JP2017190554A - Semi-aromatic polyamide fiber, semi-aromatic polyamide unwoven fabric and manufacturing method therefor - Google Patents

Semi-aromatic polyamide fiber, semi-aromatic polyamide unwoven fabric and manufacturing method therefor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sei-aromatic polyamide fiber consisting of semi-aromatic polyamide high in heat resistance and excellent in crystallinity and excellent in heat resistance and mechanical strength, the nonwoven fabric and a manufacturing method therefor.SOLUTION: Thee is provided a semi-aromatic polyamide fiber or a semi-aromatic polyamide unwoven fabric consisting of semi-aromatic polyamide containing a terephthalic acid component and a diamine component, the diamine component is one or 1,8-octane diamine, 1,10-decane diamine, 1,12-dodecane diamine and a triamine unit to a diamine unit in polyamide is 0.3 mol% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、テレフタル成分と、炭素数が偶数である直鎖状ジアミン成分とを含む半芳香族ポリアミドからなる半芳香族ポリアミド繊維および半芳香族ポリアミド不織布に関する。   The present invention relates to a semi-aromatic polyamide fiber and a semi-aromatic polyamide nonwoven fabric made of a semi-aromatic polyamide including a terephthalic component and a linear diamine component having an even number of carbon atoms.

従来、ポリアミド繊維および不織布としては、ナイロン6繊維、ナイロン66繊維が知られており、高強力で強靱性、耐久性に優れているため、種々の産業用途に用いられてきた。しかし、これらのポリアミド系繊維および不織布は、脂肪族ポリアミドであるため、熱や吸水による寸法安定性が悪いという欠点を有している。   Conventionally, nylon 6 fiber and nylon 66 fiber are known as polyamide fiber and non-woven fabric, and they have been used for various industrial applications because of high strength, toughness and excellent durability. However, since these polyamide-based fibers and nonwoven fabrics are aliphatic polyamides, they have the disadvantage of poor dimensional stability due to heat and water absorption.

高融点、高結晶性ポリアミドであるナイロン46からなる繊維および不織布も提案されており、耐熱性および寸法安定性に優れた繊維および不織布として産業資材用途などへの展開が検討されているが、ナイロン46は吸湿しやすく、吸湿による物性変化が大きいという欠点を有していた。   Fibers and non-woven fabrics made of nylon 46, which is a high melting point, high crystalline polyamide, have also been proposed, and are being considered for use in industrial materials as fibers and non-woven fabrics with excellent heat resistance and dimensional stability. No. 46 has a defect that it is easy to absorb moisture and the physical property change due to moisture absorption is large.

これら脂肪族ポリアミドの耐熱性不足や、吸水による寸法安定性不良などの問題点を解決するために、ジカルボン酸単位としてテレフタル酸単位を含有する半芳香族系ポリアミドが種々提案され、一部実用化に至っている。例えば、工業化された半芳香族ポリアミドとして、テレフタル酸成分と1,6−ヘキサメチレンジアミン成分からなるポリアミド6Tや、テレフタル酸成分と1,9−ノナンジアミン成分からなるポリアミド9Tが知られている。   In order to solve problems such as insufficient heat resistance of these aliphatic polyamides and poor dimensional stability due to water absorption, various semi-aromatic polyamides containing terephthalic acid units as dicarboxylic acid units have been proposed and partially put into practical use. Has reached. For example, as an industrialized semi-aromatic polyamide, polyamide 6T composed of a terephthalic acid component and a 1,6-hexamethylenediamine component and polyamide 9T composed of a terephthalic acid component and a 1,9-nonanediamine component are known.

上記半芳香族ポリアミドは、ナイロン6,ナイロン66などの脂肪族ポリアミドと比較すると、耐熱性が高く、さらに低吸水性であるため、寸法安定性においても優れ、電気・電子部品、自動車部品用成形品の分野において広く使用されている。   The semi-aromatic polyamide has higher heat resistance and lower water absorption than aliphatic polyamides such as nylon 6 and nylon 66, so it has excellent dimensional stability and molding for electric / electronic parts and automobile parts. Widely used in the field of goods.

しかしながら、上記半芳香族ポリアミドは、融点がポリマーの熱分解温度と近接しているため、溶融加工時の熱分解による着色、製品の性能低下が問題となる場合がある。そのため、これらの半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の製造段階においても同様な問題が生じる。   However, since the semi-aromatic polyamide has a melting point close to the thermal decomposition temperature of the polymer, coloring due to thermal decomposition at the time of melt processing and deterioration of product performance may be problematic. Therefore, the same problem arises in the manufacturing stage of the fiber and nonwoven fabric which consist of these semi-aromatic polyamides.

例えば、ポリアミド6Tの場合、そのホモポリマーの融点が370℃と高いため、溶融加工時のポリアミド6Tの熱分解を抑制することができなくなり、目的とする耐熱性の優れた繊維および不織布を得ることが困難となる。そのため、ポリアミド6Tは、共重合成分を導入することにより、融点を下げることで、溶融成形性を向上させ、目的とする半芳香族ポリアミド繊維および不織布を得ている。しかし、共重合されたポリアミド6Tにおいては、結晶性が損なわれ、機械的物性および各種諸物性、特に耐熱性が低下する問題が生じる。   For example, in the case of polyamide 6T, since the melting point of the homopolymer is as high as 370 ° C., it becomes impossible to suppress the thermal decomposition of polyamide 6T during melt processing, and to obtain the desired fiber and nonwoven fabric with excellent heat resistance. It becomes difficult. Therefore, the polyamide 6T improves the melt moldability by lowering the melting point by introducing a copolymer component, and obtains the intended semi-aromatic polyamide fiber and nonwoven fabric. However, in the copolymerized polyamide 6T, the crystallinity is impaired, and there arises a problem that mechanical properties and various physical properties, particularly heat resistance is lowered.

繊維用途において、テレフタル酸単位と1,6−ヘキサンジアミン単位とからなる半芳香族ポリアミド(以下、ポリアミド6Tと略する。)を主成分とする半芳香族ポリアミド繊維(例えば、特許文献1〜3参照。)、テレフタル酸単位と1,12−ドデカンジアミン単位とからなる半芳香族ポリアミド(以下、ポリアミド12Tと略する。)を主成分とする半芳香族ポリアミド繊維(例えば、特許文献4〜6参照。)、テレフタル酸単位と主鎖の炭素数が6〜8であり主鎖の2〜5位にメチル基の側鎖を1〜2個有する飽和脂肪族ジアミン単位とからなる半芳香族ポリアミドとからなる半芳香族ポリアミド繊維(例えば、特許文献7参照)、テレフタル酸単位と5−メチル−1,9−ノナンジアミン単位とからなる半芳香族ポリアミドからなる半芳香族ポリアミド繊維(例えば、特許文献8参照。)、テレフタル酸単位と1,9−ノナンジアミン単位とからなる半芳香族ポリアミドからなる半芳香族ポリアミド繊維(例えば、特許文献9参照。)など、種々の溶融紡糸可能な半芳香族ポリアミド繊維および不織布が提案されたが、いずれも実用化には至っていない。   In fiber applications, semi-aromatic polyamide fibers (for example, Patent Documents 1 to 3) mainly composed of a semi-aromatic polyamide (hereinafter abbreviated as polyamide 6T) composed of terephthalic acid units and 1,6-hexanediamine units. And semi-aromatic polyamide fibers mainly composed of semi-aromatic polyamide (hereinafter abbreviated as polyamide 12T) composed of terephthalic acid units and 1,12-dodecanediamine units (for example, Patent Documents 4 to 6). Reference)), a semi-aromatic polyamide comprising a terephthalic acid unit and a saturated aliphatic diamine unit having 6 to 8 carbon atoms in the main chain and having 1 to 2 methyl side chains at the 2-5 positions of the main chain. A semi-aromatic polyamide fiber (see, for example, Patent Document 7), a semi-aromatic polyamide comprising a terephthalic acid unit and a 5-methyl-1,9-nonanediamine unit. Semi-aromatic polyamide fibers (for example, see Patent Document 8), semi-aromatic polyamide fibers composed of a semi-aromatic polyamide composed of terephthalic acid units and 1,9-nonanediamine units (for example, see Patent Document 9), and the like. Various melt-spinnable semi-aromatic polyamide fibers and nonwoven fabrics have been proposed, but none has been put into practical use.

さらに、ジカルボン酸単位の60〜100モル%がテレフタル酸単位からなり、ジアミン単位の60〜100モル%が1,9−ノナンジアミン単位からなるポリアミドからなる繊維、及び、ジカルボン酸単位の60〜100モル%がテレフタル酸単位からなり、ジアミン単位の60〜100モル%が1,9−ノナンジアミン単位および2−メチル−1,8−オクタンジアミン単位からなり、かつ1,9−ノナンジアミン単位と2−メチル−1,8−オクタンジアミン単位のモル比が40:60〜99:1であるポリアミドからなる半芳香族ポリアミド繊維が提案されている(例えば、特許文献10参照。)。このポリアミド9Tは、ポリアミド6Tよりも長い炭素数のジアミンを有するため、ポリアミド6Tよりも融点が低く、溶融加工時の問題は小さい。しかしながら、ポリアミド9Tは、その構成成分であるジアミンの炭素数が奇数であるため、ポリアミドの化学構造が非対称となり結晶性が損なわれ、高結晶性が必要とされる半芳香族ポリアミドとして用いるには十分でなかった。   Furthermore, 60-100 mol% of the dicarboxylic acid unit is composed of a terephthalic acid unit, 60-100 mol% of the diamine unit is composed of a polyamide composed of 1,9-nonanediamine unit, and 60-100 mol of the dicarboxylic acid unit. % Of terephthalic acid units, 60 to 100 mol% of diamine units are composed of 1,9-nonanediamine units and 2-methyl-1,8-octanediamine units, and 1,9-nonanediamine units and 2-methyl- A semi-aromatic polyamide fiber composed of a polyamide having a molar ratio of 1,8-octanediamine units of 40:60 to 99: 1 has been proposed (for example, see Patent Document 10). Since this polyamide 9T has a diamine having a carbon number longer than that of the polyamide 6T, the melting point is lower than that of the polyamide 6T, and the problem at the time of melt processing is small. However, since polyamide 9T has an odd number of carbon atoms in its constituent diamine, the chemical structure of the polyamide is asymmetric and the crystallinity is impaired, so that it can be used as a semi-aromatic polyamide that requires high crystallinity. It was not enough.

ポリアミド6Tやポリアミド9Tの前記問題点を解決するポリアミドとして、例えば、テレフタル酸および1,10−デカンジアミンからなるポリアミド10Tが挙げられ、ポリアミド10T樹脂が高結晶性で耐熱性に優れた成形体とされることが示されている(例えば、特許文献13参照。)。しかしながら、ポリアミド10Tを初めとする半芳香族ポリアミドにおいては、成形加工における問題として、原料であるジアミン成分が縮合して生成するトリアミンによって、ポリアミド中にゲルが生じ、物性が損なわれることが知られている。   Examples of polyamides that solve the above-mentioned problems of polyamide 6T and polyamide 9T include polyamide 10T composed of terephthalic acid and 1,10-decanediamine, and a molded article in which polyamide 10T resin has high crystallinity and excellent heat resistance. (For example, refer to Patent Document 13). However, in semi-aromatic polyamides such as polyamide 10T, as a problem in molding processing, it is known that gels are generated in the polyamide due to the condensation of the diamine component as a raw material and the physical properties are impaired. ing.

例えば、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸からなる脂肪族ジアミンと、テレフタル酸とからなる半芳香族ポリアミド(例えば、ポリアミド6T)は、副生物であるトリアミンの生成によりゲル化が生じることが開示されている(例えば、非特許文献1参照)。さらに、このような半芳香族ポリアミドを得る場合に、水を加えずに重合すれば、ポリアミド中のトリアミン量が低減されることが開示されている。   For example, it is disclosed that a semi-aromatic polyamide (for example, polyamide 6T) composed of an aliphatic diamine composed of hexamethylene diamine and adipic acid and terephthalic acid is gelled by the generation of triamine as a by-product. (For example, refer nonpatent literature 1). Furthermore, it is disclosed that when such a semi-aromatic polyamide is obtained, the amount of triamine in the polyamide is reduced if polymerization is performed without adding water.

また、トリアミン量が低減された半芳香族ポリアミドの製法として、主に重合工程後半の固相重合の条件を適宜調整する方法が開示されている(例えば、特許文献11参照)。さらに、溶融状態のキシリレンジアミンとジカルボン酸固体からなるスラリーを用いることで、水を加えないでモルバランスを調整し、縮合系ポリアミドを得る製造方法が開示されている(例えば、特許文献12参照)。   Further, as a method for producing a semi-aromatic polyamide having a reduced triamine amount, a method of appropriately adjusting mainly the conditions of solid-phase polymerization in the latter half of the polymerization step is disclosed (for example, see Patent Document 11). Furthermore, a production method for obtaining a condensed polyamide by adjusting a molar balance without adding water by using a slurry composed of a molten xylylenediamine and a dicarboxylic acid solid is disclosed (see, for example, Patent Document 12). ).

特開昭44−22210号公報Japanese Patent Laid-Open No. 44-22210 特開昭46−00846号公報JP-A 46-00846 特公平3−56576号公報Japanese Patent Publication No. 3-56576 特開昭47−29451号公報JP 47-29451 A 特開昭48−08531号公報JP 48-08531 A 特開昭48−32611号公報JP-A-48-32611 米国特許第2752328号U.S. Pat. No. 2,752,328 特公昭52−43757号公報Japanese Examined Patent Publication No. 52-43757 英国特許第1070416号British Patent No. 1070416 特開平9−13222号公報JP 9-13222 A 特開2008−239908号公報JP 2008-239908 A 特開2001−200053号公報JP 2001-200053 A 特開平6−239990号公報JP-A-6-239990

高分子化学 第25巻 第277号 318ページ(1968)Polymer Chemistry Vol. 25, No. 277, page 318 (1968)

本発明の目的は、上記の問題を解決し、耐熱性が高く、結晶性に優れた半芳香族ポリアミドからなる耐熱性、機械強度が優れた半芳香族ポリアミド繊維および不織布を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semi-aromatic polyamide fiber and a nonwoven fabric having high heat resistance and mechanical strength, which are made of a semi-aromatic polyamide having high heat resistance and excellent crystallinity, which solves the above problems. .

本発明者らは、このような問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定のジアミン成分を用い、トリアミン量が十分に低減された半芳香族ポリアミドは、結晶性が高く、耐熱性に優れ、この半芳香族ポリアミドを紡糸することにより、耐熱性、機械強度が優れた繊維および不織布を得ることができることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to solve such problems, the present inventors have found that semi-aromatic polyamides using a specific diamine component and having a sufficiently reduced amount of triamine have high crystallinity and heat resistance. The present inventors have found that fibers and nonwoven fabrics excellent in heat resistance and mechanical strength can be obtained by spinning this semi-aromatic polyamide.

すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
(1)テレフタル酸成分とジアミン成分とを含み、ジアミン成分が1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンのいずれかであり、ポリアミド中のジアミン単位に対するトリアミン単位が0.3モル%以下であることを特徴とする半芳香族ポリアミドからなる半芳香族ポリアミド繊維または半芳香族ポリアミド不織布。
(2)半芳香族ポリアミドの主成分であるテレフタル酸成分およびジアミン成分以外の共重合成分が、原料モノマーの総モル数に対して、0〜5モル%の割合で含有されることを特徴とする(1)に記載の半芳香族ポリアミド繊維または半芳香族ポリアミド不織布。
(3)示差走査型熱量計を用いて測定される融点が280℃〜340℃であることを特徴とする(1)または(2)に記載の半芳香族ポリアミド繊維または半芳香族ポリアミド不織布。
(4)示差走査型熱量計を用いて測定される過冷却度ΔTが40℃以下であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の半芳香族ポリアミド繊維または半芳香族不織布。
(5)次の(a)〜(d)の工程を順次行うことを特徴とする(1)〜(4)いずれかに記載の半芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
(a)テレフタル酸とジアミンの合計100質量部に対し、水の配合量が5質量部以下の条件下、80℃以上150℃以下で溶融状態のジアミンと固体のテレフタル酸からなる懸濁液を攪拌混合し、混合物を得る工程。
(b)工程(a)で得られた混合物において、最終的に生成する半芳香族ポリアミドの融点未満の温度で、テレフタル酸とジアミンとの反応による塩の生成と、前記塩の重合による低重合体の生成反応とをおこない、塩および低重合物の混合物を得る工程。
(c)工程(b)で得られた塩および低重合物の混合物を重合して、示差走査型熱量計を用いて測定される融点が280℃〜340℃である半芳香族ポリアミドを得る工程。
(d)工程(c)で得られた半芳香族ポリアミドを溶融紡糸し、得られた糸条を延伸、熱処理する工程。
(6)次の(a)〜(d)の工程を順次行うことを特徴とする(1)〜(4)いずれかに記載の半芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
(a)テレフタル酸粉末を予めジアミンの融点以上かつテレフタル酸の融点以下の温度に加熱し、ジアミンの融点以上かつテレフタル酸の融点以下の温度において、テレフタル酸の粉末の状態を保つように、実質的に水を含有させずに、ジアミンをテレフタル酸粉末に添加する工程。
(b)工程(a)で得られた混合物において、最終的に生成する半芳香族ポリアミドの融点未満の温度で、テレフタル酸とジアミンとの反応による塩の生成と、前記塩の重合による低重合体の生成反応とをおこない、塩および低重合物の混合物を得る工程。
(c)工程(b)で得られた塩および低重合物の混合物を重合して、示差走査型熱量計を用いて測定される融点が280℃〜340℃である半芳香族ポリアミドを得る工程。
(d)工程(c)で得られた半芳香族ポリアミドを溶融紡糸し、得られた糸条を延伸、熱処理する工程。
(7)工程(c)の重合工程が、工程(b)で得られた混合物を、生成するポリアミドの融点未満の温度を保ち固相重合する工程であることを特徴とする(5)又は(6)記載の半芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
(8)工程(d)が、半芳香族ポリアミドを該融点〜360℃で溶融後、30分以内の溶融滞留時間で、紡糸口金ノズルより溶融紡糸し、得られる糸条を冷却後、温度120℃〜250℃、延伸倍率2倍以上で延伸を施した後、120〜270℃で定長熱処理、緊張熱処理または弛緩熱処理を行うことを特徴とする(5)〜(7)いずれかに記載の半芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A terephthalic acid component and a diamine component, wherein the diamine component is 1,8-octanediamine, 1,10-decanediamine, or 1,12-dodecanediamine, and is a triamine unit relative to the diamine unit in the polyamide. Is a semi-aromatic polyamide fiber or a semi-aromatic polyamide non-woven fabric comprising a semi-aromatic polyamide, wherein the non-aromatic polyamide fiber is 0.3 mol% or less.
(2) The copolymer component other than the terephthalic acid component and the diamine component, which are the main components of the semi-aromatic polyamide, is contained in a proportion of 0 to 5 mol% with respect to the total number of moles of the raw material monomers. The semi-aromatic polyamide fiber or semi-aromatic polyamide nonwoven fabric according to (1).
(3) The semi-aromatic polyamide fiber or the semi-aromatic polyamide nonwoven fabric according to (1) or (2), wherein the melting point measured using a differential scanning calorimeter is 280 ° C to 340 ° C.
(4) The semi-aromatic polyamide fiber or the semi-fragrance according to any one of (1) to (3), wherein the degree of supercooling ΔT measured using a differential scanning calorimeter is 40 ° C. or less. Family nonwoven fabric.
(5) The method for producing a semi-aromatic polyamide fiber according to any one of (1) to (4), wherein the following steps (a) to (d) are sequentially performed.
(A) A suspension of diamine and solid terephthalic acid in a molten state at 80 ° C. or more and 150 ° C. or less under the condition that the blending amount of water is 5 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of terephthalic acid and diamine. Step of stirring and mixing to obtain a mixture.
(B) In the mixture obtained in step (a), at a temperature lower than the melting point of the semiaromatic polyamide to be finally produced, a salt is formed by the reaction of terephthalic acid and diamine, and a low weight is obtained by the polymerization of the salt. A step of performing a coalescence formation reaction to obtain a mixture of a salt and a low polymer.
(C) A step of polymerizing the mixture of the salt and low polymer obtained in step (b) to obtain a semi-aromatic polyamide having a melting point of 280 ° C. to 340 ° C. measured using a differential scanning calorimeter. .
(D) A step of melt-spinning the semi-aromatic polyamide obtained in step (c) and drawing and heat-treating the obtained yarn.
(6) The method for producing a semi-aromatic polyamide fiber according to any one of (1) to (4), wherein the following steps (a) to (d) are sequentially performed.
(A) The terephthalic acid powder is heated in advance to a temperature not lower than the melting point of diamine and not higher than the melting point of terephthalic acid, so that the terephthalic acid powder is substantially maintained at a temperature not lower than the melting point of diamine and not higher than the melting point of terephthalic acid. Adding diamine to terephthalic acid powder without containing water.
(B) In the mixture obtained in step (a), at a temperature lower than the melting point of the semiaromatic polyamide to be finally produced, a salt is formed by the reaction of terephthalic acid and diamine, and a low weight is obtained by the polymerization of the salt. A step of performing a coalescence formation reaction to obtain a mixture of a salt and a low polymer.
(C) A step of polymerizing the mixture of the salt and low polymer obtained in step (b) to obtain a semi-aromatic polyamide having a melting point of 280 ° C. to 340 ° C. measured using a differential scanning calorimeter. .
(D) A step of melt-spinning the semi-aromatic polyamide obtained in step (c) and drawing and heat-treating the obtained yarn.
(7) The polymerization step of step (c) is a step of subjecting the mixture obtained in step (b) to solid phase polymerization while maintaining a temperature below the melting point of the produced polyamide (5) or ( 6) The manufacturing method of the semi-aromatic polyamide fiber of description.
(8) In step (d), after melting the semi-aromatic polyamide at the melting point to 360 ° C., melt spinning from the spinneret nozzle with a melt residence time of 30 minutes or less, and cooling the resulting yarn, the temperature 120 C. to 250.degree. C. After stretching at a draw ratio of 2 times or more, constant length heat treatment, tension heat treatment or relaxation heat treatment is performed at 120 to 270.degree. C. Method for producing semi-aromatic polyamide fiber.

本発明によれば、耐熱性が高く、高結晶性である半芳香族ポリアミドからなる耐熱性、機械強度に優れている繊維および不織布を得ることができる。そのため、エアーバッグ基布用途、耐熱フィルター用途、ラジエータホース用補強用繊維用途、ターポリン用途、ブラシ用ブリッスル用途、釣糸用途、タイヤコード用途、人工芝用途、絨毯用途、魚網用途、ロープ用途、フィルター用繊維用途、座席シート用繊維用途などの各種産業資材用途、フィルター用途などに好適に使用することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fiber and nonwoven fabric which are excellent in heat resistance and mechanical strength which consist of semi-aromatic polyamide with high heat resistance and high crystallinity can be obtained. Therefore, air bag base fabric use, heat resistant filter use, radiator hose reinforcing fiber use, tarpaulin use, brush bristle use, fishing line use, tire cord use, artificial turf use, carpet use, fish net use, rope use, filter use It can be suitably used for various industrial material applications such as fiber applications, fiber applications for seat sheets, and filter applications.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布は、ジカルボン酸成分とジアミン成分とからなる半芳香族ポリアミド繊維である。本発明においては、高結晶性の観点から、特定の化学構造を有するジカルボン酸成分とジアミン成分とを用いることが必要である。
本発明においては、ジカルボン酸成分として、テレフタル酸を用いる必要がある。その理由は、テレフタル酸は、芳香族ジカルボン酸の中でも化学構造の対称性が高く、高い結晶性を有する半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布を得る上で最も好ましいからである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The fiber and nonwoven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention are semi-aromatic polyamide fibers made of a dicarboxylic acid component and a diamine component. In the present invention, it is necessary to use a dicarboxylic acid component and a diamine component having a specific chemical structure from the viewpoint of high crystallinity.
In the present invention, it is necessary to use terephthalic acid as the dicarboxylic acid component. The reason for this is that terephthalic acid is most preferable for obtaining fibers and nonwoven fabrics made of semi-aromatic polyamide having high crystallinity and high crystallinity among aromatic dicarboxylic acids.

本発明においては、半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布を構成するジアミン成分は、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンのいずれかである直鎖脂肪族ジアミンである。直鎖脂肪族ジアミンは、化学構造の対称性が高いため、高い結晶性を有する半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布を得る上で好ましい。   In the present invention, the diamine component constituting the fiber and nonwoven fabric made of semi-aromatic polyamide is 1,8-octanediamine, 1,10-decanediamine, or 1,12-dodecanediamine. Diamine. Straight chain aliphatic diamines are preferred for obtaining fibers and non-woven fabrics made of semi-aromatic polyamides having high crystallinity because of their high chemical structure symmetry.

用いられるジアミンの炭素数が、偶数であることが必要である理由について以下に述べる。一般的に、ポリアミドにおいてはいわゆる偶奇効果が発現する。すなわち、用いられるジアミン成分のモノマー単位の炭素数が偶数である場合には、奇数である場合と比較して、より安定な結晶構造をとるため、結晶性が向上するという効果が発現する。従って、高結晶性の観点から、直鎖脂肪族ジアミンの炭素数は偶数である必要がある。   The reason why the diamine used must have an even number of carbon atoms will be described below. In general, a so-called even-odd effect appears in polyamide. That is, when the number of carbon atoms in the monomer unit of the diamine component used is an even number, a more stable crystal structure is formed as compared with the case where the number is an odd number, so that the effect of improving crystallinity is exhibited. Therefore, from the viewpoint of high crystallinity, the linear aliphatic diamine needs to have an even number of carbon atoms.

ジアミンの炭素数が8未満の場合には、得られる半芳香族ポリアミドの融点が340℃を超えて分解温度を上回るため、好ましくない。一方、ジアミンの炭素数が12を超える場合には、得られる半芳香族ポリアミドの融点が280℃未満となり、実用に供する際に、耐熱性が不足してしまうため好ましくない。炭素数9、11のジアミンでは、ポリアミドの偶奇効果により、結晶性が不足するため、好ましくない。   When the number of carbon atoms of the diamine is less than 8, the melting point of the resulting semi-aromatic polyamide exceeds 340 ° C. and exceeds the decomposition temperature, which is not preferable. On the other hand, when the number of carbon atoms of the diamine exceeds 12, the melting point of the obtained semi-aromatic polyamide is less than 280 ° C., which is not preferable because the heat resistance is insufficient in practical use. A diamine having 9 or 11 carbon atoms is not preferable because of insufficient crystallinity due to the even-odd effect of polyamide.

本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布には、主成分となるテレフタル酸成分以外のジカルボン酸成分、および/または炭素数が8、10または12である直鎖脂肪族ジアミン成分以外の種類のジアミン成分(以下、「共重合成分」と称する場合がある)が共重合されていてもよい。共重合成分は、原料モノマーの総モル数(100モル%)に対し、5モル%以下とすることが好ましく、3モル%以下がより好ましく、実質的に共重合成分を含まないことがさらに好ましい。高結晶性の観点からは、化学構造の不規則な共重合体よりも、規則性の高いホモポリマーに近い構造を有することが好ましいからである。つまり、共重合成分が5モル%を超えると、結晶性が低下し融点も低下するため、高結晶性を有し且つ耐熱性を有する半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布を得ることができない場合がある。   The fiber and non-woven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention include a dicarboxylic acid component other than the terephthalic acid component as a main component and / or a type other than a linear aliphatic diamine component having 8, 10 or 12 carbon atoms. The diamine component (hereinafter sometimes referred to as “copolymerization component”) may be copolymerized. The copolymerization component is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, and even more preferably substantially free of the copolymerization component, based on the total number of moles of raw material monomers (100 mol%). . This is because, from the viewpoint of high crystallinity, it is preferable to have a structure close to a homopolymer having high regularity rather than a copolymer having an irregular chemical structure. In other words, if the copolymerization component exceeds 5 mol%, the crystallinity is lowered and the melting point is also lowered, so that fibers and nonwoven fabrics made of semi-aromatic polyamide having high crystallinity and heat resistance cannot be obtained. There is.

本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の共重合成分として用いることが可能なテレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸が挙げられる。   Examples of dicarboxylic acid components other than terephthalic acid that can be used as a copolymer component for fibers and nonwoven fabrics made of the semi-aromatic polyamide of the present invention include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid and dodecanedioic acid, cycloaliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid Can be mentioned.

本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の共重合成分として用いることが可能な他のジアミン成分としては、1,2−エタンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンなどの脂肪族ジアミン、シクロヘキサンジアミンなどの脂環式ジアミン、キシリレンジアミンなどの芳香族ジアミンが挙げられる。なお、上記に列挙された1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−オクタンジアミンのいずれかは、本発明の芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布に必須のジアミン成分である。1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンのいずれかを必須のジアミン成分として用いた場合には、それ以外のジアミン成分が共重合成分として用いられる。例えば、1,8−オクタンジアミンを必須のジアミン成分として用いる場合には、1,10−デカンジアミンおよび1,12−ドデカンジアミンが共重合成分として用いられる。   Examples of other diamine components that can be used as a copolymer component for fibers and nonwoven fabrics made of the semi-aromatic polyamide of the present invention include 1,2-ethanediamine, 1,3-propanediamine, 1,4-butanediamine, 1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1, Examples include aliphatic diamines such as 12-dodecanediamine, alicyclic diamines such as cyclohexanediamine, and aromatic diamines such as xylylenediamine. In addition, any of the 1,8-octanediamine, 1,10-decanediamine, and 1,12-octanediamine listed above is an essential diamine component for the fiber and nonwoven fabric made of the aromatic polyamide of the present invention. . When any one of 1,8-octanediamine, 1,10-decanediamine, and 1,12-dodecanediamine is used as an essential diamine component, the other diamine components are used as copolymerization components. For example, when 1,8-octanediamine is used as an essential diamine component, 1,10-decanediamine and 1,12-dodecanediamine are used as copolymerization components.

本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布には、必要に応じて、カプロラクタム等のラクタム類を共重合させてもよい。   The fiber and nonwoven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention may be copolymerized with lactams such as caprolactam, if necessary.

本発明において、主成分であるテレフタル酸成分とジアミン成分のモル比は、テレフタル酸成分/ジアミン成分=45/55〜55/45であることが好ましく、47.5/52.5〜52.5/47.5であることがより好ましい。テレフタル酸成分とジアミン成分のモル比を45/55〜55/45の範囲とすることで、高分子量の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布を得ることができる。   In the present invention, the molar ratio of the main component terephthalic acid component to the diamine component is preferably terephthalic acid component / diamine component = 45/55 to 55/45, and 47.5 / 52.5 to 52.5. More preferably, it is /47.5. By setting the molar ratio of the terephthalic acid component to the diamine component in the range of 45/55 to 55/45, fibers and non-woven fabrics made of high molecular weight semi-aromatic polyamide can be obtained.

本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布は、トリアミン量が十分に低減されていることが必要である。半芳香族ポリアミドは、重合時におけるジアミン同士の縮合反応により、トリアミン構造が副生し易い。トリアミン量が多いと、分子鎖中に架橋構造が生成し、その架橋構造は分子鎖の動きや配列を束縛するため、結晶性が低下する。また、トリアミン量が多いと、ゲル状物が多く発生するため、繊維および不織布を作製する場合、フィルターでの濾過工程において、フィルターの上流圧力変化が大きくなり、連続して生産することができなくなるなどの製糸性の不良原因となったり、得られる繊維および不織布の機械的物性の低下を引き起こしたりする。   The fiber and nonwoven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention are required to have a sufficiently reduced amount of triamine. Semi-aromatic polyamides tend to have a triamine structure as a by-product due to a condensation reaction between diamines during polymerization. When the amount of triamine is large, a crosslinked structure is formed in the molecular chain, and the crosslinked structure restricts the movement and arrangement of the molecular chain, so that the crystallinity is lowered. In addition, if the amount of triamine is large, a large amount of gel is generated. Therefore, when fibers and nonwoven fabrics are produced, the upstream pressure change of the filter becomes large in the filtration process with the filter, and it cannot be continuously produced. Or the like, or cause a decrease in mechanical properties of the resulting fiber and nonwoven fabric.

そのため、本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布中に含まれるトリアミン単位は、ジアミン単位の0.3モル%以下であることが必要であり、0.2モル%以下であることが好ましく、0.15モル%以下であることがいっそう好ましい。このような半芳香族ポリアミド繊維および不織布を得るためには、原料に用いる半芳香族ポリアミド中に含まれるトリアミン量は、ジアミン単位の0.3モル%以下であることが必要であり、0.2モル%以下であることが好ましく、0.15モル%以下であることがいっそう好ましい。原料ポリマー中に含まれるトリアミン量が、0.3モル%を超える場合には、ゲル状物が発生して連続生産性が低下したり、ポリアミドからなる繊維中のトリアミン構造がジアミン単位の0.3モル%を超える場合には、得られる繊維および不織布の結晶性が低下したり、色調が低下する、機械的物性が低下するという問題が発現する。   Therefore, the triamine unit contained in the fiber and nonwoven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention needs to be 0.3 mol% or less of the diamine unit, and preferably 0.2 mol% or less. More preferably, it is 0.15 mol% or less. In order to obtain such a semi-aromatic polyamide fiber and non-woven fabric, the amount of triamine contained in the semi-aromatic polyamide used as a raw material must be 0.3 mol% or less of the diamine unit. It is preferably 2 mol% or less, and more preferably 0.15 mol% or less. When the amount of triamine contained in the raw material polymer exceeds 0.3 mol%, a gel-like material is generated and the continuous productivity is lowered, or the triamine structure in the fiber made of polyamide is 0. When it exceeds 3 mol%, problems arise that the crystallinity of the resulting fiber and the nonwoven fabric is lowered, the color tone is lowered, and the mechanical properties are lowered.

上記のトリアミン単位をジアミン単位の0.3モル%以下とするためには、テレフタル酸成分とジアミン成分とから塩を生成するに際し、水の配合量を、原料モノマーの合計100質量部に対して5質量部以下とすることが好ましい。   In order to make the above triamine unit 0.3 mol% or less of the diamine unit, when the salt is formed from the terephthalic acid component and the diamine component, the blending amount of water is based on 100 parts by mass of the raw material monomers in total. The amount is preferably 5 parts by mass or less.

一般的に、ポリアミドの加熱重合反応を均一的に進行させるために、水の共存下、原料を混合し、加熱して脱水反応を進行させる方法が用いられている。しかしながら、このような方法においては、重合時の水の量が、原料モノマーの合計100質量部に対して5質量部を超えて多くなると、重合度の上昇が抑制されるという問題がある。その場合、アミン末端が多い状態での重合装置中の滞留時間が長くなり、ジアミン同士の縮合反応により副生成するトリアミン量が増加する。その結果、ポリアミドの一部が架橋構造をとり、結晶性が低下したり、ゲル化が促進されたり、色調が低下したりする。そして、非特許文献1にも示されるとおり、半芳香族ポリアミドでは、トリアミンの生成が脂肪族ポリアミドより顕著である。従って、本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布のように、トリアミン単位がジアミン単位の0.3モル%以下である半芳香族ポリアミドからなる繊維を得るためには、水の配合量を、原料モノマーの合計100質量部に対して5質量部以下とすることが好ましく、3質量部以下がより好ましく、実質的に水を配合させないことが最も好ましいのである。   In general, in order to allow the heat polymerization reaction of polyamide to proceed uniformly, a method is used in which raw materials are mixed in the presence of water and heated to advance the dehydration reaction. However, in such a method, if the amount of water during polymerization exceeds 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material monomers, there is a problem that an increase in the degree of polymerization is suppressed. In that case, the residence time in the polymerization apparatus in a state where there are many amine ends becomes longer, and the amount of triamine by-produced by the condensation reaction between diamines increases. As a result, a part of the polyamide has a cross-linked structure, crystallinity is lowered, gelation is promoted, and color tone is lowered. And as shown also in nonpatent literature 1, in semi-aromatic polyamide, generation of triamine is more remarkable than aliphatic polyamide. Therefore, in order to obtain a fiber made of a semi-aromatic polyamide in which the triamine unit is 0.3 mol% or less of the diamine unit, such as a fiber and a non-woven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention, The total amount of raw material monomers is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less, and most preferably no water is added.

また、本発明では高結晶性を有する半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布を得ようとするものであるので、結晶性が特定の範囲に制御されていることが好ましい。本発明における結晶性の指標としては、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定した過冷却度ΔTを用いることができる。この過冷却度ΔTは、ΔT≦40℃の範囲を満たすことが好ましく、ΔT≦35℃の範囲を満たすことがより好ましい。ΔTが40℃を超えると、結晶性が不十分であり、耐熱性向上の効果が不十分であったりするので好ましくない。
なお、本発明においては、下記式のように、過冷却度ΔTは、当該ポリアミドの融点(以下、Tmと略称する場合がある)と降温結晶化温度(以下、Tccと略称する場合がある)との差と定義される。
In the present invention, since it is intended to obtain fibers and nonwoven fabrics made of semi-aromatic polyamide having high crystallinity, the crystallinity is preferably controlled within a specific range. As an index of crystallinity in the present invention, the degree of supercooling ΔT measured using a differential scanning calorimeter (DSC) can be used. The degree of supercooling ΔT preferably satisfies the range of ΔT ≦ 40 ° C., and more preferably satisfies the range of ΔT ≦ 35 ° C. If ΔT exceeds 40 ° C., the crystallinity is insufficient and the effect of improving the heat resistance is insufficient, which is not preferable.
In the present invention, as shown in the following formula, the degree of supercooling ΔT is the melting point of the polyamide (hereinafter sometimes abbreviated as Tm) and the cooling crystallization temperature (hereinafter sometimes abbreviated as Tcc). Defined as the difference between

ΔT=Tm(融点)−Tcc(降温結晶化温度)
上記式においては、示差走査熱量計(DSC)を用いて、不活性ガス雰囲気下、当該ポリアミドからなる繊維を溶融状態から20℃/分の降温速度で25℃まで降温した後、20℃/分の昇温速度で昇温した場合に現れる吸熱ピークの温度を融点(Tm)と定義する。また、同様に溶融状態から20℃/分の降温速度で25℃まで降温した場合に現れる発熱ピークの温度を降温結晶化温度(Tcc)と定義する。この過冷却度ΔTが小さい程、ポリマー溶融状態からの結晶化が速く、高結晶性を有するポリマーであることを示す。
ΔT = Tm (melting point) −Tcc (cooling temperature crystallization temperature)
In the above formula, a fiber made of the polyamide is lowered from the molten state to 25 ° C. at a temperature lowering rate of 20 ° C./min in an inert gas atmosphere using a differential scanning calorimeter (DSC), and then 20 ° C./min. The temperature of the endothermic peak that appears when the temperature is raised at the rate of temperature rise is defined as the melting point (Tm). Similarly, the temperature of the exothermic peak that appears when the temperature is lowered from the molten state to 25 ° C. at a temperature lowering rate of 20 ° C./min is defined as the temperature-falling crystallization temperature (Tcc). The smaller the degree of supercooling ΔT, the faster the crystallization from the polymer melted state, indicating that the polymer has high crystallinity.

なお、炭素数が偶数個であるジアミン成分が用いられた半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布は、そもそも高結晶性を有するものである。さらなる高結晶性を達成するために、上述のように、本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維中の共重合成分を0〜5モル%とする手法を用いることができる。さらなる高結晶性を達成するためには、上述のように、半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布中のジアミン単位に対するトリアミン単位を0.3モル%以下とする手法を用いてもよい。   In addition, the fiber and nonwoven fabric which consist of a semi-aromatic polyamide using the diamine component which has an even number of carbon atoms have high crystallinity in the first place. In order to achieve further high crystallinity, as described above, a method in which the copolymerization component in the fiber made of the semi-aromatic polyamide of the present invention is 0 to 5 mol% can be used. In order to achieve further high crystallinity, as described above, a method of setting the triamine unit to 0.3 mol% or less with respect to the diamine unit in the fiber and the nonwoven fabric made of semi-aromatic polyamide may be used.

本発明は、結晶性が高く、同時に高耐熱性を有する半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布を得ようとするものである。したがって、得られる半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の融点が280℃未満の場合は耐熱性が不足する。そのため、融点は280℃以上に制御される必要がある。また、融点が340℃より高い場合は、ポリアミドの分解が促進され、溶融成形、例えば溶融紡糸が困難となる。そのため、融点は340℃以下に制御されることが必要である。   The present invention is intended to obtain a fiber and a nonwoven fabric made of a semi-aromatic polyamide having high crystallinity and at the same time having high heat resistance. Therefore, when the melting point of the resulting semi-aromatic polyamide fiber and nonwoven fabric is less than 280 ° C., the heat resistance is insufficient. Therefore, the melting point needs to be controlled to 280 ° C. or higher. On the other hand, when the melting point is higher than 340 ° C., the decomposition of the polyamide is accelerated, and melt molding such as melt spinning becomes difficult. Therefore, the melting point needs to be controlled to 340 ° C. or lower.

本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の原料ポリマーは、ポリアミドを製造する方法として従来から知られている加熱重合法や溶液重合法などの方法を用いて製造することができる。中でも、工業的に有利である点から、加熱重合法が好ましく用いられる。加熱重合法としては、溶融重合法、溶融押出法、固相重合法などが挙げられる。本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布は融点が280℃〜340℃と高く、分解温度に近い。よって、生成ポリマーの融点以上の温度で反応させる溶融重合法や溶融押出法に比べ、生成ポリマーの融点未満の温度で反応させる固相重合法が好ましい。   The fiber and nonwoven raw material polymer comprising the semi-aromatic polyamide of the present invention can be produced by a conventionally known method such as a heat polymerization method or a solution polymerization method as a method for producing a polyamide. Of these, the heat polymerization method is preferably used because it is industrially advantageous. Examples of the heat polymerization method include a melt polymerization method, a melt extrusion method, and a solid phase polymerization method. The fiber and nonwoven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention have a high melting point of 280 ° C. to 340 ° C. and are close to the decomposition temperature. Therefore, a solid phase polymerization method in which the reaction is performed at a temperature lower than the melting point of the generated polymer is preferable as compared with the melt polymerization method or the melt extrusion method in which the reaction is performed at a temperature higher than the melting point of the generated polymer.

一般に、半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の原料ポリマーの製造は、モノマーから混合物を得る工程(a)と、このような混合物を用いて重合する工程(b)及び(c)からなることが多いが、本発明においては、トリアミン単位がジアミン単位の0.3モル%以下であるポリアミドを得るために、工程(a)の段階を、重合系中の水分が少ない条件、すなわち、テレフタル酸とジアミンの合計100質量部に対して、水の配合量を5質量部以下として実施することが好ましい。   In general, the production of a raw material polymer for fibers and nonwoven fabric made of semi-aromatic polyamide may comprise a step (a) of obtaining a mixture from monomers, and a step (b) and (c) of polymerizing using such a mixture. In many cases, in the present invention, in order to obtain a polyamide in which the triamine unit is 0.3 mol% or less of the diamine unit, the step (a) is carried out under the condition that the water content in the polymerization system is low, that is, terephthalic acid and It is preferable that the amount of water is 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the diamine.

(a)の段階を、水分の少ない条件下で実施する方法として、たとえば、テレフタル酸粉末を予めジアミンの融点以上かつテレフタル酸の融点以下の温度に加熱し、ジアミンの融点以上かつジカルボン酸の融点以下の温度において、テレフタル酸の粉末の状態を保つように、実質的に水を含有させずに、ジアミンをテレフタル酸粉末に添加すること方法が好ましく用いられる。 As a method for carrying out the step (a) under the condition of low moisture, for example, terephthalic acid powder is heated in advance to a temperature not lower than the melting point of diamine and not higher than the melting point of terephthalic acid, and the melting point of dicarboxylic acid is not lower than the melting point of diamine. In order to keep the terephthalic acid powder state at the following temperature, a method of adding diamine to the terephthalic acid powder without containing water is preferably used.

あるいは、(a)の段階を水分の少ない条件化で実施する別の方法として、テレフタル酸とジアミンの合計100質量部に対して水の配合量を5質量部以下とした条件下、80℃以上150℃以下で溶融状態のジアミンと固体のテレフタル酸からなる懸濁液を攪拌混合し、混合物を得る方法が好ましく用いられる。   Alternatively, as another method for carrying out the step (a) under the condition of less moisture, 80 ° C. or higher under the condition that the blending amount of water is 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of terephthalic acid and diamine in total. The method of stirring and mixing the suspension which consists of diamine of a molten state and solid terephthalic acid at 150 degrees C or less, and obtaining a mixture is used preferably.

工程(a)は、常圧で行なわれることもあるが、ポリアミドの縮合反応により生成する水に起因する加圧状態で行われることもあり、適宜選択することができる。   The step (a) may be carried out at normal pressure, but may be carried out in a pressurized state resulting from water produced by a polyamide condensation reaction, and can be selected as appropriate.

本発明においては、固体のテレフタル酸と液状のジアミンとの反応効率を確保するため、テレフタル酸の体積平均粒径は、5μm〜1mmであることが好ましく、20〜200μmであることがより好ましい。テレフタル酸の体積平均粒径を1mm以下とすることで、塩の反応の進行を早くすることができる。また、5μm以上とすることで、粉体の飛散が軽減し、粉体の取扱が容易になるという利点がある。   In the present invention, in order to ensure the reaction efficiency between solid terephthalic acid and liquid diamine, the volume average particle diameter of terephthalic acid is preferably 5 μm to 1 mm, and more preferably 20 to 200 μm. By setting the volume average particle diameter of terephthalic acid to 1 mm or less, the progress of the salt reaction can be accelerated. Further, when the thickness is 5 μm or more, there is an advantage that powder scattering is reduced and handling of the powder becomes easy.

次に、工程(b)について説明する。
工程(b)は、工程(a)で得られた混合物を、最終的に生成するポリアミドの融点未満の温度で、テレフタル酸とジアミンとの反応による塩の生成と、前記塩の重合による低重合体の生成反応とをおこない、塩および低重合体の混合物を得る工程である。工程(b)においては、前述の生成反応をさせながら破砕を行なってもよいし、反応後に一旦取り出してから破砕を行なってもよい。
Next, step (b) will be described.
In the step (b), the mixture obtained in the step (a) is formed at a temperature lower than the melting point of the finally produced polyamide at a temperature lower than the melting point of the polyamide by the reaction of terephthalic acid and diamine, This is a step of performing a formation reaction of a coal to obtain a mixture of a salt and a low polymer. In the step (b), crushing may be performed while the above-described production reaction is performed, or crushing may be performed after taking out the reaction once.

次に、工程(c)について説明する。
工程(c)は、工程(b)で得られた塩や低重合体を、最終的に生成する半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の原料となる半芳香族ポリアミドの融点未満の温度で固相重合し、所定の分子量まで高分子量化させ、半芳香族ポリアミドを得る工程である。
Next, step (c) will be described.
In step (c), the salt or low polymer obtained in step (b) is solidified at a temperature lower than the melting point of the semi-aromatic polyamide used as a raw material for the fiber and nonwoven fabric finally produced. This is a step of obtaining a semi-aromatic polyamide by performing phase polymerization and increasing the molecular weight to a predetermined molecular weight.

工程(c)において、固相重合温度が、生成する半芳香族ポリアミドの融点以上の温度である場合、トリアミン量が多くなる。また、熱分解が促進される。そのため、半芳香族ポリアミドの色調が悪くなる場合があるので好ましくない。   In the step (c), when the solid-state polymerization temperature is equal to or higher than the melting point of the semi-aromatic polyamide to be produced, the amount of triamine is increased. Moreover, thermal decomposition is promoted. Therefore, the color tone of the semi-aromatic polyamide may be deteriorated, which is not preferable.

固相重合温度は、180〜270℃とすることが好ましく、200〜250℃とすることがより好ましい。固相重合温度が180℃未満であると重合反応が不十分となる場合がある。一方、270℃を超えるとアミド結合の熱分解が促進されて、得られる半芳香族ポリアミド中のトリアミン量が多くなる場合がある。   The solid phase polymerization temperature is preferably 180 to 270 ° C, more preferably 200 to 250 ° C. If the solid phase polymerization temperature is less than 180 ° C., the polymerization reaction may be insufficient. On the other hand, when it exceeds 270 ° C., thermal decomposition of the amide bond is promoted, and the amount of triamine in the obtained semi-aromatic polyamide may increase.

工程(c)における固相重合反応の反応時間としては、最終的に到達する分子量と生産性のバランスの観点から、反応温度に達してから0.5〜10時間の範囲であることが好ましく、0.5〜8時間がより好ましい。   The reaction time of the solid phase polymerization reaction in the step (c) is preferably in the range of 0.5 to 10 hours after reaching the reaction temperature, from the viewpoint of the balance between the finally reached molecular weight and productivity, 0.5 to 8 hours is more preferable.

工程(c)における固相重合反応は、窒素などの不活性ガス気流中でおこなってもよく、減圧下でおこなってもよい。また、静置しておこなってもよく、攪拌しながらおこなってもよい。この場合においても、常に最終的に生成する半芳香族ポリアミドの融点以下で、反応がおこなわれる。   The solid phase polymerization reaction in the step (c) may be performed in an inert gas stream such as nitrogen, or may be performed under reduced pressure. Moreover, you may carry out still and may carry out stirring. Even in this case, the reaction is always carried out below the melting point of the semi-aromatic polyamide finally produced.

また、本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の原料を製造するためには、重合触媒を用いることが好ましい。本発明で使用される触媒としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸またはそれらの塩などが挙げられる。本発明においては触媒の使用量にとくに制限はないが、通常、テレフタル酸とジアミンの総モルに対して、0〜2モル%用いられる。   Moreover, in order to manufacture the raw material of the fiber and nonwoven fabric which consist of the semi-aromatic polyamide of this invention, it is preferable to use a polymerization catalyst. Examples of the catalyst used in the present invention include phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid or salts thereof. Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of a catalyst in this invention, Usually, 0-2 mol% is used with respect to the total mol of a terephthalic acid and diamine.

本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の原料ポリマーは、重合度の調整、製品としたときの熱分解や着色などを抑制する目的で、末端封鎖剤を加えることが好ましい。末端封鎖剤としては、酢酸、ラウリン酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソブチル酸などの脂肪族モノカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸などの脂環式モノカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、α−ナフタレンカルボン酸、β−ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、フェニル酢酸などの芳香族モノカルボン酸などのアミノ基との反応性を有するモノカルボン酸や、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミンなどの脂肪族モノアミン;シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどの脂環式モノアミン;アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミンなどの芳香族モノアミンなどのカルボキシル基との反応性を有するモノアミン、その他、無水フタル酸などの酸無水物、モノイソシアネート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類などのうちのいずれか一種、あるいはこれらを組み合わせて用いられる。   It is preferable to add an end-blocking agent to the fiber and non-woven fabric raw material polymer of the semi-aromatic polyamide of the present invention for the purpose of adjusting the degree of polymerization and suppressing thermal decomposition and coloring when the product is produced. As end-capping agents, aliphatic monocarboxylic acids such as acetic acid, lauric acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, tridecylic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, pivalic acid, isobutyric acid, With amino groups such as alicyclic monocarboxylic acids such as cyclohexanecarboxylic acid, benzoic acid, toluic acid, α-naphthalenecarboxylic acid, β-naphthalenecarboxylic acid, methylnaphthalenecarboxylic acid and phenylmonoacetic acid Reactive monocarboxylic acids and aliphatic monoamines such as methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, stearylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine; cyclohexylamine Alicyclic monoamines such as benzene, dicyclohexylamine; monoamines having reactivity with carboxyl groups such as aromatic monoamines such as aniline, toluidine, diphenylamine, naphthylamine, and other acid anhydrides such as phthalic anhydride, monoisocyanates, mono Any one of acid halides, monoesters, monoalcohols, etc., or a combination thereof may be used.

末端封鎖剤の添加量は目的に合わせて決定すればよいため、特に制限されないが、通常、テレフタル酸とジアミンの総モルに対して0〜5モル%である。ポリアミドからなる繊維および不織布及びこれらの原料である半芳香族ポリアミドの末端基を封止することにより、紡糸性が向上し、さらに耐水性、耐黄変性により優れたポリアミド繊維および不織布が得られる。末端封止剤の使用量は、ジカルボン酸とジアミンの総モル数に対して0.5〜10モル%の範囲内で使用されるのが好ましい。   Since the addition amount of the end-blocking agent may be determined according to the purpose, it is not particularly limited, but is usually 0 to 5% by mole based on the total moles of terephthalic acid and diamine. By sealing the fibers and nonwoven fabric made of polyamide and the end groups of the semi-aromatic polyamide which is a raw material thereof, the spinnability is improved, and further, polyamide fiber and nonwoven fabric excellent in water resistance and yellowing resistance can be obtained. It is preferable that the usage-amount of terminal blocker is used in the range of 0.5-10 mol% with respect to the total number of moles of dicarboxylic acid and diamine.

本発明のポリアミドからなる繊維および不織布には、必要に応じてフィラーや安定剤などの添加剤を加えてもよい。添加の方法は、ポリアミドの重合時に添加する、または得られたポリアミドに溶融混練することが挙げられる。添加剤としては、タルク、膨潤性粘土鉱物、シリカ、アルミナ、グラファイトのような充填材、酸化チタン、カーボンブラックなどのような顔料、そのほか、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤など周知の添加剤が挙げられる。その他、必要に応じて銅化合物などの安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤などを重縮合反応時、またはその後に添加することもできる。特に、熱安定剤としてヒンダードフェノールなどの有機系安定剤、ヨウ化銅などのハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウムなどのハロゲン化アルカリ金属化合物を添加すると、紡糸時の溶融滞留安定性、耐乾熱劣化性が更に向上するので好ましい。   You may add additives, such as a filler and a stabilizer, to the fiber and nonwoven fabric which consist of polyamide of this invention as needed. Examples of the method of addition include addition at the time of polymerization of polyamide, or melt kneading to the obtained polyamide. Additives include talc, swellable clay minerals, fillers such as silica, alumina and graphite, pigments such as titanium oxide and carbon black, as well as antioxidants, antistatic agents, flame retardants and flame retardant aids. Well-known additives, such as an agent, are mentioned. In addition, stabilizers such as copper compounds, colorants, UV absorbers, light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, flame retardants, plasticizers, lubricants, crystallization rate retarders, etc. It can also be added during or after the condensation reaction. In particular, the addition of organic stabilizers such as hindered phenols, copper halide compounds such as copper iodide, and alkali metal halide compounds such as potassium iodide as heat stabilizers, stability of melt retention during spinning, and resistance to dry heat Degradability is further improved, which is preferable.

上記のようにして得られた本発明の半芳香族ポリアミドからなる繊維および不織布の原料ポリマーの相対粘度は、特に限定されず、目的に応じて適宜設定すればよい。例えば、溶融紡糸が容易なポリアミドを得ようとすれば、相対粘度を2.0以上とすることが好ましい。   The relative viscosity of the raw material polymer for the fiber and nonwoven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention obtained as described above is not particularly limited, and may be appropriately set depending on the purpose. For example, in order to obtain a polyamide that can be easily melt-spun, the relative viscosity is preferably 2.0 or more.

次に、工程(d)について説明する。
工程(d)は、工程(c)で得られた半芳香族ポリアミドを溶融紡糸などにより溶融成形し、得られた糸条などを延伸、熱処理などすることにより半芳香族ポリアミド繊維を得る工程である。
Next, process (d) is demonstrated.
Step (d) is a step of obtaining a semi-aromatic polyamide fiber by melt-molding the semi-aromatic polyamide obtained in step (c) by melt spinning, etc., and drawing and heat-treating the obtained yarn. is there.

工程(d)としては、溶融紡糸法、エレクトロスピニング法が挙げられ、これら各種溶融成形方法により本発明の半芳香族繊維が得られる。   Examples of the step (d) include a melt spinning method and an electrospinning method. The semi-aromatic fibers of the present invention can be obtained by these various melt molding methods.

溶融紡糸は、通常、溶融押出機であるスクリュー型押出機を使用するのが好ましい。本発明の半芳香族ポリアミドの溶融紡糸により得られる半芳香族ポリアミド繊維中のトリアミン単位を0.3モル%以下とするためには、該半芳香族ポリアミドの融点〜360℃にて溶融後、30分以内の溶融滞留時間で、紡糸口金ノズルより紡出することにより繊維を得ることが好ましい。さらに、紡出して得られた糸条を、引取りローラーなどにより引き取り、必要に応じて、ノズル直下に加熱または保温ゾーンを設け、また、吹き付けチャンバーなどによる冷却ゾーンを設け、更に、紡出した糸条に油剤を塗布してもよい。   For melt spinning, it is usually preferable to use a screw type extruder which is a melt extruder. In order to make the triamine unit in the semi-aromatic polyamide fiber obtained by melt spinning of the semi-aromatic polyamide of the present invention 0.3 mol% or less, after melting at a melting point to 360 ° C. of the semi-aromatic polyamide, It is preferable to obtain fibers by spinning from a spinneret nozzle with a melt residence time of 30 minutes or less. Furthermore, the yarn obtained by spinning is taken up by a take-up roller or the like, and if necessary, a heating or heat retention zone is provided immediately below the nozzle, and a cooling zone is provided by a spraying chamber or the like, and further spinning is performed. An oil agent may be applied to the yarn.

該繊維中のトリアミンは、原料ジアミンの分子鎖末端基であるアミノ基間の反応で形成され、溶融紡糸などの溶融成形過程において三次元化反応を誘発し、ゲル状物や不溶融物を形成する。その結果、溶融紡糸における製糸性の悪化や糸質物性の低下などを引き起こす。よって、溶融紡糸などの溶融成形に使用する原料ポリマー中のトリアミン量を低くすることに加え、溶融紡糸などの溶融成形過程においても、トリアミン量、アミノ末端基量を抑制する条件を選択することが好ましく、具体的には、上記溶融温度及び溶融滞留時間を選択することが好ましい。   The triamine in the fiber is formed by a reaction between amino groups, which are the molecular chain end groups of the raw material diamine, and induces a three-dimensional reaction in the melt molding process such as melt spinning to form a gel or non-melt material. To do. As a result, the spinning performance in melt spinning is deteriorated and the physical properties of the yarn are lowered. Therefore, in addition to lowering the amount of triamine in the raw material polymer used for melt molding such as melt spinning, it is possible to select conditions for suppressing the amount of triamine and amino end groups in the melt molding process such as melt spinning. Specifically, it is preferable to select the melting temperature and the melting residence time.

延伸は、加熱浴、加熱蒸気吹付け、ローラーヒーター、接触式プレートヒーター、非接触式プレートヒーター等を使用して、270℃以下で行うのが好ましく、120℃〜250℃で行うのが好ましい。延伸倍率は2倍以上が好ましく、3倍以上がより好ましい。また、必要に応じて、延伸に引き続き、さらに120〜270℃で定長熱処理、緊張熱処理または弛緩熱処理を行ったり、上記の2段階による紡糸延伸方法の他にも、紡糸により得られた未延伸糸を連続して延伸を行うことも可能である。上記270℃を超える温度で延伸を行うと、ポリアミド樹脂の劣化、溶融化、結晶の再組織化などが起こり、得られる繊維の強度が低下したり、耐熱性の高い繊維を得ることができない場合がある。   Stretching is preferably performed at 270 ° C. or lower, preferably 120 ° C. to 250 ° C., using a heating bath, heated steam spray, roller heater, contact type plate heater, non-contact type plate heater, or the like. The draw ratio is preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more. In addition, if necessary, the film is further subjected to constant-length heat treatment, tension heat treatment or relaxation heat treatment at 120 to 270 ° C., or in addition to the above-described two-stage spin-draw method, unstretched obtained by spinning. It is also possible to stretch the yarn continuously. When stretching at a temperature exceeding 270 ° C., the polyamide resin is deteriorated, melted, crystal reorganized, etc., and the strength of the resulting fiber is reduced, or a fiber having high heat resistance cannot be obtained. There is.

該繊維中のトリアミンは、三次元化反応を誘発し繊維の延伸工程における延伸性の不良を引き起こすため、耐熱性の高い繊維を得ることが困難となったり、糸質物性の低下が起こる場合がある。また、120℃よりも低い温度での延伸では、分子鎖の重なりの十分な開放が困難であったり、延伸倍率が低くなったり、ボイドや欠点が形成され繊維を得られなかったりするため、目的とする糸質物性を発現しなくなる場合がある。その為、上記の延伸温度範囲において該繊維を延伸することが好ましい。   The triamine in the fiber induces a three-dimensional reaction and causes poor stretchability in the fiber stretching process, so it may be difficult to obtain a highly heat-resistant fiber, or a decrease in physical properties of the yarn may occur. is there. In addition, when stretching at a temperature lower than 120 ° C., it is difficult to sufficiently open the overlap of molecular chains, the stretching ratio is low, voids and defects are formed, and fibers cannot be obtained. In some cases, the yarn physical properties may not be expressed. Therefore, it is preferable to stretch the fiber in the above stretching temperature range.

本発明の半芳香族ポリアミドからなる不織布は、前述の溶融紡糸法と同様の溶融条件において得られた未延伸糸を積層などしたり、公知のスパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法、エレクトロスピニング法、湿式不織布法などの製造方法により得ることができる。   The non-woven fabric made of the semi-aromatic polyamide of the present invention can be obtained by laminating undrawn yarn obtained under the same melting conditions as the above-described melt spinning method, or by known spunbond method, melt blow method, flash spinning method, electrospinning. And a production method such as a wet nonwoven fabric method.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by these Examples.

<原料>
実施例および比較例で用いた原料を以下に示す。
(1)ジカルボン酸成分
・テレフタル酸(融点:300℃以上)
・イソフタル酸(融点:343℃)
・アジピン酸(融点:153℃)
(2)ジアミン成分
・1,8−オクタンジアミン(融点:51℃)
・1,9−ノナンジアミン(融点:36℃)
・1,10−デカンジアミン(融点:62℃)
・1,12−ドデカンジアミン(融点:68℃)
<Raw material>
The raw materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(1) Dicarboxylic acid component ・ Terephthalic acid (melting point: 300 ° C or higher)
・ Isophthalic acid (melting point: 343 ° C)
Adipic acid (melting point: 153 ° C)
(2) Diamine component ・ 1,8-octanediamine (melting point: 51 ° C.)
・ 1,9-nonanediamine (melting point: 36 ° C.)
・ 1,10-decanediamine (melting point: 62 ° C.)
・ 1,12-dodecanediamine (melting point: 68 ° C.)

<測定方法>
以下のような方法にしたがって、樹脂特性の測定の性能評価を行った。
<Measurement method>
According to the following method, the performance evaluation of the measurement of resin characteristics was performed.

(1)テレフタル酸の平均粒径微粒子の平均粒子径の粒度分布を測定する装置(堀場製作所社製 「LA920」)を用いて測定し、体積平均粒子径で評価した。 (1) Average particle diameter of terephthalic acid Measurement was performed using an apparatus (“LA920” manufactured by Horiba, Ltd.) that measures the particle size distribution of the average particle diameter of fine particles, and the volume average particle diameter was evaluated.

(2)ポリアミドの相対粘度
ウベローデ型粘度計を用い、96%硫酸を溶媒とし、濃度1g/dL、25℃で測定した。
(2) Relative viscosity of polyamide Using an Ubbelohde viscometer, 96% sulfuric acid was used as a solvent, and the measurement was performed at a concentration of 1 g / dL and 25 ° C.

(3)ポリアミドの降温結晶化温度、融点、過冷却度
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計DSC−7を用い、昇温速度20℃/分で350℃まで昇温した後、350℃で5分間保持した。その後、降温速度20℃/分で25℃まで降温した際の発熱ピークのトップを与える温度を降温結晶化温度(Tcc)、さらに25℃で5分間保持後、再び昇温速度20℃/分で昇温測定した際の吸熱ピークのトップを融点(Tm)とした。融点と降温結晶化温度の差(Tm−Tcc)を過冷却度(ΔT)とした。
(3) Decreasing crystallization temperature, melting point, and degree of supercooling of polyamide Using a differential scanning calorimeter DSC-7 manufactured by PerkinElmer, Inc., the temperature was raised to 350 ° C. at a rate of temperature increase of 20 ° C./min. Hold for a minute. Thereafter, the temperature that gives the top of the exothermic peak when the temperature is lowered to 25 ° C. at a temperature lowering rate of 20 ° C./min is maintained at the temperature of the lowering crystallization temperature (Tcc), and further at 25 ° C. for 5 minutes, The top of the endothermic peak when measuring the temperature rise was taken as the melting point (Tm). The difference between the melting point and the cooling crystallization temperature (Tm−Tcc) was defined as the degree of supercooling (ΔT).

(4)ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド繊維および不織布中のトリアミンの定量
ポリアミド(樹脂、繊維、不織布)10mgに47%臭化水素酸を3mL加え、130℃で16時間加熱後、室温まで放冷した。そこに20%水酸化ナトリウム水溶液を5mL加えて試料溶液をアルカリ性にした後、分液ロートに移してクロロホルムを8mL加えて撹拌した後静置し、クロロホルム層のみを試験管に移し、ガスブロー濃縮機にて濃縮した。濃縮した試料にクロロホルム1.5mLを加え、これをメンブランフィルターで濾過したものを測定試料とした。この測定試料を、質量分析計を備えたガスクロマトグラフィー装置(アジレント・テクノロジー社製、商品名「Agilent 6890N」)で分析した。ジアミンとトリアミンを標準試料として作成した検量線を用いて、ポリアミド中のジアミンとトリアミンを定量し、ジアミンに対するトリアミンのモル比を算出した。ジアミンの標準物質は、重合に用いたジアミンを用いた。また、トリアミンの標準物質は、酸化パラジウムを触媒として用いて、オートクレーブ中にて重合に用いたジアミンを240℃で3時間加熱攪拌して反応させて得たトリアミン化合物を用いた。
(4) Determination of triamine in polyamide resin, semi-aromatic polyamide fiber and non-woven fabric Add 3 mL of 47% hydrobromic acid to 10 mg of polyamide (resin, fiber, non-woven fabric), heat at 130 ° C. for 16 hours, and allow to cool to room temperature did. 5 mL of 20% sodium hydroxide aqueous solution was added to make the sample solution alkaline, then transferred to a separatory funnel, 8 mL of chloroform was added and stirred, allowed to stand, and only the chloroform layer was transferred to a test tube. Concentrated with. Chloroform 1.5mL was added to the concentrated sample, and what filtered this with the membrane filter was made into the measurement sample. This measurement sample was analyzed with a gas chromatography apparatus (manufactured by Agilent Technologies, trade name “Agilent 6890N”) equipped with a mass spectrometer. Using a calibration curve prepared using diamine and triamine as standard samples, the diamine and triamine in the polyamide were quantified, and the molar ratio of triamine to diamine was calculated. The diamine used in the polymerization was used as the diamine standard substance. The triamine standard substance used was a triamine compound obtained by reacting the diamine used for polymerization in an autoclave by heating and stirring at 240 ° C. for 3 hours using palladium oxide as a catalyst.

(5)ノズル昇圧
エクストルーダー型単軸押出機を使用し、表1に記載の条件にて、溶融紡糸した。ブレーカープレートとその背面に有する68mmφの濾過面積を有する金属不織布フィルター(ナスロンNF−12)で濾過後、孔径0.35mmφ24個の孔を有する口金から1.45g/min・holeの条件で、溶融押出し、その後、400m/minの速度のローラーにて引取り、巻き取った。ノズルパック内滞留時間は、7分であった。その際、フィルターの単位時間当たりの圧力変化を測定した。
(5) Nozzle pressurization Using an extruder type single screw extruder, melt spinning was performed under the conditions shown in Table 1. After filtration through a breaker plate and a metal non-woven filter (Naslon NF-12) having a filtration area of 68 mmφ on the back side, melt extrusion is performed from a die having a pore diameter of 0.35 mmφ24 holes at a condition of 1.45 g / min · hole. Thereafter, the film was taken up and wound up by a roller having a speed of 400 m / min. The residence time in the nozzle pack was 7 minutes. At that time, the pressure change per unit time of the filter was measured.

(6)紡糸・延伸性
溶融紡糸工程において、ノズル昇圧が小さく、フィラメント中に含有される気泡やゲル化物など異物がなく、引き取り工程において、糸切れない状況であり、加熱延伸工程においても糸切れのない状態を良好な状況と判断し、○として示した。溶融紡糸工程でのノズル昇圧が顕著である、引き取り工程における糸切れが頻発する、加熱延伸工程において糸切れが頻発するなど、繊維の製造工程において障害となる状況を不良と判断し、×として示した。不良ではないが、ノズル昇圧や糸切れなどの現象が起こった条件を、問題ありとして、△で示した。
(6) Spinning / drawing property In the melt spinning process, the nozzle pressurization is small, there is no foreign matter such as air bubbles or gelled material contained in the filament, and there is no thread breakage in the take-up process. The state without the mark was judged as a good situation and indicated as ◯. Nozzle pressurization in the melt spinning process is remarkable, yarn breakage frequently occurs in the take-up process, yarn breakage frequently occurs in the heat drawing process, etc. It was. Although not defective, the conditions under which phenomena such as nozzle pressure increase and thread breakage occurred are indicated by Δ as problematic.

実施例1
[工程a]
ジアミン成分として1,10−デカンジアミン(5050質量部)、体積平均粒径80μmのテレフタル酸粉末(4870質量部)、末端封鎖剤として安息香酸(72質量部)、重合触媒として次亜リン酸ナトリウム一水和物(6質量部)をオートクレーブに入れ、100℃に加熱後、ダブルヘリカル型の攪拌翼を用いて回転数28rpmで撹拌を開始し、1時間加熱した。原料モノマーのモル比は、1,10−デカンジアミン:テレフタル酸=50:50であった。
[工程b]
工程aで得られた混合物を、回転数を28rpmに保ったまま230℃に昇温し、その後230℃で3時間加熱した。塩と低重合体の生成反応と破砕を同時に行った。反応により生じた水蒸気を放圧後、得られた反応物を取り出した。
[工程c]
工程bで得られた反応物を、乾燥機中、常圧窒素気流下、230℃で5時間加熱して重合しポリアミドを得た。得られたポリアミドの特性値を表1に示した。
[工程d]
工程cで得られたポリアミドをエクストルーダー型単軸押出機に投入し、表1に記載の条件にて、溶融紡糸した。ブレーカープレートとその背面に有する68mmφの濾過面積を有する金属不織布フィルター(ナスロンNF−12)で濾過後、孔径0.35mmφ24個の孔を有する口金から1.45g/min・holeの条件で、溶融押出し、その後、400m/minの速度のローラーにて引取り、巻き取った。ノズルパック内滞留時間は、7分であった。引き続き、表1に記載の延伸温度と延伸倍率にて延伸を施し、ポリアミド繊維を得た。得られたポリアミド繊維の特性値を表2に示した。
Example 1
[Step a]
1,10-decanediamine (5050 parts by mass) as a diamine component, terephthalic acid powder (4870 parts by mass) having a volume average particle size of 80 μm, benzoic acid (72 parts by mass) as a terminal blocking agent, and sodium hypophosphite as a polymerization catalyst The monohydrate (6 parts by mass) was placed in an autoclave, heated to 100 ° C., stirred using a double helical type stirring blade at a rotation speed of 28 rpm, and heated for 1 hour. The molar ratio of the raw material monomers was 1,10-decanediamine: terephthalic acid = 50: 50.
[Step b]
The mixture obtained in step a was heated to 230 ° C. while maintaining the rotation speed at 28 rpm, and then heated at 230 ° C. for 3 hours. The formation reaction and crushing of salt and low polymer were performed simultaneously. After releasing the water vapor generated by the reaction, the resulting reaction product was taken out.
[Step c]
The reaction product obtained in the step b was polymerized by heating at 230 ° C. for 5 hours in a dryer under a normal pressure nitrogen stream to obtain a polyamide. The characteristic values of the obtained polyamide are shown in Table 1.
[Step d]
The polyamide obtained in step c was put into an extruder type single screw extruder and melt-spun under the conditions shown in Table 1. After filtration through a breaker plate and a metal non-woven filter (Naslon NF-12) having a filtration area of 68 mmφ on the back side, melt extrusion is performed from a die having a pore diameter of 0.35 mmφ24 holes at a condition of 1.45 g / min · hole. Thereafter, the film was taken up and wound up by a roller having a speed of 400 m / min. The residence time in the nozzle pack was 7 minutes. Then, it extended | stretched with the extending | stretching temperature and the draw ratio of Table 1, and obtained the polyamide fiber. Table 2 shows the characteristic values of the obtained polyamide fiber.

実施例2
[工程a及び工程b]
体積平均粒径80μmのテレフタル酸粉末(4870質量部)、重合触媒としての次亜リン酸ナトリウム(6質量部)、末端封鎖剤としての安息香酸(72質量部)からなる混合物を、リボンブレンダー式の反応装置に供給し、窒素密閉下、ダブルヘリカル型の攪拌翼を用いて回転数30rpmで撹拌しながら170℃に加熱した。その後、温度を170℃に保ち、かつ回転数を30rpmに保ったまま、液注装置を用いて、100℃に加温したデカンジアミン(50質量部、100質量%)を、28質量部/分の速度で、3時間かけて連続的(連続液注方式)にテレフタル酸粉末に添加し反応物を得た。
[工程c]
工程a及び工程bで得られた反応物を、引き続き工程a及び工程bで用いたリボンブレンダー式の反応装置内で、窒素気流下、230℃に昇温し、230℃で5時間加熱して重合し半芳香族ポリアミドを得た。得られた半芳香族ポリアミドの特性値を表1に示した。
[工程d]
工程cで得られた半芳香族ポリアミドをエクストルーダー型単軸押出機を使用し、表1に記載の条件にて、溶融紡糸、加熱延伸を施し、半芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた半芳香族ポリアミド繊維の特性値を表1に示した。
Example 2
[Step a and Step b]
A mixture of terephthalic acid powder having a volume average particle size of 80 μm (4870 parts by mass), sodium hypophosphite (6 parts by mass) as a polymerization catalyst, and benzoic acid (72 parts by mass) as a terminal blocking agent is obtained by a ribbon blender type. The reactor was heated to 170 ° C. with stirring at a rotation speed of 30 rpm using a double helical stirring blade under nitrogen sealing. Thereafter, decanediamine (50 parts by mass, 100% by mass) heated to 100 ° C. using a liquid injection device while maintaining the temperature at 170 ° C. and the rotation speed at 30 rpm was 28 parts by mass / min. Was added to the terephthalic acid powder continuously (continuous liquid injection method) over 3 hours to obtain a reaction product.
[Step c]
The reactant obtained in step a and step b was subsequently heated to 230 ° C. under a nitrogen stream and heated at 230 ° C. for 5 hours in the ribbon blender reactor used in step a and step b. Polymerization gave a semi-aromatic polyamide. The characteristic values of the obtained semiaromatic polyamide are shown in Table 1.
[Step d]
The semi-aromatic polyamide obtained in step c was melt-spun and heated and stretched under the conditions shown in Table 1 using an extruder type single-screw extruder to obtain semi-aromatic polyamide fibers. Table 1 shows the characteristic values of the obtained semi-aromatic polyamide fiber.

実施例3〜6、および9〜10、比較例1
使用するモノマーの種類、製造条件を表1のように変更する以外は、実施例2と同様にして、半芳香族ポリアミドを得た後に溶融紡糸及び加熱延伸法により半芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた半芳香族ポリアミド繊維の特性値を表2に示した。
Examples 3-6 and 9-10, Comparative Example 1
A semi-aromatic polyamide fiber was obtained by melt spinning and heat drawing after obtaining a semi-aromatic polyamide in the same manner as in Example 2 except that the type of monomer used and the production conditions were changed as shown in Table 1. . Table 2 shows the characteristic values of the obtained semi-aromatic polyamide fiber.

実施例7
[工程a]
ジアミン成分として1,10−デカンジアミン(5050質量部)、体積平均粒径80μmのテレフタル酸粉末(4870質量部)、末端封鎖剤として安息香酸(72質量部)、重合触媒として次亜リン酸ナトリウム一水和物(6質量部)、蒸留水400質量部(原料モノマーの合計量100質量部に対して、4質量部)をオートクレーブに入れ、100℃に加熱後、回転数28rpmで撹拌を開始し、1時間加熱した。
[工程b]
工程aで得られた混合物を、回転数を28rpmに保ったまま230℃に昇温し、その後230℃で3時間加熱した。塩と低重合体の生成反応を行ないながら、得られた固形物を破砕した。水蒸気を放圧後、得られた反応物を取り出した。
[工程c]
工程bで得られた反応物を、乾燥機中、常圧窒素気流下、230℃で5時間加熱して重合し半芳香族ポリアミドを得た。得られた半芳香族ポリアミドの特性値を表1に示した。
[工程d]
工程cにより得られた半芳香族ポリアミドを用いて、表1に示した条件で、実施例1と同様な方法により半芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた半芳香族ポリアミド繊維の特性値を表2に示した。
Example 7
[Step a]
1,10-decanediamine (5050 parts by mass) as a diamine component, terephthalic acid powder (4870 parts by mass) having a volume average particle size of 80 μm, benzoic acid (72 parts by mass) as a terminal blocking agent, and sodium hypophosphite as a polymerization catalyst Monohydrate (6 parts by mass) and 400 parts by mass of distilled water (4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material monomers) are put in an autoclave, heated to 100 ° C., and then stirred at a rotation speed of 28 rpm. And heated for 1 hour.
[Step b]
The mixture obtained in step a was heated to 230 ° C. while maintaining the rotation speed at 28 rpm, and then heated at 230 ° C. for 3 hours. The resulting solid was crushed while the salt and low polymer were formed. After releasing the water vapor, the obtained reaction product was taken out.
[Step c]
The reaction product obtained in the step b was polymerized by heating at 230 ° C. for 5 hours in a dryer under a normal pressure nitrogen stream to obtain a semi-aromatic polyamide. The characteristic values of the obtained semiaromatic polyamide are shown in Table 1.
[Step d]
Using the semi-aromatic polyamide obtained in step c, semi-aromatic polyamide fibers were obtained in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1. Table 2 shows the characteristic values of the obtained semi-aromatic polyamide fiber.

実施例8
[工程a及び工程b]
実施例1と同様の方法にて反応物を得た。
[工程c]
工程a及び工程bで得られた反応物を、二軸押出機(30mmφ、L/D=45、2ベント)に供給して溶融重合に付し、ペレット状の半芳香族ポリアミドを得た。二軸押出機のシリンダー温度を330℃に設定し、樹脂温度を335℃に調節した。平均滞留時間は3分に設定した。ホッパーは酸素含有量が50ppm以下の窒素ガスでシールした。また、第1ベントは開放し、前記の窒素ガスでシールし、第2ベントは真空ポンプを使用して50mmHgの減圧度を保った。スクリュー回転数は40rpmに設定し、ホッパーからの低重合体の供給量は1kg/時間とした。得られた半芳香族ポリアミドの特性値を表1に示した。
[工程d]
工程cにより得られた半芳香族ポリアミドを用いて、表1に示した条件にて、実施例1と同様な方法により、半芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた半芳香族ポリアミド繊維の特性値を表2に示した。
Example 8
[Step a and Step b]
A reaction product was obtained in the same manner as in Example 1.
[Step c]
The reaction product obtained in step a and step b was supplied to a twin screw extruder (30 mmφ, L / D = 45, 2 vent) and subjected to melt polymerization to obtain a pellet-like semi-aromatic polyamide. The cylinder temperature of the twin screw extruder was set to 330 ° C, and the resin temperature was adjusted to 335 ° C. The average residence time was set at 3 minutes. The hopper was sealed with nitrogen gas having an oxygen content of 50 ppm or less. The first vent was opened and sealed with the nitrogen gas, and the second vent was kept at a reduced pressure of 50 mmHg using a vacuum pump. The screw rotation speed was set to 40 rpm, and the supply amount of the low polymer from the hopper was 1 kg / hour. The characteristic values of the obtained semiaromatic polyamide are shown in Table 1.
[Step d]
Using the semi-aromatic polyamide obtained in step c, semi-aromatic polyamide fibers were obtained in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1. Table 2 shows the characteristic values of the obtained semi-aromatic polyamide fiber.

比較例2
[工程a、工程b及び工程c]
工程aにおいて、蒸留水400質量部(原料モノマーの合計量100質量部に対して、4質量部)に代えて、蒸留水9200質量部(原料モノマーの合計量100質量部に対して、92質量部)とした以外は、実施例7と同様にして半芳香族ポリアミドを得た。得られた半芳香族ポリアミドの特性値を表1に示した。
[工程d]
工程a、工程b及び工程cにより得られた半芳香族ポリアミドを用いて、表1に示した条件にて、実施例1と同様な方法により、半芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた半芳香族ポリアミド繊維の特性値を表2に示した。
Comparative Example 2
[Step a, Step b and Step c]
In step a, instead of 400 parts by mass of distilled water (4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of raw material monomers), 9200 parts by mass of distilled water (92 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of raw material monomers) A semi-aromatic polyamide was obtained in the same manner as in Example 7 except that it was changed to (part). The characteristic values of the obtained semiaromatic polyamide are shown in Table 1.
[Step d]
Semi-aromatic polyamide fibers were obtained in the same manner as in Example 1 using the semi-aromatic polyamides obtained in steps a, b and c under the conditions shown in Table 1. Table 2 shows the characteristic values of the obtained semi-aromatic polyamide fiber.

比較例3
[工程a、工程b及び工程c]
工程aにおいて、蒸留水400質量部(原料モノマーの合計量100質量部に対して、4質量部)に代えて、蒸留水600質量部(原料モノマーの合計量100質量部に対して、6質量部)とした以外は、実施例7と同様にして半芳香族ポリアミドを得た。得られた半芳香族ポリアミドの特性値を表1に示した。
[工程d]
工程a、工程b及び工程cにより得られた半芳香族ポリアミドを用いて、表1に示した条件にて、実施例1と同様な方法により、半芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた半芳香族ポリアミド繊維の特性値を表2に示した。
Comparative Example 3
[Step a, Step b and Step c]
In Step a, instead of 400 parts by mass of distilled water (4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of raw material monomers), 600 parts by mass of distilled water (6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of raw material monomers) A semi-aromatic polyamide was obtained in the same manner as in Example 7 except that it was changed to (part). The characteristic values of the obtained semiaromatic polyamide are shown in Table 1.
[Step d]
Semi-aromatic polyamide fibers were obtained in the same manner as in Example 1 using the semi-aromatic polyamides obtained in steps a, b and c under the conditions shown in Table 1. Table 2 shows the characteristic values of the obtained semi-aromatic polyamide fiber.

実施例1、2、4、6〜8で得られた共重合成分を含まない半芳香族ポリアミド繊維の原料ポリマーは、過冷却度が本発明における好ましい範囲(ΔTが35℃以下)であり高い結晶性を有するため、得られる半芳香族ポリアミド繊維は、耐熱性、成形性にも優れていた。さらに、半芳香族ポリアミド中のトリアミン単位がジアミン単位の0.3モル%以下と少ないものであったため、ゲル化が抑制されており、溶融紡糸時におけるノズル昇圧がなく、得られるポリアミド繊維は優れた特性を示していた。実施例3および5で得られた半芳香族ポリアミドは、共重合成分としてイソフタル酸が共重合されていたが、その割合が5モル%以下であったため、過冷却度が本発明に定める範囲(ΔTが40℃以下)となり、耐熱性、結晶性にも優れたものであった。さらに、半芳香族ポリアミド中のトリアミン単位がジアミン単位の0.3モル%以下と少ないものであった。そのため、ゲル化が抑制されており、溶融紡糸時におけるノズル昇圧がなく、得られるポリアミド繊維は優れた特性を示していた。実施例7はテレフタル酸とジアミンの合計100質量部に対して、5質量部以下の水の存在下で重合したため、半芳香族ポリアミド中のトリアミン単位がジアミン単位の0.3モル%以下でゲル化が抑制されており、溶融紡糸時におけるノズル昇圧がなく、得られるポリアミド繊維は優れた特性を示していた。実施例9および10は、ジカルボン酸成分とジアミン成分の総モル数に対して、テレフタル酸以外のジカルボン酸が5%を超えて共重合されていた。そのため、実施例9および10にて得られたポリアミド繊維は、機械的物性の改善の余地が見られたが、十分に実用に耐えうるものであった。
一方、比較例1においては、ジアミン成分として、奇数個の炭素数を有する1,9−ノナンジアミンを用いたため、過冷却度が高く、得られた半芳香族ポリアミドは、結晶性が低いものとなり、得られる繊維の機械的物性の低下が見られた。比較例2、3は、テレフタル酸とジアミンの合計100質量部に対して、5質量部を超えた水の存在下、ポリアミドを重合した。そのため、ポリアミド中のトリアミン含有量が0.3モル%を超えており、ポリアミド中にゲルが多く含まれており、ノズル昇圧が顕著であり、実用には適さないと推測される。
The raw polymer of the semi-aromatic polyamide fiber not containing the copolymer component obtained in Examples 1, 2, 4, and 6 to 8 has a high degree of supercooling in a preferable range (ΔT is 35 ° C. or less) in the present invention. Since it has crystallinity, the obtained semi-aromatic polyamide fiber was excellent in heat resistance and moldability. Furthermore, since the triamine unit in the semi-aromatic polyamide was as low as 0.3 mol% or less of the diamine unit, gelation was suppressed, there was no nozzle pressure increase during melt spinning, and the resulting polyamide fiber was excellent Showed the characteristics. In the semiaromatic polyamides obtained in Examples 3 and 5, isophthalic acid was copolymerized as a copolymerization component, but the ratio was 5 mol% or less, so the degree of supercooling was within the range defined in the present invention ( ΔT was 40 ° C. or lower), and the heat resistance and crystallinity were excellent. Furthermore, the triamine unit in the semi-aromatic polyamide was as low as 0.3 mol% or less of the diamine unit. Therefore, gelation is suppressed, there is no nozzle pressurization at the time of melt spinning, and the resulting polyamide fiber exhibits excellent characteristics. Example 7 was polymerized in the presence of 5 parts by mass or less of water with respect to a total of 100 parts by mass of terephthalic acid and diamine, so that the triamine unit in the semi-aromatic polyamide had a gel content of 0.3 mol% or less of the diamine unit. Therefore, there was no nozzle pressure increase during melt spinning, and the resulting polyamide fiber exhibited excellent characteristics. In Examples 9 and 10, the dicarboxylic acid other than terephthalic acid was copolymerized in excess of 5% with respect to the total number of moles of the dicarboxylic acid component and the diamine component. For this reason, the polyamide fibers obtained in Examples 9 and 10 had room for improvement in mechanical properties, but could sufficiently withstand practical use.
On the other hand, in Comparative Example 1, since 1,9-nonanediamine having an odd number of carbon atoms was used as the diamine component, the degree of supercooling was high, and the obtained semi-aromatic polyamide had low crystallinity. A decrease in mechanical properties of the resulting fiber was observed. In Comparative Examples 2 and 3, polyamide was polymerized in the presence of water exceeding 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of terephthalic acid and diamine. Therefore, the triamine content in the polyamide exceeds 0.3 mol%, the gel contains a large amount of gel, the nozzle pressure increase is remarkable, and it is estimated that it is not suitable for practical use.

Claims (8)

テレフタル酸成分とジアミン成分とを含み、ジアミン成分が1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンのいずれかであり、ポリアミド中のジアミン単位に対するトリアミン単位が0.3モル%以下であることを特徴とする半芳香族ポリアミドからなる半芳香族ポリアミド繊維または半芳香族ポリアミド不織布。 A terephthalic acid component and a diamine component are included, and the diamine component is any one of 1,8-octanediamine, 1,10-decanediamine, and 1,12-dodecanediamine, and the triamine unit is 0. A semi-aromatic polyamide fiber or a semi-aromatic polyamide non-woven fabric comprising a semi-aromatic polyamide, characterized in that it is 3 mol% or less. 半芳香族ポリアミドの主成分であるテレフタル酸成分およびジアミン成分以外の共重合成分が、原料モノマーの総モル数に対して、0〜5モル%の割合で含有されることを特徴とする請求項1に記載の半芳香族ポリアミド繊維または半芳香族ポリアミド不織布。 The copolymer component other than the terephthalic acid component and the diamine component, which are the main components of the semi-aromatic polyamide, is contained in a proportion of 0 to 5 mol% with respect to the total number of moles of the raw material monomers. The semi-aromatic polyamide fiber or the semi-aromatic polyamide nonwoven fabric according to 1. 示差走査型熱量計を用いて測定される融点が280℃〜340℃であることを特徴とする請求項1または2に記載の半芳香族ポリアミド繊維または半芳香族ポリアミド不織布。 The semi-aromatic polyamide fiber or the semi-aromatic polyamide nonwoven fabric according to claim 1 or 2, wherein the melting point measured using a differential scanning calorimeter is 280 ° C to 340 ° C. 示差走査型熱量計を用いて測定される過冷却度ΔTが40℃以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の半芳香族ポリアミド繊維または半芳香族ポリアミド不織布。 The semi-aromatic polyamide fiber or the semi-aromatic polyamide nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 3, wherein a degree of supercooling ΔT measured using a differential scanning calorimeter is 40 ° C or less. . 次の(a)〜(d)の工程を順次行うことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の半芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
(a)テレフタル酸とジアミンの合計100質量部に対し、水の配合量が5質量部以下の条件下、80℃以上150℃以下で溶融状態のジアミンと固体のテレフタル酸からなる懸濁液を攪拌混合し、混合物を得る工程。
(b)工程(a)で得られた混合物において、最終的に生成する半芳香族ポリアミドの融点未満の温度で、テレフタル酸とジアミンとの反応による塩の生成と、前記塩の重合による低重合体の生成反応とをおこない、塩および低重合物の混合物を得る工程。
(c)工程(b)で得られた塩および低重合物の混合物を重合して、示差走査型熱量計を用いて測定される融点が280℃〜340℃である半芳香族ポリアミドを得る工程。
(d)工程(c)で得られた半芳香族ポリアミドを溶融紡糸し、得られた糸条を延伸、熱処理する工程。
The method for producing a semi-aromatic polyamide fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the following steps (a) to (d) are sequentially performed.
(A) A suspension of diamine and solid terephthalic acid in a molten state at 80 ° C. or more and 150 ° C. or less under the condition that the amount of water is 5 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of terephthalic acid and diamine. Step of stirring and mixing to obtain a mixture.
(B) In the mixture obtained in step (a), at a temperature lower than the melting point of the semiaromatic polyamide to be finally produced, a salt is formed by the reaction of terephthalic acid and diamine, and a low weight is obtained by the polymerization of the salt. A step of performing a coalescence formation reaction to obtain a mixture of a salt and a low polymer.
(C) A step of polymerizing the mixture of the salt and low polymer obtained in step (b) to obtain a semi-aromatic polyamide having a melting point of 280 ° C. to 340 ° C. measured using a differential scanning calorimeter. .
(D) A step of melt-spinning the semi-aromatic polyamide obtained in step (c) and drawing and heat-treating the obtained yarn.
次の(a)〜(d)の工程を順次行うことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の半芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
(a)テレフタル酸粉末を予めジアミンの融点以上かつテレフタル酸の融点以下の温度に加熱し、ジアミンの融点以上かつテレフタル酸の融点以下の温度において、テレフタル酸の粉末の状態を保つように、実質的に水を含有させずに、ジアミンをテレフタル酸粉末に添加する工程。
(b)工程(a)で得られた混合物において、最終的に生成する半芳香族ポリアミドの融点未満の温度で、テレフタル酸とジアミンとの反応による塩の生成と、前記塩の重合による低重合体の生成反応とをおこない、塩および低重合物の混合物を得る工程。
(c)工程(b)で得られた塩および低重合物の混合物を重合して、示差走査型熱量計を用いて測定される融点が280℃〜340℃である半芳香族ポリアミドを得る工程。
(d)工程(c)で得られた半芳香族ポリアミドを溶融紡糸し、得られた糸条を延伸、熱処理する工程。
The method for producing a semi-aromatic polyamide fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the following steps (a) to (d) are sequentially performed.
(A) The terephthalic acid powder is heated in advance to a temperature not lower than the melting point of diamine and not higher than the melting point of terephthalic acid, so that the terephthalic acid powder is substantially maintained at a temperature not lower than the melting point of diamine and not higher than the melting point of terephthalic acid. Adding diamine to terephthalic acid powder without containing water.
(B) In the mixture obtained in step (a), at a temperature lower than the melting point of the semiaromatic polyamide to be finally produced, a salt is formed by the reaction of terephthalic acid and diamine, and a low weight is obtained by the polymerization of the salt. A step of performing a coalescence formation reaction to obtain a mixture of a salt and a low polymer.
(C) A step of polymerizing the mixture of the salt and low polymer obtained in step (b) to obtain a semi-aromatic polyamide having a melting point of 280 ° C. to 340 ° C. measured using a differential scanning calorimeter. .
(D) A step of melt-spinning the semi-aromatic polyamide obtained in step (c) and drawing and heat-treating the obtained yarn.
工程(c)の重合工程が、工程(b)で得られた混合物を、生成するポリアミドの融点未満の温度を保ち固相重合する工程であることを特徴とする請求項5又は6記載の半芳香族ポリアミド繊維の製造方法。 The half of claim 5 or 6, wherein the polymerization step of step (c) is a step of solid phase polymerization of the mixture obtained in step (b) while maintaining a temperature below the melting point of the polyamide to be produced. A method for producing an aromatic polyamide fiber. 工程(d)が、半芳香族ポリアミドを該融点〜360℃で溶融後、30分以内の溶融滞留時間で、紡糸口金ノズルより溶融紡糸し、得られる糸条を冷却後、温度120℃〜250℃、延伸倍率2倍以上で延伸を施した後、120〜270℃で定長熱処理、緊張熱処理または弛緩熱処理を行うことを特徴とする請求項5〜7いずれか1項に記載の半芳香族ポリアミド繊維の製造方法。 In step (d), after melting the semi-aromatic polyamide at the melting point to 360 ° C., melt spinning from a spinneret nozzle with a melt residence time of 30 minutes or less, and cooling the obtained yarn, the temperature is 120 ° C. to 250 ° C. The semi-aromatic according to any one of claims 5 to 7, wherein the film is stretched at 120 ° C to 270 ° C, and then subjected to constant-length heat treatment, tension heat treatment, or relaxation heat treatment after stretching at a temperature of 2 ° C or more. A method for producing a polyamide fiber.
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