KR910003959B1 - Aromatic polyamide film and process for fiber - Google Patents

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Abstract

Inorganic salt is solubilized in amide solvent. Aromatic diamine and aromatic diacidchloride are added to the above solution. The mixed compds. are polymerized at below 30 deg.C, thus making optically anisotropic liquid crystal pre-polymer. The pre-polymer is added shearing speed at least above 50 sec by the high speed rotating force of cylinder, after it is put into between cylinder and round vessel. The distance between round vessel and cylinder is 0.05-5 mm and the ratio of shearing force height and cross-section diameter of cylinder is set above 4. Then the polymerization accelerating precipitart is added to the prepolymer in that the volume ratio is 0.5-20, thus making aromatic polymide film, fiber.

Description

방향족 폴리아미드 필름 및 단섬유의 제조방법Method for producing aromatic polyamide film and short fibers

제 1 도는 본 발명에 따른 방향족 폴리아미드 필름 및 단섬유 제조장치의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of an aromatic polyamide film and a short fiber manufacturing apparatus according to the present invention.

제 2 도는 제 1 도의 A-A선에 따른 횡단면도를 나타낸다.2 shows a cross-sectional view along the line A-A of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 액정예비중합체 유입구 2 : 중합촉진침전제 유입구1 liquid crystal prepolymer inlet 2 polymer accelerator precipitator inlet

3 : 원통 4 : 실린더3: cylinder 4: cylinder

5 : 원통의 회전축 6 : 전단력부여높이(h)5: Rotation axis of the cylinder 6: Shear force giving height (h)

7 : 원통과 실린더의 간격(t) 8 : 실린더의 횡단면 직경(ø)7: Distance between cylinder and cylinder (t) 8: Diameter of cross section of cylinder (ø)

9 : 액정예비중합체의 유입구나 중합촉진침전제의 유입구가 이루는 각도(θ)9: angle (θ) between the inlet of the liquid crystal prepolymer or the inlet of the polymerization accelerator

본 발명은 분자배향성이 우수한 방향족 폴리아미드 필름과 방향족 폴리아미드 단섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방향족 폴리아미드 필름 및 단섬유는 일반적으로 복합재료의 보강재와 내열성 재료 및 전기절연성재료 등에 이용될 수 있고 공업적으로 생산이 유리하며 분자배향성이 양호하다.The present invention relates to an aromatic polyamide film having excellent molecular orientation and a method for producing aromatic polyamide short fibers. Aromatic polyamide films and short fibers according to the present invention can be generally used in reinforcement materials, heat-resistant materials and electrically insulating materials of composite materials, industrial production is advantageous and good molecular orientation.

종래에 방향족 폴리아미드를 제조하는 방법에 대해서는 미국특허 제3,869,430호에서 아미드계 용매에 무기염과 방향족 디아민 및 방향족 디에시드클로라이드를 용해시켜서 중합반응시킨 후 이 중합체를 수세, 건조하고 이를 98%이상의 황산계 용매에 용해시켜서 도우프를 제조한 다음, 구금을 통하여 물에 방사하여 섬유를 얻고, 다시 이 섬유를 절단 또는 분쇄의 방법을 이용하여서 방향족 폴리아미드 단섬유를 제조하는 방법을 사용하고 있으나, 이러한 제조방법에 따르면 상기 중합체를 분리하고 수세 및 건조시킨 후 다시 황산계 용매에 용해시키고 이를 방사시켜야 하는 등의 여러 단계의 공정으로 인해 원가가 상승할 뿐만 아니라 황산계 용매를 사용해야 하므로 이로 인한 부식성 내지 위험성이 뒤따르는 등의 공정상 문제점들이 있게 된다.Conventionally, the method for producing aromatic polyamide is described in US Pat. No. 3,869,430, in which an inorganic salt, an aromatic diamine, and an aromatic dieside chloride are dissolved in an amide solvent to polymerize the polymer, and the polymer is washed with water, dried and sulfuric acid of 98% or more. The dope is prepared by dissolving in a solvent, and then spinning into water through a mold to obtain a fiber, and then, using the method of cutting or pulverizing the fiber, an aromatic polyamide short fiber is used. According to the manufacturing method, since the polymer is separated, washed with water, dried, dissolved in a sulfuric acid solvent and spun again, the cost increases not only because of the several steps, but also because of the use of sulfuric acid solvents. There are process problems such as this to follow.

또한 일본 특공소 59-47694호에서 설명하고 있는 방법은 아미드계 용매에서 중합한 중합체 용액을 아미드계 용매의 침전제에 첨가시킨 후, 교반시켜서 단섬유입자를 제조하는 것인데, 이 방법에 따르면 제조되어지는 최종량에 비해 침전제의 사용량이 상당히 과량이어야 하고 생성된 단섬유의 배향성이 불량할 뿐만 아니라 순수 아미드계 용매가 아니라 침전제내의 아미드계 용매의 농도가 50중량% 이하로서 나머지가 수계 용매인 것을 사용하는 경우 중합도를 향상시킬 수 없는 단점이 있다.In addition, the method described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-47694 is to prepare a short fiber particle by adding a polymer solution polymerized in an amide solvent to a precipitant of an amide solvent, followed by stirring. The amount of precipitant to be used must be considerably excessive compared to the final amount, and the resulting short fibers have poor orientation, and the concentration of the amide solvent in the precipitant is not more than 50% by weight, and the remainder is an aqueous solvent. In this case, there is a disadvantage in that the degree of polymerization cannot be improved.

따라서, 본 발명자들은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 아미드계 용매에서 중합시킨 방향족 폴리아미드의 예비중합체 용액으로부터 분자 배향성 등의 물성이 우수한 방향족 폴리아미드필름 및 단섬유를 제조할 수 있는 유용한 방법을 개발하게 되었다.Accordingly, the present inventors have diligently studied to solve the above-mentioned conventional problems, and as a result, aromatic polyamide films and short fibers having excellent physical properties such as molecular orientation can be prepared from a prepolymer solution of aromatic polyamides polymerized in an amide solvent. We have developed a useful way to do this.

이에 본 발명의 목적은 방향족 폴리아미드 중합과정시, 고속회전의 실리더와 원통 사이에 광학적 비등방성 액정예비중합체와 소량의 아미드계 중합촉진침전제를 투입하여 분자배향성이 우수한 필름을 제조하고 이어서 기계적 방법으로 단섬유를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to prepare a film having excellent molecular orientation by introducing an optically anisotropic liquid crystalline prepolymer and a small amount of an amide type polymerization promoter precipitator between the cylinder and the cylinder at high speed during the polymerization of the aromatic polyamide. To provide a method for producing short fibers.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 방향족 폴리아미드필름 및 단섬유의 제조에 있어서, 아미드계 용매에 무기염을 첨가하여 용해시키고, 여기에 등몰량의 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이드를 첨가하여 30℃이하의 저온에서 중합시켜서 고유점도가 1.0 내지 4.0이고 다음의 일반구조식(I)이나 (II)로 표시되는 반복단위를 갖는 광학적 비등방성 액정예비중합체를 제조한 다음, 이를 원통과 실린더 사이에 유입시켜 실린더의 고속회전에 의해 적어도50sec-1이상의 전단속도를 부여한 후, 여기에 중합촉진침전제를 유입시켜서 방향족 폴리아미드필름을 제조하고, 공지의 그라인더를 이용하여 그의 단섬유를 제조하는데 그 특징이 있다.In the production of aromatic polyamide films and short fibers, an inorganic salt is added to and dissolved in an amide solvent, and an equimolar amount of aromatic diamine and an aromatic dieside chloride are added thereto, followed by polymerization at a low temperature of 30 ° C. or lower. An optically anisotropic liquid crystalline prepolymer having an intrinsic viscosity of 1.0 to 4.0 and having a repeating unit represented by the following general structural formulas (I) and (II) was prepared, and then introduced into the space between the cylinder and the cylinder so that the cylinder was rotated at high speed. After imparting a shear rate of at least 50 sec −1 or more, the polymerization accelerator is introduced therein to produce an aromatic polyamide film, and its short fibers are manufactured using a known grinder.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기 식(I) 및 (II)에서 R1, R2, R3는 각각In formulas (I) and (II), R 1 , R 2 , and R 3 are each

Figure kpo00002
Figure kpo00002

Figure kpo00003
또는 -O-이고, 이때, R1과 R2는 같거나 다를 수 있으며 대체로 등몰량으로 존재하고, X는 H,Cl 또는 Br이다.
Figure kpo00003
Or -O-, wherein R 1 and R 2 may be the same or different and are generally present in equimolar amounts and X is H, Cl or Br.

상기 본 발명의 방법에 따라 제조된 방향족 폴리아미드 필름은 고유점도가 6.0 이상이며 배향도가 85%이상인 것을 그 특징으로 한다.The aromatic polyamide film prepared according to the method of the present invention is characterized by having an intrinsic viscosity of 6.0 or more and an orientation of 85% or more.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 광학적 비등방성 액정예비중합체 용액은 아미드계 용매에 무기염을 첨가하여 용해시킨 후, 여기에 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이를 첨가시켜서 제조되는데, 이때 무기염은 상기 종합용매에 대하여 0.5 내지 15중량%로 첨가시키고, 상기 액정예비중합체 용액을 중합시키는 방법은 할로겐화 금속염 등의 무기염이 용해되어 있는 아미드계 용매에 방향족 디아민을 용해시킨 다음, 질소기류하에서 저온으로 냉각시킨 후 방향족 디에시드클로라이드를 40℃ 이하의 저온에서 반응시키는 것인데, 이때 용매와 단량체에는 불순물이 최소량으로 함유되어야 하는 정량적으로 반응이 진행되도록 하여야 한다.The optically anisotropic liquid crystalline prepolymer solution of the present invention is prepared by adding and dissolving an inorganic salt in an amide solvent, and then adding an aromatic diamine and an aromatic diesid chlorine, wherein the inorganic salt is 0.5 to the total solvent. To 15% by weight, and the method of polymerizing the liquid crystal prepolymer solution is to dissolve an aromatic diamine in an amide solvent in which an inorganic salt such as a halogenated metal salt is dissolved, and then cooled to low temperature under a nitrogen stream, followed by aromatic dieside. The chloride is reacted at a low temperature of 40 ° C. or lower. In this case, the solvent and the monomer should be quantitatively reacted with a minimum amount of impurities.

상기 중합용매로는 아미드계 또는 우레아계 용매를 단독으로 사용하거나 이들의 혼합물을 사용하는 바 예를들면 N-메틸-2-피롤리돈(MNP)과 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc). 헥사메틸포스포라미드(HMPA) 등이 있으며, 중합용매중의 무기염은 할로겐화 금속염이 사용되고, 그 예로는 염화리튬, 염화칼슘, 염화칼륨 또는 브롬화칼륨 등이 있다.For example, N-methyl-2-pyrrolidone (MNP) and N, N-dimethylacetamide (DMAc) may be used alone or as a mixture thereof. Hexamethylphosphoramide (HMPA), and the like, and inorganic salts in the polymerization solvent include metal halides, and examples thereof include lithium chloride, calcium chloride, potassium chloride or potassium bromide.

또한 상기 무기염이 용해되어 있는 아미드계 용매에다 단량체인 p-페닐렌디아민 등의 방향족 디아민과 테레프탈로일클로라이드 등의 방향족 디에시드클로라이드를 저온에서 투입하고 교반시켜서 어느 정도 반응이 진행되게 되면 반응이 완결되기 이전 상태인 광학적 비등방성 액정예비중합체가 다음 구조식(III)으로 표시되는 반복단위를 갖는 폴리(P-페닐렌 테레프탈아미드)로서 얻어지게 된다.In addition, when the reaction proceeds to some extent by adding and stirring the aromatic diamine such as p-phenylenediamine and the aromatic dieside chloride such as terephthaloyl chloride in the amide solvent in which the inorganic salt is dissolved at low temperature, the reaction is carried out. An optically anisotropic liquid crystalline prepolymer which is in a state before completion is obtained as poly (P-phenylene terephthalamide) having a repeating unit represented by the following structural formula (III).

Figure kpo00004
Figure kpo00004

이때 액정예비중합체 용액의 중합체함량률은 4 내지 20중량%이면 좋고 5 내지 15중량%가 더욱 바람직하며, 그의 고유점도는 1.0 내지 4.0이면 좋으나 공정관리면에서 1.5 내지 3.0이 더욱 좋다.In this case, the polymer content of the liquid crystal prepolymer solution may be 4 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight, and its intrinsic viscosity may be 1.0 to 4.0, but 1.5 to 3.0 is more preferable in terms of process control.

만약 상기 예비중합체용액의 중합체 함량률과 고유점도가 상기 범위 밖일 경우에는 도우프로서 이용하기 어렵고, 본 발명에 따른 장치의 실린더와 원통 사이에 투입시킬 때 본 발명의 효과를 얻기 어려운 문제점이 있으므로 상기 범위내의 것이 바람직하다.If the polymer content rate and the intrinsic viscosity of the prepolymer solution is outside the above range, it is difficult to use as a dope, and there is a problem in that it is difficult to obtain the effect of the present invention when it is introduced between the cylinder and the cylinder of the apparatus according to the present invention. It is preferable that it exists in the range.

그리고 상기와 같이 제조된 액정예비중합체로부터 필름을 제조하는 공정을 예시된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.And the process for producing a film from the liquid crystal prepolymer prepared as described above in detail based on the illustrated drawings as follows.

상기 액정예비중합체를 제 1 도의 액정예비중합체 유입구(1)을 통하여 투입시키는데 원통(3)과 실린더(4)사이의 간격 t(7)를 적당하게 유지시키면서 액정예비중합체 유입구(1)로부터 중합촉진침전제 유입구(2)의 방향으로 회전시켜서 상기 유입구(1)로부터 공급된 액정예비중합체에 전단력을 부여하며 필름형태로 형성시키는 바 이때 원통(3)의 회전수를 적당히 조절하여 줌으로써 투입되는 액정예비군중합체에 적어도 50sec-1이상의 전단속도를 부여한다. 또한 중합촉진침전제 유입구(2)와 액정예비중합체 유입구(1) 사이의 각도θ(9)는 45 내지 90°가 좋고 전단속도가 클수록 45°에 가깝도록 하는게 좋다.The liquid crystal prepolymer is introduced through the liquid crystal prepolymer inlet 1 of FIG. 1, and polymerization is promoted from the liquid crystal prepolymer inlet 1 while maintaining a proper distance t (7) between the cylinder 3 and the cylinder 4. By rotating in the direction of the precipitant inlet (2) to impart a shear force to the liquid crystal prepolymer supplied from the inlet (1) and to form a film form at this time the liquid crystal pre-group polymer is introduced by adjusting the number of revolutions of the cylinder (3) appropriately Give a shear rate of at least 50 sec -1 or greater. In addition, the angle θ (9) between the polymerization accelerator precipitator inlet 2 and the liquid crystal prepolymer inlet 1 may be 45 to 90 °, and the shear rate may be closer to 45 °.

중합촉진침전제 유입구(2)는 예비중합체 유입구(1)보다 약간 높은곳에 위치하도록 하는 것이 공정상 유리하고 원통과 실린더 사이의 간격 t(7)는 0.05 내지 5mm, 바람직하기로는 0.1 내지 0.3mm로 하는 것이 좋으며 만약 0.1mm 이하가 되면 중합촉진침전제와 액정예비중합체의 접촉부여기회가 적어져서 물성이 좋은 제품을 얻을 수 없게 되고 또한 2mm 이상이 되게 되면 제조되는 필름의 외형이 수축에 의해 상당히 불균일하게 되며 단섬유 제조도 불가능하게 된다.It is advantageous to process the polymerization precipitant inlet (2) slightly higher than the prepolymer inlet (1) and the distance t (7) between the cylinder and the cylinder is 0.05 to 5 mm, preferably 0.1 to 0.3 mm. If it is less than 0.1mm, there is less chance of contact between the polymerization accelerator and the liquid crystal prepolymer, so that it is impossible to obtain a product with good physical properties. If the thickness is more than 2mm, the appearance of the film to be manufactured becomes very uneven due to shrinkage. Short fiber production also becomes impossible.

한편 회전실린더의 횡단면직경ø(8)과 전단력부여높이 h(6)와의 비율(ø/h)은 4이상이면 가능한데 4이하가 되면 전단력부여시간이 짧아서 제품의 물성저하가 일어나는바 실제공정으로 6 내지 14가 가장 적당하다.On the other hand, the ratio (ø / h) of the cross-sectional diameter ø (8) of the rotating cylinder to the height of the shearing force h (6) is possible if it is 4 or more. To 14 are most suitable.

그리고 중합촉진침전제 유입구(2)의 형태와 크기는 공정상 문제시되지 않으나 크기는 가능한한 액정예비중합체 유입구(1) 크기의 0.5 내지 2배 정도로 국한시키는 것이 좋고, 예비중합체 유입구(1)의 크기는 유입량에 따라 달라지는데 대개 1mm2이상으로 한다.And the shape and size of the polymerization promoter precipitator inlet (2) is not a problem in the process, but the size is preferably limited to about 0.5 to 2 times the size of the liquid crystal prepolymer inlet (1) as possible, the size of the prepolymer inlet (1) Depending on the flow rate, it is usually 1mm 2 or more.

상기 액정예비중합체를 제조한 후 분출구를 통해 본 발명에 따른 장치에 투입시키는데, 이 장치에 도달하기 전까지의 공정에서 상기 액저예비중합체에 전단력을 최소로 부여하기 위해 이의 이송라인의 내부단면적과 본 발명의 장치에서 액정예비중합체 유입구(1)의 크기는 동일하도록 하였으며 유입구(1)의 형태는 공정상 원형으로 하는 것이 유리하다.The liquid crystal prepolymer is prepared and then introduced into a device according to the present invention through a jet port, and the internal cross-sectional area of the transfer line and the present invention in order to give the liquid prepolymer a minimum shear force in the process until reaching the device. In the apparatus of the liquid crystal prepolymer inlet (1) to be the same size and the shape of the inlet (1) is advantageous in the process circle.

상기의 공정에서 사용되는 중합촉진침전제로는 3급 아민류를 일반적으로 들 수 있는데, 예를들면 피리딘, 트리에틸아민, t-부틸아민, 피콜린, 퀴놀린, 피리미딘 및 퀴속살린 중에서 선택하여 사용할 수 있으나 이중에서 제품의 높은 고유점도와 배향도 및 충분한 중화효율을 위하여는 피리딘이 가장 효과적인 중합촉진침전제이다.Tertiary amines are generally used as the polymerization promoter precipitates used in the above process. For example, pyridine, triethylamine, t-butylamine, picoline, quinoline, pyrimidine and quinoxaline can be used. However, pyridine is the most effective polymerization accelerator for high intrinsic viscosity, orientation and sufficient neutralization efficiency.

또한 이와 같은 중합촉진침전제는 3급 아민류를 단독으로 사용할 수도 있으나 중합촉진침전제의 확산속도를 중가시키기 위해서는 부분적으로 NMP, DMAc, HMPA 등의 아미드계 용매와 혼합시켜서 사용할 수도 있다. 상기의 중합촉진침전제의 수분 함유량은 약 5000ppm 이하인 것이 좋고, 중합촉진침전제의 온도는 50℃이하의 저온이 바람직하다.In addition, such a polymerization accelerator may be used by tertiary amines alone, but in order to increase the diffusion rate of the polymerization accelerator, it may be partially mixed with an amide solvent such as NMP, DMAc or HMPA. The water content of the polymerization promoter precipitate is preferably about 5000 ppm or less, and the temperature of the polymerization accelerator precipitate is preferably 50 ° C. or lower.

한편, 중합촉진침전제의 본 발명에 따른 장치내로의 유입 속도는 액정예비중합체의 유입속도에 대하여 0.5 내지 20배의 범위로 하는 것이 좋고, 종래에는 중합용매의 확산과 제품의 물성을 향상시키기 위해서 액정예비중합체에 대하여 중합촉진침전제의 양을 10배이상 사용해야만 하였으나 본 발명의 장치를 사용하게 되면 액정예비중합체와 중합촉진침전제 사이의 접촉면적이 넓을 뿐만 아니라 접촉시간이 증가하므로 액정예 비중합체에 대하여 중합촉진침전제의 양을 2 내지 4배(v/v)정도 사용하여도 종래의 10배(v/v)이상을 사용한 경우와 동일한 물성의 제품을 얻을 수 있게 된다.On the other hand, the inflow rate of the polymerization precipitant into the apparatus according to the present invention is preferably in the range of 0.5 to 20 times the inflow rate of the liquid crystal prepolymer, and conventionally, in order to improve the diffusion of the polymerization solvent and improve the physical properties of the product. For the prepolymer, the amount of the polymerization promoter precipitant had to be used 10 times or more. However, when the device of the present invention is used, the contact area between the liquid crystal prepolymer and the polymerization promoter precipitant is increased and the contact time is increased. Even if the amount of the polymerization accelerator is 2 to 4 times (v / v), a product having the same physical properties as in the case of using 10 times (v / v) or more conventionally can be obtained.

상기의 방법으로 제조된 방향족 폴리아미드 필름을 공지의 그란인더(grinder)를 사용하면 고배향성의 물성이 양호한 펄프상 단섬유를 얻을 수 있다.When the aromatic polyamide film produced by the above method is used a known grinder, pulp-like short fibers having high orientation properties can be obtained.

한편 본 발명의 구현에 따라 제조된 필름 및 단 섬유의 물성평가는 일반적으로 다음에 나타낸 고유점도 관계식으로부터 쉽게 알 수 있다.On the other hand, the physical property evaluation of the film and the short fiber produced according to the embodiment of the present invention can be easily seen from the intrinsic viscosity relationship shown in general.

I.V.=ln(ηrel)/CIV = ln (η rel ) / C

여기서, I.V.는 고유점도이고, C는 중합물 용액의 농도이며,ηrel은 상대점도로서 30℃의 온도에서 모세관점도계로 측정된 용액과 용매사이의 유동시간비이고, 이때 용매는 특별히 한정하지 않은 한 보통 농황산(95 내지 98% H2SO4)을 사용한다.Where IV is the intrinsic viscosity, C is the concentration of the polymer solution, η rel is the relative viscosity and is the flow time ratio between the solution and the solvent measured with a capillary viscometer at a temperature of 30 ° C., where the solvent is not particularly limited. Usually concentrated sulfuric acid (95 to 98% H 2 SO 4 ) is used.

또한 배향도는 X-선 회절기기를 사용하여 측정하게 되는데, 200면의 회절강도 분포도로부터 다음의 식을 사용하여 구하게 된다.In addition, the degree of orientation is measured using an X-ray diffractometer, and is obtained from the diffraction intensity distribution of the 200 plane by using the following equation.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

여기서 π는 배향도를 나타내고 H는 200면 강도분포곡선의 반가폭이다.Where π represents the degree of orientation and H is the half width of the 200 plane intensity distribution curve.

본 발명의 제조방법은 종래 기술에 비해 다음과 같은 우수한 효과가 있게 된다.The manufacturing method of the present invention has the following excellent effects compared to the prior art.

첫째로, 방향족 폴리아미드 중합체를 제조한 다음, 이를 분리, 수세, 건조시키고 방사도우프를 형성시켜서 방사한 후 다시 분쇄하는 등의 복잡한 공정을 거치지 않고, 중합과정중 본 발명의 장치를 사용하여 얻은 필름으로부터 손쉽게 펄프상 단섬유를 제조할 수 있다.First, an aromatic polyamide polymer is prepared and then obtained by using the apparatus of the present invention during the polymerization process, without undergoing a complicated process of separating, washing, drying, forming a spinning dope, spinning, and then grinding again. Pulp-like short fibers can be easily produced from a film.

둘째로, 액정예비중합체에 대하여 중합촉진침전제의 체적비를 종래에는 10배 이상으로 하여야 했지만, 본 발명의 장치내에서는 2 내지 4배의 양으로도 10배이상 사용시의 물성을 얻을 수 있다.Second, although the volume ratio of the polymerization accelerator to the liquid crystal prepolymer had to be made 10 times or more in the past, the physical properties of 10 times or more can be obtained even in an amount of 2 to 4 times in the apparatus of the present invention.

셋째로, 원통내부에 설치된 실린더의 고속회전으로 인해 유입된 액정예비중함체에 50sec-1이상의 전단속도를 부여함으로써 분재배향도를 증진시킬 수 있다.Third, by providing a shear rate of 50 sec −1 or more to the liquid crystal preliminary body introduced due to the high speed rotation of the cylinder installed in the cylinder, the bonsai orientation can be enhanced.

넷째로, 전단력 부여높이 h(6)와 회전실린더의 횡단면 직경ø(8)의 비ø/h를 4 내지 14로 조절하여서 실린더 회전에 의한 전단력 부여시간을 증대시켜 고유점도가 높고 배향성이 우수한 방향족 폴리아미드 필름 및 단섬유를 제조할 수 있다.Fourth, the ratio of shear force giving height h (6) to the cross section diameter ø (8) of the rotating cylinder is adjusted to 4 to 14 to increase the shear force applying time due to the rotation of the cylinder, resulting in high intrinsic viscosity and excellent orientation. Polyamide films and short fibers can be produced.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

반응기를 N2가스로 충분히 정화시켜서 수분을 제거한 후 N-메틸-2-피롤리돈 500ml를 투입하고 온도를 올린 후에 무기염으로서 칼슘클로라이드(CaCl2)를 첨가하여 용해시켰다. 무기염이 용해된 아미드계 중합용매에 p-페닐렌디아민 20.76g을 투입하여 용해시킨 후 30℃ 이하의 저온에서 테레프탈로일클로라이드(TPC) 39.10g을 투입하고 격렬하게 교반시켰다. 이때 얻어지는 액정예비중합체를 반응기에서 기어펌프를 이용하여 200cc/분의 속도로 1/4인치의 이송관을 통하여 본 발명의 장치의 유입구로 투입하였다. 이때, 원통과 실린더 사이의 간격을 0.2mm, 실린더의 횡단면 직경ø을 100mm, 전단력 부여높이 h를 800mm로 하였다. 실린더의 회전에 의한 전단속도는 100sec-1이고 중합촉진침전제인 피리딘의 유입량은 400cc/분으로하였다. 이렇게 하여 얻어진 필름과 피리딘을 여과장치에 의해 여과하고, 여과된 필름을 수세 후 진공건조 장치에서 110℃의 온도조건으로 5시간동안 건조하였다. 건조된 필름을 분쇄하여 펌프상의 단섬유로 제조하였다. 이때의 필름 및 단섬유의 고유점도 I.V.는 6.31이며, 배향도 π는 89.2%였다.After fully purifying the reactor with N 2 gas to remove water, 500 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added thereto, and the temperature was raised, followed by dissolving by adding calcium chloride (CaCl 2 ) as an inorganic salt. After dissolving 20.76 g of p-phenylenediamine in an amide-based polymerization solvent in which an inorganic salt was dissolved, 39.10 g of terephthaloyl chloride (TPC) was added at a low temperature of 30 ° C. or lower and stirred vigorously. The liquid crystal prepolymer obtained at this time was introduced into the inlet of the apparatus of the present invention through a 1 / 4-inch feed tube at a speed of 200 cc / min using a gear pump in a reactor. At this time, the interval between the cylinder and the cylinder was 0.2 mm, the cross section diameter ø of the cylinder was 100 mm, and the shearing force applying height h was 800 mm. The shear rate by rotation of the cylinder was 100 sec -1 and the inflow rate of pyridine, a polymerization accelerator, was 400 cc / min. The film and pyridine thus obtained were filtered by a filtration device, and the filtered film was washed with water and dried in a vacuum drying apparatus at 110 ° C. for 5 hours. The dried film was ground to prepare short fibers on the pump. The intrinsic viscosity IV of the film and single fiber at this time was 6.31, and orientation degree (pi) was 89.2%.

[실시예 2]Example 2

액정예비중합체 용액의 제조와 장치 조건은 상기 실시예 1과 동일하게 하되, 중합촉진침전제 및 침전용액만을 달리하여 필름 및 단섬유를 제조하였고, 그 제조된 필름 및 단섬유의 물성을 다음 표 1에 나타내었다.Preparation and device conditions of the liquid crystal prepolymer solution were the same as in Example 1, except that only the polymerization accelerator and the precipitation solution to prepare a film and short fibers, the physical properties of the film and the short fiber prepared in Table 1 Indicated.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00006
Figure kpo00006

[실시예 3]Example 3

액정예비중합체 용액의 제조조건과 유입량은 상기 실시예 1과 동일하게 하되, 회전 실린더의 조건을 달리하여 필름 및 단섬유를 제조하고, 그 제조된 필름 및 단섬유의 물성을 다음의 표 2에 나타내었다.The preparation conditions and the flow rate of the liquid crystal prepolymer solution are the same as in Example 1, except that the conditions of the rotating cylinder to produce a film and short fibers, the physical properties of the film and the short fibers are shown in Table 2 below It was.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00007
Figure kpo00007

[실시예 4]Example 4

액정에비중합체 용액의 제조조건과 유입량은 상기 실시예 1과 동일하게 하되, 액정예비중합체와 중합촉진침전제인 피리딘의 유입비율을 달리하여서 필름 및 단섬유를 제조하고, 그 제조된 필름 및 단섬유의 물성을 다음의 표 3에 나타내었다.The preparation conditions and the inflow amount of the liquid crystal epolymer solution are the same as those of Example 1, except that the inflow ratio of the liquid crystal prepolymer and pyridine, a polymerization accelerator precipitant, to prepare a film and short fibers, the film and the short fibers Physical properties of are shown in Table 3 below.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00008
Figure kpo00008

[실시예 5]Example 5

액정예비중합체 용액의 제조조건은 상기 실시예 1과 동일하게 하되, 원통과 실린더의 간격 t 및 실린더회전에 의한 액정예비중합체로의 전단력 부여를 달리하여 필름 및 단섬유를 제조하고, 그 제조된 필름 및 단섬유의 물성을 다음의 표 4에 나타내었다.The preparation conditions of the liquid crystal prepolymer solution are the same as those of Example 1, except that the shear force is imparted to the liquid crystal prepolymer by the interval t of the cylinder and the cylinder and the rotation of the cylinder to produce a film and short fibers, and the prepared film And the physical properties of the short fibers are shown in Table 4 below.

[표 4]TABLE 4

Figure kpo00009
Figure kpo00009

Claims (9)

방향족 폴리아미드 필름의 제조에 있어서, 아미드계 용매에 무기염을 용해시키고, 여기에 등몰량의 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이드를 첨가하여 30℃ 이하의 저온에서 중합시켜서 광학적 비등방성 액정예비중합체를 제조한 다음, 이를 원통과 실린더사이에 유입시켜 실린더의 고속회전에 의해 적어도 50sec-1이상의 전단속도를 부여한 후, 여기에 액정예비중합체를 유입시켜서 제조하는 것을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 필름의 제조방법.In preparing an aromatic polyamide film, an inorganic salt is dissolved in an amide solvent, an equimolar amount of aromatic diamine and an aromatic dieside chloride are added thereto, followed by polymerization at a low temperature of 30 ° C. or lower to prepare an optically anisotropic liquid crystal prepolymer. Then, it is introduced between the cylinder and the cylinder to give a shear rate of at least 50 sec -1 or more by high-speed rotation of the cylinder, and then the liquid crystal prepolymer is introduced into the manufacturing method of an aromatic polyamide film. 제 1 항에 있어서, 중합촉진침전제와 액정예비중합체의 유입량비는 체적비로 0.5 내지 20이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the inflow ratio of the polymerization accelerator and the liquid crystal prepolymer is 0.5 to 20 in volume ratio. 제 1 항에 있어서, 실린더는 그의 전단력 부여높이(h)와 실린더 횡단면 직경(ø)의 비가 4이상이 되도록 된것임을 특징으로 하는 방법.A method according to claim 1, characterized in that the ratio of the shear force giving height h and the cylinder cross section diameter ø is equal to or greater than 4. 제 1 항에 있어서, 원통과 실린더 사이의 간격이 0.05 내지 5mm임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the distance between the cylinder and the cylinder is between 0.05 and 5 mm. 방향족 폴리아미드 단섬유를 제조함에 있어서, 아미드계 용매에 무기염을 용해시키고, 여기에 등몰량의 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이드를 첨가하여 30℃ 이하의 저온에서 중합시켜서 광학전 비등방성 액정예비중합체를 제조한 다음, 이를 원통과 실린더 사이에 유입시켜 실린더의 고속회전에 의해 적어도 50sec-1이상의 전단속도를 부여한 후 여기에 중합촉진침전제를 유입시켜서 방향족 폴리아미드 필름을 제조하고, 이를 공지의 그라인더를 이용하여 단섬유로 제조하는 것을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법.In preparing aromatic polyamide short fibers, an inorganic salt is dissolved in an amide solvent, an equimolar amount of aromatic diamine and an aromatic dieside chloride are added thereto, followed by polymerization at a low temperature of 30 ° C. or lower, to form an optically anisotropic liquid crystal prepolymer. After preparing, and then flowing it between the cylinder and the cylinder to give a shear rate of at least 50sec -1 or more by the high-speed rotation of the cylinder, and to introduce the polymerization precipitant therein to prepare an aromatic polyamide film, which is a known grinder A method for producing an aromatic polyamide short fiber, characterized in that the production of short fibers using. 제 5 항에 있어서, 중합촉진침전제와 액정예비중합체의 유입량비가 체적비는 0.5 내지 20이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 5, wherein the ratio of the inflow rate of the polymerization accelerator and the liquid crystal prepolymer is such that the volume ratio is 0.5 to 20. 제 5 항에 있어서, 실린더는 그의 전단력 부여높이(h)와 실린더 횡단면 직경(ø)의 비가 4이상이 되도록된 것 임을 특징으로 하는 방법.6. A method according to claim 5, wherein the cylinder is such that the ratio of its shearing force giving height (h) to the cylinder cross section diameter (ø) is at least four. 제 5 항에 있어서, 원통과 실린더 사이의 간격이 0.05 내지 5mm임을 특징으로 하는 방법.6. A method according to claim 5, wherein the distance between the cylinder and the cylinder is between 0.05 and 5 mm. 방향족 폴리아미드 필름에 있어서, 아미드계 용매에 무기염과 방향족 디아민 및 방향족 디에시드클로라이드를 첨가시켜서 된 광학적, 비등방성 액정예비중ㅎ바체로부터 분자배향중합법에 의하여 제조된 고유점도가 6.0이상이며 배향도가 85% 이상인 것을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 필름.In the aromatic polyamide film, the intrinsic viscosity produced by the molecular orientation polymerization method from the optical and anisotropic liquid crystalline preliminary body obtained by adding an inorganic salt, an aromatic diamine and an aromatic dieside chloride to an amide solvent is 6.0 or more. An orientation degree is 85% or more, The aromatic polyamide film characterized by the above-mentioned.
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