JP2010106406A - Method for producing aromatic co-polyamide fiber - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method for producing an aromatic co-polyamide fiber by which even inorganic fine particles such as a high-specific gravity inorganic pigment can uniformly be dispersed in the fiber, with the result that the fiber has excellent mechanical characteristics such as strength without color unevenness. <P>SOLUTION: The aromatic co-polyamide fiber is produced. In the process, a slurry of the inorganic fine particles having ≥2 specific gravity, and dispersed in an amide-based solvent is added and mixed with 100 pts.wt. of an aromatic co-polyamide polymer solution dissolved in the amide-based solvent so as to provide ≤70 pts.wt. of the slurry. The resultant aromatic co-polyamide polymer solution mixed with the inorganic fine particles is further uniformly mixed with the aromatic co-polyamide polymer solution free from the inorganic fine particles. The obtained polymer dope is discharged from a spinneret, and passed through a coagulation step, water washing step, drying step, and hot-drawing step to provide the aromatic co-polyamide fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、高比重の無機微粒子の分散性に優れ、かつ引張強度などの機械的物性に優れた芳香族コポリアミド繊維の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aromatic copolyamide fiber excellent in dispersibility of inorganic fine particles having a high specific gravity and excellent in mechanical properties such as tensile strength.

従来より、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分を主成分としてなるアラミド繊維(全芳香族ポリアミド繊維)、特にパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、その強度、高弾性率、高耐熱性などの特徴を有することから、様々な産業資材用途や、消防服、防弾・防刃材といった防護衣料用途などで幅広く用いられている。
昨今、消防服などの防護衣料の分野では、強度や難燃性といった消防士の生命を守るために必須の諸物性に加え、様々な色のバリエーションを有する意匠性も重要な要素の一つとなっており、元の繊維の色以外の色を付けるためには、繊維を染色する方法や、製糸の段階で原料着色する方法などがある。代表的なパラ型アラミド繊維として知られるポリパラフェニレンテレフタルアミド(以下「PPTA」と記す)繊維の場合、液晶性のポリマードープを用いて製糸するために、その液晶性を阻害するような無機顔料の添加が困難であるため、主に染色によって繊維に色を付ける。このようなPPTA繊維の染色に関しては、これまで様々な検討がなされており、例えば特許文献1(特開2007−16343号公報)では、座屈部(キンクバンド)を有し、かつこの座屈部をカチオン性または分散染料で染色したパラ系全芳香族ポリアミド繊維を含んだ繊維構造体に関する報告がされている。しかしながら、一般にPPTA繊維は、高い耐薬品性が故に染まりにくく、本公報のように繊維中の座屈部を優先的に染色することにより、物理的により多くの座屈部を付与することにより、色ムラなくよく染まる反面、繊維の欠陥が増えることになるため強度などの機械的物性が大きく損なわれる問題がある。
Conventionally, an aramid fiber (fully aromatic polyamide fiber) mainly composed of an aromatic dicarboxylic acid component and an aromatic diamine component, particularly a para-type wholly aromatic polyamide fiber, has strength, high elastic modulus, high heat resistance, etc. Because of its characteristics, it is widely used in various industrial material applications and protective clothing applications such as fire-fighting clothes and bulletproof / bladeproof materials.
In recent years, in the field of protective clothing such as fire fighting clothes, in addition to the physical properties essential for protecting the life of firefighters such as strength and flame retardancy, design properties with various color variations are also an important factor. In order to add a color other than the original fiber color, there are a method of dyeing the fiber and a method of coloring the raw material at the stage of yarn production. In the case of polyparaphenylene terephthalamide (hereinafter referred to as “PPTA”) fiber, which is known as a typical para-type aramid fiber, an inorganic pigment that inhibits liquid crystallinity because it is produced using a liquid crystalline polymer dope Is difficult to add, so the fibers are colored mainly by dyeing. Various studies have been made so far regarding the dyeing of such PPTA fibers. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-16343) has a buckling portion (kink band) and this buckling. There have been reports on fiber structures containing para-type wholly aromatic polyamide fibers dyed partly with cationic or disperse dyes. However, in general, PPTA fiber is difficult to dye due to high chemical resistance, and by giving a higher buckling part physically by preferentially dyeing the buckling part in the fiber as in this publication, Although it dyes well without color unevenness, there is a problem in that mechanical properties such as strength are greatly impaired due to increased fiber defects.

一方、等方性のポリマードープを用いて製糸するパラ型芳香族コポリアミド繊維では、ポリマードープに無機顔料などを添加しても結晶性に大きな影響はないため、主に原料着色(以下「原着」と記す)で繊維に色を付ける。このような原着糸に関しても、これまで様々な検討がなされており、例えば特許文献2(特開2005−232642号公報)では、酸化チタン微粒子などを添加してある特定の色相を有するパラ型全芳香族ポリアミド繊維が報告されている。本公報のような方法により、一定の色相を有するパラ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることは可能であるが、その製造方法に関して十分な記載はなく、また繊維中への分散性や繊維の色ムラなどの観点から、高比重の微粒子の適用が困難であるため、用いられる微粒子の種類が限定され、さらには得られる繊維の色に関しても限定される問題がある。
このような現状に鑑み、強度低下が少なく、また様々な色を有し、かつ例え高比重の顔料を用いた場合においても、色ムラの少ない簡便な芳香族コポリアミド繊維の製造方法の開発が大いに望まれている。
特開2007−16343号公報 特開2005−232642号公報
On the other hand, in para-type aromatic copolyamide fibers that are produced using an isotropic polymer dope, addition of an inorganic pigment or the like to the polymer dope has no significant effect on crystallinity. Color the fibers with the following: Various studies have been made so far regarding such an original yarn. For example, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-232642), a para type having a specific hue to which titanium oxide fine particles and the like are added. Fully aromatic polyamide fibers have been reported. Although it is possible to obtain a para-type wholly aromatic polyamide fiber having a certain hue by the method as described in this publication, there is no sufficient description regarding the production method, and the dispersibility in the fiber and the color of the fiber are not described. From the viewpoint of unevenness and the like, it is difficult to apply fine particles with high specific gravity, so that there are problems that the types of fine particles used are limited and the color of the resulting fiber is also limited.
In view of such a current situation, development of a simple method for producing an aromatic copolyamide fiber with little reduction in strength, even when various colors are used, and even when a pigment with a high specific gravity is used, has little color unevenness. It is highly desired.
JP 2007-16343 A JP-A-2005-232642

本発明は、上記従来技術を背景になされたものであり、特に、高比重の無機顔料であっても繊維中に均一に分散させることができ、その結果、色ムラがなく、また強度などの機械的特性にも優れた芳香族コポリアミド繊維の簡便な製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made against the background of the above-described prior art, and in particular, even an inorganic pigment having a high specific gravity can be uniformly dispersed in a fiber. It aims at providing the simple manufacturing method of the aromatic copolyamide fiber excellent also in the mechanical characteristic.

本発明では、先ず一般的な粉体の溶剤中における沈降速度を表し、式1のように示されるストークスの式に着目した。   In the present invention, first, the sedimentation rate of a general powder in a solvent is expressed, and attention is paid to the Stokes equation shown as Equation 1.

Figure 2010106406
Figure 2010106406

この式に示されるように、粉体の沈降速度は、粉体と溶剤との比重差に比例し、溶剤の粘度に反比例する。微粒子を含有した芳香族コポリアミド繊維を製造する場合、芳香族コポリアミドポリマーに対して良溶剤であるアミド系溶剤に微粒子を分散させたスラリーを作製し、これを同じくアミド系溶剤に溶解した芳香族コポリアミドポリマー溶液と混合させる方法が一般的である。しかしながら、アミド系溶剤の比重は1前後のものが多く、また粘度も低いために、例えば高比重の微粒子を分散させたスラリー中では、仮に微粒子表面を表面加工し溶剤との親和性を高めたとしても容易に微粒子の沈降が起こり、スラリーを安定的に貯蔵することが困難である。そればかりでなく、例え十分な撹拌などにより貯蔵中のスラリーの十分な分散性が達成できたとしても、これを芳香族コポリアミドポリマー溶液と混合させるまでの輸送中に容易に沈降するため、芳香族コポリアミドポリマー溶液中の微粒子の分散が不均一になり、結果として繊維中に微粒子が偏析してしまうために、著しい機械的物性の低下が生起する。また、微粒子が顔料のような原着を目的とした微粒子の場合であれば、繊維中の色ムラとなる問題がある。また、直接、芳香族コポリアミドポリマー溶液中に微粒子を分散させ、これを製糸する方法も考えられるが、本方法においてもポリマー溶液中および得られる繊維中の微粒子の偏析が懸念されるばかりでなく、十分な分散性を得るためには長時間の撹拌が必要であり、また大量のポリマー溶液を調製することが困難となるため生産性や作業効率性の観点から好ましくない。   As shown in this equation, the sedimentation speed of the powder is proportional to the specific gravity difference between the powder and the solvent and inversely proportional to the viscosity of the solvent. When producing an aromatic copolyamide fiber containing fine particles, a slurry is prepared by dispersing fine particles in an amide solvent, which is a good solvent for the aromatic copolyamide polymer, and this is dissolved in an amide solvent. A method of mixing with a group copolyamide polymer solution is common. However, since the specific gravity of amide solvents is mostly around 1, and the viscosity is low, for example, in a slurry in which fine particles with a high specific gravity are dispersed, the surface of the fine particles is temporarily processed to increase the affinity with the solvent. However, the sedimentation of the fine particles easily occurs, and it is difficult to stably store the slurry. In addition, even if sufficient dispersibility of the slurry during storage can be achieved, for example, by sufficient agitation, it can easily settle out during transport until mixed with the aromatic copolyamide polymer solution, so The dispersion of the fine particles in the group copolyamide polymer solution becomes non-uniform, and as a result, the fine particles are segregated in the fiber, resulting in a significant decrease in mechanical properties. In addition, if the fine particles are fine particles intended for deposition, such as a pigment, there is a problem of color unevenness in the fibers. In addition, a method of directly dispersing fine particles in an aromatic copolyamide polymer solution and spinning it can be considered, but in this method as well, there is not only a concern of segregation of fine particles in the polymer solution and the resulting fiber. In order to obtain sufficient dispersibility, stirring for a long time is necessary, and it is difficult to prepare a large amount of polymer solution, which is not preferable from the viewpoint of productivity and work efficiency.

そこで、ポリマー溶液および繊維中での微粒子の高い分散性をより効率的に達成させるために検討を重ねた結果、先ずアミド系溶剤に分散した微粒子スラリーを芳香族コポリアミドポリマー溶液に添加して混合して、高濃度の微粒子を含有するポリマー溶液を調製し、次いでこの微粒子を含有するポリマー溶液と微粒子を含有しないポリマー溶液とを混合することにより、例え高比重の無機微粒子であっても貯蔵中のポリマー溶液および繊維中の微粒子の偏析が抑制でき、また機械的物性を損なうことなく効率的に微粒子を含有する芳香族コポリアミド繊維を得られることを見出し、本発明に到達した。   Therefore, as a result of repeated studies to achieve a high dispersion of fine particles in the polymer solution and fiber more efficiently, first, the fine particle slurry dispersed in the amide solvent is added to the aromatic copolyamide polymer solution and mixed. Then, a polymer solution containing a high concentration of fine particles is prepared, and then a polymer solution containing the fine particles is mixed with a polymer solution not containing the fine particles, so that even inorganic fine particles having a high specific gravity are being stored. It was found that the segregation of fine particles in the polymer solution and fibers can be suppressed, and that an aromatic copolyamide fiber containing fine particles can be obtained efficiently without impairing mechanical properties.

かくして、本発明は、芳香族コポリアミド繊維を製造するに際し、アミド系溶剤に溶解した芳香族コポリアミドポリマー溶液100重量部に対し、アミド系溶剤に分散した比重が2以上の無機微粒子スラリーを70重量部以下となるよう添加して混合し、さらにこの無機微粒子を混合した芳香族コポリアミドポリマー溶液と、無機微粒子を含まない芳香族コポリアミドポリマー溶液とを均一に混合し、得られたポリマードープを口金より吐出して、凝固工程、水洗工程、乾燥工程、熱延伸工程を経ることを特徴とする芳香族コポリアミド繊維の製造方法に関する。   Thus, in the production of the aromatic copolyamide fiber, the present invention provides an inorganic fine particle slurry having a specific gravity of 2 or more dispersed in the amide solvent with respect to 100 parts by weight of the aromatic copolyamide polymer solution dissolved in the amide solvent. The polymer dope obtained by uniformly mixing the aromatic copolyamide polymer solution mixed with the inorganic fine particles and the aromatic copolyamide polymer solution not containing the inorganic fine particles was added and mixed so as to be less than or equal to parts by weight. It is related with the manufacturing method of the aromatic copolyamide fiber characterized by discharging through a nozzle | cap | die, and passing through a coagulation process, a water washing process, a drying process, and a heat | fever drawing process.

本発明によれば、高比重の無機微粒子であっても、効率的、かつ均一に分散させることができ、その結果、機械的物性を損なうことなく色ムラなどの少ない芳香族コポリアミド繊維を得ることができる。得られる芳香族コポリアミドは、産業資材用途や、消防服などの防護衣料の分野など、様々な分野に有用に使用される。   According to the present invention, even inorganic fine particles having a high specific gravity can be dispersed efficiently and uniformly, and as a result, an aromatic copolyamide fiber with little color unevenness is obtained without impairing mechanical properties. be able to. The obtained aromatic copolyamide is usefully used in various fields such as industrial materials and the field of protective clothing such as fire fighting clothes.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明における芳香族コポリアミドとは、2種類以上の2価の芳香族基が直接アミド結合により連結されているポリマーであって、一般に公知の方法に従って、アミド系極性溶剤中で、芳香族ジカルボン酸ジクロライドと芳香族ジアミンの重縮合反応により得られる。このとき、上記芳香族基は2個の芳香環が酸素、硫黄、アルキル基で結合されたものであっても特に差し支えない。また、これらの2価の芳香環は、非置換またはメチル基やメチル基などの低級アルキル基や、メトキシ基、また塩素基などのハロゲン基で置換されていても差し支えは無く、その置換基の種類や置換基の数は特に限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The aromatic copolyamide in the present invention is a polymer in which two or more kinds of divalent aromatic groups are directly linked by an amide bond, and is generally an aromatic dicarboxylic acid in an amide polar solvent according to a known method. Obtained by polycondensation reaction of acid dichloride and aromatic diamine. At this time, the aromatic group may be one in which two aromatic rings are bonded with oxygen, sulfur, or an alkyl group. In addition, these divalent aromatic rings may be unsubstituted or substituted with a lower alkyl group such as a methyl group or a methyl group, or a halogen group such as a methoxy group or a chlorine group. The type and the number of substituents are not particularly limited.

本発明における芳香族ジカルボン酸ジクロライドとは、例えばテレフタル酸ジクロライド、2−クロロテレフタル酸ジクロライド、3−メチルテレ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、イソフタル酸ジクロライドなどが挙げられるが、汎用性や繊維の機械的物性などの面からテレフタル酸ジクロライドが最も好ましい。また、これら芳香族ジカルボン酸ジクロライドを1種類または2種類以上用いることもでき、その組成比は特に限定されるものではない。   Examples of the aromatic dicarboxylic acid dichloride in the present invention include terephthalic acid dichloride, 2-chloroterephthalic acid dichloride, 3-methylterephthalic acid dichloride, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid dichloride, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dichloride, and isophthalic acid. Acid dichloride and the like can be mentioned, but terephthalic acid dichloride is most preferable from the viewpoints of versatility and mechanical properties of the fiber. One or more of these aromatic dicarboxylic acid dichlorides can be used, and the composition ratio is not particularly limited.

本発明における芳香族ジアミンとは、例えばパラフェニレンジアミン、3,4´−ジアミノジフェニルエーテル、パラビフェニレンジアミン、5−アミノ−2−(4−アミノフェニレン)ベンズイミダゾール、1,4−ジクロロパラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではなく芳香族環に置換基がついていたり、その他複素環などがついていたりしても差し支えない。
本発明においては、これらの芳香族ジアミンのうち、2種類以上用いる。その組み合わせとしては、汎用性や繊維の機械的物性などの観点から、パラフェニレンジアミンと3,4´−ジアミノジフェニルエーテルの組み合わせが最も好ましく、その組成比は特に限定されるものではないが、全芳香族ジアミン量に対して、それぞれ30〜70モル%、70〜30モル%が好ましく、さらに好ましくはそれぞれ40〜60モル%、60〜40モル%、最も好ましくはそれぞれ45〜55モル%、55〜45モル%である。
Examples of the aromatic diamine in the present invention include paraphenylene diamine, 3,4'-diaminodiphenyl ether, parabiphenylene diamine, 5-amino-2- (4-aminophenylene) benzimidazole, 1,4-dichloroparaphenylene diamine, Examples include, but are not limited to, metaphenylenediamine, and the aromatic ring may have a substituent or other heterocyclic ring.
In the present invention, two or more of these aromatic diamines are used. The combination is most preferably a combination of paraphenylenediamine and 3,4′-diaminodiphenyl ether from the viewpoints of versatility and mechanical properties of the fiber, and the composition ratio is not particularly limited. 30 to 70 mol% and 70 to 30 mol% are preferred, respectively, more preferably 40 to 60 mol% and 60 to 40 mol%, most preferably 45 to 55 mol% and 55 to 55 mol%, respectively, with respect to the amount of the group diamine. 45 mol%.

本発明におけるアミド系溶剤としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」と記す)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダゾリジノンなどが挙げられるが、汎用性、有害性、取り扱い性、芳香族コポリアミドポリマーに対する溶解性などの観点から、NMPが最も好ましい。   Examples of the amide solvent in the present invention include N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylimidazolidinone and the like. NMP is most preferable from the viewpoints of versatility, harmfulness, handleability, and solubility in aromatic copolyamide polymers.

本発明における無機微粒子としては、例えば、酸化鉄(III)や、コバルトブルー、酸化チタン、硫酸バリウム、カオリン、黒鉛、炭酸カルシウム、ウォラストナイト、マイカなどの微粒子が挙げられるが、比重は2以上、好ましくは、比重が3〜10であり、またその平均粒子径(D50)が0.05μm〜2μm、好ましくは0.1〜1.5μmである。また、前述の比重や平均粒子径(D50)を満たす無機微粒子であれば、その組成や形状、表面処理の有無などに特に限定されるものではない。
比重が2未満の場合、溶剤との比重差があまりないため、微粒子を溶剤に分散させたスラリーにおいてある程度撹拌することにより、微粒子の分散性は保持され、このスラリーをポリマードープへ注入することによっても、ポリマードープ中での微粒子の偏析は起こりにくいため、本発明のように、先ず微粒子をポリマードープ中に微粒子を分散させ、このポリマードープと微粒子を含まないポリマードープを混合させるような方法を取る必要は少ない。
Examples of the inorganic fine particles in the present invention include fine particles of iron (III) oxide, cobalt blue, titanium oxide, barium sulfate, kaolin, graphite, calcium carbonate, wollastonite, mica, and the specific gravity is 2 or more. The specific gravity is preferably 3 to 10, and the average particle diameter (D50) is 0.05 to 2 μm, preferably 0.1 to 1.5 μm. Moreover, as long as it is an inorganic fine particle which satisfy | fills the above-mentioned specific gravity and average particle diameter (D50), it will not specifically limit to the composition and shape, the presence or absence of surface treatment, etc.
When the specific gravity is less than 2, since there is not much difference in specific gravity with the solvent, the dispersibility of the fine particles is maintained by stirring to some extent in the slurry in which the fine particles are dispersed in the solvent. By injecting this slurry into the polymer dope However, since segregation of the fine particles in the polymer dope is unlikely to occur, a method of dispersing the fine particles in the polymer dope first and mixing the polymer dope and the polymer dope not containing the fine particles as in the present invention. There is little need to take.

また、無機微粒子の平均粒子径(D50)が0.05μm未満の場合、このような大きさまで分散させるためには、長時間および/または高剪断力による撹拌が必要となり、生産性を考慮した場合、効率的なポリマードープの調製が困難となるため好ましくない。一方、平均粒子径(D50)が2μmを超える場合、得られる繊維の繊維径にもよるが、一般な繊維径である5〜20μmである場合、繊維径に対する微粒子のサイズが大きくなることにより、繊維中のポリマーの連続層が微粒子による阻害されるため、微粒子が存在する部分が欠点となり、繊維の機械的物性が著しく損なわれるため好ましくない。   In addition, when the average particle diameter (D50) of the inorganic fine particles is less than 0.05 μm, in order to disperse to such a size, stirring for a long time and / or high shear force is required, and considering productivity This is not preferable because it makes it difficult to prepare an efficient polymer dope. On the other hand, when the average particle diameter (D50) exceeds 2 μm, depending on the fiber diameter of the obtained fiber, when the average particle diameter is 5 to 20 μm, the size of the fine particles with respect to the fiber diameter increases. Since the continuous layer of the polymer in the fiber is inhibited by the fine particles, the portion where the fine particles are present becomes a defect, and the mechanical properties of the fiber are remarkably impaired.

なお、ここで言う平均粒子径(D50)とは、微粒子を水に分散させ、レーザー回折式による粒度分布測定装置(装置名:SALD−200V ER、(株)島津製作所社製)を用いて測定した微粒子の粒子径であり、D50とは、100サンプルの粒径を測定した時、粒径が小さい方から数えて50番目に当る粒径のことを指し、測定試料の平均の粒子径を意味する。   The average particle size (D50) mentioned here is measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device (device name: SALD-200VER, manufactured by Shimadzu Corporation) by dispersing fine particles in water. D50 is the 50th particle size counted from the smallest particle size when measuring the particle size of 100 samples, and means the average particle size of the measurement sample To do.

本発明におけるポリマードープとは、芳香族コポリアミドポリマーが、これに溶解可能な溶剤に溶解したポリマー溶液を指す。また、芳香族ジカルボン酸ジクロライドと芳香族ジアミンの重縮合反応の際に用いる溶剤が、芳香族コポリアミドポリマーに対しても良溶剤である場合は、重縮合反応後のポリマーを単離することなくそのままポリマードープとして用いることができる。
また、ポリマーの溶剤への溶解性を高める目的で無機塩を溶解助剤として用いることもできる。この無機塩としては、例えば塩化カルシウム、塩化リチウムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ポリマードープに対する無機塩の添加量としては特に限定されるものではないが、ポリマー溶解性向上の効果や、無機塩の溶剤への溶解度などの観点からポリマードープ重量に対して3〜10重量%が好ましい。
The polymer dope in the present invention refers to a polymer solution in which an aromatic copolyamide polymer is dissolved in a solvent that can be dissolved therein. If the solvent used in the polycondensation reaction between the aromatic dicarboxylic acid dichloride and the aromatic diamine is also a good solvent for the aromatic copolyamide polymer, the polymer after the polycondensation reaction is not isolated. It can be used as a polymer dope as it is.
In addition, an inorganic salt can also be used as a dissolution aid for the purpose of increasing the solubility of the polymer in the solvent. Examples of the inorganic salt include, but are not limited to, calcium chloride and lithium chloride. Although the amount of the inorganic salt added to the polymer dope is not particularly limited, it is 3 to 10% by weight based on the polymer dope weight from the viewpoint of the effect of improving the polymer solubility and the solubility of the inorganic salt in the solvent. preferable.

次に、本発明の方法を説明する。
本発明においては、先ず芳香族コポリアミドポリマーを重合する。
この重合は、公知の重縮合反応を適用し、アミド系溶媒、例えばNMPを反応容器に添加し、これに芳香族ジアミン、例えばパラフェニレンジアミンおよび3,4’−ジアミノジフェニルエーテルをそれぞれ溶解させ、これに芳香族ジカルボン酸ジクロライド、例えばテレフタル酸ジクロライドを添加して重縮合反応を開始させる。この際、添加する芳香族ジアミンの量は、芳香族ジアミンの全量を100モル%としたとき、パラフェニレンジアミンと3,4’−ジアミノジフェニルエーテルがそれぞれ30〜70モル%、70〜30モル%が好ましく、さらに好ましくはそれぞれ40〜60モル%、60〜40モル%、最も好ましくはそれぞれ45〜55モル%、55〜45モル%である。また、添加する芳香族ジカルボン酸ジクロライドの量は、芳香族ジアミンに対して、95〜105モル%である。芳香族ジカルボン酸ジクロライドが95モル%未満および105モル%を超える場合、芳香族ジアミンとの反応が十分に進まず、高い重合度が得られないため好ましくない。
Next, the method of the present invention will be described.
In the present invention, an aromatic copolyamide polymer is first polymerized.
In this polymerization, a known polycondensation reaction is applied, an amide solvent such as NMP is added to the reaction vessel, and aromatic diamines such as paraphenylenediamine and 3,4′-diaminodiphenyl ether are dissolved therein, respectively. An aromatic dicarboxylic acid dichloride such as terephthalic acid dichloride is added to the polycondensation reaction. At this time, the amount of the aromatic diamine to be added is 30 to 70 mol% and 70 to 30 mol%, respectively, of paraphenylenediamine and 3,4'-diaminodiphenyl ether when the total amount of the aromatic diamine is 100 mol%. More preferably, they are 40-60 mol% and 60-40 mol%, respectively, Most preferably, they are 45-55 mol%, 55-45 mol%, respectively. Moreover, the quantity of the aromatic dicarboxylic acid dichloride to add is 95-105 mol% with respect to aromatic diamine. When the aromatic dicarboxylic acid dichloride is less than 95 mol% and exceeds 105 mol%, the reaction with the aromatic diamine does not proceed sufficiently, and a high degree of polymerization cannot be obtained.

その後、公知の撹拌機を用いて芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸ジクロライドとの重縮合反応を行う。このときの反応温度や反応時間は、反応温度により大きく異なるため、重合の進行を見ながら適宜調整することができる。   Thereafter, a polycondensation reaction between the aromatic diamine and the aromatic dicarboxylic acid dichloride is performed using a known stirrer. The reaction temperature and reaction time at this time vary greatly depending on the reaction temperature, and can be appropriately adjusted while watching the progress of the polymerization.

反応終了後、芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸ジクロライドとの重縮合反応により系内に塩酸が発生し、系内が酸性になるため、中和する目的で、水酸化カルシウムなどのアルカリを添加する。アルカリの添加量は、アルカリの種類や芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸ジクロライドの添加量により異なるが、水酸化カルシウムを用いる場合、芳香族ジカルボン酸ジクロライドに対して95〜100モル%が好ましい。水酸化カルシウムが95モル%未満の場合、十分に中和を行うことができず、系内は依然として酸性を示し、解重合の原因になるため好ましくない。また100モル%を超える場合、系内がアルカリを示し、同じく解重合の原因となり好ましくない。
中和反応により発生する塩化カルシウムは、生成したポリマーの溶剤への溶解を高める溶解助剤としてそのまま用いることができるため、系内から除去する必要はない。
このようにして得られた芳香族コポリアミドポリマーは、NMPに溶解した、等方性ポリマードープであり、単離することなくそのまま、製糸工程で用いることができる。ただし、このとき、パラ型全芳香族コポリアミドポリマーの濃度は、ポリマードープの粘度や安定性に著しく影響し、後の製糸工程において曵糸性などに大きく影響する。そのため、ポリマー濃度は、2〜10重量%であることが好ましい。そのため、得られたポリマードープは、ポリマー濃度や粘度調整をする目的で、N−メチル−2−ピロリドンを適量添加することができる。
After completion of the reaction, hydrochloric acid is generated in the system due to the polycondensation reaction of aromatic diamine and aromatic dicarboxylic acid dichloride, and the system becomes acidic. For the purpose of neutralization, an alkali such as calcium hydroxide is added. . The amount of alkali added varies depending on the type of alkali and the amounts of aromatic diamine and aromatic dicarboxylic acid dichloride, but when calcium hydroxide is used, it is preferably 95 to 100 mol% with respect to the aromatic dicarboxylic acid dichloride. When calcium hydroxide is less than 95 mol%, neutralization cannot be carried out sufficiently, the inside of the system still shows acidity and causes depolymerization, which is not preferable. On the other hand, when it exceeds 100 mol%, the inside of the system shows an alkali, which is also not preferable because it causes depolymerization.
The calcium chloride generated by the neutralization reaction can be used as it is as a solubilizing agent that enhances the dissolution of the produced polymer in the solvent, and therefore does not need to be removed from the system.
The aromatic copolyamide polymer thus obtained is an isotropic polymer dope dissolved in NMP and can be used as it is in the spinning process without isolation. However, at this time, the concentration of the para-type wholly aromatic copolyamide polymer significantly affects the viscosity and stability of the polymer dope, and greatly affects the spinnability and the like in the subsequent spinning process. Therefore, the polymer concentration is preferably 2 to 10% by weight. Therefore, an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone can be added to the obtained polymer dope for the purpose of adjusting the polymer concentration and viscosity.

次に、芳香族コポリアミドポリマードープと無機微粒子とを混合する。その混合に用いる装置には、特に限定されるものではなく、公知の混合装置、例えばプラネタリミキサー、ニーダーやルーダーなどのポリマードープ中に微粒子を均一に分散させることができる混合機であれば特に差し支えなく、その形状や出力、容量は特に限定されるものではない。また、出力や時間などの混合条件についても、装置の形状や出力、容量を考慮し適宜調整することができる。
なお、効率的にポリマードープ中に無機微粒子を分散させるために、予め無機微粒子をポリマードープに用いられているアミド系溶剤に分散させたスラリーをポリマードープと混合することが好ましい。また、その際の無機微粒子スラリーの濃度は特に限定されるものではないが、スラリー中の微粒子の分散性、取り扱い性などの観点から、1重量%〜20重量%が好ましく、より好ましくは2重量%〜15重量%、さらに好ましくは3重量%〜10重量%である。
Next, the aromatic copolyamide polymer dope and the inorganic fine particles are mixed. The apparatus used for the mixing is not particularly limited, and any known mixing apparatus such as a planetary mixer, a mixer capable of uniformly dispersing fine particles in a polymer dope such as a kneader or a ruder may be used. The shape, output, and capacity are not particularly limited. Also, the mixing conditions such as output and time can be appropriately adjusted in consideration of the shape, output and capacity of the apparatus.
In order to efficiently disperse the inorganic fine particles in the polymer dope, it is preferable to mix a slurry in which the inorganic fine particles are previously dispersed in the amide solvent used for the polymer dope with the polymer dope. Further, the concentration of the inorganic fine particle slurry at that time is not particularly limited, but is preferably 1% by weight to 20% by weight, and more preferably 2% by weight from the viewpoints of dispersibility and handling of the fine particles in the slurry. % To 15% by weight, more preferably 3% to 10% by weight.

さらに、ポリマードープに混合する無機微粒子スラリーの量は、ポリマードープ100重量部に対して、70重量部以下が好ましく、より好ましくは5〜60重量部、さらに好ましくは10〜50重量部である。なお、この無機微粒子スラリーの添加量は、最終的に得られる繊維中の微粒子量や無機微粒子スラリー中の微粒子濃度を考慮し、この範囲内で適宜調整することができる。無機微粒子スラリーのポリマードープへの添加量が70重量部を超える場合、微粒子の量が多すぎるためにポリマードープ中での均一な微粒子の分散を達成するために、長時間および/または高剪断力の撹拌が必要となるため生産性の観点から好ましくない。   Furthermore, the amount of the inorganic fine particle slurry mixed with the polymer dope is preferably 70 parts by weight or less, more preferably 5 to 60 parts by weight, and still more preferably 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer dope. The addition amount of the inorganic fine particle slurry can be appropriately adjusted within this range in consideration of the fine particle amount in the finally obtained fiber and the fine particle concentration in the inorganic fine particle slurry. When the addition amount of the inorganic fine particle slurry to the polymer dope exceeds 70 parts by weight, the amount of fine particles is too large, and in order to achieve uniform dispersion of the fine particles in the polymer dope, a long time and / or high shear force Is not preferable from the viewpoint of productivity.

次いで、無機微粒子を均一に混合したポリマードープと、無機微粒子を含まないポリマードープを混合する。その混合方法に関しては、作業性や繊維の生産性などを考慮すると、公知のスタティックミキサーが最も好ましく、その形状や種類、長さなど、これらを均一に混合できるものであれば特に限定されるものではない。また、その方法としては、無機微粒子を含まないポリマードープを送液する配管に、無機微粒子を含むポリマードープを送液する配管を接合させ、それらの配管が接合した下流側に各種スタティックミキサーを設ける方法が好ましい。無機微粒子を均一に混合したポリマードープと、無機微粒子を含まないポリマードープとの混合比率は、無機微粒子を均一に混合したポリマードープ中の無機微粒子濃度により異なるが、最終的に得られる芳香族コポリアミド繊維中の無機微粒子の量が芳香族コポリアミドポリマー100重量部に対して0.1〜10重量部になるように調整することが好ましい。芳香族コポリアミド繊維中の無機微粒子の量が芳香族コポリアミドポリマー100重量部に対して0.1重量部未満の場合、添加した無機微粒子の原着の効果やその他無機微粒子の添加の効果がほとんど発現しないため好ましくない。一方、芳香族コポリアミド繊維中の無機微粒子の量が芳香族コポリアミドポリマー100重量部に対して10重量部を超える場合、仮に無機微粒子の繊維中での分散が均一であったとしても、繊維中で強度に寄与する芳香族コポリアミドポリマー自体の量が少なくなるために、18cN/dtex以上の引張強度の達成が困難となるため好ましくない。芳香族コポリアミド繊維中の無機微粒子の量が芳香族コポリアミドポリマー100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲になるように調整できれば、その混合比率に特に限定されるものではない。   Next, a polymer dope in which inorganic fine particles are uniformly mixed and a polymer dope not containing inorganic fine particles are mixed. Regarding the mixing method, in consideration of workability, fiber productivity, etc., a known static mixer is most preferable, and its shape, type, length, etc. are particularly limited as long as they can be mixed uniformly. is not. In addition, as a method thereof, a pipe for feeding a polymer dope containing inorganic fine particles is joined to a pipe for feeding a polymer dope not containing inorganic fine particles, and various static mixers are provided on the downstream side where the pipes are joined. The method is preferred. The mixing ratio of the polymer dope in which the inorganic fine particles are uniformly mixed and the polymer dope not containing the inorganic fine particles varies depending on the concentration of the inorganic fine particles in the polymer dope in which the inorganic fine particles are uniformly mixed. It is preferable to adjust the amount of inorganic fine particles in the polyamide fiber to 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic copolyamide polymer. When the amount of inorganic fine particles in the aromatic copolyamide fiber is less than 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic copolyamide polymer, the effect of adding the added inorganic fine particles and the effect of adding other inorganic fine particles are It is not preferable because it hardly expresses. On the other hand, if the amount of the inorganic fine particles in the aromatic copolyamide fiber exceeds 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic copolyamide polymer, the fiber may be dispersed even if the dispersion of the inorganic fine particles in the fiber is uniform. In particular, the amount of the aromatic copolyamide polymer itself that contributes to the strength is reduced, which makes it difficult to achieve a tensile strength of 18 cN / dtex or more. If the amount of inorganic fine particles in the aromatic copolyamide fiber can be adjusted to be in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic copolyamide polymer, the mixing ratio is not particularly limited. .

次に、無機微粒子を混合した芳香族コポリアミドポリマードープを用い製糸を行う。
先ず、ポリマードープを紡糸口金から吐出する。吐出する際に用いる紡糸口金の孔径やノズル長、ホール数、材質などは特に限定されるものではなく、得られる繊維の繊維径や単糸数、曳糸性などを考慮し適宜調整することができる。
紡糸口金を通過する際のポリマードープの温度、および紡糸口金の温度は特に限定されるものではないが、曵糸性やポリマードープの吐出圧の観点から80〜120℃が好ましい。
Next, spinning is performed using an aromatic copolyamide polymer dope mixed with inorganic fine particles.
First, the polymer dope is discharged from the spinneret. The hole diameter, nozzle length, number of holes, material, and the like of the spinneret used for discharging are not particularly limited, and can be appropriately adjusted in consideration of the fiber diameter, the number of single yarns, the spinnability, and the like of the obtained fiber. .
The temperature of the polymer dope when passing through the spinneret and the temperature of the spinneret are not particularly limited, but are preferably 80 to 120 ° C. from the viewpoint of spinnability and polymer dope discharge pressure.

次に、紡糸口金から吐出したポリマードープを凝固液中で凝固する。この際、紡糸口金と凝固液の温度が大きく異なる場合、紡糸口金と凝固液が接触するとそれぞれの温度が変化し、制御が困難になるため、エアギャップを設ける半乾半湿式紡糸により行う。このときのエアギャップの長さは、特に限定されるものではないが、温度の制御性、曵糸性などの観点から5〜15mmが好ましい。ここで用いる凝固液は、NMP水溶液であり、その温度やNMP濃度は、特に限定されるものではなく、出糸した糸の凝固状態や後の工程通過性などに問題がない範囲で適宜調整することができる。   Next, the polymer dope discharged from the spinneret is coagulated in a coagulating liquid. At this time, when the temperatures of the spinneret and the coagulating liquid are greatly different, when the spinneret and the coagulating liquid come into contact with each other, the respective temperatures change and control becomes difficult. The length of the air gap at this time is not particularly limited, but is preferably 5 to 15 mm from the viewpoint of temperature controllability, stringiness, and the like. The coagulating liquid used here is an NMP aqueous solution, and the temperature and NMP concentration are not particularly limited, and are adjusted as appropriate within a range in which there is no problem in the coagulation state of the yarn taken out and the subsequent process passability. be able to.

次に、凝固した糸を水洗する。この水洗工程では、水を用いて糸中のNMPを可能な限り除くことを目的とする。その水洗条件は、特に限定されるものではなく、糸中のNMPを十分に除くことができる範囲で、その水洗浴の数や温度などを適宜調整することができる。   Next, the solidified yarn is washed with water. The purpose of this washing step is to remove NMP in the yarn as much as possible using water. The washing conditions are not particularly limited, and the number and temperature of the washing bath can be appropriately adjusted within a range in which NMP in the yarn can be sufficiently removed.

次に、水洗後の繊維を乾燥する。このときの乾燥条件は特に限定されるものではなく、繊維に付着した水分を十分に除去できる条件であれば問題はないが、作業性や繊維の熱による劣化を考慮すると、150〜250℃が好ましい。また、乾燥は、ローラーなどの接触型の乾燥装置や、乾燥炉中を繊維が通過するなどといった非接触型の乾燥装置など公知の乾燥装置をそのまま用いることができる。   Next, the washed fiber is dried. The drying conditions at this time are not particularly limited, and there is no problem as long as the moisture adhering to the fibers can be sufficiently removed. However, in consideration of workability and deterioration of the fibers due to heat, the temperature is 150 to 250 ° C. preferable. For drying, a known drying apparatus such as a contact-type drying apparatus such as a roller or a non-contact type drying apparatus in which fibers pass through a drying furnace can be used as it is.

次いで、乾燥後の繊維を熱延伸する。この工程では、繊維の熱延伸により、繊維中のポリマー分子を高度に配向させ、強度を付与することを目的とする。このときの熱延伸温度は300〜600℃が好ましく、さらに好ましくは320℃〜580℃、最も好ましくは350〜550℃である。熱延伸温度が300℃未満の場合、糸の延伸が十分に行うことができず、またそれにより繊維自身の強度も発現しないため好ましくない。一方、600℃を超える場合、ポリマーの熱分解が起こるために劣化し、高強度の糸が得られないため好ましくない。この熱延伸工程での延伸倍率は、5倍〜15倍が好ましいが、十分な高強度が達成できれば特にこの範囲に限定されるものではない。また、この熱延伸工程では、必要に応じて多段階に分けて行っても特に差し支えはない。   Next, the dried fiber is hot-drawn. In this step, the object is to highly orient polymer molecules in the fiber and impart strength by hot drawing of the fiber. The heat stretching temperature at this time is preferably 300 to 600 ° C, more preferably 320 ° C to 580 ° C, and most preferably 350 to 550 ° C. When the heat drawing temperature is less than 300 ° C., it is not preferable because the yarn cannot be sufficiently drawn and the strength of the fiber itself is not exhibited. On the other hand, when the temperature exceeds 600 ° C., the polymer is degraded due to thermal decomposition, and a high-strength yarn cannot be obtained. The draw ratio in this hot drawing step is preferably 5 to 15 times, but is not particularly limited to this range as long as sufficient high strength can be achieved. Further, in this heat stretching process, there is no particular problem even if it is performed in multiple stages as necessary.

そして、必要に応じて繊維に対して帯電抑制や潤滑性を付与する目的で油剤を付与し、最後にワインダーで巻き取る。付与する油剤の種類や付与する量など特に限定されるものではなく、後の用途などにより適宜調整することができる。また、ワインダーでの巻取り方法については、公知のワインダーを用い、適宜巻取り条件を調整して巻き取ることができる。   Then, if necessary, an oil agent is applied for the purpose of imparting charge suppression or lubricity to the fiber, and finally wound with a winder. There are no particular limitations on the type of oil agent to be applied and the amount to be applied, and the oil agent can be appropriately adjusted depending on the subsequent use. Moreover, about the winding method with a winder, it can wind up, adjusting a winding condition suitably using a well-known winder.

かくして得られる芳香族コポリアミド繊維は、繊維中の無機微粒子の分散性に優れ、この無機微粒子が顔料の場合、色ムラが少なく、また引張強度が18cN/dtex以上であることが好ましい。
なお、本発明の芳香族コポリアミド繊維の引張強度は、さらに好ましくは20〜25cN/dtexであり、例えば延伸倍率や繊維中のポリマー成分に対する分散させる無機微粒子の割合などをコントロールすることにより制御することができる。
The aromatic copolyamide fiber thus obtained is excellent in dispersibility of the inorganic fine particles in the fiber, and when the inorganic fine particles are pigments, the color unevenness is small and the tensile strength is preferably 18 cN / dtex or more.
The tensile strength of the aromatic copolyamide fiber of the present invention is more preferably 20 to 25 cN / dtex, and is controlled by controlling, for example, the draw ratio and the proportion of inorganic fine particles to be dispersed with respect to the polymer component in the fiber. be able to.

本実施例に使用した物性項目の測定法は、下記のとおりで行った。
<無機微粒子の平均粒子径(D50)>
微粒子を水に分散させ、レーザー回折式による粒度分布測定装置(装置名:SALD−200V ER、(株)島津製作所社製)を用いて微粒子の粒子径を測定した。100サンプルの粒径を測定し、粒径が小さいほうから数えて50番目に当る粒径を、「平均粒子径」とした。
<繊維の色ムラ>
ワインダーで紙管に巻き取った繊維を目視で観察し、次のような判断基準の下、○/△/×の3段階で評価した。
○:紙管に巻き取った繊維の中で、他と色が明らかに異なる箇所の数が0〜5
△:紙管に巻き取った繊維の中で、他と色が明らかに異なる箇所の数が6〜10
×:紙管に巻き取った繊維の中で、他と色が明らかに異なる箇所の数が11以上
この測定結果を表1に示す。
The physical property items used in the examples were measured as follows.
<Average particle diameter of inorganic fine particles (D50)>
The fine particles were dispersed in water, and the particle size of the fine particles was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer (device name: SALD-200VER, manufactured by Shimadzu Corporation). The particle diameter of 100 samples was measured, and the particle diameter corresponding to the 50th particle from the smallest particle diameter was defined as “average particle diameter”.
<Color unevenness of fibers>
The fiber wound around the paper tube with a winder was visually observed, and evaluated according to the following three criteria: ○ / Δ / ×.
○: The number of places where the color is clearly different from others among the fibers wound around the paper tube is 0 to 5
Δ: The number of locations where the color is clearly different from the others among the fibers wound around the paper tube is 6 to 10
X: The number of locations where the color is clearly different from the others among the fibers wound around the paper tube is 11 or more. Table 1 shows the measurement results.

<繊維の引張強度>
引張試験機(INSTRON社製、商品名:INSTRON、型式:5565型)を用いて、ASTM D885に準拠し、糸試験用チャックを用いて以下の条件により引張試験を行なった。
(測定条件)
温度 :室温
試料長 :75cm
チャック間距離 :500mm
チャック引張速度 :250mm/分
初荷重 :0.2cN/dtex
<Tensile strength of fiber>
Using a tensile tester (manufactured by INSTRON Co., Ltd., trade name: INSTRON, model: 5565 type), a tensile test was performed under the following conditions using a yarn test chuck in accordance with ASTM D885.
(Measurement condition)
Temperature: Room temperature Sample length: 75cm
Distance between chucks: 500 mm
Chuck tensile speed: 250 mm / min Initial load: 0.2 cN / dtex

[実施例1]
撹拌翼を有する撹拌槽に窒素を送り込み十分に置換した後、パラフェニレンジアミンを35重量部、および3,4´−ジアミノジフェニルエーテル65重量部を、それぞれ添加した。なお、添加した芳香族ジアミンの全量を100モル%としたとき、パラフェニレンジアミンおよび3,4´−ジアミノジフェニルエーテルのモル比は、それぞれ50モル%とした。次いで、NMPを2,500重量部投入し、撹拌しながら芳香族ジアミンを完全に溶解させた。
芳香族ジアミンが完全に溶解した後、テレフタル酸ジクロライドを130重量部添加し重縮合反応を行った。なお、テレフタル酸ジクロライドの添加量は、芳香族ジアミンに対して100モル%である。また、このときの反応温度および反応時間は、それぞれ80℃、30分であった。この重縮合反応により、芳香族コポリアミドポリマーが生成し、ポリマードープを得た。その後、このポリマードープを中和する目的で、水酸化カルシウムを50重量部ポリマードープに添加し中和反応を行い、製糸に用いる等方性のポリマードープを得た。なお、得られたポリマードープのポリマー濃度は6重量%であった。
[Example 1]
Nitrogen was fed into a stirring tank having a stirring blade and sufficiently substituted, and then 35 parts by weight of paraphenylenediamine and 65 parts by weight of 3,4'-diaminodiphenyl ether were added. When the total amount of the added aromatic diamine was 100 mol%, the molar ratio of paraphenylene diamine and 3,4′-diaminodiphenyl ether was 50 mol%. Next, 2,500 parts by weight of NMP was added, and the aromatic diamine was completely dissolved while stirring.
After the aromatic diamine was completely dissolved, 130 parts by weight of terephthalic acid dichloride was added to carry out a polycondensation reaction. In addition, the addition amount of a terephthalic-acid dichloride is 100 mol% with respect to aromatic diamine. Moreover, the reaction temperature and reaction time at this time were 80 degreeC and 30 minutes, respectively. By this polycondensation reaction, an aromatic copolyamide polymer was produced, and a polymer dope was obtained. Thereafter, for the purpose of neutralizing the polymer dope, 50 parts by weight of calcium hydroxide was added to the polymer dope to carry out a neutralization reaction, thereby obtaining an isotropic polymer dope used for yarn production. The polymer concentration of the obtained polymer dope was 6% by weight.

次に、NMPを94重量部に赤色の酸化鉄(III)微粒子(戸田工業(株)製、製品名:Toda Color 130ED、平均粒子径(D50)=0.4μm、比重=5.1)6重量部を添加し、ホモジナイザーで撹拌し、酸化鉄(III)微粒子濃度が6重量%のスラリーを作製した。
次いで、先に重合したポリマードープ70重量部に対し、酸化鉄(III)スラリーを30重量部加え、プラネタリーミキサーで1.5時間混合し、酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープを得た。なお、このときの酸化鉄(III)微粒子は、ポリマーに対して30重量%であった。
次に、酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープと、微粒子を含まないポリマードープとをそれぞれ異なるタンクに貯蔵し、各々配管を介して送液を行った。それぞれの配管はある部分で結合され、その先にケネックスタイプのスタティックミキサーが配されており、そこを通過する過程で酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープと微粒子を含まないポリマードープとを均一に混合させた。なおこの際のそれぞれの送液量は、酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープが5重量部/分、微粒子を含まないポリマードープが95重量部/分であった。
Next, 94 parts by weight of NMP and red iron oxide (III) fine particles (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., product name: Toda Color 130ED, average particle diameter (D50) = 0.4 μm, specific gravity = 5.1) 6 Part by weight was added and stirred with a homogenizer to prepare a slurry having an iron (III) oxide fine particle concentration of 6% by weight.
Next, 30 parts by weight of an iron (III) oxide slurry was added to 70 parts by weight of the polymer dope previously polymerized and mixed for 1.5 hours with a planetary mixer to obtain a polymer dope containing iron (III) oxide fine particles. . In this case, the iron (III) oxide fine particles were 30% by weight with respect to the polymer.
Next, the polymer dope containing the iron (III) oxide fine particles and the polymer dope not containing the fine particles were stored in different tanks, and liquids were fed through the respective pipes. Each pipe is connected at a certain part, and a Kenex type static mixer is arranged at the end, and in the process of passing through it, the polymer dope containing iron (III) oxide fine particles and the polymer dope not containing fine particles are uniform To be mixed. In this case, the amount of each liquid fed was 5 parts by weight for the polymer dope containing the iron (III) oxide fine particles and 95 parts by weight for the polymer dope not containing the fine particles.

次に、孔径0.3mm、孔数が1,000の紡糸口金を105℃に加熱した後、105℃に加熱したポリマードープを吐出し、10mmのエアギャップを介して、NMP濃度が30重量%、50℃の凝固浴を通過させ凝固糸を得た。
次いで、50℃の水洗浴にて水洗を行った。
次いで、200℃の乾燥ローラーにて乾燥後、380℃で1段目の熱延伸を行った。このときの延伸倍率は2.4倍であった。その後、続けて530℃で2段目の熱延伸を行った。このときの延伸倍率は4倍であった。
Next, a spinneret having a hole diameter of 0.3 mm and a hole number of 1,000 was heated to 105 ° C., and then the polymer dope heated to 105 ° C. was discharged, and the NMP concentration was 30 wt% through an air gap of 10 mm. And passed through a coagulation bath at 50 ° C. to obtain a coagulated yarn.
Subsequently, it washed with 50 degreeC water washing bath.
Next, after drying with a 200 ° C. drying roller, the first stage of thermal stretching was performed at 380 ° C. The draw ratio at this time was 2.4 times. Subsequently, the second stage of thermal stretching was performed at 530 ° C. The draw ratio at this time was 4 times.

最後に、この繊維をワインダーで紙管に巻き取って繊維を得た。なお、このときの繊維の繊度は1,670dtex、繊維数は1,000、また繊維重量に対する酸化鉄(III)微粒子の含有量は1.5重量%であった。得られた繊維の目視での色ムラおよび引張強度の結果を表1に示す。   Finally, the fiber was wound around a paper tube with a winder to obtain the fiber. At this time, the fineness of the fibers was 1,670 dtex, the number of fibers was 1,000, and the content of the iron (III) oxide fine particles with respect to the fiber weight was 1.5% by weight. The results of visual color unevenness and tensile strength of the obtained fibers are shown in Table 1.

[実施例2]
実施例1と同じ手法により芳香族コポリアミドコポリマードープを得、別途、NMPを90重量部に実施例1と同じ赤色の酸化鉄(III)微粒子10重量部を添加してホモジナイザーで撹拌し、酸化鉄(III)微粒子濃度が10重量%のスラリーを作製した。次いで、ポリマードープ88.6重量部に対し、酸化鉄(III)スラリーを11.4重量部加え、プラネタリーミキサーで1.5時間混合し、酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープを得た。なお、このときの酸化鉄(III)微粒子は、ポリマーに対して21.4重量%であった。
次に、実施例1と同様の手法で酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープと、微粒子を含まないポリマードープの貯蔵・送液を行い、その送液量を酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープが8重量部/分、微粒子を含まないポリマードープが5重量部/分とした以外は、全て実施例1と同じ手法で繊維を得た。なお、このときの繊維重量に対する酸化鉄(III)微粒子の含有量は1.5重量%であった。得られた繊維の目視での色ムラおよび引張強度の結果を表1に示す。
[Example 2]
An aromatic copolyamide copolymer dope was obtained by the same method as in Example 1. Separately, 10 parts by weight of the same red iron oxide (III) fine particles as in Example 1 were added to 90 parts by weight of NMP, and the mixture was stirred with a homogenizer and oxidized. A slurry having an iron (III) fine particle concentration of 10% by weight was prepared. Next, 11.4 parts by weight of an iron (III) oxide slurry was added to 88.6 parts by weight of the polymer dope and mixed for 1.5 hours with a planetary mixer to obtain a polymer dope containing iron (III) oxide fine particles. . At this time, the iron (III) oxide fine particles were 21.4% by weight based on the polymer.
Next, the polymer dope containing the iron (III) oxide fine particles and the polymer dope not containing the fine particles are stored and fed in the same manner as in Example 1, and the amount of the solution fed includes the iron (III) oxide fine particles. Fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymer dope was 8 parts by weight / minute and the polymer dope not containing fine particles was 5 parts by weight / minute. The content of iron (III) fine particles with respect to the fiber weight at this time was 1.5% by weight. The results of visual color unevenness and tensile strength of the obtained fibers are shown in Table 1.

[実施例3]
実施例1と同じ手法で芳香族コポリアミドコポリマードープを得、さらに実施例1と同じ手法・混合比で酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープを得た。次いで、実施例1と同様の手法で酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープと、微粒子を含まないポリマードープの貯蔵・送液を行い、その送液量を酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープが24重量部/分、微粒子を含まないポリマードープが76重量部/分とした以外は、全て実施例1と同じ手法で繊維を得た。なお、このときの繊維重量に対する酸化鉄(III)微粒子の含有量は7.2重量%であった。得られた繊維の目視での色ムラおよび引張強度の結果を表1に示す。
[Example 3]
An aromatic copolyamide copolymer dope was obtained by the same method as in Example 1, and further a polymer dope containing iron (III) oxide fine particles was obtained by the same method and mixing ratio as in Example 1. Next, a polymer dope containing iron (III) oxide fine particles and a polymer dope containing no fine particles are stored and fed in the same manner as in Example 1, and the amount of liquid fed is a polymer containing iron (III) oxide fine particles. Fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that the dope was 24 parts by weight / minute and the polymer dope not containing fine particles was 76 parts by weight / minute. The content of iron (III) oxide fine particles with respect to the fiber weight at this time was 7.2% by weight. The results of visual color unevenness and tensile strength of the obtained fibers are shown in Table 1.

[実施例4]
無機微粒子に黒鉛(平均粒子径(D50)=0.15μm、比重=2.2)を用いた以外は実施例1と同じ手法で繊維を得た。なお、このときの繊維重量に対する黒鉛微粒子の含有量は1.5重量%であった。得られた繊維の目視での色ムラおよび引張強度の結果を表1に示す。
[Example 4]
Fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that graphite (average particle diameter (D50) = 0.15 μm, specific gravity = 2.2) was used as the inorganic fine particles. The graphite fine particle content relative to the fiber weight at this time was 1.5% by weight. The results of visual color unevenness and tensile strength of the obtained fibers are shown in Table 1.

[比較例1]
実施例1と同じ手法で芳香族コポリアミドコポリマードープおよび酸化鉄(III)微粒子のスラリーを作製した。次いで、酸化鉄(III)微粒子のスラリーを事前にポリマードープと混合することなく貯蔵した。貯蔵中は、撹拌機にて微粒子の沈降を抑えながら貯蔵した。次いで、実施例1と同じ手法で酸化鉄(III)微粒子のスラリーとポリマードープの送液を行い、その送液量を酸化鉄(III)微粒子のスラリーが1.5重量部/分、ポリマードープが98.5重量部/分とした以外は、全て実施例1と同じ手法で繊維を得た。なお、このときの繊維重量に対する酸化鉄(III)微粒子の含有量は1.5重量%であった。得られた繊維の目視での色ムラおよび引張強度の結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A slurry of an aromatic copolyamide copolymer dope and iron (III) oxide fine particles was prepared in the same manner as in Example 1. The iron (III) oxide particulate slurry was then stored without prior mixing with the polymer dope. During storage, it was stored while suppressing sedimentation of fine particles with a stirrer. Next, a slurry of iron (III) fine particles and a polymer dope were fed in the same manner as in Example 1, and the amount of liquid fed was 1.5 parts by weight of the slurry of iron (III) fine particles / polymer dope. Were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was 98.5 parts by weight / min. The content of iron (III) fine particles with respect to the fiber weight at this time was 1.5% by weight. The results of visual color unevenness and tensile strength of the obtained fibers are shown in Table 1.

[比較例2]
実施例1と同じ手法で芳香族コポリアミドコポリマードープおよび酸化鉄(III)微粒子スラリーを調製した。次いで、ポリマードープ55.6重量部に対し、酸化鉄(III)スラリーを44.4重量部加え、プラネタリーミキサーで1.5時間混合し、酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープを得た。なお、このときの酸化鉄(III)微粒子は、ポリマーに対して44.4重量%であった。次に、実施例1と同様の手法で酸化鉄(III)微粒子を含むポリマードープと、微粒子を含まないポリマードープの貯蔵・送液を行い、その送液量を酸化鉄(III)微粒子含むポリマードープが3.4重量部/分、微粒子を含まないポリマードープが96.6重量部/分とした以外は、全て実施例1と同じ手法で繊維を得た。なお、このときの繊維重量に対する酸化鉄(III)微粒子の含有量は1.5重量%であった。得られた繊維の目視での色ムラおよび引張強度の結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
In the same manner as in Example 1, an aromatic copolyamide copolymer dope and iron (III) oxide fine particle slurry were prepared. Next, 44.4 parts by weight of iron oxide (III) slurry was added to 55.6 parts by weight of polymer dope, and mixed for 1.5 hours with a planetary mixer to obtain a polymer dope containing iron (III) oxide fine particles. . At this time, iron (III) fine particles were 44.4% by weight based on the polymer. Next, a polymer dope containing iron (III) oxide fine particles and a polymer dope not containing fine particles are stored and fed in the same manner as in Example 1, and the amount of the liquid fed is a polymer containing iron (III) oxide fine particles. Fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that the dope was 3.4 parts by weight / minute and the polymer dope not containing fine particles was 96.6 parts by weight / minute. The content of iron (III) fine particles with respect to the fiber weight at this time was 1.5% by weight. The results of visual color unevenness and tensile strength of the obtained fibers are shown in Table 1.

[比較例3]
無機微粒子に黒鉛(平均粒子径(D50)=0.15μm、比重=2.2)を用いた以外は、比較例1と同様の手法で繊維を得た。なお、このときの繊維重量に対する黒鉛微粒子の含有量は1.5重量%であった。得られた繊維の目視での色ムラおよび引張強度の結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
Fibers were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that graphite (average particle diameter (D50) = 0.15 μm, specific gravity = 2.2) was used as the inorganic fine particles. The graphite fine particle content relative to the fiber weight at this time was 1.5% by weight. The results of visual color unevenness and tensile strength of the obtained fibers are shown in Table 1.

[比較例4]
実施例1と同じ手法で芳香族コポリアミドコポリマードープを得、これをそのまま実施例1と同じ製糸条件で製糸し繊維を得た。得られた繊維の引張強度の結果を表1に示す。











[Comparative Example 4]
An aromatic copolyamide copolymer dope was obtained in the same manner as in Example 1, and the fiber was obtained by spinning it as it was under the same spinning conditions as in Example 1. Table 1 shows the results of tensile strength of the obtained fibers.











Figure 2010106406
Figure 2010106406

本発明により得られる芳香族コポリアミド繊維は、高強度、高弾性率、高耐熱性などが求められる様々な産業資材用途や、消防服、防弾・防刃材といった防護衣料用途で特に有用である。   The aromatic copolyamide fiber obtained by the present invention is particularly useful in various industrial material applications that require high strength, high elastic modulus, high heat resistance, etc., and protective clothing applications such as fire fighting clothes and bulletproof / bladeproof materials. .

Claims (6)

芳香族コポリアミド繊維を製造するに際し、アミド系溶剤に溶解した芳香族コポリアミドポリマー溶液100重量部に対し、アミド系溶剤に分散した比重が2以上の無機微粒子のスラリーを70重量部以下となるよう添加して混合し、さらにこの無機微粒子を混合した芳香族コポリアミドポリマー溶液と、無機微粒子を含まない芳香族コポリアミドポリマー溶液とを均一に混合し、得られたポリマードープを口金より吐出して、凝固工程、水洗工程、乾燥工程、熱延伸工程を経ることを特徴とする芳香族コポリアミド繊維の製造方法。   In producing the aromatic copolyamide fiber, the slurry of inorganic fine particles having a specific gravity of 2 or more dispersed in the amide solvent is 70 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the aromatic copolyamide polymer solution dissolved in the amide solvent. The aromatic copolyamide polymer solution mixed with the inorganic fine particles and the aromatic copolyamide polymer solution containing no inorganic fine particles are uniformly mixed, and the resulting polymer dope is discharged from the die. Then, a method for producing an aromatic copolyamide fiber, which is subjected to a coagulation step, a water washing step, a drying step, and a heat stretching step. 無機微粒子に、少なくとも酸化鉄(III)の微粒子を含む請求項1記載の芳香族コポリアミド繊維の製造方法。   The method for producing an aromatic copolyamide fiber according to claim 1, wherein the inorganic fine particles contain at least iron (III) oxide fine particles. 無機微粒子の平均粒子径(D50)が、0.05μm〜2μmである請求項1または2記載の芳香族コポリアミド繊維の製造方法。   The method for producing an aromatic copolyamide fiber according to claim 1 or 2, wherein the inorganic fine particles have an average particle diameter (D50) of 0.05 µm to 2 µm. 芳香族コポリアミド繊維の引張強度が18cN/dtex以上である請求項1〜3いずれかに記載の芳香族コポリアミド繊維の製造方法。   The method for producing an aromatic copolyamide fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the aromatic copolyamide fiber has a tensile strength of 18 cN / dtex or more. 芳香族コポリアミド繊維中に含まれる無機微粒子が、芳香族コポリアミドポリマー100重量部に対して0.1〜10重量部である請求項1〜4いずれかに記載の芳香族コポリアミド繊維の製造方法。   The production of the aromatic copolyamide fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic fine particles contained in the aromatic copolyamide fiber are 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic copolyamide polymer. Method. 芳香族コポリアミドが、コポリパラフェニレン・3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミドである請求項1〜5記載いずれかに記載の芳香族コポリアミド繊維の製造方法。
The method for producing an aromatic copolyamide fiber according to any one of claims 1 to 5, wherein the aromatic copolyamide is copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013177716A (en) * 2012-01-30 2013-09-09 Teijin Ltd Wholly aromatic polyamide regenerated fiber and method for producing the same
JP2014025183A (en) * 2012-07-30 2014-02-06 Teijin Ltd Process for producing recycled wholly aromatic polyamide fiber
JP2015183322A (en) * 2014-03-25 2015-10-22 帝人株式会社 Para-type all aromatic polyamide fiber

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