JP6013510B2 - 水性酸を用いて繊維から硫黄を除去する方法 - Google Patents
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Description
Vinh=ln(Vrel)/C
式中、lnは、自然対数関数であり、Cは、ポリマー溶液の濃度である。Vrelは、無単位の比率であり、このようにVinhは、濃度の逆数を単位として、典型的にはデシリットル/グラム(「dl/g」)として表される。
本明細書において使用される、用語化学種の「残基」は、その化学種から実際に得られるかどうかにかかわらず、特定の反応スキームまたは続いての生成もしくは化学製品における化学種の生成物である部分を指す。従って、パラフェニレンジアミンの残基を含んでなるコポリマーは、式
同様に、DAPBIの残基を含んでなるコポリマーは、構造
テレフタロイルジクロリドの残基を有するコポリマーは、式
糸条の引張強さは、ASTM D885に従って測定され、力/単位断面積(ギガパスカル(GPa)として)、または力/単位質量/長さ(グラム/デニールまたはグラム/dtex)のどちらかで表される、繊維の最大応力または破壊応力である。
塩化カルシウム(CaCl2)を最終溶液の濃度に適切な量含有するN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶媒を、FM130D Littleford反応器に装入した。次に、適切な量のモノマー5(6)−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾイミゾール(DAPBI)およびレフタロイルジクロリド(TCL)を反応器に加え、反応させて、オリゴマーを形成した。この混合物に、適切な量のパラ−フェニレンジアミン(PPD)およびTCLを加え、最終のコポリマーのクラムを形成した。クラムを微細粒子に粉砕した後、水酸化ナトリウム溶液で最初に洗浄して反応副産物を中和し、その後水で洗浄しNMPを除去した。次に、ポリマーを回収し、乾燥させ、表1に要約するように、その固有粘度を決定した。
塩化カルシウム(CaCl2)を最終溶液の濃度に適切な量含有するN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶媒を、FM130D Littleford反応器に装入した。次に、適切な量のモノマー5(6)−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾイミゾール(DAPBI)、PPD、および一部のテレフタロイルジクロリド(TCL)を反応器に加え、反応させてオリゴマーを形成した。この混合物に、適切な量のTCLを加え、最終のコポリマーのクラムを形成した。クラムを微細粒子に粉砕した後、水酸化ナトリウム溶液で最初に洗浄して反応副産物を中和し、その後水で洗浄しNMPを除去した。次に、ポリマーを回収し、乾燥させ、表2に要約するように、その固有粘度を決定した。
以下の実施例において、濃硫酸に溶かされたコポリマーの溶液紡糸を利用して、パラ−アラミドホモポリマーに用いるのと同様なドライジェットウェットスピニング法を用いて、糸条を形成した。米国特許第3,767,756号明細書を参照のこと。
TClおよびモル比が70/30のDAPBI/PPDジアミンから作製した中和されたコポリマーを用いて、濃硫酸に溶かされたポリマーの溶液(25wt%の固形分濃度を有する)を形成した。270個の孔を有する紡糸口金を介してコポリマー溶液を紡糸して、フィラメント当り3.0デニールの名目上の線密度をもたらした。糸条を凝固させて、硫黄が2.98重量パーセントになるまで、水で洗浄した。
TClとモル比が70/30のDAPBI/PPDジアミンから作製した中和されたコポリマーを用いて、濃硫酸に溶かされたポリマー溶液(22wt%の固形分濃度を有する)を形成した。270個の孔を有する紡糸口金を介してコポリマー溶液を紡糸して、フィラメント当り1.75デニールの名目上の線密度をもたらした。糸条を凝固させて、硫黄が2.89重量パーセントになるまで、水で洗浄した。
TClとモル比が70/30のDAPBI/PPDジアミンから作製した中和されたコポリマー(固有粘度5.33を有する)を用いて、濃硫酸に溶かされたポリマー溶液(22wt%の固形分濃度を有する)を形成した。270個の孔を有する紡糸口金を介してコポリマー溶液を紡糸して、フィラメント当り1.75デニールの名目上の線密度をもたらした。糸条を凝固させて、硫黄濃度が3.00wt%になるまで、水で洗浄した。
TClおよびモル比が70/30のDAPBI/PPDジアミンから作製した中和されたコポリマーを用いて、濃硫酸に溶かされたポリマーの溶液(22wt%の固形分濃度を有する)を形成した。270個の孔を有する紡糸口金を介してコポリマー溶液を紡糸して、フィラメント当り1.75デニールの名目上の線密度をもたらした。糸条を凝固させて、3.00重量パーセントの硫黄になるまで、水で洗浄した。
TClおよびモル比が70/30のDAPBI/PPDジアミンから作製した、中和されたコポリマー(固有粘度5.9dl/gを有する)を用いて、濃硫酸に溶かされたポリマーの溶液(24wt%の固形分濃度を有する)を形成した。270個の孔を有する紡糸口金を介してコポリマー溶液を紡糸して、フィラメント当り1.5デニールの名目上の線密度をもたらした。糸条を凝固させて、実施例2のように水で洗浄した。
70/30のDAPBI/PPDモル比を有するコポリマーを用いて、22.2wt%の固形分濃度を有する、ポリマーの溶液を形成した。270個の孔を有する紡糸口金を介してコポリマー溶液を紡糸して、フィラメント当り約3.0デニールの名目上の線密度をもたらした。糸条を凝固させて、硫黄濃度7.10重量パーセントになるまで、水で洗浄した。
Claims (14)
- イミダゾール基を含んでなるポリマーから作製される繊維から硫黄を除去する方法であって、前記方法が、
a)未乾燥の硫酸アニオン含有のポリマー繊維を5未満のpKaを有する酸を含んでなる水性酸洗浄液と接触させて、前記硫酸アニオンの少なくとも一部を排する工程と、
b)前記繊維を濯いで、排された硫酸アニオンを除去する工程と
を備える方法。 - 前記ポリマーが、5(6)−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾイミダゾール、芳香族ジアミン、および芳香族二酸クロリドの残基を含んでなる請求項1に記載の方法。
- 前記芳香族二酸クロリドが、テレフタロイルジクロリドである請求項2に記載の方法。
- 前記芳香族ジアミンが、パラ−フェニレンジアミンである請求項2または3に記載の方法。
- 5(6)−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾイミダゾールの芳香族ジアミンに対するモル比が、30/70〜85/15の範囲である請求項2〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 5(6)−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾイミダゾールの芳香族ジアミンに対するモル比が、45/55〜85/15の範囲である請求項2〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性酸洗浄液が、3.5未満のpKaを有する酸を含んでなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性酸洗浄液が、2.2未満のpKaを有する酸を含んでなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 5未満のpKaを有する酸を含んでなる前記水性酸洗浄液が、硝酸、亜硝酸、酢酸、ハロゲン化酢酸、プロピオン酸、ギ酸、リン酸、クエン酸、アスコルビン酸、シュウ酸、乳酸、炭酸、酪酸、シアン化水素酸、塩酸、フッ化水素酸、臭化水素酸、およびヨウ化水素酸、またはこれらの2種以上の混合物を含んでなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 5未満のpKaを有する酸を含んでなる前記水性酸洗浄液が、硝酸、塩酸、またはリン酸を含んでなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 工程b)において、残留水性酸の少なくとも一部が除去される請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 工程b)の後に、前記繊維が、前記繊維の重量を基準として、3.0重量パーセント未満の硫黄を有する請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 工程b)の後に、前記繊維が、前記繊維の重量を基準として、2.5重量パーセント未満の硫黄を有する請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 工程b)の後に、前記繊維が、前記繊維の重量を基準として、1.0重量パーセント未満の硫黄を有する請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
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