JPH02277815A - Production of copolyimide fiber - Google Patents

Production of copolyimide fiber

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JPH02277815A
JPH02277815A JP9875389A JP9875389A JPH02277815A JP H02277815 A JPH02277815 A JP H02277815A JP 9875389 A JP9875389 A JP 9875389A JP 9875389 A JP9875389 A JP 9875389A JP H02277815 A JPH02277815 A JP H02277815A
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acid
copolyimide
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copolyamic
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功刀 克男
Noritsugu Saiki
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 as an advanced composite material by spinning 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 units of formula I and formula II (R and R' are H or 1-4C alkyl) derived from an aromatic carboxylic acid component and units of formula III and formula IV or V(X1 and X3 are 1-2C alkyl or alkoxy; X2 is H or X1; n is 0-4) derived from an aromatic diamine component and simultaneously satisfying the relationships m1/m2=100/0 to 75/25, m3/m4=100/0 to 70/30 and m2+m4=5 to 30 wherein m1 and m2 are molar percentages of the unit I and unit II in the total constituent units derived from the acid component and m3 and m4 are molar percentages of the unit of formula III and formula IV or V in the total constituent units derived from the diamine component, extruding the dope in an inert atmosphere and introducing the extrudate into an aqueous coagulation bath.

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ll111を得
る新規なコポリイミドIl維の製造方法に関するもので
ある。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention is directed to a novel copolyimide Il fiber obtained from Il111 with excellent heat resistance and mechanical properties, which is useful in the space/aerospace field or the electronic material field. The present invention relates to a manufacturing method.

(従来の技術) 従来、ポリイミドは耐熱性・機械的特性・電気的特性・
耐候性等の優れたm雑、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 materials such as miscellaneous materials, films, and other molded products with excellent weather resistance. 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
繊維や合成紙、ポリイミド系のフィルム等が使用されて
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。
In addition, in the field of heat-resistant fibers and films, aramid fibers, synthetic papers, polyimide films, etc. are used, but with the advancement of advanced materials for space and aircraft applications, they are becoming more heat resistant and more durable. In recent years, materials with mechanical properties such as strength and high modulus have been required.

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。
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, since polyimide is often insoluble and infusible, the general method for manufacturing polyimide is to dry or wet mold a molding dope made of polyamic acid, which is its precursor, and to add polyamic acid during the molding process. A method of ring-closing and 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
急速に進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, rapidly crystallizes during the imidization process due to its rigidity. It has poor stretchability and, as a result, does not exhibit high mechanical properties.

史には、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。
Historically, due to the low mobility of molecular chains, internal stress increases during the imidization and accompanying crystallization process, resulting in cracks and fractures 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、このため物性の発現
が妨げられる。
2. Polyamic acid, which is a precursor of polyimide, generally has poor coagulation properties during wet molding, which hinders the development of physical properties.

1に関して例を挙げると、繊維学会誌vo1.4ONα
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1,000g/de以上、強度10
!?/de以上といった高弾性率、高強度の繊維は得ら
れず、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, the Journal of the Fiber Science Society vol. 1.4ONα
12. As described in T-480-T-487, poly-4,4'-biphenylenepyromellitimide has an initial elastic modulus of 1,000 g/de or more and a strength of 10
! ? It is widely known that fibers with high elastic modulus and high strength such as /de or more cannot be obtained, and at the same time, 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
屈曲鎖を有するモノマー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, JP-A-62-117815, etc. disclose copolyimides in which a monomer having a bent chain is partially 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 the precursors of the copolyimide have poor coagulability.

また、特開昭61−188127号公報、特開昭62−
79227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
。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惹換剛直
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。
Also, JP-A-61-188127, JP-A-62-
According to Publication No. 79227 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. These can achieve a higher modulus of elasticity than those described above. However, the nuclear chlorine-containing 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, which poses the problem of environmental pollution during combustion and disposal. In addition,
Precursors of these copolyimides 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号公報では、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’ −ビフェニルテ
トラカルボン酸(誘導体)25モル%以上の使用が明記
されていてこの組成では湿式成形性に劣り(湿式成形時
の凝固性という点については全く触れられていない)、
また機械的性質についても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. but,
According to this publication, as a more preferable embodiment, it is specified that 25 mol% or more of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid (derivative) having a bent part is used in the acid component, and this composition is suitable for wet processing. It has poor moldability (no mention is made of coagulation during wet molding),
There is also no mention of mechanical properties. Also,
3,3′ −
A copolyimide consisting of a rigid diamine of dimethylbenzidine and a p-phenylenediamine derivative has been proposed, but the composition of the precursor of this copolyimide still 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、即ち最も取扱の簡便
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 all the polyimides mentioned above have not improved the problem 2 at all, that is, they do not exhibit good coagulation properties in an aqueous coagulation bath, which is the easiest to handle.

ところで2の問題を改善すべく、以下の方法が提案され
ている。
By the way, 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
(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。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。
That is, according to JP-A No. 60-65112, a soluble polyimide containing 3.3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid (derivative) as the main component is used as the acid component.
A method of coagulating a molding solution comprising the polyimide 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. 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
6344号にて、成形用溶液にアミン類及び/またはp
Ka4.3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. 6344, amines and/or p were added to the molding solution.
We proposed a method of improving the coagulability of the solution by adding a metal salt of an acid with a Ka of 4.3 or higher. Although this method can provide a stable solution that does not change over time, the molding solution is still 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m維の製造方法は、未だ
知られていないといえる。
As described above, it can be said that there is still no known method for producing polyimide m-fibers that simultaneously solve the above two problems and have excellent mechanical properties.

ところで、本発明者等は以前、特願昭63−87312
号にて、ビO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。
By the way, the present inventors previously filed Japanese Patent Application No. 63-87312.
In this issue, we proposed a method for producing high-modulus homopolyimide fibers consisting of a polymeric acid derivative) and a rigid diamine. At this time, it was found that polyamic acids using 3,3'-dimethylbenzidine and 3,3'-dimethoxybenzidine as diamine components exhibit good coagulation properties in an aqueous coagulation bath.

また、該ポリアミック酸より得られたポリイミドmlt
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1
゛ものであった。
In addition, polyimide mlt obtained from the polyamic acid
shows excellent mechanical properties. However, since the polyimide is a homopolymer, it is highly crystalline, and as a result, its elongation is somewhat lacking, and it easily breaks, leaving problems in handling.
It was something.

(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,に:1強度で且つ
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 to produce a copolyimide fiber having excellent heat resistance and mechanical properties, that is, a high modulus of elasticity, a strength of 1:1, and an appropriate elongation. The purpose is to provide a method.

(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アミック酸は、コポリマー
でありながらホモポリマーに劣らなく高弾性率で、■つ
適度な伸度を有するポリイミド繊維を得ることができ、
更に驚くべきことには、該コポリアミック酸は水系凝固
浴を用いる湿式成形において良好な凝固性を示すことを
見いだし、更には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 copolyamic acid having a specific chemical structure is a homopolymer even though it is a copolymer. It is possible to obtain polyimide fibers with an equally high modulus of elasticity and moderate elongation.
More surprisingly, it has been found that the copolyamic acid exhibits good coagulation properties in wet molding using an aqueous coagulation bath, and furthermore, in order to obtain fibers with the above properties, it is necessary to The present invention was completed based on the realization that it is essential to improve the orientation.

かくして本発明によれば、実質的に、芳香族カルボン酸
成分から誘導される構成単位が下記■及びIIからなり
、芳香族ジアミン成分から誘6される構成単位が下記■
及びIVからなるコポリアミック酸であって、酸成分か
ら誘導される全構成単位中の1.IIのモル百分重大々
ml   rA2 、及びジアミン成分から誘導される
全構成単位中のIII、IVのモル百分重大々ff13
,1l14が、下記<A)〜(C)式を同時に満足する
コポリアミック酸から主として形成される成形用ドープ
を紡糸してポリイミド繊維を製造するに際し、該ドープ
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, the structural units derived from the aromatic carboxylic acid component are substantially composed of the following (1) and II, and the structural units derived from the aromatic diamine component are substantially the following (6).
and IV, in which 1. The molar percentage of II is significant ml rA2, and the molar percentage of III and IV in the total structural units derived from the diamine component is significant ff13
, 1l14, when manufacturing a polyimide fiber by spinning a molding dope mainly formed from a copolyamic acid that simultaneously satisfies the following formulas <A) to (C), the dope was once discharged into an inert atmosphere. A method for producing copolyimide fibers is provided, which comprises introducing the copolyimide fibers into an aqueous coagulation bath.

から選択される少なくとも一種。At least one selected from:

(A)    IL  /  mz  :  100/
  O〜75/25(B )    m3 /  mA
 :  100/  0〜70/30(C)    l
1lz  +  1m4  :  5〜30以下、本発
明の詳細な説明する。
(A) IL/mz: 100/
O~75/25(B) m3/mA
: 100/0~70/30(C) l
1lz + 1m4: 5-30 Below, the present invention will be explained in detail.

本発明で用い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)及び3.3’ 、4.4’ −ジフェニルテ
トラカルボン酸ジ酸無水物(及び/またはその誘導体)
(IIA>、ジアミン成分としては、下記II[A、 
IVAより選ばれる剛直ジアミン(塩酸塩)とから通常
の溶液重合により合成される。ここで、゛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IAもしくはmAであり、ジアミン成分の95モル
%以上が上記I[AもしくはrVA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m雑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。
The copolyamic acid used in the present invention essentially contains pyromellitic anhydride (and/or its derivatives>(IA) and 3.3',4.4'-diphenyltetracarboxylic diacid anhydride as acid components). (and/or derivatives thereof)
(IIA>, as the diamine component, the following II[A,
It is synthesized by normal solution polymerization from a rigid diamine (hydrochloride) selected from IVA. Here, "substantially" means that 95 mol% or more of the acid component of the copolyamic acid is the above IA or mA, and 95 mol% or more of the diamine component is the above I[A or rVA. However, if other constituents are included outside of this range, problems such as deterioration of the mechanical properties of the resulting copolyimide may occur, making it impossible to achieve the purpose of the present invention. .

本発明の目的を達成するためには、さらに上記の共重合
組成を満足する必要があるが、上記の範囲を越えてII
AもしくはIV Aを用いると弾性率が低下し、上記の
範囲を下回ってI[AもしくはIV Aを用いると伸度
が低下する。好ましくは、IJ / 12 :  10
G/ 0〜80/ 2011a / +14  :  
100/ 0〜80/ 20112 + 14  : 
 5〜20 の範囲を満足して工〜■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 object of the present invention, it is necessary to further satisfy the above-mentioned copolymer composition.
If A or IV A is used, the elastic modulus decreases, and below the above range, I[A or IV A is used, the elongation decreases. Preferably IJ/12:10
G/0~80/2011a/+14:
100/0~80/20112+14:
When the range of 5 to 20 is satisfied and the mechanical properties of the fibers obtained are more excellent.

本発明においては、湿式成形性の良好なポリアミック酸
を与えるために、ジアミン成分mAとじて例えば次に挙
げるベンジジン誘導体を用いるのが重要である。
In the present invention, in order to provide a polyamic acid with good wet moldability, it is important to use, for example, the following benzidine derivatives as the diamine component mA.

3.3′−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。
3.3'-Dimethylbenzidine, 3.3'-diethylbenzidine, 3.3',5.5'-tetramethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine.

また、共重合成分として使用されるジアミン成分子VA
については次のようなものが挙げられる。
In addition, diamine component VA used as a copolymerization component
The following can be mentioned:

[p−フェニレンジアミン誘導体] p−フェニレンジアミン、2−メチル−〇−フェニレン
ジアミン、2−エチル−p−フェニレンジアミン、2−
メト−1−シー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−p−フェニレ
ンジアミン、2.6−シメトキシー〇−フェニレンジア
ミン、2,3,5.−トリメチル−〇−フl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−テトラメチル−p−フェニレン
ジアミン、2,3゜5.6−テトラメトキシ−p−フェ
ニレンジアミン及びこれらの塩酸塩。
[p-phenylenediamine derivative] p-phenylenediamine, 2-methyl-〇-phenylenediamine, 2-ethyl-p-phenylenediamine, 2-
Metho-1-cyp-phenylenediamine, 2-ethoxy-p-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-p-
phenylenediamine, 2,6-dimethyl-p-phenylenediamine, 2,6-simethoxy〇-phenylenediamine, 2,3,5. -trimethyl-〇-furynylenediamine, 2,3.5-trimethoxy-p-phenylenediamine, 2,3,5.6-tetramethyl-p-phenylenediamine, 2,3゜5.6-tetramethoxy-p -phenylenediamines and their hydrochlorides.

[ジアミノベンズアニリド誘導体コ 4.4′ −ジアミノベンズアニリド及びこれらの塩酸
塩。
[Diaminobenzanilide derivatives 4.4'-Diaminobenzanilide and their hydrochlorides.

なお、本発明の範囲を逸脱しない範囲で他の酸成分又は
ジアミン成分を使用しても差し支えない。
Note that other acid components or 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1 3.3’ 、4.4’ −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酸無水物、3.3’ 、4.4’
 −ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ酸無水物、3.
3′4.4′ −ジフェニルスルフォンテトラカルシボ
ン酸ジm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)ベ
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 1 3.3',4.4'-diphenyltetracarboxylic diacid anhydride, 3.3',4.4'-diphenyloxytetracarboxylic diacid anhydride, 3.3 ' , 4.4'
-benzophenonetetracarboxylic diacid anhydride, 3.
3'4.4'-Diphenylsulfonetetracarboxylic acid dianhydride, 3;3',4.4'-diphenylalkylenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,4-bis(
3,4-dicarboxyphenoxy)benzenedic acid anhydride, 1,3-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzenedic acid anhydride, p-phenylene-bis-trimellitate diacid anhydride.

[テトラカルボンII!2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。
[Tetracarvone II! 2 Derivatives] Diester diacid chlorides of tetracarboxylic acids, diesters of tetracarboxylic acids, and salts 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.

メタフェニレンジアミン、2.4−ジアミノトルエン、
ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノベンゾフェノン
、ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジフェニル
スルフィド、シミアミノジフェニルメタン、3,3′ 
−ジアミノベンズアニリド、2.2−ビス(アミノフェ
ニル)プロパン、1.4ビス(アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1.3−ビス(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。
metaphenylenediamine, 2,4-diaminotoluene,
Diaminodiphenyl ether, diaminobenzophenone, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenyl sulfide, simiamiminodiphenylmethane, 3,3'
-diaminobenzanilide, 2.2-bis(aminophenyl)propane, 1.4bis(aminophenoxy)benzene, 1.3-bis(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 their hydrochlorides.

本発明で用いるコポリアミック酸は、上述の酸成分IA
、I[A及びジアミン成分I[[A、IVA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.
, I[A and the diamine component I[[A, IVA 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(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(NMIB)、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(NAPr)
、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(TM
U)、ジメチルスルホキシド(DMSO) 、ヘキサメ
チルホスホルアミド(1−IMPA)。
[Solvent] N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-ethyl-2-pyrrolidone (NEP), N,N-dimethylformamide (DMF), N,N-dimethylacetamide (D
MAC), N,N-diethylacetamide (DEAc)
), N,N-dimethylpropionamide (DMPr
), N, N-dimethylbutyramide (NMBA), N,
N-dimethylisobutyramide (NMIB), N-methylcaprolactam (NMC), N,N-dimethylmethoxyacetamide, N-acetylpyrrolidine (NAPr)
, N-acetylpiperidine, N-methylpiperidone-2
(NMPD), N,N'-dimethylethyleneurea,
N,N'-dimethylpropyleneurea, N,N,N'
, N'-tetramethylmalonamide, N-acetylpyrrolidone, N,N,N'N'-tetramethylurea (TM
U), dimethyl sulfoxide (DMSO), hexamethylphosphoramide (1-IMPA).

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、3.31−ジメチルベンジジン及びp−フェレン
ジアミンを溶解したNMP溶液を一10℃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量添加
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5.5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。固有粘度(η1n
h)の測定はNMP中35℃、11度0.5g/d1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。
Regarding solution polymerization, the usual method used for polymerization of polyamic acid is applied, but as shown in Example 1 below, an NMP solution in which 3,31-dimethylbenzidine and p-phelenediamine were dissolved was used. While maintaining the temperature at -10°C, pyromellitic anhydride was added in an amount approximately equivalent to the above diamine and stirred vigorously, the solution gradually increased in viscosity, and when stirring was continued, a highly viscous solution was obtained, and the intrinsic viscosity was measured. The value was 5.5, confirming that a copolyamic acid with a high degree of polymerization was produced. Intrinsic viscosity (η1n
h) was measured using an Ostwald viscometer at 35°C and 11 degrees in NMP at 0.5 g/d1.
] Calculated using.

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1152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 1152 hydrogen chloride agent such as a tertiary amine may be added.

次に、かくして得られるコポリアミック酸を用いて、高
強度、高弾性率及び高伸度のコポリイミド繊維を製造す
る方法について詳細に説明する。
Next, a method for producing copolyimide fibers with high strength, high elastic modulus, and high elongation using the thus obtained copolyamic acid will be described in detail.

[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
ク酸溶液を成形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、本発明コポリアミ
ック酸からなる成形用溶液は水系凝固浴中にて優れた凝
固性を示すので、そのまま成形用ドープとして使用可能
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
る方法を用いても無論差し支えない。
[Preparation of a molding dope] To prepare a molding dope, the polymer concentration of a copolyamic acid solution subjected to solution polymerization is adjusted to a viscosity suitable for molding, 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, since the molding solution made of the copolyamic acid of the present invention exhibits excellent coagulation properties in an aqueous coagulation bath, it can be used as a molding dope as is. previously proposed in Japanese Patent Application No. 63-226344 of adding amines and/or metal salts of weak acids to a polyamic acid solution, or adding a chemical cyclizing agent to a polyamic acid solution to reduce the amount of polyamic acid in the solution. Of course, a method of partially imidizing may also be used.

[$a雑製造方法] 本発明の製造法の特徴は、先に述べたように、成形の初
期過程で分子配向を高め、最終的に高度なlIi雑物性
を得るものである。これは、上記のコポリアミック酸か
らなる成形用ドープを紡糸する際、−旦不活性雰囲気中
に吐出した後、水系′凝固浴中に導入し湿式成形を行う
ことにより達成される。かくすることにより、紡糸ドラ
フトの増大が可能となって分子配向は高まるとともに、
m維表面の凝固状態が緻密化してボイド等の欠陥部の発
生が抑制されるのである。
[$a miscellaneous manufacturing method] As described above, the feature of the manufacturing method of the present invention is that the molecular orientation is enhanced in the initial process of molding, and a high degree of IIi miscellaneous property is finally obtained. This is 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. By doing this, it becomes possible to increase the spinning draft and improve the molecular orientation.
The solidified state of the m-fiber surface becomes denser, and the generation of defects such as voids is suppressed.

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繊維方向への縦筋
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 direction of the fibers. 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礪械的性質を
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。
Although the production method of the present invention can be applied to all polyimide fibers, in particular, 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 a need.

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、事後の熱延伸が
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。また、屈曲鎖を導入したポリイミ
ドでは、そもそも潜在性能自体が低下しており、本発明
の効果が充分に発揮できない。
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, Subsequent hot stretching becomes almost impossible, high mechanical properties cannot be expected, and only a fragile yarn 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. Moreover, in polyimide into which bent chains have been introduced, the latent performance itself is deteriorated to begin with, and the effects of the present invention cannot be fully exhibited.

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@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、水または水と成形用ドープ
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 molding dope, 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)  凝固糸をイミド化後、熱延伸する。(3) After imidizing the coagulated thread, it is hot stretched.

(4)  凝固糸を空中または水系の浴中で延伸侵イミ
ド化し、熱延伸する。
(4) The coagulated thread is stretched in air or in an aqueous bath to make it invasive and then hot-stretched.

等があり、どの様に実施しても差し支え、ない。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、熱延伸前の繊維強度をある程度高
めかつ簡略なプロセスを追求するためには(2)の手法
を取ることができる。
etc., and there is no problem in implementing it in any way. Basically, performing hot drawing under as high a tension as possible leads to improved physical properties, so it is important to increase the fiber strength before hot drawing, and in this sense, method (4) above is preferable. However, in order to increase the fiber strength to some extent before hot drawing and to pursue a simple process, method (2) can be used.

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。
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] これは、無水酢酸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、この際触媒とし
てピリジン等の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63−2
26344号に提案した糸条のイミド化促進手法を用い
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] This refers to the process of ring-closing imidization of polyamic acid using a dehydrating agent such as acetic anhydride. At this time, a tertiary amine such as pyridine is used as a catalyst to increase the imidization rate. You can also do it. In the imidization of yarn, specifically, after coagulation, the yarn is wound onto a bobbin and then the whole bobbin is immersed in the chemical cyclizing agent mentioned above, or the yarn after coagulation is soaked in the chemical cyclizing agent. By methods such as passing through a bath with
The method is not particularly limited as long as the yarn and the chemical cyclizing agent are brought into contact with each other. The immersion time is from several seconds to 12 hours. In addition, at this time, the present inventors had previously filed Japanese Patent Application No. 62-272342 and Japanese Patent Application No. 63-2.
If the method for promoting imidization of yarn proposed in No. 26344 is used, imidization can be more efficiently progressed.

本発明で用いるコポリイミドは、アルキル及び/または
アルコキシ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450〜650℃、好ましくは475〜600℃で
処理する。
The copolyimide used in the present invention has improved hot stretchability compared to homopolymers due to the substituent effect of benzidine substituted with alkyl and/or alkoxy nuclei 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 the treatment is carried out under tension at 450 to 650°C, preferably 475 to 600°C.

以上の如く得られたIIN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。
The IIN obtained as described above exhibits a high elastic modulus even though it is a copolymer, and furthermore has an appropriate elongation.

(発明の作用・効果) 本発明で用いるコポリアミック酸の特徴は、種々の機械
的特性において有利な高重合度が達成され、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
したコポリイミドvalltを得るごとが可能となる点
である。
(Operations and Effects of the Invention) The characteristics of the copolyamic acid used in the present invention are that it achieves a high degree of polymerization that is advantageous in various mechanical properties, and although it is a copolymer, it exhibits a high modulus of elasticity and has an appropriate elongation. It is possible to obtain a copolyimide valt with

また、上記コポリアミック酸に本発明の1IIl造法を
適用することにより、優れた機械的特性、即ち高弾性率
でありながら適度な伸度を有する繊維を得ることが可能
となる。
Further, by applying the 1II production method of the present invention to the above-mentioned copolyamic acid, it becomes possible to obtain a fiber having excellent mechanical properties, that is, a high modulus of elasticity and yet a suitable elongation.

かくして得られるポリイミド繊維は、先進複合材料<A
、C,M、)等の分野にて優れた性能を発揮するもので
ある。
The polyimide fiber thus obtained is an advanced composite material <A
, C, M, ), etc.

更に、本発明で用いるコポリアミック酸は湿式の成形プ
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 copolyamic acid used in 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 resulting process will be the simplest one.

(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1 少なくとも1種のジアミン成分をモレキュラーシブスで
脱水したN−メチルピロリドン(NMP)150dに乾
燥窒素気流中で溶解し、このアミン溶液を一10℃に外
部冷却した後、ピロメリット酸無水物(PMOA)また
はPMDAと3.3’ 、4.4’ジフエニルテトラカ
ルボン酸無水物(DPDA)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0.5g/旧のl
1liに希釈してηinhを測定する。
[Preparation of molding stock solution 1 At least one diamine component is dissolved in 150 d of N-methylpyrrolidone (NMP) dehydrated with molecular sieves in a stream of dry nitrogen, and after externally cooling this amine solution to -10°C, Mellitic acid anhydride (PMOA) or PMDA and 3.3', 4.4' diphenyltetracarboxylic anhydride (DPDA) are added in approximately equivalent amounts of diamine, and a polymerization reaction is carried out under high speed stirring. A portion of the obtained high viscosity copolyamic acid solution was taken out and 0.5 g/l of
Dilute to 1li and measure ηinh.

[乾湿式紡糸(紡糸A法)] 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0,35HR,孔数12のノズルを通して吐出速
度37FL/minで空中に吐出し、厚さ1011!I
M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20m / 1nで巻取る。(以下、これを紡糸A
法と呼ぶ。) [湿式紡糸(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A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、速やかにボビンごと別の無
水酢酸/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
燥した後、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、コポリイミド繊維を得る。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法又は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、コポリイミド繊維雑を得る。く以下、これを熱
処理B法という。)なお、引張り特性は東洋■製テンシ
ロンを用い、試艮100#III+引張り速度50m/
ff1inでヤーンについて測定した。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。
[Dry-wet spinning (spinning method A)] The copolyamic acid solution obtained as described above was immediately discharged into the air at a discharge rate of 37 FL/min through a nozzle with a hole diameter of 0.35 HR and a number of holes of 12. ! I
After passing through the air layer of M, water/NMP (volume ratio 90
After passing about 3 m through the bath, it was stretched to about twice its size in a stretching bath consisting of water/NMP (volume ratio 95/5), and then taken out into the air and rolled. Wind up at a winding speed of 20m/1n. (Hereinafter, this will be referred to as spinning A.
It's called law. ) [Wet spinning (spinning method B)] All steps are performed in the same manner as in the spinning method A, except that the above copolyamic acid solution is not passed through an air layer. (Hereinafter, this will be referred to as the spinning method B.) [Chemical imidization-heat treatment (heat treatment method A)] The wound yarn is immediately treated with a bobbin of acetic anhydride/pyridine (volume ratio 70/30). After being immersed in a bath for 1 hour to advance imidization, the yarn was washed with water and dried, and then subjected to stepwise heating heat treatment on a plate at 250°C and 450 to 600°C (the optimum value was selected depending on the copolyamic acid used). to obtain copolyimide fibers. On this occasion,
Stretching is performed at a magnification that allows stable winding. (Hereinafter, this will be referred to as heat treatment method A.) [Thermal imidization (heat treatment method B)] In the above-mentioned spinning method A or B, when winding the yarn, it is passed through a hot roller heated to about 100 ° C. 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, stretching is performed at a magnification that allows stable winding to obtain a copolyimide fiber miscellaneous. Hereinafter, this will be referred to as heat treatment method B. ) The tensile properties were measured using Tensilon manufactured by Toyo ■, using a test rod of 100 #III + tensile speed of 50 m/
Measurements were made on yarn at ff1in. There was a maximum difference of about 20% in tensile properties between single yarn and yarn.

また、実施例中の化合物の略称は下記の通りである。Further, the abbreviations of compounds in Examples are as follows.

PMDA :ピロメリット酸ジ酸無水物DPDA : 
 3,3’ 、4.4’ −ジフェニルテトラカルボン BよりA :  3,3’ 、4.4’ −ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸ジ酸無水物 o−TOL :  3,3’ −ジメチルベンジジンD
SB  :  3.3’ −ジメトキシベンジジンPP
DA:p−フェニレンジアミン DMPPDA:  2.5−ジメチル−p−フェニレン
ジアミン 4DABA:  4,4’ −ジアミノベンズアミド3
0BZ:  3.3’ −ジクロルベンジジン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 3DABA:  3,3’ −ジアミノベンズアミド8
APP:2,2−ビス((4−アミノフェノキシ)フェ
ニル)プロパン MPDA:ra−フェニレンジアミン 実施例1 o−TOL 3.97 g、PPDA O,51 g、
(モル比95/ 5) 、PMDA 5,10 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5.5であり高重合度
のポリアミック酸が重合された。以下、酸成分、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。
PMDA: Pyromellitic diacid anhydride DPDA:
From 3,3',4,4'-diphenyltetracarboxylic acid A: 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid diacid anhydride o-TOL: 3,3'-dimethylbenzidine D
SB: 3.3'-dimethoxybenzidine PP
DA: p-phenylenediamine DMPPDA: 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine 4DABA: 4,4'-diaminobenzamide 3
0BZ: 3.3'-dichlorobenzidine 20BZ
: 2.2'-dichlorobenzidine 2CP :2
-Chlor-p-phenylenediamine 250BZ:
2,2',5,5'-tetrachlorobenzidine 3DABA: 3,3'-diaminobenzamide 8
APP: 2,2-bis((4-aminophenoxy)phenyl)propane MPDA: ra-phenylenediamine Example 1 o-TOL 3.97 g, PPDA O, 51 g,
(mole ratio 95/5), 5.10 g of PMDA was polymerized by the above-mentioned method for preparing a molding stock solution to obtain a polyamic acid molding stock solution. The ηinh of the solution was 5.5, and a polyamic acid with a high degree of polymerization was polymerized. Hereinafter, various copolyamic acids were polymerized by changing the acid component and diamine component. The results are shown in Table-1.

次に、このコポリアミック酸溶液を上述の紡糸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。
Next, this copolyamic acid solution was wet-dry spun using the above-mentioned spinning method A, and heat-treated using methods A and B to obtain copolyimide fibers.

得られた繊維の物性値を表−2に示した(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)。何れの繊維も強度15!J/de以上
、初期弾性率1200g/ de以上、破断伸度1.5
%以上と浸れた物性値を示した。なお、紡糸時の凝固性
も良好で、凝固$l11tはほぼ透明であった。
The physical property values of the obtained fibers are shown in Table 2 (the heat treatment temperature was variously changed, and the one that showed the best physical properties was described. The same applies hereinafter). Each fiber has a strength of 15! J/de or more, initial elastic modulus 1200g/de or more, breaking elongation 1.5
% or more, showing excellent physical property values. In addition, the coagulation property during spinning was also good, and the coagulation $l11t was almost transparent.

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I維を得た。
Wet-dry spinning was performed using Method A, and heat treatment was performed using Method A and Method B to obtain copolyimide I fibers.

得られたm雑の物性値を表−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1べ
て凝固性が悪く、失透していた。
The physical property values of the obtained m miscellaneous materials 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.

比較例1 ジアミン成分として各種の核塩素置換した芳香族ジアミ
ン、PPDA、酸成分としてPMDA。
Comparative Example 1 Various nuclear chlorine-substituted aromatic diamines and PPDA were used as the diamine component, and PMDA was used as the acid component.

DPDAを使用して上述の方法にしたがってコポリアミ
ック酸を重合した。結果を表−1に併記したが、実施例
1に比較して重合度は格段に低いものであった。
A copolyamic acid was polymerized using DPDA according to the method described above. The results are also listed in Table 1, and the degree of polymerization was much lower than in Example 1.

このコポリアミック酸溶液3〜5を上述の紡糸衣 表−2 *:重合度殆ど上がらず *:T/M/E:破断強度(9/d)/初期弾性率(g
/d)/破断伸度〈%) **:凝固性悪く、化学イミド化の際単糸間溶着が起こ
り熱延伸不可。
These copolyamic acid solutions 3 to 5 were added to the above-mentioned spinning coating Table-2.
/d)/Elongation at break (%) **: Coagulation is poor and welding between single yarns occurs during chemical imidization, making hot stretching impossible.

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!IN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。
Comparative Example 2 For the copolyamic acid of Example 1, spinning method B and heat treatment method A were adopted to create a copolyimide! Obtain IN and show the results in Table-3
It was shown to. Compared to Example 1, the physical properties were significantly inferior.

表−3 比較例3 本発明にて使用する酸成分及び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lI雑物性を表
−4に示した。重合度の高いポリアミック酸が得られ、
高弾性率を有する繊維を得たが、実施例1に比較して伸
度が不足していた。
Table 3 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 corresponding polyimide fibers were obtained by spinning method A and heat treatment method A. Table 4 shows the intrinsic viscosity and lI impurity properties of polyamic acid. A polyamic acid with a high degree of polymerization is obtained,
Although a fiber having a high elastic modulus was obtained, the elongation was insufficient compared to Example 1.

表−4 比較例4 酸成分及びジアミン成分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範囲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。
Table 4 Comparative Example 4 A copolyamic acid solution was obtained in which the copolymerization ratio of the acid component and the diamine component was outside the range of the present invention, and copolyimide fibers were obtained by spinning method A and heat treatment method A, and the physical properties are shown. -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.

比較例5 本発明で規定した以外の酸成分又はジアミン成分を用い
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崩れた物性値を示
した。
Comparative Example 5 A copolyamic acid solution was produced using an acid component or a diamine component other than those specified in the present invention, and a copolyamic acid solution was prepared using 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 were unbalanced.

実施例2 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
ミド酸単位に対して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A法、熱処理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。
Example 2 Pyridine was added to each of the copolyamic acid solutions obtained in Example 1 at 0.3 parts per amic acid unit, and the resulting solution was used as a molding dope to perform spinning method A and heat treatment method A. Corresponding copolyimide fibers were obtained. 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−7Table-7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 実質的に、芳香族カルボン酸成分から誘導される構成単
位が下記 I 及びIIからなり、芳香族ジアミン成分から
誘導される構成単位が下記III及びIVからなるコポリア
ミック酸であつて、酸成分から誘導される全構成単位中
の I 、IIのモル百分率夫々m_1、m_2、及びジア
ミン成分から誘導される全構成単位中のIII、IVのモル
百分率夫々m_3、m_4が、下記(A)〜(C)式を
同時に満足するコポリアミック酸から主として形成され
る成形用ドープを紡糸してポリイミド繊維を製造するに
際し、該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▼ (但し、隣りあった−COOR基と−CO −基とは結合がいれかわっても良い。) II:▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、隣りあった−COOR′基と−C O−基とは結合がいれかわっても良い。) III:▲数式、化学式、表等があります▼ IV:▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼ から選択される少なくとも一種。 〔式中、R、R′はそれぞれ水素又は炭素数1〜4のア
ルキル基、X_1、X_3は炭素数1〜2のアルキル基
又はアルコキシ基、X_2は水素又はX_1、nは0〜
4の整数を示す。〕 (A)m_1/m_2:100/0〜75/25(B)
m_3/m_4:100/0〜70/30(C)m_2
+m_4:5〜30
[Scope of Claims] A copolyamic acid in which the structural units derived from the aromatic carboxylic acid component consist of the following I and II, and the structural units derived from the aromatic diamine component consist of the following III and IV. The mole percentages of I and II in the total structural units derived from the acid component, m_1 and m_2, respectively, and the molar percentages of III and IV, respectively, in the total structural units derived from the diamine component, m_3 and m_4, are as follows. When producing polyimide fibers by spinning a forming dope mainly formed from a copolyamic acid that satisfies formulas (A) to (C) at the same time, the dope is once discharged into an inert atmosphere, and then an aqueous coagulation bath is applied. 1. A method for producing copolyimide fibers, which comprises introducing copolyimide fibers into a copolyimide fiber. I: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (However, the bonds between adjacent -COOR and -CO- groups may be reversed.) II:▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ ( However, the bonds between the adjacent -COOR' and -CO- groups may be reversed.) III: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ IV:▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ At least one type selected from ▲mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼. [In the formula, R and R' are each hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X_1 and X_3 are an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, X_2 is hydrogen or X_1, and n is 0 to
Indicates an integer of 4. ] (A) m_1/m_2: 100/0 to 75/25 (B)
m_3/m_4: 100/0 to 70/30 (C) m_2
+m_4:5~30
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