JPS6290314A - コポリイミド繊維 - Google Patents

コポリイミド繊維

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JPS6290314A
JPS6290314A JP23203585A JP23203585A JPS6290314A JP S6290314 A JPS6290314 A JP S6290314A JP 23203585 A JP23203585 A JP 23203585A JP 23203585 A JP23203585 A JP 23203585A JP S6290314 A JPS6290314 A JP S6290314A
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JP
Japan
Prior art keywords
yarn
repeating units
fiber
fibers
phenylene
Prior art date
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Pending
Application number
JP23203585A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Kimura
元 木村
Takuma Kanda
神田 拓馬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPS6290314A publication Critical patent/JPS6290314A/ja
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱・IJl及び熱\1法安定・Iノ[に優れ
、実用的な力学時・14を兼ね備えた」ポリ、イミド繊
組に関するものである。
〔従来の技術〕
特開昭50−64522には、下記式で示す構されてい
る。しかしながら、たとえば同公報の実施例に示される
糸強度は、高々2.65g/dであり、通常実用強度の
下限値30/dに満たない。
また、耐熱材料に要求される高温下での力学特性も無定
形ポリマゆえに著しく劣る欠点を有する。
ざら(こ、熱的寸法安定・11に欠け、たとえば同公報
実施例にみられる糸の350°Cにおける乾熱収縮率【
Jl、延伸糸で60%と極めて高い。
ン阜は熱酸化に対し極めて弱く高温空気に暴露する際安
定・[4に欠【Jる。従って各種耐熱資材用途には一般
に不向きである。
一方、特公昭57−37687号公報実IJfIi例1
6には、 の構造を有する小[ポリマからなる繊維について述べら
れている。しかしイ【から、得られる繊維の強度は約9
.4o/dと高いにもかかわらず、伸度が1.3%と低
く非常に脆いために実用的でイ【い。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは優れた耐熱・111g 、熱寸法安定1ノ
1、ざらに実用的な力学性↑ノ1を兼ね備えたポリイミ
ド繊維について鋭意検討した結果、剛直性成分としてパ
ラフェニレン基、さらに第3成分として側鎖をもたない
メタフェニレン阜を1−記ポリイミトの主鎖中に導入v
しめることにより耐熱性、熱外d1安定性に優れ、しか
も実用的な力学特性を備えた繊維を形成しうろことを児
出し本発明に到達した。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、本発明は実質的に下記式の構造を有する二l
ポリイミド繊維に関するものである。
(式中[ぐは、前記繰り返し単位の30モル%〜8本発
明は、剛直性成分であるパラフェニレン基を上記ポリイ
ミドの主鎖中に導入Vしめることで耐熱゛1)1及び熱
寸法′[J1安定↑)1を改良し、ざらにスタフ1−ニ
レン塁を共重合して同主鎖中に加えることにより、ポリ
マの結晶性を適度に下げることで力学時′]1を改良す
ることを特徴どするものである。
本発明でいう共重合体組成Rの一成分であるパラフェニ
レン基は、前記構造式に示した繰り返し単位に対し、3
0モル%〜80モル%が適当である。
30−[ル%未満では耐熱性、寸法安定性が低く、また
力学時Hも実用強度下限fitfの3 g / riに
満たず、80モル%を越えると、ポリマが高結晶1’l
となり強度の割に弾1)1率が高く力学的に非常に脆く
なり実用的でない1゜ このパラフェニレン基は、前記繰り返し単位に対し好ま
しくは40モル%〜80Eル%、さらに好ましくは50
[ル%〜70モル%が適当である。
また、本発明でいう共重合体組成Rの残りの成分である
メタフェニレン基は、前記構造式に示した繰り返し中位
に対し、20モル%〜70モル%が適当で゛ある。
20モル%未満では、力学時・1)1改良の点で十分で
はなく、701ヨル%を越えるとポリマが無定形となり
耐熱・[4及び熱寸法安定・1)1が低くなる。
このメタフェニレンN G;1.、前記繰り返し中位に
対し好ましくは20[ル%〜6oモル%、さらに好まし
くは30 =rXル%〜50モル%が適当である。
上記のパラフェニレン基やメタフェニレン阜は、たとえ
ばハロゲン買換体などの誘導体を各々に対し、5モル%
程度含イjしていても良い。
−5= 本発明のコポリイミド織MLt;、高度の耐熱11を有
し高温下に暴露する際に優れた安定性を有する。
繊維に関する熱安定性の定義は、例えば高温にて艮lh
間atiM@i露したのちの引張特性の保持性による。
本発明の=1ポリイミド繊維は、500’Cの高温下で
も繊維形態を保持し溶断、融着等発生せず安定である。
本発明の]ポリイミド繊維は、さらに熱寸法安定性に優
れ、350’CにおCノる乾熱収縮率は5%末渦である
本発明の]ポリイミド繊維は、優れた耐炎性を示し、非
延焼性でかつ非溶融性である。
本発明のコポリイミド繊維の引張強度は少なくとも3o
/dを有し、実用性の条件を満足する。
本発明のコポリイミド繊維は種々の化学薬品に対し優れ
た抵抗・tqを示し、たとえば有機溶剤にも浸されず、
侵れ1=力学特竹を保持する。また、沸騰水、蒸気及び
8酸による加水分解に対して甚大な抵抗性を有し、その
ような加水分解条件下に長時間曝した後でも優れた力学
特↑ノ1を保持する。
本発明のコポリイミド111i紺はさらに、優れた紫外
線安定4ノ1及び耐1r’l o−1線1/l 11ト
を右する。
本発明のコポリイミド綴紐(、!1、例えばfj公11
r(42−2936或いは特開昭1コεL−163/1
16/^どの公報に示される製η、を適;11ツること
によって得られる。例えば、3.3’、4,4°−ベン
シフ−■−ノンテトラカルボン酸二無水物、パラフ、1
ニレンジアミン、メタフェニレンジアミンをイ・1(実
情剤中で無水の条件下で湿mを65°C以下、好−Jニ
ジ<は50′C以下に維持し4Tがら反応Iしめ、ポリ
アミド酸重合体の溶液を得る。該重合体溶液を例えば乾
式紡糸法によって紡糸し1=のIう、延伸及び熱処理工
程を経てポリイミド繊組を得る。或いは、該重合体溶液
にアミド酸中位に対し0.05〜0.5当帛の化学環化
剤を加え1部分的にイミド化した紡糸原液を調製し、水
系凝固浴中に湿式紡糸したのら、残りのアミド酸を熱的
または化学的に環化せしめポリイミド繊維を得る。
本発明の]ポリイミド繊維は単繊維あたり、1Oデニー
ルまで或いはそれ以上であり、種々の成形断面を有して
もよい。
繊維の形態はステープルからフィラメン1〜まであり、
糸、1〜つ、スライバー或い1ユ他の繊維束のようイ【
種々の形状に集めてもよい、さらに繊維は、織物、編物
、不織布より成ってもよい。
本発明の繊維は顔料、!0利、仕上剤、静電防止剤など
の代表的添加剤により改質してもよく、ある場合には直
接紡糸原液に含有ぜしめて繊維に与えるのが有利である
本発明の]ポリイミド繊維は、実用的な繊維強度を有す
る。m、tiftであり、しかも耐熱・[4、熱寸法安
定性、燃焼抵抗性、耐薬品性、電気絶縁性などが非常に
優れており、高温電気絶縁材第11、ケーブル被覆、防
護衣服、カーテン、バッキング、ライニング、T業用フ
ィルター、−適用)■ルi〜、航空はイ1属晶、車輌内
装材などの用途に使用することかできる。
〔実施例〕
以下、実施例a3よび比較例によってさらに詳しく説明
する。
引張特性は東洋測器(株)製テンシロンを用い、ヤーン
について測定した、試罠100mm、引張速度50mm
/minである。
熱安定性Irj1.290’Cの高温空気中に暴露した
のち測定した。
熱寸法安定1ノ1は、350°Cの熱風オーブン中で1
0分間処理したときの乾熱Its?縮率を測定した。
試艮は15cmである。
ポリアミド酸の固右粘[α(η1nh)はポリマ0゜5
g/溶媒100m1の割合になるよう、ポリマ溶液をN
−メチルビ[lリドン(N M l’) )で希釈して
、25°Cで測定した。。
実施例1〜2 脱水したNMP中で、パラーノエニレンジアミン(P)
、メタノ1ニレンジアミン(M)、及び3.3’、4.
4“−ベンシフ1ノンテトラカル小ン酸二無水物(BT
I)A)を第1表に示J足だけ反応ざl↓、同表に示す
1441をbつポリアミド酸の溶液を1!f、 /j:
この溶液を第2表で示す吊だけとり、氷水で冷却し、攪
拌下に無水酢酸、ピリジン、NMPからなる混合物を3
0分で滴下し、次いで22℃で511)間反応を続Cノ
た、添加量は第2表に示すとおりで、無水酢酸及びピリ
ジンの量はアミド酸単位に対し0.25当扇に相当する
。1qれらた部分環化ポリアミド酸溶液の溶液粘度を第
2表に示す。
この溶液を0.08n++nφ、6ホールの口金を用い
てNMP/水(容量比25/75)からなる20℃の凝
固浴中に紡糸しく吐出量0.7cc/min、紡糸速度
13.0m/m1n)、次いでこの糸条を25℃の水中
で第3表のとおり延伸した。
第3表 この糸条を室温で20分風乾後、70℃で30分間真空
乾燥した。乾燥した糸条を熱風オーブン中にて210℃
で10分、次いで280℃で30分間熱処理した。この
糸条を窒素をゆるく通じたガラス製円筒管を用い、第4
表に示す条件で延伸した。接触時間は各6秒。各延伸糸
の糸質は第4表の通りである。
一方、前記の水中で第3表に示す倍率で延伸した糸条を
無水酢酸/ピリジン(容量比70/30 )に室温で一
晩浸漬し、残りのアミド酸を化学環化させた。この化学
環化糸を室温で1時間、次いで90℃で4時間真空乾燥
したの15、」−述のガラス製円筒管を用いて延伸した
。延伸条件および延伸糸の糸質を第5表に示す。
= 13− 実施例3 第5表の実施例1に小η糸条(A)、同表実施例2に示
す糸条(I3)をぞれぞれガラス−;1ボビンに巻き、
290’Cに保った熱風オーブン中に投入、20時間、
40時間、及び112時間暴露暴露用張強伸度を室温に
戻したのり測定した。糸条△の暴露後の強伸度値、及び
ぞれらの保持率を第6表に示す。
糸条Bのそれを第7表に示す。
第6表 第7表 実施例4 」−記の糸条AおよびBの350’Cにおける乾熱収縮
率を第8表に示ず。
A、Bいずれの糸条の収縮率も、特開昭50−6452
2号公報実施例3に示される糸条の収縮率に比へて低い
比較例] 脱水したNMP180ml中で、メタフェニレンジアミ
ン13.566g、3.3’4.4’−ベンゾフエノン
テ1〜ラカルボン酸二無水物40.6290を反応さけ
固有粘度0.73のポリアミド酸溶液を得た(ポリマ温
度23.1重間%)。
この溶液128.ε3gをとり氷水で冷ムuし、攪拌下
に無水酢酸4.23g、ピリジン3.270(いずれも
アミド酸単位の0.3当吊)及びNMP2mlかならる
混合物を30分で滴下し、次いで22°Cで5時間反応
を続けた。)qられた部分環化ポリアミド酸溶液の溶液
粘度LJ、841’oise(25°C)であった。
この溶液を前述の口金を用いて紡糸し次いで25°Cの
水中で1.5(Rに延伸した。
この糸条を前述の通り乾燥したのち、オーブン中で21
0℃で10分、次いで2130℃で30分間熱処理した
この糸条を350’Cの熱板上で6.0倍に延伸した。
1qられた延伸糸の糸質は、繊度11.4デニール、強
度2.53o/d、伸rf27%、弾・1)1率44.
4q/dであった。
また、350℃を越える温石で延伸づると溶断のため延
伸不能であった。
一方、上記水中で1.5倍に延伸した糸条を前記のよう
に化学環化させ乾燥したのち、350’Cの熱板上で4
.0倍に延伸した。得られた延伸糸の糸質は、繊度17
.5デニール、強度2.90q/d、伸度17%、弾性
率60.4g/dであった。350℃を越える温度で延
伸すると溶断のため延伸不能であった。いずれの糸も無
定形で強度が実用レベル下限値の3a/dに満たない。
比較例2 脱水したNMP200ml中で、パラフェニレンジアミ
ン12 、544 (J 、 3.3’、4.4’−ベ
ンゾフエノンテ1〜ラカルボン酸二無水物37.567
0を反応さtL、固有粘度1.20のポリアミド酸溶液
を19だ(ポリマ濃度20.0重量%)。
この溶液125.IQをとり、氷水で冷却し、攪拌下に
無水酢酸2.960、ピリジン2.29g(いずれもア
ミド酸単位の0.25当吊)、及びNMP2mlからな
る混合物を30分で滴下し、次いで22°Cで5時間反
応を続けた。得られた部分環化ポリアミド酸溶液の溶液
粘度は1110POi se (25℃)であった。
この溶液を前述の口金を用いて紡糸し、次いで24℃の
水中にて1.7倍に延伸した。この糸条を前述の通り乾
燥した。
この乾燥糸をオーブン中にて210℃で10分、次いで
280℃で30分間熱処理したのち、前述のガラス製円
筒管を用い400’Cで1.03倍、ざらに500℃で
1.03倍に延伸した。得られた延伸糸の糸質は繊度5
0.3デニール、強度4゜43Ω/d、伸度2.1%、
弾↑ノ1率294Ω/dであり脆かった。
また、上記の乾燥糸を2 n 0℃の熱板上にて1゜4
倍に延伸したのちオーブン中にて210°Cで10分、
次いで280℃で30分間熱処理した。この糸条を張力
調節器ににす、緊張下、前述のガラス製円筒管を用い4
00℃で熱処理(接触時間6秒)したが、糸条は非常に
脆く甲糸切れが頻発した。
一方、上記水中にて1.7倍に延伸した糸条を前記のよ
うに化学環化させ乾燥したのち、ガラス製内筒管を用い
575℃で2.1倍に延伸した。
)qられた延伸糸の糸質は、繊度24.Oデニール、強
度9.000/d、伸度1.4%、弾性率6950/d
であり、脆かった。
〔発明の効果〕
本発明のコポリイミド、i!維は、前述のように耐熱性
、寸法安定性、力学特性が非常に優れている。
このため、電気絶縁材料、フィルター、防炎服、車輌内
装材など各種産業資材用途等に広展開できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 実質的に、下記式の構造を有するコポリイミド繊維。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中Rは、前記繰り返し単位の30モル%〜80モル
    %が▲数式、化学式、表等があります▼を表わすもので
    あり、前記繰返し単位の残りが▲数式、化学式、表等が
    あります▼を表わすものである。)
JP23203585A 1985-10-17 1985-10-17 コポリイミド繊維 Pending JPS6290314A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5064522A (ja) * 1973-10-12 1975-05-31
JPS5737687A (en) * 1980-08-19 1982-03-02 Sumitomo Metal Ind Mounting of ceramic fiber block

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5064522A (ja) * 1973-10-12 1975-05-31
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