KR910004704B1 - 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유의 제조방법 - Google Patents
전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유의 제조방법 Download PDFInfo
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내용 없음.
Description
본 발명은 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전 방향족 폴리아미드로 제조된 섬유나 펄프상의 단섬유 및 필름등은 가벼울 뿐 아니라 고강도, 고탄성의 특징과 내열성, 내마모성, 전기 전도성등도 내재되어 있어 항공기나 자동차산업 또는 복합소재 및 건축재료등의 특수산업 분야 뿐만 아니라 레져 스포츠 용품등에도 유용하게 사용되고 있다. 이러한 유용성으로 인하여 방향족 폴리아미드섬유나 펄프상의 단섬유 및 필름을 제조하는 방법이 다양하게 연구 진행되어 왔다. 예를 들면, 미국특허 제 3,869,429호와 미국특러 제 3,869,439호는 아미드계 용매에서 방향족디아민과 방향족 디에시드 클로리드를 중합시킨 방향족 폴리아미드를 중합용액으로부터 수세 건조하고 이를 황산계 용매에 용해시킨 용액을 구금을 이용하여 물이나 메탄올드에 방사하여 방향족 폴리아미드섬유나 필름을 제조하고 다시 절단, 분쇄하여 단섬유를 제조한다고 기슬되어 있으며, 또한 미국특허 제4,298,565호,미국특허 제4,070,413호, 미국특허 제4,048,279호는 방사장치에 있어서 응고욕등을 이용하여 구금하단에 공기층을 형성하고 섬유 및 필름 방사관으로 빨려 들어가게 한 다음, 중화장치를 반드시 경유하도록 되어있다. 그러나, 이러한 방법은 폴리머를 분리, 수세, 건조후 다시 황산용액으로 만들어 방사하는등 공정이 복잡하여 제조원가가 상승하게 되며, 또 황산계 용매의 사용으로 인하여 제조된 폴리머의 고유점도 하락 및 위험성이 가증되는 단점도 있다. 또한 이러한 공정을 거쳐 제조된 섬유는 섬유내에 산 및 알칼리성 물질의잔존으로 인하여 장시간 경과 후 물성의 약화현상이 나타나고 있다. 또한, 일정한 물성을 유지하기 위해서는 상기 과정에서의 조건을 항상 유지하여 조건의 영향을 최소화시켜야 하는 문제점등이 있다. 이렇게 하여 제조된 섬유나 필름을 절단, 분쇄하여 펄프상의 단섬유를 제조하면 복잡하고 까다로운 공정으로 인하여 제조가 용이하지 않으며 단섬유의 단가를 더욱 상승시키고 있다. 또한 일본 특공소 제59-47,694호는 아미드계 용매에서 방향족 디아민과 방향족 디에시드 클로리드를 중합시킨 예비중합체를 직접 아미드계 용액에 침전, 분쇄시켜 펄프상의 방향족 폴리아미드 단섬유를 제조하는데, 아미드계 용액에서 분쇄하기 때문에 펄프상의 방향족 폴리아미드 단섬유의 고유점도가 대단히 낮아 물성이 상당히 저하되며, 이 예비중합체의 양에 대한 침전제 사용량이 상당히 많이 사용되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서, 섬유상의 완전중합체를 고온, 고압하에서 처리시키므로서 폴리머의 중합도와 결정화도가 크게 향상된 벌키상의 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유를 제조하는데 있어서, 아미드계 용매에 무기염을 용해시키고 등몰량의 방향족 디아민과 방향족 디에시드 클로리드를 첨가하여 30℃이하에서 용액중합시켜 액정 예비중합체가 되었을 때 이 예비중합체를 구금을 통하여 3급 아민계 용매인 피리딘이나 암모니아 단독 또는 아미드계 용매나 비양자성 용매등과의 혼합용매에 분사 또는 방사하여 완전중합체를 형성시킨 후 이 중합체를 30℃이상의 온도에서 5kg/㎠이상의 압력으로 30초간이상을 유지시킨 후 순간적으로 고압을 제거하고 배출구를 통하여 빠른 속도로 배출시켜서 되어지는 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유의 제조방법인 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 아미드계 용매 예를들면, N-메칠-2-피롤리돈(NMP), N,N-디메칠 아세트아미드(DMAc), 헥사메칠포스포아미드(HMPA), N,N-디메칠 포름아미드(을), 디메칠 설폭사이드(DMSO)등의 단독 또는 이들의 혼합용액에 금속염 예를들면, CaCl₁,LiCl,NaCl,KCl등을 중합용매에 소량 용해시킨후 방향족 디아민과 방향족 디에시드 클로리드를 등몰량 넣고 저온 중합시켜 액정 예비중합체를 제조하고 이 예비중합체를 구금을 통하여 3급아민계 용매인 피리딘이나 암모니아 단독 또는 아미드계 용매나 비양자성 용매 예를들면, 클로로포름과의 혼합용매에 분사 또는 방사를 시켜 완전중합체를 형성시키며,이때 얻어진 중합체는 피브릴(fibril)의 발달이 대단히 뛰어난 중합체가 얻어지게되나 피브릴의 발달이 전혀 없는 중합체도 대단이 많이 포함되어 있기 때문에 피브릴을 발달시키면서 대단히 벌키(bulky)한 상태의 펄프상 단섬유를 제조하기 위해 폴리머와 용액을 분리하여 수세하고 고온, 고압에 견딜 수 있는 반응용기내에 투입하여 30℃이상의 온도, 5kg/㎠이상의 압력에서 수초 이상을 유지시킨 후 반응용기의 압력을 순간적으로 제거하여, 중합체를 파열시키면서 토출구를 통하여 토출시키면 펄프상의 중합체가 얻어진다. 이렇게 하여 얻어진 펄프상의 방향족 폴리아미드단섬유는 분사 또는 방사 되었을때의 길이 방향으로는 거의 절단됨이 없이 표면쪽으로의 피브릴이 매우 발달되어 있는 표면적이 대단히 큰 벌키상의 단섬유가 얻어지게 된다.
즉, 본 발명은 먼저 아미드계 용매에 1-5중량비(wt%)의 금속염을 용해시킨 후 방향족 디아민과 방향족디에시드 클로리드를 등몰량 넣고 저온 중합시켜 액정 예비중합체를 제조하고, 이 액정 예비중합체를 구금을 통하여 3급 아민계 용매인 피리딘이나 암모니아 단독 또는 아미드계 용매나 비양자성 용매에 방사하여 완전 중합체를 형성시킨다. 이때 얻어진 완전중합체를 고온, 고압에 견딜 수 있는 반응용기내에 투입하여 30℃이상의 온도와 5kg/㎠이상의 압력하에서 수초, 예를들면 30초이상을 유지시키면 반응용기내에 있는 방향족 폴리아미드섬유 또는 필름의 미세구조가 압축이 되게된다. 이때 방향족 폴리아미드섬유 또는 필름의 내부에 공기등의 기포에 의한 결점이 존재한다 하더라도 미세구조의 압축상태를 약화시키지 못하게되므로, 섬유 또는 필름내부에 존재하는 기포등에 의한 결점을 제거하지 않아도 되는 공정상 유리한 측면도 있다. 또한, 고온 고압을 유지시키는 것은 미세 구조의 압축상테를 심화시키기 위한 것이며 수초이상의 시간이 경과한 후 순간적으로 이온도와 압력을 제거하게되면 미세구조의 압축상태가 풀림과 동시에 반응용기내의 압력과 대기압과의 차에의해서 압축되었던 미세구조가 순간적으로 부풀린 상태가 되며 방향족 폴리아미드섬유 또는 필름 내부의 공기등의 기포에 의한 결점들이 순간적인 압력차에 의해 섬유 또는 필름이 파열되어 표면에 피브릴이 매우 발달된 표면적이 대단히 큰 벌키상의 펄프형 단섬유가 얻어지게 된다.
이와 같은 방법으로 제조되어지는 본 발명에 따른 펄프상의 방향족 폴리아미드 단섬유는 고온, 고압하에서 처리되어지기 때문에 중합도가 향상이 되며 또한, 결정화도가 매우 향상이 되는 열처리효과를 동시에 얻을수가 있다. 일반적으로 유기합성사들은 그 열처리 온도가 유리전이온도(Tg)이상 용융온도(melting temperature)이하 사이의 온도, 특히 용융온도 이하의 온도에서 실시하는 것이 가장 우수한 효과를 나타낸다고 하나 유리전이온도(Tg)가 500℃를 상회하는 방향족 폴리아미드의 경우에는 본 발명과 같은 고압하에서 열처리 온도를 상당히 낮추어도 그 효과는 대단히 우수하여 결정화도 향상폭이 대단히 큰 벌키상의 방향족 폴리아미드 단섬유를 얻을 수가 있다.
즉 본 발명은 종래와 같이 방향족 폴리아미드 중합체를 제조, 분리, 수세, 건조 및 방사 도프(dope)를 형성시켜 방사한 후 다시 분쇄하는등의 복잡한 공정이 필요없이 간단하게 중합시킨 후 손쉽게 펄프상의 방향족 폴리아미드 단섬유를 제조할 수 있으며, 또 방향족 폴리아미드 중합체의, 제조,분리, 수세, 거조 및 방사 도포(dope)를 형성시켜 방사할 때 종래의 까다로운 제조조건 설정에 비하여 그 설정이 용이하며 조건의 영항을 최소화할 수 있고, 중합체와 중합용액의 분리도 용이한 특징이 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1 내지3(비교예 1 내지3)]
반응기를 질소기류로 충분히 정화시켜 수분을 제거한 후 중합용매로서N.M.P350ml를 넣고 80℃로 승온시켜 CaCl₂20g을 넣고 완전히 용해시킨다. 위 용액에 p-페닐렌 디아민 26.24g을 첨가하여 10분간 교반하고 용해시킨 다음 20℃이하의 저온에서 테레프탈로일 클로리드 49.3g을 투입하여 반응시켜 겔화 이전의 저점도 액정상태의 중합체 용액을 L/D가 1이고 직경이 0.2mm인 구금을 통해 방사하고 이와 동시에 피리딘을 분사시켜 중합을 완성시키고 물로 수세하여 완전중합체를 제조하였다. 이를 같은 조건의 반응용매에서 처리한 후 순간적으로 압력을 제거하면서 배출구를 통하여 빠른 속도로 배출시켜서 비표면적이 대당히 큰 벌키상의 단섬유를 얻었으며 이때 고온 고압하에서 처리하기 때문에 열처리가 되어 결정성이 향상되므로 고온, 고압하에서 처리하기 전,후의 시료들의 물성을 측정 비교하였다.
이에 대한 결과는 다음 표1과 같다.
[표 1]
Claims (1)
- 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유를 제조하는데 있어서, 아미드계 용매에 무기염을 용해시키고 등몰량의 방향족 디아민과 방향족 디에시드 클로리드를 첨가하여 30℃이하에서 용액중합시켜 액정 예비중합체가되었을때 이 예비중합체를 구금을 통하여 3급 아민계 용매인 피리딘이나 암모니아에 분사 또는 방사하여 완전중합체를 형성시킨 후 이 중합체를 30℃이상의 온도에서 5kg/㎠이상의 압력으로 30초간 이상을 유지시킨 후 순간적으로 고압을 제거하고 배출구를 통하여 빠른 속도로 배출시켜서 되어짐을 특징으로 하는 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유의 제조방법.
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| KR1019880017951A KR910004704B1 (ko) | 1988-12-30 | 1988-12-30 | 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유의 제조방법 |
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| KR900010070A KR900010070A (ko) | 1990-07-06 |
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| KR1019880017951A KR910004704B1 (ko) | 1988-12-30 | 1988-12-30 | 전 방향족 폴리아미드펄프상 단섬유의 제조방법 |
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- 1988-12-30 KR KR1019880017951A patent/KR910004704B1/ko not_active IP Right Cessation
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