JPH01148810A - Production of polybenzimidazole pulpy particle - Google Patents

Production of polybenzimidazole pulpy particle

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JPH01148810A
JPH01148810A JP30154487A JP30154487A JPH01148810A JP H01148810 A JPH01148810 A JP H01148810A JP 30154487 A JP30154487 A JP 30154487A JP 30154487 A JP30154487 A JP 30154487A JP H01148810 A JPH01148810 A JP H01148810A
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JP
Japan
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polybenzimidazole
particles
pulp
solution
calcium chloride
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JP30154487A
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Setsu Watanabe
渡辺 節
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title pulpy particles having excellent sheet forming properties, by injecting a polybenzimidazole solution into a specific precipitant by a solution shearing method. CONSTITUTION:A polybenzimidazole containing at least about >=85mol% recurring units expressed by the formula (Ar1 is tetrafunctional aromatic residue, etc., forming benzimidazole ring in pair at the o-positions of the aromatic nucleus; Ar2 is bifunctional aromatic residue, etc.) is dissolved in an amide based polar solvent to provide a polymer solution, which is then injected into a precipitant stirred at a high speed to precipitate pulpy particles. (A) An aqueous solution containing of calcium chloride in >=25wt.% calcium chloride concentration at >=30 deg.C temperature or (B) an aqueous solution containing 50-90wt.% N-methylpyrrolidone-2 is used as the precipitant.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、耐熱性の優れたポリベンツイミダゾールパル
プ状粒子を製造する方法に関する。さらに詳しくは、ポ
リベンツイミダゾール溶液から、いわゆる溶液剪断法に
よって、耐熱合成紙並びに樹脂成形品を目的とする用途
に好適なポリベンツイミダゾールパルプ状粒子を工業的
に製造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for producing polybenzimidazole pulp particles having excellent heat resistance. More specifically, the present invention relates to a method for industrially producing polybenzimidazole pulp-like particles suitable for use in heat-resistant synthetic paper and resin molded articles from a polybenzimidazole solution by a so-called solution shearing method.

従来技術 従来、ポリベンツイミダゾールは耐熱性、N気的特性等
の優れた繊維、その他の成形品の原料として有用である
ことが知られている。例えば、ポリ(2,2’ −メタ
フェニレン−5,51−ビベンツイミダゾール)からは
、優れた耐熱性を有する繊維が得られ、耐炎性用途等に
広く使用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Polybenzimidazole has been known to be useful as a raw material for fibers and other molded products having excellent heat resistance and nitrogen properties. For example, poly(2,2'-metaphenylene-5,51-bibenzimidazole) provides fibers with excellent heat resistance and is widely used for flame-resistant applications.

一方、耐熱性合成紙の分野では、アラミド合成紙が使用
されているが、宇宙・航空機用途の先端素材の高度化等
によって、より高い耐熱性・耐炎性を有するものが近年
要求されるようになっており、アラミドよりも耐炎性の
優れたポリベンツイミダゾール合成紙が待望されている
On the other hand, in the field of heat-resistant synthetic paper, aramid synthetic paper is used, but with the advancement of advanced materials for space and aircraft applications, products with higher heat resistance and flame resistance have been required in recent years. Therefore, polybenzimidazole synthetic paper, which has better flame resistance than aramid, has been eagerly awaited.

ところで、一般に合成紙の原料となるパルプ状粒子は大
別して2つの方法で製造することが出来る。即ち、ポリ
マー溶液からの剪断法と、高配向!l¥11又はポリマ
ーからの叩解法である。いずれの方法を応用しても、高
性能のパルプ状粒子を得るためには、最終的に得られる
パルプ状粒子が、抄紙及び熱圧カレンダーによって、可
及的に高い機械的強度、電気絶縁性及び耐炎性を有する
紙状シートなることが望ましい。
Incidentally, pulp-like particles, which are generally raw materials for synthetic paper, can be broadly classified into two methods. Namely, shearing method from polymer solution and high orientation! This is a method of beating l\11 or a polymer. Regardless of which method is applied, in order to obtain high-performance pulp particles, the final pulp particles must have as high mechanical strength and electrical insulation as possible through paper making and heat-pressure calendering. It is desirable that the paper-like sheet has flame resistance.

アラミド(全芳香族ポリアミド)については、溶液剪断
法によりアラミド系ポリマーのパルプ状粒子を製造する
場合、水又はアラミドの溶媒であるアミド系極性溶媒(
以下アミド系溶媒と略記する)等の水性の凝固浴を使用
し、その溶媒濃度は5〜30重固%とするのが一般的で
あった。
Regarding aramid (fully aromatic polyamide), when producing pulp-like particles of aramid polymer by the solution shearing method, water or an amide polar solvent (aramid solvent) (
Generally, an aqueous coagulation bath such as amide solvent (hereinafter abbreviated as amide solvent) is used, and the solvent concentration is 5 to 30% by weight.

しかしながら、ポリベンツイミダゾールの場合は上記の
凝固剤を使用したのでは、凝固沈澱が速く、いわゆる凝
固性が悪いため、パルプ状粒子の機械的強度等が充分で
なく、最終的に・抄紙・熱カレンダーによって得られる
合成紙の諸特性が要求される水準を満たし得ないことが
多い。
However, in the case of polybenzimidazole, using the above-mentioned coagulant causes rapid coagulation and precipitation, so-called poor coagulation properties, resulting in insufficient mechanical strength of the pulp-like particles, and ultimately The properties of synthetic papers obtained by calendering often fail to meet the required standards.

1にl江 本発明の主たる目的は、ポリベンツイミダゾール溶液か
ら、溶液剪断法により、パルプ状粒子を製造するにあた
り、前述のごとき欠点を解消し、バルブ状粒子化(沈澱
・凝固)工程における凝固性を改善して、品質の良好な
ポリベンツイミダゾールパルプ状粒子を得る方法を提供
することにある。
The main purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks in producing pulp-like particles from a polybenzimidazole solution by a solution shearing method, and to improve coagulation properties in the process of forming bulb-like particles (precipitation and coagulation). The object of the present invention is to provide a method for obtaining polybenzimidazole pulp particles of good quality.

1貝!」1L 前述の如き本発明の目的は、繰り返し単位の約85モル
%以上が、下記一般式(I) で表わされるポリベンツイミダゾールを少くとも1種の
溶媒に溶解し、得られたポリマー溶液を高速で撹拌され
ている沈澱剤と接触せしめてパルプ状粒子として沈澱せ
しめる、いわゆる溶液剪断法(沈澱法)において、沈澱
剤として、 a) 塩化カルシウム21度が25重量%以上で温度が
30℃以上の塩化カルシウム水溶液、又は、b)  N
−メチルピロリドン−2を50〜90重量%を含む水溶
液、 を用いる本発明の方法によって達成される。
1 shellfish! The object of the present invention as described above is to dissolve polybenzimidazole, in which about 85 mol% or more of the repeating units are represented by the following general formula (I), in at least one solvent, and to dissolve the resulting polymer solution. In the so-called solution shearing method (precipitation method) in which the precipitant is brought into contact with a precipitant that is stirred at high speed and precipitated as pulp-like particles, the precipitant contains: a) Calcium chloride 21 degrees Celsius is 25% by weight or more and the temperature is 30 degrees Celsius or more; an aqueous solution of calcium chloride, or b) N
- an aqueous solution containing 50 to 90% by weight of methylpyrrolidone-2.

本発明方法で使用するポリベンツイミダゾールは、上記
一般式(I)で表わされる繰り返し単位がポリマーの全
繰り返し単位の85モル%以上を占めるものであるが、
式中のAr+とじては、例えげ などの芳香族残基があげられる。
The polybenzimidazole used in the method of the present invention is one in which the repeating units represented by the above general formula (I) account for 85 mol% or more of the total repeating units of the polymer,
Ar+ in the formula includes aromatic residues such as eg.

これらの芳香族残基における水素原子の1個又は2個以
上が−CI、−CH3などの一価の官能基で置換されて
いてもよい。
One or more hydrogen atoms in these aromatic residues may be substituted with a monovalent functional group such as -CI or -CH3.

かかるポリベンツイミダゾール自体は従来公知であり、
例えば、米国特許第3,526,693号、第3.61
9,453号などに詳しく記載されている。
Such polybenzimidazole itself is conventionally known,
For example, U.S. Pat. No. 3,526,693, 3.61
It is described in detail in issues such as No. 9,453.

本発明方法で特に好ましく用いられるポリベンツイミダ
ゾールは、実質的に2.2′ −メタフェニレン−5,
5′ −ビベンツイミダゾール単位から構成されるポリ
マーである。
The polybenzimidazole particularly preferably used in the method of the invention consists essentially of 2,2'-metaphenylene-5,
It is a polymer composed of 5'-bibenzimidazole units.

ポリベンツイミダゾールの重合度は、パルプ状粒子の用
途等によっても異るが、一般にη1nh(固有粘度)に
して0.6以上が好ましい。
The degree of polymerization of polybenzimidazole varies depending on the use of the pulp particles, but is generally preferably 0.6 or more in terms of η1nh (intrinsic viscosity).

なお、ここでいうηinhは、硫酸中0.59/djの
濃度、 30℃で測定した値である。
Note that ηinh here is a value measured at a concentration of 0.59/dj in sulfuric acid at 30°C.

本発明方法では、上記ポリベンツイミダゾールに、各種
の着色剤、安定剤、充填剤等を含んでもよく、また、共
通の溶媒を有する他の重合体を混合してもさしつかえな
い。
In the method of the present invention, the polybenzimidazole may contain various colorants, stabilizers, fillers, etc., and may also be mixed with other polymers having a common solvent.

本発明方法によりパルプ状粒子を製造するには、上記の
ポリベンツイミダゾールを少くとも1種のアミド系溶媒
に溶解し、得られた溶液(ドープ)を後述する方法によ
りパルプ状粒子(フィブリッド)化するが、以下、各工
程を追って順次説明する。
In order to produce pulp-like particles by the method of the present invention, the above-mentioned polybenzimidazole is dissolved in at least one kind of amide solvent, and the resulting solution (dope) is formed into pulp-like particles (fibrids) by the method described below. However, each step will be sequentially explained below.

イ、ポリベンツイミダゾール溶液の調製ポリベンツイミ
ダゾールを溶解するためのアミド系溶媒としては、次の
ものを使用できる:N、N、N’ 、N’ −テトラメ
チル尿素(TMU)、N、N−ジメチルアセトアミド(
DMAC)、N、N−ジエチルアセトアミド(DEAC
)、N、N−ジメチルプロピオンアミド(DMPR>、
N、N−ジメチルブチルアミド(NMBA)、N、N−
ジメチルイソブチルアミド(HMIB)、N−メチルピ
ペリジン−2(NMP)、N−エチルピロリドン−2(
NEP)、N−メチルカプロラクタム(NMC) 、N
−アセチルピロリジン(NAPR) 、N−アセチルピ
ペリジン、N−メチルピペリジン−2(NMPD) 、
N。
B. Preparation of polybenzimidazole solution As the amide solvent for dissolving polybenzimidazole, the following can be used: N, N, N', N'-tetramethylurea (TMU), N, N- Dimethylacetamide (
DMAC), N,N-diethylacetamide (DEAC)
), N,N-dimethylpropionamide (DMPR>,
N,N-dimethylbutyramide (NMBA), N,N-
Dimethylisobutyramide (HMIB), N-methylpiperidine-2 (NMP), N-ethylpyrrolidone-2 (
NEP), N-methylcaprolactam (NMC), N
-Acetylpyrrolidine (NAPR), N-acetylpiperidine, N-methylpiperidine-2 (NMPD),
N.

N′−ジメチルエチレン尿素(DMI)、N。N'-dimethylethylene urea (DMI), N.

N′−ジメチルプロピレン尿素、N、N、N’ 。N'-dimethylpropylene urea, N, N, N'.

N′−テトラメチルマロンアミド、N−アセチルピロリ
ドン等。
N'-tetramethylmalonamide, N-acetylpyrrolidone, etc.

これらのアミド系溶媒中で、NMP、DMAC。In these amide solvents, NMP, DMAC.

DMF、NMC,NAPR,TMU、DMIが好ましい
。とくに好ましく用いられるものは、NMP、DMAC
,DMIである。
DMF, NMC, NAPR, TMU, and DMI are preferred. Particularly preferably used are NMP and DMAC.
,DMI.

これらは単独で用いてもよく、混合溶媒として用いても
よい。
These may be used alone or as a mixed solvent.

また、上記溶媒にポリマーに対する溶解力を高める目的
で、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム
、塩化アンモニウム、塩化亜鉛。
In addition, lithium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, ammonium chloride, and zinc chloride are added to the above solvent for the purpose of increasing the ability to dissolve the polymer.

硝酸リチウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝
酸アンモニウム、硝酸亜鉛等の無機塩を添加することが
できる。これらの無機塩中でも、塩化リチウムと塩化カ
ルシウムがとくに好ましい。
Inorganic salts such as lithium nitrate, calcium nitrate, magnesium nitrate, ammonium nitrate, zinc nitrate, etc. can be added. Among these inorganic salts, lithium chloride and calcium chloride are particularly preferred.

上記無機塩の添加量は、無機塩の種類・ポリマー濃度等
によっても異なるが、−船釣に0.1〜6(重重)%の
範囲から選択できる。0.1%未満では添加効果が小さ
く、また、6%を越えると溶液安定化の目的には過剰で
あるのみならず、湿式凝固性が悪くなる。この溶液安定
化と湿式凝固性のバランスから、好ましい添加量は0.
5〜4%であり、とくに好ましくは1〜3%である。
The amount of the inorganic salt added varies depending on the type of inorganic salt, polymer concentration, etc., but can be selected from the range of 0.1 to 6% (by weight) for boat fishing. If it is less than 0.1%, the effect of addition is small, and if it exceeds 6%, it is not only excessive for the purpose of stabilizing the solution, but also deteriorates wet coagulation properties. In view of the balance between solution stabilization and wet coagulation, the preferred addition amount is 0.
It is 5 to 4%, particularly preferably 1 to 3%.

ポリベンツイミダゾールを上記のアミド系溶媒に(必要
に応じて上記無機塩の共存下に)ポリマーを溶解して、
成形用原液(ドープ)を調製するには、例えば、常温の
溶媒にポリマーを投入した後、溶媒の沸点付近迄、常圧
下又は加圧下に撹拌もしくは無Wt拌下に溶解する方法
等を採用することが出来る。
Polybenzimidazole is dissolved in the above amide solvent (if necessary in the coexistence of the above inorganic salt), and the polymer is dissolved.
To prepare a stock solution for molding (dope), for example, a method is adopted in which a polymer is added to a solvent at room temperature and then dissolved until it reaches around the boiling point of the solvent, with stirring under normal pressure or pressure, or with stirring without Wt. I can do it.

ドープにおけるポリマー濃度は一般に10〜30(重量
)%程度が好ましい。
The polymer concentration in the dope is generally preferably about 10 to 30% (by weight).

得られたドープは、必要に応じて脱泡・濾過したのちバ
ルブ状粒子化に使用することが出来る。
The obtained dope can be used for forming bulb-shaped particles after defoaming and filtration if necessary.

ロ、パルプ状粒子化 パルプ状粒子の製造においては、前述のごとき方法で調
製されたポリベンツイミダゾール溶液と、後述する凝固
剤とを剪断応力下に作用させて、良好な凝固条件下にパ
ルプ状粒子を沈澱させることが出来る。
B. Pulp-like granules In the production of pulp-like particles, the polybenzimidazole solution prepared by the method described above and the coagulant described below are made to act under shear stress, and the pulp-like particles are formed under favorable coagulation conditions. Particles can be precipitated.

凝固剤としては、実質的に塩化カルシウム濃度が25重
爾%以上で、温度が30℃以上、好ましくは50℃以上
の塩化カルシウム水溶液を使用する。塩化カルシウム濃
度が25重但%以下では、凝固性の改善が不十分であり
、温度が30℃未満では生成してくるパルプ状粒子の凝
固速度が緩慢である。好ましい凝固浴の塩化カルシウム
の濃度は、30〜50重量%、特に好ましくは37〜4
5重量%である。また更に好ましい凝固浴温度は60〜
120℃であり、とくに好ましくは70〜110℃の温
度範囲から選択することが出来る。
As the coagulant, an aqueous calcium chloride solution having a substantially calcium chloride concentration of 25% by weight or more and a temperature of 30° C. or more, preferably 50° C. or more is used. If the calcium chloride concentration is 25% by weight or less, the improvement in coagulation is insufficient, and if the temperature is less than 30°C, the rate of coagulation of the pulp-like particles produced is slow. The concentration of calcium chloride in the coagulation bath is preferably 30 to 50% by weight, particularly preferably 37 to 4% by weight.
It is 5% by weight. A still more preferable coagulation bath temperature is 60~
The temperature is 120°C, and can be particularly preferably selected from a temperature range of 70 to 110°C.

上記の塩化カルシウム水溶液には、必要に応じてさらに
一定量の他の塩類、例えば、塩化リチウム、塩化カルシ
ウム、MA化マグネシウム、塩化アンモニウム、塩化亜
鉛、硝酸リチウム、vI4酸カルシウム、硝酸マグネシ
ウム、硝酸アンモニウム。
The above calcium chloride aqueous solution may further contain a certain amount of other salts as necessary, such as lithium chloride, calcium chloride, magnesium MA, ammonium chloride, zinc chloride, lithium nitrate, calcium chloride, magnesium nitrate, and ammonium nitrate.

硝酸亜鉛を含有させることも出来、さらにアミド系溶媒
等を含んだ混合系を用い、凝固性の改善あるいは凝固速
度のコントロールを好ましく行うことも出来る。
It is also possible to contain zinc nitrate, and it is also possible to preferably improve coagulation properties or control the coagulation rate by using a mixed system containing an amide solvent or the like.

また、本発明方法では凝固剤として、NMPを50〜9
0重ω%含む水溶液から実質的になる凝固剤を使用する
こともできる。NMP+!1度が50重量%未満では、
得られるパルプ状粒子の、凝固性の改善が不十分であり
、一方、90重量%を越えると生成してくるパルプ状粒
子の凝固速度が極めて緩慢である。特に好ましい沈澱剤
のNMPm度は、 60〜85重量%である。
In addition, in the method of the present invention, NMP is used as a coagulant at 50 to 9
It is also possible to use a coagulant consisting essentially of an aqueous solution containing 0w%. NMP+! If 1 degree is less than 50% by weight,
The coagulation properties of the obtained pulp particles are insufficiently improved, and on the other hand, when the amount exceeds 90% by weight, the coagulation rate of the pulp particles produced is extremely slow. A particularly preferred precipitant has an NMP degree of 60 to 85% by weight.

上記のNMP水溶液には、必要に応じてさらに一定量の
無機塩類、例えば、塩化リチウム、塩化マグネシウム、
塩化アンモニウム、塩化亜鉛、硝酸リチウム、硝酸カル
シウム、硝酸マグネシウム。
The above NMP aqueous solution may further contain a certain amount of inorganic salts, such as lithium chloride, magnesium chloride,
Ammonium chloride, zinc chloride, lithium nitrate, calcium nitrate, magnesium nitrate.

硝酸アンモニウム、硝酸亜鉛を含有させることも出来、
さらにアミド系溶媒以外の伯の溶媒、例えばエチレング
リコール、グリセリン、ポリエチレングリコール等のア
ルコール系溶媒等を含んだ混合系を用い、凝固性の改善
あるいは、凝固速度のコントロールを好ましく行うこと
も出来る。
It can also contain ammonium nitrate and zinc nitrate.
Furthermore, it is also possible to preferably improve coagulation properties or control the coagulation rate by using a mixed system containing a solvent other than an amide solvent, for example, an alcohol solvent such as ethylene glycol, glycerin, or polyethylene glycol.

本発明方法において、溶液からパルプ状粒子を形成する
には、凝固剤は高速撹拌を行い、導入した溶液から脱溶
媒すると同時に、剪断作用又は叩解作用が充分に発生で
きるパルプ化装置であればどのような装置でも使用でき
るが、高速回転可能な撹拌翼を装備していることが好ま
しい。また、装置形式としてはタンク方式、流路撹拌方
式のどちらでも適用可能であるが、特に、特公昭59−
47695号に記載のロータとステータとを組合せた管
路撹拌式の連続沈澱装置が好ましい。
In the method of the present invention, in order to form pulp-like particles from a solution, the coagulant is stirred at high speed, and at the same time, any pulping apparatus that can sufficiently generate shearing action or beating action can be used to remove the solvent from the introduced solution. Although such a device can be used, it is preferably equipped with a stirring blade that can rotate at high speed. In addition, as for the device type, either a tank type or a channel agitation type can be applied, but in particular, the
A pipe stirring type continuous precipitation device combining a rotor and a stator as described in No. 47695 is preferred.

上記方法で得られたパルプ状粒子は、なおその中に溶媒
及び/又は無機塩類を含有することが多いので、必要に
応じて、水等により洗浄するのが好ましい。洗浄方法と
しては欧州特許出願第851037481号のに記載の
置換洗浄法が好ましく用いられる。
Since the pulp-like particles obtained by the above method often contain a solvent and/or inorganic salts therein, it is preferable to wash them with water or the like, if necessary. As the cleaning method, the displacement cleaning method described in European Patent Application No. 851037481 is preferably used.

ハ、抄紙 本発明の方法により得られるパルプ状粒子は、これ単独
で抄紙しても有用な合成紙となすことが出来るが、短繊
維を混合して抄紙することによって、さらに優れた合成
紙とすることが出来る。本発明方法によるパルプ状粒子
と短繊維から合成紙を製造するには、従来公知の天然バ
ルブ及び合成バルブの抄紙の場合と同様に、長網式ある
いは円網式を用いて抄紙するのが良い。
C. Paper making The pulp-like particles obtained by the method of the present invention can be made into useful synthetic paper even when made alone, but even better synthetic paper can be made by mixing short fibers and making paper. You can. In order to produce synthetic paper from pulp-like particles and short fibers by the method of the present invention, it is preferable to make paper using a Fourdrinier method or a cylinder method, as in the case of paper making for conventionally known natural valves and synthetic valves. .

短繊維としては、従来公知の1[(例えば特公昭53−
10718号公報記載の各種繊1)が使用できるが、本
発明方法によるパルプ状粒子の有する極めて良好な耐熱
性を可及的に活かすために、使用耐熱温度200℃以上
の高耐熱性のものが好ましい。
As short fibers, conventionally known 1 [(for example, Japanese Patent Publication No. 1973-
Various types of fibers 1) described in Publication No. 10718 can be used, but in order to take full advantage of the extremely good heat resistance of the pulp-like particles produced by the method of the present invention, fibers with high heat resistance that can withstand a working temperature of 200°C or higher are used. preferable.

かかる高耐熱性muとしては、例えば、各種アラミド繊
維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリベン
ツイミダゾール繊維、炭素繊維、セラミックス繊維等を
挙げることが出来る。
Examples of such highly heat-resistant mu include various aramid fibers, polyimide fibers, polyamideimide fibers, polybenzimidazole fibers, carbon fibers, and ceramic fibers.

本発明方法によるパルプ状粒子を用いて抄紙する場合、
パルプ状粒子の使用量はシートに対し、20〜95重帛
%、好ましくは40〜60重量%である。
When making paper using pulp-like particles according to the method of the present invention,
The amount of pulp particles used is 20 to 95% by weight, preferably 40 to 60% by weight, based on the sheet.

パルプ状粒子の聞が20%より少ない場合は、強伸度等
の物性が悪くなる。一方、その但が95%より多い場合
も強伸度等の諸特性が悪くなる。
When the content of pulp-like particles is less than 20%, physical properties such as strength and elongation deteriorate. On the other hand, when the content is more than 95%, various properties such as strength and elongation deteriorate.

二、成型品の製造 前述の如くして得られたパルプ状粒子あるいは抄紙後の
シートは乾燥後、熱圧縮金型に入れ、加圧下に加熱する
ことにより、優れた熱的1機械的特性をもつボード等の
成型品とすることが出来る。
2. Manufacture of molded products After drying, the pulp-like particles or paper sheets obtained as described above are placed in a heat compression mold and heated under pressure to obtain excellent thermal and mechanical properties. It can be made into a molded product such as a motsu board.

熱圧縮温度はパルプ状粒子及びシートのポリマー組成等
に依って異なるが、150〜500℃の温度範囲から適
当に選択できる。加圧の圧力もポリマー組成に依存する
が、通常50〜1000Kg/CI!である。
The thermal compression temperature varies depending on the pulp particles and the polymer composition of the sheet, but can be appropriately selected from the temperature range of 150 to 500°C. The pressure of application also depends on the polymer composition, but is usually 50 to 1000 Kg/CI! It is.

パルプ状粒子を構成する前記構造のポリベンツイミダゾ
ールは文献などにより、そのガラス転移点は435℃で
あると報告されている。一方、本発明者が、このものの
熱重脅分析(TGA)を実施してみると、空気中は勿論
、不活性雰囲気中でも10時間以上435℃以上に保持
すると、ポリマーの熱分解が無視出来ないほど進行し、
次第に炭化することを知った。従って、成形品(エンプ
ラ)や厚物の合成紙等では、このような高温下の処理を
長時間施すと不可避的に脆くなるという傾向が生じる。
It has been reported in the literature that the polybenzimidazole having the above structure constituting the pulp-like particles has a glass transition point of 435°C. On the other hand, when the present inventor conducted a thermal threat analysis (TGA) of this product, it was found that thermal decomposition of the polymer cannot be ignored when kept at 435°C or higher for 10 hours or more even in an inert atmosphere as well as in air. As it progresses,
I learned that it gradually becomes carbonized. Therefore, molded products (engineering plastics), thick synthetic papers, and the like inevitably tend to become brittle if they are subjected to such high-temperature treatment for a long time.

本発明の方法で得られたポリベンツイミダゾールパルプ
状粒子は、必要に応じて抄紙・熱プレスして合成紙、成
形品等を製造する場合、320℃以上435℃未満の熱
ブレス温度でも良好な熱圧着性を示す。
When the polybenzimidazole pulp-like particles obtained by the method of the present invention are used for paper making or heat pressing to produce synthetic paper, molded products, etc., if necessary, the polybenzimidazole pulp-like particles can be used at a heat pressing temperature of 320°C or higher and lower than 435°C. Shows thermocompression bondability.

発明の効果 前述の如き本発明の方法によれば、ポリマー骨格・組成
、凝固剤組成・条件等の諸因子を好適に組み合わせ、選
択することにより、有用なポリベンツイミダゾールパル
プ状粒子を製造することが出来る。
Effects of the Invention According to the method of the present invention as described above, useful polybenzimidazole pulp particles can be produced by suitably combining and selecting various factors such as polymer skeleton/composition, coagulant composition/conditions, etc. I can do it.

そして、本発明の方法で得られたパルプ状粒子は耐熱性
、耐炎性にすぐれ抄紙性も良好であるため、耐熱性合成
紙や成形品の原料として有用である。とくにその耐炎性
を活かせる用途の耐熱性合成紙に有用である。
The pulp-like particles obtained by the method of the present invention have excellent heat resistance, flame resistance, and paper-making properties, and are therefore useful as raw materials for heat-resistant synthetic papers and molded products. It is particularly useful for heat-resistant synthetic paper that takes advantage of its flame resistance.

実施例 以下、実施例を挙げて本発明を説明する。なお、実施例
中、固有粘度ηinhはポリマー濃度0.5g/dlで
、30℃において測定した値である。
EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples. In the examples, the intrinsic viscosity ηinh is a value measured at 30° C. at a polymer concentration of 0.5 g/dl.

実施例1 (ポリベンツイミダゾール溶液の調製)ηinhが0.
7のポリ(2,2’ −メタフェニレン−5,5’ −
ビベンツイミダゾール) 22.5g、塩化リチウム2
.0g及びN M P 77.5gを、還流コンデンサ
ーをつけたナス型フラスコに入れ、200〜210℃に
加熱・溶解させた。得られた溶液を濾過して、以下のパ
ルプ状粒子の製造に供した。
Example 1 (Preparation of polybenzimidazole solution) ηinh is 0.
7 poly(2,2'-metaphenylene-5,5'-
bibenzimidazole) 22.5g, lithium chloride 2
.. 0 g and 77.5 g of NMP were placed in an eggplant-shaped flask equipped with a reflux condenser and heated to 200 to 210°C to dissolve them. The obtained solution was filtered and used for the following production of pulp-like particles.

(パルプ状粒子の製造) 上記で得られた溶液(ドープ)を、バッフルのついてい
るステーターとタービン翼型ローターとの組合せからな
り、かつ凝固剤、上記溶液の供給口及び凝固後のパルプ
状粒子スラリー排出口を備えた管路撹拌式連続沈澱機に
、ドープを5009/分、凝固剤5Ky1分を同時に供
給し、パルプ状粒子のスラリーを排出口から取り出した
。凝固剤は、40重0%の塩化カルシウム水溶液からな
り、温度は85℃であった。また、ローターの回転数は
、7.00Or、p、m、で実施した。
(Manufacture of pulp-like particles) The solution (dope) obtained above is made of a combination of a stator with baffles and a turbine blade-shaped rotor, a coagulant, a supply port for the solution, and pulp-like particles after coagulation. The dope was simultaneously fed at 5009/min and the coagulant was fed at 5Ky/min into a conduit stirring type continuous precipitator equipped with a slurry discharge port, and a slurry of pulp-like particles was taken out from the discharge port. The coagulant consisted of a 40% by weight aqueous calcium chloride solution, and the temperature was 85°C. Further, the rotation speed of the rotor was 7.00 Or, p, m.

沈澱の終了したスラリーを遠心分離機で脱液し、大部分
の凝固剤を濾液として取り出した。パルプ状粒子からな
るケークをざらに水洗し、最終的にパルプ状粒子スラリ
ー溶液とした。
The slurry after precipitation was drained using a centrifuge, and most of the coagulant was taken out as a filtrate. The cake consisting of pulp-like particles was roughly washed with water to finally obtain a pulp-like particle slurry solution.

(シートの製造) 上記で得られたパルプ状粒子2.5g(固形分として)
と長さ5III1mに切断したアラミド繊維「テクノー
ラ」 (コポリバラフェニレン/ 3.4’ −オキシ
ジフェニレンテレフタルアミド繊維)  0.3gとを
含むスラリーから、タラピースタンダードシートマシー
ンを用いて抄紙した。得られたシートは金網からの水切
れが良く、斑の少ない均一なものであった。
(Manufacture of sheet) 2.5 g of pulp-like particles obtained above (as solid content)
Paper was made from a slurry containing 0.3 g of aramid fiber "Technora"(copolybalaphenylene/3.4'-oxydiphenylene terephthalamide fiber) cut into lengths of 5III and 1 m using a Tarapee standard sheet machine. The obtained sheet had good drainage of water from the wire mesh and was uniform with few spots.

このシートを350℃、  300に9/ciで熱プレ
スして、厚さ約100μmの合成紙を得た。
This sheet was hot pressed at 350° C. and 300:9/ci to obtain synthetic paper with a thickness of about 100 μm.

(成形品の製造) 前記で得られたバルブ状粒子2.5g(固形分として)
と長さ5mに切断したポリエーテルアラミド繊維「テク
ノーラ」 (コポリパラフェニレン/3.4′ −オキ
シジフェニレンテレフタルアミド繊維)  0.39と
を含むスラリーから、タラピースタンダードシートマシ
ーンを用いて抄紙した。得られたシートは金網からの水
切れが良く、斑の少ない均一なものであった。
(Manufacture of molded product) 2.5 g of the bulb-shaped particles obtained above (as solid content)
and polyether aramid fiber "Technora"(copolyparaphenylene/3.4'-oxydiphenylene terephthalamide fiber) cut into lengths of 5 m. Paper was made from a slurry containing 0.39 using a Tarapy standard sheet machine. . The obtained sheet had good drainage of water from the wire mesh and was uniform with few spots.

このシートを乾燥後にスリットして金型にセットし、3
90℃、  50ONg/cdの条件で熱プレスして、
厚さ約2順の板状の樹脂組成品を得た。
After drying, slit this sheet and set it in a mold.
Heat pressed at 90℃ and 50ONg/cd,
A plate-shaped resin composition having a thickness of approximately 2 mm was obtained.

実施例2 実施例1と同じポリベンツイミダゾール溶液をバッフル
のついているステーターとタービン翼型ローターとの組
合せからなり、かつ凝固剤、ドープの供給口及び凝固後
のバルブ状粒子スラリー排出口を備えた管路撹拌式連続
沈澱機に、ドープを500g/分、凝固剤5Kg/分を
同時に供給し、パルプ状粒子のスラリーを排出口から取
り出した。
Example 2 The same polybenzimidazole solution as in Example 1 was prepared by combining a stator with baffles and a turbine blade rotor, and equipped with a coagulant and dope supply port and a valve-shaped particle slurry discharge port after coagulation. A dope at 500 g/min and a coagulant at 5 kg/min were simultaneously fed into a conduit stirring type continuous precipitator, and a slurry of pulp-like particles was taken out from an outlet.

凝固剤は、40重量%の塩化カルシウム水溶液からなり
、温度は85℃であった。また、ローターの回転数は、
7,0OOr、p、m、 テ実施した。
The coagulant consisted of a 40% by weight aqueous calcium chloride solution, and the temperature was 85°C. Also, the rotation speed of the rotor is
7,0OOr, p, m, te was carried out.

沈澱の終了したスラリーを遠心分離機で脱液し、大部分
の凝固剤を濾液として取り出した。パルプ状粒子からな
るケークをさらに水洗し、最終的にバルブ状粒子スラリ
ー溶液とした。
The slurry after precipitation was drained using a centrifuge, and most of the coagulant was taken out as a filtrate. The cake consisting of pulp-like particles was further washed with water to finally obtain a bulb-like particle slurry solution.

次に、得られたバルブ状粒子2.5g(固形分として)
と長さ5mに切断したポリエーテルアラミド繊維「テク
ノーラ」 (コポリパラフェニレン/3.4′ −オキ
シジフェニレンテレフタルアミド繊維)  0.3gと
を含むスラリーから、タラピースタンダードシートマシ
ーンを用いて抄紙した。得られたシートは金網からの水
切れが良く、斑の少ない均一なものであった。
Next, 2.5 g of the obtained bulb-shaped particles (as solid content)
Paper was made from a slurry containing 0.3 g of polyether aramid fiber "Technora"(copolyparaphenylene/3.4'-oxydiphenylene terephthalamide fiber) cut into 5 m lengths using a Tarapy standard sheet machine. . The obtained sheet had good drainage of water from the wire mesh and was uniform with few spots.

このシートを実施例1と同じ条件で熱プレスして、厚さ
約100μmの良好な合成紙を得た。
This sheet was hot pressed under the same conditions as in Example 1 to obtain a good synthetic paper with a thickness of about 100 μm.

実施例3 実施例1と同じηinhが0.7のポリベンツイミダゾ
ール22.5g、塩化リチウム2.0g及びNMP77
゜5gを、還流コンデンサーをつけたナス型フラスコに
入れ、200〜210℃に加熱・溶解させた。
Example 3 22.5 g of polybenzimidazole with ηinh of 0.7 as in Example 1, 2.0 g of lithium chloride, and NMP77
5 g was placed in an eggplant-shaped flask equipped with a reflux condenser and heated to 200-210°C to dissolve.

得られた溶液を濾過して、バルブ化に供した。The resulting solution was filtered and subjected to bulbing.

この溶液(ドープ)を、バッフルのついているステータ
ーとタービン翼型ローターとの組合せからなり、且つ凝
固剤、原液の供給口及び凝固後のバルブ状物体スラリー
排出口を備えた管路撹拌式連続沈澱機に、′ドープを5
009/分、a固剤として70重0%のNMP水溶水溶
液5K介/室温で同時に供給し、パルプ状粒子のスラリ
ーを排出口から取り出した。なお、ローターの回転数は
、7.00Or、p、l、で実施した。
This solution (dope) is transferred to a conduit-stirred continuous precipitation system consisting of a combination of a stator with baffles and a turbine blade-shaped rotor, and equipped with a supply port for coagulant and stock solution, and a valve-shaped slurry discharge port after coagulation. On the occasion, dope 5
009/min, a 70% by weight aqueous NMP aqueous solution 5K was simultaneously supplied as a solid agent at room temperature, and a slurry of pulp-like particles was taken out from the outlet. Note that the rotation speed of the rotor was 7.00 Or, p, l.

バルブ化の終了したスラリーを遠心分離機で脱液し、大
部分の凝固剤を濾液として取り出した。
The slurry that had undergone bulbing was deliquified using a centrifuge, and most of the coagulant was taken out as a filtrate.

パルプ状粒子からなるケークをさらに水洗し、最終的に
バルブ状粒子スラリー溶液を得た。
The cake consisting of pulp-like particles was further washed with water to finally obtain a bulb-like particle slurry solution.

特許出願人 帝 人 株 式 会 社Patent applicant Teijin Kaisha Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)繰り返し単位の約85モル%以上が、下記一般式
( I )、 ▲数式、化学式、表等があります▼…( I ) 式中、Ar_1は4価の芳香族残基であり、かつ芳香核
のオルト位に対をなしてベンツイミダゾール環を形成し
得るものであり、 Ar_2は2価の芳香族残基である。Ar_1及びAr
_2の芳香族残基上の水素原子は他の官能基で置換され
ていてもよい。 で表わされるポリベンツイミダゾールを少くとも1種の
アミド系極性溶媒に溶解し、得られたポリマー溶液を、 a)塩化カルシウム濃度が25重量%以上で温度が30
℃以上の塩化カルシウム水溶液、又はb)N−メチルピ
ロリドン−2を50〜90重量%含む水溶液 から実質的になり、かつ高速で攪拌されている凝固剤中
に導入し、パルプ状粒子として沈澱させることを特徴と
するポリベンツイミダゾールパルプ状粒子の製造法。
(1) Approximately 85 mol% or more of the repeating units have the following general formula (I), ▲a mathematical formula, a chemical formula, a table, etc.▼...(I) In the formula, Ar_1 is a tetravalent aromatic residue, and It can form a benzimidazole ring by forming a pair at the ortho position of the aromatic nucleus, and Ar_2 is a divalent aromatic residue. Ar_1 and Ar
The hydrogen atom on the aromatic residue of _2 may be substituted with another functional group. Polybenzimidazole represented by is dissolved in at least one type of amide polar solvent, and the resulting polymer solution is heated to: a) a calcium chloride concentration of 25% by weight or more and a temperature of 30%;
℃ or higher, or b) an aqueous solution containing 50 to 90% by weight of N-methylpyrrolidone-2, introduced into a coagulant that is stirred at high speed and precipitated as pulp-like particles. A method for producing polybenzimidazole pulp particles, characterized by:
(2)ポリベンツイミダゾールがポリ(2,2′−メタ
フエニレン−5,5′−ビベンツイミダゾール)である
特許請求の範囲第(1)項記載の製造法。
(2) The production method according to claim (1), wherein the polybenzimidazole is poly(2,2'-metaphenylene-5,5'-bibenzimidazole).
(3)凝固剤として塩化カルシウム濃度が30〜50重
量%の塩化カルシウム水溶液を用いる特許請求の範囲第
(1)項記載の製造法。
(3) The manufacturing method according to claim (1), in which an aqueous calcium chloride solution having a calcium chloride concentration of 30 to 50% by weight is used as a coagulant.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009521621A (en) * 2005-12-21 2009-06-04 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Paper comprising PIPD flock and method for producing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009521621A (en) * 2005-12-21 2009-06-04 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Paper comprising PIPD flock and method for producing the same

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