JPS5839051B2 - Method for manufacturing aromatic polyamide molded products - Google Patents

Method for manufacturing aromatic polyamide molded products

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JPS5839051B2
JPS5839051B2 JP50115028A JP11502875A JPS5839051B2 JP S5839051 B2 JPS5839051 B2 JP S5839051B2 JP 50115028 A JP50115028 A JP 50115028A JP 11502875 A JP11502875 A JP 11502875A JP S5839051 B2 JPS5839051 B2 JP S5839051B2
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JP
Japan
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solution
aromatic polyamide
molded products
molding
aromatic
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勝彦 陶山
義治 伊藤
稔夫 辻
昇 藤川
英治 山本
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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    • B29C47/92

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、芳香族ポリアミド成形品を製造する場合の改
良された方法に関するものであり、さらに詳しくは芳香
族ボリア□ドを含有する溶液から湿式成形法あるいは乾
式成形法により繊維、テープ、フィルムなどの成形品を
製造する場合に、気泡の含まれない成形品を製造するた
めの改善された方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved method for manufacturing aromatic polyamide molded articles, and more specifically, a wet molding method or a dry molding method from a solution containing an aromatic boric acid. The present invention relates to an improved method for producing molded products that do not contain air bubbles when producing molded products such as fibers, tapes, and films.

一般に、芳香族ポリアミドは、アミド結合という極性結
合と芳香族基に基づく分子の剛直性によって、ナイロン
6、ナイロン66に代表される脂肪族ボリア□ドと比較
して著しく高い融点あるいはガラス転移点を有し、高温
での形態安定性、防炎性、耐熱分解性、耐薬品性、電気
的、機械的特性の保持性などにすぐれ、耐熱性繊維、フ
ィルムまたは成形材料として工業的にきわめて価値の高
いものである。
In general, aromatic polyamides have a significantly higher melting point or glass transition point than aliphatic boric acids such as nylon 6 and nylon 66 due to the rigidity of molecules based on polar bonds called amide bonds and aromatic groups. It has excellent shape stability at high temperatures, flame resistance, thermal decomposition resistance, chemical resistance, and retention of electrical and mechanical properties, making it extremely valuable industrially as a heat-resistant fiber, film, or molding material. It's expensive.

芳香族ポリアミドは工業的にはジメチルアセトアミド、
N−メチルピロリドン、ヘキサメチルホスホルアミド、
テトラメチル尿素などに代表されるいわゆるアミド系溶
媒中で芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸クロリドと
を反応させる方法により重合が行なわれ、成形品製造は
重合を終了した溶液を直接、あるいは生成した塩酸を中
和したのち、または−たん単離したポリマーを溶媒に再
溶解させてから湿式法あるいは乾式法により行なわれる
Aromatic polyamide is industrially dimethylacetamide,
N-methylpyrrolidone, hexamethylphosphoramide,
Polymerization is carried out by reacting an aromatic diamine with an aromatic dicarboxylic acid chloride in a so-called amide solvent such as tetramethylurea, and molded products are manufactured by directly using the polymerized solution or by using the generated hydrochloric acid. After neutralizing the polymer, or after redissolving the isolated polymer in a solvent, it is carried out by a wet method or a dry method.

成形を行なう際の芳香族ポリアミドの溶液の粘性は通常
50〜1000ポイズと粘稠であり、しかも機械的な攪
拌などに起因する気泡が溶液中に多数含まれるので、成
形に先立って脱泡を行なわなければならない。
The viscosity of the aromatic polyamide solution during molding is usually 50 to 1000 poise, and the solution contains many bubbles due to mechanical stirring, so it is necessary to defoam before molding. must be done.

従来、ポリマー溶液中に含まれる気泡を除去する方法と
して、貯蔵タンクにおいて長時間静置するか、あるいは
減圧する方法、溶液を薄膜状にしで減圧し脱泡する方法
、タンク中において攪拌を行ないながら減圧し脱泡する
方法などが知られているが、これらの方法によって完全
に脱泡を行なおうとしてもあまりにも長時間を要したり
、また減圧することにより溶剤が蒸発しポリマー濃度が
変動したりするので、必ずしも満足すべき方法ではない
Conventional methods for removing air bubbles contained in a polymer solution include leaving it in a storage tank for a long time or reducing the pressure, forming the solution into a thin film and depressurizing it to degas it, and stirring the solution while stirring in the tank. Methods of degassing by reducing the pressure are known, but even if these methods are used to completely defoam, it takes too long, and reducing the pressure causes the solvent to evaporate and the polymer concentration to fluctuate. This is not necessarily a satisfactory method.

特に、生産性を上げるために溶液中のポリマー濃度を増
加させた場合の溶液粘性は500〜1ooooポイズ程
度となり、このような溶液に含まれる気泡は、上記の方
法によっては、完全に除去することはまず不可能である
In particular, when the polymer concentration in the solution is increased in order to increase productivity, the solution viscosity is about 500 to 100 poise, and the bubbles contained in such a solution cannot be completely removed by the above method. is almost impossible.

完全に脱泡されていない溶液からの繊維製造においては
、紡糸中の糸切れがはげしく、巻き取った系は毛羽が多
くまた糸の機械的性能も糸条中に含まれる泡のために低
いものとなってしまう。
When manufacturing fibers from a solution that has not been completely defoamed, thread breakage during spinning is frequent, the wound system has a lot of fuzz, and the mechanical performance of the thread is poor due to the bubbles contained in the thread. It becomes.

また、フィルム製造においては、製品のフィルム中に気
泡が残り、機械的性能が低下するばかりでなく、電気的
性能、特に絶縁破壊電圧の低下は電気絶縁材料分野への
適用を不可能にしてしまうものである。
In addition, in film manufacturing, air bubbles remain in the product film, which not only reduces mechanical performance, but also reduces electrical performance, especially dielectric breakdown voltage, making it impossible to apply it to the field of electrical insulation materials. It is something.

このようにポリマー溶液中に含まれる気泡を十分に除去
することは単に操業性を向上させるのみでなく、製品の
品質を著しく高めるものであり、きわめて重要な問題で
ある。
As described above, sufficiently removing air bubbles contained in the polymer solution not only improves the operability but also significantly improves the quality of the product, which is an extremely important issue.

本発明者らは、芳香族ボリア□ドの溶液中に含まれる気
泡を短時間に、しかも溶媒の蒸発なしに十分除去する方
法について鋭意研究した結果、本発明に到達したもので
ある。
The present inventors have arrived at the present invention as a result of intensive research into a method for sufficiently removing bubbles contained in a solution of aromatic boria □ in a short time and without evaporating the solvent.

すなわち本発明は、芳香族ボリア□ドの溶液をスクリュ
ー押出機に供給し、少なくとも3に9/CyAの背圧を
かげて押し出したのち湿式成形あるいは乾式成形するこ
とを特徴とする芳香族ポリアミド成形品の製造法である
That is, the present invention provides an aromatic polyamide molding characterized in that a solution of an aromatic polyamide is supplied to a screw extruder, extruded under a back pressure of at least 3 to 9/CyA, and then subjected to wet molding or dry molding. It is a method of manufacturing products.

本発明の方法によれば、成形時に気泡による操業上の障
害もなく、気泡の含まれない品質のすぐれた成形品を製
造することができる。
According to the method of the present invention, there is no operational problem due to air bubbles during molding, and it is possible to produce molded products of excellent quality that do not contain air bubbles.

従来、このような方法で芳香族ポリアミド成形品が成形
されたことはなかった。
Conventionally, aromatic polyamide molded articles have never been molded using such a method.

本発明において芳香族ボリア□ドの溶液とは、下記の一
般式0)および/または(2)で表わされる芳香族ポリ
アミドを5〜30重量多重量多液を意味する。
In the present invention, the aromatic boria □ solution means a multi-liquid solution containing 5 to 30 parts by weight of an aromatic polyamide represented by the following general formulas 0) and/or (2).

NH−Ar1−NHCO−Ar2−CO−(1)−■−
Ar3−CO−(2) (ただし、Ar1.Ar2.Ar3は2価の芳香族基で
あって、同一であっても異なっていてもよい) 芳香族ポリアミドの例としては、m−フェニレンテレフ
タルアミド; m−フェニレンイソフタルアミド; P
−フェニレンテレフタルア□ド、P−フェニレンイソフ
タルア□ド、 4. 4’−オキシジフェニレンテレ
フタルアミド、 4. 4’−オキシジフェニレンイ
ソフタルアミド、P−ベンズア□ド1m−ベンズアミド
などをあげることができ、またこれらのコポリマーであ
ってもよいし、少量の芳香族基以外の成分、たとえばピ
ペラジン、シクロヘキサンジカルボン酸などを含んでい
てもよい。
NH-Ar1-NHCO-Ar2-CO-(1)-■-
Ar3-CO-(2) (However, Ar1.Ar2.Ar3 are divalent aromatic groups and may be the same or different.) Examples of aromatic polyamides include m-phenylene terephthalamide ; m-phenylene isophthalamide; P
-phenylene terephthalate, P-phenylene isophthalate, 4. 4'-oxydiphenylene terephthalamide, 4. Examples include 4'-oxydiphenylene isophthalamide, P-benzado 1m-benzamide, etc., and copolymers of these may also be used, as well as small amounts of components other than aromatic groups, such as piperazine and cyclohexanedicarboxylic acid. It may also include.

芳香族ポリアミドの溶媒としては、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、テ
トラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチ
ルスルホキシドなどが代表的なものであるが、これらの
混合物あるいは溶解性を増大させるために、塩化リチウ
ムや塩化カルシウムなどの溶解性の金属ノ・ロゲン化物
を添加した溶媒、さらには硫酸、クロム硫酸、フルオル
硫酸などの強酸であってもよい。
Typical solvents for aromatic polyamides include dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, hexamethylphosphoramide, and dimethylsulfoxide, but mixtures of these or those that increase solubility Therefore, a solvent containing a soluble metal chloride such as lithium chloride or calcium chloride, or a strong acid such as sulfuric acid, chromium sulfuric acid, or fluorosulfuric acid may be used.

本発明に用いるスクリュー押出機は、粉末あるいは粒状
のプラスチックを成形するための通常のスクリュー押出
機であればどのようなものであっても使用でき、特に形
状に限定はないが、圧縮部分の距離はあまり短かくない
方が好ましい。
The screw extruder used in the present invention can be any conventional screw extruder for molding powder or granular plastic, and there are no particular limitations on the shape, but the distance between the compressed parts It is preferable that it not be too short.

芳香族ポリアミドの溶液を押し出す場合の背圧は、少な
くとも3に’;!/cl、好ましくは5kg/c4以上
の圧力を必要とし、背圧が3kti/c4未満の場合は
脱泡は不完全である。
The back pressure when extruding a solution of aromatic polyamide is at least 3';! /cl, preferably 5 kg/c4 or more pressure is required, and if the back pressure is less than 3 kti/c4, defoaming is incomplete.

スクリュー押出機より押し出した芳香族ポリアミドの溶
液は、−たんタンクに貯えたのち成形を行なってもよい
が、紡糸用ノズルあるいはフィルム成形用ダイスなどを
先端に設置した計量ポンプ(たとえばギヤーポンプ)を
押出機の先端に結合して、脱泡を行なった溶液を直ちに
成形に供することが最も有利である。
The aromatic polyamide solution extruded from a screw extruder may be stored in a tank and then molded, but it may be extruded using a metering pump (such as a gear pump) equipped with a spinning nozzle or a film molding die at the tip. It is most advantageous to attach the degassed solution to the top of the machine and immediately use it for molding.

本発明に用いる芳香族ポリアミドの溶液の成形法として
は、すでに知られている方法、たとえば硫酸など強酸が
溶媒の場合は水、希硫酸な・どを凝固浴とする湿式成型
法、有機溶媒の場合には乾式成型法あるいは水、金属塩
を含有する水、アルコール類、グリセリン、ポリアルキ
レングリコールなどを凝固浴とする湿式成形法などが採
用できる。
The method for molding the aromatic polyamide solution used in the present invention includes already known methods, such as a wet molding method using water, dilute sulfuric acid, etc. as a coagulation bath when the solvent is a strong acid such as sulfuric acid, and a wet molding method using an organic solvent. In such cases, a dry molding method or a wet molding method using water, water containing metal salts, alcohols, glycerin, polyalkylene glycol, etc. as a coagulation bath can be employed.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

なお、例中のηinhは25℃、96俤硫酸中、ポリマ
ー濃度0.5ダ/ 100a!で測定した値である。
In addition, ηinh in the example is 25°C, 96 ton sulfuric acid, polymer concentration 0.5 da/100 a! This is the value measured at

比較例 1 ジメチルアセトアミド中でm−フェニレンシア□ンとイ
ソフタル酸クロリドとを反応させることにより、ポリ(
m−フェニレンイソフタルアミド)を合成した。
Comparative Example 1 Poly(
m-phenylene isophthalamide) was synthesized.

この重合溶液中には塩酸が存在するので、当量の水酸化
カルシウムを添加することにより塩酸の中和を行なった
Since hydrochloric acid was present in this polymerization solution, the hydrochloric acid was neutralized by adding an equivalent amount of calcium hydroxide.

この溶液中には、ηihが1.52のポリ(m−フェニ
レンイソフタルアミド)が18重量φ含まれ、20℃に
おいて2880ポイズの溶液粘性を有していた。
This solution contained 18 weight φ of poly(m-phenylene isophthalamide) having an ηih of 1.52, and had a solution viscosity of 2880 poise at 20°C.

得られた溶液を脱泡タンクに移して(液深約25a)、
60℃、10ηinhの減圧度で4時間脱泡を行なった
Transfer the obtained solution to a degassing tank (liquid depth of about 25a),
Defoaming was carried out for 4 hours at 60° C. and a degree of vacuum of 10 ηinh.

脱泡終了後の脱泡タンクを3 kti/cystに加圧
して上記の溶液を孔径0.08 myttを有する50
0孔のノズルを通して、100℃に加熱した平均分子量
600のポリエチレングリコール浴中に吐出し、150
t711の距離を浸漬させてから浴より取り出して、水
洗、熱水延伸(2倍)、乾燥して10.6m/分の速度
で巻取った。
After defoaming, the degassing tank was pressurized to 3 kti/cyst and the above solution was poured into a 50 mm tube with a pore size of 0.08 mytt.
Discharged through a 0-hole nozzle into a polyethylene glycol bath with an average molecular weight of 600 heated to 100°C,
After being immersed for a distance of t711, it was taken out from the bath, washed with water, stretched with hot water (twice), dried, and wound up at a speed of 10.6 m/min.

上記の紡糸操作中、ノズル面において、しばしば糸条切
断が観察され、巻取った糸にも数多くの毛羽が認められ
た。
During the spinning operation described above, yarn breakage was often observed on the nozzle surface, and numerous fluffs were observed in the wound yarn.

この毛羽は引続いて行なった320℃における乾熱延伸
(2,4倍)により一層はげしいものとなった。
This fuzz became even more severe due to the subsequent dry heat stretching (2.4 times) at 320°C.

得られた糸条を顕微鏡観察したところ気泡の含まれてい
ることがわかった。
When the obtained yarn was observed under a microscope, it was found that it contained air bubbles.

また、脱泡操作中ジメチルアセトアミドが蒸発すること
によりポリマー濃度は19.2重量多と増加した。
Furthermore, the polymer concentration increased to 19.2% by weight due to evaporation of dimethylacetamide during the defoaming operation.

実施例 1 比較例1で使用したポリ(m−フェニレンイソフタルア
ミド)を18重量多含む溶液を、室温において、40℃
m直径のL/D=20のスクリュー押出機に供給し、背
圧13.5 kg/c!のもとで、ギヤーポンプおよび
孔径0.0811Mを有する5000孔のノズルを通し
て比較例1と同様にして巻取った。
Example 1 A solution containing 18 weight of poly(m-phenylene isophthalamide) used in Comparative Example 1 was heated at 40°C at room temperature.
m diameter L/D=20 screw extruder, back pressure 13.5 kg/c! The film was wound up in the same manner as in Comparative Example 1 through a gear pump and a 5000-hole nozzle with a hole diameter of 0.0811M.

この場合は比較例1の場合と異なり、ノズル面におげろ
糸条切断は全くみられず、また巻取られた糸には毛羽が
認められなかった。
In this case, unlike the case of Comparative Example 1, no thread breakage was observed on the nozzle surface, and no fuzz was observed in the wound thread.

そしてノズルを出た溶液について、ポリマー濃度を判定
したが、スクリュー押出機を通す前と全く同じ濃度の値
を示した。
The polymer concentration of the solution exiting the nozzle was determined, and it showed exactly the same concentration value as before passing through the screw extruder.

実施例 2 ジメチルアセトアミド中でm−フェニレンジアミンと、
イノフタル酸クロリドおよびテレフタル酸クロリドの混
合物(イソフタル酸クロリド:テレフタル酸クロリド=
80:20)とを反応させることにより、ポリ(m−フ
ェニレンイソフタルアミド/テレフタルアミド)コポリ
マーを合成し、生じた塩酸を当量の水酸化カルシウムを
加えることにより中和し、ポリマーを20重量多含有す
る溶液を得た。
Example 2 m-phenylenediamine in dimethylacetamide,
Mixture of inophthalic acid chloride and terephthalic acid chloride (isophthalic acid chloride: terephthalic acid chloride =
80:20) to synthesize poly(m-phenylene isophthalamide/terephthalamide) copolymer, the resulting hydrochloric acid was neutralized by adding an equivalent amount of calcium hydroxide, and the polymer content was 20% higher by weight. A solution was obtained.

この溶液は室温において3400ポイズの溶液粘性を有
していた。
This solution had a solution viscosity of 3400 poise at room temperature.

得られた溶液を室温において、20朋直径のL/D=1
8のスクリュー押出機に供給し、25kg/lJの背圧
のもとでギヤーポンプを通して、巾400朋のT型ダイ
スより、110℃に加熱されたステンレス製ローラー上
にフィルム状に押し出した。
The resulting solution was heated at room temperature with a diameter of 20 mm, L/D = 1.
The mixture was supplied to a No. 8 screw extruder, passed through a gear pump under a back pressure of 25 kg/lJ, and extruded into a film from a T-shaped die with a width of 400 mm onto a stainless steel roller heated to 110°C.

フィルムはローラー上で、さらに熱風を吹き付けること
によって溶媒を乾燥させたのち、水洗、乾燥を行なった
The film was further dried on a roller by blowing hot air to remove the solvent, and then washed with water and dried.

このフィルムを300’C5分間定長熱処理を行なった
のち、絶縁破壊電圧を20点測定シタトコロ、170〜
210 Kv/1mの範囲にはいった。
After heat-treating this film at 300'C for 5 minutes, the dielectric breakdown voltage was measured at 20 points.
It entered the range of 210 Kv/1m.

そして、顕微鏡観察を行なったが、フィルム中には気泡
は認められなかった。
Then, microscopic observation was performed, but no air bubbles were observed in the film.

比較例 2 実施例2で用いたものと同一のポリマー溶液を液深が2
5ffとなるタンクに移して、0.5ffffHfの減
圧度、60℃で4時間脱泡を行なった。
Comparative Example 2 The same polymer solution used in Example 2 was prepared at a liquid depth of 2.
The mixture was transferred to a tank with a capacity of 5ffHf and defoamed at 60°C for 4 hours at a reduced pressure of 0.5ffffHf.

続いてタンクを3に9/c!に加圧して、巾400朋の
T型ダイスより溶液を押し出して、実施例2と同様にし
てフィルムを製造した 得られたフィルムの絶縁破壊電圧を20点測定したとこ
ろ70KV〜210 KV/ffffとばらつきが非常
に太きかった。
Next, tank 3 to 9/c! The solution was extruded through a T-shaped die with a width of 400 mm, and a film was produced in the same manner as in Example 2. The dielectric breakdown voltage of the resulting film was measured at 20 points, and it was 70 KV to 210 KV/ffff. The variation was very large.

また、顕微鏡観察により、フィルム中に微細な気泡が観
察された。
Furthermore, microscopic air bubbles were observed in the film by microscopic observation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 芳香族ポリアミドの溶液をスクリュー押出機に供給
し、少なくとも3に’;l/cyAの背圧をかげて押し
出したのち湿式あるいは乾式成形することを特徴とする
芳香族ポリアミド成形品の製造方法。
1. A method for producing an aromatic polyamide molded article, which comprises supplying a solution of aromatic polyamide to a screw extruder, extruding it under a back pressure of at least 3'l/cyA, and then performing wet or dry molding.
JP50115028A 1975-09-23 1975-09-23 Method for manufacturing aromatic polyamide molded products Expired JPS5839051B2 (en)

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