KR930006243B1 - Forming method for aromatic polyamide film - Google Patents

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Abstract

The aromatic polyamide film is produced by (1) orienting a liquid crystal prepolymer by a high shear force of above 100 sec-1 before introducing the prepolymer into the polymerization accelerating and precipitating agent solvent through a rotating roller, (2) completely polymerizing the prepolymer in the solvent, (3) separating the polymer formed in the form of film, (4) heat treating, washing and drying. The film has a high strength and abrasion resistance, and is useful for FRP in automobile or airplane industry.

Description

방향족 폴리아미드 필름의 제조방법Method for producing aromatic polyamide film

제1도는 본 발명에 따른 필름의 제조공정 개략.1 is a schematic of the manufacturing process of the film according to the present invention.

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

1 : 공급조 2 : 중합촉진침전제1: feed tank 2: polymerization accelerator

3 : 저장조 4 : 공급튜브3: reservoir 4: supply tube

5 : 회전로울러 6 : 전단칼날5: rotary roller 6: shear blade

7 : 분리용 칼날 8,10,10',12,12' : 유도로울러7: Separation blade 8,10,10 ', 12,12': Induction roller

9 : 열처리조 11 : 고열플레이트9: heat treatment tank 11: high temperature plate

13 : 중합촉진침전제 투입구 14 : 중합촉진침전제 유출구13: polymerization accelerator precipitator inlet 14: polymerization accelerator precipitator outlet

본 발명은 방향족 폴리아미드 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 미리 제조한 전방향족 폴리아미드의 액정예비중합체를 전단칼날로 전단력을 부여하면서 분자배향을 실시한 후에, 회전수단을 이용하여 중합촉진침전제와 접촉시키면서 완전중합시키고, 고열수단으로 열처리하여서 되는 고배향, 고결정화도를 갖는 방향족 폴리아미드 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an aromatic polyamide film, and more particularly, after the liquid crystal prepolymer prepared in advance is subjected to molecular alignment while applying shear force with a shear blade, polymerization is performed using a rotating means. The present invention relates to a method for producing an aromatic polyamide film having high orientation and high crystallinity, which is completely polymerized while being in contact with an accelerating precipitant and heat treated by high heat means.

최근, 항공기 및 우주비행 산업분야 등에서 매우 가볍고 강하며, 견고하게 사용될 수 있는 신소재의 개발이 요청되어, 세라믹이나 흑연 또는 불소 등을 이용하여 고강도, 고탄성의 무기섬유를 개발하여 사용하고 있으나, 이와 같은 물질들은 매우 비싸고 취급하기도 어려워서 널리 응용되지 못하고 있는 실정이었다.Recently, the development of a new material that can be used very lightly, strong, and robust in the aircraft and aerospace industry, etc., has been requested, using high-strength, high-elastic inorganic fibers using ceramics, graphite or fluorine, etc. The materials are very expensive and difficult to handle, so they have not been widely applied.

이에 신소재로서 방향족 폴리아미드 필름은 높은 내마모성과 고강도 및 고탄성을 가지고 있을 뿐만 아니라, 불융, 불용의 특성까지도 겸비하여 자동차나 항공산업 등의 여러분야에서 보강된 플라스틱의 제조원료로서 많이 사용되고 있고, 필름 자체특성을 요구하는 분야에 적용이 가능하게 되었다. 이러한 유용성으로 인하여 방향족 폴리아미드 필름을 제조하는 방법이 다양하게 연구되고 개발되어 왔는 바, 이에 대한 종래기술로는 다음과 같은 것들이 있다.As a new material, aromatic polyamide film not only has high abrasion resistance, high strength and high elasticity, but also has characteristics of incompatibility and insolubility, and is widely used as a raw material for reinforcing plastics in automobiles and aerospace industries. It is possible to apply to the field requiring characteristics. Due to such usefulness, various methods of manufacturing an aromatic polyamide film have been researched and developed, and the related arts are as follows.

미국특허 제3,869,429호, 제3,869,430호에는 방향족 폴리마이드 필름의 중합 및 방사에 관한 기술이 소개되어 왔는 바, 즉, 이 기술은 아미드계 용매에 무기염과 방향족 디아민을 용해시킨 후, 방향족 디에시드 클로라이드를 저온에서 중합시켜서 크럼형태, 예를 들면, 에시드크럼 형태의 폴리머를 물로 세척하여 중합용매와 무기염을 분리하고 건조시킨 다음, 98%이상의 황산 또는 클로로황산이나 플로오르황산 등의 황산계 용매에 20중량%정도 녹여서 액정도우프(dope)를 만들고, 이 도우프를 구금을 통해서 물에 방사, 중화, 수세, 건조 및 기계적 처리과정을 거쳐 방향족 폴리아미드 필름을 제조하는 기술인 것이다. 그러나, 이와같은 방법을 사용할 경우에는 중합방법이나 세척과정, 황산을 이용한 도우프의 제조, 방사 및 기계적 처리과정을 반드시 거쳐야하므로 공정이 복잡하고, 그에 따라서 제조 원가도 상승하는 단점이 있으며, 황산의 사용 및 중화과정시 사용되는 수산화나트륨에 의해 제조장치가 부식될 염려가 있고, 위험성도 따르게 되어 좋지않으며, 도우프내의 중합체 반응으로 필름의 물성이 저하되기도 하고, 부산물로 생성되는 황산칼륨(CaSO4)의 처리도 곤란하며, 필름내의 잔류황산으로 인하여 시간이 경과함에 따라 필름의 색상이 담황색에서 흑황색으로 변화가 일어나 좋지않았다.U.S. Patent Nos. 3,869,429 and 3,869,430 have introduced techniques for the polymerization and spinning of aromatic polyamide films, i.e., this technique dissolves an inorganic salt and an aromatic diamine in an amide solvent, and then an aromatic dieside chloride. Was polymerized at low temperature to wash the polymer in crumb form, for example, acid crumb, with water to separate the polymerization solvent and the inorganic salt and dried, and then to 98% sulfuric acid or sulfuric acid solvent such as chlorosulfuric acid or fluorosulfuric acid. It is a technology for producing aromatic polyamide film by melting about 20% by weight to form a liquid crystal dope (dope), and the dope through spinning, neutralization, washing with water, drying and mechanical treatment. However, when such a method is used, the process is complicated because the polymerization process, washing process, preparation of dope using sulfuric acid, spinning and mechanical treatment must be performed, and thus manufacturing cost increases. Potassium hydroxide may be corroded by the sodium hydroxide used during the use and neutralization process, and it is not good to follow the risk, and the physical properties of the film may be degraded by the polymer reaction in the dope, and potassium sulfate (CaSO 4) produced as a by-product. ), And the color of the film changed from pale yellow to black yellow over time due to residual sulfuric acid in the film.

그런데, 이와 같은 종래 방법을 통하여 방향족 폴리아미드 필름을 제조할 경우에는, 필름의 제조공정상 용매의 확산으로 인해 자체적으로 생성된 킹크밴드(Kink-band)현상으로 압축강도가 미약하여 방향족 폴리아미드 필름 본래의 이론강도보다 훨씬 낮은 강도를 나타내며, 필름자체에도 결정결함층이 형성되어 내약품성도 상당히 뒤떨어지는 단점이 있었다.However, when manufacturing an aromatic polyamide film through such a conventional method, due to the kink-band phenomenon generated by the diffusion of the solvent in the film manufacturing process, the compressive strength is weak due to the original weakness of the aromatic polyamide film The strength is much lower than the theoretical strength of, and the film itself has a disadvantage that the crystal defect layer is formed is also significantly inferior to the chemical resistance.

또한, 상술한 바와 같은 종래의 방사방법을 사용할 경우에는 방사시 응고욕으로 물 및 용매희석액을 사용하기 때문에, 중합도의 증가를 기대할 수 없었으며, 또 방사시 발생하는 열과 도우프 체류시간의 특성으로 인해 중합체의 중합도가 떨어지는 문제점도 있었다.In addition, in the case of using the conventional spinning method described above, water and solvent diluent are used as the coagulation bath during spinning, and thus the degree of polymerization cannot be increased, and heat and dope residence time generated during spinning can be expected. There was also a problem that the degree of polymerization of the polymer is lowered.

이에 본 발명자는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미리 제조된 방향족 폴리아미드의 예비중합체에 대한 중합과정과 분자배향과정을 거의 동시에 실시하여 필름을 제조하면서 그 이후의 열처리단계도 개선시켜서 고결정화도 및 고배향도를 갖는 방향족 폴리아미드필름을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the inventors of the present invention have been made to solve the problems of the prior art, and the polymerization process and molecular alignment process of the prepolymer of the aromatic polyamide prepared in advance at about the same time to produce a film to improve the subsequent heat treatment step and high crystallinity and It is an object of the present invention to provide a method for producing an aromatic polyamide film having a high degree of orientation.

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

본 발명은 액정상태의 방향족 폴리아미드 예비중합체를 중합촉진침전제와 접촉시켜서 방향족 폴리아미드 필름을 제조하는데 있어서, 액정상태의 예비중합체를 회전로울러상에 필름형태로 형성하여 중합촉진침전제 속으로 투입시키기 직전에 전단칼날을 통해 1000sec-1이상의 고전단력을 부여하면서 배향시킨 후, 상기 회전로울러를 중합촉진침전제 속에서 분당 6 내지 48m의 속도로 회전시켜 배향된 액정예비중합체를 완전중합시킨 다음, 얻어진 필름상의 폴리머를 분리해내고 이를 고열수단상에 편평한 상태로 접촉 및 이동시키면서 100 내지 300℃의 온도로 1 내지 5초동안 열처리시킨 후 수세 및 건조시켜서 되는 방향족 폴리아미드 필름의 제조방법인 것이다.In the present invention, in preparing an aromatic polyamide film by contacting an aromatic polyamide prepolymer in a liquid crystal state with a polymerization accelerator, immediately before the liquid crystal state is formed into a film on a rotary roller and introduced into the polymerization accelerator. After aligning with high shear force of 1000 sec -1 or more through a shear blade, the rotary roller was rotated at a speed of 6 to 48 m per minute in a polymerization accelerator to completely polymerize the oriented liquid crystal prepolymer, and then It is a method for producing an aromatic polyamide film by separating a polymer and heat-treating it at a temperature of 100 to 300 ° C. for 1 to 5 seconds while contacting and moving it in a flat state on a high heat means, followed by washing and drying.

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

본 발명에서의 방향족 폴리아미드 액정예비중합체라고 하는 것은 아미드계 용매에 무기염이 용해된 용액에 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이드를 첨가하여 중합반응을 실시하는 도중에 반백석과 비숫한 색을 나타내는 stir opalesence 이후 겔화이전의 싯점에서 형성되는 중합체용액을 말하는 것으로서, 이 액정중합체 용액은 고유점도가 1.5 내지 3.0인 코폴리머 또는 호모폴리머의 특성을 갖는 광학적 비등방성의 액정예비중합체이다.In the present invention, the aromatic polyamide liquid crystal prepolymer is stir opalesence which shows alum and white color during the polymerization reaction by adding aromatic diamine and aromatic dieside chloride to a solution in which an inorganic salt is dissolved in an amide solvent. This refers to a polymer solution formed at the point before gelation, and the liquid crystal polymer solution is an optically anisotropic liquid crystal prepolymer having a characteristic of a copolymer or homopolymer having an intrinsic viscosity of 1.5 to 3.0.

예컨대, 상기의 액정예비중합체 용액(polymerization media 또는 in stir polymer dope)는 무기염(할로겐화금속염)이 용해되어 있는 아미드계 용매에 방향족 디아민을 용해시킨 다음, 이를 질소기류하에서 저온으로 냉각시키고 방향족 디에시드클로라이드를 첨가하여 40℃이하의 저온에서 반응시키는 용액중합법에 의하여 중합시켜서 얻어지는 것으로서, 이때 단량체와 용매속에는 최소량의 불순물을 함유하고, 정량적으로 중합반응이 진행되도록 해야만 최종 중합체의 제조공정에 공급될 수 있는 적당한 분자량을 갖는 액정예비중합체를 얻을 수가 있게 된다.For example, the liquid crystal prepolymer solution (polymerization media or in stir polymer dope) dissolves an aromatic diamine in an amide solvent in which an inorganic salt (metal halide salt) is dissolved, and then cools it to low temperature under a nitrogen stream, and aromatic dieside. It is obtained by polymerization by a solution polymerization method in which chloride is added and reacted at a low temperature of 40 ° C. or lower. At this time, the monomer and the solvent contain a minimum amount of impurities and must be quantitatively polymerized to be supplied to the final polymer production process. A liquid crystal prepolymer having an appropriate molecular weight can be obtained.

한편, 본 발명에서 사용되는 중합촉진침전용매로는 주로 아미드계 용매를 사용할 수 있는데, 아미드계 용매로는 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N,N'-디메틸아세트 아미드(DMAC), 헥사메틸포스포라미드(HMPA), N,N'-디메틸포름아미드(DMF)와 N,N'-디메틸설폭사이드(DMSO)등이 있고, 그 이외에, N-메틸피페리돈, N-메틸카프롤락탐, N-아세틸피롤리딘, N-에틸피롤리딘, 디메틸프로피온아미드 및 디메틸이소부틸아미드가 중합용매로 사용될 수 있다.On the other hand, the polymerization accelerator for the catalyst used in the present invention can be mainly used an amide solvent, for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N'-dimethyl as the amide solvent Acetamide (DMAC), hexamethylphosphoramide (HMPA), N, N'-dimethylformamide (DMF), N, N'-dimethylsulfoxide (DMSO), and the like. In addition, N-methylpiperidone , N-methylcaprolactam, N-acetylpyrrolidine, N-ethylpyrrolidine, dimethylpropionamide and dimethylisobutylamide can be used as the polymerization solvent.

한편, 고분자의 용해도를 증가시키기 위하여 사용되는 무기염으로는 할로겐화 금속염 예를들면, 염화리튬(LiCl), 염화칼슘(CaCl2), 염화칼륨(KCl), 브롬화칼륨(KBr), 브롬화리듐(LiBr) 등이 주로 사용될 수 있지만, 이들은 중합용매에 대하여 0.5 내지 15중량%(염의 무게/아미드용매 부피)를 첨가시켜서 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, inorganic salts used to increase the solubility of the polymer include metal halide salts such as lithium chloride (LiCl), calcium chloride (CaCl 2 ), potassium chloride (KCl), potassium bromide (KBr), lithium bromide (LiBr), and the like. Although these may be mainly used, they are preferably used by adding 0.5 to 15% by weight (weight of salt / amide solvent volume) based on the polymerization solvent.

이와 같이 아미드계 용매에 할로겐화 금속염을 투입시킨후, 저온에서 단량체인 방향족 디아민(p-페닐렌디아민)과 방향족 디에시드 콜로라이드(테레프탈로일 클로라이드)를 투입, 교반시켜서 어느 정도 반응을 시키게 되면 반응이 완결되기 이전 상태인 광학적 비등방성 액정예비중합체 용액내의 중합체가 얻어진게 된다.After the metal halide is added to the amide solvent as described above, the reaction is performed by adding and stirring an aromatic diamine (p-phenylenediamine) and an aromatic dieside collide (terephthaloyl chloride) as monomers at a low temperature. The polymer in the optically anisotropic liquid crystalline prepolymer solution, which is in this pre-completed state, is obtained.

이때 상기의 액정예비중합체 도우프는 종래와 같이 중합이 완결된 후 중합체를 분리하여 용매에 녹인 도우프와는 구별이 된다.At this time, the liquid crystal prepolymer dope is distinguished from the dope dissolved in a solvent by separating the polymer after polymerization is completed as in the prior art.

여기서 상기의 액정예비중합체 용액은 중합체의 함량율이 4 내지 20중량%이면 좋고, 더욱 바람직하기로는 5 내지 15중량%이면 좋다. 만일 함량율이 4중량%이하일 경우에는 최종 중합체의 고유점도가 급격히 저하되는 단점이 있고 원가면에서 손실이 크게 생기며, 또한 함량율이 20중량%이상인 경우에는 액정도우프로서 이용하기에 적합하지가 않은 단점이 있다.The liquid crystal prepolymer solution may be used in an amount of 4 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight. If the content rate is less than 4% by weight, there is a disadvantage in that the intrinsic viscosity of the final polymer is sharply lowered, so that a loss occurs in cost, and if the content is more than 20% by weight, it is not suitable for use as a liquid crystal dope. There is a disadvantage.

또한, 상기 액정예비중합체의 고유점도는 공정관리면에서 1.5 내지 3.0으로 하는 것이 바람직하다. 만일 중합체의 고유점도와 함량율이 높을 경유에는 액정도우프로서 이용하기가 어려워진다.In addition, the intrinsic viscosity of the liquid crystal prepolymer is preferably 1.5 to 3.0 in terms of process control. If the intrinsic viscosity and content rate of the polymer are high, it is difficult to use the liquid crystal dope.

이와 같은 액정예비중합체를 이용하여 본 발명에 따른 필름을 제조하는 공정을 예시된 도면에 의거 설명하면 다음과 같다.Referring to the process for producing a film according to the present invention using such a liquid crystal prepolymer based on the illustrated drawings are as follows.

제1도는 본 발명의 구현예를 나타낸 공정개략도로서, 즉, 상기와 같이 얻어진 액정예비중합체를 일정수준으로 수용할 수 있는 크기를 가진 액정예비중합체공급조(1)와 중합촉진침전제(2)가 담겨져 있는 저장조(3)를 각각 분리하여 설치한 상태에서 공급조(1)에 담겨 있는 액정예비중합체를 공급튜브(4)를 통하여 중합촉진침전용매(2)로 공급시키되 먼저 중합촉진침전제(2)속에 일부가 침지된 상태로 설치되어 있는 회전수단인 회전로울러(5)의 원주면상에 코팅시키는 형태로 공급시킨다. 이때 회전로울러(5)의 윗쪽에 인접되게 설치된 전단력 부여수단인 전단칼날(6)로 1000sec-1이상의 전단력을 액정예비중합체에 부여하면서 배향시킨다. 그런 다음에 화살표방향으로 회전로울러(5)를 회전시켜 필름상으로 코팅되어서 배향된 액정예비중합체가 회전로울러(5)를 따라 중합촉진침전제(2) 속으로 6 내지 48m/분의 속도로 이동하면서 중합이 일어나게 한다. 그 다음에, 중합이 완결되어서 제조된 필름형 폴리머를 분리용 칼날(7)로 회전로울러(5)상에서 분리시킨다음 상기 분리용 칼날(7)의 윗쪽에 설치되어 있는 유도수단이 제1유도로울러(8)를 이용하여 고열처리조(9)의 내부로 유도시킨다. 이렇게 고열처리조(9) 내부로 유도된 필름형 폴리머가 제2유도로울러(10,10') 사이를 통과하여 고열수단인 100 내지 300℃의 온도를 갖는 고열플레이트(11)의 상단면과 1 내지 5초 동안 접촉되면서 열처리된 후에 다시 제3유도로울러(12,12') 사이를 통해서 고열처리조(9) 밖으로 나오게 되면 이를 권취기(도면에 도시하지 않음)로 권취하고 세척 및 건조시키게 되면 본 발명에 따른 방향족 폴리아미드 필름이 제조되게 된다.1 is a process diagram showing an embodiment of the present invention, that is, the liquid crystal prepolymer supply tank (1) and polymerization accelerator precipitant (2) having a size that can accommodate the liquid crystal prepolymer obtained as described above at a predetermined level. The liquid crystal prepolymer contained in the supply tank 1 is supplied to the polymerization accelerator precipitating medium 2 through the supply tube 4 in a state where the contained storage tanks 3 are separated and installed, respectively. It is supplied in the form of coating on the circumferential surface of the rotary roller (5), which is a rotating means installed in a part immersed in the inside. At this time, the shear blade 6, which is a shear force imparting means installed adjacent to the upper side of the rotary roller 5, is oriented while imparting a shear force of 1000 sec −1 or more to the liquid crystal prepolymer. Then, the rotating roller 5 was rotated in the direction of the arrow to coat the film so that the oriented liquid crystal prepolymer was moved along the rotary roller 5 into the polymerization accelerator precipitant 2 at a speed of 6 to 48 m / min. Allow polymerization to occur. Subsequently, the film-form polymer prepared by the completion of polymerization is separated on the rotary roller 5 by the separating blade 7, and the induction means provided above the separating blade 7 is the first induction roller. (8) is used to guide the inside of the high heat treatment tank (9). Thus, the film-like polymer guided into the high heat treatment tank 9 passes between the second induction rollers 10 and 10 ′ and the upper surface of the high heat plate 11 having a temperature of 100 to 300 ° C. which is a high heat means 1 After the heat treatment while in contact for 5 seconds to come out of the high heat treatment tank (9) through the third induction roller (12, 12 ') is wound up with a winder (not shown), washed and dried An aromatic polyamide film according to the present invention is to be produced.

도면에서 부호 13은 중합촉진침전용매가 투입되는 투입구이고, 부호 14는 중합촉진침전용매가 유출되는 유출구이다.In the drawing, reference numeral 13 denotes an inlet through which the polymerization accelerator precipitate is introduced, and reference numeral 14 denotes an outlet through which the polymerization accelerator precipitate flows out.

한편 상기 공정에서 액정예비중합체는 공급조(1)에서 기어펌프(도면에 도시하지 않음)에 의하여 정량적으로 중합촉진침전제(2) 속에 일부가 침전된 상태로 회전하는 회전로울러(5)의 원주면상에 공급되게 되는데, 이때, 전단력 부여수단인 전단칼날(6)에 의하여 1000sec-1이상의 전단력을 예비중합체가 받음과 동시에 회전로울러(5)의 원주면상에서 필름상으로 코팅되면서 배향되게 된다. 이때, 전단칼탈(6)과 회전로울러(5)의 원주면과의 간격은 0.1 내지 0.2㎜로 하는 것이 좋은데 이것은 최종제품의 물성을 향상시키는데 바람직하게 된다. 또한, 액정예비중합체 용액이 받는 전단응력은 1000sec-1이상이 되어야 역시 최종제품의 물성이 우수하게 된다.On the other hand, in the above process, the liquid crystal prepolymer is quantitatively rotated on the circumferential surface of the rotary roller 5 in a state in which a part of the liquid crystal precipitant is precipitated in the polymerization promoter precipitator 2 by a gear pump (not shown in the drawing). In this case, the prepolymer receives the shear force of 1000 sec −1 or more by the shear knife 6, which is a shearing force applying means, and is oriented while being coated onto the film on the circumferential surface of the rotary roller 5. At this time, the distance between the shear talum 6 and the circumferential surface of the rotary roller 5 is preferably 0.1 to 0.2 mm, which is preferable to improve the physical properties of the final product. In addition, the shear stress received by the liquid crystal prepolymer solution should be more than 1000sec -1 to further improve the physical properties of the final product.

이와 같은 과정에서 필름형상으로 코팅되어 배향된 액정예비중합체는 회전로울러(5)의 회전에 의하여 연속적으로 중합촉진침전제(2) 속으로 침지되게 된다.In this process, the liquid crystal prepolymer coated and oriented in a film shape is continuously immersed into the polymerization accelerator precipitant 2 by the rotation of the rotary roller 5.

한편, 중합촉진침전제는 액정예비중합체의 중합도를 현저히 향상시켜 중합이 완결되는 동시에 중합체에서 아미드결합과 수소결합을 형성시키므로 분자배향의 성장을 향상시키는 장점이 있는 바, 예컨대 본 발명의 구현예에서 사용되는 중합촉진침전제로는 제3급아민류를 일반적으로 들 수 있는데 예를들면 피리딘, 트리에틸아민, t-부틸아민, 피콜린, 퀴놀린, 피리미딘, 피라진, 퀴녹살린, 아크피리딘 중에서 선택하여 사용할 수 있으나, 그 중에서도 피리딘이 가장 적합한 중합촉진침전제로서 높은 고유점도 및 배향도를 얻는데 효과적이라 할 수 있다.On the other hand, the polymerization accelerator is significantly improved the degree of polymerization of the liquid crystal prepolymer to complete the polymerization and at the same time to form an amide bond and hydrogen bond in the polymer has the advantage of improving the growth of molecular orientation bar, for example used in the embodiment of the present invention Tertiary amines may be generally used as the polymerization precipitating agent, for example, pyridine, triethylamine, t-butylamine, picoline, quinoline, pyrimidine, pyrazine, quinoxaline, and acpyridine. Among them, however, pyridine may be said to be effective in obtaining high intrinsic viscosity and orientation as the most suitable polymerization accelerator.

이 과정에서 제조된 본 발명에 따를 필름상 폴리머는 유도로울러(8,10,10')에 의하여 고온으로 유지되는 고열플레이트(11)를 접촉하는 상태로 통과하게 된다. 이때 고열플레이트(11)의 온도은 100 내지 300℃로 유지되게 되며, 상기 필름상 폴리머와 고열플레이트(11)의 상단면과의 접촉시간은 1 내지 5초 정도로 하는 것이 바람직하다. 만일 접촉시간을 상기 범위 이상으로 할 경우에는 본 발명에 따른 효과를 얻을 수 없게 된다.The film polymer according to the present invention manufactured in this process passes through the high temperature plate 11 maintained at a high temperature by the induction rollers 8, 10 and 10 ′ in contact with each other. At this time, the temperature of the high temperature plate 11 is maintained at 100 to 300 ℃, the contact time of the film-like polymer and the top surface of the high temperature plate 11 is preferably about 1 to 5 seconds. If the contact time exceeds the above range, the effect of the present invention cannot be obtained.

본 발명에 따른 구현예에서 제1및 제2유도로울러(10,10',12,12')는 본 발명에 따른 필름, 즉 고열처리조(9)로 들어오는 필름상 폴리머를 효율적으로 열처리가 될 수 있도록 양쪽에서 편평하게 유지시켜주는 역활도 동시에 하게 된다.In the embodiment according to the present invention, the first and second induction rollers 10, 10 ′, 12, 12 ′ may efficiently heat-treat the film according to the present invention, that is, the film polymer coming into the high heat treatment tank 9. It also plays the role of keeping it flat on both sides.

상기와 같은 방법에 의하여 제조된 필름은 상술한 바와 같은 열처리에 의해서 제반물성이 향상되는데, 즉, 장력하에서 필름을 열처리하였을 때 모듈러스의 증가율 및 신장율의 감소효과를 볼 수 있다. 이때 모듈러스는 30 내지 80% 정도 상승하게 되고, 신장율은 30 내지 40%정도 감소하게 된다.The film produced by the above method is improved in the overall physical properties by the heat treatment as described above, that is, when the film is heat treated under tension can be seen the effect of increasing the modulus and elongation. At this time, the modulus is increased by about 30 to 80%, and the elongation is reduced by about 30 to 40%.

본 발명에 따른 방법으로 제조된 필름은 통상적인 방법에 의하여 수세 및 건조하에 되면 배향각이 20°이하, 결정화도가 60%이상의 고배향도, 고결정화도의 특성을 나타내게 된다.When the film produced by the method according to the present invention is washed with water and dried by a conventional method, the orientation angle is 20 ° or less, and the crystallinity is 60% or more.

이와 같은 본 발명은 폴리아미드 종합과정에서 형성되는 액정예비중합체 용액을 회전하는 회전로울러 및 전단칼날에 의하여 배향 및 일정두께의 필름형상을 얻음과 동시에 중합촉진침전제에 의하여 급격히 분자량이 증가하여 높은 고유점도의 폴리아미드 필름이 제조되게 되고 이후 공정에서 고온의 열처리수단을 이용한 열처리효과에 대하여 고배향 및 고결정화도의 필름을 제조할 수 있으며, 전단력 부여수단과 회전로울러의 간격에 의하여 필름의 두께를 쉽게 조절할 수 있고, 회전로울러의 회전속도에 의하여 전단응력을 변화시킬수 있기 때문에 운전이 용이하며, 아미드계에서 중합하여 수세, 건조후 황산계 용매에 용해시켜 방사하는 공정을 거치는 종래 기술에 비하여 공정이 간단할 뿐만 아니라, 종래 방법에 의하여 제조된 필름의 최종제품에 비하여 물성이 우수한 효과가 있다.In the present invention, the liquid crystal prepolymer solution formed in the polyamide synthesis process is obtained by rotating rollers and shear blades to obtain a film shape with a certain thickness and orientation, and at the same time, the molecular weight is rapidly increased by the polymerization accelerator and high intrinsic viscosity. The polyamide film is produced, and in the subsequent process, it is possible to produce a film of high orientation and high crystallinity with respect to the heat treatment effect using a high temperature heat treatment means, and the thickness of the film can be easily controlled by the gap between the shearing force applying means and the rotating roller. It is easy to operate because the shear stress can be changed by the rotational speed of the rotary roller. In addition, the final product of the film produced by the conventional method The physical properties are excellent effects in comparison.

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

[실시예 1]Example 1

5ℓ의 용적을 갖는 4구 플라스크를 N2로 충분히 치환시키고 수분을 가능한한 제거한 다음, NMP 500㎖를 플라스크에 투입하고 100℃까지 온도를 상승시킨 상태에서 CaCl2, 25.0g을 첨가하여 완전히 용해시킨 다음, PPD 15.27g을 상기 용액에 충분히 용해시키고, 냉각수조를 설치하여 냉각시켜서 온도를 하강시키면서 TPC 29,33g을 넣고 교반시켰다. 이때의 교반속도(rpm)는 3,000회/분으로 하면서 10분동안 반응시켜서 고유점도가 2.5인 예비중합체 용액을 만들었다.A 4 L flask with a volume of 5 L was sufficiently substituted with N 2 and water was removed as much as possible. Then, 500 ml of NMP was added to the flask, and CaCl 2 and 25.0 g were added to the flask at a temperature of 100 ° C. to completely dissolve it. Next, 15.27 g of PPD was sufficiently dissolved in the solution, a cooling water bath was installed and cooled, and 29,33 g of TPC was added while stirring to lower the temperature. At this time, the stirring speed (rpm) was reacted for 10 minutes while making 3,000 times / minute to prepare a prepolymer solution having an inherent viscosity of 2.5.

이와 같이 얻어진 상기 용액을 12m/분의 속도로 회전로울러에 공급하되 간격이 0.1㎜인 전단칼날과 회전로울러 사이로 통과시켜서 전단력을 2000sec-1로 하여 얻어진 필름상태의 폴리머를 피리딘과 접속시켰다. 이어서 300℃로 유지되는 고열플레이트에 3초동안 통과시킨 후 물로 세척하고, 건조시켜서 방향족 폴리아미드필름을 얻었다. 이때의 고유점도는 5.1㎖/g이고, 배향각은 18°, 결정화도는 65%이었다.The solution thus obtained was fed to a rotary roller at a speed of 12 m / min, and was passed between a shear blade having a spacing of 0.1 mm and a rotary roller to connect the polymer of the film state obtained with a shear force of 2000 sec -1 with pyridine. Subsequently, the resultant was passed through a high temperature plate maintained at 300 ° C. for 3 seconds, washed with water, and dried to obtain an aromatic polyamide film. At this time, the intrinsic viscosity was 5.1 ml / g, the orientation angle was 18 degrees, and the crystallinity was 65%.

[실시예 2 내지 5][Examples 2 to 5]

상기 실시예 1에서와 같이 동일한 방법에 의하여 제조된 액정예비중합체 용액을 기어펌프를 이용하여 회전로울러에 연속적으로 공급하였으며, 본 실시예에서는 회전하는 로울러와 전단칼날의 간격 및 회전로울러의 회전속도를 변화시키고 전단력의 차이에 의한 최종제품의 물성을 비교하였다. 이때 고열플레이트의 온도은 300℃, 접촉시간은 2초로 유지하였으며, 그 결과는 다음 표 1과 같다.The liquid crystal prepolymer solution prepared by the same method as in Example 1 was continuously supplied to a rotating roller using a gear pump, and in this embodiment, the interval between the rotating roller and the shear blade and the rotational speed of the rotating roller were measured. The physical properties of the final product were compared by changing the shear force. At this time, the temperature of the high temperature plate was maintained at 300 ℃, the contact time 2 seconds, the results are shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

[실시예 6 내지 9][Examples 6 to 9]

실시예 1에서와 같이 동일한 방법에 의하여 제조된 액정예비중합 용액을 기어펌프를 이용하여 회전로울러에 연속적으로 공급하였으며 본 실시예에서는 고열플레이트의 온도 및 접촉시간이 최종 물성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시예 1에서와 동일한 조건으로 시험하였다. 이때 고열플레이트의 온도를 100℃, 300℃, 접촉시간을 1초, 3초,5초로 하여 시험하였으며, 그 결과는 다음 표 2와 같다.Liquid crystal prepolymerization solution prepared by the same method as in Example 1 was continuously supplied to a rotating roller using a gear pump. The same conditions as in Example 1 were tested. At this time, the temperature of the high temperature plate was tested to 100 ℃, 300 ℃, the contact time of 1 second, 3 seconds, 5 seconds, the results are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[비교실시예 1 내지 4][Comparative Examples 1 to 4]

본 실시예에서는 회전로울러와 전단칼날 사이의 간격 및 전단력이 본 발명의 범위를 벗어날 경우 최종제품의 물성을 관찰하기 위하여 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 시험하였으며, 상기 로울러와 전단칼날의 간격 및 전단응력의 변화와 그 결과는 다음 표 3과 같다.In this embodiment, when the spacing and shear force between the rotating roller and the shear blade is out of the scope of the present invention was tested by the same method as in Example 1, the distance between the roller and the shear blade and The changes in shear stress and the results are shown in Table 3 below.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[비교실시예 5]Comparative Example 5

본 실시예에서는 고열플레이트의 온도가 본 발명의 범위를 벗어날 경우 최종제품의 물성을 관찰하기 위하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 시험하였으며, 고열플레이트의 온도를 50℃로 유지하여 3초간의 접촉시간을 부여하였다. 그 결과 얻은 폴리아미드 필름은 고유점도(I.V)는 5.0, 배향각 25°, 결정화도 45%를 나타내었다.In this embodiment, when the temperature of the high temperature plate is out of the scope of the present invention was tested in the same manner as in Example 1 to observe the physical properties of the final product, the contact time for 3 seconds to maintain the temperature of the high temperature plate at 50 ℃ Was given. The resulting polyamide film had an intrinsic viscosity (I.V) of 5.0, an orientation angle of 25 °, and a crystallinity of 45%.

[비교실시예 6]Comparative Example 6

본 실시예에서는 폴리아미드 필름과 고열플레이트의 접촉시간이 본 발명의 범위를 벗어날 경우 최종제품의 물성을 관찰하기 위하여 실시예1에서와 동일한 방법에 의하여 시험하였으며 폴리아미드 필름과 고열플레이트의 접촉시간을 0.2초로 하였다. 그 결과 얻어진 폴리아미드필름은 고유점도(I.V) 5.2, 배향각 21°, 결정화도 42%의 특성을 나타내었다.In this example, when the contact time between the polyamide film and the high temperature plate is outside the scope of the present invention, the same test as in Example 1 was carried out to observe the physical properties of the final product. It was 0.2 second. The resulting polyamide film had characteristics of inherent viscosity (I.V) 5.2, orientation angle 21 ° and crystallinity 42%.

Claims (5)

액정상태의 방향족 폴리아미드 예비중합체를 중합촉진침전제와 접촉시키고 열처리하여서 방향족 폴리아미드 필름을 제조하는데 있어서, 액정상태의 예비중합체를 회전로울러를 통해 중합촉진침전제 속으로 투입시키고 직전에 전단칼날로 100sec-1이상의 고전단력을 부여하면서 배향시킨 후, 상기 회전로울러를 중합촉진침전제속에서 분당 6 내지 48m의 속도로 회전시켜 배향된 액정예비중합체를 완전중합시킨 다음 얻어진 필름상의 폴리머를 분리해내고 이를 고열수단상에 편평한 상태로 접촉 및 이동시키면서 열처리시킨 후 수세 및 건조시켜서 되는 방향족 폴리아미드 필름의 제조방법.Hayeoseo contacting an aromatic polyamide pre-polymer of liquid crystal state and polymerizing promote precipitation agent was heat-treated at a shear blade on a method for the production of aromatic polyamide film, through the rotation of the prepolymer in a liquid crystal state rollers put into promote polymerization precipitant and just before 100sec - after orientation, giving at least one high shear force, out to complete polymerization was then remove the polymer on the resulting film per minute 6 to a liquid crystal prepolymer to rotate at a speed of 48m the rotating roller in a polymerization promotion precipitant can high heat it A method for producing an aromatic polyamide film obtained by heat treatment while contacting and moving in a flat state on a single phase, followed by washing and drying. 제1항에 있어서, 액정예비중합체는 중합촉진침전제 속으로 유도되는 회전로울러의 표면상에 필름형태로 코팅시켜서 됨을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 필름의 제조방법.The method of claim 1, wherein the liquid crystal prepolymer is coated on the surface of the rotating roller which is led into the polymerization accelerator. 제1항에 있어서, 액정예비중합체는 0.1 내지 0.2㎜의 간격이 유지되게 설치되어 있는 회전로울러와 전단칼날의 사이를 통과하면서 전단력을 받도록 하여서 됨을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 필름의 제조방법.The method of manufacturing an aromatic polyamide film according to claim 1, wherein the liquid crystal prepolymer is subjected to a shear force while passing between the rotary roller and the shear blade, which are installed to maintain an interval of 0.1 to 0.2 mm. 제1항에 있어서, 고열수단은 100 내지 300℃의 온도로 유지시켜서 됨을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 필름의 제조방법.The method for producing an aromatic polyamide film according to claim 1, wherein the high heat means is maintained at a temperature of 100 to 300 deg. 제1항에 있어서, 필름상의 폴리머는 고열수단과 1 내지 5초 동안 접촉시켜서 됨을 특징으로 하는 방향족 폴리아미드 필름의 제조방법.The method for producing an aromatic polyamide film according to claim 1, wherein the polymer on the film is brought into contact with the high heat means for 1 to 5 seconds.
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