KR101345071B1 - Aramid Fiber and Method for Manufacturing The Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 장시간 노출되어도 변색이 잘 되지 않도록 향상된 내변색성을 갖는 아라미드 섬유 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 아라미드 섬유 제조방법은, 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 단계; 상기 방향족 폴리아미드 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의몰비를 측정하는 단계; 상기 아민 말단에 대한 상기 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초과하는 제1 방향족 폴리아미드 중합체와 상기 몰비가 1.0 이하인 제2 방향족 폴리아미드 중합체로 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 분류하는 단계; 상기 제1 및 제2 방향족 폴리아미드 중합체를 포함하는 도프용 중합체를 이용하여 방사도프를 제조하는 단계 - 상기 도프용 중합체의 상기 제1 방향족 폴리아미드 중합체의 함량은 50 중량%를 초과하되 60 중량% 이하임 -; 및 상기 방사도프를 방사하는 단계를 포함한다.The present invention relates to an aramid fiber having improved discoloration resistance and a method for producing the same so as to be less discolored even after exposure to an external environment such as sunlight, air, moisture, etc. for a long time, the aramid fiber manufacturing method of the present invention, aromatic polyamide Preparing a polymer; Measuring the molar ratio of the acid terminal to the amine terminal of the aromatic polyamide polymer; Classifying the aromatic polyamide polymer into a first aromatic polyamide polymer having a molar ratio of the acid terminal to the amine end of greater than 1.0 and a second aromatic polyamide polymer having a molar ratio of 1.0 or less; Preparing a dope using a dope polymer comprising the first and second aromatic polyamide polymers-the content of the first aromatic polyamide polymer of the dope polymer is greater than 50% by weight but less than 60% by weight Or less; And spinning the spinning dope.

아라미드, 색변화, 아민 말단, 에시드 말단 Aramid, color change, amine end, acid end

Description

아라미드 섬유 및 그 제조방법{Aramid Fiber and Method for Manufacturing The Same}Technical Field The present invention relates to an aramid fiber,

본 발명은 아라미드 섬유 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 장시간 노출되어도 변색이 잘 되지 않도록 향상된 내변색성을 갖는 아라미드 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aramid fiber and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an aramid fiber having an improved discoloration resistance so as not to discolor even when exposed to external environment such as sunlight, air, moisture, etc. for a long time will be.

일반적으로, 아라미드 섬유로 통칭되는 전방향족 폴리아미드 섬유는, 벤젠 고리들이 아미드기(CONH)를 통해 직선적으로 연결된 구조를 갖는 파라계 아라미드 섬유와 그렇지 않은 메타계 아라미드 섬유를 포함한다. 파라계 아라미드 섬유는 고강도, 고탄성, 저수축 등의 우수한 특성을 가지고 있는데, 5mm 정도 굵기의 가느다란 실로 2톤의 자동차를 들어올릴 정도의 막강한 강도를 가지고 있어 방탄 용도로 사용될 뿐만 아니라, 우주항공 분야의 첨단 산업에서 다양한 용도로 사용되고 있다. 또한, 아라미드 섬유는 500℃이상에서 검게 탄화하므로 고내열성이 요구되는 분야에서도 각광을 받고 있다.Generally, the wholly aromatic polyamide fibers commonly referred to as aramid fibers include para-aramid fibers having a structure in which benzene rings are linearly connected through an amide group (CONH) and non-aramid fibers. Para-aramid fibers have excellent properties such as high strength, high elasticity and low shrinkage. They have a strong strength enough to lift 2 tons of automobile with a thin thread of 5mm thickness, Of-the-art industry. In addition, since the aramid fiber is carbonized at a temperature of 500 ° C or higher, the aramid fiber is also in the spotlight where high heat resistance is required.

아라미드 섬유는 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드를 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하는 중합용매 중에서 중합시킴으로써 전방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 공정, 이 중합체를 농황산 용매에 용해시켜 방사도프를 제조하는 공정, 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후 방사물을 비응고성 유체 및 응고욕조를 순차적으로 거치도록 함으로써 필라멘트를 제조하는 공정, 및 상기 필라멘트를 수세, 건조 및 열처리하는 공정을 거쳐 제조된다.Aramid fiber is a process for producing a wholly aromatic polyamide polymer by polymerizing an aromatic diamine and an aromatic dieside halide in a polymerization solvent containing N-methyl-2-pyrrolidone, dissolving this polymer in a concentrated sulfuric acid solvent to prepare a spinning dope After the step of spinning the spinning dope through the spinneret to pass through the non-coagulant fluid and coagulation bath sequentially to produce a filament, and the step of washing the filament, and drying and heat treatment .

이와 같이 제조된 종래의 아라미드 섬유는 초기에는 노란색을 띄지만, 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 장시간 노출될 경우 변색이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 아라미드 섬유의 변색은 그 자체만으로 아라미드 섬유의 고객 흡인력을 저하시킬 뿐만 아니라, 아라미드 섬유의 물성 저하, 특히 강도 저하를 수반하는 것으로 알려져 있다. The conventional aramid fibers prepared as described above are initially yellow, but have a problem of discoloration when exposed to external environments such as sunlight, air, and moisture for a long time. Such discoloration of aramid fibers is known not only to lower the customer attraction force of the aramid fibers alone, but also to impair the physical properties of the aramid fibers, in particular, the strength.

그러나, 아라미드 섬유의 변색 원인이 현재까지 명확히 규명되어있지 않고, 그로 인해 아라미드 섬유의 변색을 최소화할 수 있는 방안도 제시되어 있지 않은 실정이다.However, the cause of discoloration of aramid fibers has not been clearly identified to date, and thus there is no proposal for minimizing discoloration of aramid fibers.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 아라미드 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to an aramid fiber and a method for producing the same, which can prevent problems due to limitations and disadvantages of the related art.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 이점은 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 장시간 노출되어도 변색이 잘 되지 않도록 향상된 내변색성을 갖는 아라미드 섬유 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is derived to solve the above problems, the advantage of the present invention is that the aramid fibers having improved discoloration resistance and its discoloration so that the discoloration does not become well even when exposed to external environment such as sunlight, air, moisture, etc. for a long time To provide a way.

본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술될 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 학습되어질 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 첨부된 도면은 물론이고 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.Further features and advantages of the invention will be described hereinafter, and will in part be obvious from the description. Alternatively, other features and advantages of the invention may be learned through practice of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects and other advantages of the present invention will be realized and attained by the structure particularly pointed out in the written description and claims hereof as well as the appended drawings.

위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 단계; 상기 방향족 폴리아미드 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의몰비를 측정하는 단계; 상기 아민 말단에 대한 상기 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초과하는 제1 방향족 폴리아미드 중합체와 상기 몰비가 1.0 이하인 제2 방향족 폴리아미드 중합체로 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 분류하는 단계; 상기 제1 및 제2 방향족 폴리아미드 중합체를 포함하는 도프용 중합 체를 이용하여 방사도프를 제조하는 단계 - 상기 도프용 중합체의 상기 제1 방향족 폴리아미드 중합체의 함량은 50 중량%를 초과하되 60 중량% 이하임 -; 및 상기 방사도프를 방사하는 단계를 포함하는 아라미드 섬유의 제조방법이 제공된다.In order to achieve the above advantages, and in accordance with the object of the present invention, preparing an aromatic polyamide polymer; Measuring the molar ratio of the acid terminal to the amine terminal of the aromatic polyamide polymer; Classifying the aromatic polyamide polymer into a first aromatic polyamide polymer having a molar ratio of the acid terminal to the amine end of greater than 1.0 and a second aromatic polyamide polymer having a molar ratio of 1.0 or less; Preparing a dope using a dope polymer comprising the first and second aromatic polyamide polymers-the content of the first aromatic polyamide polymer of the dope polymer is greater than 50% by weight but less than 60% by weight Less than or equal to-; And it provides a method for producing aramid fibers comprising the step of spinning the spinning dope.

본 발명의 다른 측면으로, 아민 말단 및 에시드 말단을 갖는 폴리아미드 중합체를 포함하고, 상기 아민 말단에 대한 상기 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초과하되 1.9 미만인 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유가 제공된다.In another aspect of the present invention there is provided an aramid fiber comprising a polyamide polymer having amine and acid ends, wherein the molar ratio of the acid ends to the amine ends is greater than 1.0 but less than 1.9.

위와 같은 일반적 서술 및 이하의 상세한 설명 모두는 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

본 발명에 의한 아라미드 섬유 및 그 제조방법에 의하면, 아라미드 섬유가 업계에서 요구되는 강도, 즉 폴리아미드 중합체의 고유점도를 만족하면서도, 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 장시간 노출되어도 그 고유 색상을 유지할 수 있다. 따라서, 아라미드 섬유의 변색으로 인한 고객 흡인력 저하를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.According to the aramid fiber according to the present invention and a method for producing the same, the aramid fiber satisfies the strength required in the industry, that is, the intrinsic viscosity of the polyamide polymer, and its intrinsic color even when exposed to the external environment such as sunlight, air, moisture, etc. for a long time. Can be maintained. Therefore, it has an effect which can prevent the customer attraction force fall by the discoloration of aramid fiber.

전방향족 폴리아미드 중합체는 분자사슬의 말단기 종류에 따라 크게 3가지 유형으로 분류될 수 있다. 즉, 전반향족 폴리아미드 중합체는 분자사슬의 양측 모두에 아민 말단기를 갖는 것과, 일측에는 아민 말단기를 갖고 타측에는 에시드 말단기를 갖는 것과, 분자사슬의 양측 모두에 에시드 말단기를 갖는 것으로 분류될 수 있다. 통상적으로, 방향족 폴리아미드 중합체 제조시 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드를 1:1의 몰비로 반응시키기 때문에, 최종 중합된 전방향족 폴리아미드 중합체 전체에서 아민 말단기와 에시드 말단기의 이론적 평균 몰비는 1:1이다. The wholly aromatic polyamide polymer can be classified into three types according to the type of terminal group of the molecular chain. That is, the wholly aromatic polyamide polymer is classified as having amine end groups on both sides of the molecular chain, having amine end groups on one side and acidic end groups on the other side, and having acid end groups on both sides of the molecular chain. Can be. Typically, since the aromatic diamine and the aromatic dieside halide are reacted in a molar ratio of 1: 1 when preparing the aromatic polyamide polymer, the theoretical average molar ratio of the amine end groups and the acid end groups in the final polymerized wholly aromatic polyamide polymer is 1 Is 1:

이러한 전방향족 폴리아미드 중합체를 황산에 용해시킴으로써 방사도프를 제조하고, 이 방사도프에 대하여 방사, 응고, 수세, 건조 등의 공정을 거쳐 아라미드 섬유를 제조한다. 앞에서 상술한 바와 같이, 아라미드 섬유는 그 사용 중에 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경으로부 영향을 받아 변색되는데, 본 발명에 의하면 이와 같은 아라미드 섬유의 변색이 폴리아미드 중합체의 말단기와 상당한 관련이 있음이 밝혀졌다. 즉, 아라미드 섬유가 외부 환경에 노출될 경우 에시드 그룹에 비해 아민 그룹의 변이가 더 많이 나타나고, 이와 같은 아민 그룹의 변이가 아라미드 섬유의 변색을 유발하는 중요한 원인들 중 하나임이 밝혀졌다. A spinning dope is prepared by dissolving such an wholly aromatic polyamide polymer in sulfuric acid, and aramid fibers are produced by spinning, coagulation, washing with water, and drying the spinning dope. As mentioned above, aramid fibers are discolored under their influence from the external environment such as sunlight, air, moisture, etc. during use, and according to the present invention, the discoloration of such aramid fibers is significantly related to the end groups of the polyamide polymer. It turns out that there is. In other words, when the aramid fiber is exposed to the external environment, the amine group is more mutated than the acid group, and the amine group is found to be one of the important causes of discoloration of the aramid fiber.

따라서, 아라미드 섬유에 포함된 방향족 폴리아미드 중합체가 외부 환경 하에서도 안정적인 상태를 유지하기 위해서는, 방향족 폴리아미드 중합체의 에시드 말단기가 아민 말단기에 비해 과량이어야 한다. 즉, 본발명에 의하면, 아라미드 섬유는 방향족 폴리아미드 중합체를 포함하되, 상기 방향족 폴리아미드 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초과하는 것이 바람직하다.Therefore, in order for the aromatic polyamide polymer contained in the aramid fibers to be stable even in the external environment, the acid end groups of the aromatic polyamide polymers must be excessive compared to the amine end groups. That is, according to the present invention, the aramid fiber comprises an aromatic polyamide polymer, wherein the molar ratio of the acid terminal to the amine end of the aromatic polyamide polymer is preferably greater than 1.0.

이를 위하여, 본 발명에 의하면, 방향족 폴리아미드 중합체를 황산에 용해시키기 전에 방향족 폴리아미드 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비를 측정한다. 이 측정 결과에 기초하여, 아민 말단에 대한 에시드 말단의몰비가 1.0을 초과하는 제1 방향족 폴리아미드 중합체와 상기 몰비가 1.0 이하인 제2 방향족 폴리아미드 중합체로 방향족 폴리아미드 중합체를 분류한다. 이어서, 상기 제1 및 제2 방향족 폴리아미드 중합체를 포함하며 제1 방향족 폴리아미드 중합체의 함량이 50 중량%를 초과하되 60 중량% 이하인 도프용 중합체를 황산에 용해시킴으로써 방사도프를 제조한다.For this purpose, according to the invention, the molar ratio of the acid terminal to the amine terminal of the aromatic polyamide polymer is measured before dissolving the aromatic polyamide polymer in sulfuric acid. Based on this measurement result, an aromatic polyamide polymer is classified into a first aromatic polyamide polymer having a molar ratio of the acid terminal to an amine terminal exceeding 1.0 and a second aromatic polyamide polymer having a molar ratio of 1.0 or less. Subsequently, spinning dope is prepared by dissolving a dope polymer comprising the first and second aromatic polyamide polymers and having a content of the first aromatic polyamide polymer of more than 50 wt% but not more than 60 wt% in sulfuric acid.

이하, 본 발명의 아라미드 섬유의 제조방법의 일 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, one Example of the manufacturing method of the aramid fiber of this invention is demonstrated concretely.

우선, 유기용매에 무기염을 첨가하여 중합용매를 제조한다. First, an inorganic salt is added to an organic solvent to prepare a polymerization solvent.

상기 유기용매로는 아미드계 유기용매, 우레아계 유기용매, 또는 이들의 혼합 유기용매를 이용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N, N‘-디메틸아세트아미드(DMAc), 헥사메틸포스포아미드(HMPA), N, N, N', N'-테트라메틸 우레아(TMU), N, N-디메틸포름아미드(DMF) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. The organic solvent may be an amide organic solvent, a urea organic solvent or a mixed organic solvent thereof. Specific examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N'-dimethylacetate Amide (DMAc), hexamethylphosphoramide (HMPA), N, N, N ', N'-tetramethylurea (TMU), N, N-dimethylformamide (DMF) or mixtures thereof.

상기 무기염은 방향족 폴리아미드의 중합도를 증가시키기 위하여 첨가하는 것으로서, 그 구체적인 예로는 CaCl2, LiCl, NaCl, KCl, LiBr 및 KBr 등과 같은 할로겐화 알칼리 금속염 또는 할로겐화 알칼리 토금속염을 들 수 있으며, 이들 무기염은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물의 형태로 첨가될 수 있다. 상기 무기염의 첨가양이 증가할수록 방향족 폴리아미드의 중합도는 증가되지만 상기 무기염이 과량으로 첨가되면 미처 용해되지 않는 무기염이 존재할 수 있기 때문에, 상기 무기염은 중합용매 전체량에 대해 10 중량% 이하의 범위인 것이 바람직하다. 상기 무기 염은 유기용매에 대한 용해도가 좋지 않기 때문에 물을 첨가하여 무기염을 완전히 용해시키고, 그 후에 탈수공정을 통해 물을 제거함으로써 최종적인 중합용매를 제조할 수 있다. The inorganic salt is added in order to increase the polymerization degree of the aromatic polyamide. Specific examples thereof include alkali metal halides such as CaCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, LiBr and KBr, or alkaline earth metal halides. The salts may be added alone or in the form of a mixture of two or more. As the addition amount of the inorganic salt increases, the degree of polymerization of the aromatic polyamide increases. However, since an inorganic salt which does not dissolve when the inorganic salt is added in an excessive amount may be present, the inorganic salt may be present in an amount of 10% . Since the inorganic salt has poor solubility in organic solvents, the final polymerization solvent may be prepared by completely dissolving the inorganic salt by adding water and then removing the water through a dehydration process.

다음, 상기 제조된 중합용매에 방향족 디아민을 용해시켜 혼합용액을 제조한다. 상기 방향족 디아민의 구체적인 예는 파라-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노비페닐, 2,6-나프탈렌디아민, 1,5-나프탈렌디아민 또는 4,4'-디아미노벤즈아닐라이드를 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Next, an aromatic diamine is dissolved in the prepared polymerization solvent to prepare a mixed solution. Specific examples of the aromatic diamine include para-phenylenediamine, 4,4'-diaminobiphenyl, 2,6-naphthalenediamine, 1,5-naphthalenediamine or 4,4'-diaminobenzanilide However, the present invention is not limited thereto.

다음, 상기 혼합용액을 교반하면서 상기 혼합용액에 소정량의 방향족 디에시드 할라이드를 첨가하여 예비중합시킨다. 상기 방향족 디에시드 할라이드의 구체적인 예로는 테레프탈로일 디클로라이드, 4,4'-벤조일 디클로라이드, 2,6-나프탈렌디카복실산 디클로라이드 또는 1,5-나프탈렌디카복실산 디클로라이드를 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Next, while stirring the mixed solution, a predetermined amount of aromatic dieside halide is added to the mixed solution and prepolymerized. Specific examples of the aromatic diacid halide include terephthaloyl dichloride, 4,4'-benzoyl dichloride, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid dichloride and 1,5-naphthalene dicarboxylic acid dichloride, But is not limited thereto.

방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드의 중합은 발열과 함께 빠른 속도로 반응이 진행하게 되는데, 이와 같이 중합속도가 빠르게 되면 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이에서 중합도 차이가 커지는 문제가 발생한다. 보다 구체적으로 설명하면, 중합반응은 혼합용액 전체에서 동시에 진행하는 것이 아니기 때문에, 먼저 중합반응이 시작된 중합체는 빠르게 중합반응을 진행하여 긴 분자사슬을 형성하는 반면, 나중에 중합반응이 시작된 중합체는 먼저 중합반응이 시작된 중합체보다 짧은 분자사슬을 형성할 수밖에 없게 되고, 중합속도가 빠르게 되면 그 차이가 훨씬 커지게 된다. 이와 같이, 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이에 중합도 차이가 커 지게 되면 물성 편차 또한 커지게 되어 원하는 특성구현이 어렵게 된다. 따라서, 예비중합공정을 통해 일단 소정 길이의 분자사슬을 갖는 예비중합체를 미리 형성하고, 그 후에 중합공정을 수행함으로써 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이의 중합도 차이를 최소화하는 것이 바람직하다.Polymerization of an aromatic diamine and an aromatic diacid halide proceeds at a rapid rate with the exothermic reaction. When the polymerization rate is increased as described above, there arises a problem that the difference in degree of polymerization between the finally obtained polymers increases. More specifically, since the polymerization reaction does not proceed simultaneously in the entire mixed solution, the polymer that has first started the polymerization proceeds rapidly to form a long molecular chain, whereas the polymer that has started the polymerization first polymerizes first. There is no choice but to form shorter molecular chains than the polymer from which the reaction was initiated, and the higher the polymerization rate, the greater the difference. As such, when the degree of polymerization difference between the polymers finally obtained increases, physical property variations also increase, making it difficult to achieve desired characteristics. Therefore, it is preferable to minimize the difference in degree of polymerization between the polymers finally obtained by preforming a prepolymer having a molecular chain of a predetermined length through a prepolymerization step, and then performing a polymerization step.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 예비중합공정은 반응기 내에서 0 ~ 45℃로 반응 온도를 유지하며 수행하고, 반응시간은 3 ~ 15분 정도로 충분한 중합 시간을 부여하며, 전방향족 폴리아미드 중합체의 제조에 필요한 방향족 디에시드 할라이드의 전체량 중 20 ~ 40%만을 예비중합공정 중에 첨가하는 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the prepolymerization process is carried out at a reaction temperature of 0 to 45 ° C in a reactor, a reaction time is 3 to 15 minutes to give a sufficient polymerization time, and a wholly aromatic polyamide polymer It is preferable to add only 20 to 40% of the total amount of the aromatic diacid halide necessary for the production of the aromatic diacid halide in the prepolymerization step.

예비중합공정을 완료한 후, 0 ~ 10℃ 상태로 온도를 낮추고 상기 예비 중합체에 방향족 디에시드 할라이드를 추가로 첨가하여 최종 중합체를 제조한다. 중합공정에 의해 얻어지는 방향족 폴리아미드 중합체의 구체적인 예는, 폴리(파라페닐렌테레프탈-아미드: PPD-T), 폴리(4,4'-벤즈아닐라이드 테레프탈아미드), 폴리(파라페닐렌-4,4'-비페닐렌-디카복실산 아미드) 또는 폴리(파라페닐렌-2,6-나프탈렌디카복실산 아미드)를 들 수 있다.After the completion of the prepolymerization process, the temperature is lowered to 0 to 10 ° C. and an aromatic dieside halide is further added to the prepolymer to prepare a final polymer. Specific examples of the aromatic polyamide polymer obtained by the polymerization step include poly (paraphenylene terephthal-amide: PPD-T), poly (4,4'-benzanilide terephthalamide), poly (paraphenylene-4, 4'-biphenylene-dicarboxylic acid amide) or poly (paraphenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide).

본 발명에 의하면, 최종 중합시 첨가되는 방향족 디에시드 할라이드의 양은 예비중합시 첨가되는 양과 더해질 경우 상기 방향족 디아민의 몰(mole)보다 많도록 결정되는 것이 바람직하다. According to the present invention, the amount of the aromatic dieside halide added during the final polymerization is preferably determined to be larger than the mole of the aromatic diamine when added to the amount added during the prepolymerization.

이어서, 중합반응 중에 생성된 산을 알칼리 화합물을 이용하여 중화시킨다.Subsequently, the acid produced during the polymerization reaction is neutralized with an alkali compound.

중합반응을 거쳐 얻어진 방향족 폴리아미드 중합체는 가루 형태로 존재하기 때문에 상기 방향족 폴리아미드 용액의 유동성이 좋지 못하다. 따라서, 그 유동성 향상을 위해서 상기 방향족 폴리아미드 용액에 물을 첨가하여 슬러리로 만든 상태에서 이후 공정을 진행하는 것이 바람직하다. 한편, 방향족 폴리아미드 중합체 슬러리를 만들 때 알칼리 화합물을 용해시킨 물을 사용함으로써 중화공정을 동시에 진행할 수도 있다. Since the aromatic polyamide polymer obtained through the polymerization reaction exists in powder form, the fluidity of the aromatic polyamide solution is poor. Therefore, in order to improve the fluidity, it is preferable to proceed with the subsequent process in the state of making the slurry by adding water to the aromatic polyamide solution. On the other hand, when making an aromatic polyamide polymer slurry, the neutralization process can also be performed simultaneously by using water which melt | dissolved the alkali compound.

상기 무기 알칼리 화합물는 NaOH, Li2CO3, CaCO3, LiH, CaH2, LiOH, Ca(OH)2, Li2O 또는 CaO의 알칼리 금속, 알칼리 토금속의 탄산염, 알칼리 토금속의 수소화물, 알칼리 토금속의 수산화물, 또는 알칼리 토금속의 산화물로 이루어지는 군에서 선택된다. The inorganic alkaline compound may be at least one selected from the group consisting of alkaline metals such as NaOH, Li 2 CO 3 , CaCO 3 , LiH, CaH 2 , LiOH, Ca (OH) 2 , Li 2 O or CaO, carbonates of alkaline earth metals, hydrides of alkaline earth metals, Hydroxide, or an oxide of an alkaline earth metal.

염산을 다량 포함하고 있는 강산 상태의 방향족 폴리아미드 용액에 무기 알칼리 화합물을 첨가하면 염산과 신속히 반응하여 중화가 빠르게 진행하지만, 일단 중화가 상당히 진행되어 pH가 7에 접근하면 무기 알칼리 화합물과 염산과의 반응속도가 급격히 감소하여 무기 알칼리 화합물이 미반응 상태로 중화용액에 남게 되며, 이로 인해 중화 완료 후 불용성 무기 알칼리 화합물을 필터로 여과해야 하는 문제가 발생한다. 따라서, 방향족 폴리아미드 용액 중에 불용성 이물의 생성을 방지하기 위해서, 중화 공정을 여러 번에 나누어 수행할 수 있다. When an inorganic alkaline compound is added to a strong acidic aromatic polyamide solution containing a large amount of hydrochloric acid, it quickly reacts with hydrochloric acid to rapidly neutralize. However, once the neutralization proceeds considerably and the pH approaches 7, The reaction rate is rapidly decreased and the inorganic alkaline compound is left in the neutralized solution in an unreacted state, which causes the problem that the insoluble inorganic alkaline compound must be filtered with the filter after neutralization is completed. Therefore, in order to prevent the formation of insoluble foreign matter in the aromatic polyamide solution, the neutralization process can be carried out at several times.

이어서, 중화공정을 완료하여 산이 제거된 방향족 폴리아미드 중합체를 분쇄한다. 후술하는 추출 공정시 중합체의 입자크기가 너무 크면 중합용매 추출공정에 많은 시간이 소요되며 중합용매 추출효율이 저하되기 때문에, 추출공정 전에 중합체의 입자크기를 작게 하기 위해서 분쇄공정을 수행하는 것이다. Subsequently, the neutralization process is completed to grind the aromatic polyamide polymer from which the acid is removed. If the particle size of the polymer is too large in the extraction process described later, the polymerization solvent extraction process takes a lot of time and the polymerization solvent extraction efficiency is lowered, so that the grinding process is performed to reduce the particle size of the polymer before the extraction process.

이어서, 분쇄된 방향족 폴리아미드 중합체로부터 중합용매를 추출한다. 중합에 의해 얻어진 방향족 폴리아미드 중합체 내에는 중합 공정을 위해 사용한 중합용매가 함유되어 있기 때문에, 이와 같은 중합용매를 중합체로부터 추출해야 하며, 추출된 중합용매는 중합공정에 재사용할 수 있다. 이와 같은 추출공정은 물을 이용하여 수행하는 것이 가장 효과적이고 경제적이다. 추출공정은 배출구가 구비된 욕조에 필터를 설치하고 상기 필터 위에 크럼 형태의 중합체를 위치시킨 후 물을 부어, 중합체 내에 함유된 중합용매를 물과 함께 상기 배출구로 배출시키는 공정으로 이루어질 수 있다. Next, the polymerization solvent is extracted from the pulverized aromatic polyamide polymer. Since the polymerization solvent used for the polymerization step is contained in the aromatic polyamide polymer obtained by the polymerization, such a polymerization solvent must be extracted from the polymer, and the extracted polymerization solvent can be reused in the polymerization step. Such an extraction process is most effective and economical to perform using water. The extraction process may be performed by installing a filter in a bath having a discharge port, placing a polymer in the form of a crumb on the filter, and then pouring water to discharge the polymerization solvent contained in the polymer together with water to the discharge port.

다음, 추출공정 후 잔류하는 물을 탈수하고, 그 후 건조 공정을 거쳐 방향족 폴리아미드 중합체 제조를 완료한다. 그 후, 방사공정을 위해서 크기별로 방향족 폴리아미드 중합체를 분류하는 분급공정을 수행할 수 있다. Next, the remaining water after the extraction process is dewatered, and then the aromatic polyamide polymer is manufactured through a drying process. Thereafter, a classification process may be performed to classify the aromatic polyamide polymers by size for the spinning process.

이어서, 위와 같이 제조된 방향족 폴리아미드 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비를 측정한다. 상기 몰비 측정 방법을 예시하면, i) 10mg의 방향족 폴리아미드 중합체 시료를 NMR 튜브에 넣고 약 60℃에서 4시간 동안 진공건조하여 수분을 제거한 후, ii) 0.5ml의 D2SO4를 튜브에 넣고 상온에서 상기 시료를 녹인다. iii) 이어서, TMS 3 방울(drop)을 기준 물질로 넣고 상온에서 1H-NMR을 측정한다. iv) 그 결과 7.5ppm에서 나타나는 피크(peak)의 면적을 아민 말단의 몰값으로 계산하고, 7.9ppm에서 나타나는 피크의 면적을 에시드 말단의 몰값으로 계산함으로써, 방향족 폴리아미드 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비를 구한다.Subsequently, the molar ratio of the acid terminal to the amine terminal of the aromatic polyamide polymer prepared as described above is measured. Illustrating the molar ratio measurement method, i) 10 mg of an aromatic polyamide polymer sample was placed in an NMR tube and vacuum dried at about 60 ° C. for 4 hours to remove moisture, and ii) 0.5 ml of D 2 SO 4 was placed in the tube. Dissolve the sample at room temperature. iii) Subsequently, add 3 drops of TMS as reference material and measure 1 H-NMR at room temperature. iv) As a result, the area of the peak appearing at 7.5 ppm is calculated as the mole value of the amine terminus, and the area of the peak appearing at 7.9 ppm is calculated as the mole value of the acid terminus, whereby the acid terminal to the amine terminus of the aromatic polyamide polymer is Find the molar ratio of.

이 측정 결과에 기초하여, 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초과하는 제1 방향족 폴리아미드 중합체와 상기 몰비가 1.0 이하인 제2 방향족 폴리아미드 중합체로 방향족 폴리아미드 중합체를 분류한다.Based on this measurement result, an aromatic polyamide polymer is classified into a first aromatic polyamide polymer having a molar ratio of the acid terminal to an amine terminal exceeding 1.0 and a second aromatic polyamide polymer having a molar ratio of 1.0 or less.

이어서, 상기 제1 및 제2 방향족 폴리아미드 중합체를 포함하되 제1 방향족 폴리아미드 중합체의 함량이 50 중량%를 초과하되 60 중량% 이하가 되도록 도프용 중합체를 제조한 후 이를 97 내지 102%의 농도를 갖는 농황산 용매에 용해시켜 방사 도프(spinning dope)를 제조한다. 선택적으로, 상기 농황산 대신에 클로로 황산이나 플루오로황산 등도 사용될 수 있다. Subsequently, a dope polymer including the first and second aromatic polyamide polymers was prepared so that the content of the first aromatic polyamide polymer was greater than 50% by weight but less than 60% by weight, and then a concentration of 97 to 102% was used. It is dissolved in a concentrated sulfuric acid solvent having a spinning dope (spinning dope) is prepared. Alternatively, chlorosulfuric acid, fluorosulfuric acid, or the like may be used instead of the concentrated sulfuric acid.

상기 방사도프를 방사구금(spinneret)을 이용하여 방사(spinning)한 후 에어 갭(air gap)을 거쳐 응고액이 수용된 응고조(coagulation bath) 내에서 응고시킴으로써 필라멘트(filament)를 형성한다. 상기 에어 갭은 주로 공기층이나 불활성 기체층도 사용될 수 있으며, 에어 갭의 길이는 0.1 내지 15 cm인 것이 제조되는 필라멘트의 물성 향상에 바람직하다. 상기 방사구금은 0.1 mm 이하의 직경을 갖는 다수의 모세관을 갖는다. 만약 방사구금에 형성된 모세관의 직경이 0.1 mm를 초과할 경우에는 생성되는 필라멘트의 분자 배향성이 나빠짐으로써 결과적으로 필라멘트의 강도가 낮아지는 결과를 야기하게 된다. 상기 응고액은 물, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 알코올, 또는 이들의 혼합물에 황산이 첨가될 수 있으며, -20 내지 +90℃로 유지된다. 방사구금을 통과한 방사물이 응고액을 통과하게 되면 방사물 내의 황산이 제거되면서 필라멘트가 형성되는데, 황산이 방사물 표면으로부터 급격히 제거되면 그 내부에 함유된 황산이 미처 빠져나가기 전에 표면이 먼저 응고되어 필라멘트의 균일도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 방사물 표면으로부터 황산이 급격히 빠져나오는 것을 방지하기 위하여 응고액에 황산을 첨가하는 것이다. After spinning the spin dope using a spinneret, a filament is formed by coagulating in a coagulation bath in which a coagulating solution is received through an air gap. The air gap may be mainly an air layer or an inert gas layer, the length of the air gap is 0.1 to 15 cm is preferable for improving the physical properties of the filament is produced. The spinneret has a plurality of capillaries having a diameter of 0.1 mm or less. If the diameter of the capillary formed in the spinneret exceeds 0.1 mm, the molecular orientation of the resulting filament is poor, resulting in a decrease in the strength of the filament. The coagulating solution may be added with sulfuric acid to water, ethylene glycol, glycerol, alcohol, or a mixture thereof, and is maintained at -20 to + 90 ° C. When the radiation passed through the spinneret passes through the coagulating solution, the sulfuric acid in the emission is removed and filaments are formed. When sulfuric acid is rapidly removed from the surface, the surface is solidified before the sulfuric acid contained therein escapes. Since the problem of the uniformity of the filament may be lowered, sulfuric acid is added to the coagulating solution in order to prevent sulfuric acid from escaping rapidly from the surface of the radiant.

이어서, 얻어진 필라멘트에 잔존하는 황산을 제거한다. 방사 도프의 제조에 사용된 황산은 방사물이 응고조를 통과하면서 대부분 제거되기는 하지만 완전히 제거되지 않고 잔존할 수 있다. 또한 방사물로부터 황산이 균일하게 빠져나오게 하기 위하여 응고조의 응고액에 황산을 첨가할 경우, 얻어지는 필라멘트에는 황산이 잔존할 확률이 높다. 필라멘트에 잔존하는 황산은 그 양이 아무리 소량이라 할지라도 아라미드 섬유 특성에 악영향을 미칠 수 있기 때문에, 필라멘트에 잔존하는 황산을 완전히 제거하는 것이 매우 중요하다. 필라멘트에 잔존하는 황산은 물, 또는 물과 알칼리 용액의 혼합용액을 이용한 수세공정을 통해 제거될 수 있다. 상기 수세 공정은 다단계로 수행할 수도 있는데, 예를 들면, 황산을 함유한 필라멘트를 0.3 내지 1.3%의 가성 수용액(aqueous caustic solution)으로 1차 수세를 하고, 이어서 0.01 내지 0.1%의 더 묽은 가성 수용액으로 2차 수세를 할 수 있다.Subsequently, the sulfuric acid remaining in the obtained filament is removed. Sulfuric acid used in the manufacture of the spinning dope can remain but is not completely removed, although most of the emissions are passed through the coagulation bath. Moreover, when sulfuric acid is added to the coagulation liquid of a coagulation tank in order to make sulfuric acid escape | emit uniformly from a effluent, there is a high possibility that sulfuric acid will remain in the filament obtained. It is very important to completely remove the sulfuric acid remaining in the filament, because the amount of sulfuric acid remaining in the filament may adversely affect the aramid fiber properties, even if the amount thereof is small. The sulfuric acid remaining in the filament can be removed through a washing process using water or a mixed solution of water and an alkali solution. For example, the filament containing sulfuric acid may be first washed with an aqueous caustic solution of 0.3 to 1.3%, and then a 0.01 to 0.1% dilute caustic aqueous solution The second wash can be done.

이어서, 필라멘트에 잔류하는 수분 함유량을 조절하기 위해서 건조공정을 수행한다. 건조공정은 가열된 건조 롤(drying roll)에 필라멘트가 닿는 시간을 조절하거나, 상기 건조 롤의 온도를 조절함으로써 필라멘트의 수분 함유량을 조절할 수 있다. 건조 롤은 소정의 수단에 의해 가열되며, 가열된 롤로부터 과도한 열이 방출되어 열손실이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 건조 롤은 최소한 부분적으로 열 차단 수단에 의해 둘러싸이는 것이 바람직하다. Then, a drying process is performed to adjust the moisture content remaining in the filament. The drying process may control the time for which the filament is in contact with the heated drying roll, or the moisture content of the filament by adjusting the temperature of the drying roll. The drying rolls are heated by some means, and the drying rolls are preferably at least partly surrounded by heat blocking means in order to prevent excessive heat from being released from the heated rolls and thereby causing heat loss.

이어서, 건조가 완료된 필라멘트를 지관에 감는다. 방사권취속도는 300 내지 1,500 m/분이다.Subsequently, the dried filament is wound on a branch pipe. Spinning speed is 300 to 1500 m / min.

이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Comparative Examples. However, the following examples are only intended to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 CaCl2 7 중량% 첨가한 중합용매 100 ml에 파라-페닐렌디아민 5.00g을 용해시켜 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액에 테레프탈로일 디클로라이드 3.18g을 첨가하고 500rpm의 회전력으로 6분 동안 반응시킴으로써 예비중합체를 제조하였다. 이렇게 제조된 예비 중합체에 테레프탈로일 디클로라이드 5.61g을 추가로 첨가하고 15분 동안 반응시킴으로써 폴리(파라페닐렌테레프탈-아미드: PPD-T) 중합체를 제조하였다. 이와 같이 제조된 PPD-T 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비를 아래의 방법으로 측정하였다. A mixed solution was prepared by dissolving 5.00 g of para-phenylenediamine in 100 ml of a polymerization solvent in which 7 wt% of CaCl 2 was added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Prepolymer was prepared by adding 3.18 g of terephthaloyl dichloride to the mixed solution and reacting at a rotational force of 500 rpm for 6 minutes. A poly (paraphenylene terephthal-amide: PPD-T) polymer was prepared by further adding 5.61 g of terephthaloyl dichloride to the prepolymer thus prepared and reacting for 15 minutes. The molar ratio of the acid terminal to the amine terminal of the PPD-T polymer thus prepared was measured by the following method.

10mg의 PPD-T 중합체 시료를 NMR 튜브에 넣고 약 60℃에서 4시간 동안 진공건조하여 수분을 제거한 후, 0.5ml의 D2SO4를 튜브에 넣고 상온에서 상기 시료를 녹였다. 이어서, TMS 3 방울(drop)을 기준 물질로 넣고 상온에서 1H-NMR을 측정하였다. 그 결과 7.5ppm에서 나타나는 피크(peak)의 면적을 아민 말단의 몰값으로 계산하고 7.9ppm에서 나타나는 피크의 면적을 에시드 말단의 몰값으로 계산함으로써 PPD-T 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비를 구하였다.10 mg of PPD-T polymer sample was placed in an NMR tube to remove moisture by vacuum drying at about 60 ° C. for 4 hours, and 0.5 ml of D 2 SO 4 was added to the tube to dissolve the sample at room temperature. Subsequently, 3 drops of TMS was added as a reference material and 1 H-NMR was measured at room temperature. As a result, the molar ratio of the acid terminal to the amine terminal of the PPD-T polymer was calculated by calculating the area of the peak at 7.5 ppm by the mole value of the amine terminus and the area of the peak at 7.9 ppm by the mole value of the acid terminus. It was.

이 측정 결과에 기초하여, 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초 과하는 제1 중합체와 상기 몰비가 1.0 이하인 제2 중합체로 방향족 폴리아미드 중합체를 분류하였다.Based on this measurement result, the aromatic polyamide polymer was classified into a first polymer having a molar ratio of the acid terminal to an amine terminal exceeding 1.0 and a second polymer having a molar ratio of 1.0 or less.

이어서, 상기 제1 및 제2 중합체를 포함하되 제1 중합체의 함량이 60 중량%인 도프용 중합체를 제조한 후 이를 98%의 농황산 용매에 용해시켜 방사 도프(spinning dope)를 제조하였다.Subsequently, a spinning dope was prepared by preparing a dope polymer including the first polymer and the second polymer but having a content of 60 wt% of the first polymer, and then dissolving it in 98% concentrated sulfuric acid solvent.

상기 방사도프를 방사구금을 이용하여 방사한 후 에어 갭을 거쳐 응고조 내에서 응고시킴으로써 필라멘트를 제조하였다. 상기 에어 갭은 공기층으로서 그 길이는 10 mm이었다. 상기 응고조에 담겨있는 응고액은 증류수에 황산이 8% 첨가된 것으로서, 방사공정이 진행되는 동안 약 5 ℃ 이하로 유지되었다. 상기 필라멘트가 응고조에 체류한 시간은 0.10초이었다. 상기 필라멘트를 수세 및 건조한 후 와인더로 권취함으로써 아라미드 섬유를 제조하였다.The filament was prepared by spinning the spinning dope using a spinneret and then solidifying it in a coagulation bath through an air gap. The air gap was an air layer having a length of 10 mm. The coagulation solution contained in the coagulation bath was the addition of 8% sulfuric acid to distilled water and maintained at about 5 캜 or lower during the spinning process. The time the filament stayed in the coagulation bath was 0.10 second. Aramid fibers were prepared by washing the filaments with water and drying and winding them up with a winder.

실시예 2 내지 4 및 비교예 1과 2Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2

아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초과하는 제1 중합체의 함량이 아래의 표 1과 같았다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도프용 중합체를 각각 제조하였고, 이 도프용 중합체를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 각각 제조하였다.Doping polymers were prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of the first polymer having a molar ratio of the acid terminal to the amine terminal exceeding 1.0 was as shown in Table 1 below. Using the same method as in Example 1 to prepare aramid fibers, respectively.

[표 1][Table 1]

실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 제1 중합체의
함량 (중량%)
Of the first polymer
Content (% by weight)
5757 5454 5151 4848 6363

위 실시예들 및 비교예들에 의해 얻어진 도프용 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비 및 고유점도(Inherent Viscosity: I.V.), 방사도프 제조시 고유점도의 저하, 및 아라미드 섬유의 강도를 아래의 방법으로 측정한 결과, 표 2에 나타난 결과를 얻었다.The molar ratio and intrinsic viscosity (Inherent Viscosity (IV)) of the acid terminal to the amine end of the dope polymer obtained by the above examples and comparative examples, the lowering of the intrinsic viscosity in the production of spinning dope, and the strength of the aramid fiber As a result of the measurement, the results shown in Table 2 were obtained.

도프용 중합체의 고유점도(Inherent Viscosity: I.V.) 측정Inherent Viscosity (I.V.) Determination of Doping Polymers

고유점도(I.V.)는 다음의 식에 의해 구하였다.Intrinsic viscosity (I.V.) was calculated by the following equation.

I.V. = ln(ηrel)/CIV = ln (η rel ) / C

여기서, C는 중합체 용액의 농도(98%의 농황산 용매 100ml에 중합체 0.5g을 용해시킨 용액)이고, 상대점도ηrel는 30℃에서 모세관 점도계로 측정한 중합체 용액과 용매 사이의 유동시간 비이다.Where C is the concentration of the polymer solution (solution in which 0.5 g of the polymer is dissolved in 100 ml of 98% concentrated sulfuric acid solvent), and the relative viscosity η rel is the flow time ratio between the polymer solution and the solvent measured by a capillary viscometer at 30 ° C.

아라미드 섬유의 색변화 측정Color Change Measurement of Aramid Fiber

아라미드 섬유의 색은 KURABO사의 COLOR-7X를 사용하여 측정한 L값으로 정의되며, “색변화”는, 초기 색이 L1인 아라미드 섬유를 Black Panel Temperature( 65 + 3℃), Exposure Light Source(Xenon-Arc), Irradiance(0.35W/m2 @ 340nm), Exposure Cycle(102min of Light only / 18min Light and Water Spray) 조건 하에서 24h 동안 방치하였을 경우 발생하는 색변화를 △L이라 할 경우, 하기의 식으로 계산하였다.The color of the aramid fiber is defined as L value measured using KURABO's COLOR-7X, and “color change” refers to the aramid fiber whose initial color is L1, Black Panel Temperature (65 + 3 ° C), Exposure Light Source (Xenon). -Arc), Irradiance (0.35W / m 2 @ 340nm), Exposure Cycle (102min of Light only / 18min Light and Water Spray) under the conditions of 24h when the color change occurs when △ L, Calculated as

- 아라미드 섬유의 색(L값) 변화(%) = (△L/L1) × 100% Change in color (L value) of aramid fibers = (ΔL / L1) × 100

아라미드 섬유의 강도 측정Strength measurement of aramid fiber

인스트론 시험기(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)에서 길이가 25cm 인 샘플이 파단될 때의 강력(g)을 측정한 후 이를 샘플의 데니어(denier)로 나눔으로써 샘플의 강도를 구하였다. 이때, 인장속도는 300mm/분으로 하였고, 초하중은 섬도 × 1/30g으로 하였다. 아라미드 섬유의 강도는 5개의 샘플을 테스트 한 후 그 평균값으로 구하였다.The strength of the sample was determined by measuring the strength (g) when a 25 cm long sample was broken in an Instron Engineering Corp. (Canton, Mass) and dividing it by the denier of the sample. At this time, the tensile speed was 300mm / min, the super-load was fineness × 1 / 30g. The strength of the aramid fibers was obtained from the average value after testing five samples.

[표 2] [Table 2]

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 도프용 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비Molar ratio of the acid terminal to the amine terminal of the dope polymer 1.61.6 1.41.4 1.21.2 1.11.1 0.90.9 1.91.9 도프용 중합체
고유점도(I.V.)
Dope polymer
Intrinsic Viscosity (IV)
5.65.6 6.06.0 6.16.1 6.26.2 6.26.2 5.45.4
아라미드 섬유의 색(L값) 변화(%)Color (L value) change (%) of aramid fibers 55 77 77 88 1111 44 아라미드 섬유의
강도(g/d)
Of aramid fiber
Strength (g / d)
2222 2222 2323 2323 2323 2020

상기 표 2의 실시예 1 내지 4 및 비교예 1로부터 알 수 있듯이, 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초과하는 제1 중합체의 함량이 50 중량%를 초과하는 도프용 중합체를 이용하여 아라미드 섬유를 제조하였을 경우 아라미드 섬유의 색변화가 획기적으로 감소하는 것으로 나타났다. As can be seen from Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 of Table 2, aramid using a dope polymer having a content of the first polymer whose molar ratio of the acid terminal to the amine terminal is greater than 1.0 exceeds 50% by weight. When the fibers were prepared, the color change of the aramid fibers was found to decrease dramatically.

그러나, 표 2의 비교예 2로부터 알 수 있듯이, 제1 중합체의 함량이 60 중량%를 초과하는 도프용 중합체는 그 고유점도가 5.5 이하로 떨어지는 문제점이 발생하였고, 이러한 도프용 중합체로 제조된 아라미드 섬유는 업계에서 요구되는 22 g/d의 강도를 갖지 못해 그 상품성이 현저히 떨어짐을 알 수 있다. 즉, 아민 말단에 대한 상기 에시드 말단의 몰비가 1.9 이상이면 아라미드 섬유의 강도가 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다.However, as can be seen from Comparative Example 2 of Table 2, the dope polymer having a content of the first polymer of more than 60% by weight has a problem that the intrinsic viscosity falls below 5.5, aramid made of such a dope polymer It can be seen that the fiber does not have the strength of 22 g / d required in the industry and its commerciality is remarkably inferior. That is, when the molar ratio of the acid terminal to the amine terminal is 1.9 or more, the problem of the strength of the aramid fibers is significantly lowered.

Claims (5)

방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 단계;Preparing an aromatic polyamide polymer; 상기 방향족 폴리아미드 중합체의 아민 말단에 대한 에시드 말단의 몰비를 측정하는 단계;Measuring the molar ratio of acid end to amine end of the aromatic polyamide polymer; 상기 아민 말단에 대한 상기 에시드 말단의 몰비가 1.0을 초과하는 제1 방향족 폴리아미드 중합체와 상기 몰비가 1.0 이하인 제2 방향족 폴리아미드 중합체로 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 분류하는 단계;Classifying the aromatic polyamide polymer into a first aromatic polyamide polymer having a molar ratio of the acid terminal to the amine end of greater than 1.0 and a second aromatic polyamide polymer having a molar ratio of 1.0 or less; 상기 제1 및 제2 방향족 폴리아미드 중합체를 포함하는 도프용 중합체를 이용하여 방사도프를 제조하는 단계 - 상기 도프용 중합체의 상기 제1 방향족 폴리아미드 중합체의 함량은 50 중량%를 초과하되 60 중량% 이하임 -; 및Preparing a dope using a dope polymer comprising the first and second aromatic polyamide polymers-the content of the first aromatic polyamide polymer of the dope polymer is greater than 50% by weight but less than 60% by weight Or less; And 상기 방사도프를 방사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.Method for producing aramid fibers comprising the step of spinning the spinning dope. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아민 말단에 대한 상기 에시드 말단의 몰비는 NMR을 이용하여 측정되는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.The molar ratio of the acid terminal to the amine terminal is measured using NMR. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 단계는,Preparing the aromatic polyamide polymer, 중합용매에 방향족 디아민을 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계;Dissolving an aromatic diamine in a polymerization solvent to prepare a mixed solution; 상기 혼합용액에 방향족 디에시드 할라이드를 첨가함으로써 예비 중합체를 제조하는 단계; 및Preparing a prepolymer by adding an aromatic dieside halide to the mixed solution; And 상기 예비중합체에 방향족 디에시드 할라이드를 추가로 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.A method for producing aramid fibers comprising the step of further adding an aromatic dieside halide to the prepolymer. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 예비 중합체를 제조하기 위하여 상기 혼합용액에 첨가되는 상기 방향족 디에시드 할라이드의 몰(mole)과 상기 예비 중합체에 추가로 첨가되는 상기 방향족 디에시드 할라이드의 몰의 합이 상기 방향족 디아민의 몰보다 많은 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.The sum of the moles of the aromatic dieside halide added to the mixed solution and the moles of the aromatic dieside halide added further to the prepolymer to prepare the prepolymer is greater than the mole of the aromatic diamine. A method for producing aramid fibers, characterized in that. 삭제delete
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