JP2000034620A - Polymer dope and method for producing fiber using the same, and fiber produced by the same method - Google Patents

Polymer dope and method for producing fiber using the same, and fiber produced by the same method

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JP2000034620A
JP2000034620A JP10214750A JP21475098A JP2000034620A JP 2000034620 A JP2000034620 A JP 2000034620A JP 10214750 A JP10214750 A JP 10214750A JP 21475098 A JP21475098 A JP 21475098A JP 2000034620 A JP2000034620 A JP 2000034620A
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JP
Japan
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polymer
dope
aliphatic polyketone
solvent
fiber
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Jinichiro Kato
仁一郎 加藤
Tsukasa Shima
司 島
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prepare an aliphatic polyketone polymer dope at a low cost, which is in a state that an aliphatic polyketone is highly dissolved, is excellent in moldability and solvent-recovery and is useful for producing fibers, etc., by adopting nitric acid as a solvent. SOLUTION: When preparing a dope of an aliphatic polyketone polymer obtained by copolymerizing carbon monoxide with an olefin and having >=0.3 specific viscosity, the method of this invention is to adopt nitric acid (pref. having >=10 wt.% concentration) as a solvent. It is pref. that the weight content of the polymer in the dope is 0.00570% and the dope is extruded from a spinneret, followed by removing the solvent from the fibrous materials and by drawing them at 0300 deg.C to form aliphatic polyketone fibers.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は脂肪族ポリケトンポ
リマードープ及び該ドープを用いた繊維の製造方法並び
に該方法で得られた繊維に関する。
The present invention relates to an aliphatic polyketone polymer dope, a method for producing a fiber using the dope, and a fiber obtained by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ポリケトンとしては、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエーテルケトンのような芳香族
ポリケトンポリマーが知られているが、これらはいずれ
も高価なモノマーを使用し、複雑な重合工程を必要とす
るためにコストが極めて高く繊維として大きな市場を形
成することは困難であった。これに対し、近年、一酸化
炭素とエチレン、プロピレンのようなオレフィンをパラ
ジウムやニッケル触媒を用いて重合させることにより、
一酸化炭素と該オレフィンが実質的に完全に交互共重合
した脂肪族ポリケトンポリマーが得られることが見いだ
されている(工業材料、12月号、第5ページ、199
7年)。
2. Description of the Related Art Conventionally, aromatic polyketone polymers such as polyetheretherketone and polyetherketone have been known as polyketones, all of which use expensive monomers and require complicated polymerization steps. Therefore, the cost was extremely high and it was difficult to form a large market for fibers. In contrast, in recent years, carbon monoxide and ethylene, by polymerizing olefins such as propylene using a palladium or nickel catalyst,
It has been found that an aliphatic polyketone polymer in which carbon monoxide and the olefin are substantially completely copolymerized alternately can be obtained (Industrial Materials, December, p. 5, p. 199).
7 years).

【0003】従来から繊維化の検討が進められている脂
肪族ポリケトンポリマーの具体的な化学構造としては、
2種類に大別できる。一つはエチレンと一酸化炭素の2
つのモノマーが完全交互共重合したエチレンケトンポリ
マー(以下「ECポリマー」と略記する)であり、もう
一つはエチレン以外に5〜8モル%程度のプロピレンを
共存させた、繰り返し単位がエチレンと一酸化炭素の完
全交互共重合単位とプロピレンと一酸化炭素の完全交互
共重合単位が混在したポリマー(以下「EPCポリマ
ー」と略記する)が知られている。
The specific chemical structure of an aliphatic polyketone polymer, which has been studied for fiberization, is as follows:
It can be roughly divided into two types. One is ethylene and carbon monoxide.
Is an ethylene ketone polymer (hereinafter abbreviated as “EC polymer”) in which two monomers are completely alternately copolymerized, and the other is a copolymer in which about 5 to 8 mol% of propylene is present in addition to ethylene. A polymer (hereinafter abbreviated as “EPC polymer”) in which completely alternating copolymerized units of carbon oxide and completely alternating copolymerized units of propylene and carbon monoxide are mixed is known.

【0004】ECポリマーは融点が260℃程度と高
く、しかも分子を十分配向させやすいので、ゲル紡糸や
湿式紡糸を行うことにより高強度・高弾性率繊維になる
ことが知られている。一方、このポリマーは溶融状態で
は極めてゲル化しやすいので、溶融紡糸を適用すること
は困難な素材である。従って、湿式紡糸で高強度・高弾
性率繊維の製造が検討されてきた。これに対し、EPC
ポリマーはECポリマーにプロピレン部分を導入するこ
とで分子を動きやすい状態に変えており、その結果ポリ
マーの融点が下がって湿式紡糸はもちろんのこと溶融紡
糸も可能となる(特開平1−124617号公報参
照)。しかしながら、このポリマーでは分子の屈曲性が
高いため、高いレベルの力学物性を発現させることはで
きない。
Since the melting point of the EC polymer is as high as about 260 ° C. and the molecules are easily oriented, it is known that high strength and high modulus fibers can be obtained by gel spinning or wet spinning. On the other hand, since this polymer is extremely liable to gel in a molten state, it is difficult to apply melt spinning. Therefore, production of high-strength and high-modulus fibers by wet spinning has been studied. In contrast, EPC
By introducing a propylene moiety into the EC polymer, the polymer is changed into a state in which the molecule can easily move. As a result, the melting point of the polymer is lowered, and not only wet spinning but also melt spinning can be performed (Japanese Patent Laid-Open No. 1-124617). reference). However, since this polymer has high molecular flexibility, a high level of mechanical properties cannot be exhibited.

【0005】脂肪族ポリケトンポリマー繊維の期待され
る用途としては、高強度、高弾性率、ゴムとの接着性、
高温での寸法安定性、耐摩耗性、耐クリープ特性、耐薬
品性を生かしたタイヤコード、ベルト等の補強繊維、コ
ンクリート補強用繊維に代表される複合材料用用途が考
えられており、これらの用途に必要な繊維性能を考慮す
ると、高強度・高弾性率が発現し得るECポリマー繊維
が最も有用な繊維と言える。従って、この繊維を工業的
に得るためにはECポリマーを前提とした脂肪族ポリケ
トンポリマーの湿式紡糸技術の確立が極めて重要な技術
課題となるが、これまでに知られている脂肪族ポリケト
ンポリマーの湿式紡糸技術には溶剤に関していずれも大
きな欠点があった。
The expected uses of aliphatic polyketone polymer fibers include high strength, high elastic modulus, adhesion to rubber,
Applications for composite materials typified by tire cords, belts and other reinforcing fibers, and concrete reinforcing fibers that make use of dimensional stability at high temperatures, abrasion resistance, creep resistance, and chemical resistance are being considered. Considering the fiber performance required for the application, EC polymer fibers that can exhibit high strength and high elastic modulus can be said to be the most useful fibers. Therefore, in order to obtain this fiber industrially, it is very important to establish a wet spinning technique for an aliphatic polyketone polymer on the premise of an EC polymer. Wet spinning techniques all have significant disadvantages with respect to solvents.

【0006】例えば、特開平2−112413号公報に
は、脂肪族ポリケトンポリマーの湿式紡糸法が開示され
ており、溶剤としてヘキサフルオロイソプロパノール、
m−クレゾール及びこれらの混合物を用いることが開示
されている。しかしながら、ヘキサフルオロイソプロパ
ノールは極めて高価であり、回収でのわずかなロスを考
慮しても工業的に全く採算が取れないこと、また毒性が
高く紡糸設備を完全密閉型にする必要があることから工
業的に使用することはできない。また、m−クレゾール
は、脂肪族ポリケトンポリマーの溶剤となり得るが、溶
解力が乏しくヘキサフルオロイソプロパノールとの共用
が必須となること、また毒性が高く、かつフェノール臭
が強いので紡糸設備を完全密閉型にする必要がある。更
に、これらの溶剤を用いて得られた繊維の力学物性が低
いこと、これらの溶剤を用いた溶液からの脱溶媒速度が
余りにも低いために紡糸速度を高くすると繊維化が困難
となるといった欠点もあった。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-112413 discloses a wet spinning method of an aliphatic polyketone polymer, wherein hexafluoroisopropanol is used as a solvent,
The use of m-cresol and mixtures thereof is disclosed. However, hexafluoroisopropanol is extremely expensive and cannot be industrially profitable at all, even if a slight loss in recovery is taken into consideration. In addition, it is highly toxic, and it is necessary to make the spinning equipment completely closed. It cannot be used for the purpose. In addition, m-cresol can be used as a solvent for aliphatic polyketone polymers, but it has poor solubility and must be used in common with hexafluoroisopropanol. Need to be Furthermore, the drawbacks are that the mechanical properties of the fibers obtained using these solvents are low, and the rate of desolvation from the solution using these solvents is too low, and if the spinning speed is increased, fiberization becomes difficult. There was also.

【0007】これに対し、特開平4−228613号公
報、特表平7−508317号公報、特表平8−507
328号公報には、少なくとも一種は芳香族アルコール
である溶剤を用いることが開示されており、具体的な例
としてレゾルシン/水、フェノール/アセトン、ヒドロ
キノン/プロピレンカーボネート、レゾルシン/プロピ
レンカーボネートが開示されている。しかしながら、こ
れらの芳香族アルコールも毒性が高く、かつフェノール
臭が強いので紡糸設備を完全密閉型にする必要がある、
更に可燃性有機溶剤を共溶剤として用いる場合には防爆
設備が必要といった問題があった。また、EPCポリマ
ーのこれらの溶剤に対する溶解性は必ずしも十分ではな
く、得られるドープのポリマー濃度が上げられず、高強
度が得にくいという問題があった。また、レゾルシン/
水の溶媒では水凝固での脱溶媒速度が遅すぎるために、
メタノールを凝固浴に使用せざるを得ず、やはり高価で
煩雑な防爆設備を使用しなくてはいけないという欠点が
あった。
On the other hand, JP-A-4-228613, JP-A-7-508317, and JP-A-8-507
No. 328 discloses that a solvent that is at least one kind of aromatic alcohol is used, and specific examples thereof include resorcin / water, phenol / acetone, hydroquinone / propylene carbonate, and resorcin / propylene carbonate. I have. However, these aromatic alcohols are also highly toxic and have a strong phenol odor, so it is necessary to make the spinning equipment completely closed.
Further, when a flammable organic solvent is used as a cosolvent, there is a problem that explosion-proof equipment is required. In addition, the solubility of the EPC polymer in these solvents is not always sufficient, and there is a problem that the polymer concentration of the obtained dope cannot be increased, and it is difficult to obtain high strength. In addition, resorcinol /
Since the desolvation rate in water coagulation is too slow with water solvent,
Methanol must be used in the coagulation bath, and expensive and complicated explosion-proof equipment must be used.

【0008】[0008]

【本発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、脂
肪族ポリケトンポリマーの溶解性が高く、かつ安価で回
収性に優れた溶剤を用いた、単純な紡糸設備で湿式紡糸
が可能となる脂肪族ポリケトンポリマードープ及び該ド
ープを用いた繊維の製造方法並びに該方法で得られた繊
維を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to enable wet spinning with a simple spinning facility using a solvent which has a high solubility of an aliphatic polyketone polymer, is inexpensive and has excellent recoverability. An object of the present invention is to provide an aliphatic polyketone polymer dope, a method for producing a fiber using the dope, and a fiber obtained by the method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために、脂肪族ポリケトンポリマーの溶剤探索
を詳細に行った結果、硝酸が脂肪族ポリケトンポリマー
の極めて優れた良溶剤になることを見いだし、更に検討
の結果本発明に到達した。すなわち、本発明は脂肪族ポ
リケトンポリマーのドープにおいて、溶剤が硝酸である
ことを特徴とする脂肪族ポリケトンポリマードープ及び
該ドープを用いた繊維の製造方法並びに該方法で得られ
た繊維、である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have conducted a detailed search for a solvent for an aliphatic polyketone polymer, and as a result, nitric acid has become a very good solvent for an aliphatic polyketone polymer. The present inventors have found out that the present invention has been achieved as a result of further studies. That is, the present invention relates to an aliphatic polyketone polymer dope, in which the solvent is nitric acid in the aliphatic polyketone polymer dope, a method for producing a fiber using the dope, and a fiber obtained by the method.

【0010】本発明のドープに用いるポリマーは、アル
キレン部分とケトン基から構成された脂肪族ポリケトン
ポリマーであり、繊維としての強度、接着性、寸法安定
性、耐クリープ特性が優れるという点で一酸化炭素とオ
レフィンが交互共重合してなるコポリマーが特に好まし
い。以下にその好ましいポリマー構造を示す。
The polymer used in the dope of the present invention is an aliphatic polyketone polymer composed of an alkylene moiety and a ketone group, and is excellent in strength, adhesiveness, dimensional stability and creep resistance as fibers. A copolymer obtained by alternately copolymerizing carbon and olefin is particularly preferred. The preferred polymer structure is shown below.

【0011】[0011]

【化1】 ここで、Rはアルキレン部分を示す。Embedded image Here, R represents an alkylene moiety.

【0012】すなわち、この好ましいポリマーでは、実
質的に高分子中のケトン基がオレフィン由来のアルキレ
ン部分と交互に配列されているポリマーである。このポ
リマー中には部分的にケトン基同士、オレフィン同士の
単位がつながっていてもよいが、90重量%以上が一酸
化炭素とオレフィンが交互共重合してなる脂肪族ポリケ
トンポリマーであることが好ましい。耐光性、耐熱性の
低下の観点から一酸化炭素とオレフィンが交互共重合し
た部分の含有率は多ければ多いほど好ましく、、好まし
くは97重量%以上、最も好ましくは100重量%であ
る。
That is, the preferred polymer is a polymer in which ketone groups in the polymer are substantially alternately arranged with alkylene moieties derived from olefin. In this polymer, units of ketone groups and units of olefins may be partially connected, but it is preferred that 90% by weight or more is an aliphatic polyketone polymer obtained by alternately copolymerizing carbon monoxide and olefin. . From the viewpoint of reduction in light resistance and heat resistance, the content of the portion where carbon monoxide and olefin are alternately copolymerized is preferably as high as possible, more preferably 97% by weight or more, and most preferably 100% by weight.

【0013】このポリマーは一酸化炭素と1種のオレフ
ィンとのコポリマーであっても、あるいは一酸化炭素と
2種以上のオレフィンとのコポリマーであってもよい。
用いるオレフィンの具体例としては、エチレン、プロピ
レン、ブテン、プロペン、ヘキセン、オクテン、ノネ
ン、デセン、ドデセン、スチレン、アクリル酸メチル、
メタクリル酸メチル、酢酸ビニル、ウンデセン酸、ウン
デセノール、、6−クロロヘキセン、N−ビニルピロリ
ドン等が挙げられる。これらのオレフィンから得られる
ポリマーとしては、実質的にエチレンと一酸化炭素のみ
から構成させるポリマーが高強度・高弾性率が達成でき
るという観点で最も好ましい。また、本発明の溶剤への
溶解性が高いので生産性が優れるという観点から、脂肪
族ポリケトンポリマ−を構成するオレフィンとして3〜
10モル%、好ましくは4〜8モル%のプロピレンを含
んだ、一酸化炭素とエチレンの交互共重合単位と一酸化
炭素とプロピレンの交互共重合単位とが混在したコポリ
マーが好ましい。
The polymer may be a copolymer of carbon monoxide and one olefin, or a copolymer of carbon monoxide and two or more olefins.
Specific examples of the olefin used include ethylene, propylene, butene, propene, hexene, octene, nonene, decene, dodecene, styrene, methyl acrylate,
Examples include methyl methacrylate, vinyl acetate, undecenoic acid, undecenol, 6-chlorohexene, N-vinylpyrrolidone and the like. As the polymer obtained from these olefins, a polymer composed substantially of only ethylene and carbon monoxide is most preferable from the viewpoint that a high strength and a high elastic modulus can be achieved. Further, from the viewpoint that the solubility in the solvent of the present invention is high and the productivity is excellent, the olefin constituting the aliphatic polyketone polymer is 3 to
A copolymer containing 10 mol%, preferably 4 to 8 mol%, of propylene and containing alternating copolymer units of carbon monoxide and ethylene and alternating copolymer units of carbon monoxide and propylene is preferred.

【0014】また、ポリマーの中には目的に応じて、酸
化防止剤、ゲル化抑制剤、他のポリマー、艶消し剤、紫
外線吸収剤等の添加剤を含んでいてもよい。本発明で使
用するポリマーの極限粘度は0.3以上であることが好
ましい。これは、極限粘度が0.3未満では分子量が低
すぎて繊維化することが困難となるからである。得られ
る繊維の強度と溶解性、紡糸性のかねあいから、好まし
くは0.5〜15、最も好ましくは2〜10の範囲であ
る。
The polymer may contain additives such as an antioxidant, a gelling inhibitor, other polymers, a matting agent, and an ultraviolet absorber, depending on the purpose. The intrinsic viscosity of the polymer used in the present invention is preferably 0.3 or more. This is because if the intrinsic viscosity is less than 0.3, the molecular weight is too low and it is difficult to form a fiber. It is preferably in the range of 0.5 to 15, and most preferably 2 to 10, in consideration of the strength, solubility and spinnability of the obtained fiber.

【0015】本発明に用いる溶剤は硝酸であることが必
要であり、この場合、濃度が10重量%以上の硝酸であ
ることが好ましい。硝酸は脂肪族ポリケトンポリマーを
驚くべき程よく溶解させるが、これは硝酸に限っての極
めて特徴的な現象である。すなわち、硝酸の代わりに他
のプロトン酸、例えば蟻酸、酢酸等では溶解性が著しく
低かったりして溶剤としては使用できない。また、硝酸
は価格が従来公知の溶剤に比較して安価であること、蒸
留によって容易に回収できること、可燃性、爆発性がな
く比較的単純な紡糸設備で湿式紡糸が可能であることと
言った特徴も併せもっている。
The solvent used in the present invention must be nitric acid. In this case, the concentration of the nitric acid is preferably 10% by weight or more. Although nitric acid dissolves the aliphatic polyketone polymer surprisingly well, this is a very characteristic phenomenon only for nitric acid. That is, instead of nitric acid, other protonic acids such as formic acid and acetic acid cannot be used as a solvent because their solubility is extremely low. He also stated that nitric acid was inexpensive compared to conventionally known solvents, that it could be easily recovered by distillation, and that flammability and explosion could be achieved with relatively simple spinning equipment and wet spinning was possible. It also has features.

【0016】ここで、硝酸はHNO3 と水からなる溶剤
であり、濃度とは硝酸中のHNO3の重量分率を示す。
濃度が10重量%未満では溶解性が低くなりすぎ、十分
にポリマーを溶かすことができなくなる。好ましくは、
溶解性と硝酸によるポリマーの劣化の観点から40〜8
0重量%が好ましく、特に好ましくは50〜70重量%
である。また、硝酸の溶解性を阻害しない範囲で他の溶
剤、例えば、有機溶剤、無機溶剤を10重量%以下で含
んでいてもよい。
Here, nitric acid is a solvent composed of HNO 3 and water, and the concentration indicates the weight fraction of HNO 3 in nitric acid.
If the concentration is less than 10% by weight, the solubility becomes too low, and the polymer cannot be sufficiently dissolved. Preferably,
40-8 from the viewpoint of solubility and deterioration of the polymer by nitric acid
0% by weight is preferred, and 50 to 70% by weight is particularly preferred.
It is. Further, other solvents such as an organic solvent and an inorganic solvent may be contained in an amount of 10% by weight or less as long as the solubility of nitric acid is not impaired.

【0017】また、本発明のドープ中のポリマー濃度は
0.005〜70重量%であることが好ましい。尚、ド
ープとは、ポリマーを溶剤に溶解させた溶液を指す言葉
であり、ここでは脂肪族ポリケトンポリマーを硝酸に溶
解させた溶液を指すものである。ポリマー濃度が0.0
05重量%未満では濃度が低すぎて、凝固時に繊維にな
りにくい欠点を有する他、繊維の製造コストが高くなり
すぎるという欠点を有する。また、70重量%を越える
ともはやポリマーが溶剤に溶解しなくなる。溶解性、紡
糸のしやすさ、繊維の製造コストの観点から、好ましく
は0.5〜40重量%、更に好ましくは1〜30重量%
である。本発明のドープの製造方法としては特に制限は
ないが、以下好ましい例を挙げて説明する。
The polymer concentration in the dope of the present invention is preferably 0.005 to 70% by weight. The dope is a word indicating a solution obtained by dissolving a polymer in a solvent, and in this case, a solution obtained by dissolving an aliphatic polyketone polymer in nitric acid. Polymer concentration of 0.0
If it is less than 05% by weight, the concentration is too low, and it has a disadvantage that it is difficult to become a fiber at the time of coagulation. On the other hand, if it exceeds 70% by weight, the polymer will no longer be dissolved in the solvent. From the viewpoints of solubility, ease of spinning, and fiber production cost, preferably 0.5 to 40% by weight, more preferably 1 to 30% by weight.
It is. The method for producing the dope of the present invention is not particularly limited, but will be described below with reference to preferred examples.

【0018】本発明のドープは、脂肪族ポリケトンポリ
マーを濃度10重量%以上の硝酸に撹拌しながら一気に
あるいは数回に分けて添加して溶解させることにより製
造する。脂肪族ポリケトンポリマーの形態としては、粉
末、チップ等特に制限はないが、硝酸への溶解速度、重
合過程で生成したゲル化物量が少ないという観点から粉
末が好ましい。脂肪族ポリケトンポリマーを合成すると
粉末の形態で得られることが知られている。この粉末
は、かさ密度が高く表面が凹凸に富んでいるので、比表
面積が大きく溶剤に触れやすいので溶解性に優れてい
る。これに対し、チップ等の一旦溶融させて付形したも
のは、比表面積が少なく溶剤に触れる面積が少なくなっ
ている他、溶融過程でゲル化物が生成する恐れがあるの
で、できるだけ重合で得られたポリマーをそのまま粉末
の形態で用いることが推奨される。また、硝酸は脂肪族
ポリケトンポリマーを極わずかではあるが、工業的に問
題にならない程度で酸化、ニトロ化させる能力を持って
いる。この能力をできるだけ低下させるために、必要に
応じて尿素やその誘導体等の安定剤を用いることは好ま
しい。
The dope of the present invention is produced by adding an aliphatic polyketone polymer to nitric acid having a concentration of 10% by weight or more while stirring at once or in several portions and dissolving it. The form of the aliphatic polyketone polymer is not particularly limited, such as powder, chips, etc., but powder is preferred from the viewpoint of the dissolution rate in nitric acid and the amount of gel formed during the polymerization process is small. It is known that the synthesis of aliphatic polyketone polymers can be obtained in powder form. Since this powder has a high bulk density and a rich surface with irregularities, the powder has a large specific surface area and is easily in contact with a solvent, and thus has excellent solubility. On the other hand, chips that are once melted and shaped, such as chips, have a small specific surface area and a small area that comes into contact with the solvent, and gelation may occur during the melting process. It is recommended to use the polymer as it is in powder form. In addition, nitric acid has the ability to oxidize and nitrate aliphatic polyketone polymers, albeit very little, but not to an industrial degree. In order to reduce this ability as much as possible, it is preferable to use a stabilizer such as urea or a derivative thereof as necessary.

【0019】溶解する場合の温度は特に制限はないが、
ポリマーの分解を抑制する観点から、通常は50℃以
下、好ましくは室温以下、更に好ましくは5〜−10℃
の範囲である。ポリマーの分解、黄変を抑制する点で特
に5℃以下で溶解することが好ましい。溶解時間も特に
制限はないが、通常溶解に36時間以上掛かるとポリマ
ーが変性したりするので好ましくない。好ましくは1秒
から24時間程度である。このような短時間で溶解を達
成するためには、効率のよい撹拌を行うことが好まし
く、このような溶解方法としては、撹拌羽根による撹
拌、1軸または2軸押出機を用いた撹拌、超音波を用い
た撹拌等が用いられる。この場合、溶剤や溶液に接する
機械部分の温度が撹拌熱によって溶液温度よりも高くな
ることを避けることはドープの変性を抑制するためには
極めて重要であり、必要に応じてそのような機械部分を
冷媒等を用いて機械の内部から冷却することが好まし
い。
The temperature for dissolving is not particularly limited,
From the viewpoint of suppressing the decomposition of the polymer, it is usually 50C or lower, preferably room temperature or lower, and more preferably 5 to -10C.
Range. It is particularly preferable to dissolve the polymer at 5 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing the decomposition and yellowing of the polymer. The dissolution time is not particularly limited, but it is not preferable that the dissolution usually takes 36 hours or more because the polymer is denatured. Preferably, it is about 1 second to 24 hours. In order to achieve the dissolution in such a short time, it is preferable to perform efficient stirring. As such a dissolving method, stirring using a stirring blade, stirring using a single or twin screw extruder, ultra Agitation using sound waves or the like is used. In this case, it is extremely important to prevent the temperature of the mechanical part coming into contact with the solvent or the solution from becoming higher than the solution temperature due to the heat of stirring, in order to suppress the denaturation of the dope. Is preferably cooled from the inside of the machine using a refrigerant or the like.

【0020】こうして得られた脂肪族ポリケトンポリマ
ードープは、必要に応じてごみ、ゲル化物、未溶解ポリ
マー、触媒残さ等を除去するためにフィルターを通して
紡糸、フィルム化等に供することのできるドープとす
る。得られたドープには必要に応じて、酸化防止剤、耐
光安定剤、艶消し剤等を添加してもよい。こうして得ら
れた脂肪族ポリケトンポリマードープを紡口口金から押
し出し、続いて得られた繊維状物から実質的に溶剤を除
去して脂肪族ポリケトンポリマー繊維を得ることができ
る。該繊維状物から溶剤を除去する方法としては、ドー
プに用いた溶剤以外の溶剤に通して凝固させる方法、加
熱して乾式凝固させる方法のいずれでもよいが、ポリマ
ーの分解を抑制できる観点から前者の方法が好ましい。
The thus obtained aliphatic polyketone polymer dope is a dope which can be subjected to spinning, film formation, etc. through a filter in order to remove dust, gelled matter, undissolved polymer, catalyst residue and the like, if necessary. . If necessary, an antioxidant, a light stabilizer, a matting agent, etc. may be added to the obtained dope. The aliphatic polyketone polymer dope thus obtained is extruded from a spinneret, and subsequently, the solvent is substantially removed from the resulting fibrous material to obtain aliphatic polyketone polymer fibers. The method of removing the solvent from the fibrous material may be any of a method of coagulation by passing through a solvent other than the solvent used for the dope and a method of dry coagulation by heating, but the former method is preferred from the viewpoint of suppressing the decomposition of the polymer. Is preferred.

【0021】ドープに用いた溶剤以外の溶剤に通して凝
固させる方法としては紡口口金から押し出されたドープ
を、ドープに用いた溶剤よりも少なくともポリマーに対
して溶解性の低い溶剤(凝固浴)に押し出すことが推奨
される。紡口の位置としては、紡口を凝固浴に浸ける方
法、すなわち浸漬法であっても、紡口を空気中に配置し
て紡口口金から出た繊維状物が空気相を経て凝固浴に入
る方法、いわゆるエアギャップ法であってもよい。
As a method for coagulation by passing through a solvent other than the solvent used for the dope, the dope extruded from the spinneret is a solvent (coagulation bath) having at least a lower solubility for the polymer than the solvent used for the dope. It is recommended to extrude. Regarding the position of the spinneret, even in the method of immersing the spinneret in the coagulation bath, that is, the dipping method, the spinneret is arranged in the air, and the fibrous material coming out of the spinneret passes through the air phase and enters the coagulation bath. A so-called air gap method may be used.

【0022】ここで述べるドープに用いた溶剤よりも少
なくともポリマーに対して溶解性の低い溶剤とは必ずし
もポリマーの貧溶剤である必要はなく、良溶剤であって
もドープに用いた溶剤よりもポリマーに対して溶解性が
低ければよい。また、必要に応じて多段階で、得られた
繊維をよりポリマーに対して溶解性の低い溶剤に通して
もよい。このような、ドープに用いた溶剤よりも少なく
ともポリマーに対して溶解性の低い溶剤としてはドープ
に用いる硝酸よりも濃度の低い硝酸または水が最も好ま
しい。すなわち、好ましい具体的な方法としては、紡口
口金を通った繊維状物がより濃度の低い硝酸浴を通りな
がら繊維状物から硝酸が抜け落ち、必要に応じて更に濃
度の低い硝酸浴を通り、更に必要に応じて水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム等の希アルカリ水溶液を通して中和
を行い、最終的に水に通して完全に凝固させる方法であ
る。もちろん、紡口口金を通った繊維状物を直接水に通
して凝固させてもよい。
The solvent having at least lower solubility in the polymer than the solvent used in the dope described herein does not necessarily need to be a poor solvent for the polymer. The solubility should be low. Further, if necessary, the obtained fiber may be passed through a solvent having lower solubility in the polymer in multiple stages. As such a solvent having at least lower solubility in the polymer than the solvent used for the dope, nitric acid or water having a lower concentration than the nitric acid used for the dope is most preferable. That is, as a preferred specific method, nitric acid falls off from the fibrous material while the fibrous material passed through the spinneret passes through the lower-concentration nitric acid bath, and if necessary, passes through a lower-concentration nitric acid bath, Further, if necessary, neutralization is carried out through a dilute aqueous alkali solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, etc., and finally the solution is completely coagulated by passing through water. Of course, the fibrous material that has passed through the spinneret may be coagulated by passing it directly through water.

【0023】繊維状物を凝固浴に通す場合は、一定速度
で引っ張りながら通すことが好ましい。巻き取り速度と
しては0.001〜1000m/minの範囲である。
こうして凝固された実質的に硝酸を含まない繊維は、一
旦巻き取ってから、あるいは巻き取らずに乾燥させて、
あるいは乾燥させながら、あるいは乾燥前に1.1倍以
上、好ましくは3倍以上、更に好ましくは4倍以上の延
伸を行うことにより延伸糸を得ることができる。延伸は
0〜300℃、好ましくは5〜200℃で行うことが好
ましい。
When the fibrous material is passed through a coagulation bath, it is preferable that the fibrous material be passed while being pulled at a constant speed. The winding speed is in the range of 0.001 to 1000 m / min.
The fiber substantially free of nitric acid thus coagulated is once wound or dried without being wound,
Alternatively, a drawn yarn can be obtained by stretching 1.1 times or more, preferably 3 times or more, more preferably 4 times or more while drying or before drying. Stretching is preferably performed at 0 to 300 ° C, preferably 5 to 200 ° C.

【0024】[0024]

【実施例】本発明を、下記の実施例などにより更に詳し
く説明するがそれらは本発明の範囲を限定するものでは
ない。実施例の説明中に用いられる各測定値の測定方法
は次の通りである。 (1)極限粘度 極限粘度[η]は次の定義式に基づいて求められる値で
ある。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which do not limit the scope of the present invention. The measuring method of each measured value used in the description of the embodiment is as follows. (1) Intrinsic Viscosity Intrinsic viscosity [η] is a value obtained based on the following definition formula.

【0025】[η]=lim(T−t)/(t・C) C→0 定義式中、t及びTは純度98%以上のm−クレゾール
と、m−クレゾールに溶解した脂肪族ポリケトンポリマ
ーの希釈溶液の60℃での粘度管の流過時間である。又
Cは、上記溶液100ml中のグラム単位による溶質重
量値である。(2)強伸度糸の強伸度は、JIS−L−
1013に準じて測定した。
[Η] = lim (T−t) / (t · C) C → 0 In the formula, t and T are m-cresol having a purity of 98% or more, and an aliphatic polyketone polymer dissolved in m-cresol. Of the diluted solution at 60 ° C. in a viscosity tube. C is the solute weight value in gram units in 100 ml of the above solution. (2) High elongation The high elongation of the yarn is JIS-L-
It measured according to 1013.

【0026】[0026]

【実施例1】下記の構造式で示される、極限粘度0.5
のプロピレンを6モル%共重合したエチレン/プロピレ
ン/一酸化炭素からなるオレフィンと一酸化炭素の完全
交互ターポリマーを−2℃で撹拌しながら、67重量%
の硝酸に加えた。ポリマーは極めて容易に溶解し、溶解
時間30分以内でポリマー濃度30重量%のドープを得
た。得られたドープはわずかに黄色を示した。得られた
ドープを直ちに大量の水に落とし、フィブリル状のポリ
マーを回収した。回収したポリマーを徹底的に水で洗
い、硝酸を完全に除去し、乾燥した。回収されたポリマ
ーは若干黄変していたが、ポリマーの赤外吸収スペクト
ル、NMRスペクトルを測定したところ、原料のポリマ
ーに対し変化はなかった。このことは原料ポリマーが硝
酸に分解することなく、完全溶解することを示すもので
ある。
Example 1 Intrinsic viscosity 0.5 represented by the following structural formula
While stirring at −2 ° C. a completely alternating terpolymer of olefin and carbon monoxide consisting of ethylene / propylene / carbon monoxide copolymerized with 6 mol% of propylene,
Of nitric acid. The polymer dissolved very easily, and a dope having a polymer concentration of 30% by weight was obtained within a dissolution time of 30 minutes. The resulting dope was slightly yellow. The obtained dope was immediately dropped into a large amount of water, and a fibril-like polymer was recovered. The recovered polymer was thoroughly washed with water to completely remove nitric acid and dried. Although the recovered polymer was slightly yellowed, the infrared absorption spectrum and NMR spectrum of the polymer were measured, and there was no change with respect to the raw material polymer. This indicates that the raw material polymer was completely dissolved without being decomposed into nitric acid.

【0027】[0027]

【化2】 Embedded image

【0028】[0028]

【実施例2】下記の構造式で示される極限粘度1.0の
エチレン/一酸化炭素の完全交互コポリマーを−2℃で
撹拌しながら、67重量%の硝酸に加えた。ポリマーは
極めて容易に溶解し、溶解時間30分以内でポリマー濃
度15重量%のドープを得た。得られたドープはわずか
に黄色を示した。得られたドープを直ちに大量の水に落
とし、フィブリル状のポリマーを回収した。回収したポ
リマーを徹底的に水で洗い、硝酸を完全に除去し、乾燥
した。回収されたポリマーは若干黄変していたが、ポリ
マーの赤外吸収スペクトル、NMRスペクトルを測定し
たところ、原料のポリマーに対し変化はなかった。この
ことは原料ポリマーが硝酸に分解することなく、完全溶
解することを示すものである。
Example 2 A fully alternating ethylene / carbon monoxide copolymer having an intrinsic viscosity of 1.0, represented by the following structural formula, was added to 67% by weight nitric acid with stirring at -2 ° C. The polymer dissolved very easily, and a dope having a polymer concentration of 15% by weight was obtained within a dissolution time of 30 minutes. The resulting dope was slightly yellow. The obtained dope was immediately dropped into a large amount of water, and a fibril-like polymer was recovered. The recovered polymer was thoroughly washed with water to completely remove nitric acid and dried. Although the recovered polymer was slightly yellowed, the infrared absorption spectrum and the NMR spectrum of the polymer were measured, and there was no change with respect to the raw material polymer. This indicates that the raw material polymer was completely dissolved without being decomposed into nitric acid.

【0029】[0029]

【化3】 Embedded image

【0030】[0030]

【実施例3】実施例2で得たドープを20μmのフィル
ターを通過させた後、紡口経1.5mmのプランジャー
型押出機を通して、順に9重量%の硝酸、水の浴に1m
/minの速度で通し、得られた未延伸糸を250℃の
オーブン中で7倍の延伸倍率で延伸した。得られた繊維
は強度7g/d、伸度25%であった。
Example 3 The dope obtained in Example 2 was passed through a 20 μm filter, and then passed through a plunger-type extruder having a spinning diameter of 1.5 mm, and sequentially placed in a bath of 9% by weight nitric acid and water for 1 m.
/ Min, and the obtained undrawn yarn was drawn in an oven at 250 ° C at a draw ratio of 7 times. The obtained fiber had a strength of 7 g / d and an elongation of 25%.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明は、脂肪族ポリケトンポリマーの
硝酸ドープとそのドープを用いた繊維の製造方法並びに
該方法によって得られた繊維を提供するものである。溶
剤として用いる硝酸が脂肪族ポリケトンポリマーを驚く
べきほどよく溶解させると同時に、得られたドープは繊
維化をはじめ、フィルム化等の成形ドープとして極めて
成形性に優れる。
The present invention provides a nitric acid dope of an aliphatic polyketone polymer, a method for producing a fiber using the dope, and a fiber obtained by the method. The nitric acid used as the solvent dissolves the aliphatic polyketone polymer surprisingly well, and at the same time, the obtained dope is extremely excellent in formability as a forming dope such as fiberization and film formation.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脂肪族ポリケトンポリマーのドープにお
いて、溶剤が硝酸であることを特徴とする脂肪族ポリケ
トンポリマードープ。
1. A dope of an aliphatic polyketone polymer, wherein the solvent is nitric acid.
【請求項2】 脂肪族ポリケトンポリマーが、一酸化炭
素とオレフィンを共重合してなるポリマーであることを
特徴とする請求項1記載の脂肪族ポリケトンポリマード
ープ。
2. The aliphatic polyketone polymer dope according to claim 1, wherein the aliphatic polyketone polymer is a polymer obtained by copolymerizing carbon monoxide and an olefin.
【請求項3】 脂肪族ポリケトンポリマーの90重量%
以上が一酸化炭素とオレフィンを交互共重合してなるポ
リマーであることを特徴とする請求項2記載の脂肪族ポ
リケトンポリマードープ。
3. 90% by weight of the aliphatic polyketone polymer
3. The aliphatic polyketone polymer dope according to claim 2, wherein the above is a polymer obtained by alternately copolymerizing carbon monoxide and an olefin.
【請求項4】 脂肪族ポリケトンポリマーの極限粘度が
0.3以上であることを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載の脂肪族ポリケトンポリマードープ。
4. The aliphatic polyketone polymer dope according to claim 1, wherein the intrinsic viscosity of the aliphatic polyketone polymer is 0.3 or more.
【請求項5】 ポリマー濃度が0.005〜70重量%
であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
の脂肪族ポリケトンポリマードープ。
5. A polymer having a concentration of 0.005 to 70% by weight.
The aliphatic polyketone polymer dope according to any one of claims 1 to 4, wherein
【請求項6】 溶剤が10重量%以上の硝酸であること
を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の脂肪族ポ
リケトンポリマードープ。
6. The aliphatic polyketone polymer dope according to claim 1, wherein the solvent is 10% by weight or more of nitric acid.
【請求項7】 脂肪族ポリケトンポリマードープを紡口
口金から押し出し、続いて得られた繊維状物から実質的
に溶剤を除去して繊維を製造する方法において、請求項
1〜6のいずれかに記載の脂肪族ポリケトンポリマード
ープを用いることを特徴とする繊維の製造方法。
7. A method for producing fibers by extruding an aliphatic polyketone polymer dope from a spinneret and subsequently substantially removing a solvent from the obtained fibrous material. A method for producing a fiber, comprising using the aliphatic polyketone polymer dope described above.
【請求項8】 実質的に溶剤が除去された繊維を延伸す
ることを特徴とする請求項7記載の繊維の製造方法。
8. The method for producing a fiber according to claim 7, wherein the fiber from which the solvent has been substantially removed is drawn.
【請求項9】 延伸を0〜300℃の範囲で行うことを
特徴とする請求項8記載の繊維の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the stretching is performed at a temperature in the range of 0 to 300 ° C.
【請求項10】請求項7〜9記載の繊維の製造方法によ
って得ることを特徴とする脂肪族ポリケトンポリマー繊
維。
10. An aliphatic polyketone polymer fiber obtained by the method for producing a fiber according to claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002068738A1 (en) * 2001-02-27 2002-09-06 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Polyketone fiber and process for producing the same
KR101150899B1 (en) * 2006-05-25 2012-05-29 코오롱인더스트리 주식회사 A filament for tire cord and a bundle for tire cord comprising the same
CN110678588A (en) * 2017-05-30 2020-01-10 贝纶有限公司 Polyketone fibres, their production and use

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