JP3137707B2 - 全芳香族ポリアミド組成物 - Google Patents

全芳香族ポリアミド組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐光性の改良された全
芳香族ポリアミド組成物に関する。さらに詳しくは、ナ
フタレン環とイミド結合とを含むアミド化合物が含有さ
れてなる耐光性の改良された全芳香族ポリアミド組成物
に関する。
【0002】
【従来の技術】全芳香族ポリアミド(アラミド)は、高
強力、高モジュラス及び高い耐熱性を生かして繊維、フ
イルム等に幅広く用いられている。しかし、アラミドに
ついて従来から指摘されている欠点として耐光性の悪さ
がある。
【0003】従来のアラミド耐光性向上技術としては、
ポリメタフェニレンイソフタルアミドのN―メチルピロ
リドン溶液(ドープ)にベンゾトリアゾール系紫外線吸
収剤及び酸化防止剤を添加して耐光性を向上させる方法
が提案されている(特開昭49―100322号公
報)。しかし、この方法による耐光性向上の程度は必ず
しも満足できるものではない。
【0004】一方、パラ型アラミドの代表例であるポリ
パラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)は、溶融
困難かつ難溶性であるため、硫酸等の特殊な溶媒を用い
て溶解したうえで成形する必要がある。従って、一般の
溶融可能重合体と異なり、添加剤を原液ドープ中に添加
することによって種々の機能性を付与する方法では硫酸
系溶媒中での安定性という点から採用できる添加剤は種
類が限られる。
【0005】また、一般にアラミドドープに紫外線吸収
剤等を溶解させた後、成形する方法では、例えば繊維に
成形する場合、高温で延伸又は熱処理等を行うことが多
いが、かかる高温では紫外線吸収剤等は、ほとんどが分
解してしまうため、その効果を十分に発現させることが
できない。
【0006】一方、成形された後ではPPTAの高い結
晶性、高い分子鎖間力が障害となり、添加剤をポリマー
中に強固に含有せしめることは非常に困難である。そこ
でパラ型アラミドの耐光性向上法として、水に膨潤した
未乾燥の繊維に紫外線吸収剤等を含浸せしめる方法が提
案されている(特開昭49―75824号公報、特開昭
50―12322号公報、特開昭53―35020号公
報、特公昭56―33487号公報、特開平1―240
533号公報)。
【0007】しかしながら、かかる方法で紫外線吸収剤
等を繊維中に含浸せしめると繊維の分子鎖構造を乱すこ
とになり、繊維強度等の力学的特性が低下する。
【0008】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、上記問題
点を生じせしめないで、高強度、高弾性率を有し、高温
で延伸、熱処理しても耐光性が損なわれることのない新
規な全芳香族ポリアミド組成物を提供するものである。
【0009】
【問題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
「全芳香族ポリアミドに対し、ナフタレン環とイミド結
合とを含む下記式で表される少なくとも1種のアミド化
合物が、0.1〜30重量%含有されてなる全芳香族ポ
リアミド組成物。」である。
【0010】
【化8】
【0011】
【化9】
【0012】
【化10】
【0013】
【発明の実施の形態】本発明において用いられる全芳香
族ポリアミドは、公知のパラ型芳香族ポリアミドでもメ
タ型芳香族ポリアミドでもよいが、パラ型芳香族ポリア
ミドが好ましい。なかでも、全芳香族ポリアミドの繰り
返し単位の80モル%以上が下記繰り返し単位からなる
実質的にパラ配向の全芳香族ポリアミドが好ましい。
【0014】
【化11】
【0015】(但し、Ar1,Ar2
【0016】
【化12】
【0017】から選ばれた少なくとも一種の芳香族残基
を示す。なお、Ar1,Ar2は互いに同一でも相異なる
ものでもよい。これらの芳香族残基は、その水素原子の
一部又は全部がハロゲン原子又は低級アルキル基で置換
されていてもよい。)。
【0018】なかでも前記Ar1,Ar2の合計の80モ
ル%以上が下記芳香族残基AおよびBからなり、且つ芳
香族残基Bの比率が10〜40モル%である全芳香族ポ
リアミドが耐光性向上の効果が大きく好適である。
【0019】
【化13】
【0020】
【化14】
【0021】かかる全芳香族ポリアミドの製造方法の詳
細については、英国特許第1501948号公報、米国
特許第3738964号公報、特開昭49―10032
2号公報等に記載されている。
【0022】本発明においては、下記式で表される少な
くとも1種のナフタレン環とイミド結合とを含むアミド
化合物を用いるが、なかでも芳香族の有機基で構成され
ているものが好ましい。
【0023】
【化15】
【0024】
【化16】
【0025】
【化17】
【0026】上記アミド化合物を得るために酸無水物を
含むジカルボン酸成分とジアミン成分とを反応せしめて
もよいし、あるいは例えば末端のアミノ基と酸無水物と
を反応せしめてもよい。さらには予めイミド結合を含む
反応剤を用いて該アミド化合物を合成してもよい。
【0027】ナフタレン環とイミド結合とを含むアミド
化合物の混合量は、全芳香族ポリアミドに対し、0.1
〜30重量%である。0.1重量%未満では十分な耐光
性向上の効果が得られない。30重量%を越えると全芳
香族ポリアミド組成物の機械的物性が低下することが多
い。
【0028】ナフタレン環とイミド結合とを含むアミド
化合物と全芳香族ポリアミドとの混合方法は、例えばナ
フタレン環とイミド結合とを含むアミド化合物の溶液と
全芳香族ポリアミドの溶液とを混合する。あるいは、全
芳香族ポリアミドの溶液に、ナフタレン環とイミド結合
とを含むアミド化合物を溶解せしめて混合することもで
きる。
【0029】また、本発明の全芳香族ポリアミド組成物
に、本発明の目的を損なわない範囲で、紫外線吸収剤、
酸化防止剤等の改質剤あるいは安定剤を併用してもよ
い。
【0030】
【発明の効果】本発明の全芳香族ポリアミド組成物は、
高い耐光性向上効果を有し、且つ熱安定性が高いので、
少量の添加で高い耐光性向上効果を得ることができる。
【0031】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。な
お、実施例において、部とは重量部をいい、対数粘度は
98重量%の濃硫酸に濃度0.5g/100mlで溶解
した溶液を30℃にて通常の方法で測定した値である。
またポリマー溶液の粘度は、外径3mmの鋼球(材質S
US314)にて100℃の恒温槽内で落球法にて測定
した値である。
【0032】[実施例1] (全芳香族ポリアミドの合成) 十分に乾燥した攪拌装置付きの三つ口フラスコにN―メ
チルピロリドン(以下NMPという)1832部、p―
フェニレンジアミン(以下PPDAという)25.11
部、3,4′―ジアミノジフェニルエーテル(以下3,
4′―DAPEという)46.49部を常温下で入れ、
窒素中で溶解した後、攪拌しながらテレフタル酸クロリ
ド(以下TPCという)94.28部を添加した。最終
的に85℃で60分間反応せしめ、透明性の粘調なポリ
マー溶液を得た。次いで、22.5重量%の水酸化カル
シウムを含有するNMPスラリー152.9部を添加
し、中和反応を行った。得られたポリマーの対数粘度は
3.40で、ポリマー濃度は6重量%であった。
【0033】(ナフタレン環とイミド結合とを含むアミ
ド化合物の合成) 十分に乾燥した攪拌装置付きの三つ口フラスコに窒素雰
囲気下3,4′―DAPEをNMPに5重量%の割合で
溶解し、攪拌しながら3,4′―DAPEの2分の1モ
ル相当分の2,6―ナフタレンジカルボン酸クロリド
(以下2,6―NDCという)を徐々に添加した。85
℃で1時間攪拌後、無水フタル酸(以下PHAという)
を3,4′―DAPEと同モル相当分添加し、1時間N
MP還流下で反応せしめたあと、放冷し、内容物を大量
の水に展開したあと濾過し、さらに大量の水への展開と
濾過を1回と大量のメタノールへの展開と濾過を2回行
って、十分に乾燥した。このものの対数粘度は0.8で
あり、赤外吸収スペクトルよりナフタレン環、イミド結
合、アミド結合が存在していることがわかった。さらに
融点は256℃でほぼ単一であった。
【0034】(全芳香族ポリアミドとナフタレン環とイ
ミド結合とを含むアミド化合物のブレンド) 全芳香族ポリアミドポリマーに対し、該化合物が3重量
%に相当する量を全芳香族ポリアミド溶液に粉体のまま
ブレンドし、85℃で3時間攪拌して、透明なポリマー
溶液を得た。
【0035】(紡糸) 上記混合溶液を孔径0.3mm、孔数50ケの口金を通
してNMP30重量%の凝固浴に押出し湿式紡糸した。
口金面と凝固浴面との距離は10mmとした。紡出繊維
を水洗、乾燥したのち、熱板上で390℃および510
℃、全延伸倍率11.5で二段延伸し、全繊度78.3
デニールのフィラメントを得た。
【0036】得られた繊維の機械的物性は、強度27.
4g/de、伸度3.6%、モジュラス706g/de
であった。得られた繊維の耐光性を下記の方法で評価し
た。結果を表2に示す。
【0037】(耐光性評価方法) 東芝(株)製 光化学用水銀ランプH400―Pを用
い、該繊維に対し、4時間光照射した。2時間後と4時
間後の繊維の機械的物性(強度、伸度、モジュラス)を
求めた。
【0038】[比較例1] 実施例1の全芳香族ポリアミドを実施例1の方法で紡糸
した。得られた繊維の機械的物性は、繊度78.4d
e、強度26.6g/de、伸度3.9g/de、モジ
ュラス640g/deであった。この繊維について実施
例1と同様に耐光性を評価した結果を表2に示す。
【0039】[実施例2〜8、比較例2〜3] 表1に記載した原料から、実施例1と同様にナフタレン
環とイミド結合とを含むアミド化合物を合成し、表2に
記載した割合で添加した後、実施例1と同様に実施し
た。その結果を表2に示す。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−240533(JP,A) 特開 昭49−100322(JP,A) 特開 昭64−24852(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 77/00 - 77/12 C08K 3/00 - 13/08 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全芳香族ポリアミドに対し、ナフタレン
    環とイミド結合とを含む下記式で表される少なくとも1
    種のアミド化合物が、0.1〜30重量%含有されてな
    る全芳香族ポリアミド組成物。 【化1】 【化2】 【化3】
  2. 【請求項2】 全芳香族ポリアミドの繰り返し単位の8
    0モル%以上が下記繰り返し単位からなる請求項1記載
    の全芳香族ポリアミド組成物。 【化4】 (但し、Ar1,Ar2は 【化5】 から選ばれた少なくとも一種の芳香族残基を示す。これ
    らの芳香族残基は、その水素原子の一部又は全部がハロ
    ゲン原子又は低級アルキル基で置換されていてもよ
    い。)
  3. 【請求項3】 Ar1,Ar2の80モル%以上が下記芳
    香族残基A及びBからなり、且つ芳香族残基Bの比率が
    10〜40モル%である請求項2記載の全芳香族ポリア
    ミド組成物。 【化6】 【化7】 (ここに芳香族残基A,Bは、その水素原子の一部又は
    全部がハロゲン原子又は低級アルキル基で置換されてい
    てもよい。)
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