JPH02277814A - Production of copolyimide fiber - Google Patents

Production of copolyimide fiber

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JPH02277814A
JPH02277814A JP9538889A JP9538889A JPH02277814A JP H02277814 A JPH02277814 A JP H02277814A JP 9538889 A JP9538889 A JP 9538889A JP 9538889 A JP9538889 A JP 9538889A JP H02277814 A JPH02277814 A JP H02277814A
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功刀 克男
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斎木 紀次
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Abstract

PURPOSE:To easily produce the subject fiber having excellent heat-resistance, high elastic modulus and strength and moderate elongation and useful for the use in an aerospace field, etc., by spinning a forming dope composed of a copolyamic acid having a specific structure using a specific spinning method. CONSTITUTION:The objective fiber can be produced by preparing a forming dope containing a copolyamic acid composed of a unit of formula I(R is H or 1-4C alkyl), a unit of formula II (X1 is 1-2C alkyl or alkoxy; n is 1-2) and a unit selected from formula III to formula V (X2 is O, SO2, etc.) at a ratio (m2/m3) of 95/5 to 80/20 wherein m2 and m3 are molar percentage of the unit of formula II in the total diamine component and that of the unit selected from formula III to formula V, respectively, extruding the forming dope into an inert atmosphere and introducing the extrudate into an aqueous coagulation bath. The above copolyamic acid is preferably produced by the solution polymerization of pyromellitic anhydride and/or its derivative, a benzene compound having alkyl or alkoxy substituent on the nucleus and a rigid diamine.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、宇宙・航空分野或は電子材料分野等において
有用な、耐熱性及び機械的性質に優れた繊維、を得るコ
ポリイミド繊維の製造方法に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention is directed to the production of copolyimide fibers that are useful in the fields of space and aviation, electronic materials, etc., and have excellent heat resistance and mechanical properties. It is about the method.

(従来の技術) 従来、ポリイミドは耐熱性・■械的特性・電気的特性・
耐候性等の層れた繊維、フィルム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、4,4
′ −ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸ジ
酸無水物より製造されるポリイミドからは優れた耐熱性
を有するフィルムが得られ、電気絶縁用途等に広く利用
されている。
(Conventional technology) Conventionally, polyimide has excellent heat resistance, mechanical properties, electrical properties,
It is known to be useful as a raw material for weather-resistant layered fibers, films, and other molded products. For example, 4,4
A film having excellent heat resistance can be obtained from polyimide produced from '-diaminodiphenyl ether and pyromellitic dianhydride, and is widely used for electrical insulation purposes.

また、耐熱性繊維・フィルムの分野では、アラミド系の
41Mや合成紙、ポリイミド系のフ、イルム等が使用さ
れているが、宇宙・航空礪用途の先端素材の高度化等に
よって、より高い耐熱性と高強力・高モジュラス等の機
械的特性を有するものが近年要求されるようになってい
る。そこで、耐熱性に優れるポリイミドの機械的特性を
向上せしめるために、剛直骨格ポリイミドの重要性が認
識されつつある。
In addition, in the field of heat-resistant fibers and films, aramid-based 41M, synthetic paper, and polyimide-based films and films are used, but with the advancement of advanced materials for space and aviation applications, higher heat-resistant materials are being used. In recent years, there has been a demand for materials with mechanical properties such as high strength, high strength, and high modulus. Therefore, in order to improve the mechanical properties of polyimide, which has excellent heat resistance, the importance of rigid skeleton polyimide is being recognized.

ところで、ポリイミドの一般的な製法としては、ポリイ
ミドは不溶・不融のものが多いことからその前駆体であ
るポリアミック酸からなる成形用ドープを乾式または湿
式成形し、その成形過程においてポリアミック酸を閉環
せしめ、ポリイミド成形体を得る方法が採用されている
By the way, as polyimide is often insoluble and infusible, the general manufacturing method for polyimide is to dry or wet mold a molding dope made of polyamic acid, which is its precursor, and to ring-close the polyamic acid during the molding process. A method of obtaining a polyimide molded body is adopted.

この際、以下のような問題点がある。At this time, there are the following problems.

1、ポリ−p−フェニレン(或は4.4′ −ビフェニ
レン)ピロメリットイミドの如き完全剛直骨格を形成す
るものは、その剛直性ゆえにイミド化の過程で結晶化が
急速に退行するために熱延伸性に劣り、その結果高度な
機械的性質が発現されない。
1. Poly-p-phenylene (or 4,4'-biphenylene) pyromellitimide, which forms a completely rigid skeleton, undergoes heat treatment because its crystallization rapidly regresses during the imidization process due to its rigidity. It has poor stretchability and, as a result, does not exhibit high mechanical properties.

更には、分子鎖のモビリティ−の低さゆえイミド化及び
それに伴う結晶化の過程で内部応力が増大し、フィルム
製造の際に亀裂・割れが生じる。
Furthermore, due to the low mobility of molecular chains, internal stress increases during the imidization and accompanying crystallization process, resulting in cracks and cracks during film production.

2、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸は、湿式
成形において、一般に凝固性が悪く、物性発現の妨げの
要因となっている。
2. Polyamic acid, which is a precursor of polyimide, generally has poor coagulation properties during wet molding, which is a factor that hinders the development of physical properties.

1に関して例を挙げると、繊維学会誌Vol、4ONα
12、T−480〜T−487にも記載されているよう
に、ポリ−4,4′ −ビフェニレンピロメリットイミ
ドからは初期弾性率1,000y/da以上、強度10
S? / de以上といった高弾性率、高強度の繊維は
jqられす、同時に、このようなポリイミドからは実用
上使用不可能な脆いフィルムしか得ることができないこ
とが広く知られている。
To give an example regarding 1, Fiber Science Society Journal Vol. 4ONα
12. As described in T-480 to T-487, poly-4,4'-biphenylenepyromellitimide has an initial elastic modulus of 1,000 y/da or more and a strength of 10
S? Fibers with a high modulus of elasticity and high strength, such as /de or more, are rejected.At the same time, it is widely known that only brittle films that cannot be used practically can be obtained from such polyimides.

上記の問題点を考慮して、分子鎖の剛直性を極度に低下
させることなく結晶性を低下せしめ成形性を向上させる
ことにより、良好な機械的性質を示すポリイミドが種々
提案されている。
In consideration of the above problems, various polyimides have been proposed that exhibit good mechanical properties by reducing crystallinity and improving moldability without extremely reducing the rigidity of molecular chains.

例えば、特開昭60−97834号公報、特開昭62−
77921号公報、特開昭62−117815号公報等
では、ポリイミドを構成する酸成分或はジアミン成分に
屈曲鎖を有する七ツマ−を一部共重合するコポリイミド
が開示されている。これらのコポリイミドからは、確か
に高強度の成形体を得ることができるが、屈曲鎖の存在
により高弾性率を達成することは困難である。また、該
コポリイミドの前駆体はどれも凝固性に劣る。
For example, JP-A-60-97834, JP-A-62-
No. 77921, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-117815, etc. disclose copolyimides in which a part of a heptamer having a bent chain is copolymerized with an acid component or a diamine component constituting the polyimide. Although molded bodies with high strength can certainly be obtained from these copolyimides, it is difficult to achieve a high modulus of elasticity due to the presence of bent chains. Further, all of the copolyimide precursors have poor coagulability.

また、特開昭61−188127号公報、特開昭627
9227号公報等によれば、2種以上の剛直ジアミンを
用い、且つその少なくとも1種は核塩素置換剛直ジアミ
ンであるコポリピロメリットイミドが開示されている。
Also, JP-A-61-188127, JP-A-627
According to Publication No. 9227 and the like, a copolypyromellitimide is disclosed in which two or more kinds of rigid diamines are used, and at least one of them is a nuclear chlorine-substituted rigid diamine.

これらは、前記のものと比較して高弾性率を達成できる
ものである。しかし、必須成分である核塩素置換剛直ジ
アミンは反応性に劣り、その結果、高重合度のポリイミ
ドを得ることはできず、耐疲労性等に問題を残すもので
ある。
These can achieve a higher modulus of elasticity than those described above. However, the nuclear chlorine-substituted rigid diamine, which is an essential component, has poor reactivity, and as a result, it is not possible to obtain a polyimide with a high degree of polymerization, leaving problems in fatigue resistance and the like.

また、該ジアミンは一般に高価なものが多く、工業上の
使用に有利な安価な材料を提供することは困難である。
In addition, the diamines are generally expensive, and it is difficult to provide inexpensive materials that are advantageous for industrial use.

更に、上記ポリイミドは塩素を含有しており、燃焼時及
び廃却に際して環境汚染の問題を有している。なお、こ
れらのコポリイミドの前駆体も凝固性に劣るものである
Furthermore, the polyimide contains chlorine and poses a problem of environmental pollution during combustion and disposal. Note that these copolyimide precursors also have poor coagulability.

ところで、剛直骨格を有するポリイミドは、半導体分野
での絶縁コーティング用途においても低熱膨張性という
観点から注目を集めており、各種ポリイミドが提案され
ている。
Incidentally, polyimide having a rigid skeleton is attracting attention from the viewpoint of low thermal expansion even in insulation coating applications in the semiconductor field, and various polyimides have been proposed.

例えば、特開昭62−253621号公報でtよ、剛直
ジアミンを用いるポリイミドが開示されている。しかし
、該公報によれば、より好ましい実施態様として酸成分
に屈曲部を有する3、3’ 、4.4’ −ビフエニル
テトラカルボン酸く誘導体)の25モル%以上の使用が
明記されており、また機械的性質、湿式成形時の凝固性
という点については全く触れらていない。また、特開昭
63−191830号公報にも、3.3′−ジメチルベ
ンジジン並びにp−フェニレンジアミン誘導体の剛直ジ
アミンからなるコポリイミドが提案されているが、該コ
ポリイミドの前駆体の組成では、やはり凝固性に劣る。
For example, JP-A-62-253621 discloses a polyimide using a rigid diamine. However, according to the publication, as a more preferable embodiment, it is specified that 25 mol% or more of a 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid derivative having a bent part in the acid component is used. Furthermore, there is no mention of mechanical properties or coagulation properties during wet molding. Further, JP-A-63-191830 also proposes a copolyimide consisting of 3,3'-dimethylbenzidine and a rigid diamine of p-phenylenediamine derivative, but the composition of the precursor of the copolyimide is as follows: It also has poor coagulability.

以上、上記全てのポリイミドにおいて、2の問題につい
ては全く改善されていないといえる。即ち、上記ポリイ
ミドの前駆体であるポリアミック酸の溶液は、最も取扱
の簡便な水系凝固浴中で良好な凝固性を示さない。
As mentioned above, it can be said that problem 2 has not been improved at all in all of the above polyimides. That is, a solution of polyamic acid, which is a precursor of the polyimide, does not exhibit good coagulation properties in an aqueous coagulation bath, which is the easiest to handle.

2の問題を改善すべく、以下の方法が提案されている。In order to improve problem 2, the following method has been proposed.

即ち、特開昭60−65112号公報によれば、酸成分
に 3.3’ 、4.4’ −ビフェニルテトラカルボ
ン酸(誘導体)を主成分とする可溶性ポリイミドを用い
て、該ポリイミドからなる成形用溶液を凝固させる方法
が開示されている。この成形用溶液は、良好な凝固性を
示すが、この際凝固浴としては、メタノール等のアルコ
ール系溶液が使用されており、取扱の簡便さに欠ける。
That is, according to JP-A No. 60-65112, a soluble polyimide whose main component is 3.3', 4.4'-biphenyltetracarboxylic acid (derivative) is used as the acid component, and molding made of the polyimide is performed. A method of coagulating a liquid solution is disclosed. Although this molding solution exhibits good coagulation properties, an alcoholic solution such as methanol is used as the coagulation bath, and it lacks ease of handling.

また、該ポリイミドは、上記酸成分を主体としているた
め高弾性率化が達成されないという問題も有している。
Furthermore, since the polyimide is mainly composed of the above-mentioned acid component, it also has the problem that a high modulus of elasticity cannot be achieved.

また、特開昭59−157319号公報によれば、ポリ
アミック酸を無水酢酸等により部分的にイミド化し、そ
の凝固性を改善する方法が提案されている。
Further, according to Japanese Patent Application Laid-open No. 59-157319, a method has been proposed in which polyamic acid is partially imidized with acetic anhydride or the like to improve its coagulability.

この方法は、はぼ全てのポリアミック酸に適用可能であ
るが、成形用溶液が多成分系になること、及びイミド化
が経時的に進行するためその制御が困難で均一な成形用
溶液を安定して提供できないという問題を内包している
This method is applicable to almost all polyamic acids, but since the molding solution becomes a multi-component system and imidization progresses over time, it is difficult to control and it is difficult to maintain a uniform molding solution. This includes the problem of not being able to provide the same information.

この点に鑑みて、本発明者等は以前、特願昭63−22
63411号にて、成形用溶液にアミン類及び/または
pKa4.3以上の酸の金属塩を添加することにより該
溶液の凝固性を改善する方法を提案した。この方法は経
時的変化のない安定な溶液を提供できるものであるが、
やはり成形用溶液が多成分系となる。
In view of this, the present inventors previously filed a patent application in
No. 63411 proposed a method of improving the coagulability of a molding solution by adding amines and/or metal salts of acids with a pKa of 4.3 or higher. Although this method can provide a stable solution that does not change over time,
After all, the molding solution is a multicomponent system.

以上の如く、前述の2つの問題を同時に解決し、優れた
機械的特性を有するポリイミド成形体を簡便なプロセス
にて与えることのできるポリアミック酸は、未だ存在し
ないといえる。
As described above, it can be said that there is still no polyamic acid that can simultaneously solve the above two problems and provide a polyimide molded article with excellent mechanical properties through a simple process.

ところで、本発明者等は以前、特願昭63−87312
号にて、ピロメリット酸く誘導体)と剛直ジアミンから
なるホモポリイミドの高弾性率繊維の製造方法を、また
特願昭f33−87313号にて2.2′ −ジメチル
ベンジジンを主体とするポリイミドホモポリマーを提案
した。この際、ジアミン成分として3.3′−ジメチル
ベンジジン、3.3′ −ジメトキシベンジジン及び2
,2′  −ジメチルベンジジンを用いたポリアミック
酸は水系凝固浴中において良好な凝固性を示すことを知
った。また、該ポリアミック酸より得られたポリイミド
繊維は優れた機械的性質を示す。しかしながら、該ポリ
イミドはホモポリマーゆえ高結晶性であり、そのため伸
度がやや不足しており、折れ易く取り扱い性等に問題を
残すものであった。
By the way, the present inventors previously filed Japanese Patent Application No. 63-87312.
In Japanese Patent Application No. 1987-87313, a method for producing a high elastic modulus fiber of homopolyimide consisting of a pyromellitic acid derivative) and a rigid diamine was disclosed. proposed a polymer. At this time, the diamine components include 3.3'-dimethylbenzidine, 3.3'-dimethoxybenzidine and 2.
, 2'-dimethylbenzidine was found to exhibit good coagulation properties in an aqueous coagulation bath. Moreover, the polyimide fiber obtained from the polyamic acid exhibits excellent mechanical properties. However, since the polyimide is a homopolymer, it is highly crystalline, and as a result, its elongation is somewhat insufficient, and it is easily broken, resulting in problems in handleability, etc.

(発明の目的) 本発明の目的は、上述の問題点を解決し、優れた耐熱性
、及び機械的性質すなわち高弾性率、高強度且つ適度な
伸度を有するコポリイミド繊維の製造方法を提供するこ
とにある。
(Object of the Invention) The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a method for producing a copolyimide fiber having excellent heat resistance and mechanical properties, that is, high modulus of elasticity, high strength, and appropriate elongation. It's about doing.

(発明の構成) 本発明者等は、上記目的を達成せんとしてポリイミドの
化学構造及び紡糸条件の両面から鋭意研究した結果、特
定の化学構造を有するコポリイミドは、コポリマーであ
りながらホモポリマーに劣らない高弾性率を発揮し、且
つ適度な伸度を有していて、更に驚くべきことには、水
系凝固浴を用いる湿式成形において良好な凝固性を示す
こと、また前記特性を有する繊維を得るためには、その
成形過程の初期において分子配向を高めておくことが不
可欠であることを知り、本発明を完成するに至った。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present inventors conducted intensive research on both the chemical structure of polyimide and the spinning conditions, and found that a copolyimide having a specific chemical structure, although a copolymer, is inferior to a homopolymer. Furthermore, surprisingly, the fiber exhibits good coagulation properties in wet molding using an aqueous coagulation bath, and has the above properties. In order to achieve this, it was found that it is essential to enhance the molecular orientation at the early stage of the molding process, and this led to the completion of the present invention.

かくして本発明によれば、実質的に下肥構成単位(I)
〜<m>より形成され、かつ下記A式を満足するコポリ
アミック酸を含有してなる成形用ドープからポリイミド
繊維を製造するに際し、該成形用ドープを一旦不活性雰
囲気中に吐出した後、水系凝固浴中に導入することを特
徴とするコポリイミド繊維の製造法が提供される。
Thus, according to the present invention, substantially the manure constituent unit (I)
When manufacturing polyimide fibers from a molding dope containing a copolyamic acid formed from ~<m> and satisfying the following formula A, the molding dope is once discharged into an inert atmosphere, A method for producing copolyimide fibers is provided, the method comprising introducing copolyimide fibers into a coagulation bath.

A : 95/  5≧ 1112  /  +113
  ≧80/20から選ばれる少なくとも1種。
A: 95/5≧1112/+113
At least one type selected from ≧80/20.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明で用いられるコポリアミック酸は、実質的に酸成
分としてはピロメリット酸無水物及び/またはその誘導
体IA、ジアミン成分としては、アルキルまたはアルコ
キシ核置換ベンジジン(塩酸塩>I[A及び下記■Aよ
り選ばれる少なくとも1種の剛直ジアミン(塩酸塩)と
から通常の溶液重合により合成される。ここで、パ実質
的に′とは、上記コポリアミック酸の酸成分の95モル
%以上が上記■△であり、ジアミン成分の95モル%以
上が上記IIAもしくはI[IAであることを意味し、
他の構成成分がその範囲を逸脱して含まれるような場合
には、得られるコポリイミド繊維の機械的性質が低下す
る等の問題が生じ、本発明の目的を達成することはでき
ない。
In the copolyamic acid used in the present invention, the acid component is essentially pyromellitic anhydride and/or its derivative IA, and the diamine component is alkyl or alkoxy-substituted benzidine (hydrochloride > I [A and the following It is synthesized by ordinary solution polymerization from at least one rigid diamine (hydrochloride) selected from A. Here, "substantially" means that 95 mol% or more of the acid component of the copolyamic acid is ■△, meaning that 95 mol% or more of the diamine component is the above IIA or I[IA,
If other components are included outside the range, problems such as deterioration of the mechanical properties of the resulting copolyimide fibers occur, making it impossible to achieve the object of the present invention.

本発明の目的を達成するためには上記の共重合組成を満
足する必要があるが、上記の範囲を越えてDIAを用い
ると、湿式成形性2弾性率が大巾に低下し、上記の範囲
を下回ってI[[Aを用いると伸度が低下する。また、
好ましくは、 12 / 13  : 95/ 5〜85/15更に好
ましくは、 醜z  /  Ia  :  95/  5〜90/1
0の範囲を満足してI[A及びlI[Aが存在するとき
、得られる繊維の機械的特性はより優れたものとなる。
In order to achieve the purpose of the present invention, it is necessary to satisfy the above copolymer composition, but if DIA is used beyond the above range, the wet moldability 2 modulus of elasticity will decrease significantly, and When I[[A is used, the elongation decreases. Also,
Preferably, 12/13: 95/5 to 85/15, more preferably Ugly z/Ia: 95/5 to 90/1
When I[A and lI[A satisfy the range of 0, the mechanical properties of the resulting fiber will be more excellent.

次に、本発明で凝固性においても最も重要なジアミン成
分IIAとして次のものが挙げられる。
Next, the following diamine component IIA is the most important in terms of coagulability in the present invention.

3.31−ジメチルベンジジン、3.3′ −ジエチル
ベンジジン、3.3’ 、5.5’ −テトラメチルベ
ンジジン、3.3′−ジメトキシベンジジン、2.2′
−ジメチルベンジジン また、ジアミン成分としてIIAと併用される■Aの芳
香族ジアミンについては次のようなものが挙げられる。
3.31-dimethylbenzidine, 3.3'-diethylbenzidine, 3.3', 5.5'-tetramethylbenzidine, 3.3'-dimethoxybenzidine, 2.2'
-Dimethylbenzidine Also, the following aromatic diamines may be used as the diamine component in combination with IIA.

4.4′−ジアミノジフェニルエーテル、3.4’−ジ
アミノジフェニルエーテル、4.4’ −ジアミノジフ
ェニルスルフォン、4,4′ −ジアミノジフェニルス
ルフィド、4.4′ −ジアミノベンゾフェノン、1.
4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4′
−ビス(4−7ミノフエノキシ)ビフェニル及びこれら
の塩酸塩 なお、本発明の範囲を逸脱しない範囲で他の酸成分、ジ
アミン成分を使用しても差し支えない。
4.4'-diaminodiphenyl ether, 3.4'-diaminodiphenyl ether, 4.4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4.4'-diaminobenzophenone, 1.
4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 4,4'
-bis(4-7minophenoxy)biphenyl and their hydrochlorides Note that other acid components and diamine components may be used without departing from the scope of the present invention.

例えば酸成分としては次のようなものが挙げられる。Examples of acid components include the following:

[芳香族ジ酸無水物] 3.3’ 、4.4’ −ジフェニルテトラカルボン酸
ジ酸無水物、2,3.3’ 、4’ −ジフェニルテト
ラカルボン酸ジ酸無水物、3.3’ 、4.4’ −ジ
フェニルオキシテトラカルボン酸ジ無水物、3.3’ 
、4.4’ベンゾフエノンテトラカルボン酸ジ無水物、
3.3’ 、4.4’ −ジフエニルスルフォンテトラ
力Jしボン酸ジ酸無水物、3.3’ 、4.4’ −ジ
フェニルアルキレンテトラカルボン酸ジ酸無水物、1.
4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン
ジ酸無水物、1.3−ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ノキシ)べ゛ンゼンジ酸無水物、p−フェニレン−ビス
−トリメリテートジ酸無水物。
[Aromatic diacid anhydride] 3.3', 4.4'-diphenyltetracarboxylic diacid anhydride, 2,3.3', 4'-diphenyltetracarboxylic diacid anhydride, 3.3' , 4.4'-diphenyloxytetracarboxylic dianhydride, 3.3'
, 4.4'benzophenonetetracarboxylic dianhydride,
3.3', 4.4'-diphenylsulfone tetracarboxylic acid diacid anhydride, 3.3', 4.4'-diphenylalkylenetetracarboxylic acid diacid anhydride, 1.
4-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzenedic anhydride, 1,3-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzenedic anhydride, p-phenylene-bis-trimellitate dioic anhydride.

[芳香族テトラカルボンW1誘導体] テトラカルボン酸類のジエステルジ酸クロリド、テトラ
カルボン酸類のジエステル、テトラカルボン酸類の塩。
[Aromatic Tetracarboxylic W1 Derivative] Diester diacid chloride of tetracarboxylic acids, diester of tetracarboxylic acids, and salt of tetracarboxylic acids.

またジアミン成分としては次のようなものが挙げられる
Further, examples of the diamine component include the following.

[ジアミン] p−フェニレンジアミン、2−メチル−p−フェニレン
ジアミン、2−エチル−〇−フェニレンジアミン、2−
メトキシ−p−フェニレンジアミン、2−エトキシ−p
−フェニレンジアミン、2.5−ジメチル−p−フェニ
レンジアミン、2.6ジメチルーp−フェニレンジアミ
ン、2.6−ジメトキシ−p−フェニレンジアミン、2
,3.5−トリメチル−p−フェニレンジアミン、2,
3.5−トリメトキシ−p−フェニレンジアミン、2,
3,5.6−ブトラメチル−p−フェニレンジアミン、
2.3,5.6−テトラメトキシ−p−フェニレンジア
ミン、2.4−ジアミノトルエン、ジアミノベンズアニ
リド、ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス(アミ
ノフェニル)プロパン、1.4−ビス(3−アミノフェ
ノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、4.4′ −ビス(アミノフェノキシ)
ジフェニルエーテル、4.4′−ビス(アミノフェノキ
シ)ジフェニルスルフォン、2,2−ビス((アミノフ
ェノキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス((アミ
ノフェノキシ)フェニル)へキサフルオロプロパン、ジ
アミノナフタレン及びこれらの塩酸塩。
[Diamine] p-phenylenediamine, 2-methyl-p-phenylenediamine, 2-ethyl-〇-phenylenediamine, 2-
Methoxy-p-phenylenediamine, 2-ethoxy-p
-phenylenediamine, 2.5-dimethyl-p-phenylenediamine, 2.6-dimethyl-p-phenylenediamine, 2.6-dimethoxy-p-phenylenediamine, 2
, 3.5-trimethyl-p-phenylenediamine, 2,
3.5-trimethoxy-p-phenylenediamine, 2,
3,5.6-butramethyl-p-phenylenediamine,
2.3,5.6-tetramethoxy-p-phenylenediamine, 2.4-diaminotoluene, diaminobenzanilide, diaminodiphenylmethane, 2,2-bis(aminophenyl)propane, 1.4-bis(3-amino phenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 4,4'-bis(aminophenoxy)
Diphenyl ether, 4,4'-bis(aminophenoxy)diphenylsulfone, 2,2-bis((aminophenoxy)phenyl)propane, 2,2-bis((aminophenoxy)phenyl)hexafluoropropane, diaminonaphthalene, and these hydrochloride.

本発明で用いるコポリアミック酸は、上述の酸成分IA
、ジアミン成分11A及びlI[Aを溶媒中で溶液重合
することによって得られるが、この時使用される溶媒に
ついて以下に述べる。
The copolyamic acid used in the present invention is the acid component IA described above.
, diamine components 11A and lI[A are obtained by solution polymerization in a solvent, and the solvent used at this time will be described below.

溶媒は、使用するモノマーと非反応性で、且つ前駆体を
高濃度で溶解するものならば何でもよいが、取扱の簡便
さから下記の溶液が好ましく用いられる。
Any solvent may be used as long as it is non-reactive with the monomer used and dissolves the precursor at a high concentration, but the following solutions are preferably used for ease of handling.

[溶媒] N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−エチル−
2−ピロリドン(NEP) 、N、N−ジメチルホルム
アミド(DMF)、N、N−ジメチルアセトアミド(D
MAc ) 、N、N−ジエチルアセトアミド(DEA
c ) 、N、N−ジメチルプロピオンアミド(DMP
r ) 、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(NMrB)、N
−メチルカプロラクタム(NMC> 、N、N−ジメチ
ルメトキシアセトアミド、N−アセチルピロリジン(N
 A”Pr)、N−アセチルピペリジン、N−メチルピ
ペリドン−2(NMPD) 、N、N’ −ジメチルエ
チレン尿素、N、N’ −ジメチルプロピレン尿素、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、N、N、N’N′−テトラメチ
ル尿素(TMU)、ジメチルスルホキシド(DMSO)
 、ヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)。
[Solvent] N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-ethyl-
2-pyrrolidone (NEP), N,N-dimethylformamide (DMF), N,N-dimethylacetamide (D
MAc), N,N-diethylacetamide (DEA
c) ,N,N-dimethylpropionamide (DMP
r ), N, N-dimethylbutyramide (NMBA)
, N, N-dimethylisobutyramide (NMrB), N
-Methylcaprolactam (NMC>, N,N-dimethylmethoxyacetamide, N-acetylpyrrolidine (N
A''Pr), N-acetylpiperidine, N-methylpiperidone-2 (NMPD), N,N'-dimethylethyleneurea, N,N'-dimethylpropyleneurea, N
, N, N', N'-tetramethylmalonamide, N
-Acetylpyrrolidone, N,N,N'N'-tetramethylurea (TMU), dimethyl sulfoxide (DMSO)
, hexamethylphosphoramide (HMPA).

等がある。etc.

溶液重合に関しては、ポリアミック酸の重合で用いられ
る通常の方法が適用されるが、後掲の実施例1に示すよ
うに、3,3′ −ジメチルベンジジン及び4.4′ 
−ジアミノジフェニルエーテルを溶解したNMP溶液を
一10°Cに保ちながら、ピロメリット酸無水物を上記
ジアミンのほぼ当債添加し、激しく撹拌すると、溶液は
次第に粘度を増し、更に撹拌を続けると高粘度の溶液が
得られ、固有粘度を測定したところ5.3であり、高重
合度のコポリアミック酸が生成されていることが確認さ
れた。
Regarding the solution polymerization, the usual method used in the polymerization of polyamic acids is applied, but as shown in Example 1 below, 3,3'-dimethylbenzidine and 4,4'
- While maintaining the NMP solution containing diaminodiphenyl ether at -10°C, add pyromellitic anhydride to approximately the same amount as the above diamine and stir vigorously.The solution gradually increases in viscosity, and if stirring is continued, the viscosity increases. A solution was obtained, and its intrinsic viscosity was measured to be 5.3, confirming that a copolyamic acid with a high degree of polymerization was produced.

固有粘度(η1nh)の測定はNMP中35℃、m度0
.59/旧でオストワルド粘度計を用い、1/C[1n
 ’(t /lo ) ]により算出した。
Measurement of intrinsic viscosity (η1nh) was carried out in NMP at 35°C and m degree 0.
.. 59/old using an Ostwald viscometer, 1/C[1n
'(t/lo)].

また、テトラカルボン酸類のジエステルジ酸クロリド或
はジアミンの塩酸塩を用いる場合も同様に溶液重合を実
施すればよいが、その際3級アミン等の脱塩化水素剤を
加えておいてもよい。
Further, when using diester diacid chloride of tetracarboxylic acids or hydrochloride of diamine, solution polymerization may be carried out in the same manner, but at that time, a dehydrochlorination agent such as a tertiary amine may be added.

かくして得られるコポリアミック酸は、次いで以下の方
法によりポリイミド繊維となす。
The copolyamic acid thus obtained is then made into polyimide fibers by the following method.

[成形用ドープの調製] 成形用ドープの調製は、溶液重合を行ったコポリアミッ
ク酸溶液を形成に適した粘度となるようポリマー濃度を
調製し、該溶液をそのまま成形用ドープとしてもよいし
、また非溶媒との混合等によりポリマーを一旦単離後、
適当な溶媒に再溶解し、それを成形用ドープとすること
もできる。本発明では何れの方法も採用できるが、工業
的には前者の方法が好ましい。また、本発明においては
、水系凝固浴中にて優れた凝固性を示すので、成形用ド
ープはそのまま使用可能であるが、更に凝固性を改善す
る目的で、本発明者等が以前特願昭63−226344
号にて提案したポリアミック酸溶液にアミン類及び/ま
たは弱酸の金属塩を添加する方法、あるいはポリアミッ
ク酸溶液に化学環化剤を添加し該溶液中のポリアミック
酸を部分的にイミド化する方法を用いても熱論差し支え
ない。
[Preparation of molding dope] To prepare a molding dope, the polymer concentration is adjusted so that the copolyamic acid solution subjected to solution polymerization has a viscosity suitable for formation, and the solution may be used as a molding dope as it is, In addition, once the polymer is isolated by mixing with a non-solvent,
It can also be redissolved in a suitable solvent and used as a molding dope. Although either method can be employed in the present invention, the former method is industrially preferred. In addition, in the present invention, the molding dope can be used as it is because it exhibits excellent coagulation properties in an aqueous coagulation bath. 63-226344
The method of adding amines and/or metal salts of weak acids to the polyamic acid solution proposed in the above issue, or the method of adding a chemical cyclizing agent to the polyamic acid solution and partially imidizing the polyamic acid in the solution. There is no harm in arguing passionately about using it.

[iIM製造方法1 本発明においては、先に述べたように、成形の初期にお
いて分子配向を高めることにより最終的に高度な繊維物
性を得るものである。これは上記のコポリアミック酸か
らなる成形用ドープを紡糸する際、−旦不活性雰囲気中
に吐出した後、水系凝固浴中に導入し湿式成形を行うこ
とにより達成できる。かくすることにより紡糸ドラフト
の増大が可能となり、分子配向は高まるとともに、繊維
表面の凝固状態も緻密となるためにボイド等の欠陥部の
発生が抑制される。その結果、高度なta帷動物性なる
のである。
[iIM Manufacturing Method 1] In the present invention, as described above, high-quality fiber properties are finally obtained by increasing molecular orientation at the initial stage of molding. This can be achieved by first discharging the above-mentioned copolyamic acid forming dope into an inert atmosphere and then introducing it into an aqueous coagulation bath for wet forming. This makes it possible to increase the spinning draft, improve molecular orientation, and make the coagulation state of the fiber surface denser, thereby suppressing the generation of defects such as voids. The result is a high degree of tampering.

ここでいう不活性雰囲気とは、窒素、アルゴン。The inert atmosphere here refers to nitrogen and argon.

空気等実質的にドープと非反応性のものを指し、使用上
の簡便さから空気を用いるのが好ましい。
It refers to something that is substantially non-reactive with the dope, such as air, and air is preferably used for ease of use.

通常の湿式紡糸では吐出と同時に凝固剤との接触が行わ
れ、紡糸ドラフトを大きく取ることが困難であり、且つ
固化した表面が引き延ばされるために11M方向への縦
筋状の溝の発生、及びボイドの発生等がみられる。これ
らは、分子配向を充分に進めることを困難にするだけで
なく、力学的物性の向上に対して好ましくない欠陥部を
生じせしめ、更にはフィブリル化の原因となる。本発明
は、この両者を同時に解決するものである。
In normal wet spinning, contact with a coagulant occurs at the same time as discharge, making it difficult to obtain a large spinning draft, and because the solidified surface is stretched, vertical grooves are formed in the 11M direction. and the occurrence of voids. These not only make it difficult to sufficiently advance molecular orientation, but also create defects that are undesirable for improving mechanical properties, and further cause fibrillation. The present invention solves both problems at the same time.

なお、本発明の製造方法は全てのポリイミド繊維に適用
できるが、特に本発明の目的とする優れた機械的性質を
有する繊維を得るためには、ポリイミド前駆体として前
記特定のポリアミック酸を用いる必要がある。
The production method of the present invention can be applied to all polyimide fibers, but in order to obtain fibers with excellent mechanical properties, which is the object of the present invention, it is necessary to use the above-mentioned specific polyamic acid as a polyimide precursor. There is.

例えば、ジアミン成分がp−フェニレンジアミン、ベン
ジジン等の剛直ジアミンであるピロメリットイミドの前
駆体に本発明の製糸法を適用した場合、凝固した糸条の
配向及び物性は向上するが、一方では、その俊の熱延伸
が殆ど不可能になり、高度の力学物性は期待できず、且
つ低伸度の折れやすい糸条しか得ることはできない。更
に該前駆体は凝固性が悪いため、凝固した糸条はボイド
等により失透している。
For example, when the yarn-making method of the present invention is applied to a precursor of pyromellitimide whose diamine component is a rigid diamine such as p-phenylenediamine or benzidine, the orientation and physical properties of the coagulated yarn are improved, but on the other hand, It becomes almost impossible to carry out such rapid hot drawing, and high mechanical properties cannot be expected, and only fragile yarns with low elongation can be obtained. Furthermore, since the precursor has poor coagulation properties, the coagulated threads are devitrified due to voids and the like.

本発明では最も簡便なプロセスの追求を目的としており
、従って凝固浴として水系のものを用いるが、これは特
公昭57−37687号公報に開示されているようなア
ルコール系凝固浴を用いる方法に比べて、取扱の簡便さ
から水系に優るものはないからである。水系凝固浴につ
いて更に詳しく説明すると、水または水と前駆体溶液を
構成する溶媒とからなることが好ましく、凝固性を改善
する目的で無機化合物を含有させても差し支えない。
The present invention aims to pursue the simplest process, and therefore uses an aqueous coagulation bath, which is superior to the method using an alcohol-based coagulation bath as disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-37687. This is because there is nothing superior to water-based systems in terms of ease of handling. To explain the aqueous coagulation bath in more detail, it is preferably composed of water or water and a solvent constituting the precursor solution, and may contain an inorganic compound for the purpose of improving coagulation properties.

凝固した糸条は、その後適当なプロセスを経た後、熱延
伸及び熱処理、あるいは両者を兼ねた熱延伸を行い最終
的に優れた機械的性質を有する繊維を得る。
The coagulated yarn is then subjected to an appropriate process and then subjected to hot drawing and heat treatment, or a combination of both hot drawings to finally obtain fibers with excellent mechanical properties.

上記プロセスの例を挙げると、 (1)凝固糸を熱延伸する。To give an example of the above process: (1) Hot stretching the coagulated thread.

(2)凝固糸を空中または水系の浴中で延伸後、熱延伸
する。
(2) The coagulated thread is stretched in air or in an aqueous bath, and then hot stretched.

(3)  ″m固糸をイミド化後、熱延伸、?lる。(3) After imidizing the solid yarn, hot stretching is carried out.

(4)凝固糸を空中または水系の浴中で延伸後イミド化
し、熱延伸する。
(4) The coagulated thread is stretched in air or in an aqueous bath, then imidized and hot stretched.

等があり、どの様に実施しても差し支えないが、基本的
にはできるだけ高張力下で熱延伸を行うことが物性の向
上につながることから、熱延伸前の繊維強度を高めてお
くことが重要であり、この意味では上記(4)の手法が
好ましいといえるが、熱延伸前のU&雑強度をある程度
高めかつ簡略なプロセスを追求するためには(′2Iの
手法を取ることができる。イミド化に関しては、加熱に
よる熱イミド化法、後述の化学環化剤を用いる化学イミ
ド化法とがあり、どちらを採用しても良いが、結晶化の
抑制という意味では化学イミド化法が好ましく、プロセ
スの簡略化という意味では熱イミド化法が適している。
etc., and there is no problem in performing it in any way, but basically, performing hot drawing under as high a tension as possible leads to improvement in physical properties, so it is recommended to increase the fiber strength before hot drawing. In this sense, the above method (4) can be said to be preferable, but in order to increase the U & miscellaneous strength to some extent and pursue a simple process, method ('2I) can be used. Regarding imidization, there are two methods: thermal imidization by heating, and chemical imidization using a chemical cyclizing agent (described later). Either method may be used, but chemical imidization is preferable in terms of suppressing crystallization. In terms of process simplification, thermal imidization is suitable.

次に上記の化学イミド化法について説明する。Next, the above chemical imidization method will be explained.

[化学イミド化法1 これは、無水酸M等の脱水剤によりポリアミック酸の閉
環イミド化を進行せしめることをいい、この際触媒と1
)でピリジン等の3級アミンを併用してイミド化速度を
大きくすることもできる。糸条のイミド化においては、
具体的には、凝固後−旦糸条をボビンに巻き取った後ボ
ビンごと上記の化学環化剤中に浸漬、或は凝固後の糸条
を化学環化剤を配した浴中を通過させる等の手法により
、糸条と化学環化剤とを接触せしめればよく、その手法
に関しては特に限定されるものではない。浸漬時間は数
秒以上12時間以下である。またこの際に、以前本発明
者等が特願昭62−272342号、及び特願昭63−
226344号に提案した糸条のイミド化淀進手法を用
いるならば、より効率的にイミド化を進行せしめること
ができる。
[Chemical imidization method 1] This refers to the process of ring-closing imidization of polyamic acid using a dehydrating agent such as anhydrous acid M.
) can also be used in combination with a tertiary amine such as pyridine to increase the imidization rate. In imidization of yarn,
Specifically, after coagulation, the thread is wound onto a bobbin and then the bobbin is immersed in the above chemical cyclizing agent, or the thread after coagulation is passed through a bath containing a chemical cyclizing agent. The yarn and the chemical cyclizing agent may be brought into contact with each other by a method such as the above, and the method is not particularly limited. The immersion time is from several seconds to 12 hours. In addition, at this time, the present inventors previously filed Japanese Patent Application No. 62-272342 and Japanese Patent Application No. 63-
If the yarn imidization method proposed in No. 226344 is used, imidization can proceed more efficiently.

本発明のコポリイミドmHは、核置換ベンジジンの置換
基効果、及び共重合効果によりホモポリマーに比較して
熱延伸性が改善されており分子配向を高度に高めること
ができる。延伸された糸条は、結晶化の促進により更な
る物性の向上のために高温の熱処理を実施されることが
好ましく、張力下にて400〜650℃、好ましくは4
50〜550℃で処理する。
The copolyimide mH of the present invention has improved hot stretchability compared to a homopolymer due to the substituent effect of the nuclear-substituted benzidine and the copolymerization effect, and can highly enhance molecular orientation. The drawn yarn is preferably subjected to high-temperature heat treatment in order to further improve physical properties by promoting crystallization, and is heated to 400 to 650°C under tension, preferably 400 to 650°C.
Process at 50-550°C.

以上の如く得られた繊維は、コポリマーでありながら高
度な弾性率を発揮し、更に適度な伸度を有している。
Although the fibers obtained as described above are copolymers, they exhibit high elastic modulus and also have appropriate elongation.

(発明の作用・効果) 本発明で得られるコポリイミド繊維の最大の特徴は、種
々の礪械的特性において有利な高重合度ポリマーから形
成され、かつコポリマーでありながら高弾性率を発揮し
更に適度な伸度を有している点である。該1!維は、先
進複合材料(A、 CM、)等の分野にて優れた性能を
発揮するものである。
(Operations and Effects of the Invention) The greatest feature of the copolyimide fiber obtained by the present invention is that it is formed from a highly polymerized polymer that is advantageous in various mechanical properties, and that it exhibits a high modulus of elasticity even though it is a copolymer. The point is that it has appropriate elongation. Part 1! Fibers exhibit excellent performance in the field of advanced composite materials (A, CM, etc.).

更に本発明の製造法においては、湿式の成形プロセスに
おいて最も取扱の容易な水系凝固浴中での凝固性に特異
的に優れており、凝固性を改善する種々方法を用いる必
要がなく、その結果プロセスは最も簡便なものとなる。
Furthermore, the production method of the present invention has specific excellent coagulation properties in an aqueous coagulation bath, which is the easiest to handle in a wet molding process, and there is no need to use various methods to improve coagulation properties. The process will be the simplest.

(実施例) 以下、実施例を挙げて本発明を説明する。(Example) The present invention will be explained below with reference to Examples.

先ず、本発明にて用いた成形原液の調製、紡糸方法、熱
処理方法について説明しておく。
First, the preparation of the forming stock solution, the spinning method, and the heat treatment method used in the present invention will be explained.

[成形原液の調製] 少なくとも1種の芳香族ジアミン成分をモレキュラーシ
ブスで脱水したN−メチルごロリドン(N M P )
  150m1に乾燥窒素気流中で溶解し、このアミン
溶液を−10’Cに外部冷却した後、ピロメリット酸無
水物(PMDA)をジアミンのほぼ当量加え高速撹拌下
に重合反応せしめる。得られた高粘度のコポリアミック
酸溶液の一部を取り出して0.5(j/旧の濃度に希釈
してηinhを測定する。
[Preparation of molding stock solution] N-methylgorolidone (NMP) obtained by dehydrating at least one aromatic diamine component with molecular sieves.
After the amine solution was externally cooled to -10'C, pyromellitic anhydride (PMDA) was added in an amount equivalent to the diamine, and a polymerization reaction was carried out under high speed stirring. A portion of the obtained high viscosity copolyamic acid solution is taken out and diluted to a concentration of 0.5 (j/old) to measure ηinh.

[乾湿式紡糸(紡糸A法)1 上記の如くして得られたコポリアミック酸溶液を直ちに
、孔径0.IM、孔数12のノズルを通して吐出速度3
171/LIlinで空中に吐出し、厚さ10朧の空気
層を通過させた後、水/NMP (容積比90/10)
からなる凝固浴中に導入し、浴内を約3m通過させた後
、水/NMP (容積比95/ 5)からなる延伸浴中
で約2倍に延伸した後空中に取り出し、巻取速度的20
R/winで巻取る。(以下、これを紡糸A法と呼ぶ。
[Dry-Wet Spinning (Spinning Method A) 1 The copolyamic acid solution obtained as described above was immediately mixed with a pore size of 0. IM, discharge speed 3 through a nozzle with 12 holes
171/LIlin into the air, and after passing through a 10-thick air layer, water/NMP (volume ratio 90/10)
After passing through the bath for about 3 m, it was stretched to about twice its original size in a stretching bath consisting of water/NMP (volume ratio 95/5), and then taken out into the air and adjusted at a winding speed. 20
Wind it up with R/win. (Hereinafter, this will be referred to as spinning method A.

) CFJ式紡糸(紡糸B法)] 上記のコポリアミック酸溶液を、空気層を通過させない
ことを除いてはすべて紡糸へ法と同様に行う。(以下、
これを紡糸B法と呼ぶ、、)[化学イミド化−熱処理(
熱処理A法)]巻取った糸条を、速かにボビンごと別の
無水酢If/ピリジン(容積比70/30)よりなる浴
中に1時間浸漬しイミド化を進行せしめ、該糸条を水洗
・乾燥したあ、250℃、450〜600℃(使用した
コポリアミック酸により最適値を選択)のプレート上で
段階昇温熱処理を行い、コポリイミドm維を得る。この
際、安定に巻き取れる倍率で延伸を行う、(以下、これ
を熱処理A法という。)[熱イミド化(熱処理B法)] 上記の紡糸A法及びB法において、糸条を巻取る際に約
100℃に加熱したホットローラーを通過させ、乾燥し
た糸条を250℃、450〜600℃(使用したコポリ
アミック酸により最適値を選択)のプレート上で段階昇
温熱処理を行う。この際、安定に巻き取れる倍率で延伸
を行い、コポリイミド繊維を得る。(以下、これを熱処
理B法という。)なお実施例中、固有粘ri<ηinh
 )はポリマー濃度0.5ff/dlとなるよう前駆体
溶液を溶媒で希釈して、35℃において測定した値であ
る。また弓張り特性は東洋■製テンシロンを用い、試長
100mm引張り速度50mm / m i nでヤー
ンについて測定した。なお、単糸とヤーンでは引張り特
性に最大2割程度の差がみられた。
) CFJ spinning (spinning method B)] The above copolyamic acid solution is carried out in the same manner as the spinning method except that the above copolyamic acid solution is not passed through an air layer. (below,
This is called the spinning method B.) [Chemical imidization-heat treatment (
Heat treatment method A)] The wound yarn was immediately immersed together with the bobbin in a separate bath of anhydrous vinegar If/pyridine (volume ratio 70/30) for 1 hour to advance imidization, and the yarn was After washing and drying, stepwise heating treatment is performed on a plate at 250° C. and 450 to 600° C. (the optimum value is selected depending on the copolyamic acid used) to obtain copolyimide m fibers. At this time, stretching is performed at a ratio that allows stable winding (hereinafter referred to as heat treatment method A) [thermal imidization (heat treatment method B)] In the above-mentioned spinning methods A and B, when winding the yarn The yarn is passed through a hot roller heated to about 100°C, and the dried yarn is subjected to stepwise heating heat treatment on a plate at 250°C and 450 to 600°C (the optimum value is selected depending on the copolyamic acid used). At this time, the copolyimide fiber is obtained by stretching at a ratio that allows stable winding. (Hereinafter, this will be referred to as heat treatment method B.) In the examples, intrinsic viscosity ri<ηinh
) is the value measured at 35° C. after diluting the precursor solution with a solvent so that the polymer concentration was 0.5 ff/dl. Further, the bow tension properties were measured on the yarn using Tensilon manufactured by Toyo ■ at a sample length of 100 mm and a tensile speed of 50 mm/min. It should be noted that there was a maximum difference of about 20% in tensile properties between single yarn and yarn.

なお実施例中の略号は下記に示す。The abbreviations in Examples are shown below.

PMOA :ピロメリット酸ジ酸無水物BPDA : 
 3,3’ 、4,4’ −ビフェニルテトラカルボン
酸ジ酸無水物 0−T OL :  3.3’ −ジメチルベンジジン
1−TOL :  2.2’ −ジメチルベンジジンD
SB  :  3,3’ −ジメトキシベンジジン4D
APE:  4,4’ −ジアミノジフェニルエーテル 3DAPE:  3,4’ −ジアミノジフェニルエー
テル TPE−Q:  1.4−ビス(アミノフェノキシ)ベ
ンゼン BAP8:  4.4’ −ビス(4−アミノフェノキ
シ)ビフェニル 3CBZ :  3,3’ −ジ’)DAtベンジジ>
20BZ:2,2’ −ジクロルベンジジン2CP  
:2−クロル−p−フェニレンジアミン250BZ :
  2.2’ 、5.5’ −テトラクロルベンジジン 3DAS= 3,3′−ジアミノスルフォン3BAS:
  4.4’ −ビス(3−アミノフェノキシ)ジフェ
ニルスルフォン TPE−M:  1,3−ビス(3−アミノフェノキシ
)ベンゼン 3DABA:  3,3’ −ジアミノベンズアニリド
MPDA:+−フェニレンジアミン 次いで、コポリアミック酸溶液1〜12を上述の紡糸A
法にて乾湿式紡糸し、熱処理A法、B法それぞれの方法
で熱処理を行いコポリイミド繊維を得た。得られた繊維
の物性値を表−2に示した。
PMOA: Pyromellitic diacid anhydride BPDA:
3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid anhydride 0-TOL: 3,3'-dimethylbenzidine 1-TOL: 2,2'-dimethylbenzidine D
SB: 3,3'-dimethoxybenzidine 4D
APE: 4,4'-diaminodiphenyl ether 3DAPE: 3,4'-diaminodiphenyl ether TPE-Q: 1.4-bis(aminophenoxy)benzene BAP8: 4.4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl 3CBZ: 3 ,3'-di')DAtbenzidi>
20BZ: 2,2'-dichlorobenzidine 2CP
:2-chloro-p-phenylenediamine 250BZ:
2.2',5.5'-tetrachlorobenzidine 3DAS = 3,3'-diaminosulfone 3BAS:
4.4'-bis(3-aminophenoxy)diphenylsulfone TPE-M: 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene 3DABA: 3,3'-diaminobenzanilide MPDA: +-phenylenediamine then copolyamic Acid solutions 1 to 12 were mixed into the above-mentioned spinning A.
Copolyimide fibers were obtained by dry-wet spinning using method A and method B. The physical properties of the obtained fibers are shown in Table 2.

(熱処理温度は種々変化させ、最高の物性を示したもの
について記した。以下、同様)何れのm維も゛強度15
g/de以上、初期弾性率1200g/ de以上、破
断伸度1.5%以上と優れた物性値を示した。なお、紡
糸時の凝固性も良好で、はぼ透明であった。
(The heat treatment temperature was varied, and the one that showed the best physical properties was described. The same applies hereinafter.) All of the m fibers had a strength of 15
It exhibited excellent physical properties, with an initial elastic modulus of 1,200 g/de or higher, and a breaking elongation of 1.5% or higher. In addition, the coagulation property during spinning was also good, and the material was almost transparent.

実施例1 3.3′ −ジメチルベンジジン(o −Tol)4.
499.4,4′ −ジアミノジフェニルエーテル(4
DAPE)0.22 g(モル比95/ 5) 、PM
DA 4.86 gを上述の成形原液の調製法により重
合しポリアミック酸成形原液を得た。該溶液のηinh
は5.8であり高重合度のポリアミック酸が重合された
。以下、ジアミン成分を種々変更し、各種コポリアミッ
ク酸を重合した。その結果を表−1に示した。
Example 1 3.3'-dimethylbenzidine (o-Tol)4.
499.4,4'-diaminodiphenyl ether (4
DAPE) 0.22 g (molar ratio 95/5), PM
4.86 g of DA was polymerized by the above-mentioned molding stock solution preparation method to obtain a polyamic acid molding stock solution. ηinh of the solution
was 5.8, indicating that a polyamic acid with a high degree of polymerization was polymerized. Hereinafter, various copolyamic acids were polymerized with various diamine components. The results are shown in Table-1.

比較例1 酸成分としてPMOA、ジアミン成分として核塩素置換
した芳香族ジアミンを併用した表−1記載のジアミンを
使用し、上述の方法にしたがってコポリアミック酸を得
た。結果を表−1に記したが、実施例1に比較して重合
度は低いものであった。
Comparative Example 1 A copolyamic acid was obtained according to the method described above using the diamine shown in Table 1, which used PMOA as the acid component and an aromatic diamine substituted with nuclear chlorine as the diamine component. The results are shown in Table 1, and the degree of polymerization was lower than in Example 1.

コポリアミック酸溶液3〜7を上述の紡糸A法にて乾湿
式紡糸し、熱処理A法、B法それぞれの方法で熱処理を
行いコポリイミド411tlた。得られた繊維の物性値
を表−2に併記した。実施例1のコポリイミド繊維に比
較して明らかに物性値は劣っていた。また紡糸した糸条
は実施例1のそれと比較してすべて凝固性が悪く、失透
していた。
Copolyamic acid solutions 3 to 7 were wet-dry spun using the above-mentioned spinning method A, and heat-treated using method A and method B, respectively, to obtain 411 tl of copolyimide. The physical property values of the obtained fibers are also listed in Table 2. Compared to the copolyimide fiber of Example 1, the physical properties were clearly inferior. Furthermore, all of the spun threads had poor coagulation properties and were devitrified compared to those of Example 1.

表 *:重合度殆ど上がらず 表 比較例2 実施例1のコポリアミック酸について、紡糸B法、熱処
理A法を採用しコポリイミド繊維を得、結果を表〜3に
示した。実施例1と比較して、物性値は格段に劣ってい
た。
Table *: The degree of polymerization hardly increased Comparative Example 2 For the copolyamic acid of Example 1, spinning method B and heat treatment method A were employed to obtain copolyimide fibers, and the results are shown in Tables 3 to 3. Compared to Example 1, the physical properties were significantly inferior.

表−3 *:T/M/E:破断強度(9/d)/初期弾性率(g
/d)/破断伸度(%) 比較例3 本発明にて使用する酸成分、ジアミン成分を用いた各種
ホモポリアミック酸を上述の方法にしたがって得、紡糸
A法、熱処理A法によって対応するポリイミド繊維を得
た。ポリアミック酸の固有粘度並びに繊維物性を表−4
に示した。重合度の高いポリアミック酸が得られ、高弾
性率を有する11雑を得たが、実施例1に比較して伸度
が不足していた。
Table-3 *: T/M/E: Breaking strength (9/d)/Initial modulus of elasticity (g
/d)/Elongation at break (%) Comparative Example 3 Various homopolyamic acids using the acid component and diamine component used in the present invention were obtained according to the above-mentioned method, and the corresponding polyimide was obtained by spinning method A and heat treatment A method. Obtained fiber. Table 4 shows the intrinsic viscosity and fiber properties of polyamic acid.
It was shown to. A polyamic acid having a high degree of polymerization and a high elastic modulus was obtained, but the elongation was insufficient compared to Example 1.

比較例4 酸成分としてPMDAを用い、ジアミンの共重合比を本
発明の範囲外としたコポリアミック酸溶液を得、紡糸A
法、熱処理A法にてコポリイミド繊維を得、その物性値
を表−5に記した。共重合比が本発明の間開を逸脱する
ほど物性値が低下することが明らかとなった。特に共重
合成分の比率が多くなるほど凝固性が悪化し、紡糸した
糸条の失透現象は大となった。
Comparative Example 4 Using PMDA as the acid component, a copolyamic acid solution with a diamine copolymerization ratio outside the range of the present invention was obtained, and spinning A
Copolyimide fibers were obtained by heat treatment method A, and their physical properties are listed in Table 5. It has become clear that the physical properties decrease as the copolymerization ratio deviates from the range of the present invention. In particular, as the ratio of copolymerized components increased, the coagulability deteriorated and the devitrification phenomenon of the spun yarn became more severe.

表−5 表−4 比較例5 本発明で規定した以外のジアミン、及びPMDAを用い
てコポリアミック酸溶液を製造し、紡糸A法、熱処理A
法にてコポリイミド繊維を得、その物性値を表−6に記
した。実施例1に比較してバランスのIflJれた物性
値を示した。
Table 5 Table 4 Comparative Example 5 A copolyamic acid solution was produced using a diamine other than those specified in the present invention and PMDA, and subjected to spinning method A and heat treatment A.
A copolyimide fiber was obtained by the method, and its physical properties are listed in Table 6. Compared to Example 1, physical property values with a balanced IflJ were shown.

処理A法にてそれぞれ対応するコポリイミド繊維を得た
。物性値を表−7に示した。凝固性が更に改善され、実
施例1と比較して物性は向上していた。
Corresponding copolyimide fibers were obtained using Process A method. The physical property values are shown in Table-7. The coagulability was further improved, and the physical properties were improved compared to Example 1.

表 表−6 実施例3 実施例1で得た各コポリアミック酸溶液にピリジンをア
ミド酸単位0.3当最添加混合し、得られた溶液を成形
用ドープとして用い、紡糸Δ法、熱特許出願人 帝 人
 株 式 会 社
Table 6 Example 3 Pyridine was added to each copolyamic acid solution obtained in Example 1 in an amount of 0.3 units of amic acid, and the resulting solution was used as a molding dope to perform spinning Δ method and thermal patent. Applicant Teijin Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 実質的に下記構成単位( I )〜(III)より形成され、
かつ下記A式を満足するコポリアミツク酸を含有してな
る成形用ドープからポリイミド繊維を製造するに際し、
該成形用ドープを一旦不活性雰囲気中に吐出した後、水
系凝固浴中に導入することを特徴とするコポリイミド繊
維の製造法。 I :▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、隣り合った−COOR基と−CO −基は結合が入れかわっていても良い。) II:▲数式、化学式、表等があります▼ III:▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼ から選ばれる少なくとも1種。 但し、Rは水素又はC_1〜_4のアルキル基、X_1
はC_1〜_2のアルキル基又はアルコキシ基X_2は
−O−、−SO_2−、−S−、又は−CO−、nは1
〜2の整数。 A:95/5≧m_2/m_3≧80/20(式中、m
_2,m_3は夫々コポリアミック酸を構成する全ジア
ミン成分中のII,IIIのモル百分率。)
[Claims] Substantially formed from the following structural units (I) to (III),
When producing polyimide fiber from a molding dope containing copolyamic acid that also satisfies the following formula A,
A method for producing copolyimide fibers, which comprises discharging the molding dope into an inert atmosphere and then introducing the molding dope into an aqueous coagulation bath. I: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the formula, the bonds between adjacent -COOR and -CO- groups may be switched.) II: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ III: At least one type selected from ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼. However, R is hydrogen or an alkyl group of C_1 to_4, X_1
is C_1 to_2 alkyl group or alkoxy group X_2 is -O-, -SO_2-, -S-, or -CO-, n is 1
An integer between ~2. A: 95/5≧m_2/m_3≧80/20 (in the formula, m
_2 and m_3 are the mole percentages of II and III in the total diamine component constituting the copolyamic acid, respectively. )
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JPS6257916A (en) * 1985-09-09 1987-03-13 Toray Ind Inc Copolyimide yarn
JPS62294519A (en) * 1986-06-16 1987-12-22 Teijin Ltd Manufacture of polyimide molded material

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