JPH0284509A - Production of polybenzthizaole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber - Google Patents

Production of polybenzthizaole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber

Info

Publication number
JPH0284509A
JPH0284509A JP23723688A JP23723688A JPH0284509A JP H0284509 A JPH0284509 A JP H0284509A JP 23723688 A JP23723688 A JP 23723688A JP 23723688 A JP23723688 A JP 23723688A JP H0284509 A JPH0284509 A JP H0284509A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
fibers
aromatic heterocyclic
solution
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23723688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takeda
弘 竹田
Chisato Kajiyama
千里 梶山
Masanori Motooka
本岡 正則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Industries Ltd filed Critical Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority to JP23723688A priority Critical patent/JPH0284509A/en
Publication of JPH0284509A publication Critical patent/JPH0284509A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the subject fiber having excellent stringiness by dissolving a polybenzthiazole, polybenzoxazole or polybenzimidazole in a specific solvent in a state free from any observable liquid crystal phase and subsequently spin ning the solution. CONSTITUTION:An all aromatic heterocyclic polymeric compound such as a polybenzthiazole, polybenzoxazole or polybenzimidazole is dissolved in polyphosphoric acid or methane sulfonic acid (mixture) in a low concentration free from any observed liquid crystal phase and the prepared solution is spun to provide the objective fiber having excellent stringiness and drawability.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾオ
キサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊維
を製造するための方法に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers or polybenzimidazole fibers.

発明の技術的背景ならびにその問題点 近年、耐熱性樹脂として、ポリイミド樹脂に代わってポ
リベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキサゾール類およ
びポリベンゾイミダゾール類などのような全芳香族へテ
ロ環状高分子化合物が注目されている。このような全芳
香族へテロ環状高分子化合物としては、以下に例示する
化合物がある。
Technical background of the invention and its problems In recent years, fully aromatic heterocyclic polymer compounds such as polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, and polybenzimidazoles have attracted attention as heat-resistant resins instead of polyimide resins. has been done. Examples of such wholly aromatic heterocyclic polymer compounds include the following compounds.

ポリ(P−フェニレンベンゾビスチアゾール)(PBT
) ポリ(2,6〜ベンゾチアゾール) (ABPBT) ポリ(P−フェニレンベンゾビスオキサゾル) (PI30) ポリ(2,5−ベンゾオキサシ ル) (八BPBO) ポリ (P−フェニレンベンゾビスイミダゾール)(F
BI) ポリ(2,5(6)−ベンゾイミダゾール)(ABPB
I) このような全芳香族へテロ環状高分子化合物は、耐熱性
に優れていると共に、ポリイミド樹脂とは異なり、耐加
水分解性も良好である。
Poly(P-phenylenebenzobisthiazole) (PBT
) Poly(2,6-benzothiazole) (ABPBT) Poly(P-phenylenebenzobisoxazole) (PI30) Poly(2,5-benzoxacil) (8BPBO) Poly(P-phenylenebenzobisimidazole)( F
BI) Poly(2,5(6)-benzimidazole) (ABPB
I) Such wholly aromatic heterocyclic polymer compounds have excellent heat resistance and, unlike polyimide resins, also have good hydrolysis resistance.

そして、このような全芳香族へテロ環状高分子化合物は
、上記のように剛直な骨格構造を有しているので、溶液
中で液晶性を示し、このような全芳香族へテロ環状高分
子化合物を例えば繊維状にすることにより液晶性繊維が
得られる。
Since such wholly aromatic heterocyclic polymer compounds have a rigid skeletal structure as described above, they exhibit liquid crystallinity in solution. Liquid crystalline fibers can be obtained by, for example, forming the compound into a fibrous form.

すなわち、特許出願公表昭60−500538号などの
公報に記載されているように、たとえば2.5−ジアミ
ノ−1,4−ベンゼンジチオール・ジハイドロクロライ
ド、4,6−ジアミツー1,3−ベンゼンジオール・ジ
ハイドロクロライドあるいは1,2,4.5−テトラア
ミノベンゼン・テトラハイドロクロライド等とテレフタ
ル酸とをポリリン酸などの反応溶媒を用いて重合させる
ことにより、ポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキ
サゾール類、ポリベンゾイミダゾール類などの全芳香族
へテロ環状高分子化合物を製造することができる。
That is, as described in publications such as Patent Application Publication No. 60-500538, for example, 2,5-diamino-1,4-benzenedithiol dihydrochloride, 4,6-diamino-1,3-benzenediol - Polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, Fully aromatic heterocyclic polymer compounds such as polybenzimidazoles can be produced.

そして、このような全芳香族へテロ環状高分子物質は、
上記のような反応溶媒から析出させて分離すると、再び
有機溶媒に溶解させることは困難であるため、上記のよ
うにして反応を行なって得られた反応液をそのまま使用
してドライ・ジェット/ウェット・スピニング法とよば
れる紡糸法を採用して紡糸される。
And, such a wholly aromatic heterocyclic polymer substance is
Once precipitated and separated from the reaction solvent as described above, it is difficult to dissolve it in an organic solvent again.・It is spun using a spinning method called the spinning method.

ところが、このような反応液中には、ポリベンゾチアゾ
ール類、ポリベンゾオキサゾール類、ポリベンゾイミダ
ゾール類などの全芳香族へテロ環状高分子化合物が、通
常は5〜20重量%の高濃度で含有されており、このよ
うに高濃度で全芳香族へテロ環状高分子化合物は、反応
液中で既に液晶相を形成しているためこの溶液自体は偏
光性を示す。そして、このような反応液を用いて、ドラ
イ・ジェット/ウェット・スピニング法を採用して紡糸
を行なうと、液晶性を有する繊維が得られる。このよう
にして得られた繊維は、耐熱性の点では、ポリイミド繊
維と同等若しくはそれ以上の耐熱性を示すにも拘らず、
非常に脆いために、取り扱いも困難であるとともに、こ
のような繊維は伸度が低いために延伸などの操作を施す
ことができないという問題点があった。したがって、上
記のような全芳香族へテロ環状高分子化合物の繊維に関
する従来技術においては、上記のような全芳香族へテロ
環状高分子化合物の有している耐熱性および耐加水分解
性などの優れた特性を有効に利用することができないと
いう問題点があった。
However, such a reaction solution contains fully aromatic heterocyclic polymer compounds such as polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, and polybenzimidazoles, usually at a high concentration of 5 to 20% by weight. At such a high concentration, the fully aromatic heterocyclic polymer compound has already formed a liquid crystal phase in the reaction solution, so the solution itself exhibits polarizing properties. When such a reaction solution is used for spinning using a dry jet/wet spinning method, a fiber having liquid crystal properties can be obtained. Although the fibers obtained in this way exhibit heat resistance equivalent to or higher than polyimide fibers,
Since such fibers are extremely brittle, they are difficult to handle, and since such fibers have low elongation, they cannot be subjected to operations such as stretching. Therefore, in the conventional technology related to fibers made of wholly aromatic heterocyclic polymer compounds as described above, the heat resistance and hydrolysis resistance of the wholly aromatic heterocyclic polymer compounds as described above are There was a problem that the excellent characteristics could not be effectively utilized.

発明の目的 本発明は、上記のよ・)な従来技術に伴う問題点を解消
しようとするものであって、ポリベンゾチアゾール類、
ポリベンゾオキサゾール類またはポリベンゾイミダゾー
ル類から優れた曳糸性および延伸性を有する繊維を製造
することができるような方法を提供することを目的とし
ている。
OBJECT OF THE INVENTION The present invention aims to solve the problems associated with the prior art as described above.
The object of the present invention is to provide a method by which fibers having excellent spinnability and drawability can be produced from polybenzoxazoles or polybenzimidazoles.

発明の概要 本発明に係るポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾ
オキサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊
維の製造方法は、ポリリン酸、メタンスルホン酸または
これらの混合物にポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾ
オキサゾール類またはポリベンゾイミダゾール類を、液
晶相が観察されない状態に溶解し、得られた溶液を紡糸
することを特徴としている。
Summary of the Invention The method for producing polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers, or polybenzimidazole fibers according to the present invention includes adding polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, or a mixture thereof to polybenzothiazole, polybenzoxazole, or The method is characterized in that polybenzimidazoles are dissolved in a state in which no liquid crystal phase is observed, and the resulting solution is spun.

本発明に係る製造方法によれば、ポリベンゾチアゾール
類、ポリベンゾオキサゾール類またはポリベンゾイミダ
ゾール類を特定の溶媒中に液晶相が観察されないような
低濃度で溶解し、この溶媒を用いて紡糸しているので、
優れた曳糸性および延伸性を有する繊維が得られる。
According to the production method of the present invention, polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles are dissolved in a specific solvent at such a low concentration that no liquid crystal phase is observed, and this solvent is used for spinning. Because
Fibers with excellent spinnability and drawability are obtained.

発明の詳細な説明 以下本発明のポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾ
オキサゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊
維の製造方法について具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method for producing polybenzothiazole fibers, polybenzoxazole fibers or polybenzimidazole fibers of the present invention will be specifically described below.

本発明に係る繊維の製造方法において使用される高分子
化合物は、ポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキサ
ゾール類またはポリベンゾイミダゾール類であり、具体
的にはこのような高分子化合物としては、上述の式で示
したPBTSABPTBSPBOlABPBOlPBI
およびABPB!などの全芳香族へテロ環状高分子化合
物を挙げることができる。なお、本発明においては、上
記のような全芳香族へテロ環状高分子化合物単独で使用
することもできるし、2種類以上を組み合わせて使用す
ることもできる。2種類以上の全芳香族へテロ環状高分
子化合物を組み合わせて使用する場合、2種類以上の全
芳香族へテロ環状高分子化合物を、たとえば、以下に記
載する方法等により、それぞれ個別に合成して、得られ
た反応液を混合し、さらに希釈する方法により2種類以
上の全芳香族へテロ環状高分子化合物を含む溶液を得る
ことができる。これとは別に、2種類以上のコモノマー
を用いた全芳香族へテロ環状高分子共重合化合物におい
ても所望の結果を得ることができる。
The polymer compounds used in the method for producing fibers according to the present invention are polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles, and specifically, such polymer compounds include those of the above formula. PBTSABPTBSPBOlABPBOlPBI shown in
and ABPB! Examples include wholly aromatic heterocyclic polymer compounds such as. In addition, in the present invention, the above-mentioned wholly aromatic heterocyclic polymer compounds can be used alone, or two or more types can be used in combination. When using two or more types of wholly aromatic heterocyclic polymer compounds in combination, the two or more types of wholly aromatic heterocyclic polymer compounds may be synthesized individually, for example, by the method described below. A solution containing two or more types of wholly aromatic heterocyclic polymer compounds can be obtained by mixing the obtained reaction solutions and further diluting them. Apart from this, desired results can also be obtained in a wholly aromatic heterocyclic polymer copolymer compound using two or more types of comonomers.

このような全芳香族へテロ環状高分子化合物のうち、た
とえば、上記PBTは、2,5−ジアミノ−1,4−ベ
ンゼンジチオール・ジハイドロクロライド(DABDT
)とテレフタル酸(TA)とを、ポリリン酸の存在下で
反応させることにより合成することができる。
Among such wholly aromatic heterocyclic polymer compounds, for example, the above-mentioned PBT is 2,5-diamino-1,4-benzenedithiol dihydrochloride (DABDT).
) and terephthalic acid (TA) in the presence of polyphosphoric acid.

また、PBOは、4.6−ジアミツー1,3−ベンゼン
ジオール・ジハイドロクロライド(DAR)とテレフタ
ル酸(TA)とを、ポリリン酸の存在下で反応させるこ
とにより合成することができる。
Moreover, PBO can be synthesized by reacting 4,6-diamitu-1,3-benzenediol dihydrochloride (DAR) and terephthalic acid (TA) in the presence of polyphosphoric acid.

さらに、ABPBTは、4−アミノ−3−メルカプトベ
ンゾイックアシッド・ジハイドロクロライド(AMBA
)を、ポリリン酸の存在下で反応させることにより合成
することができる。
Furthermore, ABPBT is 4-amino-3-mercaptobenzoic acid dihydrochloride (AMBA
) can be synthesized by reacting in the presence of polyphosphoric acid.

またさらに、ABPBOは、3−アミノ−4−ヒドロキ
シベンゾイックアシッド・ハイドロクロライド(^11
^11)を、ポリリン酸の存在下で反応させることによ
り合成することができる。
Furthermore, ABPBO is 3-amino-4-hydroxybenzoic acid hydrochloride (^11
^11) can be synthesized by reacting in the presence of polyphosphoric acid.

さらに、PBIおよびABPBf等も上記の方法に準じ
て製造することができる。
Furthermore, PBI, ABPBf, etc. can also be produced according to the above method.

上記の反応の際に用いられるポリリン酸は、この反応に
おいて、反応溶媒として作用すると共に、反応触媒とし
ても作用する。
The polyphosphoric acid used in the above reaction acts not only as a reaction solvent but also as a reaction catalyst.

ここで、ポリリン酸(PPA)は一般に次に示す式%式
% 上記のようなポリリン酸は、オルトリン酸(H3PO4
)を加熱して脱水縮合する方法および五酸化リン(P2
O3)に水を加えた後、加熱する方法等により調製する
ことができる。
Here, polyphosphoric acid (PPA) is generally expressed by the following formula % Formula % The above polyphosphoric acid is orthophosphoric acid (H3PO4
) and a method of dehydrating and condensing phosphorus pentoxide (P2
It can be prepared by adding water to O3) and then heating it.

このようなポリリン酸は、ポリメリックなプロトン酸で
あり、かつ酸無水物であって、室温で無色透明で粘稠な
シロップ状態で存在している。
Such polyphosphoric acid is a polymeric protonic acid and an acid anhydride, and exists in the form of a colorless, transparent, and viscous syrup at room temperature.

たとえば、全芳香族へテロ環状高分子化合物を合成する
際の反応条件等を、ポリリン酸(PPA)に、4.6−
ジアミツー1,3−ジベンゼンジオールハイドロクロラ
イド(DAR)とテレフタル酸(TA)とを添加して合
成する場合を例にとって説明する。PPA中にDARを
添加して減圧下に50〜80℃に約20時間加熱すると
、次式に示すようにDARから塩化水素が除去されると
共に、DARにPPAが付加する。
For example, the reaction conditions when synthesizing a wholly aromatic heterocyclic polymer compound are set to 4.6-
An example will be explained in which synthesis is performed by adding diami2-1,3-dibenzenediol hydrochloride (DAR) and terephthalic acid (TA). When DAR is added to PPA and heated at 50 to 80°C under reduced pressure for about 20 hours, hydrogen chloride is removed from DAR and PPA is added to DAR as shown in the following formula.

また、ポリリン酸(PPA)にテレフタル酸(TA)を
添加すると、次式に示すようにTAとPPAとの次いで
、このような脛合液を不活性ガス気流中で撹拌しながら
さらに加熱する。この場合の反応温度は、通常は、80
〜100℃であり、さらにこの反応は、100〜180
℃の範囲の温度で一旦反応させた後、引き続き180〜
200℃の範囲の温度で反応させることが好ましい。
Further, when terephthalic acid (TA) is added to polyphosphoric acid (PPA), as shown in the following formula, TA and PPA are added, and then such tibia fluid is further heated while stirring in an inert gas stream. The reaction temperature in this case is usually 80
~100°C, and furthermore, this reaction
Once reacted at a temperature in the range of 180 -
Preferably, the reaction is carried out at a temperature in the range of 200°C.

このようにして反応を行なうことにより、反応の進行に
伴なって、反応液の濃度が次第に上昇する。すなわち、
上記のような条件で反応させることにより30℃のメタ
ンスルホン酸中で測定した極限粘度[η]が、通常2〜
50dD/gの範囲内にある全芳香族へテロ環状高分子
化合物を得ることができる。
By conducting the reaction in this manner, the concentration of the reaction solution gradually increases as the reaction progresses. That is,
By reacting under the above conditions, the intrinsic viscosity [η] measured in methanesulfonic acid at 30°C is usually 2 to 2.
It is possible to obtain a wholly aromatic heterocyclic polymer compound within the range of 50 dD/g.

そして、上記のようにして反応を行なうことにより、反
応液中における全芳香族へテロ環状高分子化合物の濃度
は、通常5〜20重量%になる。
By carrying out the reaction as described above, the concentration of the wholly aromatic heterocyclic polymer compound in the reaction solution is usually 5 to 20% by weight.

上記のような濃度の全芳香族へテロ環状高分子化合物の
PPA溶液は、溶液中で全芳香族へテロ環状高分子化合
物が液晶相を形成するため、溶液自体が直交ニコル下偏
光を示す。
In a PPA solution of a wholly aromatic heterocyclic polymer compound having the above concentration, the solution itself exhibits orthogonal Nicol polarization because the wholly aromatic heterocyclic polymer compound forms a liquid crystal phase in the solution.

このような液晶性を示す反応液をそのまま用いて紡糸す
ると、液晶性繊維を得ることができるが、このような反
応液は、曳糸性が乏しいうえに得られた液晶性繊維は非
常に脆いため、連続的は紡糸を行なうことが困難である
。従って、この液晶性繊維の有している耐熱性および耐
加水分解性などの優れた特性を利用することが非常に難
しい。
Liquid crystalline fibers can be obtained by spinning a reaction solution that exhibits liquid crystallinity as it is, but such a reaction solution has poor spinnability and the resulting liquid crystalline fibers are extremely brittle. Therefore, continuous spinning is difficult. Therefore, it is very difficult to utilize the excellent properties of this liquid crystal fiber, such as heat resistance and hydrolysis resistance.

本発明に係る繊維の製造方法では、上記のようなポリリ
ン酸、メタンスルホン酸、硫酸またはこれらの混合物に
、ポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキサゾール類
およびポリベンゾイミダゾール類などの全芳香族へテロ
環状高分子化合物を液晶相が観察されない状態に溶解し
た溶液を用いて紡糸する。
In the method for producing fibers according to the present invention, a wholly aromatic heterocyclic compound such as polybenzothiazoles, polybenzooxazoles, and polybenzimidazoles is added to the above-mentioned polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, sulfuric acid, or a mixture thereof. Spinning is performed using a solution in which a polymer compound is dissolved in a state in which no liquid crystal phase is observed.

すなわち、上述した反応により生成した全芳香族へテロ
環状高分子化合物を、通常は、反応終了後に反応溶媒と
同じ溶媒を用いて液晶相か観察されない濃度まで希釈す
る。この濃度は、用いる全芳香族へテロ環状高分子化合
物の種類および重合度等によって異なるが、通常PPA
等の溶媒100重量部に対して、全芳香族へテロ環状高
分子化合物は5重量部以下好ましくは011〜3重量部
以下の量で存在している。
That is, the wholly aromatic heterocyclic polymer compound produced by the above-mentioned reaction is usually diluted with the same solvent as the reaction solvent to a concentration at which no liquid crystal phase is observed after the reaction is completed. This concentration varies depending on the type and degree of polymerization of the wholly aromatic heterocyclic polymer compound used, but usually PPA
With respect to 100 parts by weight of the solvent, the wholly aromatic heterocyclic polymer compound is present in an amount of 5 parts by weight or less, preferably 0.11 to 3 parts by weight or less.

溶液を上記のような濃度にするために用いる希釈溶媒は
、反応溶媒と同一であっても異なっていてもよく、した
がって本発明においては上記のようにして得られた反応
液をポリリン酸、メタンスルホン酸および/または硫酸
を用いて希釈することができる。さらに上記のポリリン
酸、メタンスルホン酸および硫酸以外にも、本発明で使
用する溶液の特性を損なわない範囲内で、クロロ硫酸、
トリフルオロ硫酸等の極性溶媒を使用することもできる
The dilution solvent used to bring the solution to the above concentration may be the same as or different from the reaction solvent. Therefore, in the present invention, the reaction solution obtained as described above is diluted with polyphosphoric acid, methane, etc. It can be diluted with sulfonic acid and/or sulfuric acid. Furthermore, in addition to the above-mentioned polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, and sulfuric acid, chlorosulfuric acid,
Polar solvents such as trifluorosulfuric acid can also be used.

上記のような濃度の溶液中では、全芳香族へテロ環状高
分子化合物は、液晶相を形成していないため、直交ニコ
ル下偏光は観察されない。
In a solution having the above concentration, the wholly aromatic heterocyclic polymer compound does not form a liquid crystal phase, so that no crossed Nicol polarization is observed.

このような溶液を、たとえばドライ・ジェット/ウェッ
ト・スピニング法(乾湿式紡糸法)を採用して紡糸する
Such a solution is spun using, for example, a dry jet/wet spinning method.

第1図に本発明の繊維の製造方法で採用される紡糸装置
を模式的に示す。
FIG. 1 schematically shows a spinning apparatus employed in the fiber manufacturing method of the present invention.

第1図に示すように、本発明で使用することができる紡
糸装置は、全芳香族へテロ環状高分子化合物のPPA溶
液等が充填されている容器1と、この溶液を吐出するギ
アポンプ2を含む紡糸口型3と、吐出口型3から吐出さ
れた吐出物を凝固させる凝固浴4と、捲取装置5とから
なる。そして、紡糸口型3からの吐出糸は、空気層を介
して凝固浴4に導かれた後、捲取装置5で捲き取られる
As shown in FIG. 1, the spinning apparatus that can be used in the present invention includes a container 1 filled with a PPA solution of a wholly aromatic heterocyclic polymer compound, and a gear pump 2 for discharging this solution. The spinneret mold 3 includes a spinneret mold 3, a coagulation bath 4 that coagulates the discharged material discharged from the discharge spout mold 3, and a winding device 5. Then, the yarn discharged from the spinneret mold 3 is led to a coagulation bath 4 via an air layer, and then wound up by a winding device 5.

本発明において、上記のようなドライジェットウェット
スピニング法を採用する場合、紡糸は、紡糸温度を通常
は20〜160℃、さらに50〜500μm程度の通常
の紡糸ノズルを用いてドラフト比を通常は1.0以上に
設定して行なう。なお、上記のようなドラフト比で紡糸
を行なうには、上記のようなドラフト比になるように吐
出糸を機械的に張力をかけることもできるが、上記のよ
うに吐出糸を空気層を介して凝固浴中に投入させること
により、吐出糸の自重によってドラフトがかかるため、
特に機械的に張力を賦与せずに、たとえば吐出量を調整
することにより、上記のようなドラフト比で紡糸を行な
うことができる。
In the present invention, when the dry jet wet spinning method as described above is adopted, the spinning is performed at a spinning temperature of usually 20 to 160°C, using a normal spinning nozzle of about 50 to 500 μm, and a draft ratio of 1. Set it to .0 or higher. Note that in order to perform spinning at the draft ratio as described above, it is possible to mechanically apply tension to the discharged yarn so that the draft ratio is as described above, but it is also possible to mechanically apply tension to the discharged yarn so that the draft ratio is as described above. By placing the yarn into a coagulation bath, drafts are generated due to the weight of the discharged yarn.
Spinning can be carried out at the above draft ratio by adjusting the discharge amount, for example, without applying mechanical tension.

本発明において、上記のようにして紡糸した吐出糸を浸
漬する凝固浴4としては、水浴を用いることが好ましい
In the present invention, it is preferable to use a water bath as the coagulation bath 4 in which the discharged yarn spun as described above is immersed.

すなわち、このようにして水中に吐出糸を放置してポリ
リン酸、メタンスルホン酸あるいは硫酸を除去すること
により、ポリリン酸、メタンスルホン酸あるいは硫酸の
残留率の低下に伴ってポリマーが析出して、主に網目構
造が形成され、著しい延伸性を有する高い繊維を得るこ
とができる。
That is, by leaving the discharge thread in water and removing polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, or sulfuric acid in this way, the polymer precipitates as the residual rate of polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, or sulfuric acid decreases. It is possible to obtain fibers that are mainly formed into a network structure and have a high degree of extensibility.

この場合、繊維中のリン酸、メタンスルホン酸または硫
酸の残留率が、通常は0.1重量%以下、好ましくは0
,01重量%以下になるように繊維を水中に浸漬するこ
とが望ましい。
In this case, the residual rate of phosphoric acid, methanesulfonic acid or sulfuric acid in the fiber is usually 0.1% by weight or less, preferably 0.
, 01% by weight or less.

第2図に吐出糸の水中放置時間と、このように水中に放
置して得られた凝固糸を乾燥して得られた繊維の歪率一
応力の関係を示す。
FIG. 2 shows the relationship between the time for which the discharged yarn was left in water and the strain rate versus stress of the fiber obtained by drying the coagulated yarn obtained by leaving it in water in this manner.

第2図から明らかなように、吐出糸を水中に放置する時
間によって得られる乾燥繊維の破断点伸びが異なること
がわかる。すなわち、凝固浴に投入し、凝固浴中の放置
時間が、たとえば1時間以内の凝固糸を用いて得られる
延伸繊維と比較すると、放置時間が長くなるにしたがっ
て得られる延伸繊維の強度が高くなり、凝固浴での放置
時間1日間(24時間)の凝固糸を用いて製造された延
伸繊維の破断点伸びが最大になる。そして、24時間を
超えると再び延伸繊維の破断点伸びは低くなる傾向があ
る。
As is clear from FIG. 2, the elongation at break of the dried fibers obtained varies depending on the time the discharged yarn is left in water. That is, compared to drawn fibers obtained using coagulated threads that are placed in a coagulation bath and left in the coagulation bath for less than one hour, the strength of the drawn fibers obtained increases as the standing time increases. The elongation at break of the drawn fiber produced using the coagulated yarn left in the coagulation bath for 1 day (24 hours) is maximum. Then, after 24 hours, the elongation at break of the drawn fibers tends to decrease again.

このような水中放置時間と凝固糸中のP2O5の残留量
との関係を第3図に示す。
FIG. 3 shows the relationship between the standing time in water and the amount of P2O5 remaining in the coagulated thread.

第3図に示すように24時間水中に放置することにより
、たとえばPBOを用いた場合に、このPBO凝固糸中
に残留するポリリン酸の残留量は、0.1重量%以下、
好ましくは0.01重量%以下になる。
As shown in FIG. 3, by leaving it in water for 24 hours, for example, when PBO is used, the residual amount of polyphosphoric acid remaining in the PBO coagulated thread is 0.1% by weight or less.
Preferably it is 0.01% by weight or less.

このようにして得られた繊維は、太さが通常は10〜5
00μmであり、ASTM  D−3379−75によ
り規定されている方法により測定した繊維の破断点伸び
が20〜200%の範囲にある。
The fibers obtained in this way usually have a thickness of 10 to 5
00 μm, and the elongation at break of the fibers measured by the method specified by ASTM D-3379-75 is in the range of 20 to 200%.

特に本発明の方法により得られた繊維は、ポリイミド繊
維と同等若しくはそれ以上の耐熱性を有している。
In particular, the fibers obtained by the method of the present invention have heat resistance equal to or higher than that of polyimide fibers.

しかも、本発明の方法により得られた繊維は、ポリイミ
ドと異なり耐水性に優れ、加水分解されることかない。
Furthermore, unlike polyimide, the fibers obtained by the method of the present invention have excellent water resistance and are not hydrolyzed.

このようにして得られた繊維(凝固糸)は、水中から引
き上げられた後、通常は乾燥される。
The fibers (coagulated threads) thus obtained are usually dried after being pulled out of the water.

本発明において、乾燥は、乾燥温度を通常は20〜10
0℃の範囲、乾燥時間を通常は10分間以上に設定して
行なわれる。
In the present invention, drying is carried out at a drying temperature of usually 20 to 10
The drying is carried out at a temperature of 0°C and a drying time of usually 10 minutes or more.

このようにして乾燥を行なうことにより、乾燥された糸
(乾燥糸)中の水分の含有率は、通常は0.1重量%以
下、好ましくは0.01重量%以下になる。
By drying in this manner, the moisture content in the dried yarn (dried yarn) is usually 0.1% by weight or less, preferably 0.01% by weight or less.

このようにして得られた乾燥糸は、そのまま使用するこ
ともできるが、さらに延伸することにより強度の高い延
伸繊維を得ることが可能である。
The dried yarn thus obtained can be used as it is, but by further drawing it, it is possible to obtain a drawn fiber with high strength.

上記のような乾燥糸の延伸は、延伸倍率を通常は1〜2
00%の範囲、延伸温度を通常は20〜500℃の範囲
に設定して行なわれる。
When dry yarn is stretched as described above, the stretching ratio is usually 1 to 2.
00% range, and the stretching temperature is usually set in the range of 20 to 500°C.

なお、上記のようにして延伸を行なった後、得られた延
伸繊維をヒートセットすることもできる。
Note that after drawing as described above, the obtained drawn fibers can also be heat set.

発明の効果 本発明に係る製造方法によれば、ポリベンゾチアゾール
類、ポリベンゾオキサゾール類またはポリベンゾイミダ
ゾール類を特定の溶媒中に液晶相が観察されないような
低濃度で溶解し、この溶媒を用いて紡糸しているので、
優れた曳糸性および延伸性を有する繊維が得られる。
Effects of the Invention According to the production method of the present invention, polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles are dissolved in a specific solvent at a low concentration such that no liquid crystal phase is observed, and this solvent is used. Because the yarn is spun using
Fibers with excellent spinnability and drawability are obtained.

したがって、本発明の繊維の製造方法を採用することに
より、特に耐熱性および耐加水分解性に優れた全芳香族
へテロ環状化合物からなる繊維を得ることができる。
Therefore, by employing the fiber manufacturing method of the present invention, it is possible to obtain a fiber made of a wholly aromatic heterocyclic compound that has particularly excellent heat resistance and hydrolysis resistance.

次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
は、これら実施例により限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically explained using Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 濃度85%のH3PO4を40重量%と、濃度115%
のポリリン酸60重量%とを混合してP2O5の含有率
が74.9%のポリリン酸溶液(PPA溶液)を調製し
た。
Example 1 40% by weight of H3PO4 with a concentration of 85% and a concentration of 115%
A polyphosphoric acid solution (PPA solution) having a P2O5 content of 74.9% was prepared by mixing with 60% by weight of polyphosphoric acid.

上記のPPA溶液88.6gと、200 mlのレジン
ケトンに溶解された22.82gの4,6−ジアミツー
1.3−ベンゼンジオールジハンドロクロライド(DA
R)とを混合した。この混合物を撹拌した後、減圧下に
50〜80℃の温度に約20時間加熱することによりD
ARから塩化水素を除いた。
88.6 g of the above PPA solution and 22.82 g of 4,6-diamy2-1,3-benzenediol dihandrochloride (DA) dissolved in 200 ml of resin ketone.
R) was mixed. After stirring this mixture, D
Hydrogen chloride was removed from AR.

次いで、上記の混合物に17.96gのテレフタル酸(
TA)を添加し、さらに61.2gのP Oを添加して
、この混合物中のP2O,の含有率を87.2重量%に
した。
Then, 17.96 g of terephthalic acid (
TA) was added and further 61.2 g of P 2 O was added to bring the content of P 2 O, in the mixture to 87.2% by weight.

上記のようにして得られた混合物を、アルゴン気流下に
油浴を用いて100℃で15時間撹拌した。
The mixture obtained above was stirred at 100° C. for 15 hours using an oil bath under an argon stream.

上記のようにして加熱下に撹拌することによっては、混
合液のバルク粘度の著しい上昇は見られなかった。
By stirring under heating as described above, no significant increase in the bulk viscosity of the liquid mixture was observed.

次いで、この混合液を激しく撹拌しながら、油浴の温度
を40分以内に100℃から178℃にし、この温度に
25時間維持し、次いで1時間以内に185℃にまで上
昇させ、この温度で25時間反応させた。
Then, while stirring the mixture vigorously, the temperature of the oil bath was brought from 100°C to 178°C within 40 minutes, maintained at this temperature for 25 hours, then increased to 185°C within 1 hour, and at this temperature. The reaction was allowed to proceed for 25 hours.

上記のようにして反応を行なって得られた反応溶液中に
は、ポリ(P−フェニレンベンゾオキサゾール)  (
PBO)が13.6重量%含有されているため、この反
応液は液晶相を形成しており偏光性を示した。
The reaction solution obtained by carrying out the reaction as described above contains poly(P-phenylenebenzoxazole) (
Since the reaction liquid contained 13.6% by weight of PBO), this reaction liquid formed a liquid crystal phase and exhibited polarizing properties.

この反応液145.0gに、反応の際に調製したPPA
溶液794.0gを添加して充分に撹拌することにより
、偏光が観察されなくなった。
PPA prepared during the reaction was added to 145.0 g of this reaction solution.
By adding 794.0 g of the solution and stirring sufficiently, polarized light was no longer observed.

この溶液中におけるP8O6度は2.1m!jkg6で
あった。極限粘度−11,1dR/g (30℃メタン
スルホン酸) 上記のようにして得られた溶液をギヤポンプ方式の液晶
紡糸装置(紡績突起径360μm、1ホール)を用いて
紡糸温度135℃、吐出量9.6ml/分、ドラフト比
1の条件でエアーギャップ3.5cmで空気中に吐出さ
せた後、大量の水を含む凝固浴へ紡糸した(吐出糸)。
The P8O6 degree in this solution is 2.1 m! It was 6 kg. Intrinsic viscosity: -11.1 dR/g (30°C methanesulfonic acid) The solution obtained above was spun using a gear pump type liquid crystal spinning device (spinning projection diameter 360 μm, 1 hole) at a spinning temperature of 135°C and a discharge rate. After discharging into the air with an air gap of 3.5 cm under the conditions of 9.6 ml/min and a draft ratio of 1, it was spun into a coagulation bath containing a large amount of water (discharged yarn).

上記のようにして紡糸された吐出糸を、25℃の水中に
投入して水中に24時間放置した。
The discharged yarn spun as described above was placed in water at 25° C. and left in water for 24 hours.

このようにして水中に放置することにより、吐出糸中の
P2O5a度は、0.0074重量%ニまで低下した。
By leaving the yarn in water in this manner, the P2O5a degree in the discharged yarn decreased to 0.0074% by weight.

湿潤状態のまま評価したこの繊維の破断点伸びは90%
であった。
The elongation at break of this fiber when evaluated in the wet state is 90%.
Met.

上記のようにしてP2O5a度を低下させた後、水中か
ら取り出し、80℃で12時間乾燥させて乾燥糸を得た
。この乾燥糸の水分含有率は、0.01重量%以下であ
った。
After reducing the P2O5a degree as described above, it was taken out from water and dried at 80°C for 12 hours to obtain a dry thread. The moisture content of this dry yarn was 0.01% by weight or less.

また、得られた繊維の直径は120μmであり、この繊
維の内部には多数の沈澱粒子が凝集した部分と多数の空
隙1爾からなる網目構造を形成していることが分かった
The diameter of the obtained fibers was 120 μm, and it was found that the inside of the fibers formed a network structure consisting of portions where many precipitated particles aggregated and many voids.

さらにこの繊維の破断点伸びは、140%であった。Furthermore, the elongation at break of this fiber was 140%.

このように、本発明の方法より、得られた繊維は、非常
に高い延伸性を有しており、このような繊維を延伸して
延伸繊維を得ることが可能であった。
As described above, the fibers obtained by the method of the present invention have extremely high drawability, and it was possible to obtain drawn fibers by drawing such fibers.

実施例2〜16 実施例1において、PBOのPPA溶液中におけるPB
O濃度およびドラフト比、さらに吐出糸の水中放置時間
を表1に記載するように変えた以外は同様にして繊維を
得た。なお、表1に記載する濃度の溶液を観察したとこ
ろ、液晶性は有していなかった。
Examples 2-16 In Example 1, PB in PPA solution of PBO
Fibers were obtained in the same manner except that the O concentration, the draft ratio, and the time for which the discharged yarn was allowed to stand in water were changed as shown in Table 1. Note that when the solutions having the concentrations listed in Table 1 were observed, they did not have liquid crystallinity.

得られた繊維の諸物性を表1に併せて記載する。Various physical properties of the obtained fibers are also listed in Table 1.

比較例1 実施例1において、PBOを合成した際の反応液をその
まま用いて紡糸した以外は同様にして繊維を得た。この
溶液の濃度は1366重量%であり、偏光性を示した。
Comparative Example 1 Fibers were obtained in the same manner as in Example 1, except that the reaction solution used to synthesize PBO was used as it was for spinning. The concentration of this solution was 1366% by weight, and it exhibited polarizing properties.

得られた繊維は液晶性繊維であり、非常に脆いために取
り扱いが非常に難しく、さらにこのような繊維を延伸す
ることはできなかった。
The obtained fibers were liquid crystalline fibers, which were extremely brittle and therefore very difficult to handle, and furthermore, such fibers could not be drawn.

比較例2 実施例1において、吐出糸の水中放置時間を1時間に変
えた以外は同様にして繊維を得た。
Comparative Example 2 Fibers were obtained in the same manner as in Example 1, except that the time the discharged yarn was left in water was changed to 1 hour.

この吐出糸のP2O5a度は、24.3重量%であった
。また、湿潤状態および乾燥状態で表かした繊維の破断
点伸びは60%であった。
The P2O5a degree of this discharged yarn was 24.3% by weight. In addition, the elongation at break of the fiber in wet and dry conditions was 60%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の繊維の製造方法で採用される紡糸装
置を模式的に示す図である。 1・・・容器、2・・・ギアポンプ、3・・・紡糸口型
、4・・・凝固浴、5・・捲取装置 第2図は、凝固浴中での放置時間と、得られる乾燥繊維
の破断点伸びとの関係を示す歪率一応力曲線である。 第3図は、吐出糸の水中放置時間と、凝固糸中のP2O
5の残留量との関係を示すグラフである。 代  理  人
FIG. 1 is a diagram schematically showing a spinning apparatus employed in the fiber manufacturing method of the present invention. 1... Container, 2... Gear pump, 3... Spinneret type, 4... Coagulation bath, 5... Winding device Figure 2 shows the standing time in the coagulation bath and the resulting dryness. It is a strain rate-stress curve showing the relationship between fiber elongation at break. Figure 3 shows the time the discharged thread was left in water and the P2O in the coagulated thread.
5 is a graph showing the relationship with the residual amount of No. 5. agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ポリリン酸、メタンスルホン酸またはこれらの混
合物にポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾオキサゾー
ル類またはポリベンゾイミダゾール類を液晶相が観察さ
れない状態に溶解し、得られた溶液を紡糸することを特
徴とするポリベンゾチアゾール類繊維、ポリベンゾオキ
サゾール類繊維またはポリベンゾイミダゾール類繊維の
製造方法。
(1) A method characterized by dissolving polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, or polybenzimidazoles in polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, or a mixture thereof in a state in which no liquid crystal phase is observed, and spinning the resulting solution. A method for producing polybenzothiazole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber.
JP23723688A 1988-09-20 1988-09-20 Production of polybenzthizaole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber Pending JPH0284509A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23723688A JPH0284509A (en) 1988-09-20 1988-09-20 Production of polybenzthizaole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23723688A JPH0284509A (en) 1988-09-20 1988-09-20 Production of polybenzthizaole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0284509A true JPH0284509A (en) 1990-03-26

Family

ID=17012407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23723688A Pending JPH0284509A (en) 1988-09-20 1988-09-20 Production of polybenzthizaole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0284509A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5168252A (en) * 1990-04-02 1992-12-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Line filter having a magnetic compound with a plurality of filter elements sealed therein
US5286833A (en) * 1992-12-03 1994-02-15 The Dow Chemical Company Polybenzazole fiber with ultra-high physical properties
WO1994012700A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Low denier polybenzazole fibers and the preparation thereof
WO1994012703A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Method for spinning a polybenzazole fiber
WO1994012705A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Rapid heat-treatment method for polybenzazole fiber
WO1994012704A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Method for rapid drying of a polybenzazole fiber
WO1994012702A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Method for rapid spinning of a polybenzazole fiber
US5393478A (en) * 1993-08-20 1995-02-28 The Dow Chemical Company Process for coagulation and washing of polybenzazole fibers
WO1999013140A1 (en) * 1997-09-09 1999-03-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company Wholly aromatic synthetic fiber produced by liquid-crystal spinning, process for producing the same, and use thereof

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5168252A (en) * 1990-04-02 1992-12-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Line filter having a magnetic compound with a plurality of filter elements sealed therein
US5286833A (en) * 1992-12-03 1994-02-15 The Dow Chemical Company Polybenzazole fiber with ultra-high physical properties
WO1994012700A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Low denier polybenzazole fibers and the preparation thereof
WO1994012703A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Method for spinning a polybenzazole fiber
WO1994012705A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Rapid heat-treatment method for polybenzazole fiber
WO1994012704A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Method for rapid drying of a polybenzazole fiber
WO1994012702A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Method for rapid spinning of a polybenzazole fiber
WO1994012701A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-09 The Dow Chemical Company Polybenzazole fibers with ultra-high physical properties and method for making them
US5385702A (en) * 1992-12-03 1995-01-31 The Dow Chemical Company Method for stable rapid spinning of a polybenzoxazole or polybenzothiazole fiber
US5393478A (en) * 1993-08-20 1995-02-28 The Dow Chemical Company Process for coagulation and washing of polybenzazole fibers
WO1999013140A1 (en) * 1997-09-09 1999-03-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company Wholly aromatic synthetic fiber produced by liquid-crystal spinning, process for producing the same, and use thereof
US6592987B1 (en) 1997-09-09 2003-07-15 E. I. Du Pont De Namours And Company Wholly aromatic synthetic fiber produced by liquid-crystal spinning, process for producing the same, and use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5286833A (en) Polybenzazole fiber with ultra-high physical properties
CN110194837B (en) Flame-retardant aromatic polyoxadiazole polymer and preparation method thereof
CN101200822A (en) Polyimide fiber containing benzimidazole structure and preparation method thereof
JPH0284511A (en) Production of polybenzthiazole drawn fiber, polybenzoxazole drawn fiber or polybenzimidazole drawn fiber
JPH0284509A (en) Production of polybenzthizaole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber
JP2010525183A (en) Polybenzazole and polybenzazole precursors
JP5340331B2 (en) Fully aromatic polyamide filament
JPH03104921A (en) Production of fiber of polybenzothiazoles, polybenzoxazoles or polybenzimidazoles
JPH0532490B2 (en)
JPH03104920A (en) Production of fiber of polybenzothiazoles, polybenzoxazoles or polybenzimidazoles
JPH0284510A (en) Production of polybenzthiazole fiber, polybenzoxazole fiber or polybenzimidazole fiber
JPH04194022A (en) Production of fiber of polybenzothiazoles, polybenzoxazoles or polybenzimidazoles
JPH04202257A (en) Wholly aromatic heterocyclic polymer compostion, fiber and film produced therefrom, and production thereof
US5288452A (en) Steam heat-treatment method for polybenzazole fiber
CN102154726A (en) Middle modulus poly (p-phenyl-terephthalamide) fiber and preparation method thereof
US5288445A (en) Rapid heat-treatment method for polybenzaole fiber
JP3685049B2 (en) Polybenzazole and its fibers
CN117758390A (en) A kind of benzoxazole-based polymer fiber and preparation method thereof
EP0240302A2 (en) Aromatic polybenzimidazole and aromatic polyimide compositions and processes of manufacture
JP3265579B2 (en) Method for producing low-denier polybenzazole fiber
JPH0376810B2 (en)
CN113668090B (en) A kind of polyacetamidoimide fiber and its preparation spinning method
JPH0418115A (en) Production of polyimide fiber
JP3508876B2 (en) High modulus polybenzazole fiber
JPS61233058A (en) Production of dope