JPH02216211A - Production of improved poly-p-phenylene terephthalamide fiber - Google Patents
Production of improved poly-p-phenylene terephthalamide fiberInfo
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- JPH02216211A JPH02216211A JP63260511A JP26051188A JPH02216211A JP H02216211 A JPH02216211 A JP H02216211A JP 63260511 A JP63260511 A JP 63260511A JP 26051188 A JP26051188 A JP 26051188A JP H02216211 A JPH02216211 A JP H02216211A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、改良された特性を有するポリパラフェニレン
テレフタルアミド(以下PPTAと略すことがある)系
繊維の製造法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing polyparaphenylene terephthalamide (hereinafter sometimes abbreviated as PPTA) fibers having improved properties.
更に詳しくは、ゴム資材の補強用繊維に使用される場合
に、接着性、耐フィブリル性に優れたPPTA系繊維の
製造法に関するものである。More specifically, the present invention relates to a method for producing PPTA fibers that have excellent adhesive properties and fibril resistance when used as reinforcing fibers for rubber materials.
(従来の技術)
芳香族ポリアミド繊維はその分子構造からも推定される
ように、耐熱性、耐薬品性等に優れた高分子材料である
。中でも特にポリ−バラフェニレンテレフタルアミド系
繊維は、その高い比強度、比弾性率に優れることから、
防護衣材料、ロープ、コード、ケーブル、ベルト等とし
て、又熱可塑性または熱硬化性樹脂、ゴムの補強用繊維
として有用であることが知られている。(Prior Art) Aromatic polyamide fibers are polymeric materials with excellent heat resistance, chemical resistance, etc., as estimated from their molecular structure. Among them, poly-bara phenylene terephthalamide fibers are particularly popular due to their high specific strength and specific modulus.
It is known to be useful as a material for protective clothing, ropes, cords, cables, belts, etc., and as reinforcing fibers for thermoplastic or thermosetting resins and rubber.
しかしながら、PPTA系繊維は、繊維どうしあるいは
他の材料との摩擦によって容易にフィブリル化しやすく
、この為に毛羽立ち、単糸切れ等を生じる結果、本来の
高強度、高弾性率を引き出すことが出来ないという欠点
を有するものである。However, PPTA fibers are easily fibrillated due to friction between fibers or other materials, which causes fluffing and single thread breakage, making it impossible to bring out the original high strength and high modulus of elasticity. It has the following drawbacks.
かかる欠点は、単に力学的性能の低下のみではなく、製
糸工程や各用途における加工工程におけるトラブルの原
因ともなるものである。Such defects not only cause a decline in mechanical performance, but also cause troubles in the spinning process and processing processes for various uses.
このフィブリル化を改善する為に、これまでに例えば、
PPTA系ポリマーの主鎖中に脂肪族鎖を部分的に導入
した共重合体とする方法(特開詔60−181317号
公報、特開詔61−19814号公報等)が提案された
が、脂肪族鎖を含む共重合体であることから耐熱性や力
学的性質が低下する等の問題があった。又、繊維表面を
エポキシ樹脂、ナイロン樹脂等でコーティングする方法
等が示されたが、PPTA系繊維に対する、かかる樹脂
の接着性が悪い結果、摩擦等の擦過に対して容易に剥離
すること、あるいは繊維自体が応力によって繊維軸方向
に割裂する(これもフィブリル化である)等、充分な改
良効果を得るに至るものは見い出されていない。In order to improve this fibrillation, for example,
A method of producing a copolymer by partially introducing aliphatic chains into the main chain of a PPTA-based polymer has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 60-181317, Japanese Patent Laid-Open No. 61-19814, etc.); Since it is a copolymer containing group chains, there are problems such as a decrease in heat resistance and mechanical properties. In addition, a method of coating the fiber surface with epoxy resin, nylon resin, etc. has been proposed, but as a result of the poor adhesion of such resin to PPTA fibers, it may easily peel off due to friction or other abrasions. No material has been found that can achieve a sufficient improvement effect, such as the fact that the fiber itself splits in the fiber axis direction due to stress (this is also fibrillation).
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、上述の欠点、即ち繊維どうしあるいは他の材
料との摩擦擦過によって容易に起こるフィブリル化を解
決するためになされたものであり、その目的は、耐フィ
ブリル性に優れた高性能のポリバラフェニレンテレフタ
ルアミド系繊維を効率よく製造する方法を提供するにあ
る。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawback, that is, fibrillation that easily occurs due to friction between fibers or other materials, and its purpose is to improve the durability. An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing high-performance polybalaraphenylene terephthalamide fibers with excellent fibrillarity.
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、上記目的を達成するため、PPTA系繊
維の製造過程において含水状態にある繊維の挙動につい
て検討中、偶然にも該繊維が効率よく迅傭に後述される
共重合体を含浸することを見い出し、更に該含浸繊維を
特定の条件で乾燥又は熱処理することによってフィブリ
ル化の極めて起こり難い繊維となることを見出し、本発
明を完成させたものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present inventors were studying the behavior of fibers in a water-containing state during the manufacturing process of PPTA-based fibers, and coincidentally found that the fibers The present invention was completed based on the discovery that fibers impregnated with the copolymer described below can be impregnated with a copolymer as described below, and that by drying or heat-treating the impregnated fibers under specific conditions, fibers that are extremely unlikely to fibrillate can be obtained. be.
即ち、本発明は、ポリ−バラフェニレンテレフタルアミ
ド系ポリマーを、濃度95〜101重量%の農硫酸に少
くとも15重1%のポリマー濃度となるように溶解した
光学異方性ドープを紡糸口金より気体中に、ついで凝固
浴中に押出し、凝固浴から凝固糸条を引き出したのち、
水洗、乾燥するポリ−バラフェニレンテレフタルアミド
系繊維の製造法において、凝固浴から引き出し、水洗し
つつ又は水洗したのち少くとも50重量%以上の含水糸
条に、下式〔1〕及び〔2〕で表わされる構成単位から
なるナイロン−3−アクリルアミド共重合体(以下NA
共重合体と略称する)の水溶液を、乾燥繊維Ii量に対
してNA共重合体が0.1〜10重量%となるように付
与し、ついで少なくとも170℃の温度で乾燥及び/又
は熱処理することを特徴とするポリバラフェニレンテレ
フタルアミド系繊維の製造法である。That is, in the present invention, an optically anisotropic dope prepared by dissolving a poly-balara phenylene terephthalamide-based polymer in agricultural sulfuric acid with a concentration of 95 to 101% by weight to a polymer concentration of at least 15% by weight is prepared by using a spinneret. After extruding into a gas and then into a coagulation bath and pulling out the coagulated thread from the coagulation bath,
In the method for producing poly-balanic phenylene terephthalamide fibers, which involves washing and drying, the following formulas [1] and [2] are applied to yarns that contain at least 50% by weight of water after being drawn out from the coagulation bath and washed with water or after being washed with water. A nylon-3-acrylamide copolymer (hereinafter referred to as NA
An aqueous solution of NA copolymer (abbreviated as copolymer) is applied so that the NA copolymer is 0.1 to 10% by weight based on the amount of dry fiber Ii, and then dried and/or heat treated at a temperature of at least 170°C. This is a method for producing polyvara phenylene terephthalamide fiber, which is characterized by the following.
但し、弐〔1〕、〔2〕中、Rは水素、炭素数5以下の
アルキル基、m、nは1以上の整数を表わす。However, in 2 [1] and [2], R represents hydrogen, an alkyl group having 5 or less carbon atoms, and m and n represent integers of 1 or more.
本発明に用いるポリ−バラフェニレンテレフタルアミド
系ポリマーとは、木質的にPPTAから成っている。こ
こで、「本質的に」なる意味は、本発明の構成要件およ
び作用効果を阻害しない範囲の少量で、PPTA以外の
ポリマー〔例えば、ポリ−(m−フェニレンテレフタル
アミド)、ポリ−(p−フェニレンイソフタルアミド)
、ボリ(m−フェニレンイソフタルアミド)、ポリ(ポ
リメチレンテレフタルアミド)、脂肪族ポリアミド、脂
環族ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリウレ
タン、ポリ尿素等)がブレンドされたり、PPTAに他
のくり返し単位(例えば、核1換されたp−フェニレン
単位、核置換されたまたは未置換のビフェニレン単位、
0−フェニレン単位、m−フェニレン単位、(ポリ)メ
チレン単位、ビリジレン単位やエステル、ウレタン、尿
素、エーテル、チオエーテルなどの結合単位等)が共重
合されたり、種々の添加剤、配合剤(例えば、染料、抗
酸化剤、紫外線吸収剤、光沢剤、顔料等)が添加されで
いてもよいことをいう。The poly-bara phenylene terephthalamide polymer used in the present invention is woody and consists of PPTA. Here, the meaning of "essentially" means that polymers other than PPTA [e.g., poly-(m-phenylene terephthalamide), poly-(p- phenylene isophthalamide)
, poly(m-phenylene isophthalamide), poly(polymethylene terephthalamide), aliphatic polyamide, alicyclic polyamide, polyester, polyimide, polyurethane, polyurea, etc.), or PPTA is blended with other repeating units (e.g. , p-phenylene units with nuclear substitution, biphenylene units with nuclear substitution or unsubstituted,
0-phenylene units, m-phenylene units, (poly)methylene units, pyridylene units, bonding units such as esters, urethanes, ureas, ethers, thioethers, etc.) are copolymerized, and various additives and compounding agents (e.g. This means that dyes, antioxidants, ultraviolet absorbers, brighteners, pigments, etc.) may be added.
本発明方法に用いられるPPTA系ポリマーは、少なく
とも2.0以上、より好適には3.0以上、更に好適に
は3.5以上の固有粘度(25℃の濃硫酸中で測定)を
有することが望ましい。The PPTA-based polymer used in the method of the present invention should have an intrinsic viscosity (measured in concentrated sulfuric acid at 25°C) of at least 2.0 or more, more preferably 3.0 or more, and still more preferably 3.5 or more. is desirable.
紡糸に用いるドープ調製用の溶剤としては、95〜10
1重量%、好ましくは97.5〜100.5重量%の濃
度の濃硫酸が用いられる。その濃度は、具体的には、ポ
リマの種類や、固有粘度、紡糸に用いるドープに溶解さ
れているポリマーの濃度により適宜選定されるべきであ
る。濃硫酸濃度が95重景%未満になると、ポリマーの
溶解性が悪く、従って適当な紡糸用ドープが得られず、
且つドープの粘度が上昇する為に、移送、濾過が困難で
あるばかりでなく、得られた繊維の機械的性質が不満足
なものとなる。反対に、濃硫酸濃度が101重量%を超
えるもの、即ち大過剰のS(hを含有する発煙硫酸では
、その取扱いが困難であり、しかもポリマーが殆ど溶解
しない。小過剰5oilを含む濃度101%以下発煙硫
酸では、ポリマーの溶解性は良好であり、好ましい紡糸
用ドープが与えられることが知られている。しかし、濃
硫酸中に大過剰の5Offが存在すると得られる繊維の
内部構造に大なる空隙を生じ、また艶のない外観をもた
らし、機械的性質が劣り、且つ凝固浴よりの引出し速度
も低下する等の欠点を生ずる。As a solvent for dope preparation used for spinning, 95 to 10
Concentrated sulfuric acid at a concentration of 1% by weight, preferably from 97.5 to 100.5% by weight is used. Specifically, the concentration should be appropriately selected depending on the type of polymer, intrinsic viscosity, and concentration of the polymer dissolved in the dope used for spinning. When the concentration of concentrated sulfuric acid is less than 95%, the solubility of the polymer is poor, and therefore a suitable spinning dope cannot be obtained.
Moreover, the viscosity of the dope increases, which not only makes transportation and filtration difficult, but also makes the mechanical properties of the resulting fibers unsatisfactory. On the other hand, when the concentrated sulfuric acid concentration exceeds 101% by weight, that is, the fuming sulfuric acid containing a large excess of S(h), it is difficult to handle and the polymer hardly dissolves. It is known that fuming sulfuric acid has good polymer solubility and provides a preferable spinning dope.However, when a large excess of 5Off is present in concentrated sulfuric acid, the internal structure of the resulting fibers is affected. This results in voids, a matte appearance, poor mechanical properties, and a slow withdrawal rate from the coagulation bath.
紡糸に用いるドープは、高性能の繊維を得る為に15重
量%以上のPPTAポリマーを含有するように調製さる
必要がある。この濃度は具体的には、使用されるポリマ
ーの固有粘度、種類、濃硫酸濃度により決定される。The dope used for spinning must be prepared to contain 15% by weight or more of PPTA polymer in order to obtain high performance fibers. This concentration is specifically determined by the intrinsic viscosity and type of polymer used and the concentration of concentrated sulfuric acid.
紡糸ドープの温度は、該ドープが光学異方性を示しかつ
取り扱い可能なように充分な流動性を示す最低温度から
、約100℃迄の間の任意の温度が好ましい。紡糸ドー
プの温度は、具体的には、ポリマー濃度、種類、溶剤の
硫酸濃度、紡糸口金オリフィス口径、吐出線速度等を勘
案して、適宜に決定される。The temperature of the spinning dope is preferably any temperature between about 100° C. and the lowest temperature at which the dope exhibits optical anisotropy and has sufficient fluidity to be handleable. Specifically, the temperature of the spinning dope is appropriately determined in consideration of the polymer concentration, type, sulfuric acid concentration of the solvent, spinneret orifice diameter, discharge linear velocity, etc.
このようにして調製されたと−ブは、紡糸口金より気体
中に、次いで凝固浴中に押出す必要がある。紡糸口金を
通過する前に、ドープの脱気、濾過、計量を行うのが、
特に工業的生産の場合好ましい。紡糸口金の形状、孔数
、孔の大きさ等は特に制限をうけるものではない。孔の
大きさとして、通常0.01〜0.5 rmの直径のも
のが用いられる。紡糸口金から押出されるドープの線速
度も特に制限されず、専ら生産性や後述するドラフト等
の要請で決めてよい。紡糸口金から押出されたドープ流
は、まず気体中を通過することが肝要である。何故なら
、気体を通さず、紡糸口金からいきなり凝固浴中に押出
したときは、ドラフトを1.5より太き(することが困
難で、それによって得られる繊維は、密度が小さく、強
度や伸度も小さいからである。気体としては、空気、窒
素、アルゴン、酸素等をあげることができる。経済的利
点、操作性などから空気が最も好ましい。気体の厚さ即
ち紡糸口金と凝固面どの距離は、約0.2〜50cm<
らいが適当である。気体中に押出されたドープ流は、次
に凝固浴に押出す必要があり、ここで凝固をうける。The tubes thus prepared must be extruded through a spinneret into a gas and then into a coagulation bath. The dope is degassed, filtered, and weighed before passing through the spinneret.
Particularly preferred for industrial production. The shape of the spinneret, the number of holes, the size of the holes, etc. are not particularly limited. The diameter of the pores usually ranges from 0.01 to 0.5 rm. The linear speed of the dope extruded from the spinneret is also not particularly limited, and may be determined solely based on requirements such as productivity and draft, which will be described later. It is important that the dope stream extruded from the spinneret first passes through a gas. This is because when the fibers are suddenly extruded from the spinneret into the coagulation bath without passing gas, it is difficult to make the draft thicker than 1.5, and the resulting fibers have low density and poor strength and elongation. Gases include air, nitrogen, argon, oxygen, etc. Air is the most preferable from economical advantages and operability. is about 0.2~50cm<
Leprosy is appropriate. The dope stream forced into the gas must then be forced into a coagulation bath where it undergoes coagulation.
凝固液としては水が好適に使用されるが、メチルアルコ
ール、エチレングリコール、グリセリン、イソプロパツ
ール等の1価ないしは多価アルコール、あるいは水と上
記アルコールの混合物、あるいは硫酸等の酸水溶液や水
酸化アンモニウム等のアルカリ水溶液や塩化カルシウム
等の各種塩の水溶液が使用される。この湿式紡糸に際し
てドープあるいは凝固液の温度は、特に制限はないが、
−般には一1O〜40℃の範囲にあることが望ましい、
凝固浴の形状は特に制限されない、ただし、工業的生産
において、紡糸速度を高いレベルにするという観点から
みると、特開昭55−122012号公報の第3図の如
き、いわゆる濾斗状の凝固浴を用いるのが好ましい。Water is preferably used as the coagulating liquid, but monohydric or polyhydric alcohols such as methyl alcohol, ethylene glycol, glycerin, and isopropanol, mixtures of water and the above alcohols, acid aqueous solutions such as sulfuric acid, and hydroxylated Aqueous alkaline solutions such as ammonium and aqueous solutions of various salts such as calcium chloride are used. There are no particular restrictions on the temperature of the dope or coagulation solution during this wet spinning, but
- In general, it is desirable that the temperature is in the range of -10 to 40 °C,
The shape of the coagulation bath is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the spinning speed in industrial production, a so-called funnel-shaped coagulation bath as shown in Fig. 3 of JP-A-55-122012 is preferred. Preferably, a bath is used.
凝固浴中に押出されたドープ流は、凝固浴中で凝固をう
け、次にこの凝固糸条物を凝固浴から少なくとも3゜0
のドラフトがかかる速度で引出すのが高強度、高モジュ
ラスの繊維を得る上で望ましく、より好ましくは4.0
以上のドラフトである。The dope stream extruded into the coagulation bath undergoes coagulation in the coagulation bath and the coagulated thread is then removed from the coagulation bath by at least 3°0.
In order to obtain fibers with high strength and high modulus, it is desirable to draw the fiber at a draft speed of 4.0, more preferably 4.0.
This is the draft.
ここで、ドラフトとは、凝固浴から引出すときの凝固糸
条物の線速度を紡糸口金を通過するドブの線速度で除し
た値である。Here, the draft is the value obtained by dividing the linear velocity of the coagulated filament when it is drawn out from the coagulation bath by the linear velocity of the gutter passing through the spinneret.
凝固浴から引出された凝固糸条物は、水洗をうける。水
洗は1段まは2段以上で行われ、また、これを効率的に
行うためにカセイソーダ等のアルカリ水溶液と組合せて
もよい。水洗によって、溶媒をできるだけ抽出除去する
のが好ましく、例えば硫酸を溶媒に使った場合、約1重
量%以下の残留量にするのが好ましい。水洗の方法も特
に限定されず、公知の技術、例えば、水浴中を走行させ
る方法、回転するローラー上に水をかける方法、ボビン
や詔にまきつけたまま水洗する方法、ネットの上に堆積
させて水をかける方法、あるいはこれらを組合せる方法
等から選ばれてよい。The coagulated filament drawn out from the coagulation bath is washed with water. Washing with water is performed in one stage or in two or more stages, and in order to perform this effectively, it may be combined with an alkaline aqueous solution such as caustic soda. It is preferable to extract and remove the solvent as much as possible by washing with water. For example, when sulfuric acid is used as the solvent, it is preferable that the residual amount is about 1% by weight or less. The method of washing with water is not particularly limited. For example, the method of running the water in a water bath, the method of spraying water on a rotating roller, the method of washing with water while wrapped around a bobbin or a rope, or the method of depositing it on a net. The method may be selected from methods such as applying water or a combination of these methods.
本発明においては、このようにして水洗された50重量
%以上の含水状態になる糸条に、式〔1〕及び〔2〕で
表わされる構成単位を有するNA共重合体が付与される
。In the present invention, the NA copolymer having the structural units represented by formulas [1] and [2] is added to the yarn that has been washed with water and has a water content of 50% by weight or more.
本発明に用いられるNA共重合体は、モノマとしてCL
= CC0NI(zで表されるアクリルアミド誘導体
を、所謂水素移動重合の起こる条件下にアニオン重合す
ることによって容易に得ることができる。The NA copolymer used in the present invention has CL as a monomer.
= CCONI (The acrylamide derivative represented by z can be easily obtained by anionic polymerization under conditions where so-called hydrogen transfer polymerization occurs.
かかるNA共重合体の分子量(Mh)は、本発明におい
て特に制限を受けるものではないが、通常1000〜8
00,000のものが用いられる。又、式〔1〕で表さ
れるβ−アラニン単位と、式〔2〕で表わされるアクリ
ルアミド単位の割合は、一方が10〜90重量%であれ
ばよく、通常は式〔2〕で表されるアクリルアミド単位
が40〜60重量%であるNA共重合体が用いられる。The molecular weight (Mh) of such NA copolymer is not particularly limited in the present invention, but is usually 1000 to 8
00,000 is used. Further, the ratio of the β-alanine unit represented by the formula [1] and the acrylamide unit represented by the formula [2] may be 10 to 90% by weight, and usually the β-alanine unit represented by the formula [2] is 10 to 90% by weight. An NA copolymer containing 40 to 60% by weight of acrylamide units is used.
かかる共重合体は通常水溶性であり、式〔1〕で表わさ
れるβ−アラニン単位の比率が増大するに従って、水に
対する溶解性は低下してくる。Such copolymers are usually water-soluble, and as the ratio of β-alanine units represented by formula [1] increases, the solubility in water decreases.
NA共重合体の水溶液は、該NA共重合体を水中に投入
攪拌して溶解することによって容易に調整できる。又、
場合によっては、−旦水溶液としたものを、アセトン、
エーテル、アルコール類等の汎用の溶媒中に加えて攪拌
し、必要に応じて分散液として用いることも可能である
。An aqueous solution of the NA copolymer can be easily prepared by pouring the NA copolymer into water and stirring to dissolve it. or,
In some cases, the aqueous solution may be mixed with acetone,
It is also possible to add it to a general-purpose solvent such as ether or alcohol and stir it, and use it as a dispersion if necessary.
かかるNA共重合体の水溶液の濃度は、処理方法、処理
速度、繊維の保水率、目的とする付着量などによって適
宜選ばれればよいが、一般には、0.1〜20重量%の
範囲で選ばれることが多い。The concentration of the aqueous solution of the NA copolymer may be appropriately selected depending on the processing method, processing speed, water retention rate of the fibers, target adhesion amount, etc., but is generally selected within the range of 0.1 to 20% by weight. Often.
かかる水溶液には、それ自身NA共重合体と敏感に反応
するなど本発明の効果を損ねない限り、例えば、分散剤
、帯電防止剤、ゴムラテックス、増粘剤、光安定剤、酸
化防止剤等などの諸処理剤を含有することもできる。Such an aqueous solution may contain, for example, a dispersant, an antistatic agent, a rubber latex, a thickener, a light stabilizer, an antioxidant, etc., as long as they do not impair the effects of the present invention, such as by sensitively reacting with the NA copolymer. It can also contain various processing agents such as.
NA共重合体水溶液の、糸条への付与方法は、糸条に対
してスプレー、あるいはシャワリングによることも可能
であるし、糸条を水溶液に浸漬する方法、あるいは、ロ
ール表面に水溶液の液膜を形成させ、これに糸条を接触
させる方法等など、いずれの方法であってもよく、目的
及び付与率に応じて好適な方法を適宜選択すればよい。The NA copolymer aqueous solution can be applied to the yarn by spraying or showering the yarn, by immersing the yarn in the aqueous solution, or by applying the aqueous solution to the roll surface. Any method may be used, such as a method of forming a film and bringing the thread into contact with the film, and a suitable method may be selected as appropriate depending on the purpose and application rate.
本発明法において、糸条に対するNA共重合体の付与量
は極めて重要な因子であり、0.1〜10重量%である
ことが必要である。0.1重量%未満では充分にフィブ
リル性を改良することはできない。In the method of the present invention, the amount of NA copolymer applied to the yarn is an extremely important factor, and needs to be 0.1 to 10% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the fibrillarity cannot be sufficiently improved.
一方、10重量%以上であっては、耐フィブリル性は良
好な結果を与えるが、繊維が硬化することによって伸度
が低下し、タフネス、耐衝撃性の低下を引きおこす結果
となる為好ましくない。本発明において好適な付与量は
0.2〜8重景%、更に好ましくは0.5〜6重量%で
ある。尚、ここで言う付与量とは乾燥後の繊維重量に対
する値を言う。On the other hand, if the content is 10% by weight or more, although good results are obtained in terms of fibril resistance, the elongation decreases due to hardening of the fibers, resulting in a decrease in toughness and impact resistance, which is not preferable. In the present invention, a suitable amount of application is 0.2 to 8% by weight, more preferably 0.5 to 6% by weight. Incidentally, the amount applied here refers to the value relative to the weight of the fiber after drying.
このようにしてNA共重合体を付与された糸条はそのま
ま、場合によっては表面に付着または付随するNA共重
合体を水洗したのち乾燥される。The yarn to which the NA copolymer has been applied in this manner is dried as it is, after washing the NA copolymer adhering to or accompanying the surface with water in some cases.
本発明においては、上述のようにしてNA共重合体が付
与されたのち乾燥される。In the present invention, the NA copolymer is applied as described above and then dried.
耐フィブリル化の改良された繊維を得る為には、乾燥は
170 ’C以上の温度で行われることが肝要である。In order to obtain fibers with improved fibrillation resistance, it is essential that drying be carried out at a temperature of 170'C or higher.
耐フィブリル性を改善する為には、繊維軸と垂直方向の
結合力を高めることが必要であり、そのためには、含浸
させたNA共重合体を加熱架橋する必要がある。NA共
重合体は、170℃以上の温度で熱架橋を引き起こす。In order to improve fibril resistance, it is necessary to increase the bonding strength in the direction perpendicular to the fiber axis, and for this purpose it is necessary to thermally crosslink the impregnated NA copolymer. NA copolymers undergo thermal crosslinking at temperatures above 170°C.
従って、乾燥温度は少くとも170 ’Cの温度が必要
となるのである。Therefore, a drying temperature of at least 170'C is required.
尚、乾燥において、高すぎる温度は、繊維を構成するポ
リバラフェニレンテレフクルアミド系ポリマーやNA共
重合体の着色、分解劣化を招くので好ましくなく、通常
は約300℃以下に選ばれるのがよい。In addition, in drying, it is not preferable to use a temperature that is too high because it causes coloration and decomposition of the poly(phenylene terephthalamide) polymer and NA copolymer constituting the fibers, and decomposition and deterioration of the fibers, so it is usually preferable to select a temperature of about 300°C or lower. .
乾燥に続いて、追加的に熱処理を行うことも有用である
。この場合の温度も先の理由から170℃〜約300℃
の範囲で選ばれるのがよい。処理時間としては通常10
秒〜60分の範囲で好ましく行われる。It is also useful to carry out an additional heat treatment following drying. The temperature in this case is also 170℃ to about 300℃ for the above reason.
It is best to choose within the range of . Processing time is usually 10
It is preferably carried out within a range of seconds to 60 minutes.
このようにして得られた繊維は耐フィブリル性の改良は
当然のことながら、ゴムあるいは樹脂に対する接着性も
高められていることが判明した。It has been found that the fibers thus obtained not only have improved fibril resistance, but also have enhanced adhesion to rubber or resin.
この効果の詳細な理由は不明であるが、本発明法におい
ては、未乾燥の膨潤状態でNA共重合体を含浸させたの
ち緻密化される為のアンカー効果を有するNA共重合体
によるものと推定される。The detailed reason for this effect is unknown, but in the method of the present invention, it is believed that it is due to the NA copolymer having an anchoring effect, which is densified after being impregnated with the NA copolymer in an undried swollen state. Presumed.
(実施例)
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。尚、
実施例中特にことわりのない限り%は重量%を示すもの
である。尚、耐フィブリル性は以下の方法によって測定
された。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. still,
In the examples, % indicates weight % unless otherwise specified. In addition, fibril resistance was measured by the following method.
第2図に示す装置により繊維試料を摩擦擦過させ、擦過
前の強度で擦過後の強廖を除し、保持率(χ)として求
めた。この際繊維試料20には繊維試料デニールXI/
lo荷重19を加え、回転子17は250 rpmの速
度で1分間回転させた。回転子17には中心から円周方
向にのびた中心から先端までの長さが30111111
のブレード18が8枚均等に配置されており、その先端
は第2図(B)に示されれる通りである。A fiber sample was subjected to frictional abrasion using the apparatus shown in FIG. 2, and the tenacity after abrasion was divided by the intensity before abrasion to obtain a retention rate (χ). At this time, fiber sample 20 has a fiber sample denier XI/
A lo load 19 was applied and the rotor 17 was rotated for 1 minute at a speed of 250 rpm. The rotor 17 has a length of 30111111 from the center extending in the circumferential direction from the center to the tip.
Eight blades 18 are arranged evenly, and their tips are as shown in FIG. 2(B).
参考例 低温溶液重合法により、次の如<PPTAを得た。Reference example The following PPTA was obtained by a low temperature solution polymerization method.
特公昭53−43986号公報に示された重合装置中で
N−メチルピロリドン1000部に無水塩化カルシウム
70部を溶解し、次いでバラフェニレンジアミン48.
6部を溶解した。8 ’Cに冷却した後、テレフタル酸
ジクロライド91.4部を粉末状で一度に加えた。数分
後に重合反応物はチーズ状に固化したので、特公昭53
−43986号公報記載の方法に従って重合装置より重
合反応物を排出し、直ちに2軸の密閉型ニーグーに移し
、同ニーグー中で重合反応物を微粉砕した。次に微粉砕
物をヘンシェルミキサー中に移し、はぼ等量の水を加え
て更に粉砕した後、濾過し、数回温水中で洗浄して、1
10’Cの熱風中で乾燥した。In the polymerization apparatus shown in Japanese Patent Publication No. 53-43986, 70 parts of anhydrous calcium chloride was dissolved in 1000 parts of N-methylpyrrolidone, and then 48.
6 parts were dissolved. After cooling to 8'C, 91.4 parts of terephthalic acid dichloride were added in powder form all at once. After a few minutes, the polymerization reaction product solidified into a cheese-like shape, so the
The polymerization reaction product was discharged from the polymerization apparatus according to the method described in Japanese Patent Publication No. 43986, and immediately transferred to a twin-screw closed type Niegoo, and the polymerization reaction product was finely pulverized in the same Niigoo. Next, the finely ground material was transferred to a Henschel mixer, and an equal amount of water was added thereto for further grinding, followed by filtration, washing in warm water several times, and
It was dried in hot air at 10'C.
実施例1
参考例で得たPPTAを99.6%硫酸にポリマー濃度
が19重重量になるように75℃で溶解し、約2時間減
圧下に脱泡した。75〜80℃に保持した光学異方性を
示すドープを濾過しつつ、0.065■直径の細孔10
0ケを持つ紡糸口金より押出し、約511IIlの空気
中を走行させた後、−5’Cに保持した30重量%の硫
酸水溶液中に押出した。ドラフト8をかけて、凝固糸条
を凝固浴から取出したのち、回転するローラー上で水洗
した。水洗された糸条は、対ポリマー約250%の水を
含むものであった。この水洗糸条に、式〔1〕で表わさ
れるβ−アラニン単位(弐〔l〕中のRは水素)が40
モル%、式(2)で表わされるアクリルアミド単位(式
〔2〕中のRは水素)が60モル%のランダム共重合
体(固有粘度=0.59) 10重量%の水溶液をオイ
リングロールを用いて付着量を変えて付与したのち、ネ
ルソンロールで引取り、ワイングー上のステンレス製の
ボビンに捲取り2時間放置した。ついで、このステンレ
ス製のボビンに捲かれた繊維をボビンのまま水中に浸漬
(約10分)したのち、水中からとり出し、ボビンのま
ま300℃の温度に保たれた乾燥機内で1時間乾燥した
。Example 1 PPTA obtained in Reference Example was dissolved in 99.6% sulfuric acid at 75° C. to a polymer concentration of 19 wt., and defoamed under reduced pressure for about 2 hours. While filtering the dope exhibiting optical anisotropy maintained at 75 to 80°C, 10 pores with a diameter of 0.065
The sample was extruded through a spinneret having a spinneret of 0.05 mm, run in air at about 511 IIl, and then extruded into a 30% by weight aqueous sulfuric acid solution maintained at -5'C. After applying a draft 8 and taking out the coagulated thread from the coagulation bath, it was washed with water on a rotating roller. The washed yarn contained approximately 250% water to polymer. This water-washed thread contains 40 β-alanine units (R in 2 [l] is hydrogen) represented by formula [1].
A random copolymer containing 60 mol% of acrylamide units (R in formula [2] is hydrogen) represented by the formula (2) (intrinsic viscosity = 0.59) and a 10% by weight aqueous solution using an oiling roll. After applying the coating in varying amounts, it was taken off with a Nelson roll, rolled up onto a stainless steel bobbin on a wine goo, and left for 2 hours. Next, the fibers wound on this stainless steel bobbin were immersed in water as a bobbin (about 10 minutes), then taken out of the water and dried as a bobbin in a dryer maintained at a temperature of 300°C for 1 hour. .
得られた繊維の物性及び耐フィブリル性を第1表に示す
。本発明法による繊維が耐フィブリル性に極めて優れた
ものであることが立証された。Table 1 shows the physical properties and fibril resistance of the obtained fibers. It was proved that the fiber produced by the method of the present invention has extremely excellent fibril resistance.
比較例1
実施例・1のランダム共重合体を付与しなかった以外は
実施例1と全く同様にして繊維を得た。この繊維の物性
は第1表に併記した通りである。Comparative Example 1 A fiber was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the random copolymer of Example 1 was not applied. The physical properties of this fiber are listed in Table 1.
以下余白
実施例2
参考例で得たPPTAを99.8%硫酸にポリマー濃度
が19.5重量%になるように80℃で溶解し、約2時
間減圧下に脱泡した後紡糸した、このドープは光学異方
性であった。ドープを0.06mnφの細孔1000個
をもつ紡糸口金より押出し、−旦10mmの空気層を走
行させた後、5℃の25%希硫酸中に導き、300m/
分の速度で引き出した。Below is a blank space Example 2 The PPTA obtained in the reference example was dissolved in 99.8% sulfuric acid at 80°C so that the polymer concentration was 19.5% by weight, and after defoaming under reduced pressure for about 2 hours, this product was spun. The dope was optically anisotropic. The dope was extruded through a spinneret with 1,000 pores of 0.06 mmφ, and after passing through a 10 mm air layer, it was introduced into 25% dilute sulfuric acid at 5°C and extruded for 300 m/min.
I pulled it out at a speed of 1 minute.
ついで糸条を第1図に示される装置により洗浄後、図中
12で示されるシャワ一方式の給油装置により、第2表
に示す種々のNA共重合体水溶液(51i量%水溶液)
を付与し、ついで乾燥装置12により乾燥したのち捲き
取った。このようにして得られた繊維の耐フィブリル性
及び物性を第2表に示す。本発明法により得られた繊維
耐フィブリル性に極めて優れたものであった。After washing the yarn using the device shown in FIG. 1, various NA copolymer aqueous solutions (51i mass % aqueous solution) shown in Table 2 were washed using the shower type lubricating device shown at 12 in the figure.
was applied, and then dried in the drying device 12 and then rolled up. The fibril resistance and physical properties of the fibers thus obtained are shown in Table 2. The fibers obtained by the method of the present invention had extremely excellent fibril resistance.
以下余白
(発明の効果)
本発明法によれば、未だ緻密化されていない含水状態の
糸条中に、NA共重合体を効率よく含浸でき、ついで乾
燥過程において該NA共重合体を含有したまま緻密化す
る結果、摩擦や擦過に対して抵抗性の極めて高いPPT
A系繊維を効率よく製造することが可能であり、得られ
た繊維は、ロープやベルト等に用いた場合、摩耗性、疲
労性等の消費性能に極めて優れた製品を与えることが出
来る。Blank space below (effects of the invention) According to the method of the present invention, the NA copolymer can be efficiently impregnated into the yarn in a water-containing state that has not yet been densified, and then the NA copolymer can be impregnated in the drying process. As a result of being densified, PPT has extremely high resistance to friction and abrasion.
It is possible to efficiently produce A-type fibers, and when the obtained fibers are used for ropes, belts, etc., they can provide products with extremely excellent consumption performance such as abrasion resistance and fatigue resistance.
第1図は本発明法を実施するのに好適な紡糸形態の一例
を示すものであり、第2図(^)は耐フイブリル性評価
用装置を、 (B)は該装置に設置されるブレードの先
端の拡大図である。
■−・−紡糸口金、2−・・紡浴装置、3 ・−・紡液
、4−凝固糸条、5−変向ロール、7− 引き取りロー
ル、8−・−振り落しロール、9− 反転用ネット装置
、10− コンベアネット装置、11・−・−水洗用
シャワートレイ、12− 油剤組成物付与装置、13
−・−糸条おさえ用力ヴアーネット装置、 14乾燥装
置、15−オイリング装置、16−捲取り機、17−・
・・耐フイブリル性測定用摩擦回転子、18−ブレード
、I9・・・荷重、20− 試料繊維特許出願 旭化
成工業株式会社Fig. 1 shows an example of a spinning form suitable for carrying out the method of the present invention, Fig. 2 (^) shows an apparatus for evaluating fibril resistance, and (B) shows a blade installed in the apparatus. It is an enlarged view of the tip of. ■--Spinneret, 2--Spinning bath device, 3--Spinning liquid, 4-Coagulated yarn, 5-Direction change roll, 7-Take-up roll, 8--Shake-off roll, 9-Reversal net device, 10- conveyor net device, 11...- shower tray for water washing, 12- oil composition application device, 13
-・- Yarn pressing device, 14-drying device, 15-oiling device, 16-winding machine, 17-・
...Friction rotor for measuring fibril resistance, 18-blade, I9...load, 20- Sample fiber patent application Asahi Kasei Corporation
Claims (1)
濃度95〜101重量%の農硫酸に少くとも15重量%
のポリマー濃度となるように溶解した光学異方性ドープ
を紡糸口金より気体中に、ついで凝固浴中に押出し、凝
固浴から凝固糸条を引き出したのち、水洗、乾燥するポ
リ−パラフェニレンテレフタルアミド系繊維の製造法に
おいて、凝固浴から引き出し、水洗しつつ又は水洗した
のち、少くとも50重量%以上の含水糸条に、下式〔1
〕及び〔2〕で表わされる構成単位からなるナイロン−
3−アクリルアミド共重合体(以下NA共重合体と略称
する)の水溶液を、乾燥繊維重量に対してNA共重合体
が0.1〜10重量%となるように付与し、ついで少な
くとも170℃の温度で乾燥及び/又は熱処理すること
を特徴とするポリパラフェニレンテレフタルアミド系繊
維の製造法 ▲数式、化学式、表等があります▼〔1〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔2〕 但し、式〔1〕、〔2〕中、Rは水素、炭素数5以下の
アルキル基、m、nは1以上の整数を表わす。[Claims] A poly-paraphenylene terephthalamide based polymer,
At least 15% by weight of agricultural sulfuric acid with a concentration of 95-101% by weight
Poly-paraphenylene terephthalamide is produced by extruding the optically anisotropic dope dissolved to a polymer concentration of In the method for producing fibers, after pulling them out from the coagulation bath and washing them with water, or after washing them with water, the following formula [1
] and [2] Nylon consisting of the structural units represented by
3-Aqueous solution of acrylamide copolymer (hereinafter abbreviated as NA copolymer) is applied so that the NA copolymer is 0.1 to 10% by weight based on the dry fiber weight, and then heated at at least 170°C. Manufacturing method of polyparaphenylene terephthalamide fiber characterized by drying and/or heat treatment at high temperature ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [1] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [2] However, , in formulas [1] and [2], R represents hydrogen, an alkyl group having 5 or less carbon atoms, and m and n represent integers of 1 or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260511A JPH02216211A (en) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | Production of improved poly-p-phenylene terephthalamide fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260511A JPH02216211A (en) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | Production of improved poly-p-phenylene terephthalamide fiber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216211A true JPH02216211A (en) | 1990-08-29 |
Family
ID=17348980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63260511A Pending JPH02216211A (en) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | Production of improved poly-p-phenylene terephthalamide fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02216211A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0779389A3 (en) * | 1990-10-26 | 1998-03-18 | Akzo Nobel N.V. | Superabsorbent-coated aramid yarn |
| JP2016000403A (en) * | 2010-10-29 | 2016-01-07 | 三菱レイヨン株式会社 | Cleaning device and method for producing porous membrane |
| US9528760B2 (en) | 2012-03-12 | 2016-12-27 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing porous membrane and drying device of porous membrane |
| JP2017145540A (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | 東レ・デュポン株式会社 | Polyparaphenylene terephthalamide fiber composite and polycarbonate resin composite material |
-
1988
- 1988-10-18 JP JP63260511A patent/JPH02216211A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0779389A3 (en) * | 1990-10-26 | 1998-03-18 | Akzo Nobel N.V. | Superabsorbent-coated aramid yarn |
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| US9528760B2 (en) | 2012-03-12 | 2016-12-27 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing porous membrane and drying device of porous membrane |
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