JP2011074521A - Inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber, and method for producing inorganic particle-containing aromatic polyamide dope - Google Patents

Inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber, and method for producing inorganic particle-containing aromatic polyamide dope Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber having excellent flame retardancy, and to provide a method for producing an inorganic particle-containing aromatic polyamide dope usable for the production of the fiber, and having highly superior dispersibility. <P>SOLUTION: The inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber has high dispersibility of the inorganic filler and the excellent flame retardancy. The method for producing the inorganic particle-containing aromatic polyamide dope having the highly superior dispersibility and usable for the production of the aromatic polyamide fiber includes forming an aromatic polyamide-inorganic particle slurry by an amide-based solvent containing an inorganic salt and the inorganic particles, and dissolving the aromatic polyamide in the slurry. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、無機粒子含有芳香族ポリアミドドープを用いて得られる難燃性の改善された無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維、及び該無機粒子含有芳香族ポリアミドドープの製造方法に関するものである。   The present invention relates to an inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber having improved flame retardancy obtained using an inorganic particle-containing aromatic polyamide dope, and a method for producing the inorganic particle-containing aromatic polyamide dope.

従来、芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸ジハライドとから製造される芳香族ポリアミドが耐熱性および難燃性に優れていることは周知である。また、これらの芳香族ポリアミドは、アミド系極性溶媒に可溶であり、芳香族ポリアミドを該溶媒に溶解した重合体溶液から乾式紡糸、湿式紡糸、半乾半湿式紡糸などの方法により繊維となし得ることもよく知られている(特許文献1〜8)。この繊維は、耐熱・難燃性繊維として特に有用なものであり、これらの特性を発揮する分野、例えば、フィルター、電子部品などの産業用途や、耐熱性、防炎性、耐炎性が重視される防護衣などの防災安全衣料用途などに用いられている。
なかでも、防護衣は、溶鉱炉、電気炉、焼却炉などの高温炉前で着用する防護衣、消火作業に従事する人のための消防衣料、高温火花を浴びる溶接作業用の溶接防護衣、引火性の強い薬品を取り扱う人のための難燃作業服などとして幅広く使用されている。特に、メタ型芳香族ポリアミド繊維は、その優れた耐熱性、難燃性、自己消化性に加えて一般の糸質が衣料用繊維、例えば綿、羊毛などの天然繊維、ナイロン、ポリエステル、アクリルなどの合成繊維によく似ているため、加工性、着心地、洗濯性、衣裳性などの面で、従来、防護衣に使用されていたガラス繊維、石綿繊維、フェノール樹脂繊維、金属箔コーティング素材などよりも防護衣素材として優れていることが認められている。
Conventionally, it is well known that aromatic polyamides produced from aromatic diamines and aromatic dicarboxylic acid dihalides are excellent in heat resistance and flame retardancy. Further, these aromatic polyamides are soluble in amide polar solvents, and they are formed into fibers by a method such as dry spinning, wet spinning, semi-dry semi-wet spinning from a polymer solution in which the aromatic polyamide is dissolved in the solvent. It is also well known to obtain (Patent Documents 1 to 8). This fiber is particularly useful as a heat-resistant and flame-retardant fiber. Emphasis is placed on fields that exhibit these characteristics, such as industrial applications such as filters and electronic parts, and heat resistance, flame resistance, and flame resistance. It is used for disaster prevention and safety clothing such as protective clothing.
Among them, protective clothing is worn in front of high-temperature furnaces such as blast furnaces, electric furnaces, and incinerators, fire-resistant clothing for people engaged in fire fighting work, welding protective clothing for welding work exposed to high-temperature sparks, and ignition. Widely used as flame retardant work clothes for people who handle highly chemicals. In particular, meta-type aromatic polyamide fibers have excellent heat resistance, flame retardancy, and self-extinguishing properties, and general yarn quality is used for clothing fibers, such as natural fibers such as cotton and wool, nylon, polyester, acrylic, etc. Because it is very similar to synthetic fiber, glass fiber, asbestos fiber, phenolic resin fiber, metal foil coating material, etc. that were conventionally used for protective clothing in terms of processability, comfort, washability, and clothing characteristics, etc. It is recognized that it is superior as a protective clothing material.

しかしながら、既存のこれらの繊維は、難燃性に限界があるため、消火活動・人命救助活動の範囲にも限界が生じている。従って、従来の防護衣素材の難燃性が飛躍的に向上すれば、例えば消火活動において、火災の進行状況にかかわらず、火災現場内部へ進入して早期の消火・救出活動を可能とすることや、最盛期の火災であっても、火元に接近して直接注水して早期に消火することが可能となる。これにより、消火活動における水損を大幅に低減する、救助の迅速・早期化を実現する、消防隊員の安全性を向上する、などのメリットが期待される。   However, since these existing fibers have a limit in flame retardancy, there is a limit in the range of fire fighting activities and lifesaving activities. Therefore, if the flame retardancy of conventional protective clothing materials is dramatically improved, for example, in fire fighting activities, regardless of the progress of the fire, it is possible to enter the fire site and perform early fire fighting and rescue activities. Or, even in the heyday fire, it is possible to extinguish the fire early by pouring water close to the fire source. This is expected to bring about benefits such as drastically reducing water loss in fire fighting activities, realizing faster and faster rescue, and improving the safety of firefighters.

従来、樹脂の難燃性を改善するため、ポリマーに有機リン化合物、含リンフェノール樹脂、ハロゲン化合物などを添加する方法が提案されており、ハロゲン原子含有の有機リン化合物を配合して難燃性を改善する方法が提案されている(下記特許文献9参照)。しかし、これらは、低分子量の有機化合物であるため、繊維成形加工時にその一部が排出されてしまう、もしくはハロゲン含有のために環境問題を危惧した近年の脱ハロゲン化の動きに反する問題点を有する。   Conventionally, in order to improve the flame retardancy of a resin, a method of adding an organic phosphorus compound, a phosphorus-containing phenol resin, a halogen compound, or the like to a polymer has been proposed. Has been proposed (see Patent Document 9 below). However, since these are low molecular weight organic compounds, some of them are discharged at the time of fiber molding processing, or the problem is contrary to the recent dehalogenation movement that is concerned about environmental problems due to halogen inclusion. Have.

また、耐熱性や難燃性を向上させる目的で、繊維状、針状の無機フィラーが難燃化剤として用いられ、耐熱性、難燃性が向上することが知られている。例えば、水酸化マグネシウム、およびエラストマーをポリアミド樹脂にそれぞれ30質量%以上、3〜20質量%含有させ、難燃性を向上させたポリアミド樹脂が開示されている(下記特許文献10参照)。
しかしながら、金属水酸化物を繊維中に添加して難燃性を向上させるためには、大量に添加しなければならない。その結果、繊維の引張強度、弾性率などの機械的物性が低下すると共に、紡糸工程において生産安定性が著しく低下することがあり、必ずしも難燃性の向上と機械的物性の持続が可能であるとは限らない。また、難燃性向上効果を紡糸工程での生産安定性を損なうことなく有効に発現せるためには、繊維中にフィラーを高度に分散させる必要があり、全芳香族ポリアミド繊維を製造する際に、該ポリアミドのドープ中にフィラーを機械的分散処理による高せん断下での分散等も試みられているが、良好な分散状態は達成されていない。
In addition, for the purpose of improving heat resistance and flame retardancy, it is known that fibrous and needle-shaped inorganic fillers are used as flame retardants, thereby improving heat resistance and flame retardancy. For example, a polyamide resin in which magnesium hydroxide and an elastomer are contained in a polyamide resin in an amount of 30% by mass or more and 3 to 20% by mass to improve the flame retardance is disclosed (see Patent Document 10 below).
However, in order to improve the flame retardancy by adding metal hydroxide into the fiber, it must be added in a large amount. As a result, the mechanical properties such as the tensile strength and elastic modulus of the fiber are lowered, and the production stability may be remarkably lowered in the spinning process, and it is always possible to improve the flame retardancy and maintain the mechanical properties. Not necessarily. In addition, in order to effectively exhibit the flame retardancy improving effect without impairing the production stability in the spinning process, it is necessary to highly disperse the filler in the fiber. Although attempts have been made to disperse the filler in the polyamide dope under high shear by mechanical dispersion, etc., a good dispersion state has not been achieved.

特公昭35−14399号公報Japanese Patent Publication No. 35-14399 特公昭47−10863号公報Japanese Patent Publication No.47-10863 特公昭48−17551号公報Japanese Patent Publication No. 48-17551 特開昭50−52167号公報JP 50-52167 A 特開昭56−31009号公報Japanese Patent Laid-Open No. 56-31209 特開平8−074121号公報JP-A-8-074121 特開平10−88421号公報JP-A-10-88421 特開2001−348726公報JP 2001-348726 A 特開昭53−122817号公報JP-A-53-122817 特開平11−100499号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-1000049

本発明は、前記のごとき従来技術の問題を解消するためになされたもので、その1つの目的は、従来の機械物性を損なうことなく難燃性に優れた無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維、さらには当該繊維を得るための無機粒子含有芳香族ポリアミドドープの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and one object of the present invention is an inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber excellent in flame retardancy without impairing conventional mechanical properties, Is to provide a method for producing an inorganic polyamide-containing aromatic polyamide dope for obtaining the fiber.

本発明は、無機粒子含有芳香族ポリアミドドープを紡糸して得られ、限界酸素指数(LOI値)が27以上で、かつ下記式を満たすことを特徴とする、無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維に関する。
T / To≧ 0.7
[但し、式中、Tは無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の引張強度、Toは前記粒子を含有していないことを除き、その他は前記繊維と同一の繊維からなる比較繊維の引張強度とする。]
ここで、前記芳香族ポリアミドとしては、好ましくは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が挙げられる。
また、前記無機粒子としては、水酸化マグネシウムおよび/または炭酸カルシウムが挙げられる。
さらに、無機粒子の含有量は、芳香族ポリアミドに対し5〜20質量%が好ましい。
次に、本発明は、芳香族ポリアミド粒子、または芳香族ポリアミド繊維を製造する工程において発生する繊維屑(以下「アラミド繊維屑」ともいう)を、該ポリアミドに対し30〜180質量%の無機塩及び該ポリアミドに対し5〜20質量%の無機粒子を含有するアミド系溶媒に添加する添加工程、
該芳香族ポリアミド粒子または該繊維屑が実質的に溶解しない温度において混合することにより芳香族ポリアミド−無機粒子スラリーを形成させるスラリー化工程、
次いで、該スラリー中の芳香族ポリアミドが溶解する温度に加熱する溶解工程、
を備えたことを特徴とする、前記無機粒子含有芳香族ポリアミドドープの製造方法に関する。
The present invention relates to an inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber obtained by spinning an inorganic polyamide-containing aromatic polyamide dope, having a limiting oxygen index (LOI value) of 27 or more and satisfying the following formula.
T / To ≧ 0.7
[In the formula, T is the tensile strength of the inorganic polyamide fiber containing inorganic particles, and To is the tensile strength of the comparative fiber made of the same fiber as the fiber except that it does not contain the particles. ]
Here, the aromatic polyamide is preferably copolyparaphenylene • 3,4′-oxydiphenylene terephthalamide.
Examples of the inorganic particles include magnesium hydroxide and / or calcium carbonate.
Furthermore, the content of the inorganic particles is preferably 5 to 20% by mass with respect to the aromatic polyamide.
Next, the present invention relates to an inorganic salt of 30 to 180% by mass of fiber waste (hereinafter also referred to as “aramid fiber waste”) generated in the process of producing aromatic polyamide particles or aromatic polyamide fibers. And an addition step of adding to the amide solvent containing 5 to 20% by mass of inorganic particles based on the polyamide,
A slurrying step of forming an aromatic polyamide-inorganic particle slurry by mixing at a temperature at which the aromatic polyamide particles or the fiber waste is not substantially dissolved,
Next, a melting step of heating to a temperature at which the aromatic polyamide in the slurry is dissolved,
It is related with the manufacturing method of the said inorganic particle containing aromatic polyamide dope provided with these.

本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド組成物(スラリー)は、無機粒子が高度に分散されている。このため、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド組成物(スラリー)から得られるポリマードープも、無機粒子の分散性に優れたものとなり、したがって、当該ドープから紡糸して得られる無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維は、無機粒子の分散性が高度に優れた芳香族ポリアミド繊維となる。このため、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維は、難燃性に優れたものとなり、難燃性に優れた各種繊維製品を提供することができる。特に、防護衣料用途への素材展開について極めて有用である。   The inorganic particle-containing aromatic polyamide composition (slurry) of the present invention has highly dispersed inorganic particles. For this reason, the polymer dope obtained from the inorganic particle-containing aromatic polyamide composition (slurry) of the present invention also has excellent dispersibility of the inorganic particles, and therefore, the inorganic particle-containing aromatic obtained by spinning from the dope. The polyamide fiber becomes an aromatic polyamide fiber having a highly excellent dispersibility of inorganic particles. For this reason, the inorganic particle containing aromatic polyamide fiber of this invention becomes the thing excellent in the flame retardance, and can provide the various fiber products excellent in the flame retardance. In particular, it is extremely useful for material development for protective clothing applications.

<無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維>
本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維は、以下の特定の物性を有する。本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の物性、および製造方法等について以下に説明する。
<Inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber>
The inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber of the present invention has the following specific physical properties. The physical properties and production method of the inorganic polyamide fiber containing inorganic particles of the present invention will be described below.

[無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の物性]
[限界酸素指数(LOI)]
本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維は、JIS L1091に準拠して測定される限界酸素指数が27以上である。
ここで、限界酸素指数(LOI)は、その材料が燃焼し続けるために必要な酸素の割合を示す指標であり、この数値が大きいほど難燃性が高いことを表すものである。
限界酸素指数を27以上にするには、芳香族ポリアミド繊維中に無機粒子を分散させる必要がある。例えば前記無機粒子としては、水酸化マグネシウムおよび/または炭酸カルシウムが挙げられる。
なお、限界酸素指数の測定方法は、後掲されたとおりである。
[Physical properties of inorganic polyamide fibers containing inorganic particles]
[Limited oxygen index (LOI)]
The inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber of the present invention has a critical oxygen index of 27 or more as measured in accordance with JIS L1091.
Here, the limiting oxygen index (LOI) is an index indicating the proportion of oxygen necessary for the material to continue to burn, and the larger this value, the higher the flame retardancy.
In order to make the critical oxygen index 27 or more, it is necessary to disperse the inorganic particles in the aromatic polyamide fiber. For example, the inorganic particles include magnesium hydroxide and / or calcium carbonate.
The method for measuring the limiting oxygen index is as described later.

[T/To]
また、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維は、繊維の引張り強さ(T)の、無機粒子を含有していないことを除き、その他は前記繊維と同一の繊維からなる比較繊維の引張り強度(To)に対する比(T/To)が0.7以上、好ましくは0.8以上である。前記比が0.7未満では、高強度性が失われる。この比を0.7以上にするには、繊維中に分散する無機粒子の分散粒径を小さくする必要がある。例えば、繊維中に分散される無機粒子の分散粒子平均相当径を、0.5μm以下、好ましくは0.4μmとすればよい。
[T / To]
In addition, the aromatic polyamide fiber containing inorganic particles of the present invention has a tensile strength (T) of the fiber, except that it does not contain inorganic particles, and the tensile strength of the comparative fiber made of the same fiber as the above-mentioned fibers. The ratio (T / To) to (To) is 0.7 or more, preferably 0.8 or more. If the ratio is less than 0.7, high strength is lost. In order to make this ratio 0.7 or more, it is necessary to reduce the dispersed particle diameter of the inorganic particles dispersed in the fiber. For example, the dispersed particle average equivalent diameter of the inorganic particles dispersed in the fiber may be 0.5 μm or less, preferably 0.4 μm.

[単糸繊度]
なお、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度は、好ましくは0.5〜50dtexである。0.5dtex未満の場合は添加された粒子が糸欠陥として作用し製糸性が不安定となる場合がある。また、繊維の比表面積が大きくなるので耐光劣化を受け易い。一方、50dtexを超える場合は、繊維の比表面積は小さくなり、耐光劣化を受けにくい。反面、製糸工程で比表面積が小さいので凝固が不完全になりやすく、その結果、紡糸や延伸工程で工程調子が乱れやすく、物性も低下しやすい。
[Single yarn fineness]
The single yarn fineness of the inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber of the present invention is preferably 0.5 to 50 dtex. If it is less than 0.5 dtex, the added particles may act as yarn defects, and the spinning property may become unstable. Moreover, since the specific surface area of the fiber is increased, it is susceptible to light resistance degradation. On the other hand, when it exceeds 50 dtex, the specific surface area of the fiber becomes small and is not easily subjected to light resistance deterioration. On the other hand, since the specific surface area is small in the spinning process, coagulation tends to be incomplete, and as a result, the process condition tends to be disturbed in the spinning and drawing processes, and the physical properties are also likely to be lowered.

[強度]
また、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維は、強度が高い程好ましいが、無機粒子の濃度を上げるにつれて強度は低下の傾向があり、10cN/dtex以上が好ましい。10cN/dtex未満では高強度繊維としての特長が不足する。さらに好ましくは、15cN/dtex以上である。繊維の引張強度を10cN/dtex以上にするには、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。
[Strength]
In addition, the inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber of the present invention has a higher strength, but the strength tends to decrease as the concentration of the inorganic particles is increased, and is preferably 10 cN / dtex or more. If it is less than 10 cN / dtex, the characteristics as a high-strength fiber are insufficient. More preferably, it is 15 cN / dtex or more. The tensile strength of the fiber can be controlled to 10 cN / dtex or more by controlling, for example, the draw ratio and the proportion of inorganic particles to be dispersed with respect to the polymer component in the fiber.

[伸度]
さらに、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の伸度は、好ましくは3.0%以上である。3.0%未満の場合は撚糸して使用する場合に撚り歪が大きくなり、撚糸コードの強力利用率が低下する。従って、耐光性が特に要求される屋外使用のロープやネットの場合、高強力耐久性が問題になる。伸度は、さらに好ましくは3.5〜5.0%である。
[Elongation]
Furthermore, the elongation of the inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber of the present invention is preferably 3.0% or more. If it is less than 3.0%, the twist strain increases when the yarn is used as a twisted yarn, and the strength utilization rate of the twisted cord is lowered. Therefore, in the case of a rope or net for outdoor use where light resistance is particularly required, high strength durability becomes a problem. The elongation is more preferably 3.5 to 5.0%.

<本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミドドープに用いられる材料>
[芳香族ポリアミド]
本発明における芳香族ポリアミドは、溶液中でのジカルボン酸ジクロライド(以下「酸クロライド」ともいう)とジアミンとの低温溶液重合、または界面重合から得ることができる。
本発明において使用されるジアミン成分としては、p-フェニレンジアミン、2-クロルp-フェニレンジアミン、2,5-ジクロルp-フェニレンジアミン、2,6-ジクロルp-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’-ジアミノジフェニルスルフォンなどを単独あるいは2種以上挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
中でもジアミン成分として、p-フェニレンジアミン、m-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単独あるいは2種以上使用することができる。
<Material used for inorganic polyamide-containing aromatic polyamide dope of the present invention>
[Aromatic polyamide]
The aromatic polyamide in the present invention can be obtained from low-temperature solution polymerization or interfacial polymerization of dicarboxylic acid dichloride (hereinafter also referred to as “acid chloride”) and diamine in a solution.
Examples of the diamine component used in the present invention include p-phenylenediamine, 2-chloro p-phenylenediamine, 2,5-dichloro p-phenylenediamine, 2,6-dichloro p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 3 , 4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, etc. However, it is not limited to these.
Among them, as the diamine component, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine and 3,4'-diaminodiphenyl ether can be used singly or in combination.

また、具体的に本発明において使用される酸クロライドとしては、例えばイソフタル酸クロライド、テレフタル酸クロライド、2-クロルテレフタル酸クロライド、2,5-ジクロルテレフタル酸クロライド、2,6-ジクロルテレフタル酸クロライド、2,6-ナフタレンジカルボン酸クロライドなど挙げられるが、これらに限定されるものではない。中でも、酸クロライドとして、テレフタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライドが好ましい。従って、本達明における芳香族ポリアミドの例としては、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、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、およびポリメタフェニレンテレフタルアミドなどを挙げることができる。   Specific examples of the acid chloride used in the present invention include isophthalic acid chloride, terephthalic acid chloride, 2-chloroterephthalic acid chloride, 2,5-dichloroterephthalic acid chloride, and 2,6-dichloroterephthalic acid. Examples include, but are not limited to, chloride and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid chloride. Among these, terephthalic acid dichloride and isophthalic acid dichloride are preferable as the acid chloride. Accordingly, examples of the aromatic polyamide in the present invention include copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide, polyparaphenylene terephthalamide, and polymetaphenylene terephthalamide.

芳香族ポリアミドを重合する際の溶媒としては、具体的にN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタムなどの有機極性アミド系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの水溶性エーテル化合物、メタノール、エタノール、エチレングリコールなどの水溶性アルコール系化合物、アセトン、メチルエチルケトンなどの水溶性ケトン系化合物、アセトニトリル、プロピオニトリルなどの水溶性ニトリル化合物などが挙げられる。これらの溶媒は、2種以上の混合溶媒として使用することも可能であり、特に制限されることはない。前記溶媒は脱水されていることが望ましい。
この場合、溶解性を挙げるために重合前、途中、終了時に一般に公知の無機塩を適当量添加しても差し支えない。このような無機塩として、例えば塩化リチウム、塩化カルシウムなどが挙げられる。
Specific solvents for polymerizing aromatic polyamides include organic polar amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and N-methylcaprolactam, tetrahydrofuran And water-soluble ether compounds such as dioxane, water-soluble alcohol compounds such as methanol, ethanol and ethylene glycol, water-soluble ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone, and water-soluble nitrile compounds such as acetonitrile and propionitrile. These solvents can be used as a mixed solvent of two or more kinds, and are not particularly limited. The solvent is preferably dehydrated.
In this case, in order to increase solubility, an appropriate amount of a generally known inorganic salt may be added before, during or after the polymerization. Examples of such inorganic salts include lithium chloride and calcium chloride.

また、芳香族ポリアミドを製造する際、これらのジアミンと酸クロライドは、ジアミン対酸クロライドのモル比として好ましくは0.90〜1.10、より好ましくは0.95〜1.05で、用いることが好ましい。
この芳香族ポリアミドの末端は封止されることもできる。末端封止剤を用いて封止する場合、その末端封止剤としては、例えばフタル酸クロライドおよびその置換体、アミン成分としてはアニリンおよびその置換体が挙げられる。
一般に用いられる酸クロライドとジアミンの反応においては生成する塩化水素のごとき酸を捕捉するために脂肪族や芳香族のアミン、第4級アンモニウム塩を併用できる。
反応の終了後、必要に応じて塩基性の無機化合物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムなどを添加し中和反応する。
Moreover, when manufacturing aromatic polyamide, these diamine and acid chloride are preferably used in a molar ratio of diamine to acid chloride of 0.90 to 1.10, more preferably 0.95 to 1.05. Is preferred.
The ends of this aromatic polyamide can also be sealed. In the case of sealing with an end-capping agent, examples of the end-capping agent include phthalic acid chloride and substituted products thereof, and examples of the amine component include aniline and substituted products thereof.
In the reaction of a generally used acid chloride and diamine, an aliphatic or aromatic amine or a quaternary ammonium salt can be used in combination in order to capture an acid such as hydrogen chloride formed.
After completion of the reaction, a basic inorganic compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, calcium oxide or the like is added as necessary to carry out a neutralization reaction.

反応条件は特別な制限を必要としない。酸クロライドとジアミンとの反応は、一般に急速であり、反応温度は例えば-25℃〜100℃好ましくは-10℃〜80℃である。
このようにして得られる芳香族ポリアミドは、アルコール、水といった非溶媒に投入して、沈澱させ、パルプ状にして取り出すことができる。これを再度他の溶媒に溶解して成形に供することもできるが、重合反応によって得た溶液をそのまま成形用溶液として用いることができる。再度溶解させる際に用いる溶媒としては、芳香族ポリアミドを溶解するものであれば特に限定はされないが、前記芳香族ポリアミドの重合に使用される溶媒が好ましい。
The reaction conditions do not require special restrictions. The reaction between acid chloride and diamine is generally rapid, and the reaction temperature is, for example, -25 ° C to 100 ° C, preferably -10 ° C to 80 ° C.
The aromatic polyamide thus obtained can be put into a non-solvent such as alcohol or water, precipitated, and taken out as a pulp. This can be dissolved again in another solvent and used for molding, but the solution obtained by the polymerization reaction can be used as it is as a molding solution. The solvent used for re-dissolving is not particularly limited as long as it dissolves the aromatic polyamide, but a solvent used for the polymerization of the aromatic polyamide is preferable.

[芳香族ポリアミド粒子]
本発明に用いられる芳香族ポリアミド粒子は、従来公知の方法にしたがって製造することができる。具体的には、例えば、アミド系溶媒中において、芳香族ジカルボン酸クロライドと芳香族ジアミンとを反応させることにより、芳香族ポリアミド溶液を得る。
続いて、得られた芳香族ポリアミド溶液から、本発明に用いられる芳香族ポリアミド粒子を製造することができる。具体的には、例えば、得られた芳香族ポリアミド溶液を水中に滴下することによって芳香族ポリアミドを再沈・精製することにより、芳香族ポリアミド粒子を得ることができる。
[Aromatic polyamide particles]
The aromatic polyamide particles used in the present invention can be produced according to a conventionally known method. Specifically, for example, an aromatic polyamide solution is obtained by reacting an aromatic dicarboxylic acid chloride with an aromatic diamine in an amide solvent.
Subsequently, the aromatic polyamide particles used in the present invention can be produced from the obtained aromatic polyamide solution. Specifically, for example, the aromatic polyamide particles can be obtained by reprecipitation and purification of the aromatic polyamide by dropping the obtained aromatic polyamide solution into water.

本発明に用いられる芳香族ポリアミド粒子の平均粒径は、0.1μm以上500μm以下であることが好ましく、0.5μm以上100μm以下であることがさらに好ましい。平均粒径0.1μm未満の粒子は、製造することが困難であり、生産性および経済性が低下するため好ましくない。
ここで、平均粒径は、日機装(株)製 マイクロトラック MT3200IIにてレーザー回折・散乱法(マイクロトラック法)で乾式粉末を評価した際に得られた測定値である。
The average particle size of the aromatic polyamide particles used in the present invention is preferably from 0.1 μm to 500 μm, and more preferably from 0.5 μm to 100 μm. Particles having an average particle size of less than 0.1 μm are not preferable because they are difficult to produce and the productivity and economy are reduced.
Here, the average particle diameter is a measured value obtained when a dry powder was evaluated by a laser diffraction / scattering method (Microtrac method) with Nikkiso Co., Ltd. Microtrac MT3200II.

[アラミド繊維屑]
アラミド繊維屑に用いられる芳香族ポリアミド繊維は、公知の製造方法により製糸されたものでよい。例えば、紡糸用の芳香族ポリアミドドープを半乾半湿式紡糸法により凝固液中に押し出し、凝固液から凝固糸として引き取り、水洗工程にて溶媒を十分に除去し、乾燥工程にて水分を乾燥したのち熱処理あるいは熱延伸を行なうことにより製造される。
[Aramid fiber waste]
The aromatic polyamide fiber used for the aramid fiber waste may be one produced by a known production method. For example, an aromatic polyamide dope for spinning is extruded into a coagulation liquid by a semi-dry semi-wet spinning method, taken as a coagulated thread from the coagulation liquid, the solvent is sufficiently removed in a water washing process, and moisture is dried in a drying process. Thereafter, it is produced by heat treatment or hot drawing.

また、本発明の方法で原料となるアラミド繊維屑は、前記の如き芳香族ポリアミド繊維の製造現場で発生する繊維屑であり、巻き始め、紙管交換時、品種変更時、トラブル発生時に発生する。
本発明におけるアラミド繊維屑は、芳香族ポリアミド繊維を製造する工程で発生する繊維屑のうち、特に未延伸繊維屑が好適に使用される。未延伸繊維屑とは、熱延伸又は熱処理を行なう工程より前に発生する繊維屑のことであり、この繊維屑は後述のスラリーを形成しやすいため有利に使用される。
なお、アラミド繊維屑の単糸繊度は、200dtex以下、繊維長は、10〜100mm程度が好ましい。
Further, the aramid fiber waste used as a raw material in the method of the present invention is a fiber waste generated at the production site of the aromatic polyamide fiber as described above, and is generated at the start of winding, paper tube replacement, product change, or trouble occurrence. .
As the aramid fiber waste in the present invention, unstretched fiber waste is particularly preferably used among the fiber waste generated in the process of producing the aromatic polyamide fiber. Unstretched fiber waste is fiber waste generated before the step of performing heat drawing or heat treatment, and this fiber waste is advantageously used because it easily forms a slurry described later.
The single yarn fineness of the aramid fiber waste is preferably 200 dtex or less, and the fiber length is preferably about 10 to 100 mm.

以上の芳香族ポリアミド粒子、アラミド繊維屑は、単独であるいは混合して用いることができる。   The above aromatic polyamide particles and aramid fiber waste can be used alone or in combination.

[無機塩]
次に、本発明で用いられる無機塩は、芳香族ポリアミド粒子および/または芳香族ポリアミド繊維屑とアミド系溶媒との混合物を混練・溶解させるにあたり、溶解性を向上させるために用いられる。かかる無機塩としては、塩化カルシウム、塩化リチウム、炭酸リチウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。無機塩の量は、芳香族ポリアミド粒子または芳香族ポリアミド繊維屑からなるポリアミドに対して30〜180質量%、好ましくは50〜100質量%の範囲である。無機塩の量が、30質量%未満の場合には、芳香族ポリアミド繊維屑若しくはポリマー粒子のアミド系溶媒に対する溶解性が不十分となるため好ましくない。一方、180質量%を超える場合には、該無機塩をアミド系溶媒中に完全に溶解することが困難となるため好ましくない。
[Inorganic salt]
Next, the inorganic salt used in the present invention is used to improve solubility when kneading and dissolving a mixture of aromatic polyamide particles and / or aromatic polyamide fiber waste and an amide solvent. Examples of such inorganic salts include, but are not limited to, calcium chloride, lithium chloride, lithium carbonate and the like. The amount of the inorganic salt is in the range of 30 to 180% by mass, preferably 50 to 100% by mass with respect to the polyamide comprising aromatic polyamide particles or aromatic polyamide fiber waste. When the amount of the inorganic salt is less than 30% by mass, the solubility of the aromatic polyamide fiber scraps or polymer particles in the amide solvent is not preferable. On the other hand, when it exceeds 180% by mass, it is difficult to completely dissolve the inorganic salt in the amide solvent, which is not preferable.

[無機粒子]
次に、本発明に用いられる無機粒子は、例えば水酸化マグネシウム、炭酸カルシウムを用いることができる。その際、繊維への無機粒子の配合量が少なくても、難燃性が向上することが確認された。このため、高い難燃性を維持しながら、繊維に対する無機粒子の配合量を減らすことができる。従って、繊維の機械的特性を損なうことのない少ない配合量で、高い難燃性を付与することができる難燃性繊維を提供することができる。また、その他の無機粒子として、例えば水酸化アルミニウム等の無機粒子難燃剤を使用することもできる。
[Inorganic particles]
Next, as the inorganic particles used in the present invention, for example, magnesium hydroxide and calcium carbonate can be used. At that time, it was confirmed that the flame retardancy was improved even if the amount of inorganic particles added to the fiber was small. For this reason, the compounding quantity of the inorganic particle with respect to a fiber can be reduced, maintaining a high flame retardance. Therefore, it is possible to provide a flame retardant fiber capable of imparting high flame retardancy with a small blending amount without impairing the mechanical properties of the fiber. Further, as other inorganic particles, for example, an inorganic particle flame retardant such as aluminum hydroxide can be used.

以上、説明した本発明の無機粒子の繊維への配合量は、芳香族ポリアミド粒子またはアラミド繊維屑からなるポリアミドに対し、1〜20質量%、好ましくは5〜10質量%であり、このような少量の配合量で繊維に対して難燃性を付与することができる。1質量%未満では、所定の難燃性向上効果が発現しない。一方、20質量%を超えると、繊維の成形性が乏しくなり好ましくない。
なお、粒子の繊維への配合量を30〜50質量%とすることもできる。この場合は、繊維の機械的強度が多少犠牲になるが、難燃性を大幅に向上させることができる。
As mentioned above, the compounding quantity to the fiber of the inorganic particle of this invention demonstrated is 1-20 mass% with respect to the polyamide which consists of an aromatic polyamide particle or an aramid fiber waste, Preferably it is 5-10 mass%, such Flame retardancy can be imparted to the fiber with a small amount. If it is less than 1% by mass, the predetermined flame retardancy improving effect is not exhibited. On the other hand, if it exceeds 20% by mass, the moldability of the fiber becomes poor, which is not preferable.
In addition, the compounding quantity of the particle | grains to the fiber can also be 30-50 mass%. In this case, the mechanical strength of the fiber is somewhat sacrificed, but the flame retardancy can be greatly improved.

また、前記無機粒子は、シラン系カップリング剤もしくはチタン系カップリング剤、好ましくはシラン系カップリングなどのカップリング剤、または界面活性剤などの表面処理剤によって、表面処理された表面処理層をさらに有することが好適である。
この表面処理剤は、被覆層の表面に存在し、表面処理層を形成する。かくて、表面処理剤の種類を適切に選択することにより、無機粒子の表面処理層の表面状態が調整され、ポリマーとの親和性を向上させ、ポリマー中への無機粒子の分散性が良くなって、少量の配合量で高い難燃性を付与することができる。
In addition, the inorganic particles are formed by subjecting a surface treatment layer that has been surface treated with a silane coupling agent or a titanium coupling agent, preferably a coupling agent such as a silane coupling agent, or a surface treatment agent such as a surfactant. Furthermore, it is preferable to have it.
This surface treatment agent is present on the surface of the coating layer and forms a surface treatment layer. Thus, by appropriately selecting the type of the surface treatment agent, the surface state of the surface treatment layer of the inorganic particles is adjusted, the affinity with the polymer is improved, and the dispersibility of the inorganic particles in the polymer is improved. Thus, high flame retardancy can be imparted with a small amount of blending.

ここで、シラン系カップリング剤としては、下記式(I)で表されるシラン系カップリングが挙げられる。
(R−Si−X(4−n) (I)
(R:C数1〜300からなる有機基でありN、O、S、ハロゲンといったヘテロ原子を含んでも良い。X:ORといったアルコキシル基もしくは、ハロゲン原子であって、RはC数1〜18の有機基である。)
として具体的にはエチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基など脂肪族アルキル基、シクロヘキシル基などの脂環族基、またフェニル基、トルイル基、ナフチル基といった芳香族基が挙げられる。また、これらにN,O,S、ハロゲンといったヘテロ原子を含んでよく、その場合、アミノ基、クロロ基、ブロモ基、シアノ基、酸無水物、エポキシ基、メルカプト基などが挙げられる。Xに含まれるORのRとしてはメチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。
Here, examples of the silane coupling agent include silane coupling represented by the following formula (I).
(R 1) n -Si-X (4-n) (I)
(R 1 is an organic group having 1 to 300 carbon atoms and may include heteroatoms such as N, O, S, and halogen. X: an alkoxyl group such as OR 2 or a halogen atom, and R 2 is a C number. 1 to 18 organic groups.)
Specific examples of R 1 include aliphatic groups such as ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, pentyl group, and hexyl group, alicyclic groups such as cyclohexyl group, and aromatic groups such as phenyl group, toluyl group, and naphthyl group. Group. In addition, these may contain heteroatoms such as N, O, S and halogen, and in this case, amino group, chloro group, bromo group, cyano group, acid anhydride, epoxy group, mercapto group and the like can be mentioned. Examples of R 2 of OR 2 contained in X include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.

このような式(I)で示されるシラン系カップリング剤の具体的な化合物としては、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン,n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン,n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン,n−ペンチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルルトリメトキシシラン,n−ヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ナフチルトリメトキシシラン、トルイルトリメトキシシラン、トルイルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、p−アミノフェニルトリメトキシシラン、P−アミノフェニルトリエトキシシラン、3−シアノエチルメチルジメトキシシラン、3−シアノエチルトリメトキシシラン、3−シアノメチルトリメトキシシラン、3−シアノプロピルトリメトキシシラン、3−シアノプロピルトリエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)プロピルスクシン酸無水物、2−(3,4,−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2,3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、5、6―エポキシヘキシルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−ブロモプロピルトリメトキシシラン、3−ブロモプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、3−ニトロプロピルジメトキシメチルシラン、3−クロロプロピルジメトキシメチルシラン、11−ブロモウンデシルトリメトキシシラン、11−ブロモウンデシルトリクロロシラン、11−ブロモウンデシルジメチルクロロシラン、特開2006−124698号公報の段落「0079」−「0085」に記載されているイミダゾールシランなどのシラン系カップリング剤を挙げることができる。
これらのシラン系カップリング剤のうち、エポキシシラン、アミノシラン、イミダゾールシラン、アルコキシシランが好ましい。
これらのシラン系カップリング剤は、1種単独で、あるいは2種以上を併用することができる。
Specific examples of the silane coupling agent represented by the formula (I) include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n- Butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-pentyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, Naphthyltrimethoxysilane, toluyltrimethoxysilane, toluyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldimethylmethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyl Triethoxysilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, p-aminophenyltrimethoxysilane, P-aminophenyltriethoxysilane, 3-cyanoethylmethyldimethoxysilane, 3-cyanoethyltrimethoxysilane 3-cyanomethyltrimethoxysilane, 3-cyanopropyltrimethoxysilane, 3-cyanopropyltriethoxysilane, 3- (triethoxysilyl) propylsuccinic anhydride, 2- (3,4, -epoxycyclohexyl) Ethyltriethoxysilane, 2,3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 5,6-epoxyhexyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxy Silane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-nitropropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-bromopropyltrimethoxysilane, 3-bromopropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltrimethoxysilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate mono Sulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, 3-nitropropyldimethoxymethylsilane, 3-chloropropyldimethoxymethylsilane, 11-bromoundecyltri Examples include silane coupling agents such as toxisilane, 11-bromoundecyltrichlorosilane, 11-bromoundecyldimethylchlorosilane, and imidazolesilane described in paragraphs “0079” to “0085” of JP-A-2006-124698. be able to.
Of these silane coupling agents, epoxy silane, amino silane, imidazole silane, and alkoxy silane are preferred.
These silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more.

シラン系カップリング剤は、無機粒子の分散性を極めて良好にすることができる。従って、無機粒子の少量の配合量で、得られる繊維に高い難燃性を付与することができる。   The silane coupling agent can make the dispersibility of the inorganic particles extremely good. Therefore, high flame retardancy can be imparted to the resulting fiber with a small amount of inorganic particles.

また、界面活性剤としては、イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤などを用いることができる。ここで、イオン系界面活性剤としては、脂肪酸系、リン酸系などの陰イオン界面活性剤、アンモニウム系界面活性剤などの陽イオン系界面活性剤、カルボン酸系、リン酸エステル系などの両性イオン系界面活性剤を利用することができ、非イオン系界面活性剤としてはカルボン酸系、リン酸エステル系などのものを使用することができる。   As the surfactant, an ionic surfactant, a nonionic surfactant, or the like can be used. Here, as the ionic surfactant, anionic surfactants such as fatty acids and phosphoric acids, cationic surfactants such as ammonium surfactants, carboxylic acids and phosphate esters, etc. Ionic surfactants can be used, and nonionic surfactants such as carboxylic acids and phosphate esters can be used.

なお、本発明において、物性を損なわない範囲で、本発明の無機粒子以外のフィラーを併用することができる。用いるフィラーとしては、繊維状、もしくは板状、鱗片状、粒状、不定形状、破砕品など非繊維状の充填剤が挙げられ、具体的には例えば、ガラス繊維、PAN系やピッチ系の炭素繊維、ステンレス繊維、アルミニウム繊維や黄銅繊維などの金属繊維、芳香族ポリアミド繊維などの有機繊維、石膏繊維、セラミック繊維、ジルコニア繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、二酸化チタン繊維、炭化ケイ素繊維、ロックウール、チタン酸カリウムウィスカー、チタン酸バリウムウィスカー、ほう酸アルミニウムウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、マイカ、層状粘土鉱物、タルク、カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、ワラステナイト、二酸化チタン、酸化亜鉛、ポリリン酸カルシウム、グラファイト、金属粉、金属フレーク、金属リボン、金属酸化物、カーボン粉末、黒鉛、カーボンフレーク、鱗片状カーボンなどが挙げられる。また、前記のフィラーは、2種以上を併用して使用することもできる。   In addition, in this invention, fillers other than the inorganic particle of this invention can be used together in the range which does not impair a physical property. Examples of the filler used include non-fibrous fillers such as fibrous or plate-like, scale-like, granular, indeterminate, and crushed products. Specific examples include glass fibers, PAN-based and pitch-based carbon fibers. , Stainless steel fiber, metal fiber such as aluminum fiber and brass fiber, organic fiber such as aromatic polyamide fiber, gypsum fiber, ceramic fiber, zirconia fiber, alumina fiber, silica fiber, titanium dioxide fiber, silicon carbide fiber, rock wool, titanium Potassium oxide whisker, barium titanate whisker, aluminum borate whisker, silicon nitride whisker, mica, layered clay mineral, talc, kaolin, silica, calcium carbonate, glass beads, glass flakes, glass microballoon, clay, molybdenum disulfide, wollastonite , Titanium dioxide, suboxide , Calcium polyphosphate, graphite, metal powders, metal flakes, metal ribbons, metal oxides, carbon powder, graphite, carbon flake, such flake carbon. Moreover, the said filler can also be used in combination of 2 or more types.

なお、本発明に使用する前記のフィラーは、その表面を公知のカップリング剤(例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤など)、その他の表面処理剤で処理して用いることもできる。   The filler used in the present invention can be used by treating the surface thereof with a known coupling agent (for example, silane coupling agent, titanate coupling agent, etc.) or other surface treatment agents. .

[アミド系溶媒]
さらに、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミドドープを調製する際に用いられるアミド系溶媒は、本発明の芳香族ポリアミドを重合するに用いられるN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタムなどの有機極性アミド系溶媒が挙げられる。
アミド系溶媒の使用量は、得られるポリアミドドープのポリマー濃度が1〜10質量%、好ましくは4〜6質量%となる量である。
[Amide solvent]
Further, the amide solvent used in preparing the inorganic polyamide-containing aromatic polyamide dope of the present invention is N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide used for polymerizing the aromatic polyamide of the present invention, Examples thereof include organic polar amide solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-methylcaprolactam.
The amount of the amide solvent used is such that the resulting polyamide dope has a polymer concentration of 1 to 10% by mass, preferably 4 to 6% by mass.

<無機粒子含有芳香族ポリアミドドープの製造方法>
次に、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミドドープの製造方法、およびこのドープを用いた本発明の芳香族ポリアミド繊維の製造方法の具体例を以下に示す。
本発明においては、まず第1の添加工程において、芳香族ポリアミド粒子、またはアラミド繊維屑を、該ポリアミドに対し30〜180質量%の無機塩及び該ポリアミドに対し5〜20質量%の無機粒子を含有するアミド系溶媒に添加して、混合物を得る。
本発明においては、次いで第2のスラリー化工程で、前記混合物を芳香族ポリアミド粒子またはアラミド繊維屑が、アミド系溶媒に実質的に溶解しない温度において混合することにより、芳香族ポリアミド繊維屑(芳香族ポリアミド粒子)をスラリー状態にすることが必要である。本発明におけるスラリー状態とは、数ミクロン〜数千ミクロンの微細な芳香族ポリアミド繊維屑(芳香族ポリアミド粒子)がアミド系溶媒中に分散した状態のことである。
<Method for producing inorganic polyamide-containing aromatic polyamide dope>
Next, the specific example of the manufacturing method of the inorganic particle containing aromatic polyamide dope of this invention and the manufacturing method of the aromatic polyamide fiber of this invention using this dope is shown below.
In the present invention, first, in the first addition step, aromatic polyamide particles or aramid fiber scraps are added to 30 to 180% by mass of inorganic salt with respect to the polyamide and 5 to 20% by mass of inorganic particles with respect to the polyamide. Add to the amide-based solvent contained to obtain a mixture.
In the present invention, in the second slurrying step, the mixture is then mixed at a temperature at which the aromatic polyamide particles or the aramid fiber scraps are not substantially dissolved in the amide solvent, so that the aromatic polyamide fiber scraps (aromatic Group polyamide particles) must be in a slurry state. The slurry state in the present invention is a state in which fine aromatic polyamide fiber scraps (aromatic polyamide particles) of several microns to several thousand microns are dispersed in an amide solvent.

本発明で言う「実質的に溶解しない温度」とは、アミド系溶媒の種類、無機塩の種類、量によって相違し、また芳香族ポリアミド繊維屑の繊度や芳香族ポリアミド粒子の平均粒径によって相違するが、本発明における「実質的に融解しない温度」とは、アミド系溶剤中に繊維屑(ポリアミド粒子)を1時間浸漬して、質量減少率が0.1%以下の場合、その温度を実質的に溶解しない温度と定義する。本発明においては、この温度は、15〜40℃の範囲が好ましい。このときの温度が40℃を超えると、アラミド繊維屑(芳香族ポリアミド粒子)の溶解が進行するため、アラミド繊維屑(芳香族ポリアミド粒子)の凝集物が発生してしまい、その後、該凝集物を溶解するのに時間を要するとともに、該凝集物が未溶解物として残留しやすくなる。したがって、スラリー化の温度は、15〜40℃の範囲が好ましい。この温度が15℃未満の場合には、スラリー化するまでに長時間を要するため、工業的に好ましくない。   In the present invention, the “substantially insoluble temperature” differs depending on the type of amide solvent, the type and amount of the inorganic salt, and also varies depending on the fineness of the aromatic polyamide fiber waste and the average particle size of the aromatic polyamide particles. However, in the present invention, the “substantially non-melting temperature” refers to the temperature when the fiber waste (polyamide particles) is immersed in an amide solvent for 1 hour and the mass reduction rate is 0.1% or less. It is defined as a temperature that does not substantially dissolve. In the present invention, this temperature is preferably in the range of 15 to 40 ° C. If the temperature at this time exceeds 40 ° C., dissolution of aramid fiber waste (aromatic polyamide particles) proceeds, and agglomerates of aramid fiber waste (aromatic polyamide particles) are generated. It takes time to dissolve and the aggregate tends to remain as an undissolved product. Therefore, the slurrying temperature is preferably in the range of 15 to 40 ° C. When this temperature is less than 15 ° C., it takes a long time to make a slurry, which is not industrially preferable.

一般的に、繊維屑等を溶解させる際には、溶媒への溶解効果を高める目的で、あらかじめシュレッダー等により微細に粉砕しておくことが行なわれるが、本発明においては、アラミド繊維屑若しくは芳香族ポリアミド粒子のスラリー化によって、微細なアラミド繊維屑若しくは該芳香族ポリアミド粒子がアミド系溶媒中に分散した状態が得られるため、あらかじめシュレッダー等により微細に粉砕しておくことは不要であり、かつ、ドープ調製に要する期間が大幅に短縮できるので、工業的に好ましい。このスラリーは、前記の温度範囲で安定であり、この温度範囲ではスラリーのままで保存したり、輸送したりすることができる。   In general, when dissolving fiber waste, etc., it is preliminarily finely pulverized with a shredder or the like for the purpose of enhancing the dissolution effect in a solvent. In the present invention, aramid fiber waste or fragrance is used. The slurry of the group polyamide particles makes it possible to obtain fine aramid fiber scraps or a state in which the aromatic polyamide particles are dispersed in the amide solvent, so that it is not necessary to finely pulverize with a shredder or the like in advance, and Since the time required for the dope preparation can be greatly shortened, it is industrially preferable. This slurry is stable in the above temperature range, and can be stored or transported as the slurry in this temperature range.

本発明方法によれば、その後、第3の溶解工程において、前記の芳香族ポリアミドスラリーを芳香族ポリアミド繊維屑(芳香族ポリアミド粒子)が溶解する温度範囲に加熱し、高せん断応力下に混練することによりを芳香族ポリアミドドープが得られる。この温度は、芳香族ポリアミド繊維屑(芳香族ポリアミド粒子)の溶解性を高める観点からは高い方がよいが、アミド系溶媒の熱劣化・分解を避けるという点で、130℃以下、特に50℃以上120℃以下、が好ましい。   According to the method of the present invention, thereafter, in the third melting step, the aromatic polyamide slurry is heated to a temperature range in which the aromatic polyamide fiber waste (aromatic polyamide particles) is dissolved and kneaded under high shear stress. As a result, an aromatic polyamide dope can be obtained. This temperature is preferably high from the viewpoint of enhancing the solubility of the aromatic polyamide fiber waste (aromatic polyamide particles), but is 130 ° C. or less, particularly 50 ° C. in view of avoiding thermal degradation / decomposition of the amide solvent. It is preferably 120 ° C. or lower.

本発明において、芳香族ポリアミド粒子またはアラミド繊維屑とアミド系溶媒を混合し、該混合物を高せん断応力下に混練する方法が、特に溶解性が良好であり、工業的に好ましい。
本発明で用いられる混練装置としては、せん断混練りできるものであれば特に制限はなく、一軸押出機、二軸押出機などのスクリュー式押出機、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー、ローラー、ニーダー等を挙げることができる。
このようにして得られた芳香族ポリアミドドープは、不溶分の濾別、脱色等の処理を施して精製することができる。
In the present invention, a method in which aromatic polyamide particles or aramid fiber waste and an amide solvent are mixed and the mixture is kneaded under high shear stress has particularly good solubility and is industrially preferable.
The kneading apparatus used in the present invention is not particularly limited as long as it can perform shear kneading, and includes a screw type extruder such as a single screw extruder and a twin screw extruder, a Banbury mixer, a planetary mixer, a roller, a kneader, and the like. Can be mentioned.
The aromatic polyamide dope thus obtained can be purified by subjecting the insoluble matter to filtration, decolorization and the like.

本発明によって得られる芳香族ポリアミドドープは、そのままで、又はこれに同質の芳香族ポリアミドドープポリマーを加えるか、あるいは同じアミド系溶媒を加えて希釈する等の方法によって適当な濃度に調節され、再利用することができる。   The aromatic polyamide dope obtained by the present invention is adjusted to an appropriate concentration as it is or by adding a homogeneous aromatic polyamide dope polymer to the same or by diluting with the same amide solvent. Can be used.

なお、本発明により得られた芳香族ポリアミドドープの固有粘度(IV)は2.0〜4.0である。固有粘度は98%濃度の濃硫酸中、ポリマー濃度0.5g/dlの溶液について30℃で測定した値を示す。   In addition, the intrinsic viscosity (IV) of the aromatic polyamide dope obtained by the present invention is 2.0 to 4.0. The intrinsic viscosity is a value measured at 30 ° C. for a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated sulfuric acid.

<無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の製造方法>
本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の製造方法は、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミドドープを原料として用いるものであれば、特に限定されるものではなく、公知の紡糸方法を採用することができる。湿式紡糸、乾式紡糸、半乾半湿式紡糸のいずれを採用することも可能であり、本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド組成物は融点が非常に高いことから、溶媒に溶解することによりドープを調製し、その後、ドープから紡糸を行う。
<Method for producing inorganic polyamide fiber containing aromatic polyamide>
The method for producing the inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber of the present invention is not particularly limited as long as the inorganic particle-containing aromatic polyamide dope of the present invention is used as a raw material, and a known spinning method is adopted. Can do. Any of wet spinning, dry spinning, and semi-dry semi-wet spinning can be adopted. Since the inorganic particle-containing aromatic polyamide composition of the present invention has a very high melting point, the dope is dissolved by dissolving in a solvent. And then spinning from the dope.

すなわち、無機粒子を含有した本発明の芳香族ポリアミド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、材質等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、曳糸性等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、用いるポリマードープの濃度や粘度により適宜調整することができるため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、ポリマードープの劣化などを考慮すると、75〜120℃が好ましい。
That is, the yarn is produced using the aromatic polyamide dope of the present invention containing inorganic 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 because they can be appropriately adjusted depending on the concentration and viscosity of the polymer dope to be used. Considering discharge pressure, polymer dope deterioration, and the like, 75 to 120 ° C. is preferable.

なお、本発明において、芳香族ポリアミド粒子または芳香族ポリアミド繊維屑からなるポリマーのアミド系溶媒に対する濃度は、好ましくは0.5〜30質量%、より好ましくは1〜10質量%である。ポリマー濃度が0.5質量%未満では、ポリマーの絡み合いが少なく紡糸に必要な粘度が得られない。一方で、ポリマー濃度が30質量%を超える場合、ノズルから吐出する際に不安定流動が起こりやすくなり安定的に紡糸することが困難となる。   In addition, in this invention, the density | concentration with respect to the amide-type solvent of the polymer which consists of aromatic polyamide particle | grains or aromatic polyamide fiber waste becomes like this. Preferably it is 0.5-30 mass%, More preferably, it is 1-10 mass%. When the polymer concentration is less than 0.5% by mass, the polymer has little entanglement and the viscosity necessary for spinning cannot be obtained. On the other hand, if the polymer concentration exceeds 30% by mass, unstable flow tends to occur when discharging from the nozzle, making it difficult to spin stably.

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ことができる。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、単糸の密着や温度の制御性、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、ポリマードープに使用しているアミド系溶剤の水溶液であり、その温度や溶剤濃度は、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等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 solidified 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, so that an air gap can be provided. The length of the air gap at this time is not particularly limited, but is preferably 5 to 15 mm from the viewpoints of single yarn adhesion, temperature controllability, stringiness, and the like. The coagulation liquid used here is an aqueous solution of an amide solvent used for polymer dope, and its temperature and solvent concentration are not particularly limited. As long as there is no problem with the above, it can be adjusted as appropriate.

なお、凝固浴は、芳香族ポリアミドの貧溶媒が用いられるが、芳香族ポリアミドドープの溶媒が急速に抜け出して芳香族ポリアミド繊維に欠陥ができないように、通常は良溶媒を添加して凝固速度を調節する。一般には、貧溶媒としては水、良溶媒としては芳香族ポリアミドドープ用の溶媒を用いるのが好ましい。良溶媒/貧溶媒の比は、芳香族ポリアミドの溶解性や凝固性にもよるが、15/85〜40/60が一般的に好ましい。   The coagulation bath uses a poor solvent for aromatic polyamide, but usually a good solvent is added to increase the coagulation rate so that the aromatic polyamide dope solvent quickly escapes and the aromatic polyamide fiber is not defective. Adjust. In general, it is preferable to use water as the poor solvent and an aromatic polyamide dope solvent as the good solvent. The ratio of good solvent / poor solvent is generally preferably 15/85 to 40/60, although it depends on the solubility and coagulability of the aromatic polyamide.

次に、凝固した糸を水洗する。この水洗工程では、水を用いて糸中のアミド系溶剤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等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 as much of the amide solvent in the yarn as possible using water. The washing conditions are not particularly limited, and the number of washing baths, the temperature, and the like can be appropriately adjusted as long as 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、繊維に含まれる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のいずれも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 moisture contained in 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, either 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.

得られた繊維は、この段階では充分に配向していないので、この後、熱延伸して広角X線回折より求めた結晶配向度が89%以上、結晶化度が74%以上と高度に配向および結晶化させることが好ましい。これより、結晶配向度、結晶化度のどちらか一方または両方が低い場合には、熱(延伸)処理を施しても、得られる繊維の機械的物性が不充分となりやすい。   Since the obtained fiber is not sufficiently oriented at this stage, the crystal orientation degree determined by wide-angle X-ray diffraction after hot drawing is 89% or more, and the degree of crystallinity is 74% or more. And it is preferably crystallized. Accordingly, when either or both of the crystal orientation degree and the crystallinity degree are low, the mechanical properties of the resulting fiber are likely to be insufficient even when heat (stretching) treatment is performed.

すなわち、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十分な延伸および強度が発現する条件であれば特に限定されるものではないが、300〜600℃が好ましく、更に好ましくは320℃〜580℃、最も好ましくは350〜550℃である。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。なお、繊維を熱延伸する際に用いる装置としては、接触型の熱板や非接触型の炉などあるが特に限定されるものではなく、繊維を所定の温度まで昇温させ、且つ所定の倍率で延伸が可能な装置であれば、適宜用いることができる。   That is, 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 thermal stretching temperature at this time is not particularly limited as long as sufficient stretching and strength are exhibited, but is preferably 300 to 600 ° C, more preferably 320 ° C to 580 ° C, and most preferably 350 to 550. ° C. 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. Moreover, in this thermal stretching process, there is no particular problem even if it is performed in multiple stages as necessary. An apparatus used for heat-drawing the fiber includes a contact-type hot plate and a non-contact type furnace, but is not particularly limited. The temperature of the fiber is raised to a predetermined temperature, and a predetermined magnification is used. Any apparatus can be used as long as it can be stretched.

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、繊維を使用する用途や繊維の取扱い性などを考慮し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、適宜張力や接圧などの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 in consideration of the use of the fiber and the handleability of the fiber. Moreover, about the winding method with a winder, it can wind by adjusting winding conditions, such as tension | tensile_strength and contact pressure, suitably using a well-known winder.

<無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の用途>
かくして得られる本発明の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維は、織物、編物、不織布などの布帛のほか、組紐、ロープ、撚糸コード、ヤーン、綿などの繊維構造物を構成する。
<Use of inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber>
The inorganic particle-containing aromatic polyamide fibers of the present invention thus obtained constitute fiber structures such as braids, ropes, twisted cords, yarns, and cotton, in addition to fabrics such as woven fabrics, knitted fabrics, and nonwoven fabrics.

以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳しく具体的に説明する。ただし、これらの実施例及び比較例は、本発明の理解を助けるためのものであって、これらの記載によって本発明の範囲が限定されるものではない。
なお、実施例中の各特性値は、以下の方法で測定した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, these Examples and Comparative Examples are for helping understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these descriptions.
In addition, each characteristic value in an Example was measured with the following method.

<繊度>
JIS−L−1015に準じ、測定した。
<繊維の引張強度>
引張試験機(オリエンテック社製、商品名:テンシロン万能試験機、型式:RTC−1210A)を用いて、ASTM D885の手順に基づき、測定試料長500mm、チャック引張速度250mm/min、初荷重0.2cN/dtexの条件にて測定を実施した。
<Fineness>
It measured according to JIS-L-1015.
<Tensile strength of fiber>
Using a tensile tester (Orientec Co., Ltd., trade name: Tensilon universal tester, model: RTC-1210A), based on the procedure of ASTM D885, the measurement sample length is 500 mm, the chuck tensile speed is 250 mm / min, the initial load is 0. Measurement was performed under the condition of 2 cN / dtex.

<限界酸素指数LOI値>
限界酸素指数の測定は、JIS L 1091 E法に準拠した測定法にて測定を実施した。
(測定条件)
試験片の区分 :E−2号
布帛の作成方法 :丸編生地(23ウェール/インチ、18コース/インチ)
点火器の熱源の種類:JIS K2240 1種1号(LPガス)
なお、以下の(a)もしくは(b)の早いほうで限界酸素指数を決定
(a)限界酸素指数を決定する際の燃焼長さ:50mm
(b)限界酸素指数を決定する際の燃焼時間:180秒
<繊度>
JIS−L−1015に準じ、測定した。
<Limit oxygen index LOI value>
The limiting oxygen index was measured by a measuring method based on the JIS L 1091 E method.
(Measurement condition)
Specimen classification: No. E-2 Fabric creation method: Circular knitted fabric (23 wales / inch, 18 courses / inch)
Type of igniter heat source: JIS K2240 Type 1 No. 1 (LP gas)
The critical oxygen index is determined earlier in the following (a) or (b). (A) Combustion length when determining the critical oxygen index: 50 mm
(B) Combustion time when determining the critical oxygen index: 180 seconds <Fineness>
It measured according to JIS-L-1015.

<T/To>
T/Toは、繊維の引張り強さ(T)の、複合粒子を含有していないことを除き、その他は前記繊維と同じ繊維からなる比較繊維の引張り強度(To)に対する比として求めた。
<T / To>
T / To was determined as the ratio of the tensile strength (T) of the fiber to the tensile strength (To) of the comparative fiber made of the same fiber as the fiber except that the composite particle was not contained.

<分散性(繊維中における無機粒子の分散粒子平均相当径)>
繊維を切断し、断面を電子顕微鏡により倍率10万倍で観察した際の25μmの観察断面積当りの平均粒子分散面積S(μm)としたとき、下記式により計算される(Y)を分散平均相当径とした。
Y(μm)=2×√(S/π)
<Dispersibility (Dispersed particle average equivalent diameter of inorganic particles in fiber)>
When the fiber is cut and the cross section is observed with an electron microscope at a magnification of 100,000, the average particle dispersion area S (μm 2 ) per observation cross section of 25 μm 2 is calculated by the following formula (Y): The dispersion average equivalent diameter was used.
Y (μm) = 2 × √ (S / π)

<芳香族ポリアミド繊維屑>
窒素を内部にフローしている攪拌槽に、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に、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当モルとなるように秤量して投入し溶解させた。このジアミン溶液に、テレフタル酸ジクロライドを、ジアミン総モル量と略当モル、秤量し投入した。反応終了後、水酸化カルシウムで中和し、芳香族ポリアミドドープを得た。該ドープは孔径0.3mm、孔数100ホールの紡糸口金から吐出され、エアギャップ約10mmを介してNMP濃度30質量%の水溶液中に紡出され凝固された後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度500℃下で10倍に延伸された後、巻き取ることにより、単糸繊度が1.67dtexの芳香族ポリアミド繊維(コポリパラフェニレン・3.4’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維)を得た。
芳香族ポリアミド繊維屑としては、前記延伸工程における糸切れによって発生した固有粘度(IV)が3.5の未延伸繊維屑を使用した。この繊維屑の平均繊維長は、20〜50mm程度である。
<Aromatic polyamide fiber scrap>
In a stirring vessel in which nitrogen is flowing inside, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is weighed and dissolved so that paraphenylenediamine and 3,4'-diaminodiphenyl ether are equimolar. It was. To this diamine solution, terephthalic acid dichloride was weighed and added in an amount approximately equal to the total molar amount of diamine. After completion of the reaction, the reaction mixture was neutralized with calcium hydroxide to obtain an aromatic polyamide dope. The dope is discharged from a spinneret having a hole diameter of 0.3 mm and a hole number of 100 holes, and after being spun and solidified in an aqueous solution having an NMP concentration of 30% by mass through an air gap of about 10 mm (semi-dry semi-wet spinning method) , Washed with water, dried, then stretched 10 times at a temperature of 500 ° C., and then wound up to obtain an aromatic polyamide fiber (copolyparaphenylene 3.4′-oxydi) having a single yarn fineness of 1.67 dtex. Phenylene terephthalamide fiber).
As the aromatic polyamide fiber waste, unstretched fiber waste having an intrinsic viscosity (IV) of 3.5 generated by yarn breakage in the drawing step was used. The average fiber length of the fiber waste is about 20 to 50 mm.

<芳香族ポリアミドドープ製造法>
無機粒子を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中にビーズミル(淺田鉄工(株)製、Nano Grain Mill)を用いて分散させた。このとき、メディアとして、0.3mmのジルコニアビーズを使用した。
NMP/塩化カルシウム/無機粒子分散液に繊維屑を所定量になるよう加え、25℃にて30分間撹拌して、繊維屑のアミド系溶媒スラリーを得た。該スラリーを淺田鉄工株式会社製、プラネタリーミキサー(製品名PVM−5)を用いて、60℃に加熱、混練し透明な芳香族ポリアミドドープを得た。
<Aromatic polyamide dope production method>
Inorganic particles were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) using a bead mill (Nano Grain Mill, manufactured by Iwata Tekko Co., Ltd.). At this time, 0.3 mm zirconia beads were used as media.
The fiber waste was added to the NMP / calcium chloride / inorganic particle dispersion to a predetermined amount and stirred at 25 ° C. for 30 minutes to obtain an amide solvent slurry of fiber waste. The slurry was heated and kneaded at 60 ° C. using a planetary mixer (product name PVM-5) manufactured by Iwata Tekko Co., Ltd. to obtain a transparent aromatic polyamide dope.

<芳香族ポリアミド繊維製造法>
このドープを孔径0.3mm、孔数100ホールの紡糸口金から吐出し、エアギャップ約10mmを介してNMP濃度30質量%の水溶液中に紡出され凝固された後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度500℃下で10倍に延伸させた後、巻き取った。
<Aromatic polyamide fiber manufacturing method>
After the dope is discharged from a spinneret having a hole diameter of 0.3 mm and a hole number of 100 holes, and spun into an aqueous solution with an NMP concentration of 30% by mass through an air gap of about 10 mm, it is solidified (semi-dry semi-wet spinning method) Then, it was washed with water, dried, then stretched 10 times at a temperature of 500 ° C., and then wound up.

実施例1
無機粒子として水酸化マグネシウムの微粒子(共立マテリアル株式会社製 MG−23D)を用い、10質量%添加された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の繊維を得た。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表1に示す。
Example 1
Magnesium hydroxide fine particles (MG-23D manufactured by Kyoritsu Material Co., Ltd.) were used as inorganic particles to obtain 10% by mass added copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide fibers. Table 1 shows the results of evaluating the obtained fibers.

実施例2
無機粒子として、水酸化マグネシウムの微粒子を用い、20質量%添加された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の繊維を得た。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表1に示す。
Example 2
As inorganic particles, fine particles of magnesium hydroxide were used to obtain 20% by mass added copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide fibers. Table 1 shows the results of evaluating the obtained fibers.

実施例3
無機粒子として水酸化マグネシウムの微粒子を用い、5質量%添加された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の繊維を得た。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表1に示す。
Example 3
Magnesium hydroxide fine particles were used as the inorganic particles to obtain 5% by mass added copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide fiber. Table 1 shows the results of evaluating the obtained fibers.

実施例4
無機粒子として炭酸カルシウムの微粒子(宇部マテリアルズ株式会社製 CS・3N−A)を用い、10質量%添加された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の繊維を得た。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表1に示す。
Example 4
Calcium carbonate fine particles (CS · 3N-A manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) were used as inorganic particles to obtain 10% by mass added copolyparaphenylene · 3,4′-oxydiphenylene terephthalamide fiber. Table 1 shows the results of evaluating the obtained fibers.

比較例1
無機粒子未添加の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の繊維を得た。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表1に示す。
Comparative Example 1
A fiber of copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide without addition of inorganic particles was obtained. Table 1 shows the results of evaluating the obtained fibers.

比較例2
無機粒子として水酸化マグネシウムの微粒子を用い、30質量%添加された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の繊維を得た。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表1に示す。
Comparative Example 2
Magnesium hydroxide fine particles were used as the inorganic particles to obtain 30% by mass added copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide fiber. Table 1 shows the results of evaluating the obtained fibers.

比較例3
無機粒子として水酸化マグネシウムの微粒子を用い、1質量%添加された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の繊維を得た。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表2に示す。
Comparative Example 3
Magnesium hydroxide fine particles were used as inorganic particles to obtain 1% by mass of copolyparaphenylene-3, '4-oxydiphenylene terephthalamide fiber. Table 2 shows the results of evaluating the obtained fibers.

比較例4
NMPに対して水酸化マグネシウムの微粒子を分散させた後、芳香族ポリアミドドープにブレンドすることによって添加した以外は、同様の方法で10質量%添加された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の繊維を得た。
水酸化マグネシウムの微粒子のNMPへの分散にあたっては、ビーズミル(淺田鉄工株式会社製、商品名:Nano Grain Mill)を使用し、メディアとしては、0.3mmのジルコニアビーズを使用した。また、芳香族ポリアミドドープへのブレンドにあたっては、淺田鉄工株式会社製プラネタリーミキサー(製品名PVM−5)を使用して実施した。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表2に示す。
Comparative Example 4
Copolyparaphenylene 3,4'-oxydidioxide is added in an amount of 10 mass% in the same manner except that magnesium hydroxide fine particles are dispersed in NMP and then blended into the aromatic polyamide dope. A phenylene terephthalamide fiber was obtained.
In dispersing the fine particles of magnesium hydroxide in NMP, a bead mill (trade name: Nano Grain Mill, manufactured by Iwata Tekko Co., Ltd.) was used, and 0.3 mm zirconia beads were used as the media. The blending with the aromatic polyamide dope was carried out using a planetary mixer (product name PVM-5) manufactured by Iwata Iron Works. Table 2 shows the results of evaluating the obtained fibers.

比較例5
水酸化マグネシウムの微粒子を直接、芳香族ポリアミドドープに添加した以外は、実施例1と同様の方法で10質量%添加された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の繊維を得た。
なお、水酸化マグネシウムの微粒子の芳香族ポリアミドドープへのブレンドにあたっては、淺田鉄工株式会社製プラネタリーミキサー(製品名PVM−5)を使用して実施した。得られた繊維に対し、評価を行った結果を表2に示す。
Comparative Example 5
A fiber of copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide added at 10% by mass in the same manner as in Example 1 except that magnesium hydroxide fine particles were directly added to the aromatic polyamide dope. It was.
In addition, in blending the magnesium hydroxide fine particles into the aromatic polyamide dope, a planetary mixer (product name: PVM-5) manufactured by Iwata Tekko Co., Ltd. was used. Table 2 shows the results of evaluating the obtained fibers.

Figure 2011074521
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Figure 2011074521
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本発明による無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維は、優れた難燃性を有する繊維製品を提供することができ、特に防護衣料用途の素材として極めて有用である。   The inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber according to the present invention can provide a fiber product having excellent flame retardancy, and is particularly useful as a material for use in protective clothing.

Claims (6)

無機粒子含有芳香族ポリアミドドープを紡糸して得られ、限界酸素指数(LOI値)が27以上で、かつ下式を満たすことを特徴とする無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維。
T / To≧ 0.7
[但し、式中、Tは無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維の引張強度、Toは前記粒子を含有していないことを除き、その他は前記繊維と同一の繊維からなる比較繊維の引張強度とする。]
An inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber obtained by spinning an inorganic polyamide-containing aromatic polyamide dope, having a limiting oxygen index (LOI value) of 27 or more and satisfying the following formula:
T / To ≧ 0.7
[In the formula, T is the tensile strength of the inorganic polyamide fiber containing inorganic particles, and To is the tensile strength of the comparative fiber made of the same fiber as the fiber except that it does not contain the particles. ]
前記芳香族ポリアミドが、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記載の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維。   The inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber according to claim 1, wherein the aromatic polyamide is copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide. 前記無機粒子が、水酸化マグネシウムおよび/または炭酸カルシウムである請求項1または2記載の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維。   3. The inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber according to claim 1, wherein the inorganic particle is magnesium hydroxide and / or calcium carbonate. 無機粒子の含有量が、芳香族ポリアミドに対し、5〜20質量%である請求項1〜3いずれかに記載の無機粒子含有芳香族ポリアミド繊維。   The inorganic particle-containing aromatic polyamide fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the inorganic particles is 5 to 20% by mass with respect to the aromatic polyamide. 芳香族ポリアミド粒子、または芳香族ポリアミド繊維を製造する工程において発生する繊維屑を、該ポリアミドに対し30〜180質量%の無機塩及び該ポリアミドに対し5〜20質量%の無機粒子を含有するアミド系溶媒に添加する添加工程、
該芳香族ポリアミド粒子または該繊維屑が実質的に溶解しない温度において混合することにより芳香族ポリアミド−無機粒子スラリーを形成させるスラリー化工程、
次いで、該スラリー中の芳香族ポリアミドが溶解する温度に加熱する溶解工程、
を備えたことを特徴とする、請求項1に記載の無機粒子含有芳香族ポリアミドドープの製造方法。
An amide containing 30 to 180% by mass of inorganic salt with respect to the polyamide and 5 to 20% by mass of inorganic particles with respect to the polyamide, including aromatic polyamide particles or fiber waste generated in the process of producing aromatic polyamide fibers An addition step to be added to the system solvent,
A slurrying step of forming an aromatic polyamide-inorganic particle slurry by mixing at a temperature at which the aromatic polyamide particles or the fiber waste is not substantially dissolved,
Next, a melting step of heating to a temperature at which the aromatic polyamide in the slurry is dissolved,
The method for producing an inorganic polyamide-containing aromatic polyamide dope according to claim 1, comprising:
前記スラリー化工程時の混合を高せん断応力下にて実施する請求項5記載の無機粒子含有芳香族ポリアミドドープの製造方法。   The method for producing an inorganic polyamide-containing aromatic polyamide dope according to claim 5, wherein the mixing in the slurrying step is carried out under high shear stress.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116219571A (en) * 2022-12-20 2023-06-06 南通新帝克单丝科技股份有限公司 High-resilience creep-resistant copolymerized nylon monofilament and preparation method and application thereof

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