JP2922432B2 - Method for producing meta-type aramid fiber - Google Patents

Method for producing meta-type aramid fiber

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JP2922432B2 JP20676094A JP20676094A JP2922432B2 JP 2922432 B2 JP2922432 B2 JP 2922432B2 JP 20676094 A JP20676094 A JP 20676094A JP 20676094 A JP20676094 A JP 20676094A JP 2922432 B2 JP2922432 B2 JP 2922432B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶液重合法により得た
メタ型アラミド重合体の溶液から湿式紡糸法により機械
的特性、耐熱性等の良好なメタ型アラミド繊維を製造す
る方法に関するものである。さらに詳細には、アミド系
溶媒中でメタ型芳香族ジアミンとイソフタル酸クロライ
ドとを反応させたのち、副生する塩酸を中和して生成す
る塩化カルシウムと水とを含有する重合体溶液を用い、
2段の凝固浴を使用する特殊な湿式紡糸法により、優れ
た力学特性を有しかつ耐熱性、難燃性も良好なメタ型ア
ラミド繊維を良好な生産性にて製造する方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a meta-aramid fiber having good mechanical properties and heat resistance from a solution of a meta-aramid polymer obtained by a solution polymerization method by a wet spinning method. is there. More specifically, after reacting meta-type aromatic diamine and isophthalic chloride in an amide solvent, a polymer solution containing calcium chloride and water formed by neutralizing hydrochloric acid by-produced is used. ,
The present invention relates to a method for producing a meta-aramid fiber having excellent mechanical properties, excellent heat resistance and good flame retardancy with good productivity by a special wet spinning method using a two-stage coagulation bath. .

【0002】[0002]

【従来の技術】芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸ク
ロライドとから製造される全芳香族ポリアミド(本発明
では「アラミド」と称する)が耐熱性に優れかつ難燃性
にも富むことは従来周知であり、また、これらのアラミ
ドが一連のアミド系溶媒に可溶であり、乾式紡糸法、湿
式紡糸法、半乾半湿式紡糸法などにより繊維となし得る
こともよく知られている。
2. Description of the Related Art It is well known that a wholly aromatic polyamide (referred to as "aramid" in the present invention) produced from an aromatic diamine and an aromatic dicarboxylic acid chloride has excellent heat resistance and flame retardancy. It is also well known that these aramids are soluble in a series of amide solvents and can be made into fibers by dry spinning, wet spinning, semi-dry semi-wet spinning, and the like.

【0003】かかるアラミドのうち、ポリメタフェニレ
ニイソフタラミドで代表されるメタ型アラミドの繊維
は、耐熱性・難燃性繊維として特に有用なものであり、
現在、主に次の(a)(b)の2つの方法によって工業的な生
産が行われている。さらに、これ以外にもメタ系アラミ
ド繊維の製造法として、次の(c)(d)のような方法が提案
されている。 (a) メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロライド
とを N,N- ジメチルアセトアミド中で低温溶液重合させ
るによって、ポリメタフェニレンイソフタラミド溶液を
調製し、しかる後、溶液中に副生した塩酸を水酸化カル
シウムで中和して得た塩化カルシウムを含む重合体溶液
を乾式紡糸して繊維を製造する方法(特公昭 35-14399
号公報、米国特許 3360595号明細書など参照)。 (b) メタフェニレンジアミン塩とイソフタル酸クロライ
ドとを含む生成ポリアミドの良溶媒ではない有機溶剤系
(例えばテトラヒドロフラン)と無機の酸受容剤ならび
に可溶性中性塩を含む水溶液系とを接触させることによ
ってポリメタフェニレンイソフタラミド重合体の粉末を
単離し(特公昭 47-10863 号公報参照)、この重合体粉
末をアミド系溶媒に再溶解した後、無機塩含有水性凝固
浴中に湿式紡糸する方法(特公昭48-17551号公報など参
照)。 (c) 溶液重合法で合成したメタ型アラミドをアミド系溶
媒に溶解した、無機塩を含まないかまたは僅かな量(2
〜3%)の塩化リチウムを含むメタ型アラミド溶液から
湿式成形法により、繊維等の成形物を製造する方法(特
開昭 50-52167 号公報参照)。 (d) アミド系溶媒中で溶液重合し、水酸化カルシウム、
酸化カルシウム等で中和し生成した塩化カルシウムと水
とを含むメタ型アラミド重合体溶液をオリフィスから気
体中に押し出して、気体中を通過せしめた後、水性凝固
浴に導入し、次いで、塩化カルシウム等の無機塩水溶液
を通過せしめて成形する方法(特開昭56-31009号公報参
照)。
Among such aramids, meta-type aramid fibers represented by polymetaphenyleniisophthalamide are particularly useful as heat-resistant and flame-retardant fibers.
At present, industrial production is mainly performed by the following two methods (a) and (b). In addition, the following methods (c) and (d) have been proposed as methods for producing meta-aramid fibers. (a) A low-temperature solution polymerization of metaphenylenediamine and isophthalic acid chloride in N, N-dimethylacetamide to prepare a polymetaphenylene isophthalamide solution, and then the hydrochloric acid by-produced in the solution is hydroxylated. A method for producing fibers by dry spinning a polymer solution containing calcium chloride obtained by neutralization with calcium (Japanese Patent Publication No. 35-14399)
And US Pat. No. 3,360,595). (b) contacting an organic solvent system (eg, tetrahydrofuran) which is not a good solvent for the resulting polyamide containing a metaphenylenediamine salt and isophthalic acid chloride with an aqueous solution system containing an inorganic acid acceptor and a soluble neutral salt; A method of isolating a powder of a metaphenylene isophthalamide polymer (see Japanese Patent Publication No. 47-10863), re-dissolving the polymer powder in an amide-based solvent, and wet-spinning in an aqueous coagulation bath containing an inorganic salt ( See Japanese Patent Publication No. 48-17551). (c) A meta-aramid synthesized by a solution polymerization method is dissolved in an amide-based solvent and contains no inorganic salt or a small amount (2).
(3%) of a meta-aramid solution containing lithium chloride by a wet molding method to produce molded articles such as fibers (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-52167). (d) solution polymerization in an amide solvent, calcium hydroxide,
A meta-type aramid polymer solution containing calcium chloride and water neutralized with calcium oxide or the like is extruded from an orifice into a gas, allowed to pass through the gas, and then introduced into an aqueous coagulation bath. (See JP-A-56-31009).

【0004】上記(a) の方法は、ポリマーを単離せずに
紡糸用溶液を調製できる利点はあるが、沸点の高いアミ
ド系溶媒を用いる乾式紡糸のため、製造上のエネルギー
コストが高く、しかも紡糸口金当たりの孔数を増大する
と紡糸安定性が急速に低下する。また、この重合体溶液
を水性凝固浴中に湿式紡糸しようとしても失透の多い弱
い繊維しか得られないことが多いため、未だに、溶液重
合によるメタ型アラミド重合体溶液を水性凝固浴を用い
て湿式紡糸する方法は工業的に実施されていない。
The method (a) has the advantage that a spinning solution can be prepared without isolating the polymer, but the dry spinning using an amide-based solvent having a high boiling point requires a high energy cost in production, and furthermore, Increasing the number of holes per spinneret rapidly reduces spinning stability. In addition, even when the polymer solution is wet-spun in an aqueous coagulation bath, only weak fibers having a large amount of devitrification are often obtained, so that the meta-type aramid polymer solution obtained by solution polymerization is still prepared using the aqueous coagulation bath. The method of wet spinning has not been practiced industrially.

【0005】一方、上記(b)(c)の方法は、上述した乾式
紡糸の問題は回避されるが、重合系と紡糸系とで溶媒が
異なること、ーたん単離された重合体を再溶解するため
の工程を要すること、再溶解して安定な溶液を得るには
特別の配慮と細心の工程管理が要求されること、等の問
題がある(特公昭48-4661 号公報参照)。
On the other hand, the above-mentioned methods (b) and (c) avoid the above-mentioned problem of dry spinning, but use different solvents in the polymerization system and the spinning system, and recycle the isolated polymer. There are problems such as the necessity of a step for dissolution, and the need for special consideration and meticulous process control in order to obtain a stable solution by re-dissolution (see Japanese Patent Publication No. 48-4661).

【0006】また、上記(d) の方法は、紡糸口金から空
気中に出糸する場合、口金当たりの孔数を増大すると紡
糸安定性が著しく低下するため、生産性が低く、効率的
でない。
In the method (d), when the yarn is spun from the spinneret into the air, the spinning stability is remarkably reduced when the number of holes per spinneret is increased, so that the productivity is low and the method is not efficient.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き従来のメタ型アラミド繊維の製造法における問題点を
解消し、溶液重合によって得た重合体溶液から、生産性
の優れた湿式紡糸によって、失透が少なく均質で透明性
に優れた、力学特性、熱的性質などの良好なメタ型アラ
ミド繊維を良好な生産性にて工業的に有利に生産する新
規な方法を提供しようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems in the conventional method for producing meta-aramid fibers, and provides a polymer solution obtained by solution polymerization by wet spinning having excellent productivity. The aim is to provide a novel method for industrially producing meta-aramid fibers with low devitrification, excellent homogeneity and excellent transparency, good mechanical properties and good thermal properties at good productivity. It is.

【0008】したがって、本発明の目的は、アミド系溶
媒中でメタ型芳香族ジアミンとイソフタル酸クロライド
を主成分とする芳香族ジカルボン酸とを反応させた後、
副生する塩酸を中和して生成する塩化カルシウムと水を
含む重合体溶液を直接に湿式紡糸することにより、光
沢、力学特性の良好なメタ型アラミド繊維を、良好な生
産性にて工業的に製造し得る新規な方法を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to react a meta-type aromatic diamine with an aromatic dicarboxylic acid containing isophthalic chloride as a main component in an amide solvent,
By directly spinning a polymer solution containing calcium chloride and water generated by neutralizing hydrochloric acid produced as a by-product, meta-aramid fibers with good gloss and mechanical properties can be industrially manufactured with good productivity. To provide a new method that can be manufactured.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述のごとき本発明の目
的は、アミド系溶媒の存在下で芳香族ジアミンと芳香族
ジカルボン酸クロライドとを反応せしめた後副生する塩
酸(HCl)を中和することにより得た塩化カルシウム
(CaCl2 )と水とを含有するメタ型アラミド重合体
溶液を湿式紡糸してメタ型アラミド繊維を製造する方法
において、 (1) アミド系溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン
(NMP)を用い、メタ型フェニレンジアミンを主体と
する芳香族ジアミンとイソフタル酸クロライドを主体と
する芳香族ジカルボン酸クロライドとを反応せしめた
後、副生する塩酸(HCl)を水酸化カルシウム、酸化
カルシウムおよび炭酸カルシウムの中から選ばれる少な
くとも1種の中和剤を用いて中和し、中和により生成し
た塩化カルシウムと水とを含むメタ型アラミド重合体溶
液となし、かつ、該重合体溶液における重合体の濃度
(N−メチル−2−ピロリドン100重量部に対する重
合体の重量)を18〜35(重量部)、塩化カルシウム
の濃度(重合体100重量部に対する重量)を40〜4
7(重量部)、水の濃度(重合体100重量部に対する
重量)を13〜60(重量部)とすること、 (2) 上記重合体溶液を、N−メチル−2−ピロリドンを
含有する塩化カルシウム水溶液からなる第1凝固浴中に
紡出することにより糸条物を形成せしめ、かつこの際、
該第1凝固浴の浴温度を70〜110℃に保持し、該第
1凝固浴浴における塩化カルシウム(CaCl2 )、N
−メチル−2−ピロリドン(NMP)および水(H
2 O)の含有量が、下記(a) 〜(e) の条件: (a)CaCl2 +NMP+H2 O=100〜150 (b)CaCl2 +NMP=40〜90 (c)CaCl2 5〜50 (d)NMP=50〜5 (e)H2 O=40〜70 をすべてを満足する範囲に調整すること、 (3) 次いで、第1凝固浴から引き出した糸条物を塩化カ
ルシウムを含有するN−メチル−2−ピロリドン(NM
P)水溶液からなる第2凝固浴中へ導入し、かつこの
際、該第2凝固浴水溶液中におけるNNP/(CaCl
2 +H2 O)の重量比を5/95〜25/75、CaC
2 /H2 Oの重量比を40/60〜60/40の組成
とするとともに、該第2凝固浴温度を80〜130℃、
好ましくは85〜130℃、でかつ第1凝固浴より高い
温度、好ましくは少なくとも5℃高い温度、とするこ
と、 (4) しかるのち、第2凝固浴から糸条物を取り引き出
し、水洗・乾燥および延伸すること、を特徴とする本発
明のメタ型アラミド繊維の製造方法によって達成され
る。
An object of the present invention is to neutralize hydrochloric acid (HCl) by-produced after reacting an aromatic diamine and an aromatic dicarboxylic acid chloride in the presence of an amide solvent. The method for producing a meta-aramid fiber by wet-spinning a meta-aramid polymer solution containing calcium chloride (CaCl 2 ) and water obtained by the above method comprises: (1) N-methyl-2 as an amide solvent After reacting an aromatic diamine mainly composed of meta-phenylenediamine with an aromatic dicarboxylic acid chloride mainly composed of isophthalic chloride using pyrrolidone (NMP), hydrochloric acid (HCl) by-produced is converted to calcium hydroxide. Neutralized with at least one neutralizing agent selected from the group consisting of calcium oxide and calcium carbonate; And the concentration of the polymer in the polymer solution (the weight of the polymer with respect to 100 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone) is 18 to 35 (parts by weight). ), The concentration of calcium chloride (weight per 100 parts by weight of the polymer) is 40 to 4
7 (parts by weight), the concentration of water (weight relative to 100 parts by weight of the polymer) is 13 to 60 (parts by weight). (2) The polymer solution is converted into a chloride containing N-methyl-2-pyrrolidone. The yarn is formed by spinning into a first coagulation bath composed of a calcium aqueous solution, and at this time,
The bath temperature of the first coagulation bath is maintained at 70 to 110 ° C., and calcium chloride (CaCl 2 ), N
-Methyl-2-pyrrolidone (NMP) and water (H
The content of 2 O) is the following conditions (a) to (e): (a) CaCl 2 + NMP + H 2 O = 100 to 150 (b) CaCl 2 + NMP = 40 to 90 (c) CaCl 2 5 to 50 ( d) NMP = 50 to 5 (e) adjusting the range that satisfies all the H 2 O = 40 to 70, containing (3) Next, calcium chloride yarn was pulled out from the first coagulation bath N -Methyl-2-pyrrolidone (NM
P) into a second coagulation bath composed of an aqueous solution, and at this time, NNP / (CaCl2) in the second coagulation bath aqueous solution
The 2 + H 2 O) weight ratio of 5 / 95~25 / 75, CaC
The composition has a weight ratio of l 2 / H 2 O of 40/60 to 60/40 and the second coagulation bath temperature is 80 to 130 ° C.
It is preferably 85-130 ° C. and a temperature higher than the first coagulation bath, preferably at least 5 ° C. higher. (4) After that, the yarn is taken out from the second coagulation bath, washed and dried. And stretching, which is achieved by the method for producing a meta-aramid fiber of the present invention, which is characterized in that the fiber is drawn.

【0010】以下、本発明の方法により、良好なメタ型
アラミド繊維を低コストにて効率的に製造する方法を詳
細に説明する。
Hereinafter, a method for efficiently producing a good meta-type aramid fiber at low cost by the method of the present invention will be described in detail.

【0011】前述のように、本発明の方法は、メタ型芳
香族ジアミンとメタ型芳香族ジカルボン酸クロライドと
をアミド系溶媒中で反応せしめる溶液重合−重合で副生
する塩酸を中和する中和反応−得られた重合体溶液の湿
式紡糸の各工程により、優れた性能を有するメタ型アラ
ミド繊維を製造する方法である。
As described above, the method of the present invention is a method for neutralizing hydrochloric acid by-produced by solution polymerization-polymerization in which a meta-type aromatic diamine and a meta-type aromatic dicarboxylic acid chloride are reacted in an amide solvent. Summing reaction-a method for producing a meta-aramid fiber having excellent performance by each step of wet spinning of the obtained polymer solution.

【0012】次に、本発明方法で使用する原料および溶
媒、溶液重合、中和反応、湿式紡糸、ならびに洗浄・乾
燥・延伸について、順を追って詳細に説明する。 (ア)原料および溶媒 本発明方法において使用される原料の一つであるメタ型
芳香族ジアミンとしては、主として下記式で示されるジ
アミンが使用される。
Next, the raw materials and solvents used in the method of the present invention, solution polymerization, neutralization reaction, wet spinning, and washing / drying / stretching will be described in detail in order. (A) Raw material and solvent As the meta-type aromatic diamine which is one of the raw materials used in the method of the present invention, a diamine represented by the following formula is mainly used.

【0013】[0013]

【化1】 Embedded image

【0014】(式中、Rはハロゲンまたは炭素数1〜3
のアルキルキ基、nは0または1) かかるメタ型芳香族ジアミンの具体例としては、メタフ
ェニレンジアミン、2,4-トルエンジアミン、2,6-トルエ
ンジアミン、2,4-ジアミノクロルベンゼン、2,6-ジアミ
ノクロルベンゼンなどが挙げられる。その他のメタ型芳
香族ジアミンとしては、3,4´- ジアミノジフェニルエ
ーテル、3,4´- ジアミノジフェニルスルホンなどが挙
げられる。
(Wherein R is halogen or a group having 1 to 3 carbon atoms)
Specific examples of such meta-type aromatic diamines include metaphenylenediamine, 2,4-toluenediamine, 2,6-toluenediamine, 2,4-diaminochlorobenzene, 2, and 6-diaminochlorobenzene and the like. Other meta-type aromatic diamines include 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, and the like.

【0015】本発明方法では、なかでも、メタフェニレ
ンジアミンまたはこれを主体とする混合ジアミンが好ま
しい。メタフェニレンジアミンと併用し得る他の芳香族
ジアミンとしては、上記のメタ型芳香族ジアミンのほか
にパラフェニレンジアミン、2,5-ジアミノクロルベンゼ
ン、2,5-ジアミノブロムベンゼン、アミノアニシジンな
どのようなベンゼン誘導体、1,5-パラナフチレンジアミ
ン、4,4´- ジアミノジフェニルエーテル、4,4´- ジア
ミノジフェニケトン、ビス(アミノフェニル)フェニル
アミン、ビス(パラアミノフェニル)メタンなど挙げら
れる。
In the method of the present invention, metaphenylenediamine or a mixed diamine containing the same as the main component is preferred. Other aromatic diamines that can be used in combination with metaphenylenediamine include, in addition to the above meta-type aromatic diamines, paraphenylenediamine, 2,5-diaminochlorobenzene, 2,5-diaminobromobenzene, aminoanisidine and the like. Such benzene derivatives, 1,5-paranaphthylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylketone, bis (aminophenyl) phenylamine, bis (paraaminophenyl) methane and the like.

【0016】溶解性の良い重合体が望まれる場合には、
このような他の芳香族ジアミンの使用量は全体の20モ
ル%程度まで使用可能であるが、高結晶性の重合体が望
まれる場合には、メタフェニレンジアミンが90モル%
以上、とくに95モル%以上、含まれることが好まし
い。
When a polymer having good solubility is desired,
The amount of such other aromatic diamines can be used up to about 20 mol% of the whole, but if a polymer having high crystallinity is desired, metaphenylenediamine can be used in an amount of 90 mol%.
Preferably, it is contained in an amount of at least 95 mol%.

【0017】一方、本発明方法で使用する芳香族ジカル
ボン酸クロライドは、イソフタル酸クロライドまたはこ
れを主体とする芳香族ジカルボン酸クロライドである。
イソフタル酸クロライドと併用し得る他の芳香族ジカル
ボン酸クロライドとしては、テレフタル酸クロライド、
1,4-ナフタレンジカルボン酸クロライド、2,6-ナフタレ
ンジカルボン酸クロライド、4,4´- ビフェニルジカル
ボン酸クロライド、3-クロルイソフタル酸クロライド、
3-メトキシイソフタル酸クロライド、ビス(クロロカル
ボニルフェニル)エーテルなどが挙げられる。
On the other hand, the aromatic dicarboxylic acid chloride used in the method of the present invention is isophthalic acid chloride or an aromatic dicarboxylic acid chloride mainly containing the same.
Other aromatic dicarboxylic acid chlorides that can be used in combination with isophthalic acid chloride include terephthalic acid chloride,
1,4-naphthalenedicarboxylic acid chloride, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid chloride, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid chloride, 3-chloroisophthalic acid chloride,
3-methoxyisophthalic acid chloride, bis (chlorocarbonylphenyl) ether and the like can be mentioned.

【0018】本発明方法の実施に当たって、溶解性の良
い重合体が望まれる場合は、これらの他のジカルボン酸
の高率(20モル%程度まで)混合も可能であるが、高
結晶性の重合体が望まれる場合は、イソフタル酸クロラ
イドが90モル%以上、とくに95モル%以上含まれる
ことが好ましい。
In the practice of the method of the present invention, if a polymer having good solubility is desired, a mixture of these other dicarboxylic acids at a high ratio (up to about 20 mol%) is possible. When coalescence is desired, it is preferable that isophthalic acid chloride be contained in an amount of 90 mol% or more, particularly 95 mol% or more.

【0019】メタ型アラミドの溶液重合に用いるアミド
系溶媒としては、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
ンなどが知られているが、本発明方法では溶液重合から
湿式紡糸工程に至るまでの重合体溶液の安定性等からN
−メチル−2−ピロリドン(本発明では「NMP」と略
すことがある)が使用される。
The amide solvents used for solution polymerization of meta-type aramid include N, N-dimethylformamide, N, N
N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like are known. However, in the method of the present invention, N-dimethylacetamide is used because of the stability of the polymer solution from solution polymerization to the wet spinning step.
-Methyl-2-pyrrolidone (sometimes abbreviated as "NMP" in the present invention) is used.

【0020】(イ)溶液重合 本発明方法では、上記の原料および溶媒を使用して溶液
重合を行うが、次に、この溶液重合の操作について詳述
する。
(A) Solution Polymerization In the method of the present invention, solution polymerization is carried out using the above-mentioned raw materials and solvents. Next, the operation of the solution polymerization will be described in detail.

【0021】重合工程では、重合溶媒として前述のよう
にNMPが使用されるが、これをできるだけ脱水乾燥し
少なくとも溶媒中の水分を50ppm 以下となし、これに
メタ型芳香族ジアミンを溶解させた後、これにイソフタ
ル酸クロライドを主成分とする芳香族ジカルボン酸クロ
ライドを粉末状態もしくは溶融状態で十分な撹拌下に加
えて反応させる。反応温度は−10℃〜100℃が好ま
しく、さらに好ましくは0℃〜100℃とする。
In the polymerization step, NMP is used as a polymerization solvent as described above. The NMP is dehydrated and dried as much as possible to reduce the water content of the solvent to at least 50 ppm or less and to dissolve the meta-aromatic diamine therein. Then, an aromatic dicarboxylic acid chloride containing isophthalic acid chloride as a main component is added thereto in a powdered or molten state with sufficient stirring to cause a reaction. The reaction temperature is preferably from -10C to 100C, more preferably from 0C to 100C.

【0022】重合体の重合度は、反応温度、反応時間、
撹拌効果等によって影響されるが、重合反応に使用され
る芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸クロライドの純
度およびこの両者の使用割合によっても大きく影響され
る。一般的には、芳香族ジアミン/芳香族ジカルボン酸
クロライドのモル比が1.00において最高の重合度が
得られるとされているが、実際には十分に精製された原
料を使用しても、芳香族ジカルボン酸クロライドの微量
分解があり、重合体が最高の重合度を示すモル比は芳香
族ジカルボン酸クロライドの微増のところにある。すな
わち、芳香族ジカルボン酸クロライド/芳香族ジアミン
のモル比=1.000/1〜1.002/1の範囲で最
高の重合度を示す場合が多い。しかし、両成分の精製度
の差異によってもこのモル比の値が変化することもある
ので、この両成分の関係は予め実験によって検証してお
くのが望ましい。
The degree of polymerization of the polymer is determined by the reaction temperature, reaction time,
Although it is affected by the stirring effect and the like, it is also greatly affected by the purity of the aromatic diamine and the aromatic dicarboxylic acid chloride used in the polymerization reaction and the usage ratio of both. Generally, the highest degree of polymerization is obtained when the molar ratio of aromatic diamine / aromatic dicarboxylic acid chloride is 1.00, but in practice, even if a sufficiently purified raw material is used, There is a small amount of decomposition of the aromatic dicarboxylic acid chloride, and the molar ratio at which the polymer exhibits the highest degree of polymerization is at the slight increase of the aromatic dicarboxylic acid chloride. That is, the highest degree of polymerization is often exhibited in the range of the molar ratio of aromatic dicarboxylic acid chloride / aromatic diamine = 1.000 / 1 to 1.002 / 1. However, the value of the molar ratio may change depending on the difference in the degree of purification between the two components. Therefore, it is desirable to verify the relationship between the two components in advance by experiments.

【0023】重合体の重合度は、重合体またはその溶液
が使用される目的や繊維の用途などによって、その要求
水準が設定されるので、必要に応じ、従来公知の方法に
よって重合度を制御することができる。その代表的な方
法の1つとして、末端停止剤(アニリン、トルイジン等
のアルキルアニリン、安息香酸クロライド等)を用いて
重合度を調節することができる。
The required level of the degree of polymerization of the polymer is set according to the purpose of use of the polymer or its solution, the use of fibers, and the like. If necessary, the degree of polymerization is controlled by a conventionally known method. be able to. As one of the typical methods, the degree of polymerization can be adjusted by using a terminal terminator (such as alkylaniline such as aniline and toluidine, and benzoic acid chloride).

【0024】本発明方法において、メタ型アラミドから
力学的特性、透明性の良好な耐熱繊維を製造するには重
合度の調節が重要である。とりわけ、ポリメタフェニレ
ンイソフタラミド系重合体から性能が良好な繊維を得る
には、30℃の濃硫酸中、ポリマー濃度0.5g /10
0mlで測定した値から求めた固有粘度(I.V.)が
0.8〜4.0とくに1.0〜3.0、とりわけ1.3
〜2.2の重合体が好適である。
In the method of the present invention, it is important to control the degree of polymerization in order to produce a heat-resistant fiber having good mechanical properties and transparency from meta-type aramid. In particular, in order to obtain a fiber having good performance from a polymetaphenylene isophthalamide-based polymer, a polymer concentration of 0.5 g / 10% in concentrated sulfuric acid at 30 ° C.
The intrinsic viscosity (IV) determined from the value measured at 0 ml is 0.8 to 4.0, especially 1.0 to 3.0, especially 1.3.
Polymers of ~ 2.2 are preferred.

【0025】本発明方法は、溶液重合工程−中和反応工
程−湿式紡糸工程を含む一連のプロセスで優れた性能の
メタ型アラミド繊維を製造する方法であるが、これを達
成するためには、紡糸原液における重合体濃度の調整が
重要である。紡糸原液の重合体濃度は次の中和反応工程
でも調整可能であるが、溶液重合工程において中和反応
工程で調節可能な範囲も含めて、重合体濃度を設定して
重合反応を行うことが重要である。
The method of the present invention is a method for producing meta-aramid fibers having excellent performance in a series of processes including a solution polymerization step, a neutralization reaction step, and a wet spinning step. It is important to adjust the polymer concentration in the spinning solution. Although the polymer concentration of the spinning dope can be adjusted in the next neutralization reaction step, it is possible to perform the polymerization reaction by setting the polymer concentration, including the range that can be adjusted in the neutralization reaction step in the solution polymerization step. is important.

【0026】本発明における重合溶液中の重合体濃度
は、溶媒(NMP)100重量部に対する重量部[本発
明では「P濃度」と称する。なお、以下の説明ではP濃
度の単位(重量部)を省略する]にして18〜35、好
ましくは19〜34であり、さらに好ましくは20〜3
0である。P濃度が18未満では、濃度が小さすぎて溶
液の曳糸性が悪くなり、これに伴い繊維性能が低下する
ばかりでなく、低濃度のため、さらに溶媒(NMP)の
使用循環比が高くなり経済的にも好ましくない。また、
P濃度が高いほど成形物の透明性は良好になる傾向があ
るが、P濃度が35を超えると粘度が高くなり過ぎて、
重合反応およびとくに中和反応が順調に行えないなどの
問題が生じる。したがって、重合反応で高濃度(例えば
P濃度>35以上)重合を行った場合、中和反応工程で
中和剤である水酸化カルシウムをNMPの適当量(例え
ば、最終的にP濃度が25になる量)に分散させたスラ
リーを添加すると、中和反応が容易になると同時にP濃
度の調整を行うことがことができる。
In the present invention, the concentration of the polymer in the polymerization solution is part by weight based on 100 parts by weight of the solvent (NMP) [In the present invention, it is referred to as "P concentration". In the following description, the unit (parts by weight) of the P concentration will be omitted], which is 18 to 35, preferably 19 to 34, and more preferably 20 to 3
0. If the P concentration is less than 18, the concentration is too low, and the spinnability of the solution is deteriorated. As a result, not only the fiber performance is reduced, but also the circulation ratio of the solvent (NMP) is increased due to the low concentration. It is not economically favorable. Also,
The higher the P concentration, the higher the transparency of the molded article tends to be. However, if the P concentration exceeds 35, the viscosity becomes too high,
A problem arises in that the polymerization reaction and especially the neutralization reaction cannot be performed smoothly. Therefore, when a high concentration (for example, P concentration> 35 or more) polymerization is carried out in the polymerization reaction, calcium hydroxide as a neutralizing agent is replaced with an appropriate amount of NMP (for example, when the P concentration finally becomes 25) in the neutralization reaction step. ), The neutralization reaction becomes easy and the P concentration can be adjusted.

【0027】(ウ)中和反応 上記のごとく、溶液重合反応を行った溶液中には重合反
応に使用したジカルボン酸クロライドに対応する量のH
Clが副生するので、このHClの実質的に全部をCa
Cl2 などの可溶性塩を形成する中和剤を用いて中和す
る。
(C) Neutralization reaction As described above, the solution subjected to the solution polymerization reaction contains an amount of H corresponding to the dicarboxylic acid chloride used in the polymerization reaction.
Since Cl is by-produced, substantially all of this HCl is converted to Ca
Neutralized with a neutralizing agent to form a soluble salt, such as Cl 2.

【0028】中和剤としては、一般に、周期律表第I族
および/または第II族の金属の酸化物、水酸化物、水
素化物、炭酸塩などを用いることができるが、本発明方
法においては、中和後の重合体溶液の安定性および中和
で生成する金属塩化物の可溶性や経済的観点などから、
中和剤として、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭
酸カルシウムまたはこれら2種以上の混合物が用いられ
る。
As the neutralizing agent, generally, oxides, hydroxides, hydrides, carbonates and the like of metals of Group I and / or II of the periodic table can be used. Is, from the viewpoint of the stability of the polymer solution after neutralization and the solubility and economical viewpoint of the metal chloride generated by the neutralization,
As the neutralizing agent, calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, or a mixture of two or more thereof is used.

【0029】この中和反応の好ましい温度範囲は、重合
体の化学組成、溶媒の種類、重合体と溶媒の混合比、中
和すべきHClの含有量などによって異なるため一概に
は言い難いが、0〜150℃の範囲内から一連の実験検
討によって選択することができる。なお、好適温度は中
和反応進行の各段階、すなわち中和反応初期、中期およ
び終期の各ステップに応じて、好ましい条件範囲を選択
するのが良い。
Although the preferred temperature range of the neutralization reaction varies depending on the chemical composition of the polymer, the type of the solvent, the mixing ratio of the polymer and the solvent, the content of HCl to be neutralized, etc., it is difficult to say unconditionally. It can be selected from a range of 0 to 150 ° C. by a series of experimental studies. It is preferable to select a suitable temperature range according to each stage of the progress of the neutralization reaction, that is, each step of the initial stage, the middle stage and the final stage of the neutralization reaction.

【0030】中和反応時の重合溶液は十分に混和混練さ
れ、均一化されていることが好ましく、したがって撹拌
下で実施するのが適当である。この中和反応工程におけ
るHClの中和率は実質的に100%とすることが好ま
しい。この場合、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、
炭酸カルシウムなどの水に不溶な固体を用いると、粘度
の高い溶液(または高濃度溶液)では、これら中和剤の
微粒子がわずかに残存することがある。このときは、酸
化カルシウムや水酸化カルシウムを用いてHClの95
〜98%を中和した後、残りの5〜2%を水酸化ナトリ
ウムの如き水溶性アルカリ溶液と所定量のNMPの混合
溶液を用い、生成するNaClの沈殿物が発生しないよ
うに中和することができる。
It is preferable that the polymerization solution at the time of the neutralization reaction is sufficiently kneaded and kneaded and is homogenized. Therefore, it is appropriate to carry out the polymerization with stirring. The neutralization rate of HCl in this neutralization reaction step is preferably substantially 100%. In this case, calcium oxide, calcium hydroxide,
When a water-insoluble solid such as calcium carbonate is used, fine particles of these neutralizing agents may remain slightly in a highly viscous solution (or a highly concentrated solution). At this time, 95% of HCl is added using calcium oxide or calcium hydroxide.
After neutralizing 9898%, the remaining 5-2% is neutralized by using a mixed solution of a water-soluble alkali solution such as sodium hydroxide and a predetermined amount of NMP so as to prevent generation of NaCl precipitate. be able to.

【0031】この中和反応工程において、系にNMPを
加えることによって溶液の重合体濃度を調節することも
できる。
In this neutralization reaction step, the polymer concentration of the solution can be adjusted by adding NMP to the system.

【0032】すでに述べたように、本発明方法は、中和
剤として、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カ
ルシウムのうちの少なくとも1種を使用する。したがっ
て、重合反応で副生するHClを中和することで塩化カ
ルシウム(CaCl2 )が生成する。重合反応で副生す
るHClの量は、重合体の化学構造、最小単位の平均分
子量によって異なるが、例えばポリメタフェニレンイソ
フタラミドの重合反応で副生するHClを上記化合物で
100%中和する場合、重合体100(重量)部につい
てCaCl2 が46.64(重量)部生成する。この中
和反応で生成したCaCl2 は重合体溶液中に溶存し、
重合体溶液の安定性を高める働きをするが(特公昭 35-
16027 号参照)、逆に、この多量に溶存するCaCl2
のため、従来はこの重合体溶液からの湿式紡糸が困難で
あった。
As described above, the method of the present invention uses at least one of calcium oxide, calcium hydroxide and calcium carbonate as a neutralizing agent. Therefore, calcium chloride (CaCl 2 ) is generated by neutralizing HCl by-produced in the polymerization reaction. The amount of HCl by-produced in the polymerization reaction varies depending on the chemical structure of the polymer and the average molecular weight of the minimum unit. For example, HCl by-produced in the polymerization reaction of polymetaphenylene isophthalamide is 100% neutralized with the above compound. In this case, 46.64 (parts by weight) of CaCl 2 is produced for 100 parts (parts by weight) of the polymer. CaCl 2 generated by this neutralization reaction is dissolved in the polymer solution,
It works to increase the stability of the polymer solution.
Conversely, this large amount of dissolved CaCl 2
Therefore, conventionally, wet spinning from this polymer solution has been difficult.

【0033】一方、中和反応によって生成する水の量
は、中和剤の種類によって異なり、水酸化カルシウムに
よって中和すると重合体100(重量)部に対して1
5.13(重量)部の水が生成する。一方、酸化カルシ
ウム、炭酸カルシウムによって中和すると重合体100
部に対して7.56部の水が生成する。
On the other hand, the amount of water generated by the neutralization reaction varies depending on the type of the neutralizing agent.
5.13 parts (by weight) of water are produced. On the other hand, when neutralized with calcium oxide and calcium carbonate, polymer 100
7.56 parts of water are produced per part.

【0034】ここで生成した水も、重合体溶液に溶存し
ているが、上記の程度の量では溶液の安定性や中和後の
組成物の特性をほとんど損なわない。むしろ、水の含有
によって低粘度化などの好ましい特性を持たせることも
あるが、余り多いと溶液の安定性を著しく低下させる
(ゲル化する)ことになる。
Although the water produced here is also dissolved in the polymer solution, the amount of the above amount hardly impairs the stability of the solution and the properties of the composition after neutralization. Rather, the presence of water may impart desirable properties such as lowering the viscosity, but if too much, the stability of the solution will be significantly reduced (gelling).

【0035】中和反応工程で添加する水の適量(重量)
は、重合体濃度によって異なる。本発明方法における重
合体濃度は前述したように、P濃度にして18〜35、
好ましくは19〜34、さらに好ましくは20〜30で
ある。したがって、例えばポリメタフェニレニソフタラ
ミド重合体溶液の場合、P濃度=18における水の溶存
量は、重合工程で副生するHClをCa(OH)2 で1
00%中和したとき約2.72(重合体100部に対し
て15部)で、この水量の約6倍すなわち重合体100
部に対して約90部まで溶解可能であるが、溶液の安定
領域は重合体100部に対して水が2.72〜10.9
部(水/重合体=15〜60)の範囲である。P濃度=
20のときもP濃度=18のときとほぼ同様で、重合体
100部に対し約15〜60部であり、P濃度=25で
の安定領域は15〜45部となり、P濃度=30では1
5〜30部である。
Suitable amount (weight) of water to be added in the neutralization reaction step
Depends on the polymer concentration. The polymer concentration in the method of the present invention is, as described above, a P concentration of 18 to 35,
Preferably it is 19-34, More preferably, it is 20-30. Therefore, for example, in the case of a polymetaphenylenisophthalamide polymer solution, the dissolved amount of water at a P concentration of 18 is determined by converting HCl by-produced in the polymerization step to 1 with Ca (OH) 2 .
About 2.72 (15 parts with respect to 100 parts of the polymer) when neutralized at 00%, which is about 6 times the amount of water, that is, the polymer 100
It is soluble up to about 90 parts per part, but the stable region of the solution is water from 2.72 to 10.9 parts per 100 parts of polymer.
Parts (water / polymer = 15 to 60). P concentration =
At 20 the P concentration is almost the same as at 18; about 15 to 60 parts per 100 parts of polymer; the stable region at P concentration = 25 is 15 to 45 parts;
5 to 30 parts.

【0036】上記の範囲は重合体溶液を60〜70℃で
静置した場合の概略値であり、重合体の重合度、静置保
存温度などの条件によって幾分異なってくる。いずれに
しても重合体溶液の水の溶存許容濃度は重合体濃度の増
加に伴い限定されてくるが、本発明方法の実施に当たっ
ては予め全重合体溶液組成物中の水の濃度10%以下を
目安に実験検討を実施することによって、溶液のゲル化
を防止可能な溶存許容濃度範囲を知ることができる。
The above ranges are approximate values when the polymer solution is allowed to stand at 60 to 70 ° C., and vary somewhat depending on conditions such as the degree of polymerization of the polymer and the storage temperature. In any case, the permissible concentration of water in the polymer solution is limited as the concentration of the polymer increases. However, in carrying out the method of the present invention, the concentration of water in the total polymer solution composition must be 10% or less in advance. By conducting an experimental study as a guide, it is possible to know the allowable concentration range of dissolution at which gelation of the solution can be prevented.

【0037】(エ)重合体溶液の湿式紡糸 前述のごとく溶液重合(HClが副生)−塩基性カルシ
ウム化合物による中和(CaCl2 が生成)を行った重
合体溶液は、重合体を単離することなく、そのまま、或
いは必要に応じ濃度調整後、湿式紡糸工程に供給し、繊
維化するが、本発明方法では、特殊な2段の凝固浴を使
用することにより、優れた力学特性、透明性、耐熱性を
有するメタ型アラミド繊維を効率的に良好な生産性で製
造することができる。
(D) Wet spinning of the polymer solution As described above, the polymer solution subjected to solution polymerization (HCl is a by-product) -neutralization (CaCl 2 generation) with a basic calcium compound isolates the polymer. The fiber is fed to the wet spinning step as it is, or after the concentration is adjusted as required, and is fiberized. However, in the method of the present invention, a special two-stage coagulation bath is used to obtain excellent mechanical properties and transparency. Aramid fibers having heat resistance and heat resistance can be efficiently produced with good productivity.

【0038】従来、等モル含CaCl2 メタ型アラミド
重合体溶液は湿式紡糸によって繊維化することが困難な
ため、従来はこれを紡糸する方法として乾式紡糸や半乾
半湿式紡糸が採用されてきた。また、これを湿式紡糸す
るには、溶液重合、界面重合のいずれの場合も副生する
HClの中和によって生成した塩化物類(CaCl2
NaCl、NH4 Cl等)を何等かの手段で少なくとも
70%以下まで、好ましくは20%以下まで、減少させ
た減塩重合体溶液を調製する必要があった。しかしなが
ら、これらの手段による塩化物の除去は工業的に困難な
ことが多く、例えば、界面重合の場合は重合溶媒と紡糸
用溶媒とが異なるため、それらの回収にそれぞれ別の回
収装置を要するとか、あるいは溶液重合によりに同一溶
媒で重合と紡糸を行う場合も中和により副生する無機塩
化物を加圧濾過によって除去する(高粘度のため工業的
に極めて困難)とか、重合体溶液に水を加えて無機塩化
物を水洗除去した後、重合体を乾燥して再溶解するなど
の困難な工程を必要とするため、エネルギーコスト的に
も、環境汚染的にも難点が多く、いずれも好ましい方法
とは言い難い。
Conventionally, it has been difficult to convert an equimolar CaCl 2 meta-type aramid polymer solution into a fiber by wet spinning. Conventionally, dry spinning or semi-dry semi-wet spinning has been employed as a spinning method. . Further, in order to perform wet spinning, chlorides (CaCl 2 ,
NaCl, NH 4 Cl, etc.) must be reduced by some means to at least 70% or less, preferably to 20% or less. However, removal of chlorides by these means is often industrially difficult.For example, in the case of interfacial polymerization, since the polymerization solvent and the spinning solvent are different, separate recovery devices are required for their recovery. Also, when performing polymerization and spinning with the same solvent by solution polymerization, inorganic chloride by-produced by neutralization is removed by pressure filtration (industrial extremely difficult due to high viscosity), or water is added to the polymer solution. After adding and washing the inorganic chloride to remove water, a difficult process such as drying and re-dissolving the polymer is required.Therefore, there are many difficulties in terms of energy cost and environmental pollution, and both are preferable. Hard to say.

【0039】本発明方法は従来実施困難とされていた、
この等モル含CaCl2 重合体溶液を、紡糸孔数300
〜30000個を有する多ホールの紡糸口金を通じて、
凝固浴中に直接紡糸する湿式紡糸法によって、光沢や耐
熱性、力学特性に優れたメタ型アラミド繊維を高い生産
性にて製造することを可能にするものである。
The method of the present invention has heretofore been difficult to carry out.
This equimolar CaCl 2 polymer solution was treated with 300 spinning holes.
Through a multi-hole spinneret with ~ 30000 pieces
By a wet spinning method of directly spinning in a coagulation bath, it is possible to produce a meta-aramid fiber excellent in gloss, heat resistance and mechanical properties with high productivity.

【0040】前述したCaCl2 などの金属塩を含まな
い無塩の重合体溶液や金属塩の一部を除去した減塩重合
体溶液の場合は、例えば特公昭 48-17551 号に記載のご
とくCaCl2 水溶液からなる1段の凝固浴で透明な糸
条物が形成され、その後の水洗工程、延伸工程で優れた
性能の繊維を製造することができる。しかし、等モルの
CaCl2 を含む重合体溶液の湿式紡糸の場合、従来の
ような1段の凝固浴では凝固が速く失透が著しいため、
透明な糸条物を得ることができず、そのため、その後の
水洗、延伸などの処理工程を経ても、失透した力学特性
の劣った繊維しか得られない。また、紡糸の出糸時点で
断糸が多く紡糸が全くできないケースも多々ある。
In the case of the above-mentioned salt-free polymer solution containing no metal salt such as CaCl 2 or a reduced salt polymer solution in which a part of the metal salt is removed, for example, as described in JP-B-48-17551, CaCl 2 is used. A transparent thread is formed in a one-stage coagulation bath composed of two aqueous solutions, and a fiber having excellent performance can be produced in the subsequent washing step and drawing step. However, in the case of wet spinning of a polymer solution containing equimolar CaCl 2 , coagulation is rapid and devitrification is remarkable in a conventional single-stage coagulation bath.
A transparent yarn cannot be obtained, and therefore, even after a subsequent treatment step such as washing with water or drawing, only a devitrified fiber having poor mechanical properties can be obtained. Further, there are many cases in which a large number of breaks occur at the time of spinning and spinning cannot be performed at all.

【0041】本発明方法では、この問題を解決するため
に、それぞれ条件の異なる第1凝固浴と第2凝固浴とを
設け、第1凝固浴においては主に糸条物の形成と一部内
部構造の形成を行わせ、第2凝固浴では第1凝固浴で失
透した糸条物の透明化と内部構造の調整を行うようにす
ることによって、光沢、耐熱性、力学特性の優れたメタ
型アラミド繊維を低コストで生産できるようにしたもの
である。
In the method of the present invention, in order to solve this problem, a first coagulation bath and a second coagulation bath under different conditions are provided. By forming the structure, and in the second coagulation bath, the thread devitrified in the first coagulation bath is made transparent and the internal structure is adjusted, so that a meta-material having excellent gloss, heat resistance and mechanical properties is obtained. Thus, it is possible to produce a type of aramid fiber at low cost.

【0042】すなわち、本発明方法では、先に述べた溶
液重合−中和反応による重合体溶液を、好ましくは凝固
浴温度を勘案して70〜110℃の温度に調整した後、
上記紡糸口金から後述する組成、温度の第1凝固浴中に
紡出(出糸)し、糸条物を形成せしめた後、この糸条物
を第1凝固浴から引き出し、引き続き、後述する組成、
温度の第2凝固浴に導入して繊維化する。
That is, in the method of the present invention, the polymer solution obtained by the solution polymerization-neutralization reaction described above is preferably adjusted to a temperature of 70 to 110 ° C. in consideration of the coagulation bath temperature.
After spinning (filing) from the spinneret into a first coagulation bath having the composition and temperature described below to form a yarn, the yarn is drawn out of the first coagulation bath, and subsequently, the composition described below. ,
It is introduced into a second coagulation bath at a temperature to fibrillate.

【0043】(i)第1凝固浴 本発明方法において、等モル含CaCl2 重合体溶液の
組成と第1凝固浴組成との間には密接な関係があり、こ
れらは繊維性能に大きく影響する。このため、第1凝固
浴の組成と温度条件の設定は重要である。本発明におけ
る第1凝固浴は、塩化カルシウム(CaCl2 )とN−
メチル−2−ピロリドン(NMP)と水(H2 O)との
3成分からなる水溶液で構成される。
(I) First Coagulation Bath In the method of the present invention, there is a close relationship between the composition of the equimolar CaCl 2 polymer solution and the composition of the first coagulation bath, which greatly affect the fiber performance. . Therefore, setting of the composition and temperature conditions of the first coagulation bath is important. The first coagulation bath in the present invention comprises calcium chloride (CaCl 2 ) and N-
Consisting of an aqueous solution consisting of 3 components of methyl-2-pyrrolidone (NMP) and water (H 2 O).

【0044】第1凝固浴において、上記3成分は、常
に、次の条件をすべて満足する範囲内にあることが必要
である。なお、以下の各数値は重量部を示す。
In the first coagulation bath, the above three components must always be within a range satisfying all of the following conditions. The following numerical values indicate parts by weight.

【0045】CaCl2 +NMP+H2 O=100〜1
50(好ましくは100〜130) CaCl2 +NMP=40〜90(好ましくは45〜8
0) CaCl2 =5〜50(好ましくは10〜45) NMP=50〜5(好ましくは45〜10) H2 O=40〜70(好ましくは45〜65) 第1凝固浴の組成がこの範囲外では、糸条物の形成は出
来ても断糸して紡糸が出来なくなったり、また、紡糸が
出来ても後続の温水延伸で断糸が生じるとか乾熱延伸で
断糸毛羽などが発生するという問題がある。
CaCl 2 + NMP + H 2 O = 100-1
50 (preferably 100 to 130) CaCl 2 + NMP = 40 to 90 (preferably 45 to 8)
0) CaCl 2 = 5 to 50 (preferably 10 to 45) NMP = 50 to 5 (preferably 45 to 10) H 2 O = 40 to 70 (preferably 45 to 65) The composition of the first coagulation bath is in this range. Outside, even if the thread is formed, it breaks and cannot be spun, or even if it can be spun, the subsequent hot water drawing may cause a break or a dry heat drawing may cause a broken fuzz. There is a problem.

【0046】第1凝固浴温度は、70〜110℃で、好
ましくは80〜95℃とする。第1凝固浴温度がこの範
囲を外れると、糸条物の失透が著しく、下記の第2凝固
浴中に導入しても透明化が不可能となる。
The first coagulation bath temperature is 70 to 110 ° C., preferably 80 to 95 ° C. When the temperature of the first coagulation bath is out of this range, the thread is remarkably devitrified, and it cannot be made transparent even when introduced into the following second coagulation bath.

【0047】第1凝固浴中での糸条物の浸漬時間は0.
1〜20秒が好ましい。浸漬時間が短かすぎると糸条物
の形成が不十分となり断糸が発生し、長すぎると失透が
著しく下記の第2凝固浴中に導入しても透明化しない。
したがって、浸漬時間は上記の範囲内で適宜選択すべき
である。
The immersion time of the yarn in the first coagulation bath is 0.5.
1 to 20 seconds is preferred. If the immersion time is too short, the formation of the thread is insufficient, and the yarn breaks. If the immersion time is too long, the devitrification is remarkable and it does not become transparent even when introduced into the following second coagulation bath.
Therefore, the immersion time should be appropriately selected within the above range.

【0048】(ii)第2凝固浴 第1凝固浴中で形成された糸条物は、失透していて繊維
構造物的にも不安定なものである。本発明方法ではこの
第1凝固浴から引き出した失透した糸条物をNMPを含
有するCaCl2 の濃厚水溶液からなる第2凝固浴中に
導入して透明化し、繊維内部を緻密な構造に調整するこ
とによって、優れた性能を有するメタ型アラミド繊維を
製造することが出来る。
(Ii) Second coagulation bath The yarn formed in the first coagulation bath is devitrified and unstable in fiber structure. In the method of the present invention, the devitrified yarn drawn out of the first coagulation bath is introduced into a second coagulation bath made of a concentrated aqueous solution of CaCl 2 containing NMP to clarify, and the inside of the fiber is adjusted to a dense structure. By doing so, a meta-type aramid fiber having excellent performance can be produced.

【0049】この第2凝固浴のCaCl2 濃度は第1凝
固浴のそれよりも高くし、また温度も第1凝固浴のそれ
よりも高くする。したがって、第2凝固浴のCaCl2
濃度はCaCl2 /H2 Oの重量比で40/60〜60
/40(好ましくは45/55〜55/45)で、NM
Pの濃度は、NMP/(CaCl2 +H2 O)の重量比
で5/95〜25/75(好ましくは10/90〜20
/80)となし、かつ第2凝固浴の温度は80〜130
℃、好ましくは90〜125℃で、しかも、第1凝固浴
温度より高い温度、好ましくは少なくとも5℃高い温度
とする。
The CaCl 2 concentration of the second coagulation bath is higher than that of the first coagulation bath, and the temperature is higher than that of the first coagulation bath. Therefore, CaCl 2 in the second coagulation bath
Concentration in a weight ratio of CaCl 2 / H 2 O 40 / 60~60
/ 40 (preferably 45/55 to 55/45), NM
The concentration of P is 5/95 to 25/75 (preferably 10/90 to 20 ) in a weight ratio of NMP / (CaCl 2 + H 2 O).
/ 80), and the temperature of the second coagulation bath is 80 to 130.
° C, preferably 90 to 125 ° C, and a temperature higher than the first coagulation bath temperature, preferably at least 5 ° C higher.

【0050】第2凝固浴の組成、温度条件がこの範囲を
外れると、第1凝固浴の条件を上述の範囲に調整して
も、透明性が良好で延伸性の優れた繊維が得られない。
この第2凝固浴での糸条物の浸漬時間は0.5〜60秒
が好ましい。
If the composition and temperature conditions of the second coagulation bath are out of these ranges, even if the conditions of the first coagulation bath are adjusted to the above-mentioned ranges, fibers having good transparency and excellent stretchability cannot be obtained. .
The dipping time of the yarn in the second coagulation bath is preferably 0.5 to 60 seconds.

【0051】かくして、第1凝固浴中で形成された失透
して繊維構造物的にも不安定な糸条物は第2凝固浴中で
透明化し緻密な構造に変換される。
Thus, the devitrified and unstable fiber structure formed in the first coagulation bath becomes transparent and converted into a dense structure in the second coagulation bath.

【0052】(オ)洗浄・乾燥・延伸 第2凝固浴上がりの糸条物は、次に、30℃以下の冷水
で洗浄後、さらに50〜90℃の温水で洗浄し、引き続
き、90〜100℃の温水中で、延伸倍率1.5〜3.
0で延伸しつつ温水洗浄した後、100℃以上の温度で
乾燥し、次いで270〜350℃で熱板、熱ローラなど
を用いて乾熱延伸する。後者の乾熱延伸の倍率は前者の
温水延伸を含めて全延伸倍率が3.0〜7.0,好まし
くは4.0〜6.0となるように延伸する。
(E) Washing / Drying / Stretching The yarn after the second coagulation bath is washed with cold water of 30 ° C. or less, further washed with warm water of 50 to 90 ° C., and subsequently with 90 to 100 ° C. 2. Warm water at a stretching ratio of 1.5 to 3.
After washing with hot water while stretching at 0, drying is performed at a temperature of 100 ° C. or higher, and then dry-heat stretching is performed at 270 to 350 ° C. using a hot plate, a hot roller, or the like. The latter is stretched so that the total stretching ratio including the hot water stretching is 3.0 to 7.0, preferably 4.0 to 6.0.

【0053】本発明方法によるメタ型アラミド繊維は、
延伸性がよく、断糸や毛羽の発生をともなうことなく円
滑に高倍率まで延伸することができる。
The meta-type aramid fiber according to the method of the present invention comprises:
It has good stretchability, and can be smoothly stretched to a high magnification without causing breakage or fluff.

【0054】本発明方法では、上述した溶液重合−中和
反応−湿式紡糸−洗浄・乾燥・延伸をすべて連続した一
貫工程で実施することができ、これが本発明方法の利点
の一つでもあるが、場合よっては、幾つかの工程に分割
して実施してもよい。
In the method of the present invention, the above-mentioned solution polymerization-neutralization reaction-wet spinning-washing / drying / drawing can all be performed in a continuous and continuous process, which is one of the advantages of the method of the present invention. In some cases, the process may be divided into several steps.

【0055】かくして、優れた耐熱性、力学特性を有す
るメタ型アラミド繊維が、生産性よく製造される。例え
ば、本発明方法では、従来の溶液重合によるメタ型アラ
ミド溶液からの紡糸では実現不能であった引張強度が
5.0g/deを越えるメタ型アラミド繊維を容易に製
造することが可能となる。
Thus, meta-type aramid fibers having excellent heat resistance and mechanical properties can be produced with high productivity. For example, in the method of the present invention, it is possible to easily produce a meta-aramid fiber having a tensile strength exceeding 5.0 g / de, which cannot be realized by spinning from a meta-aramid solution by conventional solution polymerization.

【0056】このようにして製造された繊維は、必要に
応じて捲縮加工が施され、適当な繊維長に切断され次工
程に提供される。
The fiber thus produced is subjected to crimping as required, cut into an appropriate fiber length, and provided to the next step.

【0057】本発明方法によるメタ型アラミド繊維は、
その耐熱性、耐炎性、力学特性を生かした各種用途に応
用することができ、例えば、単独あるいは他の繊維と組
み合わせ、織編物にして消防服、防護服などの耐熱耐炎
衣料、耐炎性の寝具、インテリア材料の有用であり、不
織布としてフィルターなど各種工業材料、あるいは合成
紙、複合材料の原料として有効に使用することができ
る。
The meta-type aramid fiber according to the method of the present invention comprises:
It can be applied to various uses that make use of its heat resistance, flame resistance, and mechanical properties.For example, heat-resistant flame-resistant clothing such as fire-fighting clothing, protective clothing, etc., alone or in combination with other fibers, fire-resistant bedding It is useful as an interior material, and can be effectively used as a nonwoven fabric as a raw material for various industrial materials such as filters, synthetic paper, and composite materials.

【0058】[0058]

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明方法
を更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
のもではない。
The method of the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples. However, these examples and comparative examples are for helping the understanding of the present invention, and the description is not intended to limit the scope of the present invention.

【0059】なお、実施例および比較例中、固有粘度
(I.V.)は重合体溶液からポリメタフェニレンイソ
フタラミドポリマーを単離して乾燥した後、濃硫酸中、
ポリマー濃度0.5g /100mlで30℃において測定
した値である。また、「部」および「%」はとくに断ら
ない限りすべて重量に基づくものであり、量比は重量比
を示す。さらに、重合体溶液における重合体濃度(P濃
度)は溶媒100重量部に対する重合体の重量部(=重
合体/溶媒×100)であり、塩化カルシウムおよび水
の濃度はそれぞれ重合体100重量部に対する重量部で
ある。
In the examples and comparative examples, the intrinsic viscosity (IV) was determined by isolating the polymetaphenylene isophthalamide polymer from the polymer solution and drying the solution.
It is a value measured at 30 ° C. at a polymer concentration of 0.5 g / 100 ml. Further, “parts” and “%” are all based on weight unless otherwise specified, and the ratio by weight indicates the weight ratio. Furthermore, the polymer concentration (P concentration) in the polymer solution is the weight part of the polymer with respect to 100 parts by weight of the solvent (= polymer / solvent × 100), and the concentrations of calcium chloride and water are each with respect to 100 parts by weight of the polymer. Parts by weight.

【0060】[実施例1] (a)溶液重合紡糸原液の調製 温度計、攪拌装置および原料投入口を備えた反応容器
に、モレキュラーシーブスで脱水したMMP815部を
入れ、このNMP中にメタフェニレンジアミン(以下、
mPDAと略す)108部を溶解した後、0℃に冷却し
た。この冷却したジアミン溶液に、蒸留精製し窒素雰囲
気中で粉砕したイソフタル酸クロライド(以下、IPC
と略す)203部を攪拌下に添加して反応せしめた。反
応温度は約50℃に上昇し、この温度で60分間攪拌を
継続し、さらに60℃に加温して60分間反応させた。
反応終了後、水酸化カルシウム70部を微粉末状で添加
して60分かけ中和溶解した(1次中和)。残りの水酸
化カルシウム4部をNMP85部と水36部の混合溶媒
に分散したスラリーを調製し、この水酸化カルシウム含
有スラリーを重合溶液に攪拌しながら添加し中和した
(2次中和)。この2次中和は40〜60℃で約60分
間攪拌して実施し、水酸化カルシウムを完全に溶解させ
た紡糸原液を調製した。
[Example 1] (a) Preparation of solution polymerization spinning stock solution A reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a raw material inlet was charged with 815 parts of MMP dehydrated with molecular sieves, and metaphenylenediamine was added to the NMP. (Less than,
After dissolving 108 parts, the mixture was cooled to 0 ° C. Isophthalic acid chloride (hereinafter referred to as IPC) pulverized by distillation and pulverized in a nitrogen atmosphere is added to the cooled diamine solution.
203 parts) was added thereto with stirring to cause a reaction. The reaction temperature rose to about 50 ° C., and stirring was continued at this temperature for 60 minutes, and the mixture was further heated to 60 ° C. and reacted for 60 minutes.
After the completion of the reaction, 70 parts of calcium hydroxide was added in the form of a fine powder and neutralized and dissolved for 60 minutes (primary neutralization). A slurry was prepared by dispersing the remaining 4 parts of calcium hydroxide in a mixed solvent of 85 parts of NMP and 36 parts of water, and the calcium hydroxide-containing slurry was added to the polymerization solution with stirring to neutralize (secondary neutralization). This secondary neutralization was carried out with stirring at 40 to 60 ° C. for about 60 minutes to prepare a spinning solution in which calcium hydroxide was completely dissolved.

【0061】この溶液(紡糸原液)の重合体濃度(P濃
度)は26.6であり、生成したポリマーのI.V.は
1.75であった。また、重合体溶液の組成は、ポリマ
ー/NMP/CaCl2 /H2 O=26.6/100/
12.4/8.0であった。
The polymer concentration (P concentration) of this solution (stock solution for spinning) was 26.6, and the I.V. V. Was 1.75. The composition of the polymer solution is as follows: polymer / NMP / CaCl 2 / H 2 O = 26.6 / 100 /
12.4 / 8.0.

【0062】(b)湿式紡糸・水洗・延伸 上記(a)で調製した82〜84℃の紡糸原液を孔径
0.08mm、孔数50の口金より浴温度82〜84℃の
第1凝固浴中に吐出して紡糸した。この第1凝固浴は塩
化カルシウム含有NMP水溶液で構成され、この水溶液
のNMPと水の割合はNMP/水=40/60で、塩化
カルシウム濃度はNMPと水との合計100部に対して
塩化カルシウム15部の組成とした。この第1凝固浴を
用いて、浸漬長30cmにて糸速5m/分で通過させた
後、いったん空気中に引き出し、次いで浴温度95℃の
第2凝固浴中に導入した。第2凝固浴は、塩化カルシウ
ム/水=45/55の塩化カルシウム水溶液100部に
NMP6部を添加した組成とした。糸条物をこの第2凝
固浴中を浸漬長2.5mで通過させ、引き続き、冷水
(室温)で水洗した後、70℃の温水で洗浄した。
(B) Wet spinning / washing / drawing The spinning solution of 82-84 ° C. prepared in the above (a) was put into a first coagulation bath having a bath temperature of 82-84 ° C. from a die having a pore size of 0.08 mm and 50 holes. And spun. This first coagulation bath is composed of a calcium chloride-containing NMP aqueous solution, and the ratio of NMP and water in this aqueous solution is NMP / water = 40/60, and the calcium chloride concentration is 100 parts of NMP and water in total. The composition was 15 parts. After passing through the first coagulation bath at a yarn speed of 5 m / min at an immersion length of 30 cm, it was once drawn into the air, and then introduced into a second coagulation bath at a bath temperature of 95 ° C. The second coagulation bath had a composition in which 6 parts of NMP was added to 100 parts of an aqueous calcium chloride solution of calcium chloride / water = 45/55. The yarn was passed through the second coagulation bath at an immersion length of 2.5 m, subsequently washed with cold water (room temperature), and then washed with 70 ° C warm water.

【0063】次に、95℃の温水中で2.4倍に延伸し
た。この温水延伸糸を表面温度120℃の乾燥ローラー
で乾燥した。しかる後、320〜340℃の熱板上で
1.8倍に延伸し、最終巻き上げ速度21.6m/分で
巻き取った。
Next, the film was stretched 2.4 times in hot water at 95 ° C. The hot water drawn yarn was dried with a drying roller having a surface temperature of 120 ° C. Thereafter, the film was stretched 1.8 times on a hot plate at 320 to 340 ° C. and wound at a final winding speed of 21.6 m / min.

【0064】得られた延伸繊維の物性は、繊度2.1d
e、引張強度5.5g/de、伸度35%、ヤング率1
05g/deであった。
The physical properties of the obtained drawn fiber are as follows: fineness: 2.1 d
e, tensile strength 5.5 g / de, elongation 35%, Young's modulus 1
It was 05 g / de.

【0065】[実施例2] (a)溶液重合紡糸原液の調製 実施例1において用いたと同様な反応容器と原材料、溶
媒を用いて重合反応を行った。まず、NMP980部に
mPDA108部を溶解した後、3℃に冷却した。この
冷却したアミン溶液に実施例1と同様に精製したIPC
203部を撹拌下に添加して反応せしめた。反応温度は
50℃に上昇し、この温度で1時間撹拌を続け、さらに
60℃に加温して1時間反応させた。
[Example 2] (a) Preparation of solution polymerization spinning stock solution A polymerization reaction was carried out using the same reaction vessel, raw materials and solvent as used in Example 1. First, 108 parts of mPDA was dissolved in 980 parts of NMP, and then cooled to 3 ° C. IPC purified as in Example 1 was added to the cooled amine solution.
203 parts were added and reacted under stirring. The reaction temperature rose to 50 ° C., and stirring was continued at this temperature for 1 hour, and the mixture was further heated to 60 ° C. and reacted for 1 hour.

【0066】反応終了後、1次中和として水酸化カルシ
ウムの微粉末72部を撹拌しながら重合溶液に添加し
た。中和工程では40〜60℃で1時間30分撹拌し、
水酸化カルシウムを完全に溶解させた。この段階で中和
率は約97.3%であり、残り2.7%は水酸化ナトリ
ウム(NaOH)の水溶液で中和した。すなわち、Na
OHの2.10部を水20部に溶解しこれにNMP21
0部を加えて第2次中和剤を調製した。この2次中和剤
を45分かけて重合体溶液に撹拌下に添加して、中和を
完結させ、紡糸原液を調製した。この溶液のHCl中和
率は99.9%である。
After the completion of the reaction, 72 parts of fine powder of calcium hydroxide was added to the polymerization solution with stirring as primary neutralization. In the neutralization step, the mixture is stirred at 40-60 ° C. for 1 hour 30 minutes,
The calcium hydroxide was completely dissolved. At this stage, the neutralization rate was about 97.3%, and the remaining 2.7% was neutralized with an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH). That is, Na
Dissolve 2.10 parts of OH in 20 parts of water and add NMP21
0 parts were added to prepare a second neutralizing agent. This secondary neutralizer was added to the polymer solution with stirring over 45 minutes to complete the neutralization, and a spinning stock solution was prepared. The HCl neutralization rate of this solution is 99.9%.

【0067】この紡糸原液の重合体濃度(NMP100
重量部に対する重合体の重量部)は20部であり、生成
した重合体のI.V.は1.95であった。また、この
溶液の全組成は、重合体/NMP/CaCl2 /NaC
l/H2 O=20/100/9.1/0.26/4.7
であった。
The polymer concentration (NMP 100
(Parts by weight of polymer relative to parts by weight) is 20 parts, and the I.V. V. Was 1.95. The total composition of this solution is polymer / NMP / CaCl 2 / NaC
1 / H 2 O = 20/100 / 9.1 / 0.26 / 4.7
Met.

【0068】(b)湿式紡糸・水洗・延伸 上記重合反応にて調製した83〜85℃の紡糸原液を孔
径0.1mm、孔数100の紡糸口金より、浴温度83〜
85℃の第1凝固浴中に吐出して糸条物を形成させた。
第1凝固浴のCaCl2 と水とNMPの割合は、CaC
2 /水/NMP=35/60/15であった。上記糸
条物は浸漬長30cmを糸速7m/分で通過させ、いった
ん空気中に引き出し、次いで、95℃の第2凝固浴に導
いた。この第2凝固浴はCaCl2 /水=47/53
で、これにNMP7部を加えたものを用いて、浸漬長2
50cmで該第2凝固浴を通過させたのち、浴から引き出
した糸条物を冷水(30℃以下)で水洗し、さらに70
℃の温水で洗浄した。
(B) Wet spinning / washing / drawing The spinning stock solution of 83 to 85 ° C. prepared by the above polymerization reaction was passed through a spinneret having a hole diameter of 0.1 mm and 100 holes with a bath temperature of 83 to 85 ° C.
It was discharged into a first coagulation bath at 85 ° C. to form a thread.
The ratio of CaCl 2 , water and NMP in the first coagulation bath is CaC
l 2 / water / NMP = 35/60/15. The yarn was passed through an immersion length of 30 cm at a yarn speed of 7 m / min, pulled out into the air, and then led to a second coagulation bath at 95 ° C. This second coagulation bath was CaCl 2 / water = 47/53.
Then, using a material obtained by adding 7 parts of NMP to the immersion length 2
After passing through the second coagulation bath at 50 cm, the thread drawn from the bath is washed with cold water (30 ° C. or less),
Washed with warm water at ℃.

【0069】次に95℃の温水中で2.4倍に延伸する
と同時に温水洗浄した。この延伸糸を100〜120℃
のローラーで乾燥後、320〜340℃の熱板上で延伸
倍率1.9倍に乾熱延伸した後、巻取り速度31m/分
で巻き取った。
Next, the film was stretched 2.4 times in hot water at 95 ° C. and washed with hot water at the same time. 100-120 ° C
And then stretched by dry heat at a stretching ratio of 1.9 on a hot plate at 320 to 340 ° C, and then wound at a winding speed of 31 m / min.

【0070】得られた延伸繊維の性能は、繊度2.2d
e、強度5.3g/de、伸度31%、ヤング率101
g/deであった。
The performance of the obtained drawn fiber was 2.2 d fineness.
e, strength 5.3 g / de, elongation 31%, Young's modulus 101
g / de.

【0071】[比較例1〜2]比較のため、上記実施例
2において、第1凝固浴の組成中CaCl2 を除き、水
60部、NMP40部のみとした凝固浴(比較例1)、
或いはNMPを添加せずCaCl2 35部、水60部の
みの組成とした凝固浴(比較例2)を用いて紡糸した。
いずれも、凝固浴中で断糸したり、また、温水浴中で断
糸して十分延伸ができないため、最終巻取糸の繊維性能
は強度が2〜3g/deと低く、メタ型アラミド繊維と
しては不十分な値であった。
[Comparative Examples 1 and 2] For comparison, a coagulation bath (Comparative Example 1) in which only 60 parts of water and 40 parts of NMP were used in Example 2 except that CaCl 2 was excluded from the composition of the first coagulation bath,
Alternatively, spinning was performed using a coagulation bath (Comparative Example 2) having a composition of 35 parts of CaCl 2 and only 60 parts of water without adding NMP.
In any case, since the fiber is broken in a coagulation bath or broken in a warm water bath and cannot be drawn sufficiently, the fiber performance of the final wound yarn has a low strength of 2-3 g / de, and the meta-type aramid fiber Was insufficient.

【0072】[実施例3] (a)溶液重合紡糸原液の調製 本例は、重合体濃度(P濃度)=25の紡糸用原液を用
いた例である。反応容器は実施例1と同様なものを用
い、ここで使用する原料のmPAとIPCおよび重合溶
媒NMPも実施例1と同様な操作で精製したものを使用
して、重合反応を行った。
Example 3 (a) Preparation of a solution polymerization spinning stock solution This example is an example using a spinning stock solution having a polymer concentration (P concentration) = 25. The same reaction vessel as in Example 1 was used, and the polymerization reaction was carried out using the same mPA and IPC as raw materials used here and the polymerization solvent NMP purified by the same operation as in Example 1.

【0073】まず、mPA108部をNMP852部に
溶解した後、0℃に冷却し、この冷却アミン溶液にIP
C203.2部を撹拌下に添加して反応を行った。反応
温度は約50℃に上昇し、この温度で60分間撹拌を続
け、さらに60℃に加温して60分間反応を行った。反
応終了後、水酸化カルシウム微粉末72部を徐々に添加
して60分間かけて中和溶解させ、1次中和を完結させ
た。残りの水酸化カルシウム2部を水18部とMNP1
00部からなる溶液に撹拌分散させ、スラリー状分散液
(2次中和剤)を調製した。この水酸化カルシウムスラ
リー状分散液を30分間かけて撹拌下に1次中和重合体
溶液に添加し、60℃でさらに溶解を続けて中和剤を溶
解させて2次中和を完了し、紡糸原液を得た。
First, after dissolving 108 parts of mPA in 852 parts of NMP, the mixture was cooled to 0 ° C.
The reaction was carried out by adding 203.2 parts of C under stirring. The reaction temperature was raised to about 50 ° C., and stirring was continued at this temperature for 60 minutes, and the reaction was further heated to 60 ° C. for 60 minutes. After the completion of the reaction, 72 parts of calcium hydroxide fine powder was gradually added and neutralized and dissolved for 60 minutes to complete the primary neutralization. Replace the remaining 2 parts of calcium hydroxide with 18 parts of water and MNP1
The resulting mixture was stirred and dispersed in a solution consisting of 00 parts to prepare a slurry dispersion liquid (secondary neutralizing agent). This calcium hydroxide slurry dispersion was added to the primary neutralized polymer solution with stirring over 30 minutes, and further dissolved at 60 ° C. to dissolve the neutralizing agent to complete secondary neutralization. A spinning dope was obtained.

【0074】この紡糸原液の重合体濃度(P濃度)は2
5で、生成した重合体のIVは2.1であった。この紡
糸原液(重合体溶液)の組成は、重合体/NMP/Ca
Cl 2 /H2 0=25/100/11.9/5.7で、
重合体100部に対する水の量は23部であった。
The polymer concentration (P concentration) of this spinning dope was 2
In 5, the IV of the produced polymer was 2.1. This spinning
The composition of the thread stock solution (polymer solution) is polymer / NMP / Ca
Cl Two/ HTwo0 = 25/100 / 11.9 / 5.7,
The amount of water based on 100 parts of the polymer was 23 parts.

【0075】(b)湿式紡糸・水洗・延伸 上記(a)で調製した紡糸原液を孔径0.09mm、孔数
50の口金より、浴温度84〜86℃の第1凝固浴中に
吐出して糸状物に成形した。この第1凝固浴のCaCl
2 と水とNMPの割合は、CaCl2 /水/NMP(重
量比)=20/60/35とした。上記糸条物は浸漬長
30cmを糸速6m/分で通過させ、いったん空気中に引
き出し、引き続き浴温度95〜98℃の第2凝固浴に導
入した。第2凝固浴の組成は、CaCl2 /水/NMP
=45/55/10で、浸漬長260cmを通過させたの
ち、冷水(20℃)で洗浄し、さらに70℃の温水で洗
浄した。
(B) Wet spinning, washing and drawing The spinning solution prepared in the above (a) was discharged from a die having a hole diameter of 0.09 mm and 50 holes into a first coagulation bath at a bath temperature of 84 to 86 ° C. It was formed into a thread. CaCl of this first coagulation bath
The ratio of 2 , water and NMP was CaCl 2 / water / NMP (weight ratio) = 20/60/35. The yarn was passed through an immersion length of 30 cm at a yarn speed of 6 m / min, once drawn into the air, and subsequently introduced into a second coagulation bath at a bath temperature of 95 to 98 ° C. The composition of the second coagulation bath is CaCl 2 / water / NMP
= 45/55/10, after passing through an immersion length of 260 cm, washed with cold water (20 ° C) and further washed with 70 ° C warm water.

【0076】引き続き、93〜95℃の温水中で2.5
倍に延伸すると同時に温水洗浄した。この延伸糸を10
0〜120℃の乾燥ローラーで乾燥後、320〜330
℃の熱板上で延伸倍率1.7倍に乾熱延伸し、その後、
巻取り速度25.5m/分で巻き取った。
Subsequently, in warm water at 93 to 95 ° C., 2.5
The film was stretched twice and washed with warm water at the same time. This drawn yarn is
After drying with a drying roller at 0 to 120 ° C, 320 to 330
Stretch on a hot plate at a draw ratio of 1.7 times,
The film was wound at a winding speed of 25.5 m / min.

【0077】この繊維の性能は、繊度2.0de、強度
5.6g/de、伸度31%、ヤング率110g/de
であった。
The performance of this fiber was as follows: fineness 2.0 de, strength 5.6 g / de, elongation 31%, Young's modulus 110 g / de.
Met.

【0078】また、実施例1〜3で得られた繊維は、い
ずれも光沢に優れ、耐熱性についても250℃の加熱空
気中で300時間暴露テストした後でも、最初の強度の
90%を保持しており非常に優れた耐熱性を示した。
Further, the fibers obtained in Examples 1 to 3 are all excellent in gloss and have a heat resistance of 90% of the original strength even after an exposure test in heated air at 250 ° C. for 300 hours. And showed extremely excellent heat resistance.

【0079】[0079]

【発明の効果】本発明による溶液重合−中和−湿式紡糸
方法は、従来法に比べ、 1.中和によって生成する無機塩を除去する工程が不要
になること、 2.重合溶媒と紡糸用重合体溶液(紡糸原液)の溶媒を
一元化できるため回収工程が容易になること、 3.乾式紡糸のごとき大きな紡糸塔とそれに伴う熱エネ
ルギーの損失が無くなること、そして、 4.紡糸機1錐辺りの生産量が多いこと、などの観点か
ら効率的で生産性が良く、優れた繊維性能を有する繊維
を低コストで生産することが可能となる。
The solution polymerization-neutralization-wet spinning method according to the present invention is as follows: 1. The step of removing the inorganic salt generated by the neutralization becomes unnecessary, 2. Since the polymerization solvent and the solvent for the spinning polymer solution (spinning stock solution) can be unified, the recovery step is facilitated. 3. Eliminating large spinning towers such as dry spinning and the associated loss of thermal energy; From the viewpoint of a large production volume per one spinning machine, it is possible to efficiently and efficiently produce fibers having excellent fiber performance at a low cost.

【0080】また、本発明者らが先に提案した1段の凝
固浴を使用する方法に比べ、得られる繊維の力学特性
(強度、ヤング率)が一段と優れ、しかも安定に操業可
能な凝固浴の条件の幅が広いので操業上有利である。
Further, as compared with the method using a one-stage coagulation bath previously proposed by the present inventors, the mechanical properties (strength and Young's modulus) of the obtained fiber are much more excellent and the coagulation bath can be operated stably. Is advantageous in operation because the range of conditions is wide.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−17310(JP,A) 特開 平6−80775(JP,A) 特開 昭56−31009(JP,A) 特開 昭54−105197(JP,A) 特開 昭53−124563(JP,A) 特開 昭49−128096(JP,A) 特開 昭49−93611(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D01F 6/60 371 C08G 69/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-17310 (JP, A) JP-A-6-80775 (JP, A) JP-A-56-31009 (JP, A) JP-A-54-1979 105197 (JP, A) JP-A-53-124563 (JP, A) JP-A-49-128096 (JP, A) JP-A-49-93611 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 6 , DB name) D01F 6/60 371 C08G 69/32

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アミド系溶媒の存在下で芳香族ジアミン
と芳香族ジカルボン酸クロライドとを反応せしめた後、
副生する塩酸(HCl)を中和して生成する塩化カルシ
ウムと水を含有するメタ型アラミド重合体溶液を湿式紡
糸することによりメタ型アラミド繊維を製造する方法に
おいて、(1) アミド系溶媒としてN−メチル−2−ピロ
リドンを用い、メタ型フェニレンジアミンを主体とする
芳香族ジアミンとイソフタル酸クロライドを主体とする
芳香族ジカルボン酸クロライドとを反応せしめた後、副
生する塩酸(HCl)を水酸化カルシウム、酸化カルシ
ウムおよび炭酸カルシウムの中から選ばれる少なくとも
1種の中和剤を用いて中和し、生成した塩化カルシウム
と水を含むメタ型アラミド重合体溶液であって、かつ、
該溶液における重合体の濃度(N−メチル−2−ピロリ
ドン100重量部に対する重合体の重量)が18〜35
(重量部)、塩化カルシウムの濃度(重合体100重量
部に対する重量)が40〜47(重量部)、水の濃度
(重合体100重量部に対する重量)が13〜60(重
量部)であるメタ型アラミド重合体溶液を調製するこ
と、(2) 上記重合体溶液を、N−メチル−2−ピロリド
ンを含有する塩化カルシウム水溶液からなる第1凝固浴
中に紡出することにより糸条物を形成せしめ、かつこの
際、該第1凝固浴の浴温度を70〜110℃で、かつ当
該浴における塩化カルシウム(CaCl2 )、N−メチ
ル−2−ピロリドン(NMP)および水(H2O)の含
有量を下記の範囲とすること、 CaCl2 +NMP+H2 O=100〜150 CaCl2 +NMP=40〜90 CaCl2 =5〜50 NMP=50〜5 H2 O=40〜70 (3) 次いで、第1凝固浴から引き出した糸条物を塩化カ
ルシウムを含有するN−メチル−2−ピロリドン水溶液
からなる第2凝固浴中へ導入し、かつこの際、該第2凝
固浴水溶液中におけるN−メチル−2−ピロリドン/
(塩化カルシウム+水)の重量比を5/95〜25/7
5、塩化カルシウム/水の重量比を40/60〜60/
40の組成とするとともに、該第2凝固浴温度を80〜
130℃でかつ第1凝固浴より高い温度とすること、
(4) しかるのち、第2凝固浴から糸条物を引き出し、水
洗すること、を特徴とするメタ型アラミド繊維の製造方
法。
1. After reacting an aromatic diamine and an aromatic dicarboxylic acid chloride in the presence of an amide solvent,
In a method for producing a meta-aramid fiber by wet spinning a meta-aramid polymer solution containing calcium chloride and water produced by neutralizing hydrochloric acid (HCl) by-produced, (1) an amide-based solvent After using N-methyl-2-pyrrolidone to react an aromatic diamine mainly composed of meta-phenylenediamine with an aromatic dicarboxylic acid chloride mainly composed of isophthalic chloride, hydrochloric acid (HCl) by-produced is reacted with water. Calcium oxide, a meta-type aramid polymer solution containing calcium chloride and water neutralized with at least one neutralizing agent selected from calcium oxide and calcium carbonate, and
The concentration of the polymer in the solution (weight of the polymer based on 100 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone) is 18 to 35.
(Parts by weight), the concentration of calcium chloride (weight based on 100 parts by weight of the polymer) is 40 to 47 (parts by weight), and the concentration of water (weight based on 100 parts by weight of the polymer) is 13 to 60 (parts by weight). (2) forming a thread by spinning the polymer solution into a first coagulation bath comprising an aqueous solution of calcium chloride containing N-methyl-2-pyrrolidone And at this time the bath temperature of the first coagulation bath is 70-110 ° C., and calcium chloride (CaCl 2 ), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and water (H 2 O) in the range of content of below, CaCl 2 + NMP + H 2 O = 100~150 CaCl 2 + NMP = 40~90 CaCl 2 = 5~50 NMP = 50~5 H 2 O = 40~70 (3) then, the The thread extracted from the coagulation bath is introduced into a second coagulation bath comprising an aqueous solution of N-methyl-2-pyrrolidone containing calcium chloride, and at this time, N-methyl-2 in the aqueous solution of the second coagulation bath is used. -Pyrrolidone /
(Calcium chloride + water) weight ratio of 5/95 to 25/7
5. The weight ratio of calcium chloride / water is 40 / 60-60 /
40 and the second coagulation bath temperature is 80 to
130 ° C. and higher than the first coagulation bath;
(4) A method for producing meta-type aramid fiber, comprising drawing out the thread from the second coagulation bath and washing with water.
【請求項2】 紡出時の重合体溶液温度が70〜110
℃である請求項1記載のメタ型アラミド繊維の製造方
法。
2. The polymer solution temperature during spinning is 70-110.
The method for producing a meta-type aramid fiber according to claim 1, wherein the temperature is ° C.
【請求項3】 紡糸口金1個当りの吐出孔数が300〜
30000個であることを特徴とする請求項1記載のメ
タ型アラミド繊維の製造方法。
3. The number of discharge holes per spinneret is 300 to 300.
The method for producing a meta-type aramid fiber according to claim 1, wherein the number is 30,000.
【請求項4】 第2凝固浴上がりの糸条物を、まず温度
30℃以下の水で水洗した後、温度50〜90℃の温水
で水洗を行い、引き続き、90〜100℃の温水浴で延
伸すると同時に水洗を行うことを特徴とする請求項1記
載のメタ型アラミド繊維の製造方法。
4. The yarn after the second coagulation bath is washed with water having a temperature of 30 ° C. or lower, and then with warm water having a temperature of 50 to 90 ° C., and subsequently, in a warm water bath of 90 to 100 ° C. The method for producing a meta-aramid fiber according to claim 1, wherein washing is performed simultaneously with the drawing.
【請求項5】 温水浴延伸に引き続き、さらに270〜
350℃の乾熱で延伸することを特徴とする請求項1ま
たは請求項4に記載のメタ型アラミド繊維の製造方法。
5. The method according to claim 5, further comprising:
The method for producing a meta-type aramid fiber according to claim 1 or 4, wherein the drawing is performed by dry heat at 350 ° C.
【請求項6】 温水延伸と乾熱延伸との合計延伸倍率が
3〜7倍であることを特徴とする請求項5記載のメタ型
アラミド繊維の製造方法。
6. The method for producing meta-aramid fibers according to claim 5, wherein the total draw ratio of hot water drawing and dry heat drawing is 3 to 7 times.
【請求項7】 湿式紡糸、水洗、温水延伸および乾熱延
伸を連続的した一連の工程で行う請求項5または請求項
6に記載のメタ型アラミド繊維の製造方法。
7. The method for producing a meta-type aramid fiber according to claim 5, wherein the wet spinning, washing with water, hot water drawing and dry heat drawing are performed in a continuous series of steps.
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