JP2016196599A - Wholly aromatic polyamide fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、全芳香族ポリアミド繊維に関し、さらに詳しくは、引張強度が高く、同時に破断伸度が大きい全芳香族ポリアミド繊維に関する。 The present invention relates to wholly aromatic polyamide fibers, and more particularly to wholly aromatic polyamide fibers having high tensile strength and high elongation at break.
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全芳香族ポリアミドからなる繊維は、高強度繊維として非常に有用なものであるとともに、耐熱性および難燃性に優れていることが知られている。
また、全芳香族ポリアミド繊維は、汎用繊維に比較して寸法安定性が高く、弾性率が高く、耐疲労性にも優れているため、例えばタイヤコード、伝動用ベルト、搬送用ベルト等のゴム補強資材、シートベルト、漁網、安全ネット等にも好適に使用されている。
Conventionally, fibers made of wholly aromatic polyamides produced from aromatic diamines and aromatic dicarboxylic acid dihalides are very useful as high-strength fibers and have excellent heat resistance and flame retardancy. Are known.
In addition, fully aromatic polyamide fibers have higher dimensional stability, higher elastic modulus, and better fatigue resistance than general-purpose fibers. For example, rubber such as tire cords, power transmission belts, and conveyor belts. It is also suitably used for reinforcing materials, seat belts, fishing nets, safety nets and the like.
昨今、上記の各種製品においては、さらなる加工性や耐疲労性に対する要求が強く、それを満足させるためには、全芳香族ポリアミド繊維の機械強度を確保しつつ伸度を向上させることが必要とされている。
しかしながら、全芳香族ポリアミド繊維は、結晶化度が高くポリマー鎖が高度に配向した繊維構造を形成するため、ポリマー構造が極めて剛直であり、伸度を向上させることは困難であった。
Recently, in the above-mentioned various products, there is a strong demand for further processability and fatigue resistance, and in order to satisfy them, it is necessary to improve the elongation while ensuring the mechanical strength of the wholly aromatic polyamide fiber. Has been.
However, since the wholly aromatic polyamide fiber forms a fiber structure having a high degree of crystallinity and a highly oriented polymer chain, the polymer structure is extremely stiff and it is difficult to improve the elongation.
高伸度を備えた高強力な有機系繊維の開発においては、例えば、特許文献1から4において、寸法安定性がよく、かつ弾性率も高く、耐熱性および耐疲労性に優れた各種ポリヘキサメチレンアジパミド繊維、および当該繊維を得る方法が提案されている。しかしながら、特許文献1から4に記載された繊維は、破断伸度は十分であるものの、全芳香族ポリアミド繊維と比較すると、十分な強度を有しているとは言い難いものであった。
また、近年、高い破断伸度を有する全芳香族ポリアミドを得る方法も提案されている(特許文献5参照)。しかしながら、特許文献5に記載された繊維は、未だ、破断強度が十分であるとは言い難いものであった。
In the development of high-strength organic fibers with high elongation, for example, in Patent Documents 1 to 4, various polyhexa having good dimensional stability, high elastic modulus, and excellent heat resistance and fatigue resistance. Methylene adipamide fibers and methods for obtaining the fibers have been proposed. However, although the fibers described in Patent Documents 1 to 4 have sufficient elongation at break, it is difficult to say that they have sufficient strength compared to wholly aromatic polyamide fibers.
In recent years, a method for obtaining a wholly aromatic polyamide having a high elongation at break has been proposed (see Patent Document 5). However, the fiber described in Patent Document 5 is still difficult to say that the breaking strength is sufficient.
本発明は、上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、その目的とするところは、高い強度を有すると同時に、高い伸度を有する、全芳香族ポリアミド繊維を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a wholly aromatic polyamide fiber having high strength and at the same time high elongation. It is in.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、化学式(I)で表される構造反復単位(I)、化学式(II)で表される構造反復単位(II)、および化学式(III)で表される構造反復単位(III)を、特定比率で含む全芳香族ポリアミドからなる繊維は、高い機械強度を有しつつ高い伸度を有する繊維となることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, the structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I), the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II), and the structural repeating unit (III) represented by the chemical formula (III), It has been found that fibers made of wholly aromatic polyamides contained at a specific ratio are fibers having high mechanical strength and high elongation, and the present invention has been completed.
すなわち本発明は、化学式(I)で表される構造反復単位(I)、化学式(II)で表される構造反復単位(II)、および化学式(III)で表される構造反復単位(III)を含む全芳香族ポリアミドを含む繊維であって、前記構造反復単位(II)が、化学式(I)で表される構造反復単位(I)と化学式(II)で表される構造反復単位(II)と化学式(III)で表される構造反復単位(III)の合計に対して20〜40モル%であり、前記構造反復単位(III)が、化学式(I)で表される構造反復単位(I)と化学式(II)で表される構造反復単位(II)と化学式(III)で表される構造反復単位(III)の合計に対して10〜30モル%である、全芳香族ポリアミド繊維である。 That is, the present invention relates to a structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I), a structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II), and a structural repeating unit (III) represented by the chemical formula (III). Wherein the structural repeating unit (II) is a structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I) and a structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II). ) And the structural repeating unit (III) represented by the chemical formula (III) in an amount of 20 to 40 mol%, and the structural repeating unit (III) is a structural repeating unit represented by the chemical formula (I) ( A wholly aromatic polyamide fiber that is 10 to 30 mol% based on the total of the structural repeating unit (II) represented by I) and chemical formula (II) and the structural repeating unit (III) represented by chemical formula (III) It is.
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、高い強度を有しつつ飛躍的に破断伸度が向上した繊維となる。このため、本発明の繊維によれば、高伸度が要求される各種繊維製品を提供することができる。 The wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is a fiber having a high strength and dramatically improved elongation at break. For this reason, according to the fiber of this invention, the various fiber products in which high elongation is requested | required can be provided.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<全芳香族ポリアミド>
[構造]
本発明の繊維を構成する全芳香族ポリアミドは、下記化学式(I)で表される構造反復単位(I)、化学式(II)で表される構造反復単位(II)、および化学式(III)で表される構造反復単位(III)を含み、1種類または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る。このとき、該芳香族基は2個の芳香族環が酸素、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等の低級アルキル基や、メトキシ基、または塩素基等のハロゲン基で置換されたものであっても、複素環等が結合されたものであっても特に差し支えはなく、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.
<Totally aromatic polyamide>
[Construction]
The wholly aromatic polyamide constituting the fiber of the present invention has a structural repeating unit (I) represented by the following chemical formula (I), a structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II), and a chemical formula (III). It is a polymer containing the structural repeating unit (III) represented and having one or more divalent aromatic groups linked directly by an amide bond. In this case, the aromatic group may be one in which two aromatic rings are bonded with oxygen, sulfur, or an alkyl group. 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. Even if it is bonded, there is no particular limitation, and the type of substituent and the number of substituents are not particularly limited.
本発明の全芳香族ポリアミド繊維中に含まれる上記構造反復単位を含む全芳香族ポリアミドは、繊維質量全体に対して、90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがさらに好ましく、100モル%であることが最も好ましい。 The wholly aromatic polyamide containing the structural repeating unit contained in the wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, based on the entire fiber mass. Preferably, it is 100 mol%, and most preferably.
[構造反復単位の割合]
本発明に用いられる全芳香族ポリアミドは、化学式(II)で表される構造反復単位(II)が、化学式(I)で表される構造反復単位(I)、化学式(II)で表される構造反復単位(II)、および化学式(III)で表される構造反復単位(III)の合計に対して20〜40モル%、好ましくは25〜35モル%であり、同時に、化学式(III)で表される構造反復単位(III)が、化学式(I)で表される構造反復単位(I)、化学式(II)で表される構造反復単位(II)、および化学式(III)で表される構造反復単位(III)の合計に対して10〜30モル%、好ましくは15〜25モル%である。
[Proportion of structural repeat unit]
In the wholly aromatic polyamide used in the present invention, the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II) is represented by the structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I) and the chemical formula (II). 20 to 40 mol%, preferably 25 to 35 mol%, based on the total of the structural repeating unit (II) and the structural repeating unit (III) represented by the chemical formula (III), and at the same time in the chemical formula (III) The structural repeating unit (III) represented is represented by the structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I), the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II), and the chemical formula (III). It is 10-30 mol% with respect to the sum total of structure repeating unit (III), Preferably it is 15-25 mol%.
化学式(II)で表される構造反復単位(II)と化学式(III)で表される構造反復単位(III)とを特定の比率とすることにより、得られる繊維に、引張強度24cN/dtex以上、且つ破断伸度5.0%以上の機械物性を発現させることができる。化学式(II)で表される構造反復単位(II)の含有量が20モル%未満の場合には、所望の強度および伸度が発現しない。また、化学式(II)で表される構造反復単位(II)の含有量が40モル%を超える場合には、繊維の強度が低下するため好ましくない。一方、化学式(III)で表される構造反復単位(III)の含有量が10モル%未満の場合には、所望の伸度が発現しない。また、化学式(III)で表される構造反復単位(III)の含有量が30モル%を超えると、繊維の強度が低下するため好ましくない。 By setting the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II) and the structural repeating unit (III) represented by the chemical formula (III) to a specific ratio, the resulting fiber has a tensile strength of 24 cN / dtex or more. In addition, mechanical properties having a breaking elongation of 5.0% or more can be expressed. When the content of the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II) is less than 20 mol%, desired strength and elongation are not exhibited. Moreover, when the content of the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II) exceeds 40 mol%, the strength of the fiber is lowered, which is not preferable. On the other hand, when the content of the structural repeating unit (III) represented by the chemical formula (III) is less than 10 mol%, the desired elongation is not exhibited. Moreover, when the content of the structural repeating unit (III) represented by the chemical formula (III) exceeds 30 mol%, the strength of the fiber is lowered, which is not preferable.
[固有粘度]
本発明の繊維を構成する芳香族ポリアミドは、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℃で測定した固有粘度(IV)が3.3〜5.0であり、好ましくは3.5〜4.8である。固有粘度が上記範囲にある場合には、引張強度24cN/dtex以上であり、且つ破断伸度5.0%以上の機械物性を発現する繊維を得ることができる。固有粘度(IV)が3.3未満では、所定の伸度が発現しない。一方、5.0を超えると、繊維の成型加工が困難となり、好ましくない。
[Intrinsic viscosity]
The aromatic polyamide constituting the fiber of the present invention has an intrinsic viscosity (IV) of 3.3 to 5.0 measured at 30 ° C. with respect to a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated sulfuric acid. , Preferably 3.5 to 4.8. When the intrinsic viscosity is in the above range, a fiber exhibiting mechanical properties having a tensile strength of 24 cN / dtex or more and a breaking elongation of 5.0% or more can be obtained. When the intrinsic viscosity (IV) is less than 3.3, the predetermined elongation is not exhibited. On the other hand, if it exceeds 5.0, it is difficult to mold the fiber, which is not preferable.
<全芳香族ポリアミドの製造方法>
本発明の繊維を構成する全芳香族ポリアミドは、従来公知の方法にしたがって製造することができる。例えば、アミド系極性溶媒中で、原料となる芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分と芳香族ジアミン成分との低温溶液重合、または界面重合から得ることができる。
<Method for producing wholly aromatic polyamide>
The wholly aromatic polyamide constituting the fiber of the present invention can be produced according to a conventionally known method. For example, it can be obtained from low temperature solution polymerization or interfacial polymerization of an aromatic dicarboxylic acid dichloride component and an aromatic diamine component as raw materials in an amide polar solvent.
[型全芳香族ポリアミドの原料]
(芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分)
全芳香族ポリアミドの原料となる芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分としては、テレフタル酸ジクロライドを主成分として用いる。ここで、主成分とは、芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分全体に対して、テレフタル酸ジクロライドが50モル%以上であることを意味し、好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、最も好ましくは100モル%である。
[Raw material of type wholly aromatic polyamide]
(Aromatic dicarboxylic acid dichloride component)
As the aromatic dicarboxylic acid dichloride component used as a raw material for the wholly aromatic polyamide, terephthalic acid dichloride is used as a main component. Here, the main component means that terephthalic acid dichloride is 50 mol% or more with respect to the whole aromatic dicarboxylic acid dichloride component, preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, most preferably Preferably it is 100 mol%.
テレフタル酸ジクロライドと共に用いられる全芳香族ポリアミドを構成する成分としては、例えば、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等が挙げられる。なお、本発明においては、パラ位以外の結合を形成するイソフタル酸ジクロライド等の成分が、少量含まれていてもよい。 Examples of the component constituting the wholly aromatic polyamide used together with terephthalic acid dichloride include, for example, 2-chloroterephthalic acid dichloride, 3-methylterephthalic acid dichloride, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid dichloride, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid. A dichloride etc. are mentioned. In the present invention, a small amount of a component such as isophthalic acid dichloride that forms a bond other than the para position may be contained.
(芳香族ジアミン成分)
型全芳香族ポリアミドの原料となる芳香族ジアミン成分としては、上記化学式(I)で示される構造反復単位(I)、上記化学式(II)で示される構造反復単位(II)、および上記化学式(III)で示される構造反復単位(III)、をそれぞれ構成するために、少なくとも3類以上の芳香族ジアミン用い、その組み合わせとして、パラフェニレンジアミン、3,4’−ジアミノフェニルエーテル、および4,4’−ジアミノフェニルエーテルを主成分とする必要がある。ここで、主成分とは、これら3種類の芳香族ジアミン成分の合計量が芳香族ジアミン成分全体に対して50モル%以上であることを意味し、好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、最も好ましくは100モル%である。
(Aromatic diamine component)
Examples of the aromatic diamine component used as a raw material for the type wholly aromatic polyamide include the structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I), the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II), and the chemical formula ( In order to constitute each of the structural repeating units (III) represented by III), at least three kinds of aromatic diamines are used, and combinations thereof include paraphenylenediamine, 3,4'-diaminophenyl ether, and 4,4 It is necessary to have '-diaminophenyl ether as a main component. Here, the main component means that the total amount of these three kinds of aromatic diamine components is 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol%, based on the whole aromatic diamine component. More than mol%, most preferably 100 mol%.
本発明の繊維を構成する全芳香族ポリアミドを構成する芳香族ジアミン成分としては、上記の3種類の芳香族ジアミン成分以外に、例えば、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等が挙げられる。なお、本発明においては、パラ位以外の結合を形成するメタフェニレンジアミン等の成分が、少量含まれていてもよい。 As the aromatic diamine component constituting the wholly aromatic polyamide constituting the fiber of the present invention, in addition to the above three kinds of aromatic diamine components, for example, parabiphenylenediamine, 5-amino-2- (4-aminophenylene) ) Benzimidazole, 1,4-dichloroparaphenylenediamine and the like. In addition, in this invention, components, such as metaphenylenediamine which forms a bond other than para position, may be contained in a small amount.
なお、本発明においては、上述した通り、化学式(II)で表される構造反復単位(II)が、化学式(I)で表される構造反復単位(I)、化学式(II)で表される構造反復単位(II)、および化学式(III)で表される構造反復単位(III)の合計に対して20〜40モル%、好ましくは25〜35モル%であり、同時に、化学式(III)で表される構造反復単位(III)が、化学式(I)で表される構造反復単位(I)、化学式(II)で表される構造反復単位(II)、および化学式(III)で表される構造反復単位(III)の合計に対して10〜30モル%、好ましくは15〜25モル%である。このため、3,4’−ジアミノフェニルエーテルの組成比は、パラフェニレンジアミンと3,4’−ジアミノフェニルエーテルと4,4’−ジアミノフェニルエーテルとの合計に対して、20〜40モル%とすることが必須であり、好ましくは25〜35モル%とし、同時に、4,4’−ジアミノフェニルエーテルの組成比は、パラフェニレンジアミンと3,4’−ジアミノフェニルエーテルと4,4’−ジアミノフェニルエーテルとの合計に対して、10〜30モル%とすることが必須であり、好ましくは15〜25モル%とする。 In the present invention, as described above, the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II) is represented by the structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I) and the chemical formula (II). 20 to 40 mol%, preferably 25 to 35 mol%, based on the total of the structural repeating unit (II) and the structural repeating unit (III) represented by the chemical formula (III), and at the same time in the chemical formula (III) The structural repeating unit (III) represented is represented by the structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I), the structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II), and the chemical formula (III). It is 10-30 mol% with respect to the sum total of structure repeating unit (III), Preferably it is 15-25 mol%. Therefore, the composition ratio of 3,4'-diaminophenyl ether is 20 to 40 mol% with respect to the total of paraphenylenediamine, 3,4'-diaminophenyl ether, and 4,4'-diaminophenyl ether. At the same time, preferably 25 to 35 mol%, and at the same time, the composition ratio of 4,4′-diaminophenyl ether is paraphenylenediamine, 3,4′-diaminophenyl ether, and 4,4′-diamino. It is essential to set it as 10-30 mol% with respect to the sum total with phenyl ether, Preferably it is 15-25 mol%.
[原料組成比]
芳香族ジカルボン酸クロライド成分と芳香族ジアミン成分との比は、芳香族ジアミン成分に対する芳香族ジカルボン酸クロライド成分のモル比として、好ましくは0.90〜1.10、より好ましくは0.95〜1.05の範囲とする。芳香族ジカルボン酸クロライド成分のモル比が0.90未満または1.10を超える場合には、芳香族ジアミン成分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。
[Raw material composition ratio]
The ratio of the aromatic dicarboxylic acid chloride component to the aromatic diamine component is preferably 0.90 to 1.10, more preferably 0.95 to 1 as the molar ratio of the aromatic dicarboxylic acid chloride component to the aromatic diamine component. .05 range. When the molar ratio of the aromatic dicarboxylic acid chloride component is less than 0.90 or exceeds 1.10, the reaction with the aromatic diamine component does not proceed sufficiently and a high degree of polymerization cannot be obtained, which is not preferable.
[反応条件]
芳香族ジカルボン酸クロライド成分と芳香族ジアミン成分との反応条件は、特に限定されるものではない。酸クロライドとジアミンとの反応は一般に急速であり、反応温度としては、例えば、−25℃〜100℃の範囲とすることが好ましく、−10℃〜80℃の範囲とすることがさらに好ましい。
[Reaction conditions]
The reaction conditions for the aromatic dicarboxylic acid chloride component and the aromatic diamine component are not particularly limited. The reaction between acid chloride and diamine is generally rapid, and the reaction temperature is preferably, for example, in the range of -25 ° C to 100 ° C, more preferably in the range of -10 ° C to 80 ° C.
[重合溶媒]
全芳香族ポリアミドを重合する際の溶媒としては、例えば、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等の有機極性アミド系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等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等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等の水溶性ケトン系化合物、アセトニトリル、プロピオニトリル等の水溶性ニトリル化合物等が挙げられる。これらの溶媒は、単独あるいは2種以上の混合溶媒として使用することも可能である。なお、上記溶媒は、脱水されていることが望ましい。
[Polymerization solvent]
Examples of the solvent for polymerizing the wholly aromatic polyamide include organic polar amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, tetrahydrofuran, and the like. 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 alone or as a mixed solvent of two or more. The solvent is preferably dehydrated.
全芳香族ポリアミドの製造においては、汎用性、有害性、取り扱い性、全芳香族ポリアミドに対する溶解性等の観点から、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を用いることが最も好ましい。
また、溶解性を上げるために、重合前、途中、終了時に、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、塩化カルシウム等が挙げられる。
In the production of wholly aromatic polyamides, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is most preferably used from the viewpoints of versatility, harmfulness, handling properties, solubility in wholly aromatic polyamides, and the like.
In order to increase the solubility, an appropriate amount of a known inorganic salt may be added before, during or after the polymerization. Examples of such inorganic salts include lithium chloride and calcium chloride.
[中和反応]
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、酸化カルシウム等を添加して、中和反応を実施することが好ましい。
[Neutralization reaction]
After completion of the reaction, it is preferable to carry out a neutralization reaction by adding a basic inorganic compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, calcium oxide or the like, if necessary.
[重合後処理等]
重合して得られる全芳香族ポリアミドは、アルコール、水等の貧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。取り出された芳香族ポリアミドを、再度、他の溶媒に溶解して繊維の成形に供することができるが、重合反応によって得られたポリマー溶液を、そのまま紡糸用溶液(ドープ)に調製して用いることも可能である。一度取り出してから再度溶解させる際に用いる溶媒としては、全芳香族ポリアミドを溶解するものであれば特に限定されるものではないが、上記した全芳香族ポリアミドの重合に用いられる溶媒とすることが好ましい。
[Post-polymerization, etc.]
The wholly aromatic polyamide obtained by polymerization can be put into a poor solvent such as alcohol or water, precipitated, and then taken out as a pulp. The extracted aromatic polyamide can be dissolved again in another solvent and used for fiber molding, but the polymer solution obtained by the polymerization reaction should be used as it is as a spinning solution (dope). Is also possible. The solvent used for once taking out and then dissolving again is not particularly limited as long as it dissolves the wholly aromatic polyamide, but may be a solvent used for the polymerization of the above wholly aromatic polyamide. preferable.
[ポリマー重合度]
全芳香族ポリアミドの重合度は特に制限されないが、該ポリマーが溶媒に溶けるならば、成形加工性を損なわない範囲内で重合度は大きい方が好ましい。重合度を制御するためには、芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分と芳香族ジアミン成分のいずれかを、過剰に用いることもできる。また、単官能性の酸成分、アミン成分等の末端封鎖剤を使用しても良い。
[Polymer polymerization degree]
The degree of polymerization of the wholly aromatic polyamide is not particularly limited. However, if the polymer is soluble in a solvent, it is preferable that the degree of polymerization is large as long as the moldability is not impaired. In order to control the degree of polymerization, either the aromatic dicarboxylic acid dichloride component or the aromatic diamine component can be used in excess. Moreover, you may use terminal blockers, such as a monofunctional acid component and an amine component.
[ポリマー濃度]
得られる全芳香族ポリアミド溶液のポリマー濃度は、好ましくは0.5〜30質量%、より好ましくは1〜10質量%の範囲である。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、当該ポリアミド溶液をそのまま用いて繊維を製造すると、ノズルから吐出する際に流動が不安定になりやすく、安定的に紡糸することが困難となる。
[Polymer concentration]
The polymer concentration of the obtained wholly aromatic polyamide solution is preferably in the range of 0.5 to 30% by mass, more preferably 1 to 10% by 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, when the polymer concentration exceeds 30% by mass, when the fiber is produced using the polyamide solution as it is, the flow tends to become unstable when discharged from the nozzle, and it becomes difficult to perform stable spinning.
<全芳香族ポリアミド繊維の製造方法>
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、全芳香族ポリアミド溶液(全芳香族ポリアミド製造時の生成ポリマードープであってもよい)からなる紡糸用溶液(ポリマードープ)を調製し、湿式紡糸あるいは乾式紡糸したのち、溶媒を除去することによって得られる。
<Method for producing wholly aromatic polyamide fiber>
The wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is prepared by preparing a spinning solution (polymer dope) comprising a wholly aromatic polyamide solution (which may be a polymer dope produced during the production of wholly aromatic polyamide), and wet spinning or dry spinning. Then, it is obtained by removing the solvent.
[紡糸用溶液(ポリマードープ)調製工程]
すなわち、本発明の全芳香族ポリアミド繊維を得るには、まず全芳香族ポリアミドおよび溶媒を含む紡糸用溶液(ポリマードープ)を調製する。ここで、紡糸用溶液(ポリマードープ)は、全芳香族ポリアミドが溶解している限り、その調整方法は限定されるものではなく、全芳香族ポリアミドの製造によって得られたポリマー溶液から当該ポリマーを単離することなく、そのまま用いても、単離された全芳香族ポリアミドを有機溶媒に溶解させたものでもよい。
[Process for preparing spinning solution (polymer dope)]
That is, to obtain the wholly aromatic polyamide fiber of the present invention, first, a spinning solution (polymer dope) containing the wholly aromatic polyamide and the solvent is prepared. Here, as long as the wholly aromatic polyamide is dissolved, the method for adjusting the spinning solution (polymer dope) is not limited, and the polymer is obtained from the polymer solution obtained by producing the wholly aromatic polyamide. It may be used as it is without being isolated, or it may be one obtained by dissolving an isolated wholly aromatic polyamide in an organic solvent.
ここで、用いられる溶媒としては、上記した全芳香族ポリアミドの重合に用いられる溶媒を使用することができる。また、用いられる溶媒は、1種単独であっても2種以上を併用してもよい。
なお、本発明においては、繊維に機能性等を付与する目的で、物性を損なわない範囲で、フィラーや添加剤等のその他の任意成分を配合してもよい。添加剤等を配合する場合には、紡糸用溶液(ポリマードープ)の調製において導入することができる。導入の方法は特に限定されるものではなく、例えば、ドープに対して、ルーダーやミキサ等を使用して導入する方法が挙げられる。
Here, as a solvent used, the solvent used for superposition | polymerization of above-mentioned wholly aromatic polyamide can be used. Moreover, the solvent used may be 1 type individual, or may use 2 or more types together.
In addition, in this invention, you may mix | blend other arbitrary components, such as a filler and an additive, in the range which does not impair a physical property in order to provide functionality etc. to a fiber. When an additive or the like is blended, it can be introduced in the preparation of a spinning solution (polymer dope). The introduction method is not particularly limited, and examples thereof include a method of introducing the dope using a ruder, a mixer, or the like.
[紡糸・凝固工程]
本発明の繊維の製造においては、上述の如く調製された紡糸用溶液(ドープ)を用いて、湿式紡糸法あるいは半乾半湿式紡糸法によって繊維を成形する。すなわち、先ず、上記で得られた紡糸用溶液(ドープ)をノズルから吐出し、続いて、凝固浴中の凝固液に接触させて凝固糸を形成する。
[Spinning and coagulation process]
In the production of the fiber of the present invention, the fiber is formed by a wet spinning method or a semi-dry semi-wet spinning method using the spinning solution (dope) prepared as described above. That is, first, the spinning solution (dope) obtained above is discharged from a nozzle, and subsequently brought into contact with a coagulation liquid in a coagulation bath to form a coagulated yarn.
凝固浴としては、全芳香族ポリアミドの貧溶媒が用いられるが、紡糸用溶液(ポリマードープ)の溶媒が急速に抜け出して、得られる全芳香族ポリアミド凝固糸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。貧溶媒としては水、良溶媒としては全芳香族ポリアミドドープ用の溶媒を用いることが好ましい。良溶媒/貧溶媒の質量比は、全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の範囲とすることが好ましい。 As the coagulation bath, a poor solvent for wholly aromatic polyamide is used, but it is usually good so that the solvent of the spinning solution (polymer dope) quickly escapes and the obtained wholly aromatic polyamide coagulated yarn cannot be defective. A solvent is added to adjust the coagulation rate. It is preferable to use water as the poor solvent and a solvent for the wholly aromatic polyamide dope as the good solvent. The mass ratio of good solvent / poor solvent is preferably in the range of 15/85 to 40/60, although it depends on the solubility and coagulability of the wholly aromatic polyamide.
[その他の工程]
凝固液から凝固糸条を引き上げた後は、公知の方法によって、最終的な全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。例えば、水洗工程を実施して溶媒を除去し、必要に応じて延伸を実施し、乾燥工程等を経た後に必要に応じて延伸して配向させ、最終的な繊維を得ることができる。
[Other processes]
After pulling up the coagulated yarn from the coagulation liquid, a final wholly aromatic polyamide fiber can be obtained by a known method. For example, a water washing step is performed to remove the solvent, stretching is performed as necessary, and after passing through a drying step and the like, stretching and orientation are performed as necessary to obtain a final fiber.
[延伸工程]
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、熱延伸を実施して、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。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、得られる繊維の機械的物性が不充分となりやすい。熱延伸の温度は、全芳香族ポリアミドのポリマー骨格にもよるが、好ましくは300〜550℃、さらに好ましくは350〜500℃とし、また、延伸倍率は好ましくは4倍以上、さらに好ましくは4〜15倍とする。
[Stretching process]
It is preferable that the wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is highly oriented and crystallized by carrying out heat stretching and having a crystal orientation degree of 89% or more and a crystallinity degree of 74% or more determined by wide-angle X-ray diffraction. . When either one or both of the crystal orientation degree and the crystallinity degree are low, the mechanical properties of the resulting fiber tend to be insufficient. The temperature of hot stretching depends on the polymer skeleton of the wholly aromatic polyamide, but is preferably 300 to 550 ° C, more preferably 350 to 500 ° C, and the stretching ratio is preferably 4 times or more, more preferably 4 to 15 times.
<全芳香族ポリアミド繊維>
[全芳香族ポリアミド繊維の物性]
(単糸繊度)
本発明の全芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度は、好ましくは0.5〜50dtex、さらに好ましくは1.0〜10dtexの範囲である。0.5dtex未満の場合には、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ため、耐光劣化を受け易い。一方で、50dtexを超える場合には、繊維の比表面積が小さくなり、耐光劣化を受けにくい反面、比表面積が小さいために製糸工程で凝固が不完全となりやすく、その結果、紡糸や延伸工程で工程調子が乱れやすく、物性も低下しやすくなる。
<Totally aromatic polyamide fiber>
[Physical properties of wholly aromatic polyamide fiber]
(Single yarn fineness)
The single yarn fineness of the wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is preferably 0.5 to 50 dtex, more preferably 1.0 to 10 dtex. If it is less than 0.5 dtex, 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, if it exceeds 50 dtex, the specific surface area of the fiber becomes small and it is difficult to undergo light resistance deterioration. However, since the specific surface area is small, coagulation tends to be incomplete in the spinning process. The condition is likely to be disturbed, and the physical properties are also likely to deteriorate.
(強度)
本発明の全芳香族ポリアミド繊維の引張強度は、高い程好ましく、24cN/dtex未満では高強度繊維としての特長が不足する。好ましくは、24cN/dtex以上である。
(Strength)
The tensile strength of the wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is preferably as high as possible, and if it is less than 24 cN / dtex, the characteristics as a high-strength fiber are insufficient. Preferably, it is 24 cN / dtex or more.
(伸度)
本発明の全芳香族ポリアミド繊維の伸度は、5.0%以上である。5.0%未満の場合には、ゴム補強等の用途において必要とする耐久性を満足できない。伸度は、5.4%以上であることが好ましく、最も好ましくは5.9%以上である。
(Elongation)
The elongation of the wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is 5.0% or more. If it is less than 5.0%, the durability required for applications such as rubber reinforcement cannot be satisfied. The elongation is preferably 5.4% or more, and most preferably 5.9% or more.
[全芳香族ポリアミド繊維の用途]
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、全芳香族ポリアミド繊維が本来有する高強度を有しつつ、高い伸度を有する繊維となる。したがって、これらの特性が必要とされる分野は勿論のこと、織物、編物、不織布等の布帛のほか、組紐、ロープ、撚糸コード、ヤーン、綿等の各種繊維構造物を作製し、様々な分野において活用することができる。
[Use of fully aromatic polyamide fiber]
The wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is a fiber having high elongation while having the high strength inherent to the wholly aromatic polyamide fiber. Therefore, in addition to the fields where these characteristics are required, various fiber structures such as braids, ropes, twisted cords, yarns, cotton, etc. are manufactured in addition to fabrics such as woven fabrics, knitted fabrics, and nonwoven fabrics. Can be used in
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳しく具体的に説明する。ただし、これらの実施例およ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。 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.
<測定・評価方法>
実施例および比較例においては、以下の項目について、以下の方法で測定・評価を実施した。
(1)固有粘度(IV)
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。
(2)繊度
JIS−L−1015に準じ、測定した。
(3)繊維の引張強度、破断伸度、弾性率
引張試験機(INSTRON社製、商品名:INSTRON、型式:5565型)を用いて、ASTM D885の手順に基づき、以下の条件で測定を実施した。
[測定条件]
温度 :室温
試験試料長 :500mm
初荷重 :0.2cN/dtex
試験速度 :250mm/分
<Measurement and evaluation method>
In Examples and Comparative Examples, the following items were measured and evaluated by the following methods.
(1) Intrinsic viscosity (IV)
Measurements were made at 30 ° C. for a polymer concentration of 0.5 g / dL in 98% concentrated sulfuric acid.
(2) Fineness It measured according to JIS-L-1015.
(3) Tensile strength, elongation at break, elastic modulus of fiber Using a tensile tester (manufactured by INSTRON, trade name: INSTRON, model: 5565 type), measurement is performed under the following conditions based on the procedure of ASTM D885. did.
[Measurement condition]
Temperature: Room temperature Test sample length: 500mm
Initial load: 0.2 cN / dtex
Test speed: 250 mm / min
<実施例1>
[全芳香族ポリアミドの重合]
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)2.139Lに、パラフェニレンジアミン28.5g(25mol%)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル21.1g(10mol%)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル31.7g(15mol%)を秤量して投入し、室温で溶解させた。得られたジアミン溶液に、テレフタル酸クロライド106.9g(50mol%)を投入して反応せしめることにより、ポリマーを重合した。引き続き、22.5質量%の水酸化カルシウムを含有するNMP分散液172.2gを添加して中和し、ポリマー溶液を得た。
得られたコポリアミドの固有粘度(IV)(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)は、4.12であった。得られた溶液を、濃度6質量%のNMP溶紡糸用溶液として調整し、紡糸用溶液(ポリマードープ)とした。
<Example 1>
[Polymerization of wholly aromatic polyamide]
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 2.139 L, paraphenylenediamine 28.5 g (25 mol%), 3,4'-diaminodiphenyl ether 21.1 g (10 mol%), 4,4'-diaminodiphenyl ether 31. 7 g (15 mol%) was weighed and added, and dissolved at room temperature. To the obtained diamine solution, 106.9 g (50 mol%) of terephthalic acid chloride was added and reacted to polymerize the polymer. Subsequently, 172.2 g of NMP dispersion containing 22.5% by mass of calcium hydroxide was added for neutralization to obtain a polymer solution.
The resulting copolyamide had an intrinsic viscosity (IV) (measured at 30 ° C. for a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated sulfuric acid) of 4.12. The obtained solution was prepared as an NMP melt spinning solution having a concentration of 6% by mass to obtain a spinning solution (polymer dope).
[全芳香族ポリアミド繊維の製造]
得られた紡糸用溶液(ポリマードープ)を、孔数25ホールの紡糸口金から吐出し、エアーギャップ約10mmを介してNMP濃度30質量%の水溶液中に紡出して凝固させた後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度500℃下で9.4倍に延伸した後に巻き取ることにより、全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表1に示す。
[Production of wholly aromatic polyamide fiber]
The obtained spinning solution (polymer dope) was discharged from a spinneret with 25 holes and spun into an aqueous solution having an NMP concentration of 30% by mass through an air gap of about 10 mm to be solidified (semi-dry half Wet spinning method), washing with water, drying, and then drawing after 9.4 times stretching at a temperature of 500 ° C. to obtain a wholly aromatic polyamide fiber. Table 1 shows the physical properties and the like of the obtained fiber.
<実施例2>
[全芳香族ポリアミドの重合]
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)2.139Lに、パラフェニレンジアミン28.5g(25mol%)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル21.1g(10mol%)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル31.7g(15mol%)を秤量して投入し、室温で溶解させた。得られたジアミン溶液に、テレフタル酸クロライド106.9g(50mol%)を投入して反応せしめることにより、ポリマーを重合した。引き続き、22.5質量%の水酸化カルシウムを含有するNMP分散液172.2gを添加して中和し、ポリマー溶液を得た。
得られたコポリアミドの固有粘度(IV)(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)は、3.61であった。得られた溶液を、濃度6質量%のNMP溶紡糸用溶液として調整し、紡糸用溶液(ポリマードープ)とした。
<Example 2>
[Polymerization of wholly aromatic polyamide]
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 2.139 L, paraphenylenediamine 28.5 g (25 mol%), 3,4'-diaminodiphenyl ether 21.1 g (10 mol%), 4,4'-diaminodiphenyl ether 31. 7 g (15 mol%) was weighed and added, and dissolved at room temperature. To the obtained diamine solution, 106.9 g (50 mol%) of terephthalic acid chloride was added and reacted to polymerize the polymer. Subsequently, 172.2 g of NMP dispersion containing 22.5% by mass of calcium hydroxide was added for neutralization to obtain a polymer solution.
The resulting copolyamide had an intrinsic viscosity (IV) (measured at 30 ° C. for a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated sulfuric acid) of 3.61. The obtained solution was prepared as an NMP melt spinning solution having a concentration of 6% by mass to obtain a spinning solution (polymer dope).
[全芳香族ポリアミド繊維の製造]
得られた紡糸用溶液(ポリマードープ)を、孔数25ホールの紡糸口金から吐出し、エアーギャップ約10mmを介してNMP濃度30質量%の水溶液中に紡出して凝固させた後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度500℃下で8.5倍に延伸した後に巻き取ることにより、全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表1に示す。
[Production of wholly aromatic polyamide fiber]
The obtained spinning solution (polymer dope) was discharged from a spinneret with 25 holes and spun into an aqueous solution having an NMP concentration of 30% by mass through an air gap of about 10 mm to be solidified (semi-dry half Wet spinning method), washing with water, drying, and then drawing 8.5 times after stretching at a temperature of 500 ° C. to obtain a wholly aromatic polyamide fiber. Table 1 shows the physical properties and the like of the obtained fiber.
<実施例3>
[全芳香族ポリアミドの重合]
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)2.139Lに、パラフェニレンジアミン28.5g(25mol%)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル31.7g(15mol%)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル21.1g(10mol%)を秤量して投入し、室温で溶解させた。得られたジアミン溶液に、テレフタル酸クロライド110.5g(50mol%)を投入して反応せしめることにより、ポリマーを重合した。引き続き、22.5質量%の水酸化カルシウムを含有するNMP分散液178.0gを添加して中和し、ポリマー溶液を得た。
得られたコポリアミドの固有粘度(IV)(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)は、4.10であった。得られた溶液を、濃度6質量%のNMP溶紡糸用溶液として調整し、紡糸用溶液(ポリマードープ)とした。
<Example 3>
[Polymerization of wholly aromatic polyamide]
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 2.139 L, paraphenylenediamine 28.5 g (25 mol%), 3,4'-diaminodiphenyl ether 31.7 g (15 mol%), 4,4'-diaminodiphenyl ether 21. 1 g (10 mol%) was weighed and added, and dissolved at room temperature. To the obtained diamine solution, 110.5 g (50 mol%) of terephthalic acid chloride was added and reacted to polymerize the polymer. Subsequently, 178.0 g of NMP dispersion containing 22.5% by mass of calcium hydroxide was added for neutralization to obtain a polymer solution.
The intrinsic viscosity (IV) of the obtained copolyamide (measured at 30 ° C. for a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated sulfuric acid) was 4.10. The obtained solution was prepared as an NMP melt spinning solution having a concentration of 6% by mass to obtain a spinning solution (polymer dope).
[全芳香族ポリアミド繊維の製造]
得られた紡糸用溶液(ポリマードープ)を、孔数25ホールの紡糸口金から吐出し、エアーギャップ約10mmを介してNMP濃度30重量%の水溶液中に紡出して凝固させた後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度500℃下で8.6倍に延伸した後に巻き取ることにより、全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表1に示す。
[Production of wholly aromatic polyamide fiber]
The obtained spinning solution (polymer dope) was discharged from a spinneret with 25 holes and spun into an aqueous solution having an NMP concentration of 30% by weight through an air gap of about 10 mm to be solidified (half dry half) Wet spinning method), washing with water, drying, and then drawing by 8.6 times at a temperature of 500 ° C. to obtain a wholly aromatic polyamide fiber. Table 1 shows the physical properties and the like of the obtained fiber.
<実施例4>
[全芳香族ポリアミドの重合]
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)2.139Lに、パラフェニレンジアミン42.2g(25mol%)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル31.7g(20mol%)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル10.6g(5mol%)を秤量して投入し、室温で溶解させた。得られたジアミン溶液に、テレフタル酸クロライド110.5g(50mol%)を投入して反応せしめることにより、ポリマーを重合した。引き続き、22.5質量%の水酸化カルシウムを含有するNMP分散液178.0gを添加して中和し、ポリマー溶液を得た。
得られたコポリアミドの固有粘度(IV)(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)は、3.95であった。得られた溶液を濃度6質量%のNMP溶紡糸用溶液として調整し、紡糸用溶液(ポリマードープ)とした。
<Example 4>
[Polymerization of wholly aromatic polyamide]
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 2.139 L, paraphenylenediamine 42.2 g (25 mol%), 3,4'-diaminodiphenyl ether 31.7 g (20 mol%), 4,4'-diaminodiphenyl ether 10. 6 g (5 mol%) was weighed and added, and dissolved at room temperature. To the obtained diamine solution, 110.5 g (50 mol%) of terephthalic acid chloride was added and reacted to polymerize the polymer. Subsequently, 178.0 g of NMP dispersion containing 22.5% by mass of calcium hydroxide was added for neutralization to obtain a polymer solution.
The intrinsic viscosity (IV) of the obtained copolyamide (measured at 30 ° C. for a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated concentrated sulfuric acid) was 3.95. The obtained solution was prepared as an NMP melt spinning solution having a concentration of 6% by mass to obtain a spinning solution (polymer dope).
[全芳香族ポリアミド繊維の製造]
得られた紡糸用溶液(ポリマードープ)を、孔数25ホールの紡糸口金から吐出し、エアーギャップ約10mmを介してNMP濃度30重量%の水溶液中に紡出して凝固させた後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度520℃下で10.3倍に延伸した後に巻き取ることにより、全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表1に示す。
[Production of wholly aromatic polyamide fiber]
The obtained spinning solution (polymer dope) was discharged from a spinneret with 25 holes and spun into an aqueous solution having an NMP concentration of 30% by weight through an air gap of about 10 mm to be solidified (half dry half) Wet spinning method), washing with water, drying, and then drawing at 10.3 times at a temperature of 520 ° C. to obtain a wholly aromatic polyamide fiber. Table 1 shows the physical properties and the like of the obtained fiber.
<比較例1>
[全芳香族ポリアミドの重合]
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)2.139Lに、パラフェニレンジアミン42.2g(25mol%)と、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル52.8g(25mol%)とを秤量して投入し、室温で溶解させた。得られたジアミン溶液に、テレフタル酸クロライド110.5g(50mol%)を投入して反応せしめることにより、ポリマーを重合した。引き続き、22.5質量%の水酸化カルシウムを含有するNMP分散液178.0gを添加して中和し、ポリマー溶液を得た。
得ら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固有粘度(IV)(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)は、3.38であった。得られた溶液を濃度6質量%のNMP溶紡糸用溶液として調整し、紡糸用溶液(ポリマードープ)とした。
<Comparative Example 1>
[Polymerization of wholly aromatic polyamide]
To 2.139 L of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 42.2 g (25 mol%) of paraphenylenediamine and 52.8 g (25 mol%) of 3,4'-diaminodiphenyl ether were weighed and put at room temperature. And dissolved. To the obtained diamine solution, 110.5 g (50 mol%) of terephthalic acid chloride was added and reacted to polymerize the polymer. Subsequently, 178.0 g of NMP dispersion containing 22.5% by mass of calcium hydroxide was added for neutralization to obtain a polymer solution.
The intrinsic viscosity (IV) of the obtained copolyparaphenylene 3,4'-oxydiphenylene terephthalamide (measured at 30 ° C. for a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated concentrated sulfuric acid) is 3 .38. The obtained solution was prepared as an NMP melt spinning solution having a concentration of 6% by mass to obtain a spinning solution (polymer dope).
[全芳香族ポリアミド繊維の製造]
得られた紡糸用溶液(ポリマードープ)を、孔数25ホールの紡糸口金から吐出し、エアーギャップ約10mmを介してNMP濃度30重量%の水溶液中に紡出して凝固させた後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度530℃下で11.0倍に延伸した後に巻き取ることにより、全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表1に示す。
[Production of wholly aromatic polyamide fiber]
The obtained spinning solution (polymer dope) was discharged from a spinneret with 25 holes and spun into an aqueous solution having an NMP concentration of 30% by weight through an air gap of about 10 mm to be solidified (half dry half) Wet spinning method), washing with water, drying, and then drawing 11.0 times at a temperature of 530 ° C. and winding up to obtain a wholly aromatic polyamide fiber. Table 1 shows the physical properties and the like of the obtained fiber.
<比較例2>
[全芳香族ポリアミドの重合]
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)2.139Lに、パラフェニレンジアミン42.2g(25mol%)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル52.8g(25mol%)とを秤量して投入し、室温で溶解させた。得られたジアミン溶液に、テレフタル酸クロライド110.5g(50mol%)を投入して反応せしめることにより、ポリマーを重合した。引き続き、22.5質量%の水酸化カルシウムを含有するNMP分散液178.0gを添加して中和し、ポリマー溶液を得た。
得られたコポリパラフェニレン・4,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミドの固有粘度(IV)(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)は、4.23であった。得られた溶液を濃度6質量%のNMP溶紡糸用溶液として調整し、紡糸用溶液(ポリマードープ)とした。
<Comparative example 2>
[Polymerization of wholly aromatic polyamide]
To 2.139 L of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 42.2 g (25 mol%) of paraphenylenediamine and 52.8 g (25 mol%) of 4,4′-diaminodiphenyl ether were weighed and charged. And dissolved. To the obtained diamine solution, 110.5 g (50 mol%) of terephthalic acid chloride was added and reacted to polymerize the polymer. Subsequently, 178.0 g of NMP dispersion containing 22.5% by mass of calcium hydroxide was added for neutralization to obtain a polymer solution.
The intrinsic viscosity (IV) of the obtained copolyparaphenylene-4,4′-oxydiphenylene terephthalamide (measured at 30 ° C. for a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated concentrated sulfuric acid) is 4 .23. The obtained solution was prepared as an NMP melt spinning solution having a concentration of 6% by mass to obtain a spinning solution (polymer dope).
[全芳香族ポリアミド繊維の製造]
得られた紡糸用溶液(ポリマードープ)を、孔数25ホールの紡糸口金から吐出し、エアーギャップ約10mmを介してNMP濃度30重量%の水溶液中に紡出して凝固させた後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度460℃下で5.0倍に延伸した後に巻き取ることにより、全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表1に示す。
[Production of wholly aromatic polyamide fiber]
The obtained spinning solution (polymer dope) was discharged from a spinneret with 25 holes and spun into an aqueous solution having an NMP concentration of 30% by weight through an air gap of about 10 mm to be solidified (half dry half) Wet spinning method), washing with water, drying, and then drawing 5.0 times at a temperature of 460 ° C. and then winding up to obtain a wholly aromatic polyamide fiber. Table 1 shows the physical properties and the like of the obtained fiber.
<比較例3>
[全芳香族ポリアミドの重合]
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)2.139Lに、パラフェニレンジアミン28.5g(25mol%)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル10.6g(5mol%)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル31.7g(20mol%)を秤量して投入し、室温で溶解させた。得られたジアミン溶液に、テレフタル酸クロライド106.9g(50mol%)を投入して反応せしめることにより、ポリマーを重合した。引き続き、22.5質量%の水酸化カルシウムを含有するNMP分散液172.2gを添加して中和し、ポリマー溶液を得た。
得られたコポリアミドの固有粘度(IV)(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)は、4.12であった。得られた溶液を濃度6質量%のNMP溶紡糸用溶液として調整し、紡糸用溶液(ポリマードープ)とした。
<Comparative Example 3>
[Polymerization of wholly aromatic polyamide]
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 2.139 L, paraphenylenediamine 28.5 g (25 mol%), 3,4'-diaminodiphenyl ether 10.6 g (5 mol%), 4,4'-diaminodiphenyl ether 31. 7 g (20 mol%) was weighed and added, and dissolved at room temperature. To the obtained diamine solution, 106.9 g (50 mol%) of terephthalic acid chloride was added and reacted to polymerize the polymer. Subsequently, 172.2 g of NMP dispersion containing 22.5% by mass of calcium hydroxide was added for neutralization to obtain a polymer solution.
The resulting copolyamide had an intrinsic viscosity (IV) (measured at 30 ° C. for a solution having a polymer concentration of 0.5 g / dl in 98% concentrated sulfuric acid) of 4.12. The obtained solution was prepared as an NMP melt spinning solution having a concentration of 6% by mass to obtain a spinning solution (polymer dope).
[全芳香族ポリアミド繊維の製造]
得られた紡糸用溶液(ポリマードープ)を、孔数25ホールの紡糸口金から吐出し、エアーギャップ約10mmを介してNMP濃度30質量%の水溶液中に紡出して凝固させた後(半乾半湿式紡糸法)、水洗、乾燥し、次いで、温度460℃下で6.1倍に延伸した後に巻き取ることにより、全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性等を表1に示す。
[Production of wholly aromatic polyamide fiber]
The obtained spinning solution (polymer dope) was discharged from a spinneret with 25 holes and spun into an aqueous solution having an NMP concentration of 30% by mass through an air gap of about 10 mm to be solidified (semi-dry half Wet spinning method), washing with water, drying, and then drawing 6.1 times at a temperature of 460 ° C. and then winding up to obtain a wholly aromatic polyamide fiber. Table 1 shows the physical properties and the like of the obtained fiber.
本発明の全芳香族ポリアミド繊維は、全芳香族ポリアミド繊維が本来有する高強度を有しつつ、高い破断伸度を有する繊維となる。このため、これらの特性を必要とする分野において特に有用であり、例えば、タイヤコード、伝動用ベルト、搬送用ベルト等のゴム補強資材、シートベルト、漁網、安全ネット等の産業用途として、非常に有用である。 The wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is a fiber having a high elongation at break while having the high strength inherent in the wholly aromatic polyamide fiber. For this reason, it is particularly useful in a field that requires these characteristics, for example, as a rubber reinforcing material such as a tire cord, a transmission belt, a conveyor belt, an industrial application such as a seat belt, a fishing net, a safety net, etc. Useful.
Claims (2)
前記構造反復単位(II)が、化学式(I)で表される構造反復単位(I)と化学式(II)で表される構造反復単位(II)と化学式(III)で表される構造反復単位(III)の合計に対して20〜40ル%であり、
前記構造反復単位(III)が、化学式(I)で表される構造反復単位(I)と化学式(II)で表される構造反復単位(II)と化学式(III)で表される構造反復単位(III)の合計に対して10〜30モル%である、全芳香族ポリアミド繊維。
The structural repeating unit (II) is a structural repeating unit (I) represented by the chemical formula (I), a structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II), or a structural repeating unit represented by the chemical formula (III). 20 to 40% by weight relative to the total of (III),
The structural repeating unit (III) is a structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (I), a structural repeating unit (II) represented by the chemical formula (II), or a structural repeating unit represented by the chemical formula (III). Totally aromatic polyamide fiber, which is 10 to 30 mol% with respect to the total of (III).
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