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JP2011047088A - Para-oriented wholly aromatic copolyamide fiber and method for producing the same - Google Patents

Para-oriented wholly aromatic copolyamide fiber and method for producing the same Download PDF

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JP2011047088A JP2009198256A JP2009198256A JP2011047088A JP 2011047088 A JP2011047088 A JP 2011047088A JP 2009198256 A JP2009198256 A JP 2009198256A JP 2009198256 A JP2009198256 A JP 2009198256A JP 2011047088 A JP2011047088 A JP 2011047088A
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JP2009198256A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Kurino
透 栗野
Yasushi Kitagishi
泰 北岸
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Teijin Ltd
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Teijin Techno Products Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a para-oriented wholly aromatic copolyamide fiber having a small variance in single yarn strength and excellent in mechanical characteristics such as tensile strength, and a method for producing the same. <P>SOLUTION: Production of the para-oriented wholly aromatic copolyamide fiber has optimal heat treatment conditions such as the widths of fiber bundles when passing through a heat treatment process, temperatures of the fiber bundles, durations of the heat treatment, tensions loaded on the fiber bundles, or oxygen concentrations of a heat treatment atmosphere. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、パラ型全芳香族コポリアミド繊維およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、単糸強度のバラつきが小さく、機械的物性に優れたパラ型全芳香族コポリアミド繊維およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a para-type wholly aromatic copolyamide fiber and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a para-type wholly aromatic copolyamide fiber having small variations in single yarn strength and excellent mechanical properties, and a method for producing the same.

従来、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とを主成分としてなるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、その強度、高弾性率、高耐熱性等の特徴を有することから様々な産業資材用途や、防弾・防刃材といった防護衣料用途等で幅広く用いられている。   Conventionally, para-type wholly aromatic polyamide fibers mainly composed of an aromatic dicarboxylic acid component and an aromatic diamine component have characteristics such as strength, high elastic modulus, and high heat resistance. Widely used in protective clothing applications such as bulletproof and blade-proof materials.

代表的なパラ型全芳香族ポリアミド繊維としては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド(以下PPTAと記す)繊維が知られている。そして、このPPTA繊維は、前述の特徴を持ち、幅広く使用されている。しかし一方で、PPTAポリマーは汎用の有機溶剤には不溶であるため、溶媒に濃硫酸を使用したポリマードープを用いなければならないという問題があった。また、繊維物性としても、引張強度や耐薬品性、耐光性等が十分高いものではなく、さらに、擦過等により容易に繊維がフィブリル化する等、幾つかの問題があった。   As a typical para type wholly aromatic polyamide fiber, for example, polyparaphenylene terephthalamide (hereinafter referred to as PPTA) fiber is known. And this PPTA fiber has the above-mentioned characteristic and is used widely. However, since PPTA polymer is insoluble in general-purpose organic solvents, there is a problem that a polymer dope using concentrated sulfuric acid as a solvent must be used. Further, the fiber properties are not sufficiently high in tensile strength, chemical resistance, light resistance and the like, and there are some problems such as easy fiber fibrillation due to abrasion.

そこで、前述の問題を解消するために、汎用のアミド系溶媒に対して高い溶解性を示し、これにより濃硫酸を用いることなく紡糸でき、且つ製糸工程における熱延伸や熱処理等により、高い引張強度や耐薬品性、耐光性、耐フィブリル性を有するパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法の開発がなされている。   Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, it exhibits high solubility in a general-purpose amide solvent, so that it can be spun without using concentrated sulfuric acid, and high tensile strength can be obtained by hot drawing or heat treatment in the yarn making process. In addition, methods for producing para-type wholly aromatic copolyamide fibers having chemical resistance, light resistance, and fibril resistance have been developed.

このような等方性のポリマードープを用いてパラ型全芳香族コポリアミド繊維を製造する場合には、吐出段階ではほとんど配向は起こっていない。分子配向の促進や、分子構造の緻密化等の観点からは、製造工程の中でも特に熱延伸や熱処理工程が重要であり、これら工程は、得られる繊維の機械的物性等の特性に関わっている。   When a para-type wholly aromatic copolyamide fiber is produced using such an isotropic polymer dope, almost no orientation occurs at the discharge stage. From the viewpoints of promoting molecular orientation and densifying the molecular structure, the thermal stretching and heat treatment processes are particularly important in the manufacturing process, and these processes are related to properties such as mechanical properties of the resulting fiber. .

そういった観点から、例えば、特許文献1および2には、等方性のポリマードープを用いた様々な分子構造を有するパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法が報告されている。しかしながら、繊維の機械的物性の根幹に関わる熱処理条件等については十分な検討がなされていなかった。   From such a viewpoint, for example, Patent Documents 1 and 2 report methods for producing para-type wholly aromatic copolyamide fibers having various molecular structures using isotropic polymer dopes. However, sufficient studies have not been made on the heat treatment conditions related to the basis of the mechanical properties of the fiber.

特開平7−300534号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-300534 特開2006−207064公報JP 2006-207064 A

本発明は、かかる従来技術を背景になされたものであり、その目的とするところは、等方性のポリマードープを用いたパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製糸プロセスに必須の熱処理工程に着目し、更なる高強度等の機械的特性に優れたパラ型全芳香族コポリアミド繊維を提供することにある。   The present invention has been made against the background of such prior art, and the object of the present invention is to focus on the heat treatment step that is essential for the spinning process of para-type wholly aromatic copolyamide fibers using an isotropic polymer dope. Another object of the present invention is to provide a para-type wholly aromatic copolyamide fiber excellent in mechanical properties such as high strength.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った。そして、多数の単糸から成る繊維束に対して非接触で熱処理を行う際に、繊維束を構成しているフィラメントの積層状態が、単糸毎の強度のバラつき、ひいてはそれら単糸から成る繊維束の強度に大きく影響することが判った。さらに、非接触で熱処理する際の糸そのものにかかる実際の温度や保持時間によっても、強度等の機械的物性に影響することが判った。そして、熱処理を行う際の繊維束のトウ幅を一定範囲内に収め、またその際の温度や時間を特定の範囲すればよいことを見出し、本発明を完成するに到達した。   The present inventors have intensively studied to solve the above problems. When heat treatment is performed in a non-contact manner on a fiber bundle composed of a number of single yarns, the lamination state of the filaments constituting the fiber bundle varies in strength for each single yarn, and as a result, fibers composed of these single yarns. It was found that the strength of the bundle was greatly affected. Furthermore, it has been found that the actual physical properties and holding time of the yarn itself during heat treatment without contact also affect the mechanical properties such as strength. And the tow width of the fiber bundle at the time of performing heat treatment was kept within a certain range, and the temperature and the time at that time were found to be in a specific range, and the present invention was completed.

すなわち本発明は、前記化学構造式(1)、および下記化学構造式(2)の構造反復単位を含むパラ型全芳香族コポリアミド繊維であって、引張強度が25〜40cN/dtexであり、単糸強度の変動係数が10%以下であるパラ型全芳香族コポリアミド繊維である。   That is, the present invention is a para-type wholly aromatic copolyamide fiber containing structural repeating units of the chemical structural formula (1) and the following chemical structural formula (2), and has a tensile strength of 25 to 40 cN / dtex, This is a para-type wholly aromatic copolyamide fiber having a variation coefficient of single yarn strength of 10% or less.

Figure 2011047088
(ArおよびArは独立であり、非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
(Ar 1 and Ar 2 are independent and are unsubstituted or substituted divalent aromatic groups.)

Figure 2011047088
(Arは非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
(Ar 1 is an unsubstituted or substituted divalent aromatic group.)

また別の本発明は、下記化学構造式(1)、および下記化学構造式(2)で示される構造反復単位を含むパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法であって、炉内で非接触にて熱処理を行う熱処理工程を有し、当該熱処理工程は、炉内における糸の実温を400〜500℃の範囲として1.5〜60秒保持し、且つ炉内の繊維束の幅を下記式(3)を満たすよう制御するパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法である。   Another aspect of the present invention is a method for producing a para-type wholly aromatic copolyamide fiber comprising a structural repeating unit represented by the following chemical structural formula (1) and the following chemical structural formula (2), A heat treatment step in which heat treatment is performed by contact, and the heat treatment step holds the actual temperature of the yarn in the furnace in the range of 400 to 500 ° C. for 1.5 to 60 seconds, and the width of the fiber bundle in the furnace It is a manufacturing method of the para type wholly aromatic copolyamide fiber controlled to satisfy the following formula (3).

Figure 2011047088
(ArおよびArは独立であり、非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
(Ar 1 and Ar 2 are independent and are unsubstituted or substituted divalent aromatic groups.)

Figure 2011047088
(Arは非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
(Ar 1 is an unsubstituted or substituted divalent aromatic group.)

Figure 2011047088
Figure 2011047088

本発明のパラ型全芳香族コポリアミド繊維は、単糸の強度ムラが低減され、機械的物性に優れた繊維となる。このため、本発明のパラ型全芳香族コポリアミド繊維は、防弾・防刃材等のといった防護衣料用途や、その他様々な産業資材用途において、非常に有用である。   The para-type wholly aromatic copolyamide fiber of the present invention is a fiber having reduced mechanical strength and reduced mechanical strength. Therefore, the para-type wholly aromatic copolyamide fiber of the present invention is very useful in protective clothing applications such as bulletproof / bladeproof materials and various other industrial material applications.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<パラ型全芳香族コポリアミド>
本発明に用いるパラ型全芳香族コポリアミドとは、下記化学構造式(1)、および下記化学構造式(2)で示される構造反復単位からなり、1種類又は2種類以上の2価の芳香族基が直接アミド結合により連結されているポリマーであって、一般に公知の方法に従って、アミド系極性溶媒中で、芳香族ジカルボン酸ジクロライドと芳香族ジアミンの重縮合反応により得られる。このとき、該芳香族基は2個の芳香族環が酸素、硫黄、アルキル基で結合されたものであっても特に差し支えない。また、これらの2価の芳香環は、非置換またはメチル基やメチル基等の低級アルキル基や、メトキシ基、または塩素基等のハロゲン基で置換されたものであっても、複素環等が結合されたものであっても特に差し支えはなく、その置換基の種類や置換基の数は特に限定されるものではない。
<Para-type wholly aromatic copolyamide>
The para-type wholly aromatic copolyamide used in the present invention is composed of structural repeating units represented by the following chemical structural formula (1) and the following chemical structural formula (2), and one kind or two or more kinds of divalent fragrances. It is a polymer in which a group is directly linked by an amide bond, and is generally obtained by a polycondensation reaction of an aromatic dicarboxylic acid dichloride and an aromatic diamine in an amide polar solvent according to a known method. In this case, the aromatic group may be one in which two aromatic rings are bonded with oxygen, sulfur, or an alkyl group. These divalent aromatic rings may be unsubstituted or substituted with a lower alkyl group such as a methyl group or a methyl group, or a halogen group such as a methoxy group or a chlorine group. Even if it is bonded, there is no particular limitation, and the type of substituent and the number of substituents are not particularly limited.

Figure 2011047088
(ArおよびArは独立であり、非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
(Ar 1 and Ar 2 are independent and are unsubstituted or substituted divalent aromatic groups.)

Figure 2011047088
(Arは非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
(Ar 1 is an unsubstituted or substituted divalent aromatic group.)

本発明においては、上記化学構造式(1)の構造反復単位の含有量が、上記化学構造式(1)および上記化学構造式(2)の構造反復単位の合計に対して、10〜70モル%であることが、曳糸性や得られる繊維の機械的物性等の面から好ましい。さらに好ましくは15〜60モル%、最も好ましくは20〜50モル%の範囲である。   In the present invention, the content of the structural repeating unit of the chemical structural formula (1) is 10 to 70 mol based on the total of the structural repeating units of the chemical structural formula (1) and the chemical structural formula (2). % Is preferred from the standpoints of spinnability and mechanical properties of the resulting fiber. More preferably, it is 15-60 mol%, Most preferably, it is the range of 20-50 mol%.

[パラ型全芳香族コポリアミドの原料]
〔芳香族ジカルボン酸ジクロライド〕
本発明に用いられるパラ型全芳香族コポリアミドの原料となる芳香族ジカルボン酸ジクロライドとしては、例えば、テレフタル酸ジクロライド、2−クロロテレフタル酸ジクロライド、3−メチルテレフタル酸ジクロライド、4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジクロライド、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジクロライド等が挙げられる。これらの中では、汎用性や繊維の機械的物性等の面から、テレフタル酸ジクロライドが最も好ましい。またこれら芳香族ジカルボン酸ジクロライドは、1種類のみを用いても、あるいは、2種類以上を併用してもよく、その場合の組成比は特に限定されるものではない。
[Raw material of para-type wholly aromatic copolyamide]
[Aromatic dicarboxylic acid dichloride]
Examples of the aromatic dicarboxylic acid dichloride used as a raw material for the para-type wholly aromatic copolyamide used in the present invention include terephthalic acid dichloride, 2-chloroterephthalic acid dichloride, 3-methylterephthalic acid dichloride, and 4,4′-biphenyl. Examples thereof include dicarboxylic acid dichloride and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dichloride. Among these, terephthalic acid dichloride is most preferable from the viewpoints of versatility and mechanical properties of fibers. These aromatic dicarboxylic acid dichlorides may be used alone or in combination of two or more, and the composition ratio in that case is not particularly limited.

〔芳香族ジアミン〕
本発明に用いられるパラ型全芳香族コポリアミドの原料となる芳香族ジアミンとしては、例えば、パラフェニレンジアミン、5−アミノ−2−(4−アミノフェニレン)ベンズイミダゾール、パラビフェニレンジアミン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,4−ジクロロパラフェニレンジアミン等が挙げられる。本発明においては、これらに限定されるものではなく芳香環に置換基がついていたり、その他複素環等がついていたりしても差し支えない。
[Aromatic diamine]
Examples of the aromatic diamine used as a raw material for the para-type wholly aromatic copolyamide used in the present invention include paraphenylenediamine, 5-amino-2- (4-aminophenylene) benzimidazole, parabiphenylenediamine, and 3,4. Examples include '-diaminodiphenyl ether and 1,4-dichloroparaphenylenediamine. In the present invention, the aromatic ring is not limited to these, and the aromatic ring may have a substituent, or may have another heterocyclic ring.

本発明に用いられるパラ型全芳香族コポリアミドの原料としては、上記化学構造式(1)で示される構造反復単位と上記化学構造式(2)で示される構造反復単位とをそれぞれ構成するため、少なくとも2種類以上の芳香族ジアミンを用いる。その組み合わせとしては、汎用性や繊維の機械的物性、曳糸性等の面からパラフェニレンジアミンと5−アミノ−2−(4−アミノフェニレン)ベンズイミダゾールの組み合わせが最も好ましい。その組成比は特に限定されるものではないが、全芳香族ジアミン量に対して、パラフェニレンジアミンを10〜70モル%、5−アミノ−2−(4−アミノフェニレン)ベンズイミダゾールを30〜90モル%とすることが好ましく、更に好ましくは、パラフェニレンジアミンを15〜60モル%、5−アミノ−2−(4−アミノフェニレン)ベンズイミダゾールを40〜85モル%、最も好ましくは、パラフェニレンジアミンを20〜50モル%、5−アミノ−2−(4−アミノフェニレン)ベンズイミダゾールを50〜80モル%とする範囲である。   As a raw material of the para type wholly aromatic copolyamide used in the present invention, a structural repeating unit represented by the chemical structural formula (1) and a structural repeating unit represented by the chemical structural formula (2) are respectively configured. At least two kinds of aromatic diamines are used. As the combination, the combination of paraphenylenediamine and 5-amino-2- (4-aminophenylene) benzimidazole is most preferable from the viewpoints of versatility, mechanical properties of fibers, and spinnability. The composition ratio is not particularly limited, but 10 to 70 mol% of paraphenylenediamine and 30 to 90 of 5-amino-2- (4-aminophenylene) benzimidazole with respect to the total aromatic diamine amount. Preferably, the molar ratio is 15 to 60 mol%, more preferably 40 to 85 mol% of 5-amino-2- (4-aminophenylene) benzimidazole, and most preferably paraphenylenediamine. Is 20 to 50 mol%, and 5-amino-2- (4-aminophenylene) benzimidazole is 50 to 80 mol%.

[パラ型全芳香族コポリアミドの製造方法]
〔パラ型全芳香族コポリアミドの重合〕
本発明に用いられるパラ型全芳香族コポリアミドの重合にあたっては、アミド系極性溶媒を重合溶媒として、これに、例えば、パラフェニレンジアミンおよび5−アミノ−2−(4−アミノフェニレン)ベンズイミダゾール等の芳香族ジアミン、例えば、テレフタル酸ジクロライド等の芳香族ジカルボン酸ジクロライドをそれぞれ溶解させ、公知の方法による重縮合反応を行う。
[Method for producing para-type wholly aromatic copolyamide]
[Polymerization of para-type wholly aromatic copolyamide]
In the polymerization of the para type wholly aromatic copolyamide used in the present invention, an amide polar solvent is used as a polymerization solvent, and examples thereof include paraphenylenediamine and 5-amino-2- (4-aminophenylene) benzimidazole. Each of the aromatic diamines, for example, aromatic dicarboxylic acid dichlorides such as terephthalic acid dichloride is dissolved, and a polycondensation reaction is performed by a known method.

用いられるアミド系溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと記す)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダゾリジノン等が挙げられるが、汎用性、有害性、取り扱い性、パラ型全芳香族コポリアミドポリマーに対する溶解性等の観点から、NMPが最も好ましい。   Examples of the amide solvent used include N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylimidazolidinone and the like. NMP is most preferable from the viewpoints of toxicity, handleability, solubility in para-type wholly aromatic copolyamide polymer, and the like.

〔中和反応〕
反応終了後、重縮合反応により系内に塩酸が発生し系内が酸性になるため、中和する目的で、水酸化カルシウム等のアルカリを添加する。アルカリの添加量は、アルカリの種類や芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸ジクロライドの添加量により異なるが、水酸化カルシウムを用いる場合、芳香族ジカルボン酸ジクロライドに対して95〜100モル%の添加量とすることが好ましい。水酸化カルシウムが95モル%未満の場合には、十分に中和を行うことができず、系内は依然として酸性を示し、解重合の原因になるため好ましくない。また100モル%を超える場合には、系内がアルカリを示し、同じく解重合の原因となり好ましくない。
[Neutralization reaction]
After completion of the reaction, hydrochloric acid is generated in the system by the polycondensation reaction and the system becomes acidic. For the purpose of neutralization, an alkali such as calcium hydroxide is added. The amount of alkali added varies depending on the type of alkali and the amount of aromatic diamine and aromatic dicarboxylic acid dichloride, but when calcium hydroxide is used, the amount added is 95 to 100 mol% with respect to the aromatic dicarboxylic acid dichloride. It is preferable to do. When calcium hydroxide is less than 95 mol%, neutralization cannot be carried out sufficiently, and the inside of the system still shows acidity, causing depolymerization. On the other hand, when it exceeds 100 mol%, the inside of the system shows alkali, which is also undesirable because it causes depolymerization.

中和反応により発生する塩化カルシウムは、生成したポリマーの溶媒への溶解を高める溶解助剤として、そのまま用いることができる。このため、系内から除去する必要はない。   Calcium chloride generated by the neutralization reaction can be used as it is as a dissolution aid for enhancing the dissolution of the produced polymer in a solvent. For this reason, it is not necessary to remove from the system.

〔重合後処理等〕
得られたパラ型全芳香族コポリアミドポリマーは、NMP等のアミド系極性溶媒に溶解した等方性のポリマー溶液であり、単離することなくそのまま、製糸工程で用いることができる。ただし、パラ型全芳香族コポリアミドポリマーの濃度は、ポリマー溶液の粘度や安定性に著しく影響し、ひいては、後の製糸工程における曵糸性等に大きく影響する。このため、ポリマー濃度は、2〜10質量%の範囲に調整することが好ましい。ポリマー濃度や粘度調整をするためには、得られたポリマー溶液にNMP等のアミド系極性溶媒を適量添加することができる。
[Post-polymerization treatment, etc.]
The obtained para-type wholly aromatic copolyamide polymer is an isotropic polymer solution dissolved in an amide polar solvent such as NMP, and can be used as it is in the spinning process without isolation. However, the concentration of the para-type wholly aromatic copolyamide polymer significantly affects the viscosity and stability of the polymer solution, and consequently greatly affects the spinnability and the like in the subsequent spinning process. For this reason, it is preferable to adjust a polymer concentration in the range of 2-10 mass%. In order to adjust the polymer concentration and viscosity, an appropriate amount of an amide polar solvent such as NMP can be added to the obtained polymer solution.

<パラ型全芳香族コポリアミド繊維の製糸>
次に、本発明のパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法について説明する。製糸にあたっては、パラ型全芳香族コポリアミドのポリマードープを用いる。
<Threading of para-type wholly aromatic copolyamide fiber>
Next, the manufacturing method of the para type wholly aromatic copolyamide fiber of this invention is demonstrated. For the yarn production, a polymer dope of para-type wholly aromatic copolyamide is used.

本発明における「ポリマードープ」とは、パラ型全芳香族コポリアミドポリマーが、これに溶解可能な溶媒に溶解したポリマー溶液を指し、ポリマーが溶媒に溶解した状態で液晶を形成しておらず、ポリマー分子が特定の規則性を持たず無秩序に溶媒中に溶解しているポリマー溶液である。したがって、芳香族ジカルボン酸ジクロライドと芳香族ジアミンの重縮合反応の際に用いる溶媒が、パラ型全芳香族コポリアミドポリマーに対しても良溶媒である場合は、重縮合反応後のポリマーを単離することなくそのままポリマードープとして用いることができる。   The “polymer dope” in the present invention refers to a polymer solution in which a para-type wholly aromatic copolyamide polymer is dissolved in a solvent that can be dissolved therein, and a liquid crystal is not formed in a state in which the polymer is dissolved in the solvent, This is a polymer solution in which polymer molecules do not have specific regularity and are randomly dissolved in a solvent. Therefore, if the solvent used in the polycondensation reaction of aromatic dicarboxylic acid dichloride and aromatic diamine is a good solvent for the para-type wholly aromatic copolyamide polymer, the polymer after the polycondensation reaction is isolated. The polymer dope can be used as it is without.

また、ポリマードープの調製にあたっては、ポリマーの溶媒への溶解性を高める目的で無機塩を溶解助剤として用いることもできる。この無機塩としては、例えば、塩化カルシウム、塩化リチウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ポリマードープに対する無機塩の添加量としては特に限定されるものではないが、ポリマー溶解性向上の効果や、無機塩の溶媒への溶解性、曳糸性、得られる繊維の機械的物性等の観点から、ポリマードープ質量に対して3〜10質量%とすることが好ましい。   In preparing the polymer dope, an inorganic salt can also be used as a dissolution aid for the purpose of enhancing the solubility of the polymer in the solvent. Examples of the inorganic salt include, but are not limited to, calcium chloride and lithium chloride. Although the amount of the inorganic salt added to the polymer dope is not particularly limited, it is possible to improve the polymer solubility, the solubility of the inorganic salt in a solvent, the spinnability, and the mechanical properties of the resulting fiber. Therefore, the content is preferably 3 to 10% by mass with respect to the polymer dope mass.

本発明のパラ型全芳香族コポリアミド繊維を得るにあたっては、上述したパラ型全芳香族コポリアミドを用いたポリマードープにて製糸を行う。
製糸にあたっては、パラ型全芳香族ポリアミド繊維を製造する公知の方法を適用することができ、半乾半湿式法により紡糸口金からエアギャップを介してポリマードープを吐出する工程、吐出した糸を凝固する工程、繊維を可塑化する工程、可塑化状態で延伸する工程、水洗工程、乾燥工程等を経て最終的な繊維を得ることができる。なお、本発明においては、以下に記載する熱処理工程を除いて、各工程での条件は特に限定されるものではなく、曳糸性や工程通過性、得られる繊維の物性等から適宜調整することができる。
In obtaining the para-type wholly aromatic copolyamide fiber of the present invention, yarn production is performed by polymer dope using the para-type wholly aromatic copolyamide described above.
In the yarn production, a known method for producing para-type wholly aromatic polyamide fibers can be applied, and a step of discharging a polymer dope from the spinneret through an air gap by a semi-dry semi-wet method, coagulating the discharged yarn The final fiber can be obtained through a step of performing, a step of plasticizing the fiber, a step of stretching in a plasticized state, a water washing step, a drying step, and the like. In the present invention, except for the heat treatment step described below, the conditions in each step are not particularly limited, and may be adjusted as appropriate from the properties of stringiness, process passability, obtained fiber, and the like. Can do.

[熱処理工程]
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造にあたっては、可塑化後に延伸工程を経ることで、ある程度配向した繊維を得ることができる。しかしながら、可塑化後の延伸工程のみでは、得られる繊維の強度は十分ではない。そこで、通常、さらなる繊維の高配向化や高結晶化の促進、分子構造の緻密化等を目的として、熱処理を行う。
[Heat treatment process]
In the production of para-type wholly aromatic polyamide fiber, a fiber oriented to some extent can be obtained through a drawing process after plasticization. However, the strength of the obtained fiber is not sufficient only by the drawing step after plasticization. Therefore, heat treatment is usually performed for the purpose of further enhancing the orientation of fibers, promoting the high crystallization, densifying the molecular structure, and the like.

本発明においては、上記化学構造式(1)、および化学構造式(2)で示される構造反復単位を含むパラ型全芳香族コポリアミド繊維を製造するにあたり、炉内で非接触にて熱処理を行う熱処理工程を実施する。   In the present invention, in producing a para-type wholly aromatic copolyamide fiber containing a structural repeating unit represented by the chemical structural formula (1) and the chemical structural formula (2), heat treatment is performed in a furnace in a non-contact manner. The heat treatment process to perform is implemented.

熱処理を行う装置としては、公知の非接触の熱処理装置が好ましい。熱板等の接触型の熱処理装置を用いた場合には、繊維が熱板上を走行する際に、熱板との擦過により、単糸切れや摩耗等が発生し、得られる繊維の強度が低下するため好ましくない。また、接触型の熱処理装置を用いた場合には、単糸毎で熱板との擦過度合いが異なるため、単糸強度のバラつきが非常に大きくなる。   As an apparatus for performing the heat treatment, a known non-contact heat treatment apparatus is preferable. When a contact-type heat treatment device such as a hot plate is used, when the fiber travels on the hot plate, the yarn breaks or wears due to rubbing with the hot plate, and the strength of the resulting fiber is high. Since it falls, it is not preferable. In addition, when a contact-type heat treatment apparatus is used, the single yarn strength varies greatly because the degree of rubbing with the hot plate differs for each single yarn.

本発明においては、非接触の熱処理装置を用いて、炉内における繊維束の温度を、実温で400〜500℃の範囲で保持することが好ましい。繊維の実温が400℃未満の場合には、仮に十分な保持時間を与えたとしても、ポリマー分子の配向や結晶化、構造の緻密化が十分に進行せず、その結果、得られる繊維の強度等の機械的物性が低くなる。逆に500℃を超える温度の場合には、ポリマー分子の配向や結晶化、構造の緻密化は十分に進行するものの、熱によりポリマー自身の劣化や熱分解が起こり、強度の低下を招くため好ましくない。   In the present invention, it is preferable to maintain the temperature of the fiber bundle in the furnace in the range of 400 to 500 ° C. at the actual temperature using a non-contact heat treatment apparatus. When the actual temperature of the fiber is less than 400 ° C., even if a sufficient holding time is given, the orientation and crystallization of the polymer molecules and the densification of the structure do not proceed sufficiently. Mechanical properties such as strength are lowered. On the other hand, when the temperature exceeds 500 ° C., the orientation and crystallization of the polymer molecules and the densification of the structure proceed sufficiently, but the polymer itself is deteriorated or thermally decomposed by heat, which causes a decrease in strength. Absent.

本発明においては、炉内における繊維束の温度を、実温で410〜490℃の範囲で保持することがより好ましく、420〜480℃の範囲で保持することが最も好ましい。
なお、非接触の熱処理装置においては、炉内の気体を介して繊維を昇温するため、例えば炉内温度を前記温度の範囲に保持したとしても、熱板等の接触型での熱処理に比べて、繊維への熱伝導性が悪く、場合によっては目標とする温度まで繊維の実温として昇温できない可能性がある。本発明においては、繊維の実温が前記温度範囲まで昇温され、且つ保持されることが重要であり、これらを満足できる条件であれば、炉内温度は特に限定されるものではない。
In this invention, it is more preferable to hold | maintain the temperature of the fiber bundle in a furnace in the range of 410-490 degreeC in actual temperature, and it is most preferable to hold | maintain in the range of 420-480 degreeC.
In the non-contact heat treatment apparatus, the temperature of the fiber is raised through the gas in the furnace, so that even if the furnace temperature is kept within the above temperature range, for example, compared with the contact type heat treatment such as a hot plate. Thus, the thermal conductivity to the fiber is poor, and in some cases, it may not be possible to raise the temperature to the target temperature as the actual temperature of the fiber. In the present invention, it is important that the actual temperature of the fiber is raised to and maintained in the above temperature range, and the furnace temperature is not particularly limited as long as these conditions can be satisfied.

さらに、本発明においては、繊維の実温で前記温度範囲まで昇温した後、当該温度範囲で1.5〜60秒保持する。保持時間が1.5秒未満の場合には、繊維中のポリマー分子の動きが十分に得られず、ポリマー分子の配向や結晶化、構造の緻密化が十分に進行しないため、得られる繊維の強度等の機械的物性が低くなる。一方、保持時間が60秒を超える場合には、ポリマー分子の配向や結晶化、構造の緻密化が十分に進行するものの、熱によりポリマー自身の劣化や熱分解が起こり、強度の低下を招くため好ましくない。   Furthermore, in this invention, after heating up to the said temperature range with the actual temperature of a fiber, it hold | maintains in the said temperature range for 1.5 to 60 seconds. When the holding time is less than 1.5 seconds, the movement of the polymer molecules in the fiber cannot be sufficiently obtained, and the orientation and crystallization of the polymer molecules and the densification of the structure do not sufficiently proceed. Mechanical properties such as strength are lowered. On the other hand, when the holding time exceeds 60 seconds, the orientation and crystallization of the polymer molecules and the densification of the structure proceed sufficiently, but the heat causes deterioration of the polymer itself and thermal decomposition, leading to a decrease in strength. It is not preferable.

本発明においては、繊維の実温で前記温度範囲まで昇温した後、当該温度範囲で3〜55秒保持することがより好ましく、5〜50秒の範囲で保持することが最も好ましい。
さらに、本発明においては、炉内を通過する繊維束の幅を、下記式(4)で表される値Aが、1≦A<2.5の範囲となるよう制御する。
In the present invention, after raising the temperature to the above temperature range at the actual temperature of the fiber, it is more preferable to hold for 3 to 55 seconds in the temperature range, and most preferable to hold for 5 to 50 seconds.
Furthermore, in the present invention, the width of the fiber bundle passing through the furnace is controlled so that the value A represented by the following formula (4) is in the range of 1 ≦ A <2.5.

Figure 2011047088
Figure 2011047088

値Aが2.5を超える場合には、炉内を走行する繊維束における単糸の積層本数が多くなり、全ての単糸を均一な温度で保持し、且つ同じ保持時間を付与することが困難となる。その結果、単糸強度のバラつきが大きくなり、ひいては、それら単糸から構成される繊維束の強度が低下する。一方、1未満の場合には、構成する単糸が単層で均一に配列することとなり、理論上値Aが1未満になることはない。   When the value A exceeds 2.5, the number of single yarns stacked in the fiber bundle running in the furnace increases, all the single yarns can be held at a uniform temperature, and the same holding time can be given. It becomes difficult. As a result, the variation in single yarn strength increases, and as a result, the strength of the fiber bundle composed of these single yarns decreases. On the other hand, if it is less than 1, the constituting single yarns are uniformly arranged in a single layer, and the theoretical value A will never be less than 1.

本発明においては、炉内を通過する繊維束の幅を、前述式(4)で表される値Aが、1≦A≦2.25に制御することがより好ましく、1≦A≦2に制御することが最も好ましい。   In the present invention, the width A of the fiber bundle passing through the furnace is more preferably controlled so that the value A represented by the above formula (4) is 1 ≦ A ≦ 2.25, and 1 ≦ A ≦ 2. Most preferably, it is controlled.

本発明においては、繊維が走行する炉内の酸素濃度を、1000ppm以下とすることが好ましい。炉内の酸素濃度が1000ppmを超える場合には、前記温度範囲に保持したとしても、酸化劣化が起こり、強度の著しい低下を招くため好ましくない。
本発明においては、繊維が走行する炉内の酸素濃度を、800ppm以下にすることがより好ましく、500ppm以下にすることが最も好ましい。
In the present invention, the oxygen concentration in the furnace in which the fiber travels is preferably 1000 ppm or less. When the oxygen concentration in the furnace exceeds 1000 ppm, even if kept in the above temperature range, it is not preferable because oxidation deterioration occurs and the strength is significantly reduced.
In the present invention, the oxygen concentration in the furnace in which the fiber travels is more preferably 800 ppm or less, and most preferably 500 ppm or less.

また、熱処理工程において繊維束にかける張力は、0.5〜4mN/dtexの範囲とすることが好ましい。張力が0.5mN/dtex未満の場合には、ポリマー分子の配向や結晶化、構造の緻密化が十分に進行せず、高強度を有する繊維を得ることが困難となる。一方、繊維束にかかる張力が4mN/dtexを超える場合には、炉内で単糸切れが多発し、同じく高強度を有する繊維を得ることが困難となる。   Moreover, it is preferable that the tension | tensile_strength applied to a fiber bundle in a heat processing process shall be the range of 0.5-4 mN / dtex. When the tension is less than 0.5 mN / dtex, the orientation and crystallization of the polymer molecules and the densification of the structure do not proceed sufficiently, and it becomes difficult to obtain fibers having high strength. On the other hand, when the tension applied to the fiber bundle exceeds 4 mN / dtex, single yarn breakage frequently occurs in the furnace, and it becomes difficult to obtain fibers having high strength.

本発明においては、熱処理工程において繊維束にかかる張力を、0.75〜3.75mN/dtexに制御することがより好ましく、1〜3.5mN/dtexの範囲で保持することが最も好ましい。   In the present invention, the tension applied to the fiber bundle in the heat treatment step is more preferably controlled to 0.75 to 3.75 mN / dtex, and most preferably maintained in the range of 1 to 3.5 mN / dtex.

本発明に用いられる非接触型の熱処理装置とていは、前記条件を満たす熱処理装置であれば、その構造や加熱方法等は特に限定されるものではなく、公知のものをそのまま適用することができる。
熱処理工程を経た後は、使用する用途等に応じて油剤を付与し、市販のワインダーを用いて繊維を巻き取ることができる。
The non-contact type heat treatment apparatus used in the present invention is not particularly limited in its structure and heating method as long as the heat treatment apparatus satisfies the above conditions, and a known one can be applied as it is. .
After passing through the heat treatment step, an oil agent can be applied according to the application to be used, and the fiber can be wound using a commercially available winder.

<パラ型全芳香族コポリアミド繊維の物性>
本発明のパラ型全芳香族コポリアミド繊維は、引張強度が25〜40cN/dtex、より好ましくは28〜40cN/dtexであり、かつその単糸強度の変動係数が10%以下、より好ましくは9%以下の繊維となる。
<Physical properties of para-type wholly aromatic copolyamide fiber>
The para-type wholly aromatic copolyamide fiber of the present invention has a tensile strength of 25 to 40 cN / dtex, more preferably 28 to 40 cN / dtex, and a variation coefficient of the single yarn strength of 10% or less, more preferably 9 % Fiber.

以下、本発明を実施例等によりさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これに何等限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to this unless it exceeds the summary.

<測定・評価方法>
実施例および比較例においては、下記の項目について、下記の方法によって測定・評価を行った。
<Measurement and evaluation method>
In Examples and Comparative Examples, the following items were measured and evaluated by the following methods.

(1)繊維の繊度
得られた繊維を、公知の検尺機を用いて100m巻き取り、その質量を測定した。得られた質量に100を乗じた値を10000mあたりの繊度(dtex)として算出した。
(1) Fineness of fiber The obtained fiber was wound up by 100 m using a known measuring machine, and its mass was measured. A value obtained by multiplying the obtained mass by 100 was calculated as a fineness (dtex) per 10,000 m.

(2)繊維の引張強度
引張試験機(INSTRON社製、商品名:INSTRON、型式:5565型)により、糸試験用チャックを用いて、ASTM D885の手順に基づき、以下の条件測定を実施した。
[測定条件]
温度 :室温
試験片 :75cm
試験速度 :250mm/分
チャック間距離 :500mm
(2) Tensile strength of fiber Using a tensile tester (manufactured by INSTRON, trade name: INSTRON, model: 5565 type), a yarn test chuck was used and measurement was performed under the following conditions based on the procedure of ASTM D885. .
[Measurement condition]
Temperature: Room temperature Test piece: 75cm
Test speed: 250 mm / min Chuck distance: 500 mm

(3)平均単糸強度およびの単糸強度の変動係数
単糸強度を求めるにあたり、引張試験機(インテスコ社製、商品名:INTESCO、型式:201X型)により、糸試験用平板チャックを用いて、以下の条件で引張試験を行った。得られた引張強度の平均を求めて平均単糸強度とするとともに、単糸強度の変動係数を算出した。
[測定条件]
試験片 :10cm
試験速度 :10mm/分
チャック間距離 :25mm
測定本数 :100
(3) Average single yarn strength and variation coefficient of single yarn strength In determining the single yarn strength, a tensile tester (manufactured by Intesco, trade name: INTERSCO, model: 201X type) is used with a flat chuck for yarn test. The tensile test was performed under the following conditions. The average of the obtained tensile strength was obtained to obtain the average single yarn strength, and the coefficient of variation of the single yarn strength was calculated.
[Measurement condition]
Test piece: 10 cm
Test speed: 10 mm / min Distance between chucks: 25 mm
Number of measurements: 100

<実施例1>
[パラ型全芳香族コポリアミドの製造]
公知の方法により、NMPに溶解したパラフェニレンジアミン30質量部と5−アミノ−2−(4−アミノフェニレン)ベンズイミダゾール70重量部にテレフタル酸ジクロライド100質量部を添加し、重縮合反応を行い、パラ型全芳香族コポリアミドポリマードープを得た。このときのポリマー濃度は5質量%、ポリマーの極限粘度(IV)は5.18であった。
<Example 1>
[Production of para-type wholly aromatic copolyamide]
By a known method, 100 parts by mass of terephthalic acid dichloride is added to 30 parts by mass of paraphenylenediamine and 70 parts by mass of 5-amino-2- (4-aminophenylene) benzimidazole dissolved in NMP, and a polycondensation reaction is performed. A para-type wholly aromatic copolyamide polymer dope was obtained. At this time, the polymer concentration was 5% by mass, and the intrinsic viscosity (IV) of the polymer was 5.18.

[パラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造]
次に、穴径0.2mm、穴径が150の紡糸口金を105℃に加熱した後、105℃に加熱したポリマードープを吐出し、半乾半湿式法により10mmのエアギャップを介して、NMP濃度が40質量%、50℃の水溶液で満たした凝固浴を通過させ、凝固させた。
引き続き、得られた凝固糸束を、NMP濃度が65質量%、20℃の水溶液で満たした可塑化浴に通過させて繊維を可塑化状態にし、次いで可塑化延伸を行った。このときの可塑化延伸倍率は、1.75倍であった。その後十分に水洗し、200℃の乾燥ローラーにて乾燥を行い、熱処理を行う前の基糸を得た。
[Production of para-type wholly aromatic copolyamide fiber]
Next, after heating a spinneret having a hole diameter of 0.2 mm and a hole diameter of 150 to 105 ° C., the polymer dope heated to 105 ° C. is discharged, and NMP is passed through an air gap of 10 mm by a semi-dry semi-wet method. The solution was solidified by passing through a coagulation bath filled with an aqueous solution having a concentration of 40% by mass and 50 ° C.
Subsequently, the obtained coagulated yarn bundle was passed through a plasticizing bath filled with an aqueous solution having an NMP concentration of 65% by mass and 20 ° C. to bring the fiber into a plasticized state, and then subjected to plasticizing drawing. The plasticizing draw ratio at this time was 1.75 times. Thereafter, it was sufficiently washed with water, dried with a drying roller at 200 ° C., and a base yarn before heat treatment was obtained.

得られた基糸を、非接触熱処理装置を用いて、炉内酸素濃度を150ppm、炉内での糸の温度が実温で460℃まで昇温して保持する条件に炉内温度を調整し、25秒間保持し、熱処理工程を実施した。この際の糸の張力は2.8mN/dtexであり、熱処理工程を通過する繊維束の幅は1.6mm、また前記式(4)で表される値A=1.88であった。
最後にワインダーで巻き取り、繊維を得た。得られた繊維は、繊度が289dtex、フィラメント数が150、単糸繊度が1.93dtexであった。得られた繊維の引張強度及び破断伸度、また平均単糸強度及び単糸強度の変動係数を、表1に示す。
Using a non-contact heat treatment apparatus, the furnace temperature was adjusted to the condition where the oxygen concentration in the furnace was maintained at 150 ppm, and the yarn temperature in the furnace was raised to 460 ° C. at the actual temperature. For 25 seconds, and a heat treatment step was performed. The yarn tension at this time was 2.8 mN / dtex, the width of the fiber bundle passing through the heat treatment step was 1.6 mm, and the value A = 1.88 represented by the above formula (4).
Finally, it was wound up with a winder to obtain fibers. The obtained fiber had a fineness of 289 dtex, a filament count of 150, and a single yarn fineness of 1.93 dtex. Table 1 shows the tensile strength and breaking elongation of the obtained fibers, and the coefficient of variation of average single yarn strength and single yarn strength.

<実施例2>
熱処理工程を通過する繊維束の幅を1.3mm、また前記式(4)で表される値A=2.31とした以外は、実施例1と同じ手法によりパラ型全芳香族コポリアミド繊維を得た。
得られた繊維は、繊度が295dtex、フィラメント数が150、単糸繊度が1.97dtexであった。得られた繊維の引張強度及び破断伸度、また平均単糸強度及び単糸強度の変動係数を、表1に示す。
<Example 2>
Para-type wholly aromatic copolyamide fiber by the same method as in Example 1 except that the width of the fiber bundle passing through the heat treatment step was 1.3 mm and the value A = 2.31 represented by the formula (4) was set. Got.
The obtained fiber had a fineness of 295 dtex, a filament count of 150, and a single yarn fineness of 1.97 dtex. Table 1 shows the tensile strength and breaking elongation of the obtained fibers, and the coefficient of variation of average single yarn strength and single yarn strength.

<実施例3>
熱処理工程において炉内での糸の温度を実温で490℃とした以外は、実施例1と同じ手法によりパラ型全芳香族コポリアミド繊維を得た。
得られた繊維は、繊度が299dtex、フィラメント数が150、単糸繊度が1.99dtexであった。得られた繊維の引張強度及び破断伸度、また平均単糸強度及び単糸強度の変動係数を、表1に示す。
<Example 3>
Para-type wholly aromatic copolyamide fibers were obtained by the same method as in Example 1 except that the temperature of the yarn in the furnace was changed to 490 ° C. at the actual temperature in the heat treatment step.
The obtained fiber had a fineness of 299 dtex, a filament number of 150, and a single yarn fineness of 1.99 dtex. Table 1 shows the tensile strength and breaking elongation of the obtained fibers, and the coefficient of variation of average single yarn strength and single yarn strength.

<実施例4>
熱処理工程において炉内での糸の温度を実温で460℃とし、その保持時間を50秒とした以外は、実施例1と同じ手法によりパラ型全芳香族コポリアミド繊維を得た。
得られた繊維は、繊度が302dtex、フィラメント数が150、単糸繊度が2.01dtexであった。得られた繊維の引張強度及び破断伸度、また平均単糸強度及び単糸強度の変動係数を、表1に示す。
<Example 4>
Para-type wholly aromatic copolyamide fibers were obtained by the same method as in Example 1 except that the temperature of the yarn in the furnace was 460 ° C. and the holding time was 50 seconds in the heat treatment step.
The obtained fiber had a fineness of 302 dtex, a filament count of 150, and a single yarn fineness of 2.01 dtex. Table 1 shows the tensile strength and breaking elongation of the obtained fibers, and the coefficient of variation of average single yarn strength and single yarn strength.

<比較例1>
熱処理工程を通過する繊維束の幅を0.9mm、また前記式(4)で表される値A=3.30、熱処理工程において炉内での糸の温度を実温で380℃とし、その保持時間を1.2秒とした以外は、実施例1と同じ手法によりパラ型全芳香族コポリアミド繊維を得た。
得られた繊維は、繊度が304dtex、フィラメント数が150、単糸繊度が2.03dtexであった。得られた繊維の引張強度及び破断伸度、また平均単糸強度及び単糸強度の変動係数を、表1に示す。
<Comparative Example 1>
The width of the fiber bundle passing through the heat treatment step is 0.9 mm, and the value A = 3.30 expressed by the above formula (4), and the temperature of the yarn in the furnace in the heat treatment step is 380 ° C. at the actual temperature, A para type wholly aromatic copolyamide fiber was obtained by the same method as in Example 1 except that the holding time was 1.2 seconds.
The obtained fiber had a fineness of 304 dtex, a filament count of 150, and a single yarn fineness of 2.03 dtex. Table 1 shows the tensile strength and breaking elongation of the obtained fibers, and the coefficient of variation of average single yarn strength and single yarn strength.

<比較例2>
熱処理工程を通過する繊維束の幅を0.9mm、また前記式(4)で表される値A=3.30とした以外は、実施例1と同じ手法によりパラ型全芳香族コポリアミド繊維を得た。
得られた繊維は、繊度が300dtex、フィラメント数が150、単糸繊度が2.00dtexであった。得られた繊維の引張強度及び破断伸度、また平均単糸強度及び単糸強度の変動係数を、表1に示す。
<Comparative Example 2>
Para-type wholly aromatic copolyamide fiber by the same method as in Example 1 except that the width of the fiber bundle passing through the heat treatment step was 0.9 mm, and the value A = 3.30 represented by the above formula (4) was used. Got.
The obtained fiber had a fineness of 300 dtex, a filament count of 150, and a single yarn fineness of 2.00 dtex. Table 1 shows the tensile strength and breaking elongation of the obtained fibers, and the coefficient of variation of average single yarn strength and single yarn strength.

<比較例3>
熱処理工程において炉内での糸の温度を実温で380℃とした以外は、実施例1と同じ手法によりパラ型全芳香族コポリアミド繊維を得た。
得られた繊維は、繊度が298dtex、フィラメント数が150、単糸繊度が1.99dtexであった。得られた繊維の引張り強度及び破断伸度、また平均単糸強度及び単糸強度の変動係数を、表1に示す。
<Comparative Example 3>
Para-type wholly aromatic copolyamide fibers were obtained by the same method as in Example 1 except that the temperature of the yarn in the furnace was changed to 380 ° C. in the heat treatment step.
The obtained fiber had a fineness of 298 dtex, a filament number of 150, and a single yarn fineness of 1.99 dtex. Table 1 shows the tensile strength and breaking elongation of the obtained fiber, and the average single yarn strength and coefficient of variation of single yarn strength.

<比較例4>
熱処理工程において炉内での糸の温度を実温で460℃とし、その保持時間を1.2秒とした以外は、実施例1と同じ手法によりパラ型全芳香族コポリアミド繊維を得た。
得られた繊維は、繊度が303dtex、フィラメント数が150、単糸繊度が2.02dtexであった。得られた繊維の引張強度及び破断伸度、また平均単糸強度及び単糸強度の変動係数を、表1に示す。
<Comparative example 4>
Para-type wholly aromatic copolyamide fibers were obtained by the same method as in Example 1 except that the temperature of the yarn in the furnace was 460 ° C. and the holding time was 1.2 seconds in the heat treatment step.
The obtained fiber had a fineness of 303 dtex, a filament count of 150, and a single yarn fineness of 2.02 dtex. Table 1 shows the tensile strength and breaking elongation of the obtained fibers, and the coefficient of variation of average single yarn strength and single yarn strength.

Figure 2011047088
Figure 2011047088

本発明のパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、単糸強度バラつきが抑制された、機械的物性に優れた高強度の繊維となる。このため、本発明のパラ型全芳香族コポリアミド繊維は、様々な産業資材として有用であり、とりわけ、防弾・防刃材等の防護衣料用途において、特に有用である。   The para-type wholly aromatic polyamide fiber of the present invention is a high-strength fiber excellent in mechanical properties and having a single yarn strength variation suppressed. Therefore, the para-type wholly aromatic copolyamide fiber of the present invention is useful as various industrial materials, and particularly useful in protective clothing applications such as bulletproof / bladeproof materials.

Claims (5)

下記化学構造式(1)、および下記化学構造式(2)で示される構造反復単位を含み、引張強度が25〜40cN/dtexであり、単糸強度の変動係数が10%以下であるパラ型全芳香族コポリアミド繊維。
Figure 2011047088
(ArおよびArは独立であり、非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
(Arは非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
A para type comprising the following chemical structural formula (1) and structural repeating units represented by the following chemical structural formula (2), having a tensile strength of 25 to 40 cN / dtex and a variation coefficient of single yarn strength of 10% or less Totally aromatic copolyamide fiber.
Figure 2011047088
(Ar 1 and Ar 2 are independent and are unsubstituted or substituted divalent aromatic groups.)
Figure 2011047088
(Ar 1 is an unsubstituted or substituted divalent aromatic group.)
前記化学構造式(1)の構造反復単位の含有量が、前記化学構造式(1)および前記化学構造式(2)の構造反復単位の合計に対して、10〜70モル%である請求項1記載のパラ型全芳香族コポリアミド繊維。   The content of the structural repeating unit of the chemical structural formula (1) is 10 to 70 mol% based on the total of the structural repeating units of the chemical structural formula (1) and the chemical structural formula (2). The para-type wholly aromatic copolyamide fiber according to 1. 下記化学構造式(1)、および下記化学構造式(2)で示される構造反復単位を含むパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法であって、
炉内で非接触にて熱処理を行う熱処理工程を有し、
当該熱処理工程は、炉内における糸の実温を400〜500℃の範囲として1.5〜60秒保持し、且つ炉内の繊維束の幅を下記式(3)を満たすよう制御するパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法。
Figure 2011047088
(ArおよびArは独立であり、非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
(Arは非置換あるいは置換された2価の芳香族基である。)
Figure 2011047088
A process for producing a para-type wholly aromatic copolyamide fiber comprising the following chemical structural formula (1) and a structural repeating unit represented by the following chemical structural formula (2):
It has a heat treatment process that performs heat treatment in a furnace in a non-contact manner,
The heat treatment step is a para type in which the actual temperature of the yarn in the furnace is kept in the range of 400 to 500 ° C. for 1.5 to 60 seconds, and the width of the fiber bundle in the furnace is controlled to satisfy the following formula (3). Method for producing wholly aromatic copolyamide fiber.
Figure 2011047088
(Ar 1 and Ar 2 are independent and are unsubstituted or substituted divalent aromatic groups.)
Figure 2011047088
(Ar 1 is an unsubstituted or substituted divalent aromatic group.)
Figure 2011047088
前記熱処理工程は、炉内の酸素濃度を1000ppm以下とする請求項3記載のパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法。   The method for producing a para-type wholly aromatic copolyamide fiber according to claim 3, wherein the heat treatment step sets the oxygen concentration in the furnace to 1000 ppm or less. 前記熱処理工程は、工程を通過する繊維束の張力を0.5〜4mN/dtexとする請求項3または4記載のパラ型全芳香族コポリアミド繊維の製造方法。   5. The method for producing para-type wholly aromatic copolyamide fibers according to claim 3, wherein the heat treatment step sets the tension of the fiber bundle passing through the step to 0.5 to 4 mN / dtex.
JP2009198256A 2009-08-28 2009-08-28 Para-oriented wholly aromatic copolyamide fiber and method for producing the same Pending JP2011047088A (en)

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