JP2006348441A - Polybenzazole fiber and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polybenzazole fiber prepared by imparting high conductivity to a polybenzazole of insulating material without deteriorating the original high strength, high heat resistance, flexural resistance and the like of the polybenzazole fiber. <P>SOLUTION: This polybenzazole fiber is characterized by containing a phthalocyanine compound and having conductivity of ≥1 (Ω cm)<SP>-1</SP>and a tensile strength of ≥4 GPa. The content of the phthalocyanine compound is preferably 5 to 50 mass%. The method for producing the polybenzazole fiber is characterized by extruding a polymer dope comprising the polybenzazole, a solvent for the polybenzazole, and a phthalocyanine compound from a spinneret, drawing the spun fiber, applying a treatment for extracting the solvent to the obtained fiber, dipping the fiber in an iodine-containing solution, washing the fiber water, and then drying the washed fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は産業用資材として好適な電気伝導性を有するポリベンザゾール繊維及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a polybenzazole fiber having electrical conductivity suitable as an industrial material and a method for producing the same.

高強度、高耐熱性を有する繊維として、ポリベンゾオキサゾール若しくはポリベンゾチアゾールまたはこれらのコポリマーから構成されるポリベンザゾール繊維が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3)。
しかしながら、ポリベンザゾール繊維は絶縁体であり、電気伝導性に優れた、すなわち、導電性のポリベンザゾール繊維については知られていない。
As a fiber having high strength and high heat resistance, polybenzazole fiber composed of polybenzoxazole, polybenzothiazole, or a copolymer thereof is known (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3). .
However, polybenzazole fiber is an insulator and is excellent in electrical conductivity, that is, conductive polybenzazole fiber is not known.

米国特許第5385702号明細書US Pat. No. 5,385,702 W094/04726号明細書W094 / 04726 specification 米国特許第5296185号明細書US Pat. No. 5,296,185

本発明の課題は、ポリベンザゾール繊維本来の高強度、高耐熱性、耐屈曲性などを損なうことなく、絶縁体であるポリベンザゾールに高い電気伝導性を付与したポリベンザゾール繊維を提供することである。   An object of the present invention is to provide a polybenzazole fiber that imparts high electrical conductivity to polybenzazole, which is an insulator, without impairing the inherent high strength, high heat resistance, and bending resistance of the polybenzazole fiber. That is.

本発明は、フタロシアニン化合物を含み、電気伝導度が1(Ω・cm)-1以上で、かつ引張強度が4GPa以上であることを特徴とするポリベンザゾール繊維であり、また、フタロシアニン化合物の含有率が5質量%以上50質量%未満であることを特徴とする前記のポリベンザゾール繊維である。さらには、ポリベンザゾール、該ポリベンザゾールの溶媒及びフタロシアニン化合物を含むポリマードープを紡糸口金から吐出させ、延伸して糸条化後、得られた糸条について前記溶媒の抽出処理を施し、さらに、ヨード含有溶液に浸漬した後、水洗、乾燥させることを特徴とするポリベンザゾール繊維の製造方法である。 The present invention is a polybenzazole fiber containing a phthalocyanine compound, having an electric conductivity of 1 (Ω · cm) −1 or more and a tensile strength of 4 GPa or more, and containing the phthalocyanine compound The polybenzazole fiber is characterized in that the ratio is 5% by mass or more and less than 50% by mass. Furthermore, the polymer dope containing polybenzazole, a solvent of the polybenzazole and a phthalocyanine compound is discharged from a spinneret, and after drawing into a yarn, the obtained yarn is subjected to an extraction treatment of the solvent, and Then, after immersing in an iodine-containing solution, it is washed with water and dried.

本発明によると、ポリベンザゾール繊維本来の高強度、高耐熱性、耐屈曲性などを損なうことなく、絶縁体であるポリベンザゾールに高い電気伝導性を付与でき、高強度と導電性を両立させた繊維を提供することができる。   According to the present invention, high electrical conductivity can be imparted to polybenzazole, which is an insulator, without compromising the inherent high strength, high heat resistance, flex resistance, etc. of polybenzazole fiber, and both high strength and conductivity are achieved. Provided fibers can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るポリベンザゾール繊維とは、ポリベンザゾールポリマーよりなる繊維をいい、ポリベンザゾール(以下、PBZともいう)とは、ポリベンゾオキサゾール(以下、PBOともいう)、ポリベンゾチアゾール(以下、PBTともいう)、またはポリベンズイミダゾール(以下、PBIともいう)から選ばれる1種以上のポリマーをいう。本発明においてPBOは芳香族基に結合されたオキサゾール環を含むポリマーをいい、その芳香族基は必ずしもベンゼン環である必要はなく、ビフェニレン基、ナフチレン基などであってもよい。PBOは芳香族基に結合されたオキサゾール環を含むポリマーをいうが、その芳香族基は必ずしもベンゼン環である必要は無い。さらにPBOは、ポリ(p−フェニレンベンゾビスオキサゾール)のホモポリマーのみならず、ポリ(p−フェニレンベンゾビスオキサゾール)のフェニレン基の一部がピリジン環などの複素環に置換されたコポリマーや芳香族基に結合された複数のオキサゾール環の単位からなるポリマーが広く含まれる。このことは、PBTやPBIの場合も同様である。また、PBO、PBT及びPBIの二種またはそれ以上の混合物、PBO、PBT及びPBIの二種またはそれ以上のブロックもしくはランダムコポリマー及びこれらのポリベンザゾールポリマーの混合物、コポリマー、ブロックポリマーなども含まれる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polybenzazole fiber according to the present invention refers to a fiber made of a polybenzazole polymer, and the polybenzazole (hereinafter also referred to as PBZ) refers to polybenzoxazole (hereinafter also referred to as PBO) or polybenzothiazole (hereinafter referred to as PBOZ). , PBT), or polybenzimidazole (hereinafter also referred to as PBI). In the present invention, PBO refers to a polymer containing an oxazole ring bonded to an aromatic group, and the aromatic group is not necessarily a benzene ring, and may be a biphenylene group, a naphthylene group, or the like. PBO refers to a polymer containing an oxazole ring bonded to an aromatic group, but the aromatic group need not necessarily be a benzene ring. Furthermore, PBO is not only a homopolymer of poly (p-phenylenebenzobisoxazole) but also a copolymer or aromatic in which a part of the phenylene group of poly (p-phenylenebenzobisoxazole) is substituted with a heterocyclic ring such as a pyridine ring. Polymers consisting of a plurality of oxazole ring units bonded to a group are widely included. The same applies to PBT and PBI. Also included are two or more mixtures of PBO, PBT and PBI, two or more block or random copolymers of PBO, PBT and PBI and mixtures of these polybenzazole polymers, copolymers, block polymers, etc. .

PBZポリマーに含まれる構造単位としては、好ましくは、特定濃度で液晶を形成するライオトロピック液晶ポリマーから選択される。当該ポリマーは構造式(a)〜(h)に記載されているモノマー単位からなり、好ましくは、本質的に構造式(a)〜(d)から選択されたモノマー単位からなるものである。また、これらのモノマー単位において、アルキル基やハロゲン基などの置換基を有するモノマー単位を一部含んでもよい。   The structural unit contained in the PBZ polymer is preferably selected from lyotropic liquid crystal polymers that form liquid crystals at a specific concentration. The polymer consists of monomer units described in structural formulas (a) to (h), and preferably consists essentially of monomer units selected from structural formulas (a) to (d). In addition, these monomer units may partially include monomer units having a substituent such as an alkyl group or a halogen group.

Figure 2006348441
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ポリマーのドープを形成するための好適溶媒としては、クレゾールやそのポリマーを溶解し得る非酸化性の酸が含まれる。好適な酸溶媒の例としては、ポリ燐酸、メタンスルホン酸及び高濃度の硫酸或いはそれ等の混合物があげられる。更に適する溶媒は、ポリ燐酸及びメタンスルホン酸である。また最も適する溶媒は、ポリ燐酸である。   Suitable solvents for forming the polymer dope include cresol and non-oxidizing acids that can dissolve the polymer. Examples of suitable acid solvents include polyphosphoric acid, methanesulfonic acid and high concentrations of sulfuric acid or mixtures thereof. Further suitable solvents are polyphosphoric acid and methanesulfonic acid. The most suitable solvent is polyphosphoric acid.

ドープ中のポリマー濃度は好ましくは少なくとも約7質量%であり、より好ましくは少なくとも10質量%、特に好ましくは少なくとも14質量%である。最大濃度は、例えばポリマーの溶解性やドープ粘度といった実際上の取り扱い性により限定される。それらの限界要因のために、ポリマー濃度は通常では20質量%を越えることはない。   The polymer concentration in the dope is preferably at least about 7% by weight, more preferably at least 10% by weight, particularly preferably at least 14% by weight. The maximum concentration is limited by practical handling properties such as polymer solubility and dope viscosity. Due to their limiting factors, the polymer concentration usually does not exceed 20% by weight.

本発明において、好適なポリマーまたはコポリマーとドープは公知の方法で合成される。例えばWolfeらの米国特許第4,533,693号明細書(1985.8.6)、Sybertらの米国特許第4,772,678号明細書(1988.9.22)、Harrisの米国特許第4,847,350号明細書(1989.7.11)またはGregoryらの米国特許第5,089,591号明細書(1992.2.18)に記載されている。要約すると、好適なモノマーは非酸化性で脱水性の酸溶液中、非酸化性雰囲気で高速撹拌及び高剪断条件のもと約60℃から230℃までの段階的または一定昇温速度で温度を上げることで反応させられる。   In the present invention, suitable polymers or copolymers and dopes are synthesized by known methods. For example, Wolfe et al US Pat. No. 4,533,693 (1985.8.6), Sybert et al US Pat. No. 4,772,678 (1988.9.22), Harris US Pat. No. 4,847,350 (1989.7.11) or Gregory et al. U.S. Pat. No. 5,089,591 (1992.2.18). In summary, suitable monomers are heated in a non-oxidizing, dehydrating acid solution at a stepwise or constant rate of heating from about 60 ° C. to 230 ° C. under high-speed stirring and high shear conditions in a non-oxidizing atmosphere. It is made to react by raising.

重合ドープ中には、導電性付与物質として、フタロシアニン化合物を均一に分散溶解させる。
フタロシアニン化合物を紡糸ドープ中に混合させる方法としては、特に限定されず、ポリベンザゾールの重合のいずれの段階または重合終了時のポリマードープの段階で混合させることが可能である。例えば、ポリベンザゾールの原料を仕込む際に同時に仕込む方法、段階的または任意の昇温速度で温度を上げて反応させている任意の時点で添加する方法、また、重合反応終了時に反応系中に添加し、撹拌混合する方法が好ましい。
In the polymerization dope, a phthalocyanine compound is uniformly dispersed and dissolved as a conductivity imparting substance.
The method for mixing the phthalocyanine compound in the spinning dope is not particularly limited, and the phthalocyanine compound can be mixed at any stage of polymerization of polybenzazole or at the stage of polymer dope at the end of polymerization. For example, a method of adding polybenzazole raw materials at the same time, a method of adding at a stage where the reaction is carried out by raising the temperature stepwise or at an arbitrary rate of temperature increase, and a method of adding into the reaction system at the end of the polymerization reaction The method of adding and stirring and mixing is preferable.

フタロシアニン化合物としては、フタロシアニン骨格を有していればその中心に配位する金属の有無および原子種は問わない。これらの化合物の具体例としては、29H,31H−フタロシアニネート(2−)−N29,N30,N31,N32銅、29H,31H−フタロシアニネート(2−)−N29,N30,N31,N32鉄、29H,31H−フタロシアニネート−N29,N30,N31,N32コバルト、29H,31H−フタロシアニネート(2−)−N29,N30,N31,N32銅、オキソ(29H,31H−フタロシアニネート(2−)−N29,N30,N31,N32),(SP−5−12)チタニウム等があげられる。また、これらのフタロシアニン骨格が1個以上のハロゲン原子、メチル基、メトキシ基等の置換基を有していてもよい。これらのフタロシアニン化合物は一種又は二種以上であってもよい。   As long as it has a phthalocyanine skeleton as a phthalocyanine compound, the presence or absence of a metal coordinated at the center and the atomic species are not limited. Specific examples of these compounds include 29H, 31H-phthalocyaninate (2-)-N29, N30, N31, N32 copper, 29H, 31H-phthalocyaninate (2-)-N29, N30, N31, N32 iron, 29H, 31H-phthalocyaninate-N29, N30, N31, N32 cobalt, 29H, 31H-phthalocyaninate (2-)-N29, N30, N31, N32 copper, oxo (29H, 31H-phthalate Russian titanate (2-)-N29, N30, N31, N32), (SP-5-12) titanium and the like. Further, these phthalocyanine skeletons may have one or more substituents such as a halogen atom, a methyl group, and a methoxy group. These phthalocyanine compounds may be used alone or in combination of two or more.

フタロシアニン化合物のポリマー対する添加濃度は、ポリマー質量に対して5質量%以上50質量%未満であるのが好ましく、更に好ましくは10質量%以上40質量%未満、最も好ましくは20質量%以上30質量%未満である。添加量が少なすぎると所期の導電性を付与することができなく、添加量が多すぎると、繊維の力学物性が低下する問題を生ずることがある。   The concentration of the phthalocyanine compound added to the polymer is preferably 5% by mass or more and less than 50% by mass, more preferably 10% by mass or more and less than 40% by mass, and most preferably 20% by mass or more and 30% by mass. Is less than. If the added amount is too small, the desired conductivity cannot be imparted, and if the added amount is too large, there may be a problem that the mechanical properties of the fiber are lowered.

この様にしてフタロシアニン化合物を含有したポリマードープは紡糸部に供給され、紡糸口金から通常100℃以上の温度で窒素、空気などの非凝固性気体中に吐出される。口金細孔の配列は通常円周状、格子状に複数個配列されるが、その他の配列であっても良い。口金細孔数は特に限定されないが、紡糸口金面における紡糸細孔の配列は、吐出糸条間の融着などが発生しないような孔密度を保つ必要がある。   In this way, the polymer dope containing the phthalocyanine compound is supplied to the spinning section and is discharged from the spinneret into a non-solidifying gas such as nitrogen or air at a temperature of usually 100 ° C. or higher. A plurality of base pores are usually arranged in a circumferential shape or a lattice shape, but other arrangements may be used. The number of nozzle holes is not particularly limited, but the arrangement of the spinning holes on the spinneret surface needs to maintain a hole density that does not cause fusion between discharged yarns.

紡出糸条は十分な延伸比(SDR)を得るために、十分な長さのドローゾーン長が必要であり、かつ比較的高温度(ドープの固化温度以上で紡糸温度以下)の整流された冷却風で均一に冷却されることが望ましい。ドローゾーンの長さ(L)は非凝固性の気体中で固化が完了する長さが必要であり、単孔吐出量(Q)によって決定される。良好な繊維物性を得るにはドローゾーンの取り出し応力がポリマー換算で(ポリマーのみに応力がかかるとして)1.8g/dtex以上が必要である。   The spun yarn needs a sufficiently long draw zone length in order to obtain a sufficient draw ratio (SDR), and is rectified at a relatively high temperature (above the dope solidification temperature and below the spinning temperature). It is desirable to cool uniformly with cooling air. The length (L) of the draw zone requires a length that completes solidification in a non-solidifying gas, and is determined by the single-hole discharge amount (Q). In order to obtain good fiber physical properties, the draw zone take-out stress needs to be 1.8 g / dtex or more in terms of polymer (assuming that only the polymer is stressed).

ドローゾーンで延伸された糸条は、次に溶媒の抽出及び糸条の凝固のための媒体浴に導かれる。抽出(凝固)浴に用いられる抽出(凝固)媒体としては、分子内に水酸基を有する液体、すなわち、水、メタノール、エタノール、エチレングリコールおよびこれらとリン酸を混ぜて作った溶液が好ましく、より好ましくは水もしくはリン酸水溶液である。   The yarn drawn in the draw zone is then led to a medium bath for solvent extraction and yarn solidification. The extraction (coagulation) medium used in the extraction (coagulation) bath is preferably a liquid having a hydroxyl group in the molecule, that is, a solution prepared by mixing water, methanol, ethanol, ethylene glycol and phosphoric acid with these. Is water or a phosphoric acid aqueous solution.

リン酸水溶液の場合のリン酸濃度は、5質量%以上60質量%以下、さらに好ましくは10質量%以上50質量%以下、最も好ましくは20質量%以上40質量%以下である。さらに凝固温度として好ましい領域は、5℃以上60℃以下、さらに好ましくは10℃以上50℃以下、最も好ましくは15℃以上40℃以下である。 The phosphoric acid concentration in the case of the phosphoric acid aqueous solution is 5% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, and most preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less. Furthermore, a preferable region for the solidification temperature is 5 ° C. or more and 60 ° C. or less, more preferably 10 ° C. or more and 50 ° C. or less, and most preferably 15 ° C. or more and 40 ° C. or less.

第一の抽出(凝固)浴を通した後、さらに水酸化ナトリウム水溶液などで中和し、第二の抽出浴などの洗浄工程を通して繊維(糸条)中に含まれるリン酸を抽出する。最終的に抽出浴において糸条が含有する燐酸が1.0質量%以下、好ましくは0.5質量%以下になるように抽出する。本発明における抽出媒体として用いられる液体は特に限定はないが、ポリベンザゾールに対して実質的に相溶性を有しない水、メタノール、エタノール、アセトン、エチレングリコール等が好ましく、燐酸水溶液や水がより好ましい。また、抽出(凝固)浴を多段に分離し燐酸水溶液の濃度を順次薄くし最終的に水で水洗してもよい。   After passing through the first extraction (coagulation) bath, the solution is further neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution and the like, and phosphoric acid contained in the fibers (yarns) is extracted through a washing step such as a second extraction bath. Finally, extraction is performed so that the phosphoric acid contained in the yarn in the extraction bath is 1.0% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less. The liquid used as the extraction medium in the present invention is not particularly limited, but water, methanol, ethanol, acetone, ethylene glycol and the like that are substantially incompatible with polybenzazole are preferable, and an aqueous phosphoric acid solution and water are more preferable. preferable. Alternatively, the extraction (coagulation) bath may be separated into multiple stages, the concentration of the phosphoric acid aqueous solution is successively reduced, and finally washed with water.

中和・抽出工程後に、繊維(糸条)をヨウ化カリウム水溶液などのヨウ素含有液に浸漬した後、さらに水洗、乾燥させる。中和・抽出工程後あるいはヨウ素処理後に、必要により熱処理を施してもよい。
繊維中にフタロシアニン化合物とヨウ素が存在すると、詳しいメカニズムは定かではないが、内包するフタロシア二ン化合物を部分的に酸化するドープ効果によるものと考えられ、電気伝導度が向上する。繊維中のヨウ素含有量は、0.5質量%以上10質量%以下であることが好ましい。ヨウ素含有量が0.5質量%未満では、電気伝導性の発現が不充分となり、10質量%を超えると、繊維強度が損なわれる傾向がある。
After the neutralization / extraction step, the fiber (yarn) is immersed in an iodine-containing liquid such as an aqueous potassium iodide solution, and then further washed with water and dried. If necessary, heat treatment may be performed after the neutralization / extraction step or after the iodine treatment.
When the phthalocyanine compound and iodine are present in the fiber, the detailed mechanism is not clear, but it is considered to be due to a doping effect that partially oxidizes the phthalocyanine compound contained therein, and the electrical conductivity is improved. The iodine content in the fiber is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less. If the iodine content is less than 0.5% by mass, the electrical conductivity is insufficiently developed, and if it exceeds 10% by mass, the fiber strength tends to be impaired.

抽出浴の形式は、紡糸張力が高いため、抽出浴の乱れなどに対する配慮は特に必要でなく如何なる形式の抽出浴でも良い。例えばファンネル型、水槽型、アスピレータ型あるいは滝型などが使用できる。   Since the extraction bath has a high spinning tension, it is not particularly necessary to consider the disturbance of the extraction bath, and any type of extraction bath may be used. For example, a funnel type, a water tank type, an aspirator type or a waterfall type can be used.

以下に本発明を実施例によって詳細に説明する。なお、本発明の繊維の特性は、以下の方法によって測定した。
(極限粘度)
メタンスルホン酸を溶媒として、0.5g/lの濃度に調製したポリマー溶液の粘度をオストワルド粘度計を用いて25℃恒温槽中で測定した。
(水分率)
乾燥前質量:W0(g)、乾燥後質量:W1(g)から、下記の計算式に従って算出した。なお、乾燥は200℃、1時間の条件で実施した。
水分率(%)=(W0−W1)/W1×100
(引張強度、引張弾性率)
標準状態(温度:20±2℃、相対湿度(RH)65±2%)の試験室内に24時間以上放置後、JIS−L1015に準じて引張試験機にて測定した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. In addition, the characteristic of the fiber of this invention was measured with the following method.
(Intrinsic viscosity)
Using methanesulfonic acid as a solvent, the viscosity of the polymer solution prepared at a concentration of 0.5 g / l was measured in an oven at 25 ° C. using an Ostwald viscometer.
(Moisture percentage)
The mass was calculated according to the following formula from the mass before drying: W0 (g) and the mass after drying: W1 (g). The drying was performed at 200 ° C. for 1 hour.
Moisture content (%) = (W0−W1) / W1 × 100
(Tensile strength, tensile modulus)
After being left in a test room in a standard state (temperature: 20 ± 2 ° C., relative humidity (RH) 65 ± 2%) for 24 hours or more, it was measured with a tensile tester according to JIS-L1015.

(ヨウ素含有量)
繊維試料を酸素フラスコ法で燃焼分解し、吸収液のヨウ素イオンをイオンクロマトグラフィーを用いて定量した。含有量は繊維試料に対する質量%で示した。
(Iodine content)
The fiber sample was combusted and decomposed by an oxygen flask method, and iodine ions in the absorbing solution were quantified using ion chromatography. The content was expressed as mass% based on the fiber sample.

(電気伝導度の測定方法)
電気伝導度は直流四端子法にて測定した。すなわち、繊維に4つの白金線電極をはりつけたのち、マーラーシートとテフロン(登録商標)板の間に固定し、外側の2本の白金線間に定電流を流し、内側の2本の白金線間に生ずる電位差を、入力インピーダンスの高い電圧計で測定した。
(Measurement method of electrical conductivity)
The electric conductivity was measured by a DC four-terminal method. That is, after four platinum wire electrodes are attached to the fiber, they are fixed between a Mahler sheet and a Teflon (registered trademark) plate, a constant current is passed between the two outer platinum wires, and the two inner platinum wires are The resulting potential difference was measured with a voltmeter with high input impedance.

(実施例1〜3及び比較例1〜3)
米国特許第4533693号明細書に示される方法によって得られた、30℃のメタンスルホン酸溶液で測定した固有粘度が24.4dL/gのポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール14.0質量%とポリ燐酸(五酸化リン含有率83.17質量%)から成るポリマードープを紡糸に用いた。紡糸用ドープは、重合上がりのドープにフタロシアニン銅をポリマー質量に対する含有率が表1に示した含有率になるように、所定の分量添加して均一混合せしめて後、金属網状の濾材を通過させて濾過した。次いで2軸混練り装置で混練りと脱泡を行った後、昇圧させ、紡糸用ドープ温度を170℃に保ち、孔数166を有する紡糸口金から170℃で紡出し、湿度を調整した温度60℃の冷却窒素風を用いて吐出糸条を冷却し、さらに自然冷却で40℃まで吐出糸条を冷却した後、凝固・抽出浴(30℃に調整した30質量%リン酸水溶液)中に導入し、糸条化した。次に該糸条をゴゼットロールに巻き付けて一定速度を与えてイオン交換水の第2抽出浴中で洗浄した後、0.1規定の水酸化ナトリウム溶液中に浸漬し中和処理を施した。次いで、10質量%のヨウ化カリウム水溶液中に浸漬した後水洗浴で水洗し、巻き取って、80℃の乾燥オーブン中で繊維中に含まれる水分率が2%以下になるまで乾燥した。得られた繊維の評価結果を表1に示す。
(Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3)
Obtained by the method shown in US Pat. No. 4,453,393, 14.0% by mass of polyparaphenylenebenzobisoxazole having an intrinsic viscosity of 24.4 dL / g measured with a methanesulfonic acid solution at 30 ° C. and polyphosphoric acid ( A polymer dope having a phosphorus pentoxide content of 83.17% by weight was used for spinning. The dope for spinning is added after a predetermined amount of phthalocyanine copper to the polymer dope in the polymerized dope so that the content with respect to the polymer mass becomes the content shown in Table 1, and mixed uniformly, and then allowed to pass through a metal mesh filter medium. And filtered. Next, after kneading and defoaming with a biaxial kneader, the pressure is increased, the spinning dope temperature is maintained at 170 ° C., spinning is performed at 170 ° C. from a spinneret having a hole number of 166, and the humidity is adjusted to a temperature of 60 Cool the discharged yarn with a cooling nitrogen air at ℃, cool the discharged yarn to 40 ℃ by natural cooling, and then introduce it into the coagulation / extraction bath (30 mass% phosphoric acid aqueous solution adjusted to 30 ℃) And turned into yarn. Next, the yarn was wound around a gossette roll, washed at a constant speed and washed in a second extraction bath of ion-exchanged water, and then immersed in 0.1N sodium hydroxide solution for neutralization. Next, after immersing in a 10% by mass aqueous potassium iodide solution, it was washed with a water-washing bath, wound up, and dried in a drying oven at 80 ° C. until the moisture content contained in the fiber was 2% or less. The evaluation results of the obtained fiber are shown in Table 1.

(実施例4)
フタロシアニン銅のかわりにフタロシアニン鉄を使うこと以外は実施例2と同様にして繊維を製造した。得られた繊維の結果を表1に示す。
Example 4
A fiber was produced in the same manner as in Example 2 except that phthalocyanine iron was used instead of phthalocyanine copper. The results of the obtained fiber are shown in Table 1.

Figure 2006348441
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表1より、本発明のポリベンザゾール繊維は、従来のポリベンザゾール繊維に比べて高い電気伝導性を示し、強度物性にも極めて優れていることが分かる。   From Table 1, it can be seen that the polybenzazole fiber of the present invention exhibits higher electrical conductivity than the conventional polybenzazole fiber and is extremely excellent in strength properties.

本発明のポリベンザゾール繊維は、これまでにない電気伝導性を有するポリベンザゾール繊維で高強度と導電性を両立させることができるため、産業用資材として実用性を高め利用分野を拡大する効果が絶大である。
即ち、シリコンチップを実装するための高密度高性能回路基板用途はもとより、ケーブル、電線や光ファイバー等のテンションメンバー、ロープ等の緊張材、ロケットインシュレーション、ロケットケイシング、圧力容器、宇宙服の紐、惑星探査気球等の航空、宇宙資材、耐弾材等の耐衝撃用部材、手袋等の耐切創用部材、消防服、耐熱フェルト、プラント用ガスケット、耐熱織物、各種シーリング、耐熱クッション、フィルター等の耐熱耐炎部材、ベルト、タイヤ、靴底、ロープ、ホース等のゴム補強剤、釣り糸、釣竿、テニスラケット、卓球ラケット、バトミントンラケット、ゴルフシャフト、クラブヘッド、ガット、弦、セイルクロス、ランニングシューズ、マラソンシューズ、スパイクシューズ、スケートシューズ、バスケットボールシューズ、バレーボールシューズ等の運動靴、競技(走)用自転車及びその車輪、ロードレーサー、ピストレーサー、マウンテンバイク、コンポジットホイール、ディスクホイール、テンションディスク、スポーク、ブレーキワイヤー、変速機ワイヤー、競技(走)用車椅子及びその車輪、プロテクター、レーシングスーツ、スキー、ストック、ヘルメット、落下傘等のスポーツ関係資材、アバンスベルト、クラッチファーシング等の耐摩擦材、各種建築材料用補強剤及びその他ライダースーツ、スピーカーコーン、軽量乳母車、軽量車椅子、軽量介護用ベッド、救命ボート、ライフジャケット等、広範にわたる用途に使用できる。
The polybenzazole fiber of the present invention is a polybenzazole fiber having unprecedented electrical conductivity, and can achieve both high strength and conductivity, thus increasing the practicality as an industrial material and expanding the application field Is enormous.
That is, in addition to high-density and high-performance circuit board applications for mounting silicon chips, tension members such as cables, electric wires and optical fibers, tension materials such as ropes, rocket insulation, rocket casing, pressure vessels, and spacesuit strings Aircraft such as planetary exploration balloons, space materials, impact resistant materials such as bulletproof materials, cut resistant materials such as gloves, fire clothes, heat felt, plant gaskets, heat resistant fabrics, various seals, heat resistant cushions, filters, etc. Heat-resistant flame-resistant material, belt, tire, shoe sole, rope, hose rubber reinforcement, fishing line, fishing rod, tennis racket, table tennis racket, badminton racket, golf shaft, club head, gut, strings, sail cross, running shoes, Marathon shoes, spike shoes, skate shoes, basketball Athletic shoes such as shoes, volleyball shoes, bicycles for competition (running) and their wheels, road racers, pistracers, mountain bikes, composite wheels, disc wheels, tension disks, spokes, brake wires, transmission wires, for competition (running) Wheelchairs and their wheels, protectors, racing suits, skis, stocks, helmets, parasols and other sports-related materials, avance belts, friction materials such as clutch facings, various building material reinforcements and other rider suits, speaker cones, lightweight It can be used for a wide range of applications such as baby carriages, lightweight wheelchairs, lightweight nursing beds, lifeboats, and life jackets.

Claims (3)

フタロシアニン化合物を含み、電気伝導度が1(Ω・cm)-1以上で、かつ引張強度が4GPa以上であることを特徴とするポリベンザゾール繊維。 A polybenzazole fiber comprising a phthalocyanine compound, having an electric conductivity of 1 (Ω · cm) −1 or more and a tensile strength of 4 GPa or more. フタロシアニン化合物の含有率が5質量%以上50質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載のポリベンザゾール繊維。   The polybenzazole fiber according to claim 1, wherein the content of the phthalocyanine compound is 5% by mass or more and less than 50% by mass. ポリベンザゾール、該ポリベンザゾールの溶媒及びフタロシアニン化合物を含むポリマードープを紡糸口金から吐出させ、延伸して糸条化後、得られた糸条について前記溶媒の抽出処理を施し、さらに、ヨウ素含有液に浸漬した後、水洗、乾燥させることを特徴とするポリベンザゾール繊維の製造方法。   A polymer dope containing polybenzazole, a solvent of the polybenzazole and a phthalocyanine compound is discharged from a spinneret, and after drawing to form a yarn, the obtained yarn is subjected to extraction treatment of the solvent, and further contains iodine. A method for producing a polybenzazole fiber, which is immersed in a liquid, washed with water and dried.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101487146B (en) * 2008-01-14 2011-06-15 北京服装学院 Electrospinning luminous nano fibre and preparation method thereof

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