JPS6197355A - Production of polyamide fiber or film having high young's modulus - Google Patents
Production of polyamide fiber or film having high young's modulusInfo
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- JPS6197355A JPS6197355A JP21638684A JP21638684A JPS6197355A JP S6197355 A JPS6197355 A JP S6197355A JP 21638684 A JP21638684 A JP 21638684A JP 21638684 A JP21638684 A JP 21638684A JP S6197355 A JPS6197355 A JP S6197355A
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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、改良された機械的性質を有する芳香族ポリア
ミド繊維又はフィルムの製造法に関するものである。更
に詳しくは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロ
ゲン化物及びアミド系溶媒を成分とする光学異方性ドー
プから、機械的性質、特に高ヤング率の芳香族ポリアミ
ド繊維又はフィルムを製造する方法に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a process for producing aromatic polyamide fibers or films with improved mechanical properties. More specifically, it relates to a method for producing aromatic polyamide fibers or films with mechanical properties, particularly high Young's modulus, from an optically anisotropic dope containing an alkali metal or alkaline earth metal halide and an amide solvent. It is.
従来の技術
芳香族ポリアミドは既に公知のポリマーであり、これか
ら得られる繊維は、剛直な分子構造をもつため耐熱性及
び機械的性質に優れていることも既に公知である。%開
昭47−39458号公報によると、限られたポリマー
固有粘度の芳香族ポリアミド系ポリマーを、硫酸を溶媒
とし、ちる特定のポリマー洟匿のドープとして、空中吐
出湿式紡糸することにより、紡糸したままで、即ち延伸
、または熱処理を行なわないままで、異例に高い引張強
度及びヤング率を有する繊維が得られることが記載され
て・いる。BACKGROUND OF THE INVENTION Aromatic polyamides are already known polymers, and it is also known that fibers obtained from them have excellent heat resistance and mechanical properties because they have a rigid molecular structure. According to Japanese Patent Publication No. 47-39458, an aromatic polyamide-based polymer having a limited inherent viscosity was spun by aerial discharge wet spinning using sulfuric acid as a solvent and a dope containing a specific polymer. It has been described that fibers with exceptionally high tensile strength and Young's modulus can be obtained as is, ie without drawing or heat treatment.
しかし、これらの芳香族ポリアミド系繊維は紡糸された
ままでヤング率が異例に高いとは言うものの、特に強靭
さが要求される、例えば航空機、宇宙材料等の高度な複
合強化材料としての用途では、セラミックス、グラファ
イト、ボロン等に比較して、ヤング率が未だ充分ではな
く、そのままでは用いられない。そのために、強化プラ
スチック複合材料として有用な、改良された、高ヤング
率繊維を得ることを目的として、紡糸されたままの繊維
を緊張下に加熱処理して、さらにヤング率を向上させる
方法が特開昭47−43419に開示されている。However, although these aromatic polyamide fibers have an exceptionally high Young's modulus as they are spun, they cannot be used as advanced composite reinforcing materials for aircraft, space materials, etc., where particularly toughness is required. Compared to ceramics, graphite, boron, etc., Young's modulus is still insufficient, so it cannot be used as is. To this end, with the aim of obtaining improved high Young's modulus fibers useful as reinforced plastic composite materials, a method has been proposed in which the as-spun fibers are heat treated under tension to further improve the Young's modulus. It is disclosed in 1983-43419.
しかしながら、かかる熱処理方法は、高度な複合材料用
に用いられる繊維とするために、一旦紡糸して得られた
繊維を再度熱処理に供することによって生産性が極度に
低下し、更に、加熱延伸により固有粘度の低下、引張強
度の低下を引きおこすという大きな欠点を有していた。However, in this heat treatment method, in order to obtain fibers for use in advanced composite materials, the resulting fibers are once spun and subjected to heat treatment again, resulting in an extremely low productivity. This had the major disadvantage of causing a decrease in viscosity and tensile strength.
また、パラ配向性の芳香族ポリアミドの局ヤング率繊維
を得る方法が特開昭52−12325号公報および特開
昭52−12326号公報に開示されており、これらの
公報によれば、空中吐出湿式紡糸したままの凝固糸を予
備延伸後、さらに300℃以上の賃温度で熱処理するこ
とにより、高強度、高ヤング率を有する繊維が得られる
とされている。Further, a method for obtaining local Young's modulus fibers of para-oriented aromatic polyamide is disclosed in JP-A-52-12325 and JP-A-52-12326, and according to these publications, air discharge It is said that fibers with high strength and high Young's modulus can be obtained by pre-stretching the coagulated yarn as wet-spun and then heat-treating it at a temperature of 300° C. or higher.
上述の方法によれば、1000f/d以上の高いヤング
率金有する繊維が得られるものの、ヤング率を上げるた
めに予備延伸と熱処理との2つの工程が必要となり、装
置が複雑となる。また、熱処理を300℃以上の高温で
行うため、エネルギー消9に量が太きいという重大な欠
点があった。According to the above-mentioned method, a fiber having a high Young's modulus of 1000 f/d or more can be obtained, but two steps of preliminary stretching and heat treatment are required to increase the Young's modulus, and the apparatus becomes complicated. Furthermore, since the heat treatment is carried out at a high temperature of 300° C. or higher, there is a serious drawback in that the amount of energy consumed is large.
一般に繊維のヤング率は、X線回折等によシ測定される
結晶配向性に対応していることは知られており、結晶配
向性を向上せしめる方法として、熱延伸等の処理が有力
であることが提案されて来た。芳香族ポリアミドからな
る繊維についても同様に、前述の如く一旦紡糸して得ら
れた繊維を加熱雰囲気中で延伸する方法がヤング率の向
上に極めて有力であることが開示されている。一方、紡
糸過程において、引取り時の張力を増大させることによ
り、延伸工程と同様の結晶配向性向上の効果が認められ
るが、一般には引取シ張力の増大による繊維構造の破壊
が併発され繊維の引張強度が著しく低下するのが常であ
り、特にポリマー溶液を凝固浴中に導く湿式紡糸法にお
いては顕著に引張強度が低下するとされて来た。It is generally known that the Young's modulus of fibers corresponds to the crystal orientation measured by X-ray diffraction, etc., and treatments such as hot stretching are effective as methods to improve the crystal orientation. Something has been proposed. Similarly, for fibers made of aromatic polyamide, it is disclosed that the method of stretching the fibers obtained by spinning them in a heated atmosphere as described above is extremely effective in improving the Young's modulus. On the other hand, in the spinning process, increasing the tension at the time of take-off has the same effect of improving crystal orientation as in the drawing process, but in general, the increase in the tension at the time of take-off causes destruction of the fiber structure and It has been said that the tensile strength usually decreases significantly, especially in wet spinning methods in which a polymer solution is introduced into a coagulation bath.
一方、パラ配向性の芳香族ポリアミドの溶解性は極端に
悪く、唯一の良溶媒系としては濃硫酸又はその類似化合
物が知られているにすき゛ない11例えば特開昭47−
39458号公報では、少なくとも98−濃度の硫酸及
びクロル硫酸、フルオロ硫酸及びこれらの酸の混合物、
あるいは必要に応じ、これらの酸に弗化水素酸、ハロゲ
ン化アルキルスルホ7 酸、ハロケ/化芳香族スルホン
酸、ハロゲン化酢酸、ハロゲン化低級アルキルアルコー
ル及びハロゲン化されたケトン又はアルデヒド、トリフ
ルオルメタンスルホン酸、スルホン、塩素化フェノール
及びニトロペ/ゼ/を添加剤として、溶媒及び添加剤の
全重量の約30チまで含有する混合物を溶媒として、こ
れとパラ配向性の芳香族ポリアミドとから光学異方性ド
ープをつくり、そのドープから繊維又はフィルムを得て
いる。かかる硫酸系ドープから機械的性質の優れた繊維
又はフィル五等の成形品を得る為には、実際上、高重合
度のバラ配向性芳香族ポリアミドを高濃度に溶解したド
ープが要求されるが、ドープ濃度の増大に伴って成形性
が低下するものであった。On the other hand, the solubility of para-oriented aromatic polyamides is extremely poor, and the only good solvent system known is concentrated sulfuric acid or its similar compounds11.
No. 39458 discloses at least 98-concentration sulfuric acid and chlorosulfuric acid, fluorosulfuric acid and mixtures of these acids;
Alternatively, if necessary, these acids can be added to hydrofluoric acid, halogenated alkyl sulfonic acid, halogenated aromatic sulfonic acid, halogenated acetic acid, halogenated lower alkyl alcohol, and halogenated ketone or aldehyde, trifluoromethane. A mixture of sulfonic acid, sulfone, chlorinated phenol, and nitrope/ze/ as additives containing up to about 30% of the total weight of the solvent and additives is used as a solvent to form an optically different material from para-oriented aromatic polyamide. A directional dope is made and fibers or films are obtained from the dope. In order to obtain molded products such as fibers or fillets with excellent mechanical properties from such sulfuric acid dope, a dope in which a highly polymerized, highly oriented aromatic polyamide is dissolved in a high concentration is actually required. , the moldability decreased as the dope concentration increased.
これに対して溶解性及び成形性を高める方法として、バ
ラ配向性芳香族ポリアミド、硫酸、及び金属7ツ化物か
らなるドープ組成物とすることが提案(特開昭50−4
148号公報)されたが、かかるドープにあっては、溶
解性と共にバラ配向性芳香族ポリアミドの分解も促進さ
れ1重合度が低下する結果、充分な効果を発揮するには
至らないものであった。On the other hand, as a method to improve solubility and moldability, it was proposed to create a dope composition consisting of a loosely oriented aromatic polyamide, sulfuric acid, and a metal heptadide (Japanese Patent Laid-Open No. 50-4
However, with such dopes, the decomposition of the unevenly oriented aromatic polyamide is promoted as well as the solubility, and the degree of monopolymerization is lowered, so that the dope cannot exhibit sufficient effects. Ta.
発明が解決しようとする問題点
本発明者らは、バラ配向性芳香族ポリアミドの高濃度硫
酸系ドープの成形性について研究を進めろ過程で、意外
なことに、従来加えることによつ7 てその溶等性が
低下するものと予測されていた。Problems to be Solved by the Invention In the process of researching the formability of highly concentrated sulfuric acid dope for individually oriented aromatic polyamide, the present inventors unexpectedly found that by adding conventional It was predicted that solubility would decrease.
テ
(金属ハロゲン化物及びアミド系溶媒の両方を、特定の
量加えることによって、溶解性を低下させることもなく
、流動性、成形性に優れていることを見い出し、更に該
ドープから得られた繊維又はフィルムの配向性が従来公
知のドーグから得られたものに対して極めて優れたもの
であることを発見し、更に改良研究な重ねた結果、紡糸
あるいは製膜後の過度の延伸、熱処理あるいは紡糸ある
いは製膜中での高度な緊張をかけることなく、紡糸わる
いは製膜しただけで、極めて配向性に優れた高ヤング率
のポリアミド繊維又はフィルムを効率よく製造出来るこ
とを見い出し本発明法を完成させたものである。It was discovered that by adding a specific amount of both a metal halide and an amide solvent, the solubility was not reduced and the fluidity and moldability were excellent, and the fibers obtained from the dope were They also discovered that the orientation of the film was extremely superior to that obtained from the conventionally known Dogue, and as a result of further improvement research, they found that excessive stretching, heat treatment, or spinning after spinning or film formation Alternatively, they discovered that polyamide fibers or films with extremely excellent orientation and high Young's modulus could be efficiently produced by simply spinning or forming a film without applying a high degree of tension during film formation, and completed the method of the present invention. This is what I did.
発明の構成
即ち本発明は、次式の単位 −
(上式中、単位■及び■は、これが重合体中に存在する
場合には実質的に当モル量で存在し、基R,R’及びl
は同一でも異なってもよく、かつ2価の基を表わし、n
は′O又は整数1であり、重合体中の全部の基R,R’
及びR“の少なくとも約95モルチは、延鎖結合を有す
る1個の硬い基又は延鎖結合によって互いに直接又はア
ゾ又はアゾキシ基を介して結合している一連のそのよう
な硬い基からなる。)からなる群より選択された反復単
位から実質的になるポリアミドからなる繊維又はフィル
ムを製造するにあたり、上記ポリアミド、該ポリアミド
に対して0.1重量%以上5重量−以下のアルカリ金属
又はアルカリ土類金属のハロゲン化物、該ポリアミドに
対して0.1重量−以上5重量−以下のアミド系溶媒及
び98重量%以上Zoo重量%以下の濃度の硫酸とから
光学異方性ドープを調整し、該ドープを湿式成形するこ
とを特徴とする高ヤング率のポリアミド繊維又はフィル
ムの製造法である。The constitution of the invention, that is, the present invention, consists of units of the following formula: l
may be the same or different and represent a divalent group, n
is 'O or an integer 1, and all groups R, R' in the polymer
and at least about 95 moles of R" consist of one hard group with a chain linkage or a series of such hard groups connected to each other by a chain linkage either directly or through an azo or azoxy group.) In producing a fiber or film consisting of a polyamide consisting essentially of repeating units selected from the group consisting of: the polyamide, an alkali metal or alkaline earth of 0.1% to 5% by weight based on the polyamide; An optically anisotropic dope is prepared from a metal halide, an amide solvent in an amount of 0.1 to 5 by weight relative to the polyamide, and sulfuric acid at a concentration of 98 to Zoo weight %, and the dope This is a method for producing polyamide fibers or films with a high Young's modulus, which is characterized by wet molding.
好ましい態様
本発明に用いられるポリアミドは、次式の基(上式中、
単位l及びIは、それが重合体中に存在する場合には実
質的に当モル量で存在し、基RSR’及びR#は同一で
も異なってもよく、かつ2価の基を表わし、nは0又は
整数であり、重合体中のすべての基RSR’及びR“の
少なくとも約95モルチは延鎖結合を有する1個の硬い
基又は延鎖結合によって互いに直接結合している一連の
そのような硬い基からなっている。)からなる群より選
択された反復単位から実質的になっている。Preferred Embodiments The polyamide used in the present invention has a group of the following formula (in the above formula,
The units l and I, when present in the polymer, are present in substantially equimolar amounts, the groups RSR' and R# may be the same or different and represent divalent groups, n is 0 or an integer, and at least about 95 moles of all groups RSR' and R'' in the polymer are one rigid group with extended chain bonds or a series of such groups directly bonded to each other by extended chain bonds. consists essentially of repeating units selected from the group consisting of hard groups.
更に、アゾ基−N−N−及びアゾキシ基↑
−N−N−は、2個の硬い環式基を結合させるのに役立
つことができる。かくして重合体の実質的部分は、堅固
な鎖を与える(nが00場合のポリオキサミド単位を含
む)ポリアミド単位からなっている。Furthermore, the azo group -N-N- and the azoxy group ↑ -N-N- can serve to link two hard cyclic groups. A substantial portion of the polymer thus consists of polyamide units (including polyoxamide units where n is 00) giving a rigid chain.
ここに「硬い基」という用語は、(a)環式基:単−環
式又は融合多環式芳香族炭素環又はへテロ環及び1.4
−(2,2,2)−ビシクローオクチレン、及び(b)
線状不飽和基:ビニレン−〇H=CH−及びエテニレン
ー〇=C−を意味する。なお、線状不飽和基に直接結合
したアミノ基を含有する単量体は安定でなく、それ故に
ビニレン又はエテニレンは、R′又は−N−に結合した
基R“の部分としては役に立ち得ないことが理解されな
ければならない0
「延鎖結合」という用語は、実質的に共軸(例Qq<)
、かつ逆方向に向いている所の基の分子鎖を延ばす結合
(分子鎖を延ばしているかどうかは、実際に結合角をは
かることによって決定される)゛ を意味する。こ
れらの重合体構造は、更にある種の強いプロトン酸溶媒
と混合した場合、異方性又は液体、結晶性相を形成する
という特徴を有する。The term "hard group" herein refers to (a) cyclic groups: monocyclic or fused polycyclic aromatic carbocycles or heterocycles;
-(2,2,2)-bicyclooctylene, and (b)
Linear unsaturated group: means vinylene-〇H=CH- and ethenylene-〇=C-. It should be noted that monomers containing amino groups directly bonded to linear unsaturated groups are not stable and therefore vinylene or ethenylene cannot serve as part of the group R'' bonded to R' or -N-. It is to be understood that the term "extended chain bond" refers to substantially coaxial (e.g.
, and a bond that extends the molecular chain of the group facing in the opposite direction (whether or not the molecular chain is extended is determined by actually measuring the bond angle). These polymer structures are further characterized by the formation of anisotropic or liquid, crystalline phases when mixed with certain strong protic acid solvents.
このことは、後で詳細に説明する。This will be explained in detail later.
RSR’及びR“とじて適当である、好適な延鎖結合を
有する基は、トランス−1,4−シクロヘキ及ヒトラン
スービニレン、エチニレン、アゾ又はアゾキシによって
結合した1、4−フェニレン基でアル。更に、Rはトラ
ンス−ビニレン、エチニレン、トランス、トランス1.
4−ブタジェニレンの基はR“としても役立ちうる。Suitable groups with extended chain bonds, which are suitable for RSR' and R'', include trans-1,4-cyclohexyl and trans-vinylene, ethynylene, azo or azoxy-linked 1,4-phenylene radicals. Furthermore, R is trans-vinylene, ethynylene, trans, trans-1.
The 4-butadienylene radical can also serve as R".
RSR’及びR“は、置換及び/又は未置換基であって
よい。置換基は、もし存在する場合、好適には後続の重
合体の処理中(例えばその成形品の熱処理の如き)非反
応性(例えば熱的に安定であるという如く)であるべき
である。置換基の反応性は、それが重合体の分岐及び架
橋を惹起し、ドープ及び/又は繊維の性質に悪影響を与
えるという点で好ましくない。好適な非反応性置換基と
しては、ハロゲン(例えばクロル、ブロム及びフルオル
)、低級アルキル(例えばメチル、エチル及びイソプロ
ピル)、メトキシ、シアン及びニトロ基を挙げることが
できる。一般に、単一基当り高嵩2個(更に好適には高
々1個)の適当な置換基が存在するのが好適である。更
に好適には、重合体中の基RSR’及びR“020モル
チ以下が置換されたR“であるべきである。RSR' and R'' may be substituted and/or unsubstituted groups. Substituents, if present, are preferably non-reactive during subsequent processing of the polymer (such as during heat treatment of its molded article). The reactivity of the substituent should be such that it causes branching and crosslinking of the polymer and adversely affects the properties of the dope and/or fiber. Suitable non-reactive substituents include halogen (e.g. chloro, bromo and fluoro), lower alkyl (e.g. methyl, ethyl and isopropyl), methoxy, cyan and nitro groups. Preferably, two (more preferably at most one) suitable substituents of high bulk are present per group. More preferably, groups RSR' and R"020 or less in the polymer are substituted. should be R”.
上述の群の好適な種類の重合体は、R及びR′が基1.
4−フェニレン、4.4′−ビフェニレン、2,6−ナ
フチレン、1,5−す7チレン、及びトランス−1,4
−シクロヘキシレンから選択され:Rが更に基2,5−
ピリジレン及びトランス−ビニレンから選択され:R“
が1,4−フェニレンであり:かつR及びR′の全体の
少なくとも50モルチが完全に芳香族であるような重合
体(n = 1 ’)である。この種の好適な重合体の
うちで最も好適な・ものは、Rが基1.4−フェニレン
、4.4’−ビフェニレン、2.6−ナフチレン、2.
5−ビリジレン、トランス−1,4−シクロヘキシレン
、及びトランス−ビニレンから選択され:R′がトラン
ス−1,4−シクロヘキシレン、1.4−フェニレンN
及U1*+−yx二レンと50モルチ以下の4,4′
−ビフェニレンとの混合物から選択され:R“が1.4
−フェニレンであり:かつ、(a) R及びR′の全体
の少なくとも75モルチが完全に芳香族であり、かつ(
b) R又はR′の何れかの少なくとも75モルチが1
.4−フェニレンであるという条件を満足する如き重合
体である。Preferred types of polymers of the group described above are those in which R and R' are groups 1.
4-phenylene, 4,4'-biphenylene, 2,6-naphthylene, 1,5-su7tyrene, and trans-1,4
-cyclohexylene, where R is further a group 2,5-
selected from pyridylene and trans-vinylene: R“
is 1,4-phenylene: and at least 50 moles of the total of R and R' are completely aromatic (n = 1'). Among the preferred polymers of this type, the most preferred are those in which R is the group 1,4-phenylene, 4,4'-biphenylene, 2,6-naphthylene, 2.
selected from 5-pyridylene, trans-1,4-cyclohexylene, and trans-vinylene: R' is trans-1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene N
and U1*+-yx dilene and 4,4' of less than 50 molti
- selected from mixtures with biphenylene: R" is 1.4
-phenylene: and (a) at least 75 moles of the total of R and R' are completely aromatic; and (
b) at least 75 moles of either R or R' is 1
.. It is a polymer that satisfies the condition that it is 4-phenylene.
本発明の線状縮合重合体鎖は、前述の記載に一致しない
基、例えば延鎖結合を有していない基又は硬くない基を
約5チ(モル基準)まで含有してもよい。The linear condensation polymer chains of the present invention may contain up to about 5 moles (on a molar basis) of groups not in accordance with the above description, such as groups that do not have extended chain bonds or are not rigid.
これらの条件に合致しない基は、紡糸したま\の生成物
の性質に与える影響が異なるものであることを理解すべ
きである。即ち、鎖を延ばしている結合が共軸でもなく
あるいは平行かつ逆方向でもないm−フエニレ/の如き
硬い基、及びヘキサメチレン及びデカメチレンの如き非
常に軟い基は通常少量で使用され、一方4,4′−ビペ
ンジレンの如き基は5%を超える多量に使用しても、本
発明の生成物の一連のすぐれた物質の兼備という異例の
性質を依然示す繊維を生成する。線状縮合重合体鎖中の
アミド単位の少部分は、好ましいことではないが、望む
ならば、他の安定な非アミド形成単位、例えばエステル
形成単位又は尿素もしくはスルホンアミド形成単位で置
き換えてもよい。It should be understood that groups that do not meet these conditions will have different effects on the properties of the as-spun product. That is, hard groups such as m-phenylene/, in which the chain-extending bonds are neither coaxial nor parallel and opposite, and very soft groups such as hexamethylene and decamethylene, are usually used in small amounts, whereas 4 , 4'-bipendylene can be used in higher amounts, exceeding 5%, to produce fibers that still exhibit the unusual properties of the product of the present invention, an excellent combination of substances. A minor portion of the amide units in the linear condensation polymer chain may be replaced, if desired, by other stable non-amide-forming units, such as ester-forming units or urea- or sulfonamide-forming units, although this is not preferred. .
紡糸されるべき重合体は、ホモ重合体、ランダム共重合
体、オーダード共重合体又はホモ重合体及び/又は共重
合体の混合物であってよい。本発明の繊維及びフィルム
には、普通の添加剤、例え8 ば染料、増殖剤、除光
沢剤、紫外線安定剤、抗酸化剤などを混入してもよい。The polymer to be spun may be a homopolymer, a random copolymer, an ordered copolymer or a mixture of homopolymers and/or copolymers. The fibers and films of the present invention may also incorporate conventional additives such as dyes, growth agents, deglazing agents, UV stabilizers, antioxidants, and the like.
好適なポリアミドとしては、ポリ(p−フェニレンテレ
フタルアミド);ポリ(p−フェニレンp、p’−ビフ
ェニルジカルポキサミド);ポリ(p−フェニレン1.
5−ナフタレンジカルポキサミド);ポリ(トランス、
トランス−4,4′−ドデカヒドロビフェニレンテレフ
タルアミド);ポリ(トランス−1,4−シンナムアミ
ド);ポリ(p−フェニレン4,3−キノリンジカルボ
キサミド);ポリ(1,4−(2,2,2)−ピシクロ
ーオクチレンテルフタルアミド);コポリ(p−フェニ
レン4,4’−アゾキシベンゼンジカルボキサミド/テ
レ7タルアミド);ポリ(p−フェニレン4.4’−ト
ランス−スチルベンジルカルボキサミド)及びポリ(p
−フェニレンアセチレンカルボキサミド)を挙ケること
ができる。Suitable polyamides include poly(p-phenylene terephthalamide); poly(p-phenylene p,p'-biphenyldicarpoxamide); poly(p-phenylene 1.
5-naphthalenedicarpoxamide); poly(trans,
trans-4,4'-dodecahydrobiphenylene terephthalamide); poly(trans-1,4-cinnamamide); poly(p-phenylene 4,3-quinolinedicarboxamide); poly(1,4-(2,2, 2)-picyclooctylene terphthalamide); copoly(p-phenylene 4,4'-azoxybenzenedicarboxamide/tele7thalamide); poly(p-phenylene 4,4'-trans-stilbenzylcarboxamide); poly(p
-phenylene acetylene carboxamide).
本発明に用いられるアルカリ金属又はアルカリ土類金属
のハロゲン化物とは、具体的には、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム ルビジウム、セシウム、7ランシクム及
びベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム、バリウム、ラジウムの7フ化物、塩化物、臭化物
及び沃化物をいい、このうち好ましくは、リチウム、マ
グネシウム、カルシウムのハロゲン化物、特に塩化物が
好ましく用いられる。Specifically, the alkali metal or alkaline earth metal halides used in the present invention include heptafluorides of lithium, sodium, potassium rubidium, cesium, heptaranthicum, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, and radium. , chloride, bromide, and iodide. Among these, halides of lithium, magnesium, and calcium, particularly chlorides, are preferably used.
本発明のドーグにおいて、これらのアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属のハロゲン化物は、後述されるアミド系
溶媒と共に用いられて初めて、本発明の成形性に優れ、
かつ高い配向性の繊維又はフィルム金与える、ドープを
形成するものであるが、その量は、該ポリアミドに対し
て0.1重量%以上5重’496以下の範囲で選ばれる
。この範囲が選ばれる理由は、0.1)Kin以下では
十分な成形性及び高い配向性の高いヤング率をMする繊
維又はフィルムが得られないこと、また5重慧チ以上に
おいては、該ポリアミドの溶解性の低下を引き起こし、
安定な成形用ドープとはなり Jiffいことによるた
めである。In the DOG of the present invention, these alkali metal or alkaline earth metal halides are used together with the amide solvent described below to achieve the excellent moldability of the present invention.
It forms a dope that provides highly oriented fibers or films, and the amount thereof is selected within the range of 0.1% by weight or more and 5% by weight or less based on the polyamide. The reason why this range is selected is that below 0.1 Kin, fibers or films with a high Young's modulus M with sufficient formability and high orientation cannot be obtained, and when above 5 Kin, the polyamide causing a decrease in the solubility of
This is because it is not a stable molding dope.
アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物の好
適な蛍はo、2*量チ以上4重量−以下であり、更に好
ましくは0.5M量−以上31皿チ以下である。A preferable example of the alkali metal or alkaline earth metal halide is 0.2* to 4 weight, more preferably 0.5 M to 31 weight.
この範囲において、本発明のドーグは 優れた成形性を
有し、高い配向性の繊維又はフィルムを与える、極めて
有効な成形用ドープとなる。又この範囲において、これ
らのアルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物
は、1棟又は2種以上の混合物であっても差支えない。In this range, the dope of the present invention has excellent moldability and becomes a highly effective molding dope that provides highly oriented fibers or films. Further, within this range, these alkali metal or alkaline earth metal halides may be used alone or in a mixture of two or more.
尚これらのアルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲ
ン化物は、本発明のドープにあっては、該ドープ中で、
一部又は全部がドープを形成する一成分である硫酸と反
応し、ハロゲン化水素とアルカリ金属又はアルカリ土類
金属の硫酸塩を形成しているものと考えられるが、現状
の分析技術を持ってしても定量的に把握し得ないもので
あることは理解されねばならない。In addition, in the dope of the present invention, these alkali metal or alkaline earth metal halides are
It is thought that some or all of it reacts with sulfuric acid, which is one of the components forming the dope, to form hydrogen halide and alkali metal or alkaline earth metal sulfates, but with the current analytical technology, However, it must be understood that this cannot be quantitatively understood.
本発明に用いられるアミド系溶媒とは、脂肪族カルボン
酸の鎖状又は環状N−置換アミドをいい、具体的には、
N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセ
トアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチル
ホスホルトリアミド、2,5−ジメチ//イミダゾリジ
ノン、ナト2メチル尿素等々があげられるが、これらに
限られるものではない5、このうち特にN−メチル−2
−ピロリドンは本発明において好ましい。The amide solvent used in the present invention refers to a linear or cyclic N-substituted amide of an aliphatic carboxylic acid, and specifically,
Examples include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, hexamethylphosphorotriamide, 2,5-dimethy//imidazolidinone, nato-2methylurea, etc. 5, especially N-methyl-2
-Pyrrolidone is preferred in the present invention.
本発明のドープにおいて、これらのアミド系溶媒は、該
ポリアミドに対して0.1重里%以上5重量−以下の範
囲で選ばれるのがよい。即ち、0.1重量−以下では、
成形性の点からは特に問題はないものの、高い配向性の
繊維又はフィルムを与えるドープとはなり得す、初期の
目的を十分に発揮することは出来ない。又、5m1s以
上では、該ポリアミドの苗急性が低下すると共にドープ
の粘度が急激に属太し、成形性を著しく低下させるため
好ましくない。又なを過剰のアミド系溶媒を含有する場
合には、該ポリアミドは溶解性を失い、ついには沈澱す
ることとなる。アミド系溶媒の好適な量は、該ポリアミ
ドに対して0.2M量−以上5貞量−以下でちり、更に
好ましくはO,S重量−以上4′M、量チ以下である。In the dope of the present invention, these amide solvents are preferably selected in a range of 0.1% by weight or more and 5% by weight or less based on the polyamide. That is, below 0.1 weight,
Although there are no particular problems in terms of moldability, the initial purpose of the dope, which can provide highly oriented fibers or films, cannot be fully achieved. On the other hand, if it is more than 5 mls, the seedling stability of the polyamide decreases and the viscosity of the dope increases rapidly, which is not preferable because it significantly reduces the moldability. If too much amide solvent is contained, the polyamide loses its solubility and eventually precipitates. A suitable amount of the amide solvent is 0.2M to 5% by weight, more preferably 4'M to 4% by weight, based on the polyamide.
この範囲において本発明のドープは、優れた成形性、特
にドープの引き伸ばし性を有し、高い配向性を有する高
ヤング率の繊維又はフィルムを与えるドープとなる。こ
の範囲においてアミド系溶媒は単独で、又は2種以上の
混合物として用いられてもよい。In this range, the dope of the present invention has excellent moldability, particularly dope stretchability, and provides a fiber or film with high Young's modulus and high orientation. Within this range, the amide solvents may be used alone or as a mixture of two or more.
本発明に用いる硫酸は、98血量−以上100重量%以
下であることが必要である。硫酸の濃度が98重量%未
満では、用いられるポリアミドに対する溶解力が低下し
、成形上重要な高い濃度のドーグを得ることが困難とな
るからである1、一方遊離の三酸化イオウを含Mし1o
oli量チを超えた硫酸は、三虚化イオウそれ自身が該
ポリアミドに対する非溶媒でおる為、溶解性を低下せし
めるからである。The sulfuric acid used in the present invention needs to have a blood volume of 98 or more and 100% by weight or less. If the concentration of sulfuric acid is less than 98% by weight, the dissolving power for the polyamide used will decrease, making it difficult to obtain a high-concentration dogu, which is important for molding. 1o
This is because if the amount of sulfuric acid exceeds the amount of polyamide, the trivalent sulfur itself acts as a non-solvent for the polyamide, thereby reducing the solubility.
本発明におけるドープが、高いぼ解性を保持し7’(ま
ま、優れた成形性即ち曳糸性を与え、かり繊維又はフィ
ルムとした時、高い配向性を与える理由は以下のように
推定される。即ち本発明のドープ中にあっては、アルカ
リ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物は高度に解
離された状態で存在し、同時に硫酸中でイオン化された
アミド系溶媒と共に、該ポリアミドのアミド結合に配向
してアミド結合どうしの結合力を弱めているものと思わ
れる。この結果、従来の硫酸系ドープに対して、特に成
形時即ち流動、引き伸ばし時に少さな応力で流動化が可
能となり、引き伸ばし性と共に流動、引き伸ばし方向へ
の配向性も高められるものと考えられる0従って本発明
法に用いられるドープにおいては、アルカリ金属又はア
ルカリ土類金属のハロゲン化物、及びアミド系溶媒のど
ちらか一方では、十分に効果を発揮するには至らず、両
方を含んで初めて高い成形性と優れた配向性を与えるも
のである。The reason why the dope in the present invention maintains high boiling properties and gives excellent formability, that is, stringability, and gives high orientation when made into fibers or films is estimated as follows. That is, in the dope of the present invention, the alkali metal or alkaline earth metal halide exists in a highly dissociated state, and at the same time, together with the amide solvent ionized in sulfuric acid, the amide of the polyamide It is thought that the bonding strength between amide bonds is weakened by the orientation of the amide bonds.As a result, compared to conventional sulfuric acid-based dopes, it becomes possible to fluidize with less stress, especially during molding, that is, during flow and stretching. Therefore, in the dope used in the method of the present invention, either an alkali metal or alkaline earth metal halide, or an amide solvent is used. However, the effect cannot be fully exerted, and high moldability and excellent orientation can only be achieved by including both.
この際、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン
化物とアミド系溶媒との比率は、本発明に用いられるド
ープの特性に影響を与えることが予想されるが、両者の
組合せによる本発明者らの詳細な研究の結果によれば、
前述の該ポリアミドに対する両者の量の組合せ範囲にお
いては特に影響を与えるものではなく、本発明の効果を
十分に発揮することが出来る。At this time, it is expected that the ratio of the alkali metal or alkaline earth metal halide and the amide solvent will affect the characteristics of the dope used in the present invention, but the inventors' According to the results of detailed research,
The range of the combination of both amounts for the polyamide described above does not have any particular influence, and the effects of the present invention can be fully exhibited.
本発明に2いて、ドープが光学異方性を有していること
が重要である。ここで、ドープが光学異方性をもってい
るか否かは、例えば特公昭50−8474号公報に記載
された方法で測ることができる。ドープが光学異方性を
もっていることは、液晶を形成していることに対応して
いると考えられるO
本発明のドープにおいて、光学異方性を有しているべき
理由は、次のように理解されるべきである。即ち、ドー
プが光学異方性をもっていること自体が成形物(繊維ま
たはフィルム)の機械的性質が優れていることと直接関
連しているとは考え難く、むしろドープにおける高いポ
リアミド濃度が重要であって、このような高いポリアミ
ド濃度が、ドープ状態における光学異方性及び成形物に
おける優れた機械的性質を生みだしていると考えるべき
″C′ある。従って光学異方性は、有用な高いポリアミ
ド濃度のいわば代用特性を示す指標として重要である。In the present invention, it is important that the dope has optical anisotropy. Here, whether or not the dope has optical anisotropy can be measured, for example, by the method described in Japanese Patent Publication No. 50-8474. The fact that the dope has optical anisotropy is considered to correspond to the fact that it forms a liquid crystal.The reason why the dope of the present invention should have optical anisotropy is as follows. should be understood. In other words, it is difficult to think that the fact that the dope has optical anisotropy itself is directly related to the superior mechanical properties of the molded article (fiber or film); rather, the high polyamide concentration in the dope is important. Therefore, it should be considered that such a high polyamide concentration produces optical anisotropy in the doped state and excellent mechanical properties in the molded product. It is important as an index showing the substitute characteristics of .
光学異方性を示すポリアミド濃度の範囲は、ポリアミド
の重合度(固有粘度)、ドープの温度、硫酸濃度、アル
カリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物、アミド
系溶媒の量等によって多少の変動をきたすが、後で詳述
するように約10重量%以上である。The range of the polyamide concentration that exhibits optical anisotropy varies slightly depending on the degree of polymerization (intrinsic viscosity) of the polyamide, the temperature of the dope, the sulfuric acid concentration, the amount of alkali metal or alkaline earth metal halide, amide solvent, etc. However, as will be explained in detail later, it is about 10% by weight or more.
本発明に用いるポリアミドの固有粘度は、特に限定され
ないが、通常、後述の方法で測定して1.0以上lO0
θ以下が、好ましくは3′、0以上7.0以下が適当で
ある。また該ドープのポリアミド濃度は、光学異方性ド
ープを形成する濃度であればよく、具体的にいえば全溶
液(硫酸、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲ
ン化物、アミド系溶媒、及びポリアミド)の重量%で定
義して、約10重iチ以上25重量%以下が、好ましく
は14重量%以上20重量−以下が適当である。The intrinsic viscosity of the polyamide used in the present invention is not particularly limited, but is usually 1.0 or more lO0 as measured by the method described below.
θ or less, preferably 3', 0 or more and 7.0 or less is appropriate. The polyamide concentration of the dope may be any concentration that forms an optically anisotropic dope; specifically, the total solution (sulfuric acid, alkali metal or alkaline earth metal halide, amide solvent, and polyamide) Defined in terms of weight percent, it is suitable to be about 10 to 25 weight %, preferably 14 to 20 weight %.
本発明法に用いられるドープを調整するにおいて、アル
カリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物及びアミ
ド系溶媒の添加時期は、ポリアミド溶解時のいつでもよ
く、硫酸にポリアミドを混合、膨潤又は溶解させておい
て後に、両者を又は: 各々をそれぞれの段階で添加す
る方法、予め硫酸にこれらを溶解しておいて後に、該ポ
リアミドを添加する方法、又は予め、該ハロゲン化物及
び/又はアミド系溶媒を該ポリアミドに付着させた後、
硫酸に溶解する方法等が用いられる。ポリアミドの前記
溶媒への溶解に当っては、溶解助剤として弗化水素、塩
化水素、フルオル硫酸、クロル硫酸、三弗化アンチモン
、三弗化アンチモン、三弗化硼素、三弗化りん等のうち
の一種以上を使用することもできる。In preparing the dope used in the method of the present invention, the alkali metal or alkaline earth metal halide and amide solvent may be added at any time when the polyamide is being dissolved, or after the polyamide has been mixed, swollen, or dissolved in sulfuric acid. and then add both at their respective stages, or dissolve them in sulfuric acid in advance and then add the polyamide, or add the halide and/or amide solvent in advance. After adhering to polyamide,
A method such as dissolving in sulfuric acid is used. When dissolving the polyamide in the above solvent, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, fluorosulfuric acid, chlorosulfuric acid, antimony trifluoride, antimony trifluoride, boron trifluoride, phosphorus trifluoride, etc. may be used as a dissolution aid. You can also use more than one of them.
本発明のドープから製造される繊維又はフィルムには、
それ自体公知の処方に従い周知の配合剤、例えば酸化防
止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤、艶消
剤等を配合してもよい。Fibers or films produced from the dope of the present invention include:
Known additives such as antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, colorants, flame retardants, matting agents, etc. may be added according to known formulations.
本発明法においてドープから、繊維を製造するには、従
来の湿式紡糸法に準じた技術を用いることができ、前述
したドープを必要に応じて脱泡や濾過した後、オリアイ
スを通して直接凝固媒質中に、あるいは一旦空気のよう
な非凝固媒質を通した後、凝固媒質中If(、押し出し
、凝固媒質中で繊維への固化を行なう。凝固媒質として
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、イングロパノール等の1価
乃至は多価アルコール、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や水酸化アンモニウム等の
アルカリや塩化カルシウム等の各種塩が使用される。こ
の湿式紡糸に際してドープあるいは凝固媒質の温度は、
特に制限はないが、一般には一10〜100℃の範囲に
あることが望ましい。In order to produce fibers from the dope in the method of the present invention, a technique similar to the conventional wet spinning method can be used.The above-mentioned dope is degassed and filtered as necessary, and then passed directly into the coagulation medium through Oliice. or once passed through a non-coagulating medium such as air, extruding into a coagulating medium and solidifying into fibers in the coagulating medium.Water is preferably used as the coagulating medium, but methyl alcohol , monohydric or polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin, and ingropanol, mixtures of water and the above alcohols, acids such as sulfuric acid, alkalis such as ammonium hydroxide, and various salts such as calcium chloride are used. During this wet spinning, the temperature of the dope or coagulation medium is
Although there are no particular limitations, it is generally desirable that the temperature be in the range of -10 to 100°C.
本発明のドープの利用の好適態様においては、該ドープ
を非凝固性雰囲気中に紡糸し、次いでこの紡出された繊
維流を凝固媒質中で固化させて繊維とする。この除、凝
固媒質を繊維の紡糸方向に流下させ、凝固媒質と繊維流
との間に生ずる摩擦によって繊維流に張力を加える、所
謂流下緊張紡糸法に↓つて繊維を形成させることが望ま
しい。In a preferred embodiment of the use of the dope of the present invention, the dope is spun into a non-coagulating atmosphere and the spun fiber stream is then solidified into fibers in a coagulating medium. In addition to this, it is desirable to form the fibers by a so-called downward tension spinning method, in which a coagulating medium is allowed to flow down in the spinning direction of the fibers, and tension is applied to the fiber stream by friction generated between the coagulating medium and the fiber stream.
又、必要に応じて、紡糸の各段階で延伸等の処理を行う
ことも出来る。Further, if necessary, treatments such as stretching can be performed at each stage of spinning.
非凝固性媒質としては、空気あるいは窒素の如き気体や
炭化水素液体の如きドープと非混和性の液体が使用され
、また凝固性媒質としては前に例示したものが使用され
る。適当な紡糸速度で捲取りた繊維は、水、薬液等の洗
浄液で処理した後、90〜15 (lt: の空気等に
て適当な時間乾燥される。As the non-coagulating medium, a gas such as air or nitrogen or a liquid immiscible with the dope such as a hydrocarbon liquid is used, and as the coagulating medium, those exemplified above are used. The fibers wound up at an appropriate spinning speed are treated with a cleaning solution such as water or a chemical solution, and then dried with air at 90 to 15 lt for an appropriate period of time.
場合によって適当な温度による熱処理を行なうこともで
きる。Depending on the case, heat treatment at an appropriate temperature can also be performed.
フィルムも繊維と同様の方法によって、本発明のドープ
から成型することができる。Films can also be formed from the dope of the present invention in the same manner as fibers.
本発明の効果
本発明法によれば、延伸、高温熱処理等をすることなく
、高いヤング率を有する繊維又はフィルムを容易に得ら
れ、又ドープの優れた流動性、成形性によって、紡糸口
金あるいはダイ等から押し出した繊維状、フィルム状の
ドープを高い比率で引き伸ばすことが安定して行える結
果、太さあるいは厚み斑等の極めて小さい高品質の繊維
又はフィルムを得ることが出来る。Effects of the present invention According to the method of the present invention, fibers or films having a high Young's modulus can be easily obtained without drawing, high-temperature heat treatment, etc., and the excellent fluidity and moldability of the dope make it possible to As a result of being able to stably stretch the fibrous or film-like dope extruded from a die or the like at a high ratio, it is possible to obtain high-quality fibers or films with extremely small irregularities in thickness or thickness.
又、本発明法で製造した繊維又はフィルムは、い強度と
高いヤング率を有するほか、良好な耐熱性を合わせもち
、このような特性の故に、繊維は、多くの工業的用途、
例えばタイヤコードあるいはゴムベルト、ホース等のゴ
ム製品の補強材、あるいは各種繊維補強プラスチックの
繊維補強材、あるいはロープ、ν布、各種カバー等の工
業用繊維及び縫糸等の衣料用繊維としての用途に有用で
あり、又フィルムは、電気用絶縁フィルム、磁気テープ
(コンピューターテープ、ビデオテープ、カセットテー
プなど)、マイクロフィルム、映・画フィルム、透過膜
、包装用ひもなどに好適に用いられる。In addition, the fibers or films produced by the method of the present invention have high strength and Young's modulus, as well as good heat resistance.Because of these characteristics, the fibers are suitable for many industrial applications.
For example, it is useful as a reinforcing material for rubber products such as tire cords, rubber belts, and hoses, or as a fiber reinforcing material for various fiber-reinforced plastics, or as industrial fibers such as ropes, ν cloth, and various covers, and as clothing fibers such as sewing thread. Moreover, the film is suitably used for electrical insulating films, magnetic tapes (computer tapes, video tapes, cassette tapes, etc.), microfilms, motion picture films, transparent films, packaging strings, and the like.
以下、実施例及びそれに対する比較例を挙げて本発明の
詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and comparative examples thereof.
なお、実施例中で用いられる固有粘度(η1nh)は、
次式によって表わした。In addition, the intrinsic viscosity (η1nh) used in the examples is:
It is expressed by the following formula.
ダ1nh=ム(ηr)/C
上式中、Cは重合体溶液の濃度(溶媒10〇−中型合体
又は繊維あるいはフィルム0.5 f )であり、ηr
(相対粘度)は、毛細管式粘度管中35℃で測定した重
合体溶液の流下時間を、純粋な溶媒の流下時間で割るこ
とによって決定される。こ\で溶媒は濃硫酸(95〜9
8重量%)を用いる。d1nh=m(ηr)/C In the above formula, C is the concentration of the polymer solution (solvent 100 - medium coalescence or fiber or film 0.5 f), and ηr
(Relative viscosity) is determined by dividing the flow time of the polymer solution, measured at 35° C. in a capillary viscosity tube, by the flow time of the pure solvent. The solvent here is concentrated sulfuric acid (95-9
8% by weight) is used.
なお、実施例では、本発明に用いられる代表的なポリア
ミドであるポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)(
以下、PPTAと略記する)について示すが、本発明の
実施態様ならびにその効果は実施例に限定されるもので
ない。In addition, in the examples, poly(p-phenylene terephthalamide) (
(hereinafter abbreviated as PPTA), the embodiments of the present invention and the effects thereof are not limited to the examples.
〈繊維及びフィルムの強伸厩特性の測定法〉繊維糸条の
強度、伸度およびヤング率の測定はJIS規格に準じ、
測定に先立って10z当98回の撚りを加えた糸条につ
いて、定速伸長製強伸度試験機により、把握長20箇、
引張り速度50%/分にて、荷重−伸長率曲線を描き、
それより読み取り、または算出したもので、測定数20
個の平均値で表わす。<Measurement method of strength and elongation properties of fibers and films> Measurement of strength, elongation and Young's modulus of fiber threads is in accordance with JIS standards.
Prior to measurement, the yarn that had been twisted 98 times per 10 strands was tested using a constant speed elongation strength and elongation tester at 20 grip lengths.
Draw a load-elongation rate curve at a tensile rate of 50%/min,
It was read or calculated from that, and the number of measurements was 20.
Expressed as the average value.
フィルムの強度、伸度及びヤング率の測定は、巾Row
、長さ50mの試験片を切り出し定速伸長製強伸度試験
機により、100%/分の速度で荷重−伸長率曲線を描
き、それから算出した測定数10個の平均値で表わす。The strength, elongation and Young's modulus of the film are measured using the width Row
A test piece with a length of 50 m was cut out, a load-elongation rate curve was drawn using a constant-speed elongation strength/elongation tester at a speed of 100%/min, and the average value of 10 measurements calculated from the curve was expressed.
く配向角(OA)の測定法〉
繊維の配向角(OA)の測定は例えば理学電機社製X線
発生装置(RU−200PL)、繊維測定装置(FS−
3)、ゴニオメータ−(SG−9R)及びシンチレーシ
ョンカウンタを用いて実施する。測定にはニッケルフィ
ルターで単色化したCuKa (λ=1.5418 A
)を使用する。Measuring method of orientation angle (OA)> The orientation angle (OA) of fibers can be measured using, for example, an X-ray generator (RU-200PL) manufactured by Rigaku Corporation or a fiber measuring device (FS-
3), carried out using a goniometer (SG-9R) and a scintillation counter. For measurement, CuKa (λ=1.5418 A
).
本発明の繊維は一般に赤道線上に2つの主要な反射を有
することが特徴である。配向角の測定は、高角度の2θ
を有する反射を使用する。使用される反射の20は、赤
道線方向の回折強度曲線から決定される。The fibers of the invention are generally characterized by having two major reflections on the equator. Orientation angle measurement is performed using high angle 2θ
Use reflections with . The 20 reflections used are determined from the equatorial diffraction intensity curve.
xm発生装置は40KV90mAで運転する。繊維測定
装置に繊維試料を単糸どうしが互いに平行となるように
取り付ける。試料の厚さは0,5□位になるようにする
のが適当である。予備実験によシ決定された2θ値にゴ
ニオメータ−をセットする。この平行に配列した繊維の
繊維軸に垂直にX線を入射させる(ビーム垂直透過法)
。方位角方向を一30°〜+30°走査し、シンチレー
ションカウンターで回折強度を記録紙に記録する。さら
に−1800と+180°の回折強度を記録する。この
時スキャニングスピード4°/m 、チャートスピード
1.0α/−、タイムコンスタント2あるいU 5 s
ecコリメ−1’ −1+18φ、レシービングスリッ
ト縦横とも10である。The xm generator operates at 40KV 90mA. Attach the fiber sample to the fiber measuring device so that the single yarns are parallel to each other. It is appropriate that the thickness of the sample be approximately 0.5 □. Set the goniometer to the 2θ value determined by preliminary experiments. X-rays are incident perpendicularly to the fiber axes of these fibers arranged in parallel (beam perpendicular transmission method)
. The azimuthal direction is scanned from -30° to +30°, and the diffraction intensity is recorded on recording paper using a scintillation counter. Furthermore, the diffraction intensities at −1800° and +180° are recorded. At this time, the scanning speed is 4°/m, the chart speed is 1.0α/-, and the time constant is 2 or U5s.
ec collimation 1'-1+18φ, receiving slit length and width are both 10.
得られた回折強度曲線から配向角を求めるには、±18
00で得られる回折強度の平均値を取り、水平線を引く
。ピークの頂点から基線に垂#i!をおろし、その高さ
の中点を求める。中点を通る水平線を引く。この水平線
と回折強度曲線の交点間の距離を測定し、この値を角度
(0)に換算した値を配向角(OA)とする。To determine the orientation angle from the obtained diffraction intensity curve, ±18
Take the average value of the diffraction intensity obtained at 00 and draw a horizontal line. Vertical from the top of the peak to the baseline #i! , and find the midpoint of its height. Draw a horizontal line through the midpoint. The distance between the intersection of this horizontal line and the diffraction intensity curve is measured, and the value obtained by converting this value into an angle (0) is defined as the orientation angle (OA).
実施例1
99.8重量%硫酸25BOf KN−メチル−2−ピ
ロリドン12.9fを加えて攪拌溶解したのち、PPT
A(ηinh = 7.9 ) 624 fを添加し、
70〜75℃に温度を保って約1.5時間攪拌して溶解
した。ついで該温度を保ったまま、粉末状の無水塩化カ
ルシウム12.9 Fを添加して約30分間攪拌して光
沢のある光学異方性ドープを得だ。このドープの溶液粘
度は8400ポイズ(78℃)でありfC,このドープ
を、全体が75〜78℃に保温された紡糸装置に移し、
約2時間の真空脱泡終了後、ギヤポンプによりフィルタ
ーを内蔵した導管を通して、0.06 rigφ×50
ホールの紡糸口金に訴導し、l0IIIIの空気層を介
して3℃の水へ垂直に吐出線速を種々がえて押し出し、
ドラフト(引き取り速度/吐出線速)をかけて引き取り
、ボビンに捲きとった。Example 1 After adding 99.8% by weight sulfuric acid 25BOf KN-methyl-2-pyrrolidone 12.9f and dissolving with stirring, PPT
Add A(ηinh = 7.9) 624 f,
The temperature was maintained at 70-75°C and the mixture was stirred for about 1.5 hours to dissolve. Then, while maintaining the temperature, powdered anhydrous calcium chloride 12.9 F was added and stirred for about 30 minutes to obtain a glossy optically anisotropic dope. The solution viscosity of this dope is 8400 poise (78°C) fC, and this dope is transferred to a spinning device whose temperature is kept at 75 to 78°C.
After about 2 hours of vacuum degassing, a 0.06 rigφ×50
It is applied to a Hall spinneret and extruded vertically into water at 3°C through an air layer of 10III at various linear discharge speeds.
It was taken out by applying a draft (take-up speed/discharge linear speed) and wound onto a bobbin.
得られた繊維をボビンごと一晩流水に浸漬洗浄後、10
0℃で2時間乾燥し、乾燥繊維を得た。After washing the obtained fibers with the bobbin by immersing them in running water overnight,
It was dried at 0° C. for 2 hours to obtain dry fibers.
又、上記の脱泡したドープ8.8fを75℃に保温した
ガラス板上で、厚さ0−25mに引きのばしたのち水中
に投入し、−晩流水に浸漬洗浄後、100℃で2時間乾
燥しフィルムを得た。Further, 8.8 f of the defoamed dope was stretched on a glass plate kept at 75°C to a thickness of 0 to 25 m, and then poured into water. After drying for a while, a film was obtained.
結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.
以下余白
表 1
比較例1
99.8重量%硫酸2580 tに、PPTA (η1
nh=7.9 )624tを添加し、70〜75℃に温
度を保って、約2時間、攪拌溶解し、光沢のある光学異
方性ドープを得た。このドープの溶液粘匿は7900ポ
イズ(76℃)であった。このドープを用いて実施例1
の紡糸装置及び条件で、長大ドラフトの測定を含めて繊
維及びフィルムを製造した。この時得られた結果を表2
に示す。Margin table below 1 Comparative Example 1 2580 t of 99.8 wt% sulfuric acid was added with PPTA (η1
nh=7.9) 624t was added, the temperature was maintained at 70 to 75°C, and the mixture was stirred and dissolved for about 2 hours to obtain a glossy optically anisotropic dope. The solution viscosity of this dope was 7900 poise (76°C). Example 1 using this dope
Fibers and films were produced using spinning equipment and conditions including long draft measurements. Table 2 shows the results obtained at this time.
Shown below.
表1,2の比較から、本発明のドープ(我1)は紡糸性
中量も重要な因子である最大ドラフト、即ち最大引きの
ばし率が、従来の硫酸ドープ(表2)のそれに比較して
いずれの吐出線速時においても高く、成形性に優れたも
のであることが立証された。又、得られた繊維及びフィ
ルムの配向性も従来の硫酸系ドープから得られる繊維及
びフィルムのそれよりも高く、優れたものであり、この
結果、物性面においても、高強度を保ちつつ、高いヤン
グ率を有する極めて優れた繊維及びフィルムであること
が認められた。From the comparison of Tables 1 and 2, it can be seen that the dope of the present invention (I 1) has a maximum draft, that is, a maximum elongation rate, in which the spinnability is also an important factor, compared to that of the conventional sulfuric acid dope (Table 2). It was demonstrated that the moldability was high at all linear discharge speeds, and that the moldability was excellent. In addition, the orientation of the obtained fibers and films is higher and better than that of fibers and films obtained from conventional sulfuric acid-based dopes.As a result, in terms of physical properties, while maintaining high strength, It was recognized that the fiber and film had extremely excellent Young's modulus.
以下余白
表 2
実施例2
98.5重量%硫酸2280 tに、PPTA (η1
nh=6.8)518fを加え、75℃に温度を保って
約1.5時間攪拌してドープ(表3中の陽 のドープ
;比較例2)を得た。このドープは光沢のある光学異方
性を示すドープであった。Margin table below 2 Example 2 2280 tons of 98.5% by weight sulfuric acid was added with PPTA (η1
nh=6.8) 518f was added and stirred for about 1.5 hours while maintaining the temperature at 75°C to obtain a dope (dope marked positive in Table 3; Comparative Example 2). This dope was a dope exhibiting glossy optical anisotropy.
同様にして、同じ濃度の硫酸及びPPTAから上述の方
法でドープを調整し、各ドープKN−メチルー2−ピロ
リドン及び塩化カルシウムが表3に示される量となる様
に各々加えて攪拌溶解した。Similarly, dopes were prepared from sulfuric acid and PPTA of the same concentration in the above-described manner, and each dope, KN-methyl-2-pyrrolidone and calcium chloride, was added in the amounts shown in Table 3 and dissolved with stirring.
これらのドープはいずれも光学異方性を示したが、塩化
カルシウムのみをPPTAに対して5重量%加えたドー
プ(mt )及びN−メチル−2−ピロリドンのみを6
重ft%加えたドープ(随6)は、いずれも他のドープ
に比較して光沢が乏しく、失透ぎみのドープとなった。All of these dopes showed optical anisotropy, but the dope containing only calcium chloride at 5% by weight based on PPTA (mt) and the dope containing only N-methyl-2-pyrrolidone at 6% by weight relative to PPTA
All of the dopes to which heavy ft% was added (No. 6) had poor luster compared to other dopes, and were on the verge of devitrification.
これらのドープを、実施例1と同じ紡糸装置及び条件で
紡糸し、水洗、乾燥処理をして繊維を得た。これらの結
果を表3に示した。These dopes were spun using the same spinning apparatus and conditions as in Example 1, washed with water, and dried to obtain fibers. These results are shown in Table 3.
本発明法によって得られた繊維は、いずれも極めて高い
配向性を有する、高ヤング率繊維であること、及びこの
様に高ヤング率の繊維を得る為にはアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属のハロゲン化物及びアミド系溶媒の両者
が必要であることが認められた。The fibers obtained by the method of the present invention all have extremely high orientation and are high Young's modulus fibers, and in order to obtain such high Young's modulus fibers, it is necessary to It was recognized that both compound and amide solvents were required.
実施例3
99.3重量多硫酸3444 fに、15.2PのN、
N−ジメチルアセトアミドを加えて溶解したのち、75
℃に温度を保ってPPTA (η1nh=7.2)75
61Fを添加して約2時間、攪拌溶解した。ついでこの
温度を保ったまま無水塩化カルシウム7.61を加えて
攪拌溶解し、光学異方性ドープ(溶液粘度396゜ポイ
ズ/76℃)を得た。Example 3 99.3 weight polysulfuric acid 3444 f, 15.2P N,
After adding and dissolving N-dimethylacetamide, 75
PPTA (η1nh=7.2)75 while keeping the temperature at ℃.
61F was added and dissolved with stirring for about 2 hours. Then, while maintaining this temperature, 7.61 g of anhydrous calcium chloride was added and dissolved with stirring to obtain an optically anisotropic dope (solution viscosity: 396° poise/76° C.).
このドープを全体が75〜78℃に保温された紡糸装置
に移し、約3時間の真空脱泡後、ギアポンプにより、フ
ィルターを内蔵した導管を通して、0.07龍φ×50
ホールの紡糸口金からss、2m/分の吐出線速で押し
出した。このドープ流’if 5゜の空気層を介して5
℃に保たれた水中に垂直に導き、肋木表面から20mの
深さに下向きに設置された内径4藺、長さ20龍のガラ
ス管を通して肋木と共に引き取り、ネルソンロールを経
て600m1分の速度でボビン上に捲きとった。ついで
捲きとった繊維をボビンに捲いたまま、−晩流水中に浸
漬洗浄後、120℃の熱風乾燥機中で乾燥しも又、脱泡
後の同じドープを、80℃に保温されたガラス板上に厚
さ0.125 mに引きのばしたのち水中に投入し、−
晩流水にて洗浄後、120℃の熱風乾燥機中で乾燥した
。This dope was transferred to a spinning device whose entire temperature was kept at 75 to 78°C, and after vacuum degassing for about 3 hours, it was passed through a conduit with a built-in filter using a gear pump.
It was extruded from a Hall spinneret at a linear discharge speed of 2 m/min. This dope flow 'if 5° through the air layer
It is guided vertically into water maintained at ℃, and taken out along with the crossbars through a glass tube with an inner diameter of 4 mm and a length of 20 mm installed downward at a depth of 20 m from the surface of the crossbars, passed through Nelson rolls, and then bobbined at a speed of 600 m/minute. I rolled it up. The rolled fibers were then immersed in running water for washing while still wound around the bobbin, and then dried in a hot air dryer at 120°C. After stretching it to a thickness of 0.125 m, it was poured into water, and -
After washing with running water, it was dried in a hot air dryer at 120°C.
得られた繊維及びフィルムの物性は表4の通りであり、
強度、ヤング率共に優れた繊維及びフィルムであった。The physical properties of the obtained fibers and films are as shown in Table 4.
The fibers and films were excellent in both strength and Young's modulus.
表 4
実施例4
99.6重′Jltlj硫酸2590 f、PPTA(
η1nh=6.9 )6081SN−メチル−2−ピロ
リドン12.2 f及び無水塩化リチウム6.1fとが
ら実施例1と同じ方法にて光学異方性ドープ(粘度63
7oボイズ/74℃)を得た。このドープを実施例3と
同じ紡糸装置及び条件で紡糸及び製膜を行い、繊維及び
フィルムを得九。繊維及びフィルムの物性を表5に実施
例5の結果と合わせて示した。Table 4 Example 4 99.6% sulfuric acid 2590f, PPTA (
Optically anisotropic dope (viscosity 63
7o voids/74°C). This dope was spun and film-formed using the same spinning equipment and conditions as in Example 3 to obtain fibers and films. The physical properties of the fiber and film are shown in Table 5 together with the results of Example 5.
実施例5 実施例4に用いられたものと同じ硫酸2590 t。Example 5 2590 t of the same sulfuric acid used in Example 4.
PPTA 608 t、 N−メチル−2−ピロリド7
12.2f及び無水塩化マグネシウム12.2 f
とから、同様の方法にて光学異方性ドープ(粘度680
0ポイズ/74℃)を得た。このドープを実施例3と同
じ紡糸装置及び条件で紡糸及び製膜し繊維及びフィルム
を得た。PPTA 608 t, N-methyl-2-pyrrolid 7
12.2f and anhydrous magnesium chloride 12.2f
Then, optically anisotropic dope (viscosity 680
0 poise/74°C). This dope was spun and film-formed using the same spinning equipment and conditions as in Example 3 to obtain fibers and films.
以下余白Below margin
Claims (2)
化学式、表等があります▼(II)及び ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (上式中、単位 I 及びIIはこれが重合体中に存在する
場合には実質的に当モル量で存在し、基R、R′及びR
″は同一でも異なつてもよく、且つ2価の基を表わし、
nは0又は整数1であり、重合体中の基R、R′及びR
″の全体の少なくとも約95モル%は延鎖結合を有する
1個の硬い基又は延鎖結合によつて互いに直接又はアゾ
又はアゾキシ基を介して結合している2個以上の硬い基
からなる。)からなる群より選択された反復単位から実
質的になるポリアミドからなる繊維又はフィルムを製造
するにあたり、上記ポリアミド、該ポリアミドに対して
0.1重量%以上5重量%以下のアルカリ金属又はアル
カリ土類金属のハロゲン化物、該ポリアミドに対して0
.1重量%以上5重量%以下のアミド系溶媒及び98重
量%以上100重量%以下の濃度の硫酸とから光学異方
性ドープを調整し、該ドープを湿式成形することを特徴
とする高ヤング率のポリアミド繊維又はフィルムの製造
法(1) Units for the following formulas ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (I), ▲ Mathematical formulas,
Chemical formulas, tables, etc. ▼(II) and ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼(III) and the groups R, R' and R
″ may be the same or different and represents a divalent group,
n is 0 or an integer 1, and groups R, R' and R in the polymer
At least about 95 mol % of the total amount of `` is composed of one hard group having extended chain bonds or two or more hard groups connected to each other by extended chain bonds directly or through an azo or azoxy group. ) In producing a fiber or film made of a polyamide consisting essentially of repeating units selected from the group consisting of Halides of similar metals, 0 for the polyamide
.. A high Young's modulus characterized in that an optically anisotropic dope is prepared from an amide solvent of 1% by weight or more and 5% by weight or less and sulfuric acid at a concentration of 98% or more and 100% by weight or less, and the dope is wet-molded. Method for producing polyamide fiber or film
物が塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム
の中から選ばれる1種又は2種以上、アミド系溶媒がN
−メチル−2−ピロリドンである特許請求の範囲第1項
記載の高ヤング率のポリアミド繊維又はフィルムの製造
法(2) The alkali metal or alkaline earth metal halide is one or more selected from lithium chloride, magnesium chloride, and calcium chloride, and the amide solvent is N
-Methyl-2-pyrrolidone A method for producing a polyamide fiber or film having a high Young's modulus according to claim 1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21638684A JPS6197355A (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Production of polyamide fiber or film having high young's modulus |
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| JP21638684A JPS6197355A (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Production of polyamide fiber or film having high young's modulus |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22657090A Division JPH03227329A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Production of polyamide film with high young's modulus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197355A true JPS6197355A (en) | 1986-05-15 |
| JPH0423007B2 JPH0423007B2 (en) | 1992-04-21 |
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ID=16687751
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21638684A Granted JPS6197355A (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Production of polyamide fiber or film having high young's modulus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197355A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5126012A (en) * | 1990-03-12 | 1992-06-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High strength papers from floc and fibrids |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564629A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-19 | Teijin Ltd | Production of aromatic polyamide composition |
| JPS5615410A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-14 | Teijin Ltd | Production of aromatic polyamide fiber |
| JPS5835540A (en) * | 1981-08-28 | 1983-03-02 | Ricoh Co Ltd | Electrostatic recording paper used for wet development |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP21638684A patent/JPS6197355A/en active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564629A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-19 | Teijin Ltd | Production of aromatic polyamide composition |
| JPS5615410A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-14 | Teijin Ltd | Production of aromatic polyamide fiber |
| JPS5835540A (en) * | 1981-08-28 | 1983-03-02 | Ricoh Co Ltd | Electrostatic recording paper used for wet development |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5126012A (en) * | 1990-03-12 | 1992-06-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High strength papers from floc and fibrids |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0423007B2 (en) | 1992-04-21 |
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