KR920008999B1 - Process for the production of aromatic polyamide short fibers - Google Patents

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Abstract

The method for producing aromatic polyamide staple fiber whose draw ratio is 2.0-300 comprises: feeding liq. crystal prepolymers into axially circulating apparatus; dispersion extruding them through nozzles formed along the circumference of circulating apparatus by centrifugal force into flowing polymerization accelerating precipitator flowed vertically along the wall of outer vessel whose radius is 1.1-5.0 times that of circulating apparatus; thus letting them contact, mixed and flow together; solidifying to form staple fiber; and finally retrieving solidified staple fiber and polymerization accelerating solvents.

Description

방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법Method for producing aromatic polyamide short fibers

제1도는 본 발명에 따른 단섬유 제조공정의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a short fiber manufacturing process according to the present invention.

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

1 : 투입구 2 : 노즐1: Inlet 2: Nozzle

3 : 분사기 4 : 회전밸트3: injector 4: rotating belt

5 : 외통 6 : 중합촉진침전제5: outer cylinder 6: polymerization accelerator

7 : 유입구 8 : 받이통7: inlet port 8: receiving container

9 : 이송용 필터 10, 10' : 회수부9: transfer filter 10, 10 ': recovery part

11 : 유출구11: outlet

본 발명은 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 액정예비중합체를 회전시키면서 유동하는 중합촉진침전제에 토출분산시킨 후 접촉고화시켜서 물성이 우수한 방향족 폴리아미드 단섬유를 연속적으로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing aromatic polyamide short fibers, and more particularly, to continuously disperse aromatic polyamide short fibers having excellent physical properties by dispersing and dispersing them in a polymerization accelerator precipitant while rotating the liquid crystal prepolymer. It relates to a method that can be produced.

일반적으로 전방향족 폴리아미드로 제조된 펄프상의 단섬유는 가벼울 뿐 아니라 고강도, 고탄성의 특징과 내열성, 내마모성, 전기절연성 등도 내재되어 있어서, 항공기나 자동차산업 또는 복합소재 및 건축재료 등의 특수산업분야 뿐만 아니라 레저 스포츠용품 등에도 유용하게 사용되고 있다. 이러한 유용성으로 인하여 전방향족 폴리아미드 펄프상의 단섬유를 제조하는 방법이 다양하게 연구 진행되고 있다.In general, pulp-like short fibers made of wholly aromatic polyamide are not only light, but also have high strength, high elasticity, heat resistance, abrasion resistance, and electrical insulation, and thus are not only special industries such as aircraft, automobile, or composite materials and building materials. It is also usefully used for leisure sports goods. Due to this availability, various methods for producing short fibers on the wholly aromatic polyamide pulp have been studied.

예를 들면, 미국특허 제 3,869,429호와 미국특허 제 3,869,430호에서는 방향족 폴리아미드 단섬유를 제조할 때, 아미드계 용매중에서 무기염, 방향족 디아민 및 방향족 디에시드클로라이드를 중합시킨 후, 중합체를 수세, 건조시키고, 이를 98% 이상의 황산계 용매에 녹여 도우프를 만든 다음, 이 도우프를 구금을 통하여 물이나 메탄올 등에 방사시켜 전방향족 폴리아미드 섬유를 얻는다. 그리고 통상적으로 이러한 섬유를 절단이나 분쇄의 방법을 거쳐서 다시 단섬유를 제조하였다.For example, US Pat. No. 3,869,429 and US Pat. No. 3,869,430, when preparing aromatic polyamide short fibers, polymerize an inorganic salt, aromatic diamine and aromatic dieside chloride in an amide solvent, and then wash and dry the polymer. The dope is dissolved in 98% or more sulfuric acid solvent to form a dope, and then the dope is spun through water or methanol to obtain a wholly aromatic polyamide fiber. In general, short fibers were prepared again by cutting or pulverizing such fibers.

그러나 이러한 제조방법은 중합체를 분리, 수세, 건조 후 다시 황산계 용매에 녹여서 방사시키고 절단 및 분쇄시키는 여러단계의 공정을 거쳐야 하므로 제조원가가 높아지고, 황산계 용매의 사용으로 인해 공정중의 제조장치가 부식되는 등 여러가지 문제점들이 나타났다.However, this manufacturing method requires a multi-step process in which the polymer is separated, washed with water, dried, dissolved in a sulfuric acid solvent, spun, cut and pulverized, thus increasing manufacturing costs, and the manufacturing apparatus in the process is corroded due to the use of the sulfuric acid solvent. Various problems appeared.

또한, 미국특허 제 4,511,623호에는 방향족 폴리아미드의 중합과정중에 피리딘등의 제3급 아민을 사용하여 중합중에 반응속도를 급격히 상승시키도록 하고, 겔화가 이루어지는 순간에 기계적인 전단력을 일으켜 높은 배향도 및 높은 중합도를 가지도록 하면서 5 내지 7의 고유점도를 갖는 고강도 폴리아미드펄프상 단섬유의 제조방법이 소개되어 있으나, 이러한 방법을 사용하여 펄프상 단섬유를 제조할 경우에도 역시 중합과 정중 아미드계 용매와 다량의 제3급아민을 동시에 첨가하도록 되어 있기 때문에, 최종적으로 투입되어지는 테레프탈로일클로라이드에 의하여 중합이 이루어질 때 급격한 점도 상승으로 중합이 10초 이내에 종결되게됨에 따라 공정관리가 대단히 어려운 단점이 있고, 숙성시간이 필요하여 연속생산하기 어려운 방법이다.In addition, U.S. Patent No. 4,511,623 discloses the use of tertiary amines such as pyridine during the polymerization of aromatic polyamides to sharply increase the reaction rate during the polymerization, and at the instant of gelation, mechanical shearing force, resulting in high orientation and high Although a method for preparing high strength polyamide pulp-like short fibers having an intrinsic viscosity of 5 to 7 while having a degree of polymerization has been introduced, in the case of preparing pulp-like short fibers using this method, it is also possible to produce Since a large amount of tertiary amine is added at the same time, the polymerization is terminated within 10 seconds due to the rapid increase in viscosity when the polymerization is finally performed by terephthaloyl chloride. It is difficult to continuously produce because it requires ripening time.

이에 본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해소시키기 위하여, 액정 예비중합체를 회전시키면서 유동하는 중합촉진침전제속으로 토출분산시키고, 접촉고화시킨 후 형성된 단섬유를 연속적으로 회수함으로서, 보다 간단한 공정으로 물성이 우수한 방향족 폴리아미드 단섬유를 연속적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention, in order to solve such a conventional problem, by discharging and dispersing the liquid crystal prepolymer in the flow of the polymerization accelerator precipitate while rotating, and by contact solidification to recover the formed short fibers continuously, the physical properties in a simpler process It is an object of the present invention to provide a method for continuously producing excellent aromatic polyamide short fibers.

이에 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail as follows.

본 발명은 방향족 폴리아미드 단섬유를 제조하는데 있어서, 액정예비중합체를 축회전하는 회전수단 내부로 공급하는 단계와, 회전수단을 회전시켜 액정예비중합체를 유동하는 중합촉진침전제속으로 토출분산시키는 단계와, 분산된 액정예비중합체가 중합촉진침전제와 함께 유동하면서 고화되어 단섬유를 형성시키는 단계와, 고화된 단섬유와 중합촉진용매를 회수하는 단계로 이루어지게 되는 것임을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법인 것이다.The present invention provides a method for producing an aromatic polyamide short fiber, comprising: supplying a liquid crystal prepolymer into a rotating means for axial rotation, discharging and dispersing the liquid crystal prepolymer into a flowing polymerization precipitating agent by rotating the rotating means; , Wherein the dispersed liquid crystal prepolymer is solidified while flowing together with the polymerization accelerator to form short fibers, and recovering the solidified short fibers and the polymerization promoter. It is a manufacturing method.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면 제1도는 본 발명에 따른 방향족 폴리아미드 단섬유를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 우선, 본 발명에 따른 액정 예비중합체가 투입구 (1)를 통하여 회전수단, 즉, 원주면에 다수의 노즐(2)이 형성되어 있고 축회전이 가능한 원통형 분사기(3)의 내부로 공급되게 된다.1 is a view schematically showing a process for producing aromatic polyamide short fibers according to the present invention. First, the liquid crystal prepolymer according to the present invention is applied to the rotating means, that is, the circumferential surface through the inlet 1. A plurality of nozzles 2 are formed and supplied to the inside of the cylindrical injector 3 capable of axial rotation.

여기서 투입구(1)를 통하여 투입하게 되는 액정예비중합체는 다음과 같은 과정을 통하여 제조되게 된다. 즉, 아미드계 용매에 금속염을 용해시킨 후, 방향족 디아민과방향족 디에시드클로라이드를 등몰량 넣고 저온에서 반응시키면 된다.Herein, the liquid crystal prepolymer to be introduced through the inlet 1 is manufactured through the following process. That is, what is necessary is just to melt | dissolve a metal salt in an amide solvent, and to make an aromatic mole of aromatic diamine and aromatic dieside chloride, and to react at low temperature.

본 발명에서 아미드계 용매로는 예를 들면, N-메틸-2-피롤리딘(NMP), N, N-디메틸아세트아미드(DMAC), 헥사메틸포스포르아미드(HMPA), N,N-디메틸포름아미드(DMF)와 디메틸설폭사이드(DMSO)로 이루어진 것중에서 적어도 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 한편, 고분자의 용해도를 증가시키기 위하여 사용되는 금속염으로는 예를 들면, 염화칼슘(CaCl2), 염화리튬(LiCl), 염화나트륨(NaCl) 또는 염화칼륨 (KCl)을 사용할 수 있으며 이들의 사용량은 상기 아미드계 용매에 대하여 0.5 내지 15중량%로 사용하면 된다.As the amide solvent in the present invention, for example, N-methyl-2-pyrrolidine (NMP), N, N-dimethylacetamide (DMAC), hexamethylphosphoramide (HMPA), N, N-dimethyl At least one selected from formamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO) may be used. Meanwhile, as the metal salt used to increase the solubility of the polymer, for example, calcium chloride (CaCl 2 ), lithium chloride (LiCl), sodium chloride (NaCl) or potassium chloride (KCl) may be used, and the amount of the metal salt may be used in the amide system. It is good to use it at 0.5 to 15 weight% with respect to a solvent.

예컨대, 상기와 같은 아미드계 용매 단독 또는 이들의 혼합용매에 상기의 금속염을 용해시킨 다음, 여기에다 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이드를 등몰량 넣고, 30℃ 이하의 저온에서 용액중합을 시키게 되면, 중합도중에 스티어오페리션스 이후 겔화 이전의 싯점에서 점도가 5 내지 100,000포아즈인 광학적 비등성의 액정예비중합체가 제조된다.For example, after dissolving the metal salt in the above amide solvent alone or a mixed solvent thereof, and then adding an equimolar amount of aromatic diamine and aromatic dieside chloride to the solution, at a low temperature of 30 ℃ or less, during the polymerization An optical effervescent liquid crystal prepolymer having a viscosity of 5 to 100,000 poise at the point after the steeroperation and before gelation is prepared.

상기와 같은 방법으로 제조된 예비중합체가 들어오게 되는 원통형 분사기(3)는 도면에 나타낸 바와 같이 투입구(1)의 중앙부위에 설치되어 있는 회전밸트(4)에 의하여 축회전하게 된다.Cylindrical injector (3) into which the prepolymer prepared by the above method is introduced is axially rotated by the rotary belt (4) installed in the central portion of the inlet (1) as shown in the figure.

원통형 분사기(3)의 내부로 들어온 액정예비중합체는 상기한 바와 같은 축회전에 의하여 그 원주부에 다수 형성되어 있는 노즐(2)를 통해서 외부 즉, 다음에서 설명하는 외통(5)의 내부벽면으로 토출분산되게된다.The liquid crystal prepolymer introduced into the cylindrical injector 3 is externally, ie, the inner wall surface of the outer cylinder 5 described below through the nozzle 2 formed in the circumferential portion thereof by the axial rotation as described above. The discharge is dispersed.

이때, 상기 원통형 분사기(3)를 수용하고 있는 원통형의 외통(5) 내부벽면에는 중합촉진침전제(6)가 직하방으로 유동(흐름)하게 되어 있어 상기와 같이 토출분산된 액정예비중합체가 중합촉진침전제(6)와 접촉되게 된다.At this time, the polymerization accelerator precipitant 6 is flowed (flows) directly on the inner wall surface of the cylindrical outer cylinder 5 which accommodates the cylindrical injector 3, so that the discharge-dispersed liquid crystal prepolymer is promoted. It comes into contact with the precipitant 6.

여기서, 상기의 중합촉진침전제는 액정예비중합체의 중합도(분자량)를 현저히 향상시켜 중합을 완결시키고, 동시에 중합체의 내부에 아미드결합과 수소결합이 형성되므로 물성이 우수한 전방향족 폴리아미드 단섬유가 제조된다. 이때, 본 발명의 구현예에서 사용되는 중합촉진침전제는 제3급아민류를 일반적으로 들 수 있는데 예를 들면 피리딘, 트리에틸아민, t-부틸아민, 피콜린, 퀴놀린, 피리미딘, 피라진, 퀴녹살린, 아크피리딘 중에서 하나나 그 이상 선택하여 사용할 수 있으나, 그 중에서도 피리딘이 가장 적합한 중합촉진침전제로서 높은 고유점도 및 배향도를 얻는데 효과적이라 할 수 있다.Here, the polymerization accelerator precipitater significantly improves the degree of polymerization (molecular weight) of the liquid crystal prepolymer to complete the polymerization, and at the same time, an amide bond and a hydrogen bond are formed in the polymer, thereby producing a wholly aromatic polyamide short fiber having excellent physical properties. . At this time, the polymerization accelerator used in the embodiment of the present invention may include tertiary amines, for example, pyridine, triethylamine, t-butylamine, picoline, quinoline, pyrimidine, pyrazine, quinoxaline Although, one or more of the acpyridine may be selected and used, pyridine may be said to be effective in obtaining high intrinsic viscosity and orientation as the most suitable polymerization accelerator.

그리고, 중합촉진침전제의 외통(5)내부로의 공급은 유입구(7)를 통해서 연속적으로 공급시키되 외통(5) 내부벽면에 부착설치되어 있는 받이통(8)에서 넘쳐 흐르도록 공급하여야 한다.In addition, the supply of the polymerization accelerator to the inside of the outer cylinder 5 should be continuously supplied through the inlet port 7, but should be supplied to overflow from the receiving barrel 8 attached to the inner wall of the outer cylinder 5.

이와 같이 중합촉진침전제(6)가 받이통(8)에서 연속적으로 넘쳐 흘러나오게 되면, 이들이 외통(5)의 벽면을 따라 흘러내려오면서 분사기(3)에서 분산되어 나오는 액정예비중합체와 서로 접촉하게 된다.In this way, when the polymerization accelerator precipitate 6 continuously overflows from the receiving barrel 8, they flow down the wall of the outer cylinder 5 and come into contact with the liquid crystal prepolymer dispersed in the injector 3. .

여기서 주목할 것은 반드시 상기의 유입구(7)와 받이통(8)은 분사기(3)의 수평라인보다 윗쪽에 설치되어 있어야만 액정예비중합체가 원통형 분사기(3)로부터 외통 (5)의 내부벽면쪽으로 분산될때 외통(5)의 벽면을 따라 직하방으로 흐르게 되는 중합촉진침전제(6)에 의해 고화되어 분자량이 증가되게 된다. 이때, 분사기(3)의 회전속도와 외통(5)의 반경에 따라 연신비율이 달라지게 된다.It should be noted that the inlet 7 and the receiving barrel 8 must be installed above the horizontal line of the injector 3 when the liquid crystal prepolymer is dispersed from the cylindrical injector 3 toward the inner wall surface of the outer cylinder 5. The molecular weight is increased by solidification by the polymerization accelerator 6 flowing down directly along the wall surface of the outer cylinder 5. At this time, the stretching ratio is changed according to the rotational speed of the injector (3) and the radius of the outer cylinder (5).

상술한 바와 같이 분사기(3)로부터 분산된 액정예비중합체가 유동하는 중합촉진침전제와 접촉하게 되면 곧바로 절단 및 분산된 것과 같은 단섬유가 얻어지게 된다.As described above, when the liquid crystal prepolymer dispersed from the injector 3 comes into contact with the flowing polymerization accelerator, short fibers as cut and dispersed are obtained.

위와 같이 단섬유가 이루어지는 과정에서, 때때로 단섬유들이 한데 뭉치면서 다발을 이루기 쉬운데 이러한 다발이 형성되었을 때 단섬유의 토출부분에 장애물이 있으면 이 장애물에 단섬유의 다발이 누적되어 연속생산이 이루어지지 않게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 공정은 단섬유가 다발을 이루더라도 토출부분에 장애물이 없으므로 연속생산에 지장이 없게 되어 고연신을 부여하면서 단섬유를 연속적으로 생산할 수 있게 된다.In the process of forming short fibers as described above, it is sometimes easy to bundle bundles of short fibers together. When such a bundle is formed, if there is an obstacle in the discharge portion of the short fibers, bundles of short fibers accumulate on this obstacle and continuous production is not achieved. Will not. However, in the process according to the present invention, even if short fibers are bundled, there is no obstacle in the discharge portion, so that continuous production is not impeded, and thus high fibers can be continuously produced while providing a high stretch.

한편, 본 발명의 공정에 따른 연신은 일정시간(△t)동안 노즐에서 토출되는 액정예비중합체의 최초길이(ℓ1)는 노즐에서 법선방향으로의 토출속도는 Vp라 할때 ℓ1=Vp×△t라고 표시할 수 있다.On the other hand, the stretching according to the process of the present invention is the initial length (l1) of the liquid crystal prepolymer discharged from the nozzle for a predetermined time (Δt) is the discharge speed from the nozzle to the normal direction is Vp, l1 = Vp × Δt Can be displayed.

일정시간(△t)동안 토출된 액정예비중합체는 제2도와 같이 반경 R을 형성하면서 밑으로 흐르는 중합촉진침전제에 접촉된 후에 응고되는데, 이때 토출된 액정예비중합체의 최종길이(ℓ2)=Rω△t라고 표시할 수 있다. 단 ω는 노즐의 회전 각속도이다. 위의 조건에 의해 연신비 D는 D=ℓ2/ℓ1=Rω/Vp가 된다.The liquid crystal prepolymer discharged for a predetermined time (Δt) is solidified after contact with the polymerization accelerator precipitant flowing downward while forming a radius R as shown in FIG. 2, where the final length of the discharged liquid crystal prepolymer (L2) = RωΔ It can be expressed as t. Where ω is the rotational angular velocity of the nozzle. Under the above conditions, the draw ratio D becomes D = l 2 / l 1 = Rω / Vp.

즉 연신비 D는 외통의 반경 R, 노즐의 회전각속도 ω, 액정예비중합체의 토출속도 Vp에 의해 조절이 가능하게 된다.That is, the draw ratio D can be adjusted by the radius R of the outer cylinder, the rotational angular velocity ω of the nozzle, and the discharge rate Vp of the liquid crystal prepolymer.

이와 같은 공식에 의하여 본 발명에 따른 연신비는 2.0 내지 300이 되도록 하는 것이 바람직한데, 만일 2.0미만으로 할 경우에는 연신효과를 기대할 수 없으며, 결정화도도 저하되게 되고, 300을 초과할 경우에는 섬유형태를 이루질 못하고 파우더형태가 될 뿐 아니라 물성도 저하되게 된다.According to this formula, it is preferable that the draw ratio according to the present invention be 2.0 to 300. If the draw ratio is less than 2.0, the drawing effect cannot be expected, and the degree of crystallinity is also lowered. Not only do not achieve the powder form but also the physical properties are reduced.

또한, 첨부도면 제2도에 나타낸 바와 같이 R(외통의 반경)/r(분사기의 반경)은 1.1 내지 5.0으로 하는 것이 좋은데, 만일 상기의 비율을 1.1 미만으로 할 경우에는 액정예비중합체의 토출이 어렵게 되고, 5.0을 초과할 경우에는 노즐에서 토출된 액정예비중합체가 중합촉진침전용매에 접촉하기 전에 고화가 이루어져 중합촉진용매의 사용효과가 없어지게 된다.In addition, as shown in FIG. 2 of the accompanying drawings, R (radius of the outer cylinder) / r (radius of the injector) is preferably set to 1.1 to 5.0. If the ratio is less than 1.1, the discharge of the liquid crystal prepolymer is In case of exceeding 5.0, the liquid crystal prepolymer discharged from the nozzle is solidified before contacting the polymerization accelerator, and the effect of using the polymerization promoter is lost.

한편, 상기와 같은 과정을 통하여 본 발명에 따른 단섬유가 외통(5)의 벽면에서 형성되게 되면, 이 단섬유는 외통(5)의 벽면을 따라 밑으로 낙하되면서 외통(5)의 밑부분에 설치되어 있는 이송용 필터(9)에 의하여 단섬유 회수부(10)로 회수되게 되고, 액정예비중합체를 고화시키는데 사용된 중합촉진침전제는 용매회수부(10')로 회수되어 용매유출관(11)을 통해서 다음 공정에서 용매로 다시 사용되게 된다.On the other hand, if the short fiber according to the present invention through the above process is formed on the wall surface of the outer cylinder (5), the short fiber falls down along the wall surface of the outer cylinder (5) to the bottom of the outer cylinder (5) It is recovered to the short fiber recovery section 10 by the transfer filter 9 installed, and the polymerization accelerator precipitant used to solidify the liquid crystal prepolymer is recovered to the solvent recovery section 10 'and the solvent outflow pipe 11 ) Is used again as a solvent in the next process.

상기와 같은 과정을 통하여 회수된 단섬유를 통상의 방법으로 세척 및 건조시키면 본 발명에서 목적으로 하는 방향족 폴리아미드 단섬유가 얻어지게 된다.When the short fibers recovered through the above process are washed and dried in a conventional manner, the aromatic polyamide short fibers of the present invention are obtained.

한편 최종중합체인 단섬유의 고유점도는 다음 관계식으로부터 구한다.On the other hand, the intrinsic viscosity of short fibers as final polymers is obtained from the following relationship.

고유점도(I.V.)=ln(ηrel)/CIntrinsic Viscosity (IV) = ln (η rel ) / C

여기서 C는 중합용액의 농도이고, ηrel은 상대점도로서 30℃로 유지시킨 모세관 점도계에서의 용액과 용매의 유동시간비이다.Where C is the concentration of the polymerization solution and? Rel is the flow time ratio of the solution and the solvent in a capillary viscometer maintained at 30 ° C as relative viscosity.

최종중합체인 단섬유의 직경은 전자주사 현미경을 이용하여 50개 이상 시료의 평균을 취하고, 결정화도(Xc)는 X는 산란기의 산란패턴으로 계산한다.The diameter of the short fibers as the final polymer is averaged over 50 samples using an electron scanning microscope, and the degree of crystallinity (Xc) is calculated from the scattering pattern of the scattering group.

본 발명에 따른 방법은 점도 5 내지 100,000포아즈를 갖는 방향족폴리아미드의 모든 액정중합체에 적용가능하며 모든 스케일(Scale) 즉 노즐의 갯수, 노즐의 크기, 유입구의 크기 등에 의해 생산량의 조절이 가능하게 된다.The method according to the present invention is applicable to all liquid crystalline polymers of aromatic polyamides having a viscosity of 5 to 100,000 poise and allows the production to be controlled by all scales, that is, the number of nozzles, the size of the nozzles, the size of the inlet, etc. do.

또한, 본 발명에 따른 방법은 액정예비중합체를 노즐에 공급시키기가 손쉽다. 즉 분사기 회전에 의하여 발생되는 원심력이 노즐에서의 토출을 쉽게 도와주며 Vp, Rω의 비율을 조절함으로서 연신비를 쉽게 조절할 수 있고, 본 발명의 공정에서 연신되고, 고화된 것이 중합촉진침전제에 의해 직하방으로 떨어지기 때문에, 연속공정관리가 매우 쉬운 뿐 아니라 이송용 필터를 사용하여 단섬유와 용매를 분리하기 때문에 용매의 회수율도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the method according to the invention is easy to feed the liquid crystal prepolymer to the nozzle. That is, the centrifugal force generated by the rotation of the injector facilitates the discharge from the nozzle, and the draw ratio can be easily adjusted by adjusting the ratio of Vp and Rω, and the stretched and solidified in the process of the present invention is directly below the polymerization accelerator. Because it falls, the continuous process management is very easy, and because the separation of the short fibers and the solvent using a transport filter has an effect that can improve the recovery rate of the solvent.

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

[실시예 1 내지 8][Examples 1 to 8]

반응조를 질소로 충분히 정화시켜서 수분을 완전히 제거시키고, 여기에 아미드계 용매로서 N-메틸-2-피롤리돈 5000ml를 투입하고 온도를 80℃까지 상승시킨 다음, 할로겐화 금속염으로서 칼슘클로라이드(CaCl2) 10.0%을 첨가하여 30분간 교반시켜 용해시킨다. 이와 같은 무기염이 용해된 아미드계 중합용매에 p-페닐렌디아민 (PPD) 207.6g을 첨가하여 10분간 교반시키면서 용해시키고 30℃ 이하의 저온에서 테레프탈로일클로라이드(TPC) 391.6g을 투입하고 격렬하게 교반시킨다. 투입후 8분정도에서 교반을 정지하여서 얻어진 액정예비중합체를 중합용기에서 기어펌프를 이용하여 액정예비중합체 투입구로 공급하였다.The reaction tank was thoroughly purged with nitrogen to completely remove water, and 5000 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added thereto as an amide solvent, and the temperature was raised to 80 ° C., followed by calcium chloride (CaCl 2 ) as a metal halide salt. 10.0% is added and stirred for 30 minutes to dissolve. 207.6 g of p-phenylenediamine (PPD) was added to the amide-based polymerization solvent in which such an inorganic salt was dissolved. The mixture was dissolved while stirring for 10 minutes, and 391.6 g of terephthaloyl chloride (TPC) was added at a low temperature of 30 ° C. or lower. Stir. After the addition, the liquid crystal prepolymer obtained by stopping the stirring at about 8 minutes was supplied from the polymerization vessel to the liquid crystal prepolymer inlet by using a gear pump.

이때 노즐의 직경은 0.3mm이고 노즐에서의 토출속도 Vp는 0.5m/sec이고, 분사기의 반경 r은 100mm이며, 회전축에서 중합촉진침전제용매까지의 거리 R은 200 mm의 조건이었으며 외통의 내부는 질소를 불어넣어 주었다. 이들 조건중에서 원통의 회전각속도 ω를 변화시키며 얻어진 단섬유의 물성을 표 1에 나타내었다.At this time, the nozzle diameter was 0.3mm, the discharge speed Vp at the nozzle was 0.5m / sec, the radius r of the injector was 100mm, the distance R from the rotating shaft to the polymerization accelerator precipitate solvent was 200 mm and the inside of the outer cylinder was nitrogen. Infused it. Among these conditions, the physical properties of the short fibers obtained by changing the rotational angular velocity ω of the cylinder are shown in Table 1.

그 결과 얻어진 단섬유의 결정화도는 45% 이상이었다.As a result, the crystallinity degree of the obtained short fiber was 45% or more.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

[비교예 1 내지 5][Comparative Examples 1 to 5]

실시예 1의 조건과 동일하게 준비한 액정예비중합체를 원통의 회전각속도 ω가 낮거나 높은 조건에서 실험하여 얻은 단섬유의 물성은 다음 표 2에 나타내었다. 기타 실험조건은 실시예 1과 동일하다. 실험결과 연신비가 2.0 이하인 경우 단섬유의 중요한 물성인 결정화도 Xc가 저하되었다. 또한, 연신비가 300 이상인 경우에는 섬유 형태를 이루지 못한 파우더 상태로 되며 물성도 저하되었다.The physical properties of the short fibers obtained by experimenting the liquid crystal prepolymer prepared in the same manner as in Example 1 under low or high rotational angular velocity ω are shown in Table 2 below. Other experimental conditions are the same as in Example 1. As a result of the experiment, when the draw ratio is 2.0 or less, the crystallinity degree Xc, which is an important property of short fibers, is lowered. In addition, when the draw ratio is 300 or more, the fiber is not in the form of a powder, and the physical properties are also reduced.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 9 내지 15][Examples 9 to 15]

상기 실시예 1의 방법과 같이 중합한 후, 액정예비중합체를 노즐로 투입시킬 때 회전각속도 ω는 2000rpm으로 일정하게 한 다음 회전축에서 중합 촉진침전제까지의 거리 R을 변화시켜 얻어진 단섬유의 물성을 표 3에 나타내었다.After the polymerization in the same manner as in Example 1, when the liquid crystal prepolymer is introduced into the nozzle, the rotational angular velocity ω is constant at 2000 rpm, and then the physical properties of the short fibers obtained by changing the distance R from the rotation axis to the polymerization accelerator precipitate are shown. 3 is shown.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[비교예 6 내지 7][Comparative Examples 6 to 7]

실시예 9의 조건과 동일하게 실험을 실시하되 R을 크게 하여서 실험한 결과는 표 4에 나타내었다. R/r의 비율이 6.0 이상인 경우는 노즐에서 토출된 액정예비중합체가 중합촉진침전용매에 접촉되기전에 고화가 이루어져서 중합촉진침전제 사용의 효과가 저하되었다.Experiments were carried out in the same manner as in Example 9, but the results of experiments with R increased are shown in Table 4. When the ratio of R / r was 6.0 or more, the liquid crystal prepolymer discharged from the nozzle was solidified before contacting the polymerization accelerator. Thus, the effect of using the polymerization accelerator was lowered.

[표 4]TABLE 4

Figure kpo00004
Figure kpo00004

Claims (5)

방향족 폴리아미드 단섬유를 제조하는데 있어서, 액정예비중합체를 축회전하는 회전수단 내부로 공급하는 단계와, 회전수단을 회전시켜 액정예비 중합체를 유동하는 중합촉진침전제속으로 토출분산시키는 단계와, 분산된 액정예비중합체가 중합촉진침전제와 함께 유동하면서 고화되어 단섬유을 형성시키는 단계와, 고화된 단섬유와 중합촉진용매를 회수하는 단계로 이루어진 것임을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법.In preparing the aromatic polyamide short fibers, supplying the liquid crystal prepolymer into the rotating means for axial rotation, discharging and dispersing the liquid crystal prepolymer into the flowing polymerization promoting precipitate in the rotating means; The liquid crystal prepolymer is solidified while flowing together with the polymerization accelerator precipitated to form short fibers, and the method for producing an aromatic polyamide short fibers characterized in that the step of recovering the solidified short fibers and the polymerization promoter. 제1항에 있어서, 상기 액정예비중합체는 회전수단의 원주부에 형성되어 있는 노즐을 통해서 원심력에 의해 토출분산됨을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법.The method of claim 1, wherein the liquid crystal prepolymer is discharge-dispersed by centrifugal force through a nozzle formed in the circumference of the rotating means. 제1항에 있어서, 상기 중합촉진침전제는 외통의 벽면을 따라 직하방으로 흐르면서 액정예비중합체와 접촉할 수 있도록 하여서 됨을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the polymerization accelerator precipitant is made to be in contact with the liquid crystal prepolymer while flowing downward along the wall surface of the outer cylinder. 제3항에 있어서, 상기 외통의 반경은 회전수단의 반경에 대하여 1.1 내지 5.0의 값을 갖도록 하여서 됨을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법.The method of claim 3, wherein the outer cylinder has a radius of 1.1 to 5.0 with respect to the radius of the rotating means. 제1항에 있어서, 단섬유의 연신비는 2.0 내지 300의 범위를 갖도록 하여서 됨을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법.The method for producing an aromatic polyamide short fiber according to claim 1, wherein the draw ratio of the short fiber is to be in the range of 2.0 to 300.
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