JPH0284510A - Production of polybenzthiazole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber - Google Patents

Production of polybenzthiazole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber

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JPH0284510A
JPH0284510A JP23723788A JP23723788A JPH0284510A JP H0284510 A JPH0284510 A JP H0284510A JP 23723788 A JP23723788 A JP 23723788A JP 23723788 A JP23723788 A JP 23723788A JP H0284510 A JPH0284510 A JP H0284510A
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JP
Japan
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fiber
fibers
acid
aromatic heterocyclic
water
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JP23723788A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takeda
弘 竹田
Chisato Kajiyama
千里 梶山
Masanori Motooka
本岡 正則
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication of JPH0284510A publication Critical patent/JPH0284510A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the subject fiber having excellent stringiness by dissolving a polybenzthiazole, etc., in a specific solvent in a state free from any observable liquid crystal phase, spinning the prepared solution and subsequently allowing the spun fiber to stand in water to control the concentration of the solvent contained in the fiber to a constant value. CONSTITUTION:An all aromatic heterocyclic polymeric compound such as a polybenzthiazole, polybenzoxazole or polybenzimidazole in polyphosphoric acid, methane sulfonic acid or sulfuric acid (mixture) in a low concentration free from any observed liquid crystal phase and the prepared solution is spun. The obtained fiber is allowed to stand in water to give a residual degree of the phosphoric acid, methane sulfonic acid or sulfuric acid in an amount of <=0.1wt.%, thereby providing the objective fiber having excellent stringiness and drawability.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾオ
キサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊維
を製造するための方法に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers or polybenzimidazole fibers.

発明の技術的背景ならびにその問題点 近年、耐熱性樹脂として、ポリイミド樹脂に代わってポ
リベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキサゾール類およ
びポリベンゾイミダゾール類なとのような全芳香族へテ
ロ環状高分子化合物が注1」されている。このような全
芳香族へテロ環状高分子化合物としては、以下に例示す
る化合物がある。
Technical background of the invention and its problems In recent years, fully aromatic heterocyclic polymer compounds such as polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, and polybenzimidazoles have been used as heat-resistant resins in place of polyimide resins. Note 1. Examples of such wholly aromatic heterocyclic polymer compounds include the following compounds.

ポリ(P−フェニレンベンゾビスチアゾール)(PBT
) ポリ(2,6−ベンゾチアゾール) ポリ(P−フェニレンベンゾビスオキサゾール)(PB
O) ポリ(2,5−ベンゾオキサシ ル) (^l3PBO) ポリ (P−フェニレンベンゾビスイミダゾール)(F
BI) ポリ (2,5(8)−ベンゾイミダゾール)(ABP
Bり このような全芳香族へテロ環状高分子化合物は、耐熱性
に優れていると共に、ポリイミド樹脂とは異なり、耐加
水分解性も良好である。
Poly(P-phenylenebenzobisthiazole) (PBT
) Poly(2,6-benzothiazole) Poly(P-phenylenebenzobisoxazole) (PB
O) Poly(2,5-benzoxacyl) (^l3PBO) Poly(P-phenylenebenzobisimidazole) (F
BI) Poly (2,5(8)-benzimidazole) (ABP
A wholly aromatic heterocyclic polymer compound such as B ricin has excellent heat resistance and, unlike polyimide resin, also has good hydrolysis resistance.

そして、このような全芳香族へテロ環状高分子化合物は
、上記のように剛直な骨格構造を有しているので、液晶
性を示し、このような全芳香族へテロ環状高分子化合物
を例えば繊維状にすることにより液晶性繊維が得られる
Since such a wholly aromatic heterocyclic polymer compound has a rigid skeletal structure as described above, it exhibits liquid crystallinity. A liquid crystalline fiber can be obtained by making it into a fibrous form.

すなわち、特許出願公表昭60−500538号などの
公報に記載されているように、たとえば2.5−ジアミ
ノ−1,4−ベンゼンジチオール・ジノ\イドロクロラ
イド、4.6−ジアミツー1.3−ベンゼンジオール・
ジハイドロクロライドあるいはt、 、 2 、4 、
5−テトラアミノベンゼン・テトラ/Xイドロクロライ
ド等とテレフタル酸とをポリリン酸などの反応溶媒を用
いて重合させることにより、ポリベンゾチアゾール類、
ポリベンゾオキサゾール類、ポリベンゾイミダゾール類
などの全芳香族へテロ環状高分子化合物を製造すること
ができる。
That is, as described in publications such as Patent Application Publication No. Sho 60-500538, for example, 2,5-diamino-1,4-benzenedithiol dinohydrochloride, 4,6-diamitu-1,3-benzene Diol・
Dihydrochloride or t, , 2, 4,
Polybenzothiazoles,
Fully aromatic heterocyclic polymer compounds such as polybenzoxazoles and polybenzimidazoles can be produced.

そして、このような全芳香族へテロ環状高分子物質は、
上記のような反応溶媒から析出させて分離すると、再び
存機溶媒に溶解させることは困難であるため、上記のよ
うにして反応を行なって得られた反応液をそのまま使用
して、ドライ・ジェット/ウェット・スピニング法とよ
ばれる紡糸法を採用して紡糸される。
And, such a wholly aromatic heterocyclic polymer substance is
Once separated by precipitation from the reaction solvent as described above, it is difficult to dissolve it in the existing solvent again. / Spun using a spinning method called wet spinning.

ところが、このような反応液中には、ポリベンゾチアゾ
ール類、ポリベンゾオキサゾール類、ポリベンゾイミダ
ゾール類などの全芳香族へテロ環状高分子化合物が、通
常は5〜20重量 %の高濃度で含有されており、この
ように高濃度で全芳香族へテロ環状高分子化合物は、反
応液中で既に液晶相を形成しているため、この溶液自体
は偏光性を示す。そして、このような反応液を用いて、
ドライ・ジェット/ウェット・スピニング法を採用して
紡糸を行なうと、液晶性を有する繊維が得られる。この
ようにして得られた繊維は、耐熱性の点では、ポリイミ
ド繊維と同等若しくはそれ以上の耐熱性を示すにも拘ら
ず、非常に脆いために、取り扱いも困難であるという問
題点があった。しパがって、従来技術には、上記のよう
な全芳香族へテロ環状高分子化合物の有している優れた
耐熱性および耐加水分解性などの特性を有効に利用する
ことができないという問題点があった。
However, such a reaction solution contains fully aromatic heterocyclic polymer compounds such as polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, and polybenzimidazoles, usually at a high concentration of 5 to 20% by weight. At such a high concentration, the fully aromatic heterocyclic polymer compound has already formed a liquid crystal phase in the reaction solution, so this solution itself exhibits polarizing properties. Then, using such a reaction solution,
When spinning is performed using a dry jet/wet spinning method, fibers having liquid crystal properties can be obtained. In terms of heat resistance, the fibers obtained in this way have the same or higher heat resistance than polyimide fibers, but they are extremely brittle and have the problem of being difficult to handle. . Therefore, it is said that the conventional techniques cannot effectively utilize the properties such as the excellent heat resistance and hydrolysis resistance that the wholly aromatic heterocyclic polymer compounds described above have. There was a problem.

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解消し
ようとするものであって、ポリベンゾチアゾール類、ポ
リベンゾオキサゾール類またはポリベンゾイミダゾール
類から優れた破断点伸び、延伸性および強度を有する繊
維を製造することができるような方法を提供することを
目的としている。
OBJECT OF THE INVENTION The present invention aims to solve the problems associated with the prior art as described above, and provides excellent elongation at break and stretchability from polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles. It is an object of the present invention to provide a method by which fibers having strength and strength can be produced.

発明の概要 本発明に係るポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾ
オキサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊
維の製造方法は、ポリリン酸、メタンスルホン酸、硫酸
またはこれらの混合物に、ポリベンゾチアゾール類、ポ
リベンゾオキサシル類またはポリベンゾイミダゾール類
を液晶相が観察されない状態に溶解し、該溶液を紡糸す
ることにより得られたポリベンゾチアゾール類繊維、ポ
リベンゾオキサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾ
ール類繊維を水中に放置して、該繊維中のリン酸、メタ
ンスルホン酸または硫酸の残留率を0,1重量%以下に
することを特徴としている。
Summary of the Invention The method for producing polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers, or polybenzimidazole fibers according to the present invention includes adding polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, sulfuric acid, or a mixture thereof to polybenzothiazole fibers, polybenzothiazole fibers, or polybenzoimidazole fibers. Polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers, or polybenzimidazole fibers obtained by dissolving oxacyls or polybenzimidazoles in a state where no liquid crystal phase is observed and spinning the solution are left in water. The fiber is characterized in that the residual percentage of phosphoric acid, methanesulfonic acid or sulfuric acid in the fiber is 0.1% by weight or less.

本発明に係る製造方法によれば、ポリベンゾチアゾール
類、ポリベンゾオキサゾール類またはポリベンゾイミダ
ゾール類を特定の溶媒中に液晶相が観察されないような
低濃度で溶解し、この溶媒を用いて紡糸して繊維を水中
に放置して、該繊維中に含まれる特定の溶媒の濃度を一
定以下にしているので、優れた延伸性を有する繊維が得
られる。
According to the production method of the present invention, polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles are dissolved in a specific solvent at such a low concentration that no liquid crystal phase is observed, and this solvent is used for spinning. Since the fibers are left in water and the concentration of the specific solvent contained in the fibers is kept below a certain level, fibers with excellent drawability can be obtained.

発明の詳細な説明 以下本発明のポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾ
オキサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊
維の製造方法について具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method for producing polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers or polybenzimidazole fibers of the present invention will be specifically described below.

本発明に係る繊維の製造方法において使用される高分子
化合物は、ポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキサ
ゾール類またはポリベンゾイミダゾール類であり、具体
的にはこのような高分子化合物としては、上述の式で示
したPBT、ABPTB、PBO,ABPBO,PB 
IおよびABPBlなどの全芳香族へテロ環状高分子化
合物を挙げることができる。なお、本発明においては、
上記のような全芳香族へテロ環状高分子化合物単独で使
用することもできるし、2種類以上を組み合わせて使用
することもできる。2種類以上の全芳香族へテロ環状高
分子化合物を組み合わせて使用する場合、2種類以上の
全芳香族へテロ環状高分子化合物を、たとえば、以下に
記載する方法等により、それぞれ個別に合成して、得ら
れた反応液を混合し、さらに希釈する方法により2種類
以上の全芳香族へテロ環状高分子化合物を含む溶液を得
ることができる。これとは別に、2種類以上のコモノマ
ーを用いた全芳香族へテロ環状高分子共重合体化合物に
おいても所望の効果を得ることができる。
The polymer compounds used in the method for producing fibers according to the present invention are polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles, and specifically, such polymer compounds include those of the above formula. PBT, ABPTB, PBO, ABPBO, PB shown in
Fully aromatic heterocyclic polymer compounds such as I and ABPBl can be mentioned. In addition, in the present invention,
The above-mentioned wholly aromatic heterocyclic polymer compounds can be used alone, or two or more types can be used in combination. When using two or more types of wholly aromatic heterocyclic polymer compounds in combination, the two or more types of wholly aromatic heterocyclic polymer compounds may be synthesized individually, for example, by the method described below. A solution containing two or more types of wholly aromatic heterocyclic polymer compounds can be obtained by mixing the obtained reaction solutions and further diluting them. Apart from this, the desired effect can also be obtained in a wholly aromatic heterocyclic polymer copolymer compound using two or more types of comonomers.

このような全芳香族へテロ環状高分子化合物のうち、上
記PBTは、たとえば2.5−ジアミノ−1,4−ベン
ゼンジチオール・ジハイドロクロライド(DABDT)
とテレフタル酸(TA)とを、ポリリン酸の存在下で反
応させることにより合成することができる。
Among such wholly aromatic heterocyclic polymer compounds, the above-mentioned PBT is, for example, 2,5-diamino-1,4-benzenedithiol dihydrochloride (DABDT).
and terephthalic acid (TA) in the presence of polyphosphoric acid.

また、PBOは、4.6−ジアミツー1.3−ベンゼン
ジオール・ジハイドロクロライド(DAR)とテレフタ
ル酸(TA)とを、ポリリン酸の存在下で反応させるこ
とにより合成することができる。
Further, PBO can be synthesized by reacting 4,6-diamitu-1,3-benzenediol dihydrochloride (DAR) and terephthalic acid (TA) in the presence of polyphosphoric acid.

さらに、ABPBTは、4−アミノ−3−メルカプトベ
ンゾイックアシッド・ジハイドロクロライド(AM13
^)を、ポリリン酸の存在下で反応させることにより合
成することができる。
Furthermore, ABPBT is 4-amino-3-mercaptobenzoic acid dihydrochloride (AM13
^) can be synthesized by reacting in the presence of polyphosphoric acid.

またさらに、ABPBOは、3−アミノ−4−ヒドロキ
シベンゾイックアシッド・ハイドロクロライド(A11
^11)を、ポリリン酸の存在下で反応させることによ
り合成することができる。
Furthermore, ABPBO is 3-amino-4-hydroxybenzoic acid hydrochloride (A11
^11) can be synthesized by reacting in the presence of polyphosphoric acid.

さらに、PBIおよびABPB 1等も上記の方法に準
じて製造することができる。
Furthermore, PBI, ABPB 1, etc. can also be produced according to the above method.

上記の反応の際に用いられるポリリン酸は、この反応に
おいて、反応溶媒として作用すると共に、反応触媒とし
ても作用する。
The polyphosphoric acid used in the above reaction acts not only as a reaction solvent but also as a reaction catalyst.

ここで、ポリリン酸(PPA)は一般に次に示す式%式
% 上記のようなポリリン酸は、オルトリン酸(H3PO4
)を加熱して脱水縮合する方法および五酸化リン(P2
O3)に水を加えた後、加熱する方法等により調製する
ことができる。
Here, polyphosphoric acid (PPA) is generally expressed by the following formula % Formula % The above polyphosphoric acid is orthophosphoric acid (H3PO4
) and a method of dehydrating and condensing phosphorus pentoxide (P2
It can be prepared by adding water to O3) and then heating it.

上記のような全芳香族へテロ環状高分子化合物を合成す
る際の反応条件等を、ポリリン酸(PPA)に、4.6
−ジアミツー1.3−ベンゼンジオール・ハイドロクロ
ライド(DAR)とテレフタル酸(TA)とを添加して
合成する場合を例にとって説明する。
The reaction conditions for synthesizing the fully aromatic heterocyclic polymer compound as described above were changed to polyphosphoric acid (PPA) at 4.6
-Diami2-1,3-Benzenediol hydrochloride (DAR) and terephthalic acid (TA) are added for synthesis.

PPA中にDARを添加して減圧下に50〜80℃に加
熱すると、次式に示すようにDARから塩化水素が除去
されると共に、DARにPPAが付加する。
When DAR is added to PPA and heated to 50 to 80° C. under reduced pressure, hydrogen chloride is removed from DAR and PPA is added to DAR as shown in the following formula.

次いて、このような混合液にテレフタル酸(TA)を添
加すると、次式に示すようにTAとPPAと次いで、こ
の混合液を不活性ガス気流中で撹拌しながらさらに加熱
する。この場合の反応温度は、通常は、80〜100℃
であり、さらにこの反応は、100〜180℃の範囲の
温度で一旦反応させた後、引き続き180〜200℃の
範囲の温度で反応させることが好ましい。
Next, when terephthalic acid (TA) is added to such a mixed solution, TA and PPA are added as shown in the following formula, and then this mixed solution is further heated while stirring in an inert gas stream. The reaction temperature in this case is usually 80 to 100°C.
Further, it is preferable that this reaction is carried out once at a temperature in the range of 100 to 180°C, and then subsequently reacted at a temperature in the range of 180 to 200°C.

このようにして反応を行なうことにより、反応の進行に
伴なって、反応液の濃度が次第に上昇する。すなわち、
上記のような条件で反応させることにより、30℃のメ
タンスルホン酸中で測定した極限粘度[η]が通常2〜
506D/gの範囲内にある全芳香族へテロ環状高分子
化合物が反応溶媒中に溶解している反応液を得ることが
できる。
By conducting the reaction in this manner, the concentration of the reaction solution gradually increases as the reaction progresses. That is,
By reacting under the above conditions, the intrinsic viscosity [η] measured in methanesulfonic acid at 30°C is usually 2 to 2.
A reaction solution can be obtained in which a wholly aromatic heterocyclic polymer compound within the range of 506 D/g is dissolved in the reaction solvent.

そして、上記のようにして反応を行なうことにより、反
応液中における全芳香族へテロ環状高分子化合物の濃度
は、通常5〜20重量%になる。
By carrying out the reaction as described above, the concentration of the wholly aromatic heterocyclic polymer compound in the reaction solution is usually 5 to 20% by weight.

上記のような濃度の全芳香族へテロ環状高分子化合物の
PPA溶液は、溶液中で全芳香族へテロ環状高分子化合
物が液晶相を形成しているため、溶液自体が直交ニコル
下偏光を示す。
In a PPA solution of a wholly aromatic heterocyclic polymer compound having the above concentration, since the wholly aromatic heterocyclic polymer compound forms a liquid crystal phase in the solution, the solution itself receives orthogonal Nicol polarization. show.

このような液晶性を示す反応液をそのまま用いて紡糸す
ると、液晶性繊維を得ることができるが、このような反
応液は曳糸性が乏しいうえに得られた液晶性繊維は非常
に脆いため、連続的な紡糸を行なうことが困難である。
Liquid crystal fibers can be obtained by spinning a reaction solution that exhibits liquid crystallinity as it is, but such reaction solutions have poor spinnability and the resulting liquid crystal fibers are extremely brittle. , it is difficult to carry out continuous spinning.

従って、この液晶性繊維の有している耐熱性および耐加
水分解性などの優れた特性を利用することが非常に難し
い。
Therefore, it is very difficult to utilize the excellent properties of this liquid crystal fiber, such as heat resistance and hydrolysis resistance.

本発明に係る延伸繊維の製造方法では、上記のようなポ
リリン酸、メタンスルホン酸、硫酸またはこれらの混合
物に、ポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキサゾー
ル類およびポリベンゾイミダゾール類などの全芳香族へ
テロ環状高分子化合物を液晶相が観察されない状態に溶
解した溶液を用いて紡糸する。
In the method for producing drawn fibers according to the present invention, a wholly aromatic heterozygote such as polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, and polybenzimidazoles is added to the above polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, sulfuric acid, or a mixture thereof. A solution in which a cyclic polymer compound is dissolved in such a manner that no liquid crystal phase is observed is used for spinning.

すなわち、上述した反応により生成した全芳香族へテロ
環状高分子化合物を、通常は、反応終了後に反応溶媒と
同じ溶媒を用いて液晶相が観察されない濃度まで希釈す
る。この濃度は、用いる全芳香族へテロ環状高分子化合
物の種類および重合度等によって異なるが、通常PPA
等の溶媒100重量部に対して、全芳香族へテロ環状高
分子化合物は5重量部以下、好ましくは0,1〜3重量
部の量で存在している。
That is, the wholly aromatic heterocyclic polymer compound produced by the above-mentioned reaction is usually diluted with the same solvent as the reaction solvent to a concentration at which no liquid crystal phase is observed after the reaction is completed. This concentration varies depending on the type and degree of polymerization of the wholly aromatic heterocyclic polymer compound used, but usually PPA
For 100 parts by weight of the solvent, the wholly aromatic heterocyclic polymer compound is present in an amount of 5 parts by weight or less, preferably 0.1 to 3 parts by weight.

溶液を上記のような濃度にするために用いる希釈溶媒は
、反応溶媒と同一であっても異なっていてもよく、した
がって本発明においては、ポリリン酸、メタンスルホン
酸および/または硫酸を用いて希釈することができる。
The diluting solvent used to bring the solution to the concentration mentioned above may be the same as or different from the reaction solvent, and therefore in the present invention dilution using polyphosphoric acid, methanesulfonic acid and/or sulfuric acid is used. can do.

また、上記のポリリン酸、メタンスルホン酸および硫酸
以外にも、本発明で使用する溶液の特性を損なわない範
囲内で、クロロ硫酸、トリフルオロ硫酸等を用いて希釈
することもできる。
In addition to the above-mentioned polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, and sulfuric acid, the solution can be diluted with chlorosulfuric acid, trifluorosulfuric acid, etc. within a range that does not impair the properties of the solution used in the present invention.

上記のような濃度の溶液中では、全芳香族へテロ環状高
分子化合物は、液晶相を形成していないため、直交ニコ
ル下偏光は観察されない。
In a solution having the above concentration, the wholly aromatic heterocyclic polymer compound does not form a liquid crystal phase, so that no crossed Nicol polarization is observed.

このような溶液を、たとえばドライ・ジェット/ウェッ
ト・スピニング法(乾湿式紡糸法)を採用して紡糸する
Such a solution is spun using, for example, a dry jet/wet spinning method.

第1図に本発明の繊維の製造方法で採用される紡糸装置
を模式的に示す。
FIG. 1 schematically shows a spinning apparatus employed in the fiber manufacturing method of the present invention.

第1図に示すように、本発明で使用することができる紡
糸装置は、全芳香族へテロ環状高分子化合物のPPA溶
液等が充填されている容器1と、この溶液を吐出するギ
ヤポンプ2を含む紡糸口型3と、吐出口型3から吐出さ
れた吐出物を凝固させる凝固浴4および捲取装置5とか
らなる。そして、紡糸口型4からの吐出糸は、空気層を
介して凝固浴4に導かれた後、捲取装置5で捲き取られ
る。
As shown in FIG. 1, the spinning apparatus that can be used in the present invention includes a container 1 filled with a PPA solution of a wholly aromatic heterocyclic polymer compound, and a gear pump 2 for discharging this solution. The spinneret mold 3 includes a spinneret mold 3, a coagulation bath 4 for coagulating the discharged material discharged from the discharge spout mold 3, and a winding device 5. Then, the yarn discharged from the spinneret mold 4 is guided to the coagulation bath 4 via an air layer, and then wound up by a winding device 5.

本発明において、上記のようなドライ・ジェッ1− /
ウェット・スピニング法を採用する場合、紡糸は、紡糸
温度を通常は20〜160℃、50〜500μm程度の
通常の紡糸ノズルを用いてドラフト比を通常は1.0以
上に設定して行なう。なお、上記のようなドラフト比で
紡糸を行なうには、上記のようなドラフト比になるよう
に吐出糸に機械的に張力をかけることもてきるが、上記
のように吐出糸を空気浴を介して凝固浴に投入すること
により、吐出糸の自重によってドラフトがかかるため、
特に機械的な張力を賦与せずに吐出量を1規整すること
により上記のようなドラフト比で紡糸を行なうことがで
きる。
In the present invention, the dry jet 1-/
When employing the wet spinning method, spinning is carried out at a spinning temperature of usually 20 to 160°C, using a normal spinning nozzle of about 50 to 500 μm, and setting a draft ratio of usually 1.0 or more. Note that in order to perform spinning with the draft ratio as described above, it is possible to mechanically apply tension to the discharged yarn so that the draft ratio as described above is achieved, but it is also possible to spin the discharged yarn in an air bath as described above. By inserting the thread into the coagulation bath through the thread, a draft is generated due to the weight of the thread
In particular, by adjusting the discharge rate to one level without applying mechanical tension, spinning can be carried out at the draft ratio as described above.

本発明において、上記のようにして紡糸した吐出糸を浸
漬する凝固浴4としては、水浴を用いる。
In the present invention, a water bath is used as the coagulation bath 4 in which the discharged yarn spun as described above is immersed.

上記のような吐出糸を水中に放出して放置することによ
り、繊維(凝固糸)中のリン酸、メタンスルホン酸また
は硫酸の残留率が0.1重1%以下、好ましくは0.0
1重量%以下にすることにより、優れた延伸性を強度を
有する繊維を得ることができる。
By discharging the discharged yarn as described above into water and leaving it, the residual rate of phosphoric acid, methanesulfonic acid, or sulfuric acid in the fiber (coagulated yarn) is 0.1% by weight or less, preferably 0.0%.
By controlling the content to 1% by weight or less, fibers with excellent stretchability and strength can be obtained.

たとえば、上記の上記のようにして得られた繊維の水中
における放置時間と、このようにして得られた凝固糸を
乾燥して得られる繊維の破断点伸びとの関係を第2図に
示す。
For example, FIG. 2 shows the relationship between the time the fibers obtained as described above are allowed to stand in water and the elongation at break of the fibers obtained by drying the coagulated threads thus obtained.

第2図から明らかなように、吐出糸を水中に放置する時
間によって得られる乾燥繊維の破断点伸びが異なること
がわかる。すなわち、凝固浴に投入し、凝固洛中の放置
時間か、たとえば1時間以内の凝固糸を用いて得られる
延伸繊維と比較すると、放置時間が長くなるにしたがっ
てiすられる延伸繊維の破断点伸びが高くなり、凝固浴
での放置時間1日間(24時間)の凝固糸を用いて製造
された延伸繊維の強度が最大になる。そして、24時間
を超えると再び延伸繊維の破断点伸びは低くなる傾向が
ある。
As is clear from FIG. 2, the elongation at break of the dried fibers obtained varies depending on the time the discharged yarn is left in water. In other words, compared to a drawn fiber obtained by using a coagulated yarn that is placed in a coagulation bath and allowed to stand in the coagulation bath for less than one hour, the elongation at break of the drawn fiber increases as the standing time increases. The strength of the drawn fiber produced using the coagulated yarn left in the coagulation bath for 1 day (24 hours) is the highest. Then, after 24 hours, the elongation at break of the drawn fibers tends to decrease again.

このような水中放置時間と凝固糸中のP 205の残留
量との関係を第3図に示す。
FIG. 3 shows the relationship between the standing time in water and the amount of P205 remaining in the coagulated thread.

第3図に示すように24時間水中に放置することにより
、たとえばPBOを用いた場合に、このPBO凝固糸中
に残留するポリリン酸の残留量は、〔〕、11重量%以
下好ましくは0,01重1%以下になる。
As shown in FIG. 3, by leaving it in water for 24 hours, for example, when PBO is used, the amount of polyphosphoric acid remaining in the PBO coagulated thread is 11% by weight or less, preferably 0. 01 weight is less than 1%.

このようにして水中に吐出糸を放置してポリリン酸、メ
タンスルホン酸あるいは硫酸の残留率を上記のようにし
た凝固糸は、ポリリン酸、メタンスルホン酸あるいは硫
酸の残留率が低く、主に網目構造が発達し、著しい延伸
性を有するようになる。
The coagulated thread, which is left in water in this way and has a residual rate of polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, or sulfuric acid as described above, has a low residual rate of polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, or sulfuric acid, and is mainly made of mesh. The structure develops and becomes highly extensible.

本発明の方法により製造された延伸繊維は、液晶性を示
さない。
The drawn fibers produced by the method of the present invention do not exhibit liquid crystallinity.

このようにして得られた繊維は、太さが通常10〜50
0 p mであり、ASTM  D−3379−75に
より規定されている方法により測定した繊維の破断点強
度が20〜200%の範囲にある。
The fibers obtained in this way usually have a thickness of 10 to 50
0 pm, and the strength at break of the fibers measured by the method specified by ASTM D-3379-75 is in the range of 20 to 200%.

特に本発明の方法により得られた繊維は、ポリイミド繊
維と同等若しくはそれ以上の耐熱性を有している。しか
も、本発明の方法により得られた繊維は、ポリイミドと
異なり耐水性に優れ、加水分解することかない。
In particular, the fibers obtained by the method of the present invention have heat resistance equal to or higher than that of polyimide fibers. Furthermore, unlike polyimide, the fibers obtained by the method of the present invention have excellent water resistance and do not undergo hydrolysis.

このようにして得られた繊維(凝固糸)は、水中から引
き上げられた後、通常は乾燥される。
The fibers (coagulated threads) thus obtained are usually dried after being pulled out of the water.

本発明において、乾燥は、乾燥温度を通常は20〜20
0℃の範囲、乾燥時間を通常は10分[口1以上に設定
して行なわれる。
In the present invention, drying is carried out at a drying temperature of usually 20 to 20°C.
The temperature is 0°C and the drying time is usually set to 10 minutes or more.

このようにして乾燥を行なうことにより、乾燥された糸
(乾燥糸)中の水分の含有率は、通常は0.1重量%以
下、好ましくは0.01重量%の範囲になる。
By drying in this manner, the moisture content in the dried yarn (dried yarn) is usually 0.1% by weight or less, preferably in the range of 0.01% by weight.

このようにして得られた乾燥糸は、そのまま使用するこ
ともできるが、さらに延伸することにより強度の高い延
伸繊維を得ることが可能である。
The dried yarn thus obtained can be used as it is, but by further drawing it, it is possible to obtain a drawn fiber with high strength.

上記のような乾燥糸の延伸は、延伸倍率を通常は1〜2
00%の範囲、延伸温度を通常は20〜500℃の範囲
に設定して行なわれる。
When dry yarn is stretched as described above, the stretching ratio is usually 1 to 2.
00% range, and the stretching temperature is usually set in the range of 20 to 500°C.

なお、上記のようにして延伸を行なった後、得られた延
伸繊維をヒートセットすることもてきる。
Note that after drawing as described above, the obtained drawn fibers may be heat set.

発明の効果 本発明に係る製造方法によれば、ポリベンゾチアゾール
類、ポリベンゾオキサゾール類またはポリベンゾイミダ
ゾール類を特定の溶媒中に液晶相が観察されないような
低濃度で溶解し、この溶媒を用いて紡糸して繊維を水中
に放置して、該繊維中に含まれる特定の溶媒の濃度を一
定以下にしているので、優れた曳糸性および延伸性を有
する繊維が得られる。
Effects of the Invention According to the production method of the present invention, polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles are dissolved in a specific solvent at such a low concentration that no liquid crystal phase is observed, and this solvent is used. Since the fibers are spun and left in water and the concentration of a specific solvent contained in the fibers is kept below a certain level, fibers with excellent spinnability and drawability can be obtained.

したがって、本発明の繊維の製造方法を採用することに
より、特にだ耐熱性および耐加水分解性に優れた全芳香
族へテロ環状高分子化合物からなる繊維を得ることがで
きる。
Therefore, by employing the fiber manufacturing method of the present invention, it is possible to obtain a fiber made of a wholly aromatic heterocyclic polymer compound that is particularly excellent in heat resistance and hydrolysis resistance.

次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
は、これら実施例により限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically explained using Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 濃度85%のH3PO4を40重量%と、濃度115%
のポリリン酸60重量%とを混合してP2O5の含有率
が74,9%のポリリン酸溶液(PPA溶液)を調製し
た。
Example 1 40% by weight of H3PO4 with a concentration of 85% and a concentration of 115%
A polyphosphoric acid solution (PPA solution) having a P2O5 content of 74.9% was prepared by mixing with 60% by weight of polyphosphoric acid.

上8己のPPA溶)夜88.1gと、200 mlのレ
ジンケトンに溶解された22.82s−の4.6−ジア
ミツー1.3−ベンゼンジオールジノ1イドロクロライ
ド(DAR)とを混合した。この混合物を撹拌した後、
減圧下に50〜80℃の温度に約20時間加熱すること
によりDARから塩化水素を除いた。
88.1 g of PPA solution) and 22.82 s of 4,6-diami2-1,3-benzenediol dino-hydrochloride (DAR) dissolved in 200 ml of resin ketone were mixed. After stirring this mixture,
Hydrogen chloride was removed from the DAR by heating to a temperature of 50-80° C. for about 20 hours under reduced pressure.

次いで、上記の混合物に17.96gのテレフタル酸(
TA)を添加し、さらに61.2gのP2O5を添加し
て、この混合物中のP2O5の含有率を87.2重量%
にした。
Then, 17.96 g of terephthalic acid (
TA) and further added 61.2 g of P2O5 to bring the content of P2O5 in this mixture to 87.2% by weight.
I made it.

上記のようにして得られた混合物を、アルゴン気流下に
油浴を用いて100℃で15時間撹拌した。
The mixture obtained above was stirred at 100° C. for 15 hours using an oil bath under an argon stream.

上記のようにして加熱下に撹拌することによっては、混
合液のバルク粘度の著しい上昇は見られなかった。
By stirring under heating as described above, no significant increase in the bulk viscosity of the liquid mixture was observed.

次いで、この混合液を激しく撹拌しながら、油浴の温度
を40分以内に100℃から178℃にし、この温度に
25時間維持し、次いで1時間以内に185℃にまで上
昇させ、この温度で25時間反応させた。
Then, while stirring the mixture vigorously, the temperature of the oil bath was brought from 100°C to 178°C within 40 minutes, maintained at this temperature for 25 hours, then increased to 185°C within 1 hour, and at this temperature. The reaction was allowed to proceed for 25 hours.

上記のようにして反応を行なって得られた反応溶液中に
は、ポリ(P−フェニレンベンゾオキサシル)  (P
BO)が13,6重量%含有されているため、この反応
液は偏光性を示した。
The reaction solution obtained by carrying out the reaction as described above contains poly(P-phenylenebenzoxacyl) (P
Since this reaction solution contained 13.6% by weight of BO), it exhibited polarizing properties.

この反応液1.45.Ogに、反応の際に調製したPP
A溶液794.0gを添加して充分に撹拌することによ
り、偏光が観察されなくなった。
This reaction solution 1.45. PP prepared during the reaction to Og
By adding 794.0 g of solution A and stirring sufficiently, polarized light was no longer observed.

この溶液中におけるPBO濃度は2,1重量%であった
。極限粘度−1,1,]、  dN /g (30℃、
メタンスルフォン酸) 上記のようにして得られた溶液をギヤポンプ方式の液晶
紡糸装置(紡績突起径360μm、1ホール)を用いて
紡糸温度135℃、吐出量9.6g/分、ドラフト比1
の条件でエアギャップ3.5cmで空気中に吐出させた
後、大量の水を含む凝固浴へ紡糸した(吐出糸)。
The PBO concentration in this solution was 2.1% by weight. Intrinsic viscosity -1,1,], dN/g (30℃,
Methanesulfonic acid) The solution obtained as above was spun using a gear pump type liquid crystal spinning device (spinning projection diameter 360 μm, 1 hole) at a spinning temperature of 135°C, a discharge rate of 9.6 g/min, and a draft ratio of 1.
After being discharged into the air with an air gap of 3.5 cm under the following conditions, the yarn was spun into a coagulation bath containing a large amount of water (discharged yarn).

上記のようにして紡糸された吐出糸を、25℃の水中に
投入して水中に24時間放置した。
The discharged yarn spun as described above was placed in water at 25° C. and left in water for 24 hours.

このようにして水中に放置することにより、吐出糸中の
P2O5a度は、0.0074重量%にまで低下した。
By leaving the yarn in water in this manner, the P2O5a degree in the discharged yarn was reduced to 0.0074% by weight.

上記のようにしてP2O、濃度を低下させた後、水中か
ら取り出し、80℃で12時間乾燥させて乾燥糸を得た
。この乾燥糸の水分含有率は0.01重量%以下であっ
た。
After reducing the concentration of P2O as described above, it was taken out from water and dried at 80° C. for 12 hours to obtain a dry thread. The moisture content of this dried yarn was 0.01% by weight or less.

また、得られた繊維の直径は120μmであり、この繊
維の内部は、多数の沈澱粒子が凝集した部分と多数の空
隙部分とからなる網目構造を有していることが分かった
Further, the diameter of the obtained fiber was 120 μm, and it was found that the inside of this fiber had a network structure consisting of a portion where many precipitated particles aggregated and many void portions.

さらにこの繊維の破断点伸びは、140%てあった。Furthermore, the elongation at break of this fiber was 140%.

このように、本発明の方法より、得られた繊維は、非常
に高い強度を有しており、このような繊維を延伸して延
伸繊維を得ることが可能であった。
As described above, the fibers obtained by the method of the present invention have extremely high strength, and it was possible to obtain drawn fibers by drawing such fibers.

実施例2〜16 実施例1において、PBOのPPA溶液中におけるP 
B O濃度およびドラフト比、さらに吐出糸の水中放置
時間を表1に記載するように変えた以外は同様にして繊
維を得た。なお、表1に記載する濃度の溶液を観察した
ところ、液晶性は有していなかった。
Examples 2 to 16 In Example 1, P in the PPA solution of PBO
Fibers were obtained in the same manner except that the B 2 O concentration, the draft ratio, and the time during which the discharged yarn was left in water were changed as shown in Table 1. Note that when the solutions having the concentrations listed in Table 1 were observed, they did not have liquid crystallinity.

得られた繊維の諸物性を表1に併せて記載する。Various physical properties of the obtained fibers are also listed in Table 1.

比較例1 実施例]において、PBOを合成した際の反応液をその
まま用いて紡糸した以外は同様にして繊維を得た。この
溶液の濃度は13.6重量%であり、偏光性を示した。
Comparative Example 1 Fibers were obtained in the same manner as in Example, except that the reaction solution used to synthesize PBO was used as it was for spinning. The concentration of this solution was 13.6% by weight, and it exhibited polarizing properties.

得られた繊維は液晶性繊維であり、非常に脆いために取
り扱いか非常に難しく、さらにこのよううな繊維を延伸
することはできなかった。
The obtained fibers are liquid crystalline fibers, which are very brittle and therefore very difficult to handle, and furthermore, such fibers could not be drawn.

比較例2 実施例1において、吐出糸の水中放置時間を1時間に変
えた以外は同様にして繊維を得た。
Comparative Example 2 Fibers were obtained in the same manner as in Example 1, except that the time the discharged yarn was left in water was changed to 1 hour.

この吐出糸のP2O5a度は、24,3重量%であった
。また、湿潤状態および乾燥状態で評価した繊維の破断
点伸びは60%であった。
The P2O5a degree of this discharged yarn was 24.3% by weight. Furthermore, the elongation at break of the fiber evaluated in wet and dry conditions was 60%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の繊維の製造方法で採用される紡糸装
置を模式的に示す図である。 1・・・容器、2・・・ギアポンプ、3・・・紡糸口型
、4・・・凝固浴、5・・・捲取装置 第2図は、凝固浴中ての放置時間と、このようにして得
られた凝固糸から製造される乾燥繊維の破断点伸びとの
関係を示す歪率一応力曲線である。 第3図は、吐出糸の水中放置時間と、凝固糸中のポリリ
ン酸の残留量との関係を示すグラフである。 代  理  人 弁護士 鈴  木 俊一部 第 ズ 第 ズ 延 伸 率 (2g)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a spinning apparatus employed in the fiber manufacturing method of the present invention. 1... Container, 2... Gear pump, 3... Spinneret type, 4... Coagulation bath, 5... Winding device. 2 is a strain rate-stress curve showing the relationship between the elongation at break and the dry fiber produced from the coagulated yarn obtained in the above. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the time the discharged thread is left in water and the amount of polyphosphoric acid remaining in the coagulated thread. Attorney Shun Suzuki 1st Stretching rate (2g)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ポリリン酸、メタンスルホン酸、硫酸またはこれ
らの混合物に、ポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾオ
キサゾール類またはポリベンゾイミダゾール類を液晶相
が観察されない状態に溶解し、該溶液を紡糸することに
より得られたポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾ
オキサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊
維を水中に放置して、該繊維中のリン酸、メタンスルホ
ン酸または硫酸の残留率を0.1重量%以下にすること
を特徴とするポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾ
オキサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊
維の製造方法。
(1) Polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles are dissolved in polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, sulfuric acid, or a mixture thereof in a state in which no liquid crystal phase is observed, and the solution is obtained by spinning. The resulting polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers, or polybenzimidazole fibers are left in water to reduce the residual rate of phosphoric acid, methanesulfonic acid, or sulfuric acid in the fibers to 0.1% by weight or less. A method for producing polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers, or polybenzimidazole fibers, characterized in that:
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