JPS591710A - Poly(p-phenylene terephthalamide) fiber of novel structure and its preparation - Google Patents
Poly(p-phenylene terephthalamide) fiber of novel structure and its preparationInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な微細構造を有するポ!j (p−フェ
ニレンテレフタルアミド)(以下、PPTAと略称する
ことがある)Ni維およびその製法に関するものであり
、さらに詳しくは、凝集構造を有しそれ故に高強度高ヤ
ング率でありながら結節強度が大きく、かつ容易にはフ
ィブリル化しないPPTA繊維およびそれを製造する特
別表方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a porous film having a novel microstructure. j (p-phenylene terephthalamide) (hereinafter sometimes abbreviated as PPTA) Ni fiber and its manufacturing method, and more specifically, it has an agglomerated structure and therefore has high strength, high Young's modulus, and nodule strength. The present invention relates to a PPTA fiber that has a large diameter and does not easily fibrillate, and a special method for producing the same.
PPTAは古くから知られるポリマーであシ、そのlI
!+1直な分子構造により、耐熱性および機械的性質に
優れた繊維が得られることが期待されていた。しかしな
がら、PPTA社有機溶剤に難溶であるため、シクリア
ニti濃硫酸を溶剤として湿式紡糸する基本的方法を提
案したが(特公昭38−18573号公報)、シプリア
ニの方法自体は工業化されるに至らなかった、一方、剛
直性高分子を溶媒に溶解させた際、ある重合度以上、あ
る濃度以上、ある温度条件下で液晶を構成することは古
くから理論的にも実験的にも明らかにされていた( P
、J、フローリー: Prec、Roy、Soc、、
e73(1956))。このような液晶状態にある光学
的異方性を示す高分子溶液をノズルから吐出させ、ノズ
ル内部で生じる液晶の配向をできるだけ乱すことなく凝
固できれば、高強度、高ヤング率を有し、高度に分子鎖
が配向した繊維が製造可能であることは容易に期待され
る。実際、クウオレクは、これらの剛直で直線的な分子
構造を持つ芳香族ポリアミド類の液晶林態にある濃厚溶
液の湿式紡糸方法を提案しく%公開50−8474号公
報)%再度脚光を浴びるに至った。しかし、クウオレク
の方法によっても、有用な高い強度を得るためには、紡
糸された社の繊維をさらに熱緊張処理する必要があQl
この熱緊張は必然的に強度の向上と共にキング率の上昇
をもたらし、一方において、伸度を低下せしめるという
欠点をもっていた。PPTA is a polymer that has been known for a long time.
! It was expected that the +1 straight molecular structure would yield fibers with excellent heat resistance and mechanical properties. However, since it is poorly soluble in PPTA's organic solvent, Cipriani proposed a basic method of wet spinning using concentrated sulfuric acid as a solvent (Japanese Patent Publication No. 38-18573), but Cipriani's method itself was not industrialized. On the other hand, it has long been known both theoretically and experimentally that when a rigid polymer is dissolved in a solvent, it forms liquid crystals at a certain degree of polymerization, at a certain concentration, and at a certain temperature. (P
, J. Flory: Prec, Roy, Soc.
e73 (1956)). If a polymer solution exhibiting optical anisotropy in a liquid crystal state can be ejected from a nozzle and solidified without disturbing the orientation of the liquid crystal inside the nozzle as much as possible, it will have high strength, a high Young's modulus, and a highly It is easily expected that fibers with oriented molecular chains can be produced. In fact, Kuorek proposed a wet spinning method for a concentrated solution of these aromatic polyamides, which have a rigid and linear molecular structure, in the form of a liquid crystal forest. Ta. However, even with Kuwolek's method, the spun fibers need to be further heat-stretched in order to obtain useful high strength.
This thermal tension inevitably leads to an increase in strength and king rate, but on the other hand, it has the disadvantage of decreasing elongation.
ブレーズは、光学異方性ドープのうち高められた濃度の
ドープを空中吐出湿式紡糸することによシ、紡糸し九1
まの状態の繊維が高強度とクウオレクの方法に比べ改良
された伸度を有していることを開示(特開昭47−39
458号公報)しており、さらに、この繊維を緊張熱処
理することによって高ヤング率化できる(特開昭47−
45419号公報)としている。そして、このような方
法によって得られたPPTA繊維がケブラーあるいはケ
ブラー49として上布されている。Blaze is produced by spinning an optically anisotropic dope with a high concentration by air-discharge wet spinning.91
discloses that the fiber in the green state has high strength and improved elongation compared to the method of Kuwolek (Japanese Patent Application Laid-open No. 47-39
458 Publication), and furthermore, by subjecting this fiber to tension heat treatment, a high Young's modulus can be obtained (Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-1999).
Publication No. 45419). Then, the PPTA fiber obtained by such a method is used as Kevlar or Kevlar 49 to cover the fabric.
しかし、これらの繊維の欠点として、フィブリル化しや
すい〔例えば、 S、L、フェニックスら:Text、
Res、J、12月号第934ページ(1974))
。However, the disadvantage of these fibers is that they are prone to fibrillation [e.g., S. L. Phoenix et al.: Text.
Res, J, December issue, page 934 (1974))
.
座屈に弱く、いわゆるキンクバンドが発生する〔例えば
、M、G、ドブら; Polymar第22巻第960
ページ(1981)3などが指摘されている。It is susceptible to buckling and a so-called kink band occurs [for example, M, G, Dobb et al.; Polymar Vol. 22, No. 960
Page (1981) 3, etc. have been pointed out.
さらに、引張シ強度に比して結節強度が極端に弱く脆さ
があシ、これは避けられないものであると考えられ、も
っばら共重合という手段で結節強度の改善が行われてき
た〔例えば、矢吹ら:f#!維学会誌第34巻第T−5
42ページ(197B))。Furthermore, the knot strength is extremely weak compared to the tensile strength, resulting in brittleness, which is thought to be unavoidable, and the knot strength has been improved by means of copolymerization. For example, Yabuki et al: f#! Journal of the Institute of Technology Vol. 34 No. T-5
42 pages (197B)).
本発明は、このような立場と異なり、PPTA繊維を製
造するにおいて、従来実施されなかった極めて特別な方
法・条件を採用することによって、従来の高強度PPT
A繊維には見られなかった特異な微細構造を有し、それ
故に従来の高強度PPTA繊維にみられた上記の如き欠
点が解消されるという知見に基づくものである、
ここで、PPTA繊維の構造について触れておくべきで
あろう。上布されているケブラーやケブラー491公知
の方法(例えば特開昭47−39458号公報の方法)
で製造した稙、維は、これを偏光顕微鏡観察(約100
〜1000倍の倍率)すると、例外なく、第1図に示す
ような、繊維長方向と垂直な方向に密集した縞模様が見
られる。これは、ドブら(J、Polym、 Sci、
Polym。The present invention differs from such a position, in manufacturing PPTA fibers by employing very special methods and conditions that have not been implemented in the past.
This is based on the knowledge that it has a unique microstructure not seen in A fibers, and therefore eliminates the above-mentioned drawbacks found in conventional high-strength PPTA fibers. I should mention the structure. Kevlar coated or Kevlar 491 known method (for example, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 47-39458)
Tane and Wei produced this by polarizing microscope observation (approximately 100
(~1000x magnification), a dense striped pattern is seen in the direction perpendicular to the fiber length direction, as shown in FIG. 1, without exception. This is what Dobb et al. (J. Polym. Sci.
Polym.
Phyo、、第15巻、1i2201ページ(1977
))の提晶する、いわゆるプリーツシート構造と関連し
たものであろうと推定される。また、上布されているケ
ブラーやケブラー49%公知の方法(例えば特開昭47
−39458号公報の方法)で製造し九PPTA繊維社
、これをX線回折によって結晶構造を調べると1例外な
く、赤道線上の20−23度と20−21度とに大きな
回折ピークがみられ〔第2図のl)〕、高柳ら(J、
Appl、 Polym。Phyo, Volume 15, Page 1i2201 (1977
)) It is presumed that this is related to the so-called pleated sheet structure. In addition, Kevlar coated with Kevlar or Kevlar 49% known methods (for example, JP-A-47
When the crystal structure of this product was examined by X-ray diffraction, large diffraction peaks were observed at 20-23 degrees and 20-21 degrees on the equator line, without exception. [Figure 2 l)], Takayanagi et al.
Appl, Polym.
Set、、第23巻、第915ページ(1979))の
定義によると■型結晶であるということができる。It can be said to be a ■-type crystal according to the definition of ``Set.
高柳らは、PPTAの別の結晶形として■型を提案して
いる。そして、PPTAフィルムの製造において凝固剤
の選択次第によってl型または■型の結晶が発生すると
しでいるが、繊維については何も触れていない。Takayanagi et al. proposed the ■ type as another crystal form of PPTA. It also states that in the production of PPTA film, L-type or ■-type crystals are generated depending on the choice of coagulant, but nothing is mentioned about fibers.
本発明は、従来実施されてい力い特殊な条件でPPTA
繊維を製造したとき、新規な凝集構造。The present invention can be applied to PPTA under special conditions that have not been implemented in the past.
Novel agglomerated structure when producing fibers.
すなわち、偏光顕微鏡観察しても密な横縞の観察されな
い構造を有し、また好ましくは■型の結晶形を有してい
るという新たな知見にもとづくものであシ、さらにそれ
故に、高強度高ヤング率であルながら結節強度にすぐれ
ていて、フィブリル化しにくいという予想外の事実の発
見にもとづくものである、
すなわち、本発明の第1は、少なくとも1.411/傷
3の密度、30° 以下の結晶配向角をもつポリ(p−
フェニレンテレフタルアミド)緋維であって、かつ偏光
顕微鏡観察によって繊維長方向と垂直な方向に密集した
縞模様が観測されないことを特徴とするポリ(p−フェ
ニレンテレフタルアミド)繊維である。本発明の第2は
、ボIJ(p−フェニレンテレフタルアミド)を硫酸ま
fC,社硫酸マー濃度になるように溶解したドープを紡
糸口金よシ非凝固性流体中に、次いで一5C以下に保持
された鞭固浴中に押出し、少なくとも1.5のドラフト
がかかる速度で凝固浴よシ凝固糸条物を引出し、水洗お
よび乾燥することを特徴とするポリ(p−フェニレンテ
レフタルアミド)fJI’維の製法であシ、さらに、本
発明の第3は、ボ!j(p−フェニレンテレフタルアミ
ド)を硫酸または硫酸を主体とする溶媒に少なくとも1
5重量係のポリマー濃度になるように溶解したドープを
紡糸口金よシ非凝固性流体中に1次いで一5C以下に保
持された凝固浴中に押出し、少なくとも1.5のドラフ
トがかかる速度で凝固浴よシ凝固糸条物を引出し、水洗
した後、少なくとも0.2t/dの緊張をかけて200
〜550Cで熱処理することを特徴とするポリ(p−フ
ェニレンテレフタルアミド)1繊維の製造法である。In other words, it is based on the new knowledge that it has a structure in which dense horizontal stripes are not observed even when observed with a polarizing microscope, and that it preferably has a ■-type crystal shape. This invention is based on the unexpected discovery that although the Young's modulus is low, it has excellent nodule strength and is difficult to fibrillate. That is, the first aspect of the present invention is that the density of at least 1.411/flaw 3, 30° Poly(p-
This poly(p-phenylene terephthalamide) fiber is characterized by being made of scarlet fiber and having no dense striped pattern observed in a direction perpendicular to the fiber length direction when observed under a polarizing microscope. The second aspect of the present invention is that a dope in which p-phenylene terephthalamide (p-phenylene terephthalamide) is dissolved in sulfuric acid so as to have a concentration of sulfuric acid is placed in a non-coagulable fluid through a spinneret, and then maintained at a concentration of less than 5C. Poly(p-phenylene terephthalamide) fJI' fibers are extruded into a coagulating bath, drawn out from the coagulating bath at a draft of at least 1.5, washed with water and dried. Furthermore, the third aspect of the present invention is Bo! j (p-phenylene terephthalamide) in sulfuric acid or a solvent mainly composed of sulfuric acid.
The dope dissolved to a polymer concentration of 5% by weight is extruded through a spinneret into a non-coagulable fluid and then into a coagulation bath maintained at less than -5C and coagulated at a rate of at least 1.5% draft. After pulling out the coagulated filament from the bath and washing it with water, it was heated to 200 m
This is a method for producing poly(p-phenylene terephthalamide) 1 fiber, which is characterized by heat treatment at ~550C.
本発明の繊維は1本質的にPPTAから成っている。こ
こで、「本質的に」なる意味は1本発明の構成要件およ
び作用効果を阻害しない範囲の少量で、PPTA以外の
ポリマー(例えば、ポリ−(m−フェニレンテレフタル
アミド)%ポリー(p−フェニレンイソ7タルアミド)
Sポリ−(m−フェニレンイソ7タルアミド)、ポリ−
(ポリメチレンテレフタルアミド)、脂肪族ポリアミド
、脂環族ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリ
ウレタン、ポリ尿素等〕が7゛レンドされたp、PPT
Ag他のくυ返し単位(例えば、核置換されたp−フェ
ニレン単位、核置換されたマタは未置換のビフェニレン
単位、0−フェニレン単位1m−フェニレン単位、(ポ
リ)メチレン単位、ビリジレン単位やエステル、ウレタ
ン、尿素、エーテル、チオエーテルなどの結合単位等)
が共重合されたり、種々の添加剤、配合剤(例えば、染
料、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光沢剤、顔料等)が添加
されていて′もよい。The fibers of the present invention consist essentially of PPTA. Here, "essentially" means 1. Polymers other than PPTA (for example, poly(m-phenylene terephthalamide)% poly(p-phenylene terephthalamide) iso7talamide)
S poly-(m-phenyleneiso7talamide), poly-
(polymethylene terephthalamide), aliphatic polyamide, alicyclic polyamide, polyester, polyimide, polyurethane, polyurea, etc.], P, PPT
Ag and other repeating units (for example, nuclear-substituted p-phenylene units, nuclear-substituted mata are unsubstituted biphenylene units, 0-phenylene units, 1m-phenylene units, (poly)methylene units, pyridylene units, and esters) , urethane, urea, ether, thioether, etc.)
may be copolymerized, or various additives and compounding agents (for example, dyes, antioxidants, ultraviolet absorbers, brighteners, pigments, etc.) may be added.
本発明の繊維は、少なくとも1,41 flos”の密
度を有すべきである。密度が1.41よシ小さいと、そ
の繊維はクラックやボイドを多く含んでいたシ、結晶化
度が極度に低かったシ、不均一な凝集構造をとっていた
ルしていることを示し1強度が小さい。このような低密
度の繊維は、例えば。The fibers of the present invention should have a density of at least 1.41 flos''. If the density is less than 1.41 flos, the fiber will have many cracks and voids and will have an extremely high degree of crystallinity. Fibers with low density indicate that they have a non-uniform cohesive structure.
紡糸口金より直接凝固浴中に湿式紡糸したシ、極めて小
さなドラフトで紡糸したりすると得られるであろう。強
度および結節強度がよシ望ましいレベルにあるためには
、少なくとも1.45 t/(m”の密度をもつPPT
Am維が好ましい。本発明のPPTA繊維の密度は、ト
ルエンと四塩化炭素を用い、25Cで密度勾配管を用い
て常法で測定することができる、
本発明の繊維は、特開昭55−122012号公報に記
載した方法にしだがい、2θ−26°の回折ピークにつ
いて測定した値て、60°以下の結晶配向角を有すべき
である。何故なら、この安住を満さないPPTA繊維は
、強度、ヤング率が低く。It may be obtained by wet spinning directly from a spinneret into a coagulation bath or by spinning with an extremely small draft. For strength and nodule strength to be at a very desirable level, PPT with a density of at least 1.45 t/(m")
Am fiber is preferred. The density of the PPTA fiber of the present invention can be measured by a conventional method using toluene and carbon tetrachloride at 25C using a density gradient tube. According to the method used, it should have a crystal orientation angle of 60° or less, as measured for the 2θ-26° diffraction peak. This is because PPTA fibers that do not satisfy this stability have low strength and Young's modulus.
工業用繊維としての価値が減するからである。好ましく
は256゛以下の結晶配向角をもつ耕維である。This is because the value as an industrial fiber decreases. Preferably, the fibers have a crystal orientation angle of 256 degrees or less.
本発明の繊維線、さらに、偏光顕微鏡観察したとき繊維
長方向と垂直な方向に密集した縞模様が観測さt″Lな
いことが肝要である。この縞模様は。When the fiber wire of the present invention is observed under a polarizing microscope, it is important that no dense striped pattern is observed in the direction perpendicular to the fiber length direction.
前述のように、プリーツシート状の凝集構造と関連して
いると考えられる。縞模様は、通常の光学顕微鏡観察に
よっても認めることができるが、偏光顕微鏡を用いて、
直交ニコルまたは直交ニコルに近い状態で観察すると、
より鮮明に、種々の色をもった縞として、第1図のよう
に観測される。As mentioned above, this is thought to be related to the pleated sheet-like aggregate structure. Although striped patterns can be recognized by ordinary optical microscopy, they can be observed using a polarizing microscope.
When observed in orthogonal Nicols or near orthogonal Nicols,
It is observed more clearly as stripes with various colors, as shown in Figure 1.
偏光顕微鏡観察における倍率は、通常の100〜100
0倍で十分である。なお、観察時にオリーブ油やヨウ化
メチレンなどの浸液を用いるなどの通常の工夫が施され
てよい。縞と縞の間隔は偏光i微鏡観察のみでは定量化
するのが難しい。したがって、「密集した縞模様」とは
、繊維の直径の%よりも小さい間隔であることを意味す
る。従来の方法で製造した繊維は1通常、第1図のよう
に、繊維の直径の4の間隔またはそれ以下の間隔をもっ
た縞模様を有していることが判明した。縞模様の向きが
、「繊維長方向と垂直な方向」と特許請求の範囲で規定
しているが、これは厳密に全て垂直であるという意味で
はなく、おおよそ垂直の方向であるという意味である。The magnification for polarized light microscopy is usually 100 to 100.
0 times is sufficient. Note that normal measures such as using an immersion liquid such as olive oil or methylene iodide may be used during observation. It is difficult to quantify the distance between fringes using only polarized light microscopic observation. Thus, "closely striated" means spacing that is less than % of the diameter of the fibers. It has been found that fibers produced by conventional methods typically have stripes spaced at or less than four fiber diameters apart, as shown in FIG. Although the claims specify that the direction of the striped pattern is "perpendicular to the fiber length direction," this does not mean that it is strictly perpendicular, but rather that it is approximately perpendicular. .
本発明の繊維は、高密度、高配向であって、縞模様を有
しないので、高強度、高ヤング率であり、かつ結節強度
にすぐれ、フィブリル化しにくいという優れた特徴をも
っている。また、座屈特性にも優れていることが期待で
きる。これに比べ、従来のPPTA繊維は、これらの点
で何ら〃・の欠点を有している。例えば、ケプラーやケ
プラー49%特開昭47−39458号公報、特開昭4
7−45419号公報%特開昭55ム122012号公
報等の実施例で得られるPPTAM’維は、la維長方
向と垂直な方向に督果した縞模様が存在するため、結節
強度の点で劣り、フィブリル化しやすい。また、特公昭
47−2489号公報や特公昭50−8474号公報の
方法で得られるPPTA繊維は、乱れた凝集構造のため
に密度が1.41t/()113未満であり、強度が小
さかった9、伸度が小さく、結節強度も極度に小さい。The fibers of the present invention have high density, high orientation, and do not have a striped pattern, so they have excellent characteristics such as high strength, high Young's modulus, excellent knot strength, and resistance to fibrillation. It can also be expected to have excellent buckling properties. In comparison, conventional PPTA fibers have some drawbacks in these respects. For example, Kepler, Kepler 49% Japanese Patent Application Publication No. 47-39458, Japanese Patent Application Publication No. 47-39458,
7-45419 % PPTAM' fibers obtained in Examples such as JP-A-122012 have a striped pattern in the direction perpendicular to the la fiber length direction, so they have poor knot strength. inferior and easily fibrillated. Furthermore, the PPTA fibers obtained by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-2489 and Japanese Patent Publication No. 50-8474 had a density of less than 1.41 t/()113 due to the disordered agglomerated structure, and had low strength. 9. The elongation is low and the knot strength is extremely low.
本発明の繊維は、好ましくは■型の結晶構造を有する。The fiber of the present invention preferably has a -type crystal structure.
何故なら、意外にも、■型の結晶構造を部分的にせよ有
するとき、結節強度の改善がよシ顕著になるからである
、ここで、■型と■型の判定法 について述べる。常法
により、試料のPPTA繊維に%X線を繊維長方向と直
角の方向から照射し、回折パターンを得る。回折パター
ンの赤道線方向の回折ピークに注目する(例えば、第2
図に示すように、赤道線上の回折強度を20−16〜3
0°の範囲で記録する)。このとき、2θ−23°の大
きな回折ピークの他に% 2θ−21°に回折ピークの
あるもの(第2図のCa)をI型結晶、第2図の(0)
のように、20s18°に回折ピークの現われるものを
■型結晶と、それぞれ定義する。なお、■型と■型が混
在しているときは、2θ−1fと20−23°の両方の
回折ピークが観測されるであろう。This is because, surprisingly, the improvement in nodule strength becomes even more remarkable when the crystal structure of the ■type is partially present.Here, a method for determining the ■type and ■type will be described. A diffraction pattern is obtained by irradiating the sample PPTA fiber with X-rays from a direction perpendicular to the fiber length direction using a conventional method. Pay attention to the diffraction peak in the equatorial direction of the diffraction pattern (for example, the second
As shown in the figure, the diffraction intensity on the equatorial line is 20-16~3
(record within 0° range). At this time, in addition to the large diffraction peak at 2θ-23°, the one with a diffraction peak at 2θ-21° (Ca in Figure 2) is type I crystal, and (0 in Figure 2)
A crystal in which a diffraction peak appears at 20s18° is defined as a ■-type crystal. Note that when the ■-type and ■-type are present together, both the 2θ-1f and 20-23° diffraction peaks will be observed.
本発明の繊維は、少なくとも約3.0の対数粘度(ηi
nh ; 98%硫酸に0.5fIldJ度で溶解し、
25Uで常法で測定した値)をもっていることが望まし
い。これは、一般に高重合度のPPTAからなる繊維の
力が強度が太きいがらである。さらに望ましくは、ηi
nh≦4.0である。The fibers of the present invention have a logarithmic viscosity (ηi
nh; Dissolved in 98% sulfuric acid at 0.5fldJ degrees,
It is desirable to have a value measured using a conventional method at 25U. This is because fibers made of PPTA with a high degree of polymerization generally have a large strength. More preferably, ηi
nh≦4.0.
本発明の繊維は、その太さにおいて特に限定されたもの
ではないが、通常0.1〜10デニールの繊維が強度や
結節強度にすぐれているので好ましい。Although the fibers of the present invention are not particularly limited in their thickness, fibers having a diameter of 0.1 to 10 deniers are generally preferred because they have excellent strength and knot strength.
本発明の繊維は、密度、結晶配向角、偏光顕微鏡観察に
よる縞模様が観測されないことなどの微細構造上の特徴
を有しておシ、このため、前述したように1強度、ヤン
グ率、結節強度が太きく、フィブリル化しにくい。また
、■型の結晶構造をもったときは、これらの特色が一層
顕著になる。The fibers of the present invention have microstructural features such as density, crystal orientation angle, and no striped pattern observed under polarized light microscopy. Strong and thick, difficult to form into fibrils. Moreover, when it has a ■-type crystal structure, these characteristics become even more remarkable.
また、これらの特色の他に、高温での強度低下。In addition to these characteristics, strength decreases at high temperatures.
耐薬品性等の性能もすぐれていることがわかった、本発
明の繊維は、特別に指定された方法、条件のもとにはじ
めて製造することができ、この製法が本発明の第2およ
び第3を構成する、繊維の製造に当ってSまずPPTA
を硫酸または硫酸を主体とする溶媒に少なくとも15重
量%のポリマー濃度になるように溶解したドープを調製
する必要がある。この際、PPTAは、先述のように、
もし必要なら他の成分が少し共重合されていてもよいし
、他のポリマー等と少量ブレンドされて用いられてもよ
い。またPPTAはドープの状態でわずかに重合度低下
をひきおこすので、この点を考慮して、仕込のPPTA
の重合度を決めればよい。本発明の繊維において、望ま
しいレベルの物性を確保する意味で、仕込のl’P T
Aは約3.5以上の対数粘度をもっているのが好まし
いであろう。PPTAは、例えば、特公昭35−143
99号公報に記載された方法で取得することができる。The fiber of the present invention, which has been found to have excellent performance such as chemical resistance, can only be produced by a specially specified method and conditions, and this manufacturing method is the second and second method of the present invention. PPTA
It is necessary to prepare a dope in which the polymer is dissolved in sulfuric acid or a solvent mainly composed of sulfuric acid to a polymer concentration of at least 15% by weight. At this time, PPTA, as mentioned earlier,
If necessary, a small amount of other components may be copolymerized or a small amount of blended with other polymers may be used. In addition, since PPTA causes a slight decrease in the degree of polymerization in the doped state, taking this into account,
It is sufficient to determine the degree of polymerization of In the fiber of the present invention, in order to ensure desired level of physical properties, l'P T
Preferably, A will have a logarithmic viscosity of about 3.5 or greater. PPTA, for example,
It can be obtained by the method described in Publication No. 99.
ドープを調製するに用いる溶媒は、硫酸または硫酸を主
体とする混合物である。硫酸は約96M銚悌以上の濃度
の濃硫酸であることが%溶解性の点で好ましい。いわゆ
る発煙硫酸であってもよい。The solvent used to prepare the dope is sulfuric acid or a mixture based on sulfuric acid. The sulfuric acid is preferably concentrated sulfuric acid with a concentration of about 96M or more from the viewpoint of percent solubility. It may also be so-called fuming sulfuric acid.
硫酸と混合しうる物としては、クロル硫酸、フルオロ硫
酸、ジクロロ酢酸、酢酸、五酸化リン、ニトロベンゼン
などを挙げることができる。ポリマー濃度は15重量%
以上であることが必要である。Examples of substances that can be mixed with sulfuric acid include chlorosulfuric acid, fluorosulfuric acid, dichloroacetic acid, acetic acid, phosphorus pentoxide, and nitrobenzene. Polymer concentration is 15% by weight
It is necessary that it is above.
ドープから紡糸された繊維は、一般に密度が小さく、強
度も小さいからである。ポリマー濃度は、好ましくは1
7重量%以上である。このようなポリマー濃度のとき、
ドープは少し加温する必要のあることが多い。温度が高
くなると、ドープ中のポリマーの劣化速度は大きくなる
ので、あまシ高温に長時間さらされるのは好1しくない
。通常。This is because fibers spun from dope generally have low density and low strength. The polymer concentration is preferably 1
It is 7% by weight or more. At such polymer concentrations,
Dope often needs to be slightly warmed. As the temperature increases, the rate of deterioration of the polymer in the dope increases, so it is undesirable to expose it to very high temperatures for a long time. usually.
呈温〜120Cの範囲のドープが使用される。本発明に
使用されるドープは、大抵の場合、光学異方性を示す。Dopes with temperatures ranging from 120C to 120C are used. The dope used in the present invention exhibits optical anisotropy in most cases.
ドープには、通常の添加剤5例えば、抗酸化剤、紫外線
安定剤等が配合されていてもよい。The dope may contain conventional additives 5 such as antioxidants, ultraviolet stabilizers, etc.
このようにして調製されたドープは、紡糸口金よシ非凝
固性流体中に1次いで一5C以下に保持された凝固浴中
に押出す必要がある。紡糸口金を通過する前に、ドープ
の脱気、濾過、計量を行う 1のが、特に工業的生
産の場合好ましいであろう、紡糸口金の形状、孔数、孔
の大きさ等は特に制限をうけるものではない。孔の太き
さとして1通常0.01〜o、5mmの直径のものが用
いられる。紡糸口金から押出されるドープの線速度も特
に制限されず、専ら生産性や後述するドラフトの必翼φ
件等の要請で決めてよい。紡糸口金から押出されたドー
プ流は、才ず非凝固性流体中を通過することが肝要であ
る。何故なら、非凝固流体を通さず、紡糸口金からいき
なシ凝固浴中に押出したときiT。The dope thus prepared must be extruded through a spinneret into a non-coagulable fluid and then into a coagulation bath maintained at less than -5C. The dope is deaerated, filtered, and weighed before passing through the spinneret.It is preferable especially for industrial production.There are no particular restrictions on the shape of the spinneret, the number of holes, the size of the holes, etc. It's not something you can earn. The diameter of the holes used is usually 0.01 to 5 mm. The linear speed of the dope extruded from the spinneret is not particularly limited, and is mainly used to improve productivity and the required draft blade φ, which will be described later.
It may be decided based on the request of the case etc. It is essential that the dope stream extruded from the spinneret pass through a non-solidifying fluid. This is because when extruded from a spinneret into a solid coagulation bath without passing a non-coagulation fluid, the iT.
ドラフトを1.5よシ大きくすることが困鄭、で、それ
によって得られる繊維は、密度が小さく、強度や伸度も
小さいからである。非凝固性流体としては、空気、窒素
、アルゴン%酸素等の気体、トルエン、ヘプタン等の液
体をあけることができる。It is difficult to increase the draft by more than 1.5, because the resulting fibers have low density, strength, and elongation. Non-coagulable fluids may include gases such as air, nitrogen, argon% oxygen, and liquids such as toluene and heptane.
経済的利点、操作性力どから9気が最も好ましい。9-ki is most preferable due to its economic advantages and operability.
非凝固性流体の厚さは、約0.2〜50偏くらいが適当
である。The appropriate thickness of the non-coagulable fluid is about 0.2 to 50 mm.
非凝固性流体中に押出されたドープ流は、次に一5C以
下に保持された凝固浴に押出す必要があり、ここで凝固
をうける。本発明において凝固浴は、−5C以下に保持
する必要があり、この観点から使用できる凝固液の種類
が制限をうける。使用可能な凝固液は、例えば、10〜
80通tよ%濃度、好ましくは15〜60M量%濃度の
硫酸水溶液、エチレングリコールまたはエチレングリコ
ール水溶液あるいはこれらと硫酸との混合液、メタノー
ルまたはメタノール水溶液あるいはこ71.らと硫酸と
の混合液、アセトンまたはアセトン水溶液あるいはこれ
らと硫酸との混合液等を挙げることができる。The dope stream extruded into the non-coagulable fluid must then be extruded into a coagulation bath held below -5C where it undergoes coagulation. In the present invention, the coagulation bath must be maintained at -5C or lower, and from this point of view, the types of coagulation liquid that can be used are limited. The coagulating liquid that can be used is, for example, 10 to
71. Sulfuric acid aqueous solution, ethylene glycol or ethylene glycol aqueous solution, or a mixture thereof with sulfuric acid, methanol or methanol aqueous solution, or a sulfuric acid aqueous solution with a concentration of 80%, preferably 15 to 60 M%. and sulfuric acid, acetone or acetone aqueous solution, or a mixture of these and sulfuric acid.
本発明を実施するにおいて、その温度を一5C以下にで
きる凝固液ならばどのような種類でも基本的に可能であ
るが、実施の簡便さという点から上記の例が挙げられ、
工業的な実施の容易さおよび低廉さの点からは硫酸水溶
液が最も好ましい。In carrying out the present invention, basically any kind of coagulating liquid can be used as long as the temperature can be lowered to 15C or less, but the above example is given from the point of view of ease of implementation.
An aqueous sulfuric acid solution is most preferred from the viewpoint of ease of industrial implementation and low cost.
凝固浴温度が一5C以下であることが極めて大切である
。何故なら、−5C以下の凝固浴温度のときにはじめて
、本発明の繊維の特徴である、いわゆる縞模様の観測さ
れないPPTAfsy維が1(tられ、また、結節強度
が大きくフィブリル化しにくいという好ましい性質を有
する繊維が得られる。さらに、凝固浴温度が一5C以下
で紡糸された本発明の繊維は光沢にすぐれている。凝固
浴温度は好ましくは一10C以下、さらに好ましくは一
15C以下であシ、このようなとき、■型の結晶構造が
優勢になって、結節強度の改善も一層顕著になる。It is extremely important that the coagulation bath temperature be below 15C. This is because only when the coagulation bath temperature is -5C or lower, PPTAfsy fibers with no so-called striped pattern, which is a characteristic of the fibers of the present invention, are formed, and the favorable property of high knot strength and resistance to fibrillation is achieved. Furthermore, the fibers of the present invention spun at a coagulation bath temperature of 15C or lower have excellent gloss.The coagulation bath temperature is preferably 110C or lower, more preferably 115C or lower. In such a case, the ■-type crystal structure becomes predominant, and the improvement in nodule strength becomes even more remarkable.
凝固浴温度について、先行文献には一般的に低い温度も
使用可能である旨記載しているが、あくまで一般的範囲
としての記載があるのみで、その特弄性や有用性につい
て全く言及していない。むしろ、実施のしにくさや工業
的実施の場合には、エネルギー的に不利になること力ど
の点から避けられていたと言うべきであシ、例えば%特
開昭47−39458号公報には、[浴の温度は、−2
5C〜28Cの範囲にあることが好適である。」と記載
しているが、多数の実施例があるにも力φ・わらず、凝
固浴温度は0〜27Cであって、00未満の実施例は皆
無であり、また特開昭55−122012号公報には、
「浴の温度について・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・室温以下、氷点付近まで
が好ましい。」という記載があるのみで、実施例は全て
5Cの凝固浴温度で行われている。Regarding the coagulation bath temperature, prior literature generally states that low temperatures can be used, but these are only described as a general range and do not mention anything about its special properties or usefulness. do not have. Rather, it should be said that in the case of difficulty in implementation or industrial implementation, energy disadvantages could have been avoided. The temperature of the bath is -2
It is suitable that it is in the range of 5C to 28C. "However, although there are many examples, the coagulation bath temperature is 0 to 27C, and there are no examples where the temperature is less than 0. In the publication,
``About the temperature of the bath...
・・・・・・・・・・・・Preferably below room temperature, up to around the freezing point. ”, and all Examples were carried out at a coagulation bath temperature of 5C.
凝固浴の形状は特に制限されない。ただし。The shape of the coagulation bath is not particularly limited. however.
工業的生産において、紡糸速度を高いレベルにするとい
う観点からみると、特開昭55−122012号公報の
第3図の如き、いわゆるv斗状の凝固浴を用いるのが好
ましいであろう。In industrial production, from the viewpoint of increasing the spinning speed to a high level, it is preferable to use a so-called v-shaped coagulation bath as shown in FIG. 3 of JP-A-55-122012.
凝固浴中に押出されたドープ流は、凝固浴中で凝固をう
け、次に、この凝固糸条物を凝固浴から少なくとも1.
5のドラフトが〃1力する速度で引出す必要がある。こ
こで、ドラフトとは、凝固浴から引出すときの凝固糸条
物の線速度を紡糸口金を通過するドープの線速度で除し
た値である。ドラフトが1.5未満であると、PPTA
分子鎖の配向が不十分であることが多く、強度、ヤング
率とも小さい繊維になる。ブラットは好ましくは2.0
以上である。The dope stream extruded into the coagulation bath undergoes coagulation in the coagulation bath, and then the coagulated thread is removed from the coagulation bath by at least 1.
It is necessary to draw out the draft at a speed of 1 force. Here, the draft is the value obtained by dividing the linear velocity of the coagulated filament when it is drawn out from the coagulation bath by the linear velocity of the dope passing through the spinneret. If the draft is less than 1.5, PPTA
The molecular chains are often poorly oriented, resulting in fibers with low strength and Young's modulus. Brat is preferably 2.0
That's all.
凝固浴から引出された凝固糸条物は、水洗をうける必要
がある。水洗Fi1段または2段以上で行われ、また、
これを効率的に行うためにカセイソーダ等のアルカリ水
溶液と組合せてもよい。水洗によって、溶媒をできるだ
け抽出除去するのが好ましく、例えは硫酸を溶媒に使っ
た場合、約1重11%以下の残留量にするのが好ましい
。水洗の方法も特に限定されず、公知の技術、例えば、
水浴中を走行させる方法、回転するローラー上に水をか
ける方法、ボビンや総にまきつけたまま水洗する方法、
ネットの上に堆積させて水をかける方法、あるいはこれ
らを組合せる方法等から選ばれてよい。これらの中では
、ネットの上で水洗させる方法が得られる繊維の耐疲労
性向上という点で推奨され、その中でも特開昭55−1
22011号公報や特開昭55−122012号公報に
開示された特定の栄件の下にネット上で水洗、蒸気処理
、乾燥を行うのが繊維の寸法安定性、耐疲労性の点で最
も好ましい。The coagulated filament drawn out from the coagulation bath needs to be washed with water. It is carried out in one or more stages of water washing, and
In order to do this efficiently, it may be combined with an alkaline aqueous solution such as caustic soda. It is preferable to extract and remove as much of the solvent as possible by washing with water. For example, when sulfuric acid is used as the solvent, it is preferable to reduce the residual amount to about 1% by weight or less. The method of washing with water is also not particularly limited, and may be performed using known techniques, for example,
A method of running water in a water bath, a method of spraying water on a rotating roller, a method of washing with water while it is wrapped around a bobbin or cloth,
The method may be selected from methods such as depositing the material on a net and sprinkling water on it, or a combination of these methods. Among these, the method of washing with water on a net is recommended from the viewpoint of improving the fatigue resistance of the fibers obtained, and among them, JP-A-55-1
In terms of dimensional stability and fatigue resistance of the fibers, it is most preferable to perform washing with water, steam treatment, and drying on the internet under the specific conditions disclosed in Japanese Patent Publication No. 22011 and Japanese Patent Application Laid-open No. 122012/1984. .
水洗された繊維は、必要ならば油剤等を付与された後、
(1)乾燥されてそのまま、(2)乾燥されたのち熱処
理されて、(3)水洗され7cま−j′c熱処理されて
、のうちの一つの方法で製品糸とされる。この間、前述
のように、もし必要ならば蒸気処理等を付は加えてもよ
い。The washed fibers are treated with oil, etc., if necessary.
It is made into a product yarn by one of the following methods: (1) dried as it is, (2) dried and then heat treated, and (3) washed with water and heat treated. During this time, as described above, steam treatment or the like may be added if necessary.
乾燥は公知の技術で行う。通常、室温以上、好ましくは
100℃以上で繊維の含水量が数ノく−セ〉トまたはそ
れ以下になるような時間行う。その方法も自由で、例え
ば、ネット上に堆積させて行う方法、ボビンや総にまき
つけて行う方法、熱ロール上を走行させて行う方法等で
よい。2段以上に分けて、同じまたは異なった温度ある
いは同じまたは異なった方法で行ってもよい。Drying is performed using a known technique. Usually, the heating is carried out at room temperature or higher, preferably at 100°C or higher, for a period of time such that the moisture content of the fibers becomes several centimeters or lower. The method may be arbitrary, such as depositing it on a net, wrapping it around a bobbin or a whole, running it on a hot roll, etc. The reaction may be performed in two or more stages at the same or different temperatures or by the same or different methods.
乾燥と熱処理は厳密には線引きをすることができないが
、本発明では、繊維中の水分を減少させることのみを目
的に、無緊張下または低い張力下に温度をかける行為を
乾燥といい、繊維の伸度およびヤング率の有意な変更を
企てる目的で、緊張下に温度をかける行為を熱処理とい
う。一般に、本発明において、特許請求の範囲第3項に
したがつて製造した繊維、す々わち、乾燥したままの繊
維は高伸度であシ、タイヤコード用等の用途に向いてお
シ、一方、特許請求の範囲第4項の方法による繊維、す
々わち、乾燥をしたあとまたは乾燥せずに水洗して直接
に熱処理した繊維は高ヤング率であシ、プラスチックス
の補強等圧適している。Strictly speaking, drying and heat treatment cannot be differentiated, but in the present invention, drying refers to the act of applying temperature under no tension or low tension for the sole purpose of reducing the moisture in the fibers. Heat treatment is the act of applying temperature under tension for the purpose of significantly changing the elongation and Young's modulus of a material. Generally, in the present invention, the fibers produced according to claim 3, i.e., the dry fibers, have high elongation and are suitable for applications such as tire cords. On the other hand, the fibers produced by the method according to claim 4, that is, the fibers that are washed with water after drying or without drying and then directly heat treated, have a high Young's modulus and are effective in reinforcing plastics. The pressure is suitable.
なお、熱処理の有無にかかわらず、本発明の方法、すな
わち、特許請求の範囲第3項または第4項の方法にした
がって製造されたPPTA繊維は、特許請求の範囲第1
項記載の要件を満している。Incidentally, regardless of the presence or absence of heat treatment, the PPTA fiber produced according to the method of the present invention, that is, the method of claim 3 or 4, can be manufactured according to claim 1.
The requirements listed in the section are met.
本発明の方法において、熱処理は少なくとも0.2r/
do緊張をかけて、200〜550℃で行われる必要が
ある。何故なら、このような条件を満たした熱処理によ
って極めて大きいヤング率のPPTA繊維が得られ、プ
ラスチックスの補強用等に有用になるからである。温度
は好ましくは250〜450℃である。適切な熱処理時
間は、温度にも依存するが、通常、0.1秒〜10分の
間に選ばれる。熱処理を行う雰囲気は、空気でもよいが
、好ましくは不活性な窒素やアルゴンである。In the method of the invention, the heat treatment is at least 0.2r/
It needs to be done at 200-550°C under stress. This is because heat treatment that satisfies these conditions yields PPTA fibers with an extremely high Young's modulus, making them useful for reinforcing plastics and the like. The temperature is preferably 250-450°C. An appropriate heat treatment time depends on the temperature, but is usually selected between 0.1 seconds and 10 minutes. The atmosphere in which the heat treatment is performed may be air, but preferably inert nitrogen or argon.
本発明の繊維は、高強度、高ヤング率という従来からの
PPTA繊維の特徴に加えて、結節強度が大きく、フィ
ブリル化しにくいなどの特徴を備え、さらに座屈特性に
も優れていることが期待でき、光沢にも富んでいるなど
の特色があシ、これらの性質を利用して、タイヤコード
、各種ベルト等ノゴムの補強材、プラスチックスの補強
材として有用である。本発明の繊維は、これらゴムやプ
ラスチックスの補強援用いられるときは、通常マルチフ
ィラメントの形態で用いられることが多いが、本発明の
繊維はそれに限定されるものではなく、モノフィラメン
ト、ロービングヤーン、スフ、チョツプドストランドな
どの形で、ロープ、織布、プラスチックス、金属、セメ
ント、セラミックス等の補強材、わたなどとして利用す
ることも可能である。In addition to the characteristics of conventional PPTA fibers such as high strength and high Young's modulus, the fibers of the present invention are expected to have characteristics such as high knot strength and resistance to fibrillation, and are also expected to have excellent buckling properties. Utilizing these properties, it is useful as a reinforcing material for rubber such as tire cords and various belts, and as a reinforcing material for plastics. When the fibers of the present invention are used to reinforce these rubbers and plastics, they are usually used in the form of multifilaments; however, the fibers of the present invention are not limited thereto, and include monofilaments, roving yarns, It can also be used in the form of cloth, chopped strands, etc., as a reinforcing material for ropes, woven fabrics, plastics, metals, cement, ceramics, etc., and as cotton.
実施例1および比較例1
特開昭55−122012号公報の参考例にしたがって
、対数粘度5.80PPTAを得た。Example 1 and Comparative Example 1 A logarithmic viscosity of 5.80 PPTA was obtained according to the reference example of JP-A-55-122012.
PPTA 金99.6%硫酸にポリマー濃度が18重量
%になるように75℃で溶解し、約2時間減圧下に脱泡
した。75〜80℃に保持したドープを濾過しつつ、0
.065111直径の細孔100ケを持つ紡糸口金よシ
押出し、約5III11の空気中を走行させた後、30
重量%の硫酸水溶液中に押出した。PPTA Gold was dissolved in 99.6% sulfuric acid at 75° C. to a polymer concentration of 18% by weight, and defoamed under reduced pressure for about 2 hours. While filtering the dope kept at 75-80℃,
.. It was extruded through a spinneret having 100 pores with a diameter of
% by weight aqueous sulfuric acid solution.
凝固浴温度およびドラフトを変動条件とした。凝固浴お
よび水洗、乾燥工程は、特開昭55−122012号公
報の実施例1の装置、方法条件で行い(すなわち、水洗
工程と乾燥工程との間に水蒸気処理工程を付は加えた)
、PPTA繊維を得た。The coagulation bath temperature and draft were varied. The coagulation bath, water washing, and drying steps were performed using the apparatus and method conditions of Example 1 of JP-A-55-122012 (that is, a steam treatment step was added between the water washing step and the drying step).
, PPTA fibers were obtained.
変動条件および得られた繊維の性質を一覧表にして表1
に示す。繊維の強度、伸度、ヤング率はマルチフィラメ
ントについて測定した値を示し、結節強度は1本のフィ
ラメントについて結び目を入れ、−引張シ試験を行って
測定した値である。縞模様の観察は、偏光顕微鏡を直交
ニコルまたはそれに近い状態にセットし、浸液をつけた
PPTA繊維を偏光子の偏光面に対し約45°の角度に
おき、400倍の倍率にして行ったもので、第1図に示
す如き繊維長方向と垂直な方向への密集した縞模様が観
測されたものを[あシJ1観測されなかったものを「な
し」と表1に記した。また、結晶構造は繊維のX線回折
における赤道線上の散乱強度曲線を20=16〜506
で描き、第2図の(イ)に示すようK、2θ−,21°
忙回折ピークを示すもの管結晶構造「I」、第2図の(
ロ)に示すように、20ζ18°に回折ピークを示すも
のを結晶構造rIIJとして表2に記した。なお、20
−21゜と20均18°の両方に回折ピークを示すもの
を「■と■の混合」というように記した。Table 1 lists the varying conditions and properties of the obtained fibers.
Shown below. The strength, elongation, and Young's modulus of the fiber are the values measured for the multifilament, and the knot strength is the value measured by tying one filament into a knot and performing a tensile test. Observation of the striped pattern was carried out by setting the polarizing microscope at or near crossed Nicols, placing the PPTA fiber soaked in the immersion liquid at an angle of approximately 45° to the polarization plane of the polarizer, and using a magnification of 400x. Those in which a dense striped pattern in the direction perpendicular to the fiber length direction as shown in FIG. In addition, the crystal structure has a scattering intensity curve on the equator line in X-ray diffraction of the fiber of 20 = 16 ~ 506
K, 2θ-, 21° as shown in Figure 2 (a)
Tube crystal structure “I”, which shows a busy diffraction peak, (
As shown in b), those exhibiting a diffraction peak at 20ζ18° are listed in Table 2 as crystal structure rIIJ. In addition, 20
Those exhibiting diffraction peaks at both −21° and 20° and 18° are described as “mixture of ■ and ■.”
本発明の繊維(実施例1−A−E)は、従来技術に基づ
く繊維(比較例1− a −b )に比べ結節強度の点
において相当にすぐれている。また、紡糸時のドラフト
が小さすぎるため、繊維の密度が小さい本発明外の繊維
(比較例1−C)は、強度結節強度ともに相当に小さい
。The fibers of the invention (Examples 1-A-E) are considerably superior in knot strength compared to the fibers based on the prior art (Comparative Examples 1-a-b). Further, since the draft during spinning is too small, the fibers other than the present invention (Comparative Example 1-C), which have a low fiber density, are considerably low in both strength and knot strength.
なお、繊維を安全カミソリの刃で切断したところ、比較
例1−a%bの繊維は、切断部付近がひび割れてフィブ
リル化しているのに対し、実施例1−A−Eの#l!維
は、その程度に少ないことが光学顕微鏡観察で判明した
。When the fibers were cut with a safety razor blade, the fibers of Comparative Example 1-a%b cracked and fibrillated near the cut portion, whereas the fibers of Example 1-A-E #1! Observation with an optical microscope revealed that the amount of fibers was relatively small.
実施例2 実施例1−Eで得たPPTA繊維を熱処理した。Example 2 The PPTA fiber obtained in Example 1-E was heat treated.
熱処理は、窒素を流した円筒状の加熱炉の中を繊維を約
5秒間走行させつつ行った。緊張は、繊維の送シ側のロ
ー2−の速度と捲取側のそれとの比を調整することによ
って付与した。The heat treatment was performed while the fibers were run for about 5 seconds in a cylindrical heating furnace in which nitrogen was flowed. Tension was applied by adjusting the ratio of the speed of row 2 on the fiber feeding side to that on the winding side.
熱処理条件と結果(繊維の構造特性と物性)’を表2に
記す。なお、全ての繊維について縞模様が観測されず、
結晶は■型であった。The heat treatment conditions and results (structural characteristics and physical properties of the fibers) are shown in Table 2. Note that no striped pattern was observed for any of the fibers.
The crystal was of type ■.
実施例3
対数粘度6.3のPPTAと99.Ofyの硫酸とから
ポリマー濃度19重量%のドープを0.08111直径
の紡孔50個をもった紡糸口金から押出し、15■の空
気層を走らせたあと、(A)−10℃の20重量%硫酸
水溶液、(B)−35℃の45重量%硫酸水溶液を各々
満たした炉斗状の凝固浴中に導入し、ドラフト5.5で
捲きとった。捲きとった凝固糸条物をボビンにまきつけ
たまま0.1チカセイソーダ水溶液に約1時間浸漬させ
、ついで−昼夜イオン交換水で洗浄した。次に、ボビン
にまきつけたまま120℃の熱風乾燥機中で一晩乾燥し
た。なお、(5)の条件で紡糸して得た繊維の一部は、
水洗後直ちに400℃で0,8r/dの「、に眼下に熱
処理した。Example 3 PPTA with a logarithmic viscosity of 6.3 and 99. Ofy's sulfuric acid was extruded from a spinneret with a polymer concentration of 19% by weight through a spinneret with 50 holes with a diameter of 0.08111, and after passing through a 15cm air layer, (A) 20% by weight at -10°C. The coagulation bath was introduced into a funnel-shaped coagulation bath filled with an aqueous sulfuric acid solution and (B) a 45% by weight aqueous sulfuric acid solution at −35° C., and was rolled up with a draft of 5.5. The coagulated thread wound around the bobbin was immersed in a 0.1 titanium soda aqueous solution for about 1 hour, and then washed day and night with ion-exchanged water. Next, it was dried overnight in a hot air dryer at 120° C. while being wrapped around a bobbin. In addition, some of the fibers obtained by spinning under the conditions (5) are
Immediately after washing with water, it was heat treated at 400° C. and 0.8 r/d.
得られた繊維の性質は、次のとおシであった。The properties of the obtained fibers were as follows.
囚条件で紡糸して得た繊維;強度2sy/ds伸度4.
9チ、ヤング率4 B 0 r/d、結節強度5.3!
/ / d 、偏光顕微鏡でみても縞模様なし、密度1
.44 y/CC,配向角21°、「I型と■型の混合
」結晶構造。Fiber obtained by spinning under prison conditions; strength: 2 sy/ds elongation: 4.
9chi, Young's modulus 4 B 0 r/d, knot strength 5.3!
/ / d, no stripes even when viewed with a polarizing microscope, density 1
.. 44 y/CC, orientation angle 21°, "mixed I-type and ■-type" crystal structure.
(B)条件で紡糸して得た繊維;強度21f/d、伸度
5.1%、ヤング率440 f/d、結節強度5.6y
/d、偏光顕微鏡でみても縞模様なし、密度1,44
f/QC,配向角25°、■型の結晶構造。Fiber obtained by spinning under (B) conditions; strength 21 f/d, elongation 5.1%, Young's modulus 440 f/d, knot strength 5.6 y
/d, no striped pattern even when viewed with a polarizing microscope, density 1.44
f/QC, orientation angle 25°, ■-type crystal structure.
(At条件で紡糸、水洗後、熱処理した繊維;強度24
r/a、伸度2.4%、ヤング率950 f? /
d%結節強度4.7 f / d %偏光顕微鏡でみて
も縞模様なし、密度1,457 /CC,配向角11°
、「I型と■型の混合」結晶構造。(Fiber spun under At conditions, washed with water, and heat treated; strength 24
r/a, elongation 2.4%, Young's modulus 950 f? /
d% Nodule intensity 4.7 f / d % No stripes under polarized light microscope, density 1,457/CC, orientation angle 11°
, “mixture of type I and type ■” crystal structure.
実施例4
対数粘度6.9のPPTAと99.8%硫酸とからポリ
マー濃度20.4重量%のドープをつくり、約85℃に
加熱した紡糸口金(0,075y+++a直径の紡孔5
0個保有)から押出し、約71の空気中を走らせたあと
、−25℃の50重量−のエチレングリコール水溶液中
で凝固させ、ドラフト6.5で凝固浴からひき上げ、ボ
ビンにまきとった。約2昼夜水洗□
して溶媒を除去し、次いで風乾させfc 。Example 4 A dope with a polymer concentration of 20.4% by weight was prepared from PPTA with a logarithmic viscosity of 6.9 and 99.8% sulfuric acid, and a spinneret heated to about 85° C.
It was extruded from the coagulation bath at a draft of 6.5, and was then wound around a bobbin. The solvent was removed by washing with water for about 2 days and nights, and then air-dried.
得られた繊維は、強度19 ?/d、伸度4,8チ、ヤ
ング率510ff/dx結節強度s、o7./a、偏光
顕微鏡観察による縞模様なし、密度1.44y / c
c%配向角20°であった。The obtained fiber has a strength of 19? /d, elongation 4.8 inches, Young's modulus 510ff/dx knot strength s, o7. /a, no striped pattern observed by polarizing microscope, density 1.44y/c
c% orientation angle was 20°.
実施例5および比較例2
対数粘度5.5のPPTAを、97.0チ硫酸とP2O
5の混合物(Pt0aは硫酸に対し4重量%)に溶解し
て種々のポリマー濃度のドープを調製した。紡糸は実施
例1−Eとほぼ同じ条件(ドラフトのみろ、0と変更)
で行′)た。得られた繊維の性質を表3に示す。Example 5 and Comparative Example 2 PPTA with a logarithmic viscosity of 5.5 was mixed with 97.0 sulfuric acid and P2O
Dopes with various polymer concentrations were prepared by dissolving Pt0a in a mixture of 5 (Pt0a: 4% by weight based on sulfuric acid). Spinning was carried out under almost the same conditions as in Example 1-E (draft depth changed to 0)
It was done. Table 3 shows the properties of the obtained fibers.
第1図は従来技術で製造したボIJ(p−フェニレンテ
レフタルアミド)繊維全偏光顕微鏡で観察したときに観
測される縞模様の模式図、第2図はポリ(p−フェニレ
ンテレフタルアミド)繊維のX線回折における赤道線上
の回折強度曲線を示す。
手続補装置
昭和57年8月6日
特許庁長官 若杉和夫 殿
事件の表示
特願昭57−103891、
発明の名称
新規な構造のポリ (p −フェニレンテレフタルア
ミド)繊維およびその製法
補正をする者
事件との関係・特許出願人
(003)旭化成工業株式会社
代理人
東京都港区虎ノ門−丁目2番29号虎ノ門産業ビル5階
6 補正の内容
明細書の記載を次のとおシ補正する、
111、第2頁19行の
「凝集構造」を「新規な凝集構造」と補正する。
(21、第3頁15行の
[Pre c 、Jを[Proc、Jと補正する。
(3)、第3頁16行の
[73(1956)Jを「第73ページ(1956)J
と補正する。
(4)、第6頁6〜7行の「見られる。」の次に下記の
記載を挿入する。
「例えば、偏光顕微鏡を直交ニコルの状態にしてケプラ
ー繊維を偏光子の偏光面と同一の方向に置いたときの観
察結果をシメンスらが発表(J、Polym、 Set
、 Polym、 Phys、第18巻第871ページ
(1980)〕している。」(5)、第6頁8行の
「Phyo、jを「Phys、 jと補正する。
(6)、第6頁9行の
「提晶」を「提唱」と補正する。
「いてもよい。」を「いてもよいことをいう、」と補正
する。
(8)、第9頁19行の
「1.41よシ」をr 1.41 F/偏3よ、釦と補
正する、(9)、第11頁4行の
「縞模様は、」を「従来の方法で製造した繊維にみられ
る縞模様は、」と補正する。
aα、第11頁5〜7行の「偏光顕微鏡を用いて・・・
・・・・・・・・・・・−・・・・・・・で観察すると
、」を下記のとお夛補正する。
「偏光顕微鏡の偏光子または検光子の片方あるいは両方
を用いて、偏光子および検光子の偏光面と繊維長方向が
一致しないようにした(#lI維長方向と偏光面が30
〜90°が好ましい。)状態で観察すると、」
aD1第12頁2行の「意味である。」を下記のとおり
補正する。
「意味であシ、偏光顕微鏡観察の仕方によっては垂直方
向から少し傾きをもってらせん状にみえることもある。
」
α渇、第13頁15行の
「2θチ23°」を「20t21°」
と補正する。
Q3)、第14頁2行の
「ηinh≦4.0」 を「ηinh≧4.0」 と補
正する、(14)、第14 jj 15行t:D「強度
低下、」を「強度低下が少なく、」と補正する。
a!9、第15頁4行の
「PPTAはドーグ」をl’−PPTAは一般にドープ
」と補正する。
aυ、第18頁2行の
「硫酸水溶液、」の次に下記の記載を挿入する。
「硫酸ソーダ水溶液、硫酸カリウム水溶液、カセインー
ダ水溶液、カセイカリ水溶液、」aη、第18頁19行
の
「得られる、」を隔られるからである。」と補正する。
鱈、第20頁16行の
「ブラット」を「ドラフト」と補正する。
収り、第21頁7行の
「好ましい。水洗の」を「好ましい。糸条物の水洗の」
と補正する。
翰、第21頁9行の
「回転するローラー」を
「糸条物の走っている回転するローラー」と補正する。
(21)、第25頁6行の
「補強等」を「補強用等」と補正する、@、第24頁1
3行の
「織布、」を「織布や」と補正する。
(ハ)、第26頁1〜2行の
「偏光顕微鏡を直交ニコルまたはそれに近い状態にセッ
トし、」を
「偏光顕微鏡を検光子なしで偏光子のみで用い、」と補
正する。
@、第27頁5行の
「程度に少ない」を「程度の少ない」と補正する。
(ハ)、第28頁の表1において、密度の単位「’I/
(:Gを「1/薗3」と補正する。
(20、第28頁の表1において、「配向角」を「結晶
配向角」と補正する、
(5)、第60頁の表2において、密度の単位「1/c
c」を「1/crIL3」と補正する。
(ハ)、第30頁の表2において、「配向角」を「結晶
配向角」と補正する、
翰、第31頁10行の
「浸漬させ、」を「浸漬し、」と補正する。
(7)、第51頁19行の
「y /ccs配向角」を「7/薗3、結晶配向角」と
補正する。
0υ、第32頁4行の
「? /cc 、配向角」を「1/圓3、結晶配向角」
と補正する。
cla、第323(8行の
「S’ / cc、配向角」をrr/川3用結晶配向角
」と補正する、
(ハ)、第33頁2行の
f−f/cc、配向角」を「27薗3、結晶配向角」と
補正する。
(ロ)、第34頁の表3において、密度の単位rf/c
cJを「1/確3」と補正する。
(至)、第34頁の表5において、
「配向角」を「結晶配向角」
と補正する。Figure 1 is a schematic diagram of a striped pattern observed when a poly(p-phenylene terephthalamide) fiber produced using a conventional technique is observed using a fully polarizing microscope. A diffraction intensity curve on the equatorial line in X-ray diffraction is shown. Procedural auxiliary device August 6, 1980, Patent Office Commissioner Kazuo Wakasugi, Indication Patent Application No. 57-103891, Title of Invention: Poly(p-phenylene terephthalamide) fiber with a new structure and amendment to its manufacturing process. Relationship with Patent Applicant (003) Asahi Kasei Industries Co., Ltd. Agent, Toranomon Sangyo Building 5th Floor 6, 2-29 Toranomon-chome, Minato-ku, Tokyo Contents of the Amendment The statement in the specification is amended as follows: 111. "Agglomerated structure" on page 2, line 19 is corrected to "novel agglomerated structure." (21, [Pre c, J on page 3, line 15 is corrected to [Proc, J.
and correct it. (4), page 6, lines 6-7, insert the following statement next to "It can be seen." ``For example, Simens et al. published the observation results when the Keplerian fiber was placed in the same direction as the polarization plane of the polarizer with a polarizing microscope in the crossed Nicol state (J, Polym, Set
, Polym, Phys, Vol. 18, p. 871 (1980)]. ” (5), “Phyo, j” on page 6, line 8 is corrected as “Phys, j.” (6), “Shishyo” on page 6, line 9 is corrected as “proposal”. Correct "It's okay to stay." to "It means it's okay to stay." (8), Correct “1.41 Yoshi” on page 9, line 19 to r 1.41 F/bias 3, button, (9), “Striped pattern is” on page 11, line 4. ``The striped pattern seen in fibers produced using conventional methods'' is corrected. aα, page 11, lines 5-7, “Using a polarizing microscope...
When observed in ...... "Using one or both of the polarizer and analyzer of the polarizing microscope, we made sure that the polarization plane of the polarizer and analyzer did not match the fiber length direction (#lI fiber length direction and polarization plane were 30
~90° is preferred. )," aD1, page 12, line 2, "means." is corrected as follows. "It doesn't make any sense, but depending on the polarizing microscope observation method, it may look like a spiral with a slight inclination from the vertical direction." αTsu corrected "2θ chi 23°" on page 13, line 15 to "20t21°" do. Q3), "ηinh≦4.0" on page 14, line 2 is corrected to "ηinh≧4.0", (14), 14th jj, 15th line t: D "Intensity decrease" is changed to "Intensity decrease is "Less," he corrected. a! 9, page 15, line 4, "PPTA is dope" is corrected to "l'-PPTA is generally dope." aυ, page 18, line 2, insert the following statement next to "Aqueous sulfuric acid solution." This is because "obtained" is separated from "aqueous sodium sulfate solution, potassium sulfate aqueous solution, caustic acid aqueous solution, caustic potash aqueous solution," aη, page 18, line 19. ” he corrected. Cod, "Brat" on page 20, line 16 is corrected to "draft." In line 7 of page 21, "preferable. Washing with water" is changed to "preferable. Washing with water."
and correct it. Kan, page 21, line 9, ``rotating roller'' is corrected to ``rotating roller on which a threaded material is running.'' (21), “Reinforcement, etc.” in line 6 of page 25 is corrected to “for reinforcement, etc.” @, page 24, 1
Correct "Orifu," in line 3 to "Orifu ya." (c) On page 26, lines 1 and 2, ``The polarizing microscope is set at or near crossed Nicols'' is corrected to ``The polarizing microscope is used without an analyzer, only with a polarizer.'' @, on page 27, line 5, amend "to a lesser extent" to "to a lesser extent." (c) In Table 1 on page 28, the density unit “'I/
(: G is corrected as "1/Sono 3". (20, in Table 1 on page 28, "orientation angle" is corrected as "crystal orientation angle", (5), in Table 2 on page 60 , unit of density “1/c
c” is corrected to “1/crIL3”. (c) In Table 2 on page 30, "orientation angle" is corrected to "crystal orientation angle." Kan, "Immerse," on page 31, line 10, is corrected to "immerse." (7), "y /ccs orientation angle" on page 51, line 19 is corrected to "7/Sono 3, crystal orientation angle". 0υ, page 32, line 4, change "? /cc, orientation angle" to "1/en 3, crystal orientation angle"
and correct it. cla, No. 323 (Correct "S'/cc, orientation angle" in line 8 to "rr/crystal orientation angle for river 3", (c), page 33, line 2, ff/cc, orientation angle" is corrected to "27 Sono 3, crystal orientation angle". (B) In Table 3 on page 34, the unit of density rf/c
Correct cJ to "1/certain 3". (To), in Table 5 on page 34, "orientation angle" is corrected to "crystal orientation angle".
Claims (1)
の結晶配向角ヲもつポリ(p−フェニレンテレフタルア
ミド)繊維であって、かつ偏光顕微鏡観察によって繊維
長方向と垂直な方向に密集した縞模様が観測されないこ
とを特徴とするポリ(p−フェニレンテレフタルアミド
)繊維。 (2)■型の結晶構造を部分的にまたは全面的に有して
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のポリ
(p−フェニレンテレフタルアミド)繊維。 (31!/(p−フェニレンテレフタルアミド)を硫酸
または硫酸を主体とする溶媒に少なくとも15重量%の
ポリマー濃度になるように溶解したドープを、紡糸口金
よシ非凝固性流体中に、次いで一5C以下に保持された
凝固浴中(押出し、少なくとも1.5のドラフトがかか
る速度で凝固浴よシ凝固糸条物を引出し、水洗および乾
燥することを%tとするポリ(p−フェニレンテレ7j
1ルアミド)繊維の製法。 (4)ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)全硫酸
またL硫酸を主体とする溶媒に少々くとも15重量%の
ポリマー濃度になるように溶解したドープを、紡糸口金
より非凝固性流体中に1次いで一5C以下に保持された
凝固浴中に押出し、少なくとも1.5のドラフトがかか
る速度で凝固浴よシ凝固糸条物を引出し、水洗した後、
少なくとも0.2 f/d の緊張をかけて200〜
550Cで熱処理することを特徴とするポリ(p−フェ
ニレンテレフタルアミド)繊維の製法。[Scope of Claims] (11) A poly(p-phenylene terephthalamide) fiber having a density of at least 1,4197 m'' and a crystal orientation angle of 60° or less, and which has a direction perpendicular to the fiber length direction as observed by polarizing microscopy. A poly(p-phenylene terephthalamide) fiber characterized in that no dense striped pattern is observed. (2) A patent claim characterized in that it partially or entirely has a ■-type crystal structure. The poly(p-phenylene terephthalamide) fiber according to item 1. (31!/(p-phenylene terephthalamide)) is dissolved in sulfuric acid or a solvent mainly composed of sulfuric acid to a polymer concentration of at least 15% by weight. The dope is passed through a spinneret into a non-coagulable fluid and then extruded into a coagulation bath maintained at below 15 C, the coagulated filament being withdrawn from the coagulation bath at a speed such that a draft of at least 1.5 is applied; Poly(p-phenylene tele 7j) with water washing and drying as %t
1 Ruamide) Fiber manufacturing method. (4) A dope of poly(p-phenylene terephthalamide) dissolved in a solvent mainly composed of total sulfuric acid or L sulfuric acid to a polymer concentration of at least 15% by weight is poured into a non-coagulable fluid from a spinneret. The coagulated filament is then extruded into a coagulation bath maintained at less than 15 C, and the coagulated filament is drawn out from the coagulation bath at a rate of at least 1.5 draft, and after washing with water,
200~ with a tension of at least 0.2 f/d
A method for producing poly(p-phenylene terephthalamide) fiber, characterized by heat treatment at 550C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10389182A JPS591710A (en) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | Poly(p-phenylene terephthalamide) fiber of novel structure and its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10389182A JPS591710A (en) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | Poly(p-phenylene terephthalamide) fiber of novel structure and its preparation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS591710A true JPS591710A (en) | 1984-01-07 |
Family
ID=14366042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10389182A Pending JPS591710A (en) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | Poly(p-phenylene terephthalamide) fiber of novel structure and its preparation |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS591710A (en) |
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- 1982-06-18 JP JP10389182A patent/JPS591710A/en active Pending
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