JP2001226485A - ポリベンザゾールおよびその繊維 - Google Patents

ポリベンザゾールおよびその繊維

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JP2001226485A JP2000359783A JP2000359783A JP2001226485A JP 2001226485 A JP2001226485 A JP 2001226485A JP 2000359783 A JP2000359783 A JP 2000359783A JP 2000359783 A JP2000359783 A JP 2000359783A JP 2001226485 A JP2001226485 A JP 2001226485A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速でかつ単糸デニールが小さい条件でも、
糸切れがなく安定に生産するのに好適なポリベンザゾー
ル、およびそれからなる繊維を提供する。 【解決手段】 下記一般式(I)で表されるAA−PB
Zモノマーと下記一般式(II)で表されるBB−PB
Zモノマーとを脱水重縮合してなり、かつBB−PBZ
モノマーの残留量が0.010重量%以下であるポリベ
ンザゾール、およびそれを成形してなる繊維である。 【化1】 【化2】 (式中、Arは四価の芳香族有機残基を示し、XはO、
SまたはNHを示し、Zは置換されていてもよい二価の
芳香族有機残基を示し、Wはカルボキシル基またはカル
ボキシル基から誘導されるAA−PBZモノマー中の−
XHと反応し得る基を示す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度で耐熱性の
高い繊維やフィルムに成形することができるポリベンザ
ゾールおよびそれから得られる繊維に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリベンゾビスオキサゾール、ポリベン
ゾビスチアゾール、ポリベンゾビスイミダゾールに代表
されるポリベンザゾール類は、高強度(例えば高引張強
度)、高弾性率(例えば高引張弾性率)で耐熱性の高い
繊維やフィルムに成形することができる。こうしたポリ
ベンザゾール類は、その特徴である高強度、高弾性率を
発現させるために、数平均重合度100以上にまで反応
を進行させ、液晶性を示すポリマー濃度のドープから成
形することが好ましいが、そのためには、特開平6−3
16636号公報に記載されているように、五酸化リン
で高濃度にしたポリリン酸中でポリマーを製造すること
が必要である。この方法で得られるポリマードープは、
剛直な分子鎖を持つポリマーが高濃度で溶解しているた
めに、極めて粘度が高いものとなり、繊維化は難しくな
る。特に期待される物理的性質を引き出すために、紡糸
速度を速く、単糸デニールを細くした場合には、糸切れ
が非常に多く発生し、生産性を大きく低下させてしま
う。
【0003】こうした生産性の低さを解決する手段とし
て、装置面での改良が進められている。例えば、特開平
7−157918号公報では、繊維を製造する場合、口
金の形状を工夫することにより、高速でかつ単糸デニー
ルの小さい条件下での生産性を上げることを提案してい
る。しかし、こうした装置面での改良では効果が不十分
であり、ポリマー自体の改良が求められていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高速でかつ
単糸デニールが小さい条件でも、糸切れがなく安定に生
産するのに好適なポリベンザゾール、およびそれからな
る繊維を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、ポリベンザゾール
中の未反応のBB−PBZモノマーの残留量を0.01
0重量%以下とすることにより、上記課題を解決し、そ
の生産性を大幅に改善出来ることを見出し、ついに本発
明を完成するに至った。
【0006】即ち、本発明は以下の通りである。 (1) 下記一般式(I)で表されるAA−PBZモノマ
ーと下記一般式(II)で表されるBB−PBZモノマ
ーとを脱水重縮合してなり、かつBB−PBZモノマー
の残留量が0.010重量%以下であるポリベンザゾー
ル。
【0007】
【化3】
【0008】(式中、Arは四価の芳香族有機残基を示
し、XはO、SまたはNHを示す。)
【0009】
【化4】
【0010】(式中、Zは置換されていてもよい二価の
芳香族有機残基を示し、Wはカルボキシル基またはカル
ボキシル基から誘導されるAA−PBZモノマー中の−
XHと反応し得る基を示す。) (2) AA−PBZモノマーが4,6−ジアミノレゾル
シノールである、上記(1)記載のポリベンザゾール。 (3) BB−PBZモノマーがテレフタル酸である、上
記(1)記載のポリベンザゾール。 (4) ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールであ
る、上記(1)記載のポリベンザゾール。 (5) BB−PBZモノマーの残留量が0.005重量
%以下である、上記(1)記載のポリベンザゾール。 (6) 数平均重合度が30以上である、上記(1)記載のポ
リベンザゾール。 (7) 数平均重合度が200以上である、上記(1)記載の
ポリベンザゾール。 (8) 上記(1)〜(7)のいずれかに記載のポリベンザゾー
ルを成形してなる繊維。 (9) 引張強度が35g/d以上である、上記(8)記載の
繊維。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリベンザゾールは、上記一般式(I)で表さ
れるAA−PBZモノマーと上記一般式(II)で表さ
れるBB−PBZモノマーとを脱水重縮合してなるポリ
マーである。
【0012】本発明で使用されるAA−PBZモノマー
は上記一般式(I)で表され、当該一般式(I)におい
て、Arは四価の芳香族有機残基であり、例えば、ベン
ゼンテトライル基、ビフェニルテトライル基等が挙げら
れ、中でも特にベンゼンテトライル基が好ましい。Xは
O、SまたはNHである。
【0013】上記一般式(I)で表されるAA−PBZ
モノマーの具体例としては、4,6−ジアミノレゾルシ
ノール、2,4−ジアミノ−1,5−ベンゼンジチオー
ル、2,5−ジアミノ−1,4−ベンゼンジチオール、
1,2,4,5−テトラアミノベンゼン、3,3’,
4,4’−ビフェニルテトラミン等が挙げられる。ま
た、これらのモノマーの塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩等の
無機酸塩を使用することも可能である。
【0014】本発明で使用されるBB−PBZモノマー
は上記一般式(II)で表され、当該一般式(II)に
おいて、Zは置換されていてもよい二価の芳香族有機残
基であり、例えば、フェニレン基、ビフェニレン基、ナ
フチレン基等が挙げられ、中でも特にフェニレン基が好
ましい。当該芳香族有機残基の置換基としては、水酸
基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコ
キシル基、ハロゲン原子またはスルホン酸基等が挙げら
れる。これら置換基は1つでもそれ以上でもよい。
【0015】Wはカルボキシル基またはカルボキシル基
から誘導される上記一般式(I)のAA−PBZモノマ
ー中の−XHと反応し得る基であり、具体的には、カル
ボキシル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸ハライ
ド基が挙げられる。
【0016】上記一般式(II)で表されるBB−PB
Zモノマーの具体例としては、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,6−ナ
フタレンジカルボン酸等のジカルボン酸;テレフタル酸
ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド、4,4’−
ビフェニルジカルボン酸ジクロライド、2,6−ナフタ
レンジカルボン酸ジクロライド等のジカルボン酸ジハラ
イド;テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメチル、
4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジメチル、2,6−
ナフタレンジカルボン酸ジメチル等のジカルボン酸ジエ
ステル等が挙げられる。
【0017】従って、本発明のポリベンザゾールとして
は、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール、ポリパ
ラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリパラフェニ
レンベンゾビスイミダゾール等の他に、下記一般式
(1)〜(3)で表される繰り返し単位を有するポリマ
ーが挙げられる。これらの繰り返し単位は1種のみでも
2種以上であってもよい。
【0018】
【化5】
【0019】(式中、X、Zは前記と同義である。)
【0020】Zの具体例としては、例えば、下記一般式
(4)〜(7)が挙げられる。
【0021】
【化6】
【0022】(式中、R1 ,R2 は同一または異なって
もよく、それぞれ水素原子、水酸基、炭素数1〜4のア
ルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原
子またはスルホン酸基等を表す。)
【0023】本発明においてはポリベンザゾールは共重
合体であってもよく、その形態はランダム、シーケンシ
ャルあるいはブロックのいずれでもよい。また、50重
量%を超えない範囲でポリアラミドまたはポリイミドと
共重合しても良い。
【0024】本発明においては、目的とする生産性改善
の点から、ポリベンザゾールとして、ポリパラフェニレ
ンベンゾビスチアゾール、ポリパラフェニレンベンゾビ
スオキサゾール、ポリパラフェニレンベンゾビスイミダ
ゾールが好ましい。
【0025】本発明においては、ポリベンザゾールの数
平均重合度は、好ましくは30以上であり、より好まし
くは100以上、特に好ましくは200以上である。数
平均重合度が30未満であると、高強度、高弾性率の繊
維やフィルムを得ることができないおそれがあり、好ま
しくない。なお、数平均重合度は、ポリマーをメタンス
ルホン酸に溶解し、強アニオン交換樹脂カラムを用いた
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより決定す
ることができる。
【0026】本発明においては、ポリベンザゾールの極
限粘度は、メタンスルホン酸中で25℃で測定した場
合、好ましくは10dl/g以上、より好ましくは15
dl/g以上、特に好ましくは20dl/g以上であ
る。極限粘度が10dl/g未満であると、高強度、高
弾性率の繊維やフィルムを得ることができないおそれが
あり、好ましくない。
【0027】ポリベンザゾールは、ポリベンゾビスオキ
サゾールの場合、例えば、4,6−ジアミノレゾルシノ
ールと芳香族ジカルボン酸またはその誘導体と反応させ
ることにより、ポリベンゾビスチアゾールの場合、例え
ば、2,5−ジアミノ−1,4−ベンゼンジチオールと
芳香族ジカルボン酸またはその誘導体と反応させること
により、ポリベンゾビスイミダゾールの場合、例えば、
1,2,4,5−テトラアミノベンゼンと芳香族ジカル
ボン酸またはその誘導体と反応させることにより、それ
ぞれ製造される。
【0028】当該反応は、ポリリン酸中、または五酸化
リンを加えたポリリン酸中で行われる。通常、ポリリン
酸の濃度はリン酸換算で110〜130重量%のものが
反応に用いられる。ポリマードープに好ましいポリリン
酸の最終的な濃度は105〜120重量%であり、より
好ましくは112〜118重量%、さらに好ましくは1
15〜117重量%である。
【0029】繊維に成形した場合に繊維に望ましい物理
的特性を発現させるために、ポリマードープは液晶性を
示すことが必要である。そのためには、ポリマー濃度は
約7重量%以上、より好ましくは10重量%以上、さら
に好ましくは14重量%以上が好適である。最大ポリマ
ー濃度はポリマーの溶解度やドープ粘度によって実施可
能性の制約を受けるため、ポリマー濃度30重量%以上
のドープを用いることはほとんど無く、通常20重量%
以下の濃度のドープを使用する場合がほとんどである。
【0030】ポリマーの重合反応温度は、50〜70℃
付近から漸次温度を上げていき、最終的には200℃以
上の温度で反応させ、目的とする重合度まで達した時点
で直ちに温度を180℃以下に下げ、反応がそれ以上進
行しないようにする。反応温度を230℃以上に上げる
ことは、ポリマーの劣化を招くだけでなく、装置の腐食
も進むため、好ましくない。反応時間は温度に依存する
が、おおよそ、70〜130℃で2〜5時間、150℃
〜180℃で2〜8時間、180〜210℃で1時間程
度である。
【0031】所望の重合度を得るための方法としては、
予めAA−PBZモノマーとBB−PBZモノマーのモ
ル比のいずれか一方を過剰に仕込む方法、もしくはその
後に不足分のモノマーを追加して調整する方法;o−ア
ミノフェノールや安息香酸等の末端封鎖剤を用いる方
法;軸トルク等でポリマードープの粘度を観察し(この
ポリマードープの粘度によりポリマーの重合度がわか
る)、所望の重合度に到達した時点で、温度を下げて反
応を実質的に停止する方法;等があり、これらの方法を
組み合わせて使用してもよい。
【0032】本発明においてポリベンザゾール中の未反
応のBB−PBZモノマーの残留量とは、ポリベンザゾ
ールの重量と未反応のBB−PBZモノマーの残留重量
の合計量に対する割合をいう。
【0033】未反応のBB−PBZモノマーの残留量が
0.010重量%以下のポリベンザゾールは、上記の所
望の重合度を得るための方法で挙げた方法に加えて、以
下の方法により得られる。即ち、ポリベンゾビスオキサ
ゾールの場合は、例えば、4,6−ジアミノレゾルシノ
ールを芳香族ジカルボン酸またはその誘導体よりも0.
1〜1.0モル%過剰に用い、ポリベンゾビスチアゾー
ルの場合は、例えば、2,5−ジアミノ−1,4−ベン
ゼンジチオールを芳香族ジカルボン酸またはその誘導体
よりも0.1〜1.0モル%過剰に用い、ポリベンゾビ
スイミダゾールの場合は、例えば、1,2,4,5−テ
トラアミノベンゼンを芳香族ジカルボン酸またはその誘
導体よりも0.1〜1.0モル%過剰に用い、かつ20
0℃以上の温度で5分以上反応させ、重合反応終了後、
減圧により未反応のBB−PBZモノマーを除くことに
よって得られる。BB−PBZモノマーが昇華性である
場合には、180℃以上で数分間〜数10分間ホールド
し、二軸の混練機のような高剪断場で表面更新を盛んに
行って除去することもできる。
【0034】また、以下の方法によっても得られる。即
ち、重合反応を2段階に分け、まず、第1段階では、A
A−PBZモノマーをBB−PBZモノマーよりも2.
0−5.0モル%過剰に用いて、低重合度のポリベンザ
ゾールのオリゴマーを得る。次いで、第2段階で、この
オリゴマーと、メジアン径3μm以下のBB−PBZモ
ノマーをポリリン酸に十分に分散させたBB−PBZモ
ノマーのスラリーとを、単軸または多軸押出機に連続的
に供給する。押出機中で190〜230℃で5〜30分
間滞留させて反応させることにより、BB−PBZモノ
マーの残留量が0.010重量%以下のポリベンザゾー
ルのポリマードープが得られる。ここで、BB−PBZ
モノマーのスラリーは、115重量%以上のポリリン酸
に真空下で24時間以上攪拌して分散させたものであ
り、固形分濃度は3−15重量%、スラリー粘度は50
〜500poise(60℃における)であることが好まし
い。この範囲を外れると、押出機中での上記オリゴマー
との混合が不十分となったり、BB−PBZモノマーの
残留量が多くなってしまうおそれがある。
【0035】このようにして得られた本発明のポリベン
ザゾールの特徴は、未反応のBB−PBZモノマーの残
留量が0.010重量%以下、好ましくは0.005重
量%以下、より好ましくは0.001重量%以下であ
る。この残留量が0.010重量%を超えると、高速で
かつ単糸デニールが小さい条件で繊維化した際に、糸切
れが生じて安定に生産することができない。
【0036】一方、AA−PBZモノマーは残留しても
影響はほとんどない。0.1重量%程度残存した場合で
も、BB−PBZモノマーの残留量が0.010重量%
以下であれば、高速でかつ単糸デニールが小さい条件で
繊維化した際に、糸切れが生じることはない。
【0037】ポリベンザゾールを繊維に成形する方法に
関しては多数の特許が提案されており、4,6−ジアミ
ノレゾルシノールを用いて得られるポリベンゾアゾール
ポリマーおよびコポリマーも、従来公知の方法、例え
ば、米国特許5296185号、米国特許529439
0号により製造することができる。
【0038】以下、本発明の一実施形態である、ポリパ
ラフェニレンベンゾビスオキサゾールを例に挙げて製造
方法を具体的に説明する。
【0039】4,6−ジアミノレゾルシノール2塩酸
塩、微粉化された、特に好ましくはメジアン径が3μm
以下のテレフタル酸、116重量%のポリリン酸および
五酸化リンをリボン型の攪拌翼を備えた槽型の反応器に
仕込む。この際、ポリマー濃度は14重量%となるよう
に、また反応終了後のポリリン酸の濃度が116重量%
になるように各原料の仕込み量を調整し、さらに、4,
6−ジアミノレゾルシノール2塩酸塩を微粉化されたテ
レフタル酸に比べ、0.1〜0.5モル%過剰となるよ
うに調整する。
【0040】上記各原料を仕込んだ後、攪拌しながら約
70℃から徐々に温度を上げて、160℃程度で5〜8
時間反応させる。さらに反応を進行させるために、2軸
の混練機の様な強力な剪断力を持つ反応器に供給する。
温度を210℃まで上げて反応を進め、攪拌に要する軸
トルクによりポリマードープの粘度を観察し(このポリ
マードープの粘度によりポリマーの重合度がわかる)、
所望の重合度に到達した時点で、直ちに温度を170〜
180℃まで下げる。温度を170〜180℃に保った
まま、10mmHg以下に系を減圧し、残留している未
反応のテレフタル酸を反応系から除いて、ポリパラフェ
ニレンベンゾビスオキサゾールのポリマードープを得
る。
【0041】また別の方法としては、4,6−ジアミノ
レゾルシノール2塩酸塩を、微粉化された、特に好まし
くはメジアン径が3μm以下のテレフタル酸に比べ、
2.0〜5.0モル%過剰となるように、4,6−ジア
ミノレゾルシノール2塩酸塩、微粉化されたテレフタル
酸を、上記と同様に、116重量%のポリリン酸および
五酸化リンと共に、リボン型の攪拌翼を備えた槽型の反
応器に仕込む。上記各原料を仕込んだ後、攪拌しながら
約70℃から徐々に温度を上げて、160℃程度で5〜
10時間反応させて、ポリパラフェニレンベンゾビスオ
キサゾールのオリゴマーを得る。このオリゴマーと、メ
ジアン径約2.0μmの超微粉化したテレフタル酸を約
116重量%ポリリン酸中に約10重量%となるように
分散させたスラリーであって、真空下で24時間以上攪
拌した、粘度160poise(60℃における)のテレフ
タル酸スラリーとを、二軸押出機に供給する。二軸押出
機を190〜220℃に加熱して反応を完結させて、ポ
リパラフェニレンベンゾビスオキサゾールのポリマード
ープを得る。
【0042】このようにして得られたポリマードープに
おけるポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール中の
未反応のテレフタル酸の残留量は0.010重量%以下
となる。
【0043】このようにして得られたポリマードープ
を、紡糸部に供給し、直径0.1〜0.3mmの紡糸口
金から通常100℃以上の温度で非凝固性の気体中、例
えば、窒素中に吐出する。吐出されたドープ糸条(ポリ
リン酸を抽出する前の状態にある糸条)は、ゴデットロ
ールなどの応力隔離装置により200m/min以上の
一定の速度で引き取られ、非凝固性の気体中で延伸され
る。
【0044】糸条吐出後の冷却により固化したドープ糸
条は、水系もしくはアルコール系の溶液が用いられた凝
固浴に導かれる。凝固浴を通過した糸条はゴデットロー
ルを通過し、最終的に水、メタノール等の抽出浴中にお
いて、糸条が含有するリン酸が1.0重量%以下、好ま
しくは0.5重量%以下となるまで洗浄される。さらに
水酸化ナトリウム水溶液などで中和、次いで水洗され
る。
【0045】このような処理の後、高温空気などを用い
た乾燥機により乾燥される。かくして得られる繊維は、
好ましくは35g/d以上、より好ましくは40g/d
以上の十分な引張強度と、好ましくは1000g/d以
上、より好ましくは1100g/d以上の十分な高引張
弾性率を有している。また、この紡糸の工程中、糸切れ
の発生頻度は好ましくは1件/10万m以下、より好ま
しくは1件/20万m以下である。なお、本発明でいう
「繊維」とは、マルチフィラメント、ステープルファイ
バーおよびモノフィラメントを含む。
【0046】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は実施例により限定されるものでは
ない。尚、実施例中、ポリベンザゾールポリマーの極限
粘度はメタンスルホン酸を溶媒として、25℃で測定し
た値である。未反応のBB−PBZモノマーの残留量
は、ポリマーをメタンスルホン酸に溶解した後、水とヘ
キサフルオロイソプロパノールの混合溶媒で低分子量物
を抽出し、高速液体クロマトグラフィーで定量した。ま
た、ポリベンザゾールの数平均重合度は、ポリマーをメ
タンスルホン酸に溶解し、強アニオン交換樹脂カラムを
用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより
決定した。また、引張強度および引張弾性率は、JIS
L 1096に従って測定した(温度20℃、湿度6
5%RH、チャック間距離20cm、引張速度20cm
/min)。
【0047】実施例1 116重量%のポリリン酸43.86kgに窒素気流
下、五酸化二リン14.49kgを加えた後、4,6−
ジアミノレゾルシノール2塩酸塩9.10kg、および
メジアン径2μmの微粉化したテレフタル酸7.05k
gを加え、70℃で槽型反応器内で1時間攪拌混合し
た。4時間かけて150℃にまで温度を上げ、さらに1
0時間加熱混合した後、210℃に加熱した単軸の押出
機にギヤポンプで供給した。押出機から吐出されたドー
プを180℃に冷却しながら、ベントラインを備えた2
軸押出機に供給し、ベントラインから減圧にして未反応
モノマーを除いた。こうして得られたシス−ポリパラフ
ェニレンベンゾビスオキサゾールのポリマードープ中の
ポリマーの極限粘度は30dl/gであり、数平均重合
度は440であった。また、未反応のBB−PBZモノ
マーであるテレフタル酸の残留量は、ポリマー中0.0
02重量%であった。
【0048】上記操作を4回繰り返して得たドープ30
0kgを、温度を170℃に保ち、押出機よりギアポン
プに送液して、孔径0.20mm、孔数116を有する
紡糸口金から170℃で紡出し、温度60℃の冷却風を
用いて吐出糸条を冷却した後、リン酸水溶液に接触させ
て、600m/minの速度でゴデットロールで引き取
った。こうして得られた糸条を、含有するリン酸が0.
5重量%となるまで洗浄し、水酸化ナトリウム水溶液で
中和した後、さらに水洗して200℃で乾燥した。得ら
れた糸の引張強度は38g/d、引張弾性率は1034
g/dであった。この紡糸の工程中糸切れの発生は平均
1件/160万mであった。
【0049】実施例2 116重量%のポリリン酸43.86kgに窒素気流
下、五酸化二リン14.49kgを加えた後、2,5−
ジアミノ−1,4−ベンゼンジチオール2塩酸塩10.
47kg、微粉化した4,4’−ビフェニルジカルボン
酸5.15kg、およびメジアン径2.2μmの微粉化
したテレフタル酸3.53kgを加え、70℃で槽型反
応器内で、1時間攪拌混合した。6時間かけて150℃
にまで温度を上げ、さらに12時間加熱混合した後、2
15℃に加熱した単軸の押出機にギヤポンプで供給し
た。押出機から吐出されたドープを180℃に冷却しな
がら、ベントラインを備えた2軸押出機に供給し、ベン
トラインから減圧にして未反応モノマーを除いた。こう
して得られたトランス−ポリパラビフェニレンベンゾビ
スチアゾールとトランス−ポリパラフェニレンベンゾビ
スチアゾールの共重合ポリマードープ中のポリマーの極
限粘度は30dl/gであり、数平均重合度は420で
あった。また、未反応のBB−PBZモノマーである
4,4’−ビフェニルジカルボン酸とテレフタル酸の残
留量は合わせてポリマー中0.001重量%であった。
【0050】上記操作を4回繰り返して得たドープ30
0kgを、実施例1と同様に紡糸した。得られた糸の引
張強度は41g/d、引張弾性率は1081g/dであ
った。この紡糸の工程中糸切れの発生は平均1件/12
5万mであった。
【0051】実施例3 116重量%のポリリン酸21.93kgに窒素気流
下、五酸化二リン7.25kgを加えた後、2,5−ジ
アミノ−1,4−ベンゼンジチオール2塩酸塩5.24
kg、およびメジアン径2.2μmの微粉化したテレフ
タル酸3.20kgを加え、70℃で槽型反応器内で、
1時間攪拌混合した。6時間かけて150℃にまで温度
を上げ、さらに12時間加熱混合してトランス−ポリパ
ラフェニレンベンゾビスチアゾールのオリゴマーのドー
プを得た。一方で、116%のポリリン酸21.93k
gに窒素気流下、五酸化二リン7.25kgを加えた
後、4,6−ジアミノレゾルシノール2塩酸塩4.50
kgおよび4,4’−ビフェニルジカルボン酸4.80
kgを加え、70℃で槽型反応器内で、1時間攪拌混合
した。6時間かけて150℃にまで温度を上げ、さらに
12時間加熱混合してシス−ポリパラビフェニレンベン
ゾビスオキサゾールのオリゴマーのドープを得た。
【0052】上記2種のオリゴマーのドープと、微粉化
したテレフタル酸0.70kgを150℃の槽型反応器
で1時間混合した後、215℃に加熱した単軸の押出機
にギヤポンプで供給した。押出機から吐出されたドープ
を180℃に冷却しながら、ベントラインを備えた2軸
押出機に供給し、ベントラインから減圧にして未反応モ
ノマーを除いた。こうして得られたトランス−ポリパラ
フェニレンベンゾビスチアゾールとシス−ポリパラビフ
ェニレンベンゾビスオキサゾールとのブロックコポリマ
ーのドープ中のポリマーの極限粘度は28dl/gであ
り、数平均重合度は390であった。また、未反応のB
B−PBZモノマーであるテレフタル酸と4,4’−ビ
フェニルジカルボン酸の残留量は合わせてポリマー中
0.004重量%であった。
【0053】上記操作を4回繰り返して得たドープ30
0kgを、実施例1と同様に紡糸した。得られた糸の引
張強度は42g/d、引張弾性率は1081g/dであ
った。この紡糸の工程中糸切れの発生は平均1件/60
万mであった。
【0054】実施例4 116重量%のポリリン酸43.86kgに窒素気流
下、五酸化二リン14.49kgを加えた後、4,6−
ジアミノレゾルシノール2塩酸塩9.10kg、および
メジアン径3.0μmの微粉化したテレフタル酸6.8
7kgを加え、60℃で槽型反応器内で1時間攪拌混合
した。6時間かけて160℃にまで温度を上げ、さらに
10時間加熱混合して、シス−ポリパラフェニレンベン
ゾビスオキサゾールのオリゴマーを得た。
【0055】これとは別に、メジアン径1.9μmの微
粉化したテレフタル酸7.30kgと116重量%ポリ
リン酸90.00kgを、リボン型の攪拌翼を備えた槽
型反応器に仕込み、60℃で48時間、1mmHg未満
の真空下で攪拌し分散させてテレフタル酸スラリーを得
た。このスラリー粘度は60℃で230poiseであっ
た。
【0056】上記のシス−ポリパラフェニレンベンゾビ
スオキサゾールのオリゴマーのドープとテレフタル酸ス
ラリーとを210℃に加熱した二軸押出機に連続的に供
給して、シス−ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾ
ールのポリマードープを得た。ここで、ポリマードープ
の粘度は、押出機の先端圧で粘度を検出しながら、供給
するテレフタル酸スラリー量を調整することにより、調
整し、よって所望のポリマーの重合度とした。こうして
得られたシス−ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾ
ールのポリマードープ中のポリマーの極限粘度は29d
l/gであり、数平均重合度は410であった。また、
未反応のBB−PBZモノマーであるテレフタル酸の残
留量は、ポリマー中0.001重量%であった。
【0057】上記操作を4回繰り返して得たドープ29
0kgを用いて、実施例1と同様の方法により紡糸して
糸を得た。得られた糸の引張強度は45g/d、引張弾
性率は1220g/dであった。この紡糸の工程中糸切
れの発生は平均1件/100万mであった。
【0058】比較例1 116重量%のポリリン酸43.86kgに窒素気流
下、五酸化二リン14.49kgを加えた後、4,6−
ジアミノレゾルシノール2塩酸塩9.10kg、および
メジアン径2μmの微粉化したテレフタル酸7.06k
gを加え、70℃で槽型反応器内で、1時間攪拌混合し
た。4時間かけて150℃にまで温度を上げ、さらに1
0時間加熱混合した後、210℃に加熱した単軸の押出
機にギヤポンプで供給した。こうして得られたシス−ポ
リパラフェニレンベンゾビスオキサゾールのポリマード
ープ中のポリマーの極限粘度32dl/gであり、数平
均重合度は460であった。また、未反応のBB−PB
Zモノマーであるテレフタル酸の残留量はポリマー中
0.024重量%であった。
【0059】上記操作を3回繰り返して得られたドープ
200kgを実施例1と同様に紡糸した。得られた糸の
引張強度は40g/d、引張弾性率は1041g/dで
あったが、紡糸工程中の糸切れ発生件数は1件/6万m
であった。
【0060】比較例2 実施例3と同様にして、トランス−ポリパラフェニレン
ベンゾビスチアゾールのオリゴマーのドープとシス−ポ
リパラビフェニレンベンゾビスオキサゾールのオリゴマ
ーのドープを得た。これらのオリゴマーのドープと微粉
化したメジアン径2.1μmのテレフタル酸0.65k
gを150℃の槽型反応機で1時間混合した後、210
℃に加熱した単軸の押出機にギヤポンプで供給した。こ
うして得られたトランス−ポリパラフェニレンベンゾビ
スチアゾールとシス−ポリパラビフェニレンベンゾビス
オキサゾールとのブロックコポリマーのドープ中のポリ
マーの極限粘度は34dl/gであり、数平均重合度は
450であった。また、未反応のBB−PBZモノマー
であるテレフタル酸と4,4’−ビフェニルジカルボン
酸の残留量は合わせてポリマー中0.026重量%であ
った。
【0061】上記操作を4回繰り返して得られたドープ
300kgを実施例1と同様に紡糸した。得られた糸の
引張強度は27g/d、引張弾性率は1012g/dで
あったが、紡糸工程中の糸切れ発生件数は平均1件/4
万mであった。
【0062】比較例3 実施例1において、メジアン径2μmの微粉化したテレ
フタル酸の代わりに、メジアン径が6.0μmのテレフ
タル酸を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてポ
リマードープを得た。得られたポリマーの極限粘度は2
2dl/gであり、数平均重合度は320であった。ま
た、未反応のBB−PBZモノマーであるテレフタル酸
の残留量はポリマー中0.085重量%であった。
【0063】また、実施例1と同様の方法により紡糸し
て得られた糸の引張強度は32g/d、引張弾性率は1
010g/dであったが、紡糸工程中の糸切れ発生件数
は平均1件/1万mであった。
【0064】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ポリベンザゾール中の未反応のBB−PBZモ
ノマーの残留量が0.010量%以下であるので、この
ようなポリベンザゾールを成形して得られたポリベンザ
ゾール繊維は、高速でかつ単糸デニールが小さい条件で
も、製造工程中に糸切れがなく安定に生産することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J043 PA02 PA04 QB33 RA52 SA06 SA07 SA08 SA71 SA83 SB01 TA12 TA26 TA32 TB01 UA121 UA122 UA131 UA132 UA262 UB402 VA012 VA052 XA11 ZB53 4L035 BB04 BB09 EE09 GG04 HH10 MD06 MD07

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で表されるAA−PB
    Zモノマーと下記一般式(II)で表されるBB−PB
    Zモノマーとを脱水重縮合してなり、かつBB−PBZ
    モノマーの残留量が0.010重量%以下であるポリベ
    ンザゾール。 【化1】 (式中、Arは四価の芳香族有機残基を示し、XはO、
    SまたはNHを示す。) 【化2】 (式中、Zは置換されていてもよい二価の芳香族有機残
    基を示し、Wはカルボキシル基またはカルボキシル基か
    ら誘導されるAA−PBZモノマー中の−XHと反応し
    得る基を示す。)
  2. 【請求項2】 AA−PBZモノマーが4,6−ジアミ
    ノレゾルシノールである、請求項1記載のポリベンザゾ
    ール。
  3. 【請求項3】 BB−PBZモノマーがテレフタル酸で
    ある、請求項1記載のポリベンザゾール。
  4. 【請求項4】 ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾ
    ールである、請求項1記載のポリベンザゾール。
  5. 【請求項5】 BB−PBZモノマーの残留量が0.0
    05重量%以下である、請求項1記載のポリベンザゾー
    ル。
  6. 【請求項6】 数平均重合度が30以上である、請求項
    1記載のポリベンザゾール。
  7. 【請求項7】 数平均重合度が200以上である、請求
    項1記載のポリベンザゾール。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載のポリベ
    ンザゾールを成形してなる繊維。
  9. 【請求項9】 引張強度が35g/d以上である、請求
    項8記載の繊維。
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