식 1][Formula 1]
겔 함량=(걸러진 겔 무게/PPS 시료무게) x 100Gel content = (filtered gel weight / PPS sample weight) x 100
* 외관 평가: 외관을 육안으로 보아 판단하였으며 ◎(외관 아주 우수), ○(외관 우수), △(외관 양호), X(외관 불량)로 평가하였다.* Appearance evaluation : Appearance was judged by the naked eye, and evaluated as? (Excellent appearance),? (Excellent appearance),? (Good appearance) and X (poor appearance).
성
(%)article
castle
(%)
조건Processing
Condition
상기 표 1에서 보듯이, 본 기재의 실시예 1 내지 7에서 따라 카본나노튜브와 나노클레이를 단독 또는 복합적으로 투입시, 0.1%이하의 함량에서 보강재로 작용함으로써 섬유방사시 팩압상승은 억제하되, 섬유강도가 향상된 섬유를 제작함을 규명하였다.
As shown in Table 1, when the carbon nanotubes and the nano-clay are added singly or in combination according to Examples 1 to 7 of the present invention, they act as reinforcing materials at a content of 0.1% or less, And fabricated with improved fiber strength.
[[ 비교예Comparative Example 1 내지 6] 1 to 6]
하기 표 2의 조성에 따라 실을 제조한 것을 제외하고는 실시 예 1과 동일한 방법에 의하여 실을 제조한 후 그 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.The yarn was prepared in the same manner as in Example 1 except that the yarn was produced in accordance with the composition shown in Table 2, and the properties of the yarn were measured and shown in Table 2.
성
(%)article
castle
(%)
조건Processing
Condition
상기 표 2에서 보듯이, 카본나노튜브를 사용하지 않은 비교예 1, 혹은 카본나노튜브의 형태가 직쇄형이 아닌 비교예 2,3의 경우, 표1에서 확인된 0.1% 함량 투입시 강도 향상효과를 확인할 수 없었다. As shown in Table 2, in the case of Comparative Example 1 in which carbon nanotubes were not used or Comparative Examples 2 and 3 in which the carbon nanotubes were not in a linear form, .
또한, 섬유강도 효과를 보였던 직쇄형 카본나노튜브와 나노클레이 단독 또는 복합함량이 0.1%를 초과한 비교예 4내지 6의 경우, 물성 저하, 팩압 상승, 및 겔 함량 증가 등의 단점을 확인할 수 있었다.In addition, in the case of the linear carbon nanotubes exhibiting the fiber strength effect and Comparative Examples 4 to 6 in which the nano clay content alone or the composite content was more than 0.1%, there were disadvantages such as a decrease in physical properties, an increase in packing pressure and an increase in gel content .
Claims (16)
Polyphenylene sulfide resin; And a carbon nanotube, wherein the carbon nanotube is dispersed and mixed in the polyphenylene sulfide resin.
상기 카본나노튜브는 직경이 10~400 nm이고, 라만 스펙트럼(Raman spectrum)에서 G 밴드와 D 밴드의 세기 비(ID/IG)가 1~15인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanotube has a diameter of 10 to 400 nm and a intensity ratio (I D / I G ) of a G band and a D band in a Raman spectrum is 1 to 15. The polyphenylene sulfide resin composition .
상기 카본나노튜브의 함량은 조성물 총 중량 기준으로 0.01~0.1중량% 범위 내인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the carbon nanotubes is in the range of 0.01 to 0.1% by weight based on the total weight of the composition.
상기 조성물은 나노클레이;를 포함하고, 상기 나노클레이는 상기 폴리페닐렌 설파이드 수지 내에 분산되어 혼합된 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition comprises a nano-clay; and the nano-clay is dispersed and mixed in the polyphenylene sulfide resin.
상기 나노클레이는 몬트모릴로나이트, 벤토나이트, 카올린나이트, 마이카, 헥토라이트, 불화헥토라이트, 사포나이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 스티븐사이트, 버미큘라이트, 살로사이트, 볼콘스코이트, 석코나이트, 마가다이트 및 케냐라이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
5. The method of claim 4,
The nano-clay may be selected from the group consisting of montmorillonite, bentonite, kaolinite, mica, hectorite, hectorite, fluorite, saponite, bederite, nontronite, stevensite, vermiculite, Wherein the polyphenylene sulfide resin composition is at least one selected from dibutyl phthalate, ditallow, and kenyanite.
상기 나노클레이의 함량은 조성물 총 중량 기준으로 0.01~0.05중량% 범위 내인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein the content of the nano-clay is in the range of 0.01 to 0.05% by weight based on the total weight of the composition.
상기 조성물은 아민계 커플링제, 실란계 커플링제 및 전이금속계 커플링제 중에서 1종 이상 선택된 커플링제를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition comprises at least one coupling agent selected from an amine-based coupling agent, a silane-based coupling agent, and a transition metal-based coupling agent.
상기 커플링제의 함량은 조성물 총 중량 기준으로 0.01~0.1중량% 범위 내인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
8. The method of claim 7,
Wherein the content of the coupling agent is in the range of 0.01 to 0.1% by weight based on the total weight of the composition.
상기 폴리페닐렌 설파이드 수지는 중량평균 분자량(Mw) 30,000~50,000를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polyphenylene sulfide resin has a weight average molecular weight (Mw) of 30,000 to 50,000.
상기 폴리페닐렌 설파이드 수지는 용융지수(MI, 315 ℃, 5kg 하중) 200~500g/10min를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
The method according to claim 1,
The polyphenylene sulfide resin had a melt index (MI, 315 캜, 5 kg load) 200 to 500 g / 10 min. ≪ / RTI >
상기 폴리페닐렌 설파이드 수지의 함량은 조성물 총 중량 기준으로 99.5~99.97중량% 범위 내인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the polyphenylene sulfide resin is in the range of 99.5 to 99.97 wt% based on the total weight of the composition.
A process for producing a polyphenylene sulfide fiber characterized by kneading the polyphenylene sulfide resin composition of any one of claims 1 to 11, followed by melt spinning, winding and drawing.
상기 혼련은 이축 압출기에서 280~320℃에서 200~250rpm으로 압출한 펠렛으로 방사 및 연신하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 섬유의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the kneading is performed by spinning and drawing the pellets extruded at 280 to 320 DEG C at 200 to 250 rpm in a twin-screw extruder.
상기 용융 방사는 방사온도 270~340 ℃ 및 토출량 20g/min 이하에서 용융 방사하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 섬유의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the melt spinning is melt-spun at a spinning temperature of 270 to 340 占 폚 and a discharge rate of 20 g / min or less.
상기 권취는 방사속도 600~10,000 mm/min로 수행하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 섬유의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the winding is performed at a spinning speed of 600 to 10,000 mm / min.
상기 연신은 연신온도 90~150 ℃ 하에 2배 이상 연신시킨 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 섬유의 제조방법.13. The method of claim 12,
Wherein the stretching is performed at a stretching temperature of 90 to 150 DEG C at least two times the elongation of the polyphenylene sulfide fiber.
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