KR100960819B1 - High-strength polypropylene fiber and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)의 제조 방법과 상기 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin), 용제 및 항산화제를 혼합한 혼합물을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계 I; 상기 혼합 용액을 방사하여 미연신사(undrawn yarn)를 형성하는 단계 II; 및 상기 미연신사(undrawn yarn)내의 상기 용제를 추출제로 추출하고, 연신시킨 다음 열고정 하여 섬유를 완성하는 단계 III;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a high strength polypropylene fiber (polyproplene fiber) and the high strength polypropylene fiber (polyproplene fiber), more specifically a high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin), a solvent and an antioxidant Dissolving the mixture to prepare a mixed solution; Spinning the mixed solution to form an undrawn yarn (II); And extracting the solvent in the undrawn yarn with an extracting agent, stretching and heat-setting to complete the fiber III; and a method for producing high-strength polypropylene fiber, characterized in that it comprises a It is about.
상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)는 중량평균분자량이 300,000g/㏖ 내지 1,000,000g/㏖이고, 입체규칙도(tacticity)가 90 내지 100%인 것을 특징으로 하고, 상기 단계 III에서 연신은 1단계, 2단계 및 3단계를 포함하는 다단계로 순차적으로 이루어지고, 상기 1단계에서는 미연신사(undrawn yarn)를 100 내지 150℃에서 1 내지 8배로 연신시키고, 상기 2단계에서는 미연신사(undrawn yarn)를 120 내지 170℃에서 2 내지 6배 연신시키며, 상기 3단계에서는 미연신사(undrawn yarn)를 145 내지 180℃에서 1.2 내지 5배 연신시키는 것을 특징으로 한다.The high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin) is characterized in that the weight average molecular weight is 300,000g / mol to 1,000,000g / mol, the tacticity is 90 to 100%, the stretching in the step III is 1 It consists of a multi-stage including step, step 2 and step 3, and in the first step, the undrawn yarn is drawn 1 to 8 times at 100 to 150 ℃, in the second step undrawn yarn (undrawn yarn) 2 to 6 times stretching at 120 to 170 ℃, the third step is characterized in that the undrawn yarn (stretched undrawn yarn 1.2 to 5 times at 145 to 180 ℃).
고강도 섬유, 고분자량 폴리프로필렌 수지, 겔방사, 연신 High Strength Fiber, High Molecular Weight Polypropylene Resin, Gel Spinning, Stretching
Description
본 발명은 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)의 제조 방법과 상기 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin), 용제 및 항산화제를 혼합한 혼합물을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계 I; 상기 혼합 용액을 방사하여 미연신사(undrawn yarn)를 형성하는 단계 II; 및 상기 미연신사(undrawn yarn) 내의 상기 용제를 추출제로 추출하고, 연신시킨 다음 열고정 하여 섬유를 완성하는 단계 III;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)의 제조 방법 및 이를 이용한 제품에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a high strength polypropylene fiber (polyproplene fiber) and the high strength polypropylene fiber (polyproplene fiber), more specifically a high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin), a solvent and an antioxidant Dissolving the mixture to prepare a mixed solution; Spinning the mixed solution to form an undrawn yarn (II); And extracting the solvent in the undrawn yarn with an extractant, stretching and heat-setting to complete the fiber III; and a method for producing high-strength polypropylene fiber, characterized in that it comprises a It relates to a product using the same.
고분자량 폴리에틸렌(polyethylene)을 겔방사(gel spinning)하여 섬유를 제조하는 기술은 1980년 독일의 스미스 등(Paul Smith, et al)에 의하여 최초로 제안되었다(독일특허 300469호). 당시의 기술은 고분자량 폴리에틸렌(polyethylene)을 비교적 낮은 농도로 휘발성 용제 중에 용융시킨 후 냉각하여 겔섬유를 제조한 다음 고배율 연신하여 고강력 폴리에틸렌 섬유(polyethylene fiber)를 제조하는 방식이 다. 그러나, 상기 기술은 휘발성 용제를 사용하므로 환경친화적이지 못하며, 섬유의 크리프(creep) 특성이 떨어지며, 사용온도가 낮고, 치수안정성이 떨어지는 문제점 등으로 인하여 제품으로의 응용을 크게 제약하였다. A technique for preparing fibers by gel spinning high molecular weight polyethylene (polyethylene) was first proposed in 1980 by Paul Smith, et al (Germany Patent 300469). The technology at that time is a method of melting high molecular weight polyethylene (polyethylene) in a relatively low concentration in a volatile solvent and then cooling to prepare a gel fiber and then stretch the high magnification to produce a high strength polyethylene fiber (polyethylene fiber). However, the technique is not environmentally friendly because it uses a volatile solvent, the creep characteristics of the fiber is poor, the use temperature is low, the dimensional stability is greatly limited due to the problem of application to the product.
폴리프로필렌(polypropylene)은 폴리에틸렌(polyethylene)과 더불어 알킬 고분자의 큰 종류 중의 하나로 열적 성능, 흐름성, 내크리프성(耐Creep城) 및 가공성이 폴리에틸렌(polyethylene)과 비교하여 매우 우수하다. 그러나 결정속도는 폴리에틸렌(polyethylene)보다 느리며, 결정도 또한 폴리에틸렌(polyethylene)보다 낮다. 이와 같은 점들을 보완하기 위하여 미국특허 5,470,898호에 소르비톨(sorbitol) 유도체를 기핵제 및 투명도를 향상시키기 위한 첨가제로 사용하여 고분자 알킬 혼합물을 제조하는 방법이 게시되어 있으며, 중국특허 2007100378710에는 기핵제가 첨가된 용액을 겔방사(gel spinning)하여 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 필름이나 섬유 제품의 결정성과 투명도를 효과적으로 높여주지만 기핵제를 첨가함에 따라 생산원가가 높아지며, 기핵제의 불균일한 분포로 인한 섬유구조의 불균일화를 초래하는 단점이 있다. 또한 기핵제의 첨가는 고분자 구조의 규칙성을 파괴하고 섬유의 성능을 저하시키는 문제점이 있다. Polypropylene is one of the larger types of alkyl polymers in addition to polyethylene, and has excellent thermal performance, flowability, creep resistance, and processability compared to polyethylene. However, the crystallization rate is slower than polyethylene, and the crystallinity is also lower than that of polyethylene. In order to compensate for these problems, US Patent No. 5,470,898 discloses a method for preparing a polymer alkyl mixture using sorbitol derivatives as nucleating agents and additives for improving transparency, and Chinese Patent 2007100378710 adds nucleating agents. A method of producing high strength polyproplene fibers by gel spinning a solution is disclosed. This method effectively increases the crystallinity and transparency of the film or textile product, but the production cost increases with the addition of the nucleating agent, and has the disadvantage of causing the non-uniformity of the fiber structure due to the non-uniform distribution of the nucleating agent. In addition, the addition of the nucleating agent has a problem of destroying the regularity of the polymer structure and lowering the performance of the fiber.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin), 용제 및 항산화제를 혼합한 혼합물을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계 I; 상기 혼합 용액을 방사하여 미연신사(undrawn yarn)를 형성하는 단계 II; 및 상기 미연신사(undrawn yarn) 내의 상기 용제를 추출제로 추출하고, 연신시킨 다음 열고정 하여 섬유를 완성하는 단계 III;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하여 공정이 간단하고, 기핵제가 첨가되지 않고 상기 방법에 의하여 제조하여 높은 기계적 특성과 열적특성 및 내크리프성(耐Creep城)을 가지는 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)의 제조 방법를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, step I of preparing a mixed solution by dissolving a mixture of a high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin), a solvent and an antioxidant; Spinning the mixed solution to form an undrawn yarn (II); And step III of extracting the solvent in the undrawn yarn with an extractant, stretching and heat-setting to complete the fiber; the process is simple, and the nucleating agent is not added. It is an object of the present invention to provide a method for producing a high-strength polypropylene fiber having high mechanical properties, thermal properties, and creep resistance.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자량 폴리프로필렌 수지를 이용한 고강도 섬유의 제조 방법은 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin), 용제 및 항산화제를 혼합한 혼합물을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계 I; 상기 혼합 용액을 방사하여 미연신사(undrawn yarn)를 형성하는 단계 II; 및 상기 미연신사(undrawn yarn) 내의 상기 용제를 추출제로 추출하고, 연신시킨 다음 열고정 하여 섬유를 완성하는 단계 III;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Method for producing a high strength fiber using a high molecular weight polypropylene resin according to the present invention for achieving the above object is to prepare a mixed solution by dissolving a mixture of a high molecular weight polypropylene resin, a solvent and an antioxidant Step I; Spinning the mixed solution to form an undrawn yarn (II); And step III of extracting the solvent in the undrawn yarn with an extractant, stretching and heat-setting to complete the fiber.
바람직하게는, 상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)는 중 량평균분자량이 300,000g/㏖ 내지 1,000,000g/㏖이고, 입체규칙도(tacticity)가 90 내지 100%인 것을 특징으로 한다. Preferably, the high molecular weight polypropylene resin has a weight average molecular weight of 300,000 g / mol to 1,000,000 g / mol and a tacticity of 90 to 100%.
바람직하게는, 상기 단계 I의 용제는 파라핀 오일, 방향족 탄화수소 화합물, 포화 지방족 탄화수소 화합물에서 선택되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the solvent of step I is characterized in that it is selected from paraffin oil, aromatic hydrocarbon compound, saturated aliphatic hydrocarbon compound.
바람직하게는, 상기 단계 I의 혼합용액은 상기 혼합물을 80 내지 200℃의 온도에서 용해시켜 만들고, 상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)의 농도가 5 내지 75wt.%인 것을 특징으로 한다.Preferably, the mixed solution of step I is made by dissolving the mixture at a temperature of 80 to 200 ℃, characterized in that the concentration of the high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin) is 5 to 75wt.%.
바람직하게는, 상기 단계 II의 미연신사(undrawn yarn)는 단계 I의 혼합용액을 방사한 후에 0℃에서 35℃의 물에서 냉각시켜서 형성시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the undrawn yarn of step II is characterized in that it is formed by cooling in water of 0 ℃ to 35 ℃ after spinning the mixed solution of step I.
바람직하게는, 상기 단계 II의 방사는 겔방사(gel spinning)로 드래프트비(Draft ratio)가 10 내지 30인 것을 특징으로 하는 고강도 폴리프로필렌 섬유의 제조 방법.Preferably, the spinning of step II is a gel spinning (gel spinning), the draft ratio (Draft ratio) is a method for producing a high-strength polypropylene fiber, characterized in that 10 to 30.
바람직하게는, 상기 단계 III에서 추출제는 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene), 노르말헥산(n-hexane), 가솔린(gasoline) 및 탄화수소 화합물 중에서 선택하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the extractant in step III is characterized in that selected from 1,2-dimethylbenzene (1,2-dimethylbenzene), normal hexane (n-hexane), gasoline (gasoline) and hydrocarbon compounds.
바람직하게는, 상기 단계 III에서 연신은 1단계, 2단계 및 3단계를 포함하는 다단계로 순차적으로 이루어지고, 상기 1단계에서는 미연신사(undrawn yarn)를 100 내지 150℃에서 1 내지 8배로 연신시키고, 상기 2단계에서는 미연신사(undrawn yarn)를 120 내지 170℃에서 2 내지 6배 연신시키며, 상기 3단계에서는 미연신 사(undrawn yarn)를 145 내지 180℃에서 1.2 내지 5배 연신시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the stretching in step III is made in a multi-stage including one step, two steps and three steps, in the first step to draw an undrawn yarn 1 to 8 times at 100 to 150 ℃ In the second step, the undrawn yarn is drawn 2 to 6 times at 120 to 170 ° C, and in the third step, the undrawn yarn is drawn at 1.2 to 5 times at 145 to 180 ° C. do.
바람직하게는, 상기 단계 III에서 열고정은 연신 후 120 내지 210℃에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the heat setting in step III is characterized in that it is made at 120 to 210 ℃ after stretching.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)를 이용한 고강도 섬유는 상기 기재된 어느 한 방법에 제조되어 융점이 160℃ 이상, 크리프(변형)율이 8% 이하, 섬도 1.1dtex 이상, 절단강도 0.4~2.0GPa 및 초기모듈러스 10~38GPa인 것을 특징으로 한다.In addition, the high-strength fibers using a high molecular weight polypropylene resin according to the present invention for achieving the above object is manufactured in any one of the above-described method, the melting point of 160 ℃ or more, creep (strain) 8% Below, the fineness is 1.1dtex or more, the cutting strength is characterized in that 0.4 ~ 2.0GPa and the initial modulus 10 ~ 38GPa.
바람직하게는, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)를 이용한 제품은 상기와 같은 특징을 가진다. Preferably, the product using the high-strength polypropylene fiber (polyproplene fiber) according to the present invention for achieving the above object has the characteristics as described above.
이상에서 상술한 바와 같이 상기와 같은 본 발명에 따른 고분자량 폴리프로필렌 수지를 이용한 고강도 섬유의 제조 방법에 따르면, 폴리프로필렌 수지를 이용하고 다단계 연신과정을 통하여 폴리프로필렌 섬유의 강도를 향상시켰으며, 그 제조공정이 간단하고 제조시에 기핵제가 첨가되지 않으므로 경제적인 효과가 있다.As described above, according to the manufacturing method of the high strength fiber using the high molecular weight polypropylene resin according to the present invention as described above, the strength of the polypropylene fiber was improved by using a polypropylene resin and through a multi-step stretching process, The manufacturing process is simple and there is no economic effect because no nucleating agent is added at the time of manufacture.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하고자 한다. 첨부 도면 중, 도 1은 본 발명 제조 방법을 간략히 나타낸 순서도이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a flowchart briefly showing the manufacturing method of the present invention.
도 1 을 참고하면, 본 발명의 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)는 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin), 용제 및 항산화제를 혼합한 혼합물을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계 I; 상기 혼합 용액을 방사하여 미연신사(undrawn yarn)를 형성하는 단계 II; 및 상기 미연신사(undrawn yarn) 내의 상기 용제를 추출제로 추출하고, 연신시킨 다음 열고정 하여 섬유를 완성하는 단계 III;를 포함하여 제조된다. Referring to Figure 1, the high-strength polypropylene fiber of the present invention is prepared by dissolving a mixture of a high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin), a solvent and an antioxidant to prepare a mixed solution; Spinning the mixed solution to form an undrawn yarn (II); And step III of extracting the solvent in the undrawn yarn with an extractant, stretching and heat-setting to complete the fiber.
상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)는 중량평균분자량이 300,000g/㏖ 내지 1,000,000g/㏖이고, 입체규칙도(tacticity)는 90 내지 100%이다. 상기 폴리프로필렌(polypropylene)은 석유(나프타)의 분해에 의해서 얻을 수 있다. 상기 폴리프로필렌(polypropylene)은 용액속에서 Ziegler-Natta촉매와 접촉시켜 상온∼80℃, 3∼10㎏/㎠에서 중합하면 입체 규칙성이 있는 폴리프로필렌(아이소택틱 폴리프로필렌)을 얻을 수 있다. The high molecular weight polypropylene resin has a weight average molecular weight of 300,000 g / mol to 1,000,000 g / mol and a tacticity of 90 to 100%. The polypropylene can be obtained by decomposition of petroleum (naphtha). The polypropylene is contacted with a Ziegler-Natta catalyst in a solution and polymerized at room temperature to 80 ° C. and 3 to 10 kg / cm 2 to obtain a stereopropylene (isotactic polypropylene) having stereoregularity.
상기 폴리프로필렌(polypropylene) 속에는 입체 규칙성을 갖지 않고 연화점이 낮은 아택틱 폴리프로필렌(polypropylene)도 약간 포함되어 있기 때문에 이것을 비등 펜턴을 사용하여 추출 분리하고, 입체규칙성 폴리머 함량(tacticity)을 90∼100% 정도로 한다. 위에 기술한 Ziegler-Natta촉매를 사용하는 방법 이외에도 갖가지 방법이 실시되고 있는데 모두가 입체규칙성 폴리머를 얻는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 에틸렌(ethylene), 기타의 올레핀(olefin) 종류나 비닐 모노머를 공중합 시킨다든지, 다른 폴리머를 블렌드하여 제조할 수 있다. Since the polypropylene contains a little bit of atactic polypropylene, which has no stereoregularity and a low softening point, the polypropylene is extracted and separated using a boiling fenton, and the stereoregular polymer content is 90 to 90. It is about 100%. In addition to using the Ziegler-Natta catalyst described above, various methods are carried out, all of which are characterized by obtaining a stereoregular polymer. In addition, it may be prepared by copolymerizing ethylene, other olefin types or vinyl monomers, or by blending other polymers.
상기 입체규칙도(tacticity)는 고분자의 분자구조의 화학적 및 기하학적 규칙성을 말하는 것이다. 상기 고분자의 3차원적 사슬구조는 사슬의 구조적 규칙성, 자유진동과 회전, 분자 간의 결합유발 특정그룹과 사슬의 치환기 등의 영향을 받는다. 규칙적인 폴리머란 하나의 연속적인 배열에 한 가지 종류의 반복되는 입체배열단위만 있는 것을 말한다. 상기 입체규칙도(tacticity)가 높은 고분자는 결정형으로 용융점이 높고 쉽게 용해되지 않으므로 고강도의 폴리프로필렌 제조시에 적합하다. The tacticity refers to the chemical and geometric regularity of the molecular structure of the polymer. The three-dimensional chain structure of the polymer is influenced by the structural regularity of the chain, free vibration and rotation, bond-inducing specific groups between the molecules and substituents of the chain. Regular polymers are those in which one continuous array contains only one type of repeating steric array. The polymer having a high tacticity is suitable for producing high strength polypropylene because it has a high melting point and is not easily dissolved in a crystalline form.
상기 단계 I에서는 고분자량 폴리프로필렌(polypropylene), 항산화제 및 용제를 혼합하여 혼합물을 제조한다. 상기 용제는 파라핀 오일(paraffin oil), 방향족 탄화수소 화합물, 포화 지방족 탄화수소 화합물에서 선택한다. 상기 용제는 상기 고분자량 폴리프로필렌(polypropylene)을 희석시키는데 사용된다. 상기 용제들의 구체적으로 예를 들면, n-노난(n-nonane), n-데칸(n-decane), n-운데칸(n-undecane), n-도데칸(n-dodecane), n-테트라데칸(n-tetradecane), n-옥타데칸(n-oxtadecane), 액상 파라핀(paraffin) 및 등유 등의 지방족 탄화수소계 용매; 크실렌(xylene), 나프탈렌(naphthalene), 테트라린(tetralin), 부틸 벤젠(butylbenzene), p-시멘(p-cemen), 시클로헥실 벤젠(cyclohexyl benzene), 디에틸벤젠(diethyl benzene), 펜틸 벤젠(pentyl benzene), 도데실벤젠(dodecylbenzene), 비시클로헥실(bicyclohexyl), 데칼린(decalin), 메틸나프탈렌(methylnaphthalene), 에틸나프탈렌(ethylnaphthalene) 등의 방향족 탄화수소용매 및 그의 수소화 유도체; 1,1,2,2-테트라클로로에탄(1,1,2,2-tetrachloroethane), 펜타클로로 에탄(pentachloroethane), 헥사클로로에탄(hexachloroethane), 1,2,3-트리클로로프로판(1,2,3-trichloropropane), 디클로 로벤젠(dichlorobenzene), 1,2,4,-트리클로로벤젠 (1,2,4,-trichlorobenzene) 및 브로모벤젠(bromobenzene) 등의 할로겐화 탄화수소 용매; 및, 파라핀계 프로세서 오일, 나프텐계 프로세스 오일 및 방향족 프로세스 오일 등의 광유 등을 들 수 있다.In step I, a high molecular weight polypropylene, an antioxidant, and a solvent are mixed to prepare a mixture. The solvent is selected from paraffin oil, aromatic hydrocarbon compound and saturated aliphatic hydrocarbon compound. The solvent is used to dilute the high molecular weight polypropylene. Specifically, for example, n-nonane, n-decane, n-undecane, n-dodecane, n-dodecane, n-tetra Aliphatic hydrocarbon solvents such as n-tetradecane, n-octadecane, liquid paraffin and kerosene; Xylene, naphthalene, tetralin, butylbenzene, p-cemen, cyclohexyl benzene, diethyl benzene, pentyl benzene aromatic hydrocarbon solvents such as pentyl benzene, dodecylbenzene, bicyclohexyl, decalin, methylnaphthalene, ethylnaphthalene, and hydrogenated derivatives thereof; 1,1,2,2-tetrachloroethane (1,1,2,2-tetrachloroethane), pentachloroethane, hexachloroethane, 1,2,3-trichloropropane (1,2 Halogenated hydrocarbon solvents such as, 3-trichloropropane, dichlorobenzene, 1,2,4, -trichlorobenzene (1,2,4, -trichlorobenzene) and bromobenzene; And mineral oils such as paraffinic processor oil, naphthenic process oil, and aromatic process oil.
상기 용제로 왁스를 사용할 수 있는데, 상기 용제로 적합한 왁스류로서는, 구체적으로는 지방족 탄화수소 화합물과 그의 유도체를 들 수 있다. 왁스류로서 사용되는 지방족 탄화수소 화합물은, 포화 지방족 탄화수소 화합물을 주로 함유하는 것들이고, 통상 분자량이 2000 이하, 바람직하게는 1000 이하, 더욱 바람직하게는 800 이하의 “파라핀계 왁스”로 불리는 것이다. 이들 지방족 탄화수소 화합물로서는, 구체적으로는, 토코산(tocosan), 트리코산(tricosan), 테트라코산(tetracosan) 및 트리아콘탄(triacontane) 등의 탄소수 22 이상의 n-알칸류; 이 n-알칸류를 주성분으로 한 저급 n-알칸과 의 혼합물, 석유로부터 분리정제한 소위 파라핀 왁스, 에틸렌 또는 에틸렌과 다른 α-올레핀을 공중합시켜 얻어지는 저분자량 중합체인 중, 저압 폴리에틸렌 왁스, 고압법 폴리에틸렌왁스, 에틸렌 공중합 왁스 또는 중-저압법 폴리에틸렌, 고압법 폴리에틸렌등의 폴리에틸렌을 열감성(heat degradation) 등에 의해서 분자량을 저하시킨 왁스 및 이들 왁스의 산화물; 말레인산 변성 산화 왁스; 말레인산 변성왁스 등이 사용된다.Although a wax can be used as the said solvent, As a wax suitable as the said solvent, an aliphatic hydrocarbon compound and its derivative are mentioned specifically ,. The aliphatic hydrocarbon compounds used as waxes are those containing mainly saturated aliphatic hydrocarbon compounds, and are usually called "paraffin waxes" having a molecular weight of 2000 or less, preferably 1000 or less, and more preferably 800 or less. As these aliphatic hydrocarbon compounds, Specifically, n-alkanes of 22 or more carbon atoms, such as tocosan, tricosan, tetracosan, and triacontane; A low-pressure polyethylene wax, a high pressure method, which is a low molecular weight polymer obtained by copolymerizing a mixture of lower n-alkanes mainly composed of these n-alkanes with so-called paraffin wax separated from petroleum, ethylene or ethylene and other α-olefins. Waxes obtained by lowering molecular weight of polyethylene such as polyethylene wax, ethylene copolymer wax or medium-low pressure polyethylene, high pressure polyethylene, etc. by heat degradation or the like and oxides of these waxes; Maleic acid modified oxide waxes; Maleic acid modified wax is used.
상기 지방족 탄화수소 화합물 유도체는, 예를 들면 지방족 탄화수소(알킬기, 알케닐기)의 말단 또는 내부에 1개, 또는 그 이상, 바람직하게는 1∼2개, 특히 바람직하게는 1개의 카르복시기, 수산기, 카바모일기, 에스테르기, 머캅토기, 카보닐 기 등의 관능기를 갖는 화합물이고, 또한 탄소수 8이상, 바람직하게는 탄소수 12∼50, 또는 분자량 130∼2000, 바람직하게는 200∼800인 지방산, 지방족 알콜, 지방산 아미드, 지방산 에스테르, 지방족 머캅탄, 지방족 알데히드, 지방족 케톤등이 사용된다. 구체적으로는 지방산으로서 카프린산, 라우린산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스테아린산, 올레인산, 지방족 알콜로서 라울릴알콜, 미리스틸알콜, 세틸알콜, 스테아릴알콜, 지방산 아미드로서 카프린아미드, 라우린 아미드, 팔미틴 아미드, 스테아린 아미드, 지방산 에스테르로서 스테아릴 초산 에스테르 등이 사용된다.The aliphatic hydrocarbon compound derivative is, for example, one or more, preferably 1 to 2, particularly preferably 1 carboxyl group, hydroxyl group or carbamo at the terminal or inside of the aliphatic hydrocarbon (alkyl group, alkenyl group). Fatty acids, aliphatic alcohols having a functional group such as a diary, an ester group, a mercapto group, a carbonyl group, and having 8 or more carbon atoms, preferably 12 to 50 carbon atoms, or a molecular weight of 130 to 2000, preferably 200 to 800; Fatty acid amides, fatty acid esters, aliphatic mercaptans, aliphatic aldehydes, aliphatic ketones and the like are used. Specifically, caprinic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, fatty acid, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, fatty acid amide, caprinamide, laurin As the amide, palmitine amide, stearin amide, fatty acid ester, stearyl acetate ester and the like are used.
상기 단계 I의 혼합물에 포함되는 항산화제는 저분자량의 페놀류나 방향족 아민이 사용될 수 있으며, 유기인(organic phosphites)의 부류에서 선택하여 사용할 수 있다. Antioxidants included in the mixture of step I may be used a low molecular weight phenols or aromatic amines, may be selected from the class of organic phosphites.
상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin), 용제 및 항산화제를 혼합한 혼합물을 용해시켜 혼합용액을 제조한다. 상기 단계 I의 혼합용액은 상기 혼합물을 80 내지 200℃의 온도에서 용해시켜 만들고, 상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)의 농도가 5 내지 75wt.%으로 한다. 상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)의 농도가 5wt.%이하로 되는 경우 혼합용액의 농도가 너무 묽어 고강도의 폴리프로필렌(polypropylene)을 제조할 수 없다. 또한, 상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)의 농도를 75wt.% 이상으로 하는 경우 점도가 너무 커서 혼합용액으로 제조할 수 없으므로 상기 농도범위 내에서 제조하는 것이 바람직하다. A mixed solution is prepared by dissolving a mixture of the high molecular weight polypropylene resin, a solvent, and an antioxidant. The mixed solution of step I is prepared by dissolving the mixture at a temperature of 80 to 200 ℃, the concentration of the high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin) is 5 to 75wt.%. When the concentration of the high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin) is 5wt.% Or less, the concentration of the mixed solution is too thin to produce a high strength polypropylene (polypropylene). In addition, when the concentration of the high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin) is 75wt.% Or more, the viscosity is too large to prepare a mixed solution, it is preferable to manufacture within the concentration range.
상기 단계 Ⅱ는 상기 혼합용액을 방사하여 미연신사(undrawn yarn)를 형성한 다. 상기 단계 II의 방사는 겔방사(gel spinning)로 드래프트비(Draft ratio)가 10 내지 30이 되도록 한다. 상기 드래프트비(Draft ratio)가 10 이하일 경우 배향효과가 떨어져 연신 가공시 가공성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 드래프트비(Draft ratio)가 30 이상일 경우 과도한 분자 배향으로 인하여 다단계 연신이 불가능하며 연신 후 섬유의 물성이 저하되는 문제점이 있다. 그러므로, 상기 드래프트비(Draft ratio)의 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 상기 드래프트비(Draft ratio)는, 수지의 압출속도 V0 대 냉각 고화된 미연신 섬유의 인취속도 V의 비로서 하기식으로 정의될 수 있다. Step II spins the mixed solution to form an undrawn yarn. Spinning of the step II is a gel spinning (gel spinning) so that the draft ratio (Draft ratio) is 10 to 30. If the draft ratio is 10 or less, there is a problem that the orientation effect is lowered and the workability is lowered during the stretching process. In addition, when the draft ratio is 30 or more, multi-step stretching is impossible due to excessive molecular orientation, and there is a problem in that physical properties of the fiber decrease after stretching. Therefore, it is preferable to make it within the range of the said draft ratio. Here, the draft ratio may be defined as the ratio of the extrusion rate V 0 of the resin to the pulling rate V of the cooled solidified unstretched fiber.
상기 단계 Ⅱ에서의 방사는 겔방사(gel spinning) 방법을 사용한다. 방사에는 용융방사(melt spinning), 건식방사(dry spinning), 습식방사(wet spinning) 및 에멀젼 방사(emultion spinning)가 일반적인 방법이다. 이외에도 새로운 특수 방사법이 존재하는데 상기 특수 방사법에 의하여 제조된 섬유는 고강도, 고탄성률을 가진다. 상기 특수 방사법에는 액정방사, 겔방사, 비상용성 성분간 혼합방사, 복합방사 및 혼섬방사가 있다. 이 중에서도 본 발명은 겔방사(gel spinning) 방법을 사용는데, 상기 겔방사(gel spinning)는 케블라 보다 우수한 강도를 가진 방사법으로서 기존방사와의 차이는 방사원액의 성질이 특수하고 중합체의 구조와 분자량에 의존한다. 상기 겔방사(gel spinning)가 가능한 고분자는 완전한 배향구조를 가져야 하 며, 구조적으로 무결함이어야 하고, 고중합도와 고분자량을 가져야 한다. 상기 본 발명에서의 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)는 중량평균분자량이 300,000g/㏖ 내지 1,000,000g/㏖를 가지는 고분자량의 폴리프로필렌(polypropylene)이므로 상기 방사법을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 고분자량의 폴리프로필렌의 강도를 증가시킬 수 있는 방법이라면 상기 방사법 중 이에 한정하지 않는다. Spinning in step II uses a gel spinning method. Melt spinning, dry spinning, wet spinning and emulsion spinning are common methods for spinning. In addition, there is a new special spinning method, the fiber produced by the special spinning method has a high strength, high modulus. The special spinning method includes liquid crystal spinning, gel spinning, mixed spinning between incompatible components, composite spinning and mixed spinning. Among them, the present invention uses a gel spinning method (gel spinning), the gel spinning (gel spinning) is a spinning method having a higher strength than Kevlar, the difference from the conventional spinning is a special characteristic of the spinning stock solution and the structure and molecular weight of the polymer Depends on The polymer capable of gel spinning (gel spinning) should have a complete alignment structure, be structurally flawless, have a high polymerization degree and a high molecular weight. Since the polypropylene resin in the present invention is a high molecular weight polypropylene having a weight average molecular weight of 300,000 g / mol to 1,000,000 g / mol, it is preferable to use the spinning method. However, the method of increasing the strength of the high molecular weight polypropylene is not limited thereto.
상기 겔방사(gel spinning)는 일반적으로 고분자의 겔상태를 경유하여 섬유화되는 방사법으로 고분자용액(용매:나프탈렌,광물유,파라핀유)→송출펌프→방사구→냉각추출욕→오븐(oven)→미연신사→고배율 연신→고강도,고탄성률 섬유를 제조하는 과정을 거친다. The gel spinning (gel spinning) is a spinning method that is generally fiberized via the gel state of the polymer polymer solution (solvent: naphthalene, mineral oil, paraffin oil) → delivery pump → spinneret → cooling extraction bath → oven (oven) → unburned Gentleman → high magnification stretching → high strength, high modulus fibers are manufactured.
상기 단계 II의 미연신사(undrawn yarn)는 단계 I의 혼합용액을 방사한 후에 0℃에서 35℃의 물에서 냉각시켜서 형성시킨다. 상기 미연신사(undrawn yarn)는 방사공정에서 연신을 적게 한 섬유를 말한다. 상기 단계 III에서는 상기 미연신사(undrawn yarn) 내의 용제를 추출하기 위하여 추출제로 추출한다. 상기 용제는 섬유의 연신을 통한 분자배향에 장애요인이 되므로 용제를 추출하는 것이다.The undrawn yarn of step II is formed by spinning the mixed solution of step I after cooling in water at 0 ° C to 35 ° C. The undrawn yarn refers to a fiber with less stretching in the spinning process. In step III, the extractant is extracted to extract the solvent in the undrawn yarn. The solvent is a barrier to molecular orientation through the stretching of the fiber is to extract the solvent.
상기 단계 III는 상기 미연신사(undrawn yarn) 내의 상기 용제를 추출제로 추출하고, 연신시킨 다음 열고정 하여 섬유를 완성한다. 상기 단계 III에서 추출제는 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene), 노르말헥산(n-hexane), 가솔린(gasoline) 및 탄화수소 화합물 중에서 선택한다. 상기 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene), 노르말헥산(n-hexane), 가솔린(gasoline) 및 탄화수소 화합물은 상기 용제인 파라핀 오일(paraffin oil), 방향족 탄화수소 화합물, 포화 지방족 탄 화수소 화합물 등을 추출해 내는 추출제로 적합하다. In step III, the solvent in the undrawn yarn is extracted with an extractant, stretched and heat-set to complete the fiber. The extractant in step III is selected from 1,2-dimethylbenzene, n-hexane, gasoline and hydrocarbon compounds. The 1,2-dimethylbenzene, n-hexane, gasoline, and hydrocarbon compounds are paraffin oils, aromatic hydrocarbon compounds, and saturated aliphatic hydrocarbon compounds. It is suitable as an extractant to extract the back.
상기 단계 III에서 연신은 1단계, 2단계 및 3단계를 포함하는 다단계로 순차적으로 이루어지고, 상기 1단계에서는 미연신사(undrawn yarn)를 100 내지 150℃에서 1 내지 8배로 연신시키고, 상기 2단계에서는 미연신사(undrawn yarn)를 120 내지 170℃에서 2 내지 6배 연신시키며, 상기 3단계에서는 미연신사(undrawn yarn)를 145 내지 180℃에서 1.2 내지 5배 연신시킨다. 상기와 같이 연신을 하는 것은 상기 고분자 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)의 분자 배향율을 높이기 위해서이다. 상기 분자배향율이 향상되면 섬유의 물리적 성질 또한 향상된다. 그러므로, 상기 다단계 연신을 통하여 본 발명의 폴리프로필렌(polypropylene)의 물리적 성질인 강도가 증가하게 된다. In the step III, the drawing is sequentially performed in a multi-step including one step, two steps and three steps, in the first step, an undrawn yarn is drawn 1 to 8 times at 100 to 150 ° C., and the second step In the drawing, undrawn yarn is drawn 2 to 6 times at 120 to 170 ° C, and in the third step, the undrawn yarn is drawn at 1.2 to 5 times at 145 to 180 ° C. Stretching as described above is to increase the molecular orientation of the polymer polypropylene fiber (polyproplene fiber). When the molecular orientation is improved, the physical properties of the fiber are also improved. Therefore, the strength of the physical properties of the polypropylene of the present invention is increased through the multi-stage stretching.
상기 단계 III에서 연신은 각각의 단계마다 바람직한 온도 범위 내에서 행하여져야 한다. 이는 상기 온도 범위보다 온도가 높아지는 경우 분자의 자유도가 높아져 분자의 배향이 잘 이루어지지 않는다. 또한, 상기 온도 범위보다 낮아지는 경우에는 연신이 잘 이루어지지 않고 폴리프로필렌 섬유가 연신되지 못하고 끊어지는 현상이 일어난다. 그러므로, 다단계 연신은 단계마다 상기 온도 범위에서 연신이 이루어지는 것이 바람직하다. The stretching in step III must be carried out within the desired temperature range for each step. If the temperature is higher than the above temperature range, the degree of freedom of molecules is increased, so that the orientation of molecules is not well achieved. In addition, when the temperature is lower than the temperature range, the stretching is not performed well, and the polypropylene fiber is not stretched and breaks occur. Therefore, the multi-stage stretching is preferably performed in the above temperature range for each stage.
상기 다단계 연신 후 120~210℃에서 열고정시켜 최종 고분자량 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)를 완성한다. 상기와 같이 열고정 시키는 이유는 연신 배향 후 섬유의 구조상의 안정성을 부여하기 위해서이다. 상기 온도 범위에서 열고정하게 되면 연신공정을 거쳐 배향된 섬유 분자가 상기 온도 범위 내에서 는 배향된 분자 상태를 지속적으로 유지하는 것을 가능하게 한다. 상기 배향된 분자 상태를 유지함으로써 물리적 특성인 강도도 안정하게 나타난다. 상기 열고정의 온도는 120℃ 이하가 되면 열고정이 되지 않으며, 상기 온도가 210℃ 이상인 경우에는 섬유 내 배향된 분자사슬이 흩어져 배향도가 떨어지므로 상기 온도 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다. After the multi-step stretching, heat setting at 120 ~ 210 ℃ to complete the final high molecular weight high strength polypropylene fiber (polyproplene fiber). The reason for heat setting as described above is to impart structural stability of the fiber after the stretching orientation. The heat setting in the temperature range makes it possible for the fiber molecules oriented through the stretching process to continuously maintain the oriented molecular state within the temperature range. By maintaining the oriented molecular state, strength, which is a physical property, also appears stably. When the temperature of the heat setting is 120 ° C or less, the heat setting is not performed, and when the temperature is 210 ° C or more, the molecular chains oriented in the fiber are scattered, so that the degree of orientation is lowered.
상기와 같이 단계 I, 단계 II 및 단계 III를 포함하여 제조된 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)는 융점이 160℃ 이상, 크리프(변형)율이 8% 이하, 섬도 1.1dtex 이상, 절단강도 0.4~2.0GPa 및 초기 모듈러스 10~38GPa인 특징을 가진다. 상기와 같은 고강도 프로필렌 섬유(polyproplene fiber)는 전선, 돛, 어망, 여과포, 스포츠 용품, 방탄, 방호, 보호장갑, 내압용기 등의 다양한 산업용 제품에 이용될 수 있다. As described above, the polypropylene fibers prepared by the steps I, II, and III have a melting point of 160 ° C. or higher, creep (strain) of 8% or less, fineness of 1.1 dtex or more, and cutting strength of 0.4 to 2.0. GPa and an initial modulus of 10 to 38 GPa. Such high-strength propylene fiber (polyproplene fiber) can be used in a variety of industrial products, such as wires, sails, fishing nets, filter cloth, sporting goods, bulletproof, protective, protective gloves, pressure-resistant containers.
이하, 실시 예 및 비교 예를 통하여 본 발명의 제조 방법 및 그 효과에 대하여 구체적으로 설명한다. 그렇지만 이와 같은 실시 예 및 비교 예들은 단지 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것이며, 이와 같은 실시 예들만으로 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아님을 분명하게 밝혀 두고자 한다.Hereinafter, the production method and effects thereof of the present invention will be described in detail through Examples and Comparative Examples. However, these examples and comparative examples are only intended to illustrate the invention by way of example, it will be clear that it is not intended to limit the scope of the invention only to these embodiments.
-실시예 1- Example 1
분자량이 800,000g/mol이고 입체규칙도가 99%인 고분자량 폴리프로필렌 분말(polypropylene powder)을 파라핀 오일(paraffin oil)에 첨가한다. 이때의 폴리프로필렌(polypropylene) 분말의 농도는 20중량%로 한다. 130~175℃의 온도 범위에 서 총 10분 동안 단계적으로 승온시켜 폴리프로필렌(polypropylene) 분말을 용해시킨다. 승온 조건은 총 3단계로 1단계를 130℃, 2단계를 170℃, 3단계를 180℃로 진행한다. 계량펌프를 사용하여 용해된 폴리프로필렌(polypropylene) 용액 180℃에서 2MPa의 압력을 인가하여 방사기 내로 공급한다. 직경 0.6㎜ 구멍이 형성된 방사구금을 통하여 180℃에서 4MPa의 압력을 인가하여 방사한다. 방사된 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)는 얼음이 들어 있는 0℃의 냉각 수조를 이용하여 응고시켜 미연신사인 겔섬유를 성형시킨다. 성형된 겔섬유를 상온에서 2배로 예비연신 시킨다. 가솔린 내에서 5분 동안 추출한다. 135℃에서 5배로 1차 연신 시킨다. 가솔린 내에서 3분 동안 2차 추출한다. 150℃에서 2.5배 2차 연신 후, 162℃에서 2배 3차 연신 시킨다. 50℃에서 5분 동안 열풍건조 후 170℃에서 열고정 시킨다.A high molecular weight polypropylene powder having a molecular weight of 800,000 g / mol and a stereoregularity of 99% is added to paraffin oil. The concentration of polypropylene powder at this time is 20% by weight. The temperature is gradually increased in a temperature range of 130 to 175 ° C for 10 minutes to dissolve the polypropylene powder. The temperature raising condition is a total of three stages, the first stage 130 ℃, the second stage 170 ℃, the third stage proceeds to 180 ℃. A metering pump is used to supply a pressure of 2 MPa at 180 ° C. of the dissolved polypropylene solution to feed into the spinning machine. It spins by applying a pressure of 4 MPa at 180 ° C. through a spinneret with a hole of 0.6 mm in diameter. The spun polyproplene fiber is solidified using a 0 ° C. cooling bath containing ice to form gel fibers that are not drawn. The molded gel fibers are predrawn at twice the normal temperature. Extract for 5 minutes in gasoline. First stretch 5 times at 135 ° C. Second extraction in gasoline for 3 minutes. 2.5 times 2nd extension at 150 degreeC, 2 times 3rd extension is carried out at 162 degreeC. After hot air drying at 50 ° C. for 5 minutes, heat-set at 170 ° C.
-실시예 2-Example 2-
실시예 1과 동일한 방법으로 섬유를 제조함에 있어 사용된 용제를 방향족 탄화수소 화합물로 하였다. The solvent used in the manufacture of the fiber in the same manner as in Example 1 was an aromatic hydrocarbon compound.
-실시예 3-Example 3-
실시예 1과 동일한 방법으로 섬유를 제조함에 있어 사용된 고분자량 폴리프로필렌의 분자량은 400,000g/mol로 하였다. The molecular weight of the high molecular weight polypropylene used in preparing the fibers in the same manner as in Example 1 was 400,000 g / mol.
-실시예 4-Example 4
실시예 1과 동일한 방법으로 섬유를 제조함에 있어 사용된 초고분자량 등방성 폴리프로필렌의 입체규칙도는 92%로 하였다.The stereoregularity of the ultrahigh molecular weight isotropic polypropylene used in producing the fiber in the same manner as in Example 1 was 92%.
-비교예 1-Comparative Example 1
실시예 1과 동일한 방법으로 섬유를 제조함에 있어 기핵제(상품명: Hyperform, Milliken Chemical사)를 사용하였다. In preparing the fiber in the same manner as in Example 1, a nucleating agent (trade name: Hyperform, Milliken Chemical) was used.
강도 및 Strength and 탄성율Modulus
인장강도 측정기를 이용(UTM, 미국 Instron사)하여 시료길이 200㎜, 신장속도 100%/분, 상대습도 65% 및 25℃ 온도에서 측정하여 왜력-응력 곡선을 구하고, 얻어진 곡선의 파단점에서의 응력으로부터 산출한 강도의 평균값을 산출하였다. 실험은 총 10회 반복하였다. Using a tensile strength tester (UTM, Instron, USA), a strain-stress curve is obtained by measuring at a sample length of 200 mm, an elongation rate of 100% / min, a relative humidity of 65%, and a temperature of 25 ° C, and at the break point of the obtained curve. The average value of the strengths calculated from the stresses was calculated. The experiment was repeated 10 times in total.
크리프 실험Creep experiment
100℃ 온도에서 0.2GPa의 힘을 인가하여 60분 동안 측정하였다. Measurement was performed for 60 minutes by applying a force of 0.2 GPa at 100 ° C.
시차 주사 열량 측정Differential Scanning Calorimetry
용융온도 등의 열적 성질은 시차주사열량계(DSC, 미국 PerkinElmer사)를 사용하여 측정하였다. 시료를 5㎜ 이하로 절단하고, 알루미늄 팬에 약 5㎎ 충전 및 봉입하였으며, 동일한 빈 알루미늄 팬을 지준으로 하여 완전히 무구속 상태의 비활 성 가스 하에서, 10℃/분의 승온속도로 실온으로부터 200℃까지 온도를 상승시켜 승온 DSC 곡선을 구하였다. Thermal properties such as melting temperature were measured using a differential scanning calorimeter (DSC, PerkinElmer, USA). The sample was cut to 5 mm or less, filled and enclosed with about 5 mg in an aluminum pan, and 200 ° C. from room temperature at a temperature rising rate of 10 ° C./min under completely inert gas with the same empty aluminum pan as a guide. The temperature was raised to obtain the elevated temperature DSC curve.
상기 실시예 1~4 및 비교예 1에 의하여 제조된 섬유의 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
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한편, 본 발명은 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)를 이용한 고강도 섬유의 제조방법에 관한 것으로서 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin), 용제 및 항산화제를 혼합한 혼합물을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계 I, 상기 혼합 용액을 방사하여 미연신사(undrawn yarn)를 형성하는 단계 II 및 상기 미연신사(undrawn yarn) 내의 상기 용제를 추출제로 추출하고, 연신시킨 다음 열고정 하여 섬유를 완성하는 단계 III;를 포함하여 이루어진다. 상기 고분자량 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin)는 중량평균분자량이 300,000g/㏖ 내지 1,000,000g/㏖이고, 입체규칙도(tacticity)가 90 내지 100%를 사용하여 본 발명의 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)의 강도를 높였다. On the other hand, the present invention relates to a method for producing a high strength fiber using a high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin) to dissolve a mixture of a high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin), a solvent and an antioxidant to prepare a mixed solution Step I, step II of spinning the mixed solution to form an undrawn yarn, and extracting the solvent in the undrawn yarn with an extractant, stretching and heat setting to complete the fiber III; It is made, including. The high molecular weight polypropylene resin (polypropylene resin) has a weight average molecular weight of 300,000g / mol to 1,000,000g / mol, the tacticity of 90 to 100% of the polypropylene fiber of the present invention (polyproplene fiber) Increased the intensity.
또한, 본 발명에는 기핵제를 사용하지 않고 상기 혼합용액을 드래프트비(Draft ratio)가 10 내지 30이 되도록 겔방사(gel spinning)하여 미연신 사(undrawn yarn)를 형성하여 섬유의 강도를 향상시켰다. 더불어, 상기 미연신사(undrawn yarn)를 다단계 연신을 통하여 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber) 내의 분자배향도를 높였으며, 상기 향상된 분자배향도의 향상으로 인하여 섬유의 강도를 증가시켰다. In addition, in the present invention, without using a nucleating agent, the mixed solution is gel-spun (gel spinning) so that the draft ratio is 10 to 30 to form an undrawn yarn to improve the strength of the fiber . In addition, the degree of molecular orientation in the polypropylene fiber was increased through multi-step stretching of the undrawn yarn, and the strength of the fiber was increased due to the improved degree of molecular orientation.
상기와 같은 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 고강도 폴리프로필렌 섬유(polyproplene fiber)는 산업용품으로 적합하며, 개발되고 있는 자동차, 기계 등의 재료, 건축자재로서 금속을 대체할 수 있는 재료로서 유용한 발명이다. The high-strength polypropylene fiber produced by the manufacturing method of the present invention as described above is suitable as an industrial product, the invention is useful as a material that can replace metal as a material for building, automobile, machinery, etc. to be.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명 제조 방법을 간략히 나타낸 순서도이다. 1 is a flow chart briefly showing the manufacturing method of the present invention.
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