JPH05194732A - 芳香族コポリアミドとその製造法 - Google Patents

芳香族コポリアミドとその製造法

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JPH05194732A
JPH05194732A JP4175157A JP17515792A JPH05194732A JP H05194732 A JPH05194732 A JP H05194732A JP 4175157 A JP4175157 A JP 4175157A JP 17515792 A JP17515792 A JP 17515792A JP H05194732 A JPH05194732 A JP H05194732A
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Georg-Emerich Miess
ゲオルク−エメリッヒ・ミース
Peter Klein
ペーター・クライン
Karl Heinrich
カルル・ハインリッヒ
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    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、芳香族コポリアミドとその製造法
を提供する。 【構成】 有機ポリアミド溶媒に溶解し、且つ本質的に
式Ia,Ib,及びIc [−OC−R1−CO−NH−R2−NH−] (Ia) [−OC−R1−CO−NH−R3−NH−] (Ib) [−OC−R1−CO−NH−R4−NH−] (Ic) で示される反復構造単位からなる芳香族コポリアミドが
説明されている。上記式において、R1とR4は二価の芳
香族基であって、その原子価結合が互いにパラ位又は類
似の同軸もしくは平行位置にあり、R2は式III で示される基であり、そしてR3は式IV で示される基である。コポリアミドにおける個々の特徴
構造体のモル分率は、ある決められた範囲内に固定され
る。本発明のコポリアミドで造られた繊維は、高い延伸
適性を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機溶媒中に溶解して
得られる溶液から紡糸することのできる、ジカルボン酸
/ジアミンタイプの新規な芳香族コポリアミド、前記芳
香族コポリアミドで造られた造形構造物[例えば、かな
り高い初期モジュラス(弾性率)を有するフィラメン
ト、繊維、繊維パルプ、フィルム、シート、及び膜
等]、及び前記芳香族コポリアミドの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】よく知られているように、芳香族ポリア
ミド(ポリアラミド)は、熱安定性と化学安定性に優
れ、且つ燃焼性の低い素材である。したがって、このよ
うな素材で造られた例えば繊維やシートは、非常に良好
な機械的特性[高い強度と高い初期モジュラス(弾性
率)]を示し、工業的分野の用途(例えば、プラスチッ
クの強化用やフィルター材料として)に極めて適してい
る。
【0003】芳香環におけるアミド結合を、互いに同軸
的にあるいは実質的に平行に配向させれば(この結果、
剛性で棒状のポリマー分子が形成される)、高い強度と
高い初期モジュラスを有するポリアラミドで造られたフ
ィラメント又は繊維を製造できる、ということが知られ
ている。
【0004】このタイプの代表的なポリアミドとして
は、例えばポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)が
ある。この材料で造られたフィラメントが、例えばドイ
ツ特許第2219703号に説明されている。
【0005】このポリアミドは多くの利点を有するが、
その製造と加工はかなり難しい。極性有機溶媒に対する
溶解度が低いので(塩化カルシウムや塩化リチウム等の
無機塩を可溶化剤として存在させても)、ポリアミドが
形成されると直ちに反応媒体から沈殿を起こす。この沈
殿物を単離し、洗浄し、乾燥し、そして紡糸溶媒に再び
溶解しなければならない。紡糸溶液を調製するための好
ましい溶媒は濃硫酸であり、本物質はその取り扱いと廃
棄処理に関して特定の問題(作業上の安全性や腐食の問
題)を生じる。
【0006】したがって、公知のアミド溶媒に対して高
い溶解度を有し、容易に紡糸することができ、そしてそ
のフィラメントが、延伸処理後に高い強度値と高い初期
モジュラスを有することを特徴とするコポリアミドを開
発することによって、これらの問題点を解消しようとす
る試みがなされた。
【0007】例えば、ドイツ特許第2556883号及
びドイツ公開公報第3007063号には、アミド溶媒
に対して等方性溶液(本溶液は容易に紡糸することがで
きる)を形成するような、テレフタル酸、p−フェニレ
ンジアミン、及び3,4−ジアミノジフェニルエーテル
のコポリアミドが説明されている。本コポリアミドのフ
ィラメントは、かなり高い延伸処理により高い強度と高
いモジュラスをもつようになる。この場合は、メタ配向
と酸素原子によって溶解度の増大がもたらされている。
しかしながら、公知のアミド溶媒から処理して高強度・
高モジュラスの繊維を得ることができて、且つできるだ
け経済的な方法で処理して造形構造物を得ることのでき
るアラミドがなおも求められている。所定の繊度のマル
チフィラメントヤーンを製造する場合、製造装置による
処理量、したがって紡糸プロセスの経済性は、主として
紡糸速度と最大可能延伸比(the maximum
achievable stretching rat
io)によって決まる。最大可能延伸比とは対照的に、
一般に紡糸速度はポリマーの組成とは無関係である。し
たがって、製造装置からの高い処理量を達成するために
は、加工処理を施して、てきるだけ高い最大可能延伸比
を示すことを特徴とする繊維が得られるようなポリマー
を開発しなければならない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、ポリアミド溶媒に対する良好な溶解性と良好な紡
糸適性を有することを特徴とし、紡糸して高度延伸可能
なフィラメントとすることができ、そして優れた機械的
特性を有するフィラメントを製造することのできる芳香
族コポリアミドを見いだすことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によるコポリアミ
ドは、選択された芳香族ジアミン成分を選択された割合
で存在させることを特徴とする。
【0010】本発明は、有機ポリアミド溶媒に溶解し、
本質的に、少なくとも95モル%の式Ia,Ib,及び
Ic [−OC−R1−CO−NH−R2−NH−] (Ia) [−OC−R1−CO−NH−R3−NH−] (Ib) [−OC−R1−CO−NH−R4−NH−] (Ic) で示される反復構造単位と、必要に応じて最大5モル%
までの式Id [−OC−R1−CO−NH−R5−NH−] (Id) で示される反復構造単位とからなる芳香族コポリアミド
であって、このとき式Ia,Ib,及びIcの構造単位
を含んだコポリアミド中におけるR2,R3,及びR4
のモル分率は、コポリアミド中のこれらの基の総和を基
準として、R2基が30〜70モル%(好ましくは40
〜60モル%)、R3基が10〜60モル%(好ましく
は10〜40モル%、特に20〜30モル%)、そして
4基が10〜60モル%(好ましくは10〜40モル
%、特に20〜30モル%)という範囲内にある。
【0011】上記の式Ia〜Idにおいて、全R1基の
少なくとも95モル%が式IIa −Ar1− (IIa) で示される構造を有し、そして全R1基の最大5モル%
までが式IIb −Ar2− (IIb) で示される構造を有し、このときAr1は二価の芳香族
基であって、その原子価結合が互いにパラ位又は類似の
同軸もしくは平行位置にあり、必要に応じて1つ又は2
つの不活性基で置換されていてもよく、Ar2は二価の
芳香族基であって、その原子価結合が互いにメタ位又は
類似の角度をなした位置にあり、必要に応じて1つ又は
2つの不活性基で置換されていてもよい。
【0012】上記の式Ia〜Idにおいて、R2は式I
II で示される基であり、R3は式IV で示される基である。
【0013】R4は式IVの基を除いた二価の芳香族基
であって、その原子価結合が互いにパラ位又は類似の同
軸もしくは平行位置にあり、必要に応じて1つ又は2つ
の不活性基で置換されていてもよく、そしてR5はAr2
に関して規定した構造のうちの1つから選ばれる基であ
る。
【0014】Ar1,Ar2,R4,又はR5基における置
換基が不活性基である場合、これらは一価の無機基(例
えばハロゲン)であっても、あるいは一価の有機基(例
えばアルキル、アルコキシ、ビス−(N−アルキル)−
アミノ、ビス−(N−アルキル)−アミド、又はニトリ
ル)であってもよい。“不活性基”とは、これらの置換
基が、本発明によるコポリアミドの製造・処理条件下で
反応しない、ということを意味している。
【0015】好ましい不活性基としては、塩素、C1
6−アルキル、及びC1〜C6−アルコキシ等がある
(特に直鎖のC1〜C6−アルキルとC1〜C6−アルコキ
シ)。このような基の例としては、メチル、エチル、n
−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、n−ペンチ
ル、n−ヘキシル、メトキシ、エトキシ、n−プロピル
オキシ、イソプロピルオキシ、n−ブチルオキシ、n−
ペンチルオキシ、及びn−ヘキシルオキシ等がある。
【0016】特に好ましい不活性基は、塩素、メトキ
シ、及びメチルである。
【0017】二価芳香族基の原子価結合が、互いにパラ
位又は類似の同軸もしくは平行位置にある場合、これら
の基は、単核もしくは多核の芳香族炭化水素基である
か、あるいは複素環式芳香族基(単核でも多核でもよ
い)である。複素環式芳香族基の場合、これらの基は、
芳香環中に1つ又は2つの酸素、窒素、もしくはイオウ
原子を有する。
【0018】多核芳香族基は、互いに縮合していてもよ
いし、あるいはC−C結合もしくは−CO−NH−基を
介して互いに直線的に結合していてもよい。
【0019】互いに同軸又は平行位置にある原子価結合
は、反対方向にて向かい合っている。反対方向にて向か
い合っている同軸結合の例は、ジフェニル4,4’結合
である。反対方向にて向かい合っている平行結合の例
は、ナフタレン1,5又は2,6結合であるが、ナフタ
レン1,8結合は同方向にて平行に整列している。
【0020】その原子価結合が互いにパラ位又は類似の
同軸もしくは平行位置にある、好ましい二価芳香族基の
例としては、互いにパラ位に自由原子価を有する単核芳
香族基(特に1,4−フェニレン)、反対方向にて向か
い合った平行結合を有する二核縮合芳香族基(特に1,
4−ナフチレン、1,5−ナフチレン、及び2,6−ナ
フチレン)、及びC−C結合を介して結ばれ、かつ反対
方向にて向かい合った同軸結合を有する二核芳香族基
(特に4,4’−ビフェニレン)がある。
【0021】特に好ましいR4基は1,4−フェニレン
である。Ar1は1,4−フェニレンであるのが好まし
い。
【0022】二価芳香族基が、その原子価結合が互いに
メタ位又は類似の角度をなした位置にあるような二価芳
香族である場合、これらは単核もしくは多核の芳香族炭
化水素基又は複素環式芳香族基(単核でも多核でもよ
い)である。複素環式芳香族基の場合、これらの基は、
芳香環中に1つもしくは2つの酸素、窒素、又はイオウ
原子を有する。
【0023】多核芳香族基は、互いに縮合していてもよ
いし、あるいはC−C結合や−O−,−CH2−,−C
O−NH−,−S−,−CO−,もしくは−SO2−等
のブリッジ基を介して互いに連結していてもよい。
【0024】その原子価結合がメタ位に相当する角度を
なしている多核芳香族基の例としては、1,6−ナフチ
レン、2,7−ナフチレン、及び3,4’−ビフェニレ
ン等がある。
【0025】このタイプの好ましい単核芳香族基は、例
えば1,3−フェニレンである。
【0026】本発明によるポリアミドは、非置換芳香族
基と置換芳香族基とを交互に種々の割合で含むことがで
きる。
【0027】本発明のポリアミドは、置換芳香族基Ar
1,Ar2,R4,及びR5の1つ又はいくつかのタイプを
含むことができる。例えば、メチル置換された芳香族基
だけを含んでもよいし、あるいは異種のアルキル置換基
及び/又はハロゲン置換基を有する芳香族基を種々の割
合で含んでもよい。
【0028】しかしながら、本発明のポリアミドは、非
置換芳香族基だけを含んでもよいし、あるいは置換芳香
族基Ar1,Ar2,R4,及びR5、だけを含んでもよ
い。非置換芳香族基だけを含んだポリアミド、あるいは
該ポリマーを基準として最大約30モル%までの置換芳
香族基を含んだポリアミドが好ましい。
【0029】反復構造単位Ia,Ib,Ic,及び必要
に応じてIdを含んだコポリアミドの製造に際しては、
式V ClOC−R1−COCl (V) で示されるジカルボン酸二塩化物を、式VI,VII,
VIII,及び必要に応じてIX H2N−R2−NH2 (VI) H2N−R3−NH2 (VII) H2N−R4−NH2 (VIII) H2N−R5−NH2 (IX) で示されるジアミンの混合物と反応させる。上記式にお
いて、R1〜R5は前述にて規定した意味を有する。
【0030】式Vのジカルボン酸二塩化物と個々のジア
ミンタイプはさらに、混合物の形でも使用することがで
きる。
【0031】ジアミンVI,VII,VIII,及び必
要に応じてIXの割合は、この場合においては、前述に
て規定した割合の基R2,R3,及びR4が形成されるよ
う選定される。
【0032】芳香族酸から誘導される構造単位の総和
と、芳香族アミンから誘導される構造単位の総和とは、
実質的に同じである。すなわち、これらは多くとも約1
%、好ましくは多くとも約0.2%異なり、実測しうる
範囲内で同一である、ということは当業者にはよく知ら
れている。
【0033】形成されるポリアミドの分子量は、特に芳
香族酸と芳香族アミンの割合を選択することにより調節
することができる。これらの選択規準は、ポリ縮合反応
に関与している当業者には公知である。
【0034】式Vのジカルボン酸二塩化物に誘導するこ
とのできる適切な芳香族ジカルボン酸の例としては、ナ
フタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5
−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、
ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、2−クロロテレ
フタル酸、2−ブロモテレフタル酸、2−メチルテレフ
タル酸、及び特にテレフタル酸などがある。
【0035】さらに、最大5モル%のジカルボン酸二塩
化物をAr2基から誘導することができる。このタイプ
のジカルボン酸二塩化物に誘導することのできる酸の例
としては、ナフタレン−1,6−ジカルボン酸、ナフタ
レン−1,7−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジ
カルボン酸、ビフェニル−3,4’−ジカルボン酸、及
び特にイソフタル酸などがある。
【0036】使用される式VIのジアミンは3,4’−
ジアミノジフェニルエーテルである。
【0037】使用される式VIIのジアミンは4,4’
−ジアミノベンズアニリドである。
【0038】式VIIIの適切なジアミンの例として
は、ナフタレン−1,4−ジアミン、ナフタレン−1,
5−ジアミン、ナフタレン−2,6−ジアミン、ベンジ
ジン、及び特にp−フェニレンジアミンなどがある。
【0039】式IXの適切なジアミンの例としては、ナ
フタレン−1,6−ジアミン、ナフタレン−1,7−ジ
アミン、ナフタレン−2,7−ジアミン、ビフェニル−
3,4’−ジアミン、3,4’−ジアミノ−ベンズアニ
リド、及びm−フェニレンジアミンなどがある。
【0040】前述のモノマー化合物の共重合は、一般に
は溶液重合として行われる。
【0041】この目的に対し、互いに反応させるべき芳
香族モノマー化合物を、通常は有機溶媒に溶解する。こ
の有機溶媒は、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、
N,N−ジメチルアセトアミド、テトラメチルウレア、
N−メチル−2−ピペリドン、N,N’−ジメチル−エ
チレンウレア、N,N,N’,N’−テトラメチルマレ
アミド、N−メチルカプロラクタム、N−アセチルピロ
リドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N−エチル−
2−ピロリドン、N,N−ジメチルプロピオンアミド、
N,N−ジメチルイソブチルアミド、N−メチルホルム
アミド、及びN,N’−ジメチルプロピレンウレア等の
アミドタイプ溶媒の少なくとも1種を含んでいるのが好
ましい。本発明によるプロセスにとって重要な好ましい
有機溶媒は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジ
メチルアセトアミド、及びこれらの混合物である。
【0042】溶液重合の好ましい実施態様においては、
芳香族モノマージアミンをアミド溶媒中に溶解する。次
いで、このようにして得られた溶液を、激しく撹拌しな
がら芳香族ジカルボン酸二塩化物の形の少なくとも1種
の芳香族モノマー化合物と混合して、共重合反応を開始
させる。
【0043】本発明のプロセスにおいては、アミド溶媒
は、芳香族モノマー化合物とそれから得られる芳香族コ
ポリアミドに対する溶媒としてだけでなく、芳香族モノ
マー化合物の共重合反応の副生物として形成されるハロ
ゲン化水素(塩化水素)に対する酸受容体としても使用
されている。場合によっては、溶解性を高める添加剤
(例えば、周期表第I族又は第II族の金属のハロゲン
化物)を使用するのが有利であり、この添加剤は、共重
合反応の前後、又は共重合反応中に反応混合物中に加え
られる。
【0044】このような添加剤の例としては、アルカリ
金属ハロゲン化物(例えば塩化リチウム)又はアルカリ
土類金属ハロゲン化物(例えば塩化カルシウム)があ
る。
【0045】溶液重合の場合のポリ縮合温度は、通常は
−20℃〜+120℃であり、好ましくは+10℃〜+
100℃である。+10℃〜+80℃の反応温度のとき
に、特に好ましい結果が得られる。
【0046】重合反応混合物溶液における芳香族モノマ
ー化合物の濃度の総和は、所望の重合度、重合反応混合
物の所望の粘度、使用する芳香族モノマー化合物の性
質、使用する溶媒の性質、及び所望の重合反応温度を考
慮して調節することができる。この点において、最も好
ましい濃度の総和は、重合反応の進行に関する一連の予
備的実験に基づいて決定することができる。
【0047】ポリ縮合反応は、反応が完了した後に、2
〜15重量%(好ましくは5〜10重量%)のポリ縮合
生成物が溶液中に存在するように行われる。5.0〜
7.5重量%の濃度を使用したときに、特に良好な結果
が得られる。
【0048】ポリ縮合反応の進行に伴って、ポリマーの
分子量が、したがって反応バッチの粘度が増大する。
【0049】ポリ縮合反応により得られるポリマー溶液
の粘度が約2.5〜7.0dl/gのポリマー内部粘度
に相当するとき、適切な分子鎖長が得られる。内部粘度
は次の式 ηinh=lnηrel/c で表される。
【0050】上記式において、ηrelは相対粘度を示
し、cは使用した濃度(g/100mlで表示)を示
す。
【0051】本発明の目的に対しては、各場合におい
て、98重量%濃硫酸100ml中0.5gのポリマー
を含んだ溶液であることが求められる。
【0052】芳香族ポリアミドの製造について大まかに
記したプロセスは、それ自体公知ではあるが、それが本
発明による芳香族ポリアミドの製造に有用である限りに
おいて本発明の1つの主題である。
【0053】ポリマー溶液が、さらなる処理が必要とさ
れる粘度に達したら、例えば塩化アセチルのような単官
能化合物を加えることによって、従来の仕方でポリ縮合
反応を停止させることができる。形成された塩化水素
(塩の形でアミド溶媒に結合している)は、塩基性物質
を加えることによって中和することができる。
【0054】この目的に対して適切な物質としては、例
えば水酸化リチウム、水酸化カルシウム、及び酸化カル
シウム等があるが、特に好ましいのは酸化カルシウムで
ある。
【0055】本発明によるプロセスを施したときに得ら
れる芳香族コポリアミドは、例えば沈殿などの分離法に
よって、共重合混合物から分離することができる。コポ
リアミドに造形を施すための溶液を作製するには、この
ようにして得られる芳香族コポリアミドを適当な有機溶
媒に溶解させる。このプロセスは、造形用溶液(sha
ping solution)を作製するための溶解プ
ロセス(dissolution process)と
呼ばれている。
【0056】本発明による芳香族コポリアミドを作製す
るのに溶液重合法が使用される場合、コポリアミドは重
合用溶媒に完全に溶解している。したがって、本発明に
よるプロセスの工業的用途に対しては、重合により得ら
れた混合物を芳香族コポリアミドのための造形用溶液と
してそのまま使用するのが有利である。
【0057】本発明による芳香族コポリアミドは、有機
溶媒(例えばアミドタイプの有機溶媒)によく溶解し、
優れた熱安定性と耐薬品性を有する。本発明による芳香
族コポリアミドは種々の造形品(例えば、フィラメン
ト、繊維、ヤーン、フィルム、及びシート等)を製造す
るのに特に適しており、これらも同様に本発明の範囲に
含まれる。これらの構造物は、優れた熱安定性や耐薬品
性を有するだけでなく、優れた機械的特性(例えば、引
張強さ、耐磨耗性、及び弾性率に関して)も有する。芳
香族コポリアミドの溶液は、例えば、繊維、シート、シ
ート状エレメント、繊維材料、及び他の造形品の製造に
対して、種々の方法で使用することができる。
【0058】芳香族コポリアミドの造形用溶液の製造プ
ロセスに使用される溶媒は、アミドタイプの溶媒である
のが好ましく、前述したアミドタイプの溶媒又は前記化
合物の2種以上の混合物であるのが特に好ましい。
【0059】造形用溶液の製造に際しては、芳香族コポ
リアミドの濃度が4〜15重量%(特に5〜10重量
%)の範囲内に保持されていると有利である。造形用溶
液は、必要に応じて、溶解性を高めるための添加剤を含
有することができ、この場合、周期表第I族と第II族
の金属の少なくとも1種の金属ハロゲン化物(例えば、
塩化リチウム、塩化カルシウム、又は臭化マグネシウ
ム)を、造形用溶液の総重量を基準として0.2〜10
%(好ましくは0.5〜5%)の濃度にて使用すること
ができる。溶解性を高める添加剤はさらに、高温におけ
る造形用溶液の安定性をも高める。
【0060】造形用溶液に造形処理を施して造形品を得
ることは、適切な乾式法、湿式法、又は乾式/湿式法に
よって行うことができる。例えば、造形用溶液をフィラ
メントに造形するために湿式法が使用される場合は、造
形用溶液(この場合は紡糸溶液)がダイ(例えば紡糸口
金)を通して凝固用液体(coagulatingli
quid)中に押し出される。この方法では、凝固用液
体が水、あるいは極性有機溶媒を含んだ水溶液からなる
のが有利である。この場合、極性有機溶媒は、芳香族コ
ポリアミドを溶解させるのに通常使用されるのと同じア
ミド溶媒から選択することができる。
【0061】凝固用液体に使用される極性有機溶媒は、
造形用溶液中に含まれているのと同じ溶媒であるのが好
ましい。凝固用液体は、大気圧下において0℃〜沸点の
間の温度にて使用するのが好ましい。
【0062】極性有機溶媒は、凝固用液体中に70重量
%以下(特に50重量%以下)の濃度にて存在するのが
好ましい。
【0063】前述の造形プロセスは、造形用溶液からシ
ートやフィラメントを製造するのに特に適している。
【0064】芳香族コポリアミドからフィラメントを製
造するときは、造形用溶液すなわち紡糸溶液を、いくつ
かの紡糸オリフィスを備えた紡糸ヘッドを介して押し出
す。紡糸溶液のフィラメント形状流れが、上記凝固用液
体のうちの1種中で(湿式法)、あるいは大気促進によ
る蒸発にて(乾式法)固化される。紡糸に際しては、従
来の水平又は垂直湿式紡糸機、ドライ−ダイ(dry−
die)湿式紡糸機、あるいは応力が加わった状態で下
向きに物質の流れが生じるような紡糸機を使用すること
ができる。この他の適切な方法としてはいわゆる“ドラ
イ−ダイ湿式紡糸法”があり、例えばUS−A−341
4645に説明されている。
【0065】本発明の芳香族コポリアミドを湿式紡糸す
る場合、凝固操作は、凝固促進用添加剤を含有した凝固
用液体を使用して行うのが好ましい。この凝固操作に次
いで、さらなる凝固工程が施され、芳香族コポリアミド
の凝固フィラメントが0〜100℃に保持された水浴中
に供給される。
【0066】この方法においては、さらなる凝固工程
は、溶媒を除去することによって凝固を完了させるよう
作用する。さらに、凝固促進用添加剤(このような物質
が使用された場合)が凝固したフィラメントから洗い落
とされる。
【0067】上記の説明から明らかなように、本発明に
よる芳香族コポリアミドは、危険で有害な溶媒(例えば
濃硫酸)を使用する必要なく、従来の紡糸方法と紡糸装
置を使用して、何らの問題もなくフィラメントに加工す
ることができる。
【0068】したがって、作業者に対する危険性が少な
くなる。さらに、本発明によるコポリアミドから得られ
るフィラメントは、緻密な内部構造を有する。
【0069】造形用溶液も、従来のファンニング法(f
anning process)や押出法を使用して、
フィルムやシートに加工することができる。
【0070】上記の造形法によって製造されるフィラメ
ントやシートは、一般には延伸処理が施される。この延
伸処理は、機械的特性(例えば、引張強さや弾性率)だ
けでなく、熱的特性(例えば、このようにして得られた
フィラメントやシートの熱安定性)も高める。
【0071】本発明の芳香族コポリアミドで造られたフ
ィラメントは、高い機械的強度と高い弾性率を付与する
ために、一般には延伸処理が施される。延伸比は、通常
約1:6〜1:20である。延伸温度は、通常は250
〜500℃であり、好ましくは300〜450℃であ
る。
【0072】延伸処理は、単一工程でも、二工程でも、
又はそれより多い工程でも行うことができ、加熱に対し
ては、ホットプレートや円筒状加熱装置を使用すること
ができる。さらに、延伸処理したフィラメントやシート
に、同じ温度又はより高い温度でさらなる加熱処理を施
して、それらの結晶質構造の形成を高めることができ
る。この点において、本発明による芳香族コポリアミド
は、従来の有機溶媒に対する溶解性の面で極めて有利で
あるだけでなく、フィラメントやシートの製造後におい
て、“マイルド”な操作条件下で容易に延伸することが
できる。
【0073】本発明による芳香族コポリアミドで造られ
たフィラメント、繊維、又は繊維材料(優れた機械的特
性と熱的特性を有し、高い延伸適性を有することを特徴
とする)は種々の方法で工業的に使用することができ、
例えば、自動車のタイヤや他のゴム部品におけるファブ
リック・インレイ(fabric inlay)用の強
化材、濾布製造用の耐熱性断熱材、及び軽量の断熱材と
して工業的に使用することができる。さらに、本発明に
よる芳香族コポリアミドで造られたフィルム又はシート
は、耐熱性の電気絶縁材料としても使用することができ
る。
【0074】以下に実施例を挙げて、本発明のさらなる
特徴と利点をより詳細に説明する。
【0075】しかしながら、本発明がこれらの実施例に
よって限定されることはない。逆に、これらの実施例を
ベースにすれば、当業者には、本発明の基本概念を逸脱
することなく多くの変形や改良形が可能であることは言
うまでもない。
【0076】
【実施例】実施例1 100モル%のテレフタル酸二塩化物、25モル%のp
−フェニレンジアミン、25モル%の4,4’−ジアミ
ノベンズアニリド、及び50モル%の3, 4’−ジ
アミノジフェニルエーテルで造られた芳香族コポリアミ
ド 10.8g(0.1モル)のp−フェニレンジアミン、
40.0g(0.2モル)の3,4’−ジアミノジフェ
ニルエーテル、及び22.7g(0.1モル)の4,
4’−ジアミノジベンズアニリドを、窒素雰囲気下で2
100gのN−メチルピロリドン中に溶解し、この溶液
に91.2g(0.4モル)のテレフタル酸二塩化物
を、20〜50℃にて60分で加えた。本溶液を72℃
でさらに撹拌した。所望の粘度(ηinh=5.8dl/
g)に達したら、1.2gの塩化アセチルを加えること
によってポリ縮合反応を停止させ、次いで反応混合物を
24.5gの酸化カルシウムで中和した。本溶液を濾過
し、脱気し、そして湿式紡糸した。紡糸に際しては、1
00個のオリフィス(いずれも直径0.1mm)を有す
るダイから、35%のN−メチルピロリドンを含んだ高
温水溶液(80℃)からなる凝固浴中に16.0m/分
の速度で紡糸した。こうして得られるフィラメントを、
2つの水浴と洗浄機を介して、乾燥ゴデットにより、そ
して最終的には450℃のアイロンにより延伸した。
【0077】個々のフィラメントタイター(filam
ent titer)は、143cN/texの繊度関
連強度(fineness−related stre
ngth)にて1.63dtexであり、伸びは2.9
%であり、そして初期モジュラスは、100%伸びを基
準にして52N/texであった。
【0078】実施例2〜7 実施例1に記載の手順を使用してさらに他の芳香族コポ
リアミドを作製した。使用したジアミン、それらの割
合、得られたポリマーの溶液粘度、紡糸条件、及び得ら
れた繊維の特性を下記の表1に示す。それぞれの場合に
おいて、使用したジカルボン酸成分はテレフタル酸二塩
化物である。ジアミンに関して、表1では以下の略語を
使用している。
【0079】PPD=p−フェニレンジアミン DADPE=3,4’−ジアミノジフェニルエーテル DABA=4,4’−ジアミノベンズアニリド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルル・ハインリッヒ ドイツ連邦共和国デー−8934 グロサイテ ィンゲン,カルヴェンデルシュトラーセ 2

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機ポリアミド溶媒に溶解し、本質的
    に、少なくとも95モル%の式Ia,Ib,及びIc [−OC−R1−CO−NH−R2−NH−] (Ia) [−OC−R1−CO−NH−R3−NH−] (Ib) [−OC−R1−CO−NH−R4−NH−] (Ic) で示される反復構造単位と、必要に応じて最大5モル%
    までの式Id [−OC−R1−CO−NH−R5−NH−] (Id) で示される反復構造単位とからなる芳香族コポリアミド
    であって、全R1基の少なくとも95モル%が式IIa −Ar1− (IIa) で示される構造を有し、そして全R1基の最大5モル%
    までが式IIb −Ar2− (IIb) で示される構造を有し、このときAr1は二価の芳香族
    基であって、その原子価結合が互いにパラ位又は類似の
    同軸もしくは平行位置にあり、必要に応じて1つ又は2
    つの不活性基で置換されていてもよく、Ar2は二価の
    芳香族基であって、その原子価結合が互いにメタ位又は
    類似の角度をなした位置にあり、必要に応じて1つ又は
    2つの不活性基で置換されていてもよく、R2は式II
    で示される基であり、R3は式IV で示される基であり、R4は式IVの基を除いた二価の
    芳香族基であって、その原子価結合が互いにパラ位又は
    類似の同軸もしくは平行位置にあり、必要に応じて1つ
    又は2つの不活性基で置換されていてもよく、そしてR
    5はAr2に関して規定した構造のうちの1つから選ばれ
    る基であり、 但し、R2,R3,及びR4基のモル分率は、これらの基
    の総和を基準として、R2基が30〜70モル%、好ま
    しくは40〜60モル%、R3基が10〜60モル%、
    好ましくは10〜40モル%、そしてR4基が10〜6
    0モル%、好ましくは10〜40モル%、という範囲内
    にある、前記芳香族コポリアミド。
  2. 【請求項2】 Ar1が1,4−フェニレンであり、A
    2が1,3−フェニレンであり、そしてR4が1,4−
    フェニレンである、請求項1記載のコポリアミド。
  3. 【請求項3】 R2,R3,及びR4基のモル分率が、こ
    れらの基の総和を基準として、R2基が40〜60モル
    %、R3基が20〜30モル%、そしてR4基が20〜3
    0モル%という範囲内にある、請求項1記載のコポリア
    ミド。
  4. 【請求項4】 全R1基が1,4−フェニレンであり、
    4が1,4−フェニレンである、請求項1記載のコポ
    リアミド。
  5. 【請求項5】 式V ClOC−R1COCl (V) (式中、R1は請求項1において規定した意味を有す
    る)で示されるジカルボン酸二塩化物を、式VI,VI
    I,及びVIII、そして必要に応じて式IX H2N−R2−NH2 (VI) H2N−R3−NH2 (VII) H2N−R4−NH2 (VIII) H2N−R5−NH2 (IX) (式中、R2〜R5は請求項1において規定した意味を有
    する)で示されるジアミンを含んだ混合物と反応させ
    る、請求項1記載のコポリアミドの製造法であって、こ
    のとき式VI〜VIIIのジアミンのモル分率が、これ
    らのジアミンの総和を基準として、請求項1において規
    定したR2,R3,及びR4の割合を有するコポリアミド
    が形成されるような範囲内にて選定される、前記製造
    法。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の芳香族コポリアミドで構
    成された造形品、特にフィラメント、繊維、ヤーン、フ
    ィルム、又はシート。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の芳香族コポリアミドで構
    成されたフィラメント又は繊維を、プラスチックの強
    化、特にエラストマーの強化に使用すること。
JP4175157A 1991-07-02 1992-07-02 芳香族コポリアミドとその製造法 Pending JPH05194732A (ja)

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EP0522418A3 (en) 1993-04-07
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US5266672A (en) 1993-11-30
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