[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100924910B1 - Aramide Fiber having Improved Discoloration Resistance and Method for Manufacturing The Same - Google Patents

Aramide Fiber having Improved Discoloration Resistance and Method for Manufacturing The Same Download PDF

Info

Publication number
KR100924910B1
KR100924910B1 KR1020090030700A KR20090030700A KR100924910B1 KR 100924910 B1 KR100924910 B1 KR 100924910B1 KR 1020090030700 A KR1020090030700 A KR 1020090030700A KR 20090030700 A KR20090030700 A KR 20090030700A KR 100924910 B1 KR100924910 B1 KR 100924910B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyamide polymer
content
aramid fibers
ppm
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020090030700A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한인식
Original Assignee
주식회사 코오롱
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 코오롱 filed Critical 주식회사 코오롱
Application granted granted Critical
Publication of KR100924910B1 publication Critical patent/KR100924910B1/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10Other agents for modifying properties
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/02Spinnerettes
    • D01D4/022Processes or materials for the preparation of spinnerettes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/06Wet spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/60Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
    • D01F6/605Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides from aromatic polyamides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of aramid fiber is provided to prevent deterioration of strength due to discoloration, and to offer improved discoloration resistance. CONSTITUTION: A manufacturing method of aramid fiber includes the following steps of: manufacturing a mixed solution by dissolving aromatic diamine having Fe of 10 ppm or less in a polymerization solvent; manufacturing a polyamide polymer by adding aromatic family diacid halide in the mixed solution; manufacturing spinning dope with the polyamide polymer; and spinning the spinning dope through a spinneret.

Description

향상된 내변색성을 갖는 아라미드 섬유 및 그 제조방법{Aramide Fiber having Improved Discoloration Resistance and Method for Manufacturing The Same}Aramide Fiber Having Improved Discoloration Resistance and Method for Manufacturing The Same

본 발명은 아라미드 섬유 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 장시간 노출되어도 변색이 잘 되지 않는 향상된 내변색성을 갖는 아라미드 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aramid fiber and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an aramid fiber having an improved discoloration resistance that does not discolor even when exposed to an external environment such as sunlight, air, moisture, etc. for a long time and a method for producing the same. It is about.

일반적으로, 아라미드 섬유로 통칭되는 전방향족 폴리아미드 섬유는, 벤젠 고리들이 아미드기(CONH)를 통해 직선적으로 연결된 구조를 갖는 파라계 아라미드 섬유와 그렇지 않은 메타계 아라미드 섬유를 포함한다. 파라계 아라미드 섬유는 고강도, 고탄성, 저수축 등의 우수한 특성을 가지고 있는데, 5mm 정도 굵기의 가느다란 실로 2톤의 자동차를 들어올릴 정도의 막강한 강도를 가지고 있어 방탄 용도로 사용될 뿐만 아니라, 우주항공 분야의 첨단 산업에서 다양한 용도로 사용되고 있다. 또한, 아라미드 섬유는 500℃이상에서 검게 탄화하므로 고내열성이 요구되는 분야에서도 각광을 받고 있다.Generally, wholly aromatic polyamide fibers, collectively referred to as aramid fibers, include para-aramid fibers and meta-aramid fibers having a structure in which the benzene rings are connected linearly through an amide group (CONH). Para-aramid fiber has excellent properties such as high strength, high elasticity, and low shrinkage. It is a thin thread of about 5mm thick and has a strong strength enough to lift 2 tons of cars. It is used in various industries in the high-tech industry. In addition, aramid fibers are carbonized at 500 ° C or higher, and thus are attracting attention in fields requiring high heat resistance.

아라미드 섬유는 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드를 N-메틸-2-피 롤리돈을 포함하는 중합용매 중에서 중합시킴으로써 전방향족 폴리아미드 중합체를 제조하는 공정, 이 중합체를 농황산 용매에 용해시켜 방사도프를 제조하는 공정, 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후 방사물을 비응고성 유체 및 응고욕조를 순차적으로 거치도록 함으로써 필라멘트를 제조하는 공정, 및 상기 필라멘트를 수세, 건조 및 열처리하는 공정을 거쳐 제조된다.Aramid fiber is a process for producing a wholly aromatic polyamide polymer by polymerizing an aromatic diamine and an aromatic dieside halide in a polymerization solvent containing N-methyl-2-pyrrolidone, dissolving the polymer in a concentrated sulfuric acid solvent to prepare a spinning dope After the step of spinning the spinning dope through the spinneret to pass through the non-coagulant fluid and coagulation bath sequentially to produce a filament, and the step of washing the filament, and drying and heat treatment .

이와 같이 제조된 종래의 아라미드 섬유는 초기에는 노란색을 띄지만, 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 장시간 노출될 경우 변색이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 아라미드 섬유의 변색은 그 자체만으로 아라미드 섬유의 고객 흡인력을 저하시킬 뿐만 아니라, 아라미드 섬유의 물성 저하, 특히 강도 저하를 수반하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 아라미드 섬유의 변색 원인이 현재까지 명확히 규명되어있지 않고, 그로 인해 아라미드 섬유의 변색을 최소화할 수 있는 방안도 제시되어 있지 않은 실정이다.The conventional aramid fibers prepared as described above are initially yellow, but have a problem of discoloration when exposed to external environments such as sunlight, air, and moisture for a long time. Such discoloration of aramid fibers is known not only to lower the customer attraction force of the aramid fibers alone, but also to impair the physical properties of the aramid fibers, in particular, the strength. However, the cause of discoloration of aramid fibers has not been clearly identified to date, and thus there is no proposal for minimizing discoloration of aramid fibers.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 장시간 노출되어도 변색이 잘 되지 않는 향상된 내변색성을 갖는 아라미드 섬유 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention was derived to solve the above problems, an object of the present invention, aramid fibers having improved discoloration resistance that does not discolor even after long-term exposure to external environment such as sunlight, air, moisture, and the like It is to provide a manufacturing method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면으로서, 본 발명의 아라미드 섬유는 Fe를 함유하되 그 함량이 40ppm 이하이다.As an aspect of the present invention for achieving the above object, the aramid fiber of the present invention contains Fe but the content is 40ppm or less.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면으로서, 본 발명의 아라미드 섬유 제조방법은, Fe 함량이 10ppm 이하인 방향족 디아민을 중합용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계; Fe 함량이 10ppm 이하인 방향족 디에시드 할라이드를 상기 혼합용액에 첨가함으로써 폴리아미드 중합체를 제조하는 단계; 상기 폴리아미드 중합체를 이용하여 방사도프를 제조하는 단계; 및 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사하는 단계를 포함한다.As another aspect of the present invention for achieving the above object, the aramid fiber manufacturing method of the present invention, the step of dissolving an aromatic diamine having a Fe content of 10ppm or less in a polymerization solvent to prepare a mixed solution; Preparing a polyamide polymer by adding an aromatic dieside halide having an Fe content of 10 ppm or less to the mixed solution; Preparing a spin dope using the polyamide polymer; And spinning the spinning dope through a spinneret.

제조설비의 부식으로 인해 폴리아미드 중합체에 Fe가 추가로 섞일 수 있기 때문에, 상기 방사도프를 제조하기 이전에 상기 폴리아미드 중합체로부터 Fe를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Since Fe may be further mixed with the polyamide polymer due to corrosion of the manufacturing equipment, the method may further include removing Fe from the polyamide polymer before preparing the spin dope.

상기 폴리아미드 중합체로부터의 Fe 제거는, 폴리아미드 중합체에 잔존하는 Fe의 함량이 40ppm 이하가 될 때까지 순수를 이용한 수세 및 건조 공정을 반복함으 로써 수행할 수 있다.Fe removal from the polyamide polymer can be carried out by repeating the washing and drying step using pure water until the content of Fe remaining in the polyamide polymer is 40 ppm or less.

상기 폴리아미드 중합체에 잔존하는 Fe 함량은 유도결합플라즈마 발광광도법[Inductively Coupled Plasma(ICP) Emission Spectroscopy]에 의해 측정될 수 있다.Fe content remaining in the polyamide polymer can be measured by Inductively Coupled Plasma (ICP) Emission Spectroscopy.

한편, 방사도프를 방사구금을 통해 방사할 때 방사구금의 부식으로 인해 방사되는 방사도프에 Fe가 추가되는 것을 방지하기 위하여 상기 방사구금은 내부식성이 강한 재료, 예를 들면 45 내지 85 중량%의 니켈, 1 내지 30 중량%의 몰리브덴, 1 내지 30중량%의 크롬을 포함하는 합금으로 만들어질 수 있다.On the other hand, when spinning the spin dope through the spinneret in order to prevent the addition of Fe to the spinning dope due to the corrosion of the spinneret, the spinneret is made of a highly corrosion-resistant material, for example 45 to 85% by weight It may be made of an alloy comprising nickel, 1-30 wt% molybdenum, 1-30 wt% chromium.

본 발명에 의한 아라미드 섬유 및 그 제조방법에 의하면, 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 아라미드 섬유가 장시간 노출되어도 그 고유 색상을 유지할 수 있다. 따라서, 아라미드 섬유의 변색으로 인한 고객 흡인력 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 변색으로 인한 강도 저하를 방지하는 효과를 갖는다.According to the aramid fiber and the manufacturing method thereof according to the present invention, even if the aramid fiber is exposed to an external environment such as sunlight, air, moisture, or the like for a long time can maintain its inherent color. Therefore, it is possible to prevent a decrease in customer attraction force due to discoloration of aramid fibers, as well as to prevent a decrease in strength due to discoloration.

또한, 본 발명에 의하면, 제조설비의 유지보수를 위한 시간을 획기적으로 절감함으로써 공정 효율을 극대화할 수 있는 효과도 있다.In addition, according to the present invention, there is also an effect that can maximize the process efficiency by dramatically reducing the time for maintenance of the manufacturing equipment.

본 발명에 의하면, 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 노출된 아라미드 섬유의 변색 정도는 아라미드 섬유 내에 함유된 Fe의 함량과 관계가 있는 것으로 나타났다. 이것을 이론적으로 설명하면, 아라미드 섬유가 태양광, 공기, 수분 등의 외부 환경에 노출될 경우 그 안에 존재하는 Fe가 산화되어 산화철(FeO)을 형성하 는데, 산화철은 일반적으로 검은 색을 띄기 때문에 아라미드 섬유의 변색 및 강도저하를 야기한다.According to the present invention, the degree of discoloration of the aramid fibers exposed to the external environment such as sunlight, air, moisture, etc. was found to be related to the content of Fe contained in the aramid fibers. Theoretically, when the aramid fiber is exposed to an external environment such as sunlight, air, or moisture, Fe present in the oxide is oxidized to form iron oxide (FeO), which is generally black because aramid is black. It causes discoloration and deterioration of the fiber.

따라서, 본 발명에 의한 아라미드 섬유는 10% 이하의 색변화 및 10% 이하의 강도저하를 나타내기 위해서 섬유 내 Fe 함유량이 40ppm 이하인 것을 특징으로 한다.Therefore, the aramid fibers according to the present invention is characterized in that the Fe content in the fiber is 40ppm or less in order to exhibit a color change of 10% or less and a decrease in strength of 10% or less.

이하에서는, 본 발명의 아라미드 섬유 제조방법의 일 실시예를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the aramid fiber manufacturing method of the present invention will be described in detail.

우선, 유기용매에 무기염을 첨가하여 중합용매를 제조한다. First, an inorganic salt is added to an organic solvent to prepare a polymerization solvent.

상기 유기용매로는 아미드계 유기용매, 우레아계 유기용매, 또는 이들의 혼합 유기용매를 이용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N, N‘-디메틸아세트아미드(DMAc), 헥사메틸포스포아미드(HMPA), N, N, N', N'-테트라메틸 우레아(TMU), N, N-디메틸포름아미드(DMF) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. As the organic solvent, an amide organic solvent, a urea organic solvent, or a mixed organic solvent thereof may be used. Specific examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, and N'-dimethylacetate. Amide (DMAc), hexamethylphosphoramide (HMPA), N, N, N ', N'-tetramethyl urea (TMU), N, N-dimethylformamide (DMF) or mixtures thereof.

상기 무기염은 방향족 폴리아미드의 중합도를 증가시키기 위하여 첨가하는 것으로서, 그 구체적인 예로는 CaCl2, LiCl, NaCl, KCl, LiBr 및 KBr 등과 같은 할로겐화 알칼리 금속염 또는 할로겐화 알칼리 토금속염을 들 수 있으며, 이들 무기염은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물의 형태로 첨가될 수 있다. 상기 무기염의 첨가양이 증가할수록 방향족 폴리아미드의 중합도는 증가되지만 상기 무기염이 과량으로 첨가되면 미처 용해되지 않는 무기염이 존재할 수 있기 때문에, 상기 무기염은 중합용매 전체량에 대해 10 중량% 이하의 범위인 것이 바람직하다. The inorganic salt is added to increase the degree of polymerization of the aromatic polyamide, and specific examples thereof include halogenated alkali metal salts or halogenated alkaline earth metal salts such as CaCl 2 , LiCl, NaCl, KCl, LiBr and KBr, and these inorganic salts. Salts may be added alone or in the form of a mixture of two or more. As the amount of the inorganic salt increases, the degree of polymerization of the aromatic polyamide increases, but when the inorganic salt is added in an excessive amount, there may be an inorganic salt that does not dissolve. Thus, the inorganic salt is 10% by weight or less based on the total amount of the polymerization solvent. It is preferable that it is the range of.

다음, 상기 제조된 중합용매에 방향족 디아민을 용해시켜 혼합용액을 제조한다. 방향족 디아민의 구체적인 예는 파라-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노비페닐, 2,6-나프탈렌디아민, 1,5-나프탈렌디아민 또는 4,4'-디아미노벤즈아닐라이드를 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Next, an aromatic diamine is dissolved in the prepared polymerization solvent to prepare a mixed solution. Specific examples of aromatic diamines include para-phenylenediamine, 4,4'-diaminobiphenyl, 2,6-naphthalenediamine, 1,5-naphthalenediamine or 4,4'-diaminobenzanilide. However, the present invention is not limited thereto.

한편, 방향족 디아민은, 그 제조시에 Fe가 촉매로서 사용되었을 경우 Fe가 잔존할 수 있고, 또는 운반 과정에서 Fe가 추가되었을 수 있다. 이와 같이 방향족 디아민에 함유된 Fe가 이미 10ppm을 초과하여 버리면 최종 제품인 아라미드 섬유도 과량의 Fe를 함유할 가능성이 많다. 이러한 가능성을 원천적으로 배제시키기 위하여, 본 발명의 아라미드 섬유 제조방법에 의하면, Fe 함량이 10ppm 이하인 방향족 디아민만을 선별하여 중합용매에 용해시키는 것이 바람직하다. On the other hand, in the aromatic diamine, Fe may remain when Fe is used as a catalyst at the time of its preparation, or Fe may be added during the transport process. Thus, when Fe contained in aromatic diamine already exceeds 10 ppm, the aramid fiber which is a final product also has a high possibility of containing excess Fe. In order to fundamentally exclude this possibility, according to the aramid fiber manufacturing method of the present invention, it is preferable to select only the aromatic diamine having a Fe content of 10 ppm or less and dissolve it in the polymerization solvent.

이어서, 상기 방향족 디아민과 중합반응하여 폴리아미드 중합체를 생성할 수 있는 방향족 디에시드 할라이드를 준비한다. 상기 방향족 디에시드 할라이드의 구체적인 예로는 테레프탈로일 디클로라이드, 4,4'-벤조일 디클로라이드, 2,6-나프탈렌디카복실산 디클로라이드 또는 1,5-나프탈렌디카복실산 디클로라이드를 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Subsequently, an aromatic dieside halide is prepared, which can be polymerized with the aromatic diamine to produce a polyamide polymer. Specific examples of the aromatic dieside halide include terephthaloyl dichloride, 4,4'-benzoyl dichloride, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dichloride or 1,5-naphthalenedicarboxylic acid dichloride, but are not necessarily It is not limited.

방향족 디에시드 할라이드, 예를 들어 테레프탈로일 클로라이드(Terephthaloyl Chloride: TPC)는 그 제조시 Fe가 촉매로 사용될 수 있기 때문에 제조된 테레프탈로일 클로라이드에는 Fe가 잔존할 수 있다. 이러한 잔존 Fe가 증가할수록 테레프탈로일 클로라이드 대신에 테레프탈산(Terephthalic Acid: TPA), 이소프탈산(Isophthalic Acid: IPA), 트리메조일 클로라이드(Trimesoyl Chloride: TMC), 이소프탈로일 클로라이드(Isophthaloyl Chloride: IPC) 등의 불순물 함량이 증가하게 되는데, 이들 불순문들은 폴리아미드 중합체 제조를 위한 중합반응을 저해할 수 있다. 더욱이, 잔존 Fe 함량이 10ppm을 초과할 경우에는 최종 제품인 아라미드 섬유도 과량의 Fe를 함유함으로써 그 변색 가능성이 증가하게 된다.Aromatic dieside halides such as Terephthaloyl Chloride (TPC) may have Fe remaining in the prepared terephthaloyl chloride because Fe may be used as a catalyst in its preparation. As the remaining Fe increases, terephthalic acid (TPA), isophthalic acid (IPA), trimesoyl chloride (TMC) and isophthaloyl chloride (Isophthaloyl Chloride (IPC) instead of terephthaloyl chloride The impurity content of the and so on increases, these impurities may inhibit the polymerization reaction for the production of polyamide polymer. Moreover, when the residual Fe content exceeds 10 ppm, the final product aramid fibers also contain excess Fe, thereby increasing the discoloration possibility.

따라서, 본 발명에 의하면, 방향족 디에시드 할라이드 내 Fe의 함량을 측정하고, 금속 성분의 함량이 10ppm 이하인 방향족 디에시드 할라이드만을 취사 선택하는 것이 바람직하다.Therefore, according to the present invention, it is preferable to measure the content of Fe in the aromatic dieside halide and to cook only the aromatic dieside halide whose content of the metal component is 10 ppm or less.

본 발명의 일실시예에 의하면, 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드 내의 Fe 함량은 유도결합플라즈마 발광광도법[Inductively Coupled Plasma(ICP) Emission Spectroscopy]을 이용하여 측정된다. 즉, 시료를 테프론으로 제조된 밀폐용기에 넣고 진한황산-질산-과염소산 등의 산으로 습식탄화 및 산화분해시킨 후 유도결합플라즈마 발광분석기로 발광도를 측정하여 Fe의 함량을 계산한다.According to one embodiment of the present invention, the Fe content in the aromatic diamine and the aromatic dieside halide is measured by using Inductively Coupled Plasma (ICP) Emission Spectroscopy. That is, the sample is placed in an airtight container made of Teflon, wet-carbonized and oxidatively decomposed with an acid such as concentrated sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, and then the luminescence is measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer to calculate the Fe content.

다음, 상기 혼합용액을 교반하면서 상기 혼합용액에 취사선택된 방향족 디에시드 할라이드를 소정량 첨가하여 예비중합시킨다. Next, while stirring the mixed solution, a predetermined amount of a preselected aromatic dieside halide is added to the mixed solution for preliminary polymerization.

방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드의 중합은 발열과 함께 빠른 속도로 반응이 진행하게 되는데, 이와 같이 중합속도가 빠르게 되면 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이에서 중합도 차이가 커지는 문제가 발생한다. 보다 구체적으로 설명하면, 중합반응은 혼합용액 전체에서 동시에 진행하는 것이 아니기 때문에, 먼저 중합반응이 시작된 중합체는 빠르게 중합반응을 진행하여 긴 분자사슬을 형성하는 반면, 나중에 중합반응이 시작된 중합체는 먼저 중합반응이 시작된 중합체보다 짧 은 분자사슬을 형성할 수밖에 없게 되고, 중합속도가 빠르게 되면 그 차이가 훨씬 커지게 된다. 이와 같이, 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이에 중합도 차이가 커지게 되면 물성 편차 또한 커지게 되어 원하는 특성구현이 어렵게 된다. 따라서, 예비중합공정을 통해 일단 소정 길이의 분자사슬을 갖는 예비중합체를 미리 형성하고, 그 후에 중합공정을 수행함으로써 최종적으로 얻어지는 중합체들 사이의 중합도 차이를 최소화하는 것이 바람직하다. In the polymerization of the aromatic diamine and the aromatic dieside halide, the reaction proceeds at a high rate with exotherm. In this way, when the polymerization rate is high, there is a problem in that the degree of polymerization differs between the finally obtained polymers. More specifically, since the polymerization reaction does not proceed simultaneously in the entire mixed solution, the polymer that has first started the polymerization proceeds rapidly to form a long molecular chain, whereas the polymer that has started the polymerization first polymerizes first. There is no choice but to form shorter molecular chains than the polymer from which the reaction was initiated, and the higher the polymerization rate, the larger the difference. As such, when the degree of polymerization difference between the polymers finally obtained increases, physical property variations also increase, making it difficult to achieve desired characteristics. Therefore, it is preferable to minimize the difference in degree of polymerization between the polymers finally obtained by preforming a prepolymer having a molecular chain of a predetermined length through a prepolymerization step, and then performing a polymerization step.

본 발명에 일 실시예에 의하면, 상기 예비중합공정은 0 ~ 45℃로 반응 온도를 유지하며 3 ~ 15분의 중합 시간 동안 수행하며, 전방향족 폴리아미드 중합체의 제조에 필요한 방향족 디에시드 할라이드의 전체량 중 20 ~ 40%만을 예비중합공정 중에 첨가하는 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the prepolymerization process is carried out for a polymerization time of 3 to 15 minutes while maintaining the reaction temperature at 0 ~ 45 ℃, the total of the aromatic dieside halides required for the preparation of the wholly aromatic polyamide polymer Only 20 to 40% of the amount is preferably added during the prepolymerization process.

예비중합공정을 완료한 후, 0 ~ 10℃ 상태로 온도를 낮추고 상기 예비 중합체에 방향족 디에시드 할라이드를 추가로 첨가하여 최종 중합체를 제조한다.After the completion of the prepolymerization process, the temperature is lowered to 0 to 10 ° C. and an aromatic dieside halide is further added to the prepolymer to prepare a final polymer.

방향족 폴리아미드 중합체 제조시 방향족 디에시드 할라이드는 방향족 디아민과 1:1 몰비로 반응을 하기 때문에, 최종 중합시 첨가되는 방향족 디에시드 할라이드의 양은 예비중합시 첨가되는 양과 더해질 경우 상기 방향족 디아민과 동일한 몰(mole)이 되도록 결정된다. 다만, 중합용매를 제조할 때 무기염의 용해를 돕기위해 첨가한 물이 탈수 공정을 거친 후에도 소량 잔존할 수 있는데, 이 경우 소량의 물이 방향족 디에시드 할라이드와 반응하여 불용성 물질을 형성할 수도 있다. 따라서, 이와 같은 불용성 물질이 형성될 것을 감안하여 방향족 디에시드 할라이드를 방향족 디아민보다 소량 더 첨가할 수 있다. Since aromatic dieside halides react with aromatic diamines in a 1: 1 molar ratio when preparing the aromatic polyamide polymer, the amount of aromatic dieside halides added during the final polymerization is equal to the amount of moles equivalent to the aromatic diamines when added to the prepolymerization. mole). However, when preparing the polymerization solvent, a small amount of water added to assist in dissolving the inorganic salt may remain even after the dehydration process, in which case a small amount of water may react with the aromatic dieside halide to form an insoluble substance. Thus, in view of the formation of such an insoluble material, a small amount of aromatic dieside halide may be added more than aromatic diamine.

중합공정을 완료한 후 생성된 전체 중합용액 중에서 최종 중합체의 농도가 5 내지 20중량% 정도가 되도록 방향족 디아민과 디에시드 할라이드의 양을 조절하는 것이 바람직하다. 최종 중합체의 농도가 5중량% 미만이 되도록 방향족 디아민과 디에시드 할라이드를 첨가할 경우에는 중합속도가 저하되고 장시간 동안 반응을 시켜야 하기 때문에 경제성이 떨어지고, 중합체의 농도가 20중량%를 초과하도록 방향족 디아민과 방향족 디에시드 할라이드를 첨가할 경우에는 중합반응이 원활히 진행되지 못하여 중합체의 고유점도를 5.5 이상으로 향상시킬 수 없기 때문이다.After completion of the polymerization process, it is preferable to control the amount of aromatic diamine and dieside halide so that the concentration of the final polymer in the total polymerization solution is about 5 to 20% by weight. When the aromatic diamine and the dieside halide are added so that the concentration of the final polymer is less than 5% by weight, the polymerization rate is lowered and the reaction is carried out for a long time. This is because when the aromatic dieside halide is added, the polymerization does not proceed smoothly and the intrinsic viscosity of the polymer cannot be improved to 5.5 or more.

중합공정에 의해 얻어지는 방향족 폴리아미드 중합체의 구체적인 예는, 폴리(파라페닐렌테레프탈-아미드: PPD-T), 폴리(4,4'-벤즈아닐라이드 테레프탈아미드), 폴리(파라페닐렌-4,4'-비페닐렌-디카복실산 아미드) 또는 폴리(파라페닐렌-2,6-나프탈렌디카복실산 아미드)를 들 수 있다. Specific examples of the aromatic polyamide polymer obtained by the polymerization step include poly (paraphenylene terephthal-amide: PPD-T), poly (4,4'-benzanilide terephthalamide), poly (paraphenylene-4, 4'-biphenylene-dicarboxylic acid amide) or poly (paraphenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide).

이어서, 중합반응 중에 생성된 산을 알칼리 화합물을 이용하여 중화시킨다. Subsequently, the acid produced during the polymerization reaction is neutralized with an alkali compound.

중합반응을 거쳐 얻어진 방향족 폴리아미드 중합체는 빵가루와 같은 형태로 존재하기 때문에 상기 방향족 폴리아미드 용액의 유동성이 좋지 못하다. 따라서, 그 유동성 향상을 위해서 상기 방향족 폴리아미드 용액에 물을 첨가하여 슬러리로 만든 상태에서 이후 공정을 진행하는 것이 바람직하다. 한편, 방향족 폴리아미드 중합체 슬러리를 만들 때 알칼리 화합물을 용해시킨 물을 사용함으로써 상기 중화공정을 동시에 진행할 수도 있다. Since the aromatic polyamide polymer obtained through the polymerization reaction is present in the form of bread crumb, the fluidity of the aromatic polyamide solution is poor. Therefore, in order to improve the fluidity, it is preferable to proceed with the subsequent process in the state of making the slurry by adding water to the aromatic polyamide solution. On the other hand, the neutralization step can be carried out simultaneously by using water in which an alkali compound is dissolved when making the aromatic polyamide polymer slurry.

상기 무기 알칼리 화합물는 NaOH, Li2CO3, CaCO3, LiH, CaH2, LiOH, Ca(OH)2, Li2O 또는 CaO의 알칼리 금속, 알칼리 토금속의 탄산염, 알칼리 토금속의 수소화물, 알칼리 토금속의 수산화물, 또는 알칼리 토금속의 산화물로 이루어지는 군에서 선택된다. The inorganic alkali compound is an alkali metal of NaOH, Li 2 CO 3 , CaCO 3 , LiH, CaH 2 , LiOH, Ca (OH) 2 , Li 2 O or CaO, carbonate of alkaline earth metal, hydride of alkaline earth metal, alkaline earth metal It is selected from the group which consists of a hydroxide or an oxide of an alkaline earth metal.

염산을 다량 포함하고 있는 강산 상태의 방향족 폴리아미드 용액에 무기 알칼리 화합물을 첨가하면 염산과 신속히 반응하여 중화가 빠르게 진행하지만, 일단 중화가 상당히 진행되어 pH가 7에 접근하면 무기 알칼리 화합물과 염산과의 반응속도가 급격히 감소하여 무기 알칼리 화합물이 미반응 상태로 중화용액에 남게 되며, 이로 인해 중화 완료 후 불용성 무기 알칼리 화합물을 필터로 여과해야 하는 문제가 발생한다. 따라서, 방향족 폴리아미드 용액 중에 불용성 이물의 생성을 방지하기 위해서, 중화 공정을 여러 번에 나누어 수행할 수 있다. When an inorganic alkali compound is added to an aromatic polyamide solution in a strong acid state containing a large amount of hydrochloric acid, the reaction rapidly reacts with hydrochloric acid, so that the neutralization proceeds rapidly. The reaction rate is drastically reduced and the inorganic alkali compound remains in the neutralization solution in an unreacted state. This causes a problem that the insoluble inorganic alkali compound must be filtered through a filter after the neutralization is completed. Therefore, in order to prevent the formation of insoluble foreign matter in the aromatic polyamide solution, the neutralization process can be carried out at several times.

이어서, 중화공정을 완료하여 산이 제거된 방향족 폴리아미드 중합체를 분쇄한다. Subsequently, the neutralization process is completed to grind the aromatic polyamide polymer from which the acid is removed.

후술하는 추출 공정시 중합체의 입자크기가 너무 크면 중합용매 추출공정에 많은 시간이 소요되며 중합용매 추출효율이 저하되기 때문에, 추출공정 전에 중합체의 입자크기를 작게 하기 위해서 분쇄공정을 수행하는 것이다. If the particle size of the polymer is too large in the extraction process described later, the polymerization solvent extraction process takes a lot of time and the polymerization solvent extraction efficiency is lowered, so that the grinding process is performed to reduce the particle size of the polymer before the extraction process.

이어서, 분쇄된 방향족 폴리아미드 중합체로부터 중합용매를 추출한다. 중합에 의해 얻어진 방향족 폴리아미드 중합체 내에는 중합 공정을 위해 사용한 중합용매가 함유되어 있기 때문에, 이와 같은 중합용매를 중합체로부터 추출해야 하며, 추출된 중합용매는 중합공정에 재사용할 수 있다. 이와 같은 추출공정은 물을 이용 하여 수행하는 것이 가장 효과적이고 경제적이다. 추출공정은 배출구가 구비된 욕조에 필터를 설치하고 상기 필터 위에 크럼 형태의 중합체를 위치시킨 후 물을 부어, 중합체 내에 함유된 중합용매를 물과 함께 상기 배출구로 배출시키는 공정으로 이루어질 수 있다. Next, the polymerization solvent is extracted from the pulverized aromatic polyamide polymer. Since the polymerization solvent used for the polymerization step is contained in the aromatic polyamide polymer obtained by the polymerization, such a polymerization solvent must be extracted from the polymer, and the extracted polymerization solvent can be reused in the polymerization step. This extraction process is most effective and economical to perform with water. The extraction process may be performed by installing a filter in a bath having a discharge port, placing a polymer in the form of a crumb on the filter, and then pouring water to discharge the polymerization solvent contained in the polymer together with water to the discharge port.

다음, 추출공정 후 잔류하는 물을 탈수하고, 그 후 건조 공정을 거쳐 방향족 폴리아미드 중합체 제조를 완성한다. Next, the remaining water after the extraction step is dehydrated, and then the drying process is completed to complete the production of the aromatic polyamide polymer.

한편, 제조설비의 부식으로 인해 제조 과정에서 폴리아미드 중합체에 Fe가 추가로 섞일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 건조된 폴리아미드 중합체의 Fe 함량을 측정하고 그 함량이 40ppm 이하가 될 때까지 순수를 이용한 수세 및 건조 공정을 반복함으로써 폴리아미드 중합체로부터 Fe를 제거하는 단계를 수행하는 것이 바람직하다. On the other hand, due to the corrosion of the manufacturing equipment, Fe may be further mixed in the polyamide polymer during the manufacturing process. Therefore, according to one embodiment of the present invention, the Fe content of the dried polyamide polymer is measured and the Fe is removed from the polyamide polymer by repeating the washing and drying process using pure water until the content is 40 ppm or less. It is preferable to carry out.

본 발명의 일실시예에 의하면, 폴리아미드 중합체 내의 Fe 함량은 유도결합플라즈마 발광광도법[Inductively Coupled Plasma(ICP) Emission Spectroscopy]을 이용하여 측정된다. 즉, 시료를 테프론으로 제조된 밀폐용기에 넣고 진한황산-질산-과염소산 등의 산으로 습식탄화 및 산화분해시킨 후 유도결합플라즈마 발광분석기로 발광도를 측정하여 Fe의 함량을 계산한다.According to one embodiment of the present invention, the Fe content in the polyamide polymer is measured by using Inductively Coupled Plasma (ICP) Emission Spectroscopy. That is, the sample is placed in an airtight container made of Teflon, wet-carbonized and oxidatively decomposed with an acid such as concentrated sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, and then the luminescence is measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer to calculate the Fe content.

위와 같이 제조된 방향족 폴리아미드 중합체를 97 내지 103%의 농도를 갖는 농황산 용매에 용해시켜 방사 도프(spinning dope)를 제조한다. 상기 농황산 대신에 클로로 황산이나 플루오로황산 등도 사용될 수 있다. Spinning dope is prepared by dissolving the aromatic polyamide polymer prepared as above in a concentrated sulfuric acid solvent having a concentration of 97 to 103%. Instead of the concentrated sulfuric acid, chloro sulfuric acid, fluoro sulfuric acid and the like may also be used.

상기 방사도프 내의 중합체 농도는 10 내지 25 중량%인 것이 섬유 물성에 바 람직하다. 폴리아미드 중합체 농도가 증가할수록 방사도프의 점도도 역시 증가하지만 임계 농도(critical concentration point)를 넘어서면 방사도프의 점도가 급격하게 감소하게 되는데, 이때 방사도프는 고체상(solid phase)을 형성하지 않으면서 광학적 등방성(optically isotropic)에서 광학적 이방성(optically anisotropic)으로 변화한다. 이방성 방사도프는 구조적 및 기능적 특성으로 인해 별도의 연신(drawing) 공정 없이 고강도 아라미드 섬유의 제조할 수 있기 때문에, 방사도프 내의 폴리아미드 중합체 농도는 상기 임계 농도를 초과하는 것이 바람직하지만, 그 농도가 지나치게 클 경우 방사도프의 점도가 지나치게 낮아지는 문제점이 발생한다.The polymer concentration in the spin dope is preferably from 10 to 25% by weight of the fiber properties. As the polyamide polymer concentration increases, the viscosity of the spin dope also increases, but beyond the critical concentration point, the viscosity of the spin dope rapidly decreases, while the spin dope does not form a solid phase. It changes from optically isotropic to optically anisotropic. Since the anisotropic spin dope can be made of high strength aramid fibers due to its structural and functional properties without a separate drawing process, it is preferable that the concentration of the polyamide polymer in the spinning dope exceeds the above critical concentration, but the concentration is excessively high. If large, the viscosity of the spinning dope is too low occurs.

이와 같이 제조된 방사도프를 도프 필터(Dope Filter)를 이용하여 여과한다. The spinning dope prepared in this way is filtered using a Dope Filter.

한편, 폴리아미드 중합체에 Fe가 과도하게 함유되어 있을 경우 방사도프 제조시 황산철(FeSO4)이 생성되고, 이 황산철은 도프 필터의 구멍을 막히게 할 염려가 있다. 도프 필터의 구멍이 막히게 되면 공정을 중단하고 막힌 구멍을 뚫거나 도프 필터를 교체하여야 하기 때문에 공정 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 폴리아미드 중합체의 Fe 함유량을 40ppm 이하로 관리하는 본 발명에 의하면, 도프 필터의 유지보수 또는 교체를 위한 시간을 획기적으로 절감함으로써 공정 효율을 극대화할 수 있는 효과도 거둘 수 있다.On the other hand, when Fe is excessively contained in the polyamide polymer, iron sulfate (FeSO 4 ) is produced during the production of spinning dope, and the iron sulfate may block the pores of the dope filter. If the hole in the dope filter is clogged, process efficiency can be reduced because the process must be interrupted and the hole must be drilled or the dope filter replaced. Therefore, according to the present invention which manages the Fe content of the polyamide polymer to 40 ppm or less, it is also possible to achieve the effect of maximizing the process efficiency by drastically reducing the time for maintenance or replacement of the dope filter.

도프 필터에 의해 여과된 상기 방사도프를 방사구금(spinneret)을 이용하여 방사(spinning)한 후 에어 갭(air gap)을 거쳐 응고조(coagulation bath) 내에서 응고시킴으로써 필라멘트(filament)를 형성한다. The filament is formed by spinning the spin dope filtered by a dope filter using a spinneret and then coagulating in a coagulation bath through an air gap.

상기 방사구금은 0.1 mm 이하의 직경을 갖는 다수의 모세관을 갖는다. 만약 방사구금에 형성된 모세관의 직경이 0.1 mm를 초과할 경우에는 생성되는 필라멘트의 분자 배향성이 나빠짐으로써 결과적으로 필라멘트의 강도가 낮아지는 결과를 야기하게 된다.The spinneret has a plurality of capillaries having a diameter of 0.1 mm or less. If the diameter of the capillary formed in the spinneret exceeds 0.1 mm, the molecular orientation of the resulting filament is poor, resulting in a decrease in the strength of the filament.

한편, 방사도프에는 농황산이 포함되어 있기 때문에 방사도프가 방사구금을 통과할 때 방사구금이 부식되어 방사도프에 Fe가 추가될 위험이 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 방사구금은 내부식성이 강한 재료로 만들어지는 것이 바람직한데, 예를 들면 45 내지 85 중량%의 니켈, 1 내지 30 중량%의 몰리브덴, 1 내지 30중량%의 크롬, 기타 코발트, 텅스텐, 철, 규소, 망간, 탄소, 바나듐 등을 포함하는 합금으로 만들어질 수 있다. On the other hand, since the spinning dope contains concentrated sulfuric acid, when the spinning dope passes through the spinneret, the spinneret is corroded, and there is a risk of Fe being added to the spinning dope. In order to prevent this, the spinneret is preferably made of a material having high corrosion resistance, for example 45 to 85 wt% nickel, 1 to 30 wt% molybdenum, 1 to 30 wt% chromium, and other cobalt And tungsten, iron, silicon, manganese, carbon, vanadium, and the like.

상기 에어 갭은 주로 공기층이나 불활성 기체층도 사용될 수 있으며, 에어 갭의 길이는 0.1 내지 15 cm인 것이 제조되는 필라멘트의 물성 향상에 바람직하다. The air gap may be mainly an air layer or an inert gas layer, the length of the air gap is 0.1 to 15 cm is preferable for improving the physical properties of the filament is produced.

상기 응고조는 상기 방사구금의 하부에 위치하며 그 내부에 응고액이 저장되어 있고, 상기 응고조의 하부에는 응고튜브가 형성되어 있다. 따라서, 상기 방사구금의 모세관을 통과한 방사물은 하강하면서 에어 갭과 응고액을 순차적으로 거치면서 응고되어 필라멘트를 형성하며, 이 필라멘트는 상기 응고조 하부의 응고튜브를 통과하면서 배출된다. 필라멘트와 더불어 응고액도 상기 응고튜브를 통해 배출되기 때문에 그 배출액 만큼 응고조에 응고액을 지속적으로 공급하여 주어야 한다. The coagulation bath is located at the bottom of the spinneret and a coagulation solution is stored therein, and a coagulation tube is formed at the bottom of the coagulation bath. Accordingly, the radiant passing through the capillary of the spinneret is solidified while sequentially descending through the air gap and the coagulating liquid to form a filament, and the filament is discharged while passing through the coagulation tube below the coagulation bath. In addition to the filament, the coagulation solution is discharged through the coagulation tube, so that the coagulation solution must be continuously supplied to the coagulation bath as much as the discharge liquid.

또한, 상기 응고튜브에는 분사 장치(jet device)가 형성되어 응고튜브를 통 과하는 필라멘트에 응고액을 분사할 수 있다. 상기 분사 장치는 다수의 분사구(jet opening)를 구비하고 다수의 분사구에서 필라멘트를 향하여 응고액을 분사한다. 상기 다수의 분사구는 응고액이 필라멘트에 대하여 완벽히 대칭으로 분사될 수 있도록 정렬되는 것이 바람직하다. 응고액의 분사 각도는 필라멘트의 축방향에 대하여 0 내지 85°가 바람직하며, 특히 상업적 생산 공정에 있어서는 20 ~ 40°의 분사 각도가 적당하다. In addition, a jet device is formed in the coagulation tube to inject coagulation liquid into the filament passing through the coagulation tube. The injection device has a plurality of jet openings and injects the coagulating liquid toward the filaments from the plurality of injection openings. The plurality of injection holes are preferably aligned so that the coagulating liquid can be sprayed in perfect symmetry with respect to the filament. The spray angle of the coagulating liquid is preferably 0 to 85 ° with respect to the axial direction of the filament, and particularly, in the commercial production process, a spray angle of 20 to 40 ° is appropriate.

상기 응고액은 물, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 알코올, 또는 이들의 혼합물에 황산이 첨가될 수 있으며, -20 내지 +90℃로 유지된다. 방사구금을 통과한 방사물이 응고액을 통과하게 되면 방사물 내의 황산이 제거되면서 필라멘트가 형성되는데, 황산이 방사물 표면으로부터 급격히 제거되면 그 내부에 함유된 황산이 미처 빠져나가기 전에 표면이 먼저 응고되어 필라멘트의 균일도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 방사물 표면으로부터 황산이 급격히 빠져나오는 것을 방지하기 위하여 응고액에 황산을 첨가하는 것이다. The coagulating solution may be added sulfuric acid to water, ethylene glycol, glycerol, alcohol, or a mixture thereof, and is maintained at -20 to +90 ℃. When the radiation passed through the spinneret passes through the coagulating solution, the sulfuric acid in the emission is removed and filaments are formed. When sulfuric acid is rapidly removed from the surface, the surface is solidified before the sulfuric acid contained therein escapes. Since the problem of the uniformity of the filament may be lowered, sulfuric acid is added to the coagulating solution in order to prevent sulfuric acid from escaping rapidly from the surface of the radiant.

이어서, 얻어진 필라멘트에 잔존하는 황산을 제거한다. Next, sulfuric acid remaining in the obtained filament is removed.

방사 도프의 제조에 사용된 황산은 방사물이 응고조를 통과하면서 대부분 제거되기는 하지만 완전히 제거되지 않고 잔존할 수 있다. 필라멘트에 잔존하는 황산은 물, 또는 물과 알칼리 용액의 혼합용액을 이용한 수세공정을 통해 제거될 수 있다. Sulfuric acid used in the manufacture of the spinning dope can remain but is not completely removed, although most of the emissions are passed through the coagulation bath. Sulfuric acid remaining in the filament may be removed through a washing process using water or a mixed solution of water and an alkaline solution.

이어서, 필라멘트에 잔류하는 수분 함유량을 조절하기 위해서 건조공정을 수행한다. 건조공정은 가열된 건조 롤(drying roll)에 필라멘트가 닿는 시간을 조절 하거나, 상기 건조 롤의 온도를 조절함으로써 필라멘트의 수분 함유량을 조절할 수 있다. Subsequently, a drying process is performed to control the water content remaining in the filament. In the drying process, the filament may reach the heated drying roll, or the moisture content of the filament may be adjusted by controlling the temperature of the drying roll.

한편, 위와 같은 방사, 수세, 중화, 및 건조 공정 중에 상기 필라멘트에는 장력(tension)이 가해지게 되는데, 건조 공정 중에 필라멘트에 가하는 장력의 최적 크기는 전체 방사 조건에 의해 결정되기는 하지만 약 3.0 내지 7.0 gpd의 장력 하에서 필라멘트를 건조하는 것이 바람직하다. 건조시 장력이 3.0 gpd 미만일 경우에는 분자 배향도가 감소되어 궁극적으로 섬유의 강도가 저하된다. 반대로, 건조시 장력이 7.0 gpd를 초과할 경우 필라멘트가 절단될 우려가 있어 제조상의 어려움이 발생한다. 한편, 필라멘트에 가해지는 장력의 크기는 필라멘트를 이동시키는 롤의 표면 스피드를 적절히 제어함으로써 조절될 수 있다. Meanwhile, a tension is applied to the filament during the spinning, washing, neutralizing, and drying process, and the optimum magnitude of the tension applied to the filament during the drying process is about 3.0 to 7.0 gpd although it is determined by the overall spinning condition. It is preferable to dry the filament under the tension of. If the tension during drying is less than 3.0 gpd, the molecular orientation is reduced and ultimately the strength of the fiber is lowered. On the contrary, when the tension in drying exceeds 7.0 gpd, there is a fear that the filament is cut, which causes manufacturing difficulties. On the other hand, the magnitude of the tension applied to the filament can be adjusted by appropriately controlling the surface speed of the roll for moving the filament.

건조 롤은 소정의 수단에 의해 가열되며, 가열된 롤로부터 과도한 열이 방출되어 열손실이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 건조 롤은 최소한 부분적으로 열 차단 수단에 의해 둘러싸이는 것이 바람직하다. The drying rolls are heated by some means, and the drying rolls are preferably at least partly surrounded by heat blocking means in order to prevent excessive heat from being released from the heated rolls and thereby causing heat loss.

이어서, 건조가 완료된 필라멘트를 지관에 감는다. 방사권취속도는 300 내지 1,500 m/분이다.Subsequently, the dried filament is wound on a branch pipe. Spinning speed is 300 to 1500 m / min.

이하, 실시예 및 비교실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 않된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Comparative Examples. However, the following examples are only intended to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be limited thereto.

Fe 함량 측정Fe content measurement

파라-페닐렌디아민 및 테레프탈로일 디클로라이드와 같은 원부재료 및 아라미드 섬유 내의 Fe 성분 함량은 유도결합플라즈마 발광광도법[Inductively Coupled Plasma(ICP) Emission Spectroscopy]을 이용하여 측정하였다. 즉, 시료 2 g을 테프론으로 제조된 밀폐용기에 넣고 진한황산-질산-과염소산으로 습식탄화 및 산화분해시킨 후 유도결합플라즈마 발광분석기로 Fe의 발광도를 측정하여 그 함량을 계산하였다.Fe content in the raw material such as para-phenylenediamine and terephthaloyl dichloride and aramid fibers was measured using Inductively Coupled Plasma (ICP) Emission Spectroscopy. That is, 2 g of the sample was placed in an airtight container made of Teflon, wet-carbonized and oxidatively decomposed with concentrated sulfuric acid, nitric acid, and perchloric acid, and the content of the Fe was measured by measuring the luminescence of Fe using an inductively coupled plasma emission spectrometer.

실시예 1Example 1

N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 CaCl2 7 중량% 첨가한 중합용매 100 ml에 1.0 ppm의 Fe 성분을 함유한 파라-페닐렌디아민 5.00 g을 용해시켜 혼합용액을 제조하였다. 이어서, 1.0 ppm의 Fe 성분을 함유한 테레프탈로일 디클로라이드 9.44 g을 상기 혼합용액에 첨가하여 파라-페닐렌디아민과 중합반응시킴으로써 폴리(파라페닐렌테레프탈-아미드: PPD-T)를 제조하였다. 이어서, 상기 폴리(파라페닐렌테레프탈-아미드) 19g을 100% 농황산에 용해시킴으로써 방산도프를 제조하였다. 이 방산도프를 방사구금을 통해 방사한 후 응고, 수세, 건조 공정을 거쳐 아라미드 섬유를 얻었다.A mixed solution was prepared by dissolving 5.00 g of para-phenylenediamine containing 1.0 ppm of Fe in 100 ml of a polymerization solvent in which 7 wt% of CaCl 2 was added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Subsequently, 9.44 g of terephthaloyl dichloride containing 1.0 ppm of Fe component was added to the mixed solution to polymerize with para-phenylenediamine to prepare poly (paraphenylene terephthal-amide: PPD-T). Subsequently, 19 g of the poly (paraphenylene terephthal-amide) was dissolved in 100% concentrated sulfuric acid to prepare a dispersing dope. After the spinning dope was spun through spinnerets, aramid fibers were obtained through coagulation, washing and drying.

실시예 2Example 2

중합반응을 위해 사용한 파라-페닐렌디아민 및 테레프탈로일 디클로라이드 각각이 2.0 ppm의 Fe 성분을 함유하였다는 사실을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 제조하였다.Aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that each of para-phenylenediamine and terephthaloyl dichloride used for the polymerization contained 2.0 ppm of Fe component.

실시예 3Example 3

중합반응을 위해 사용한 파라-페닐렌디아민 및 테레프탈로일 디클로라이드 각각이 4.0 ppm의 Fe 성분을 함유하였다는 사실을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 제조하였다.Aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that each of para-phenylenediamine and terephthaloyl dichloride used for the polymerization contained 4.0 ppm of Fe component.

실시예 4Example 4

중합반응을 위해 사용한 파라-페닐렌디아민 및 테레프탈로일 디클로라이드 각각이 6.0 ppm의 Fe 성분을 함유하였다는 사실을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 제조하였다.Aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that each of para-phenylenediamine and terephthaloyl dichloride used for the polymerization contained 6.0 ppm of Fe component.

실시예 5Example 5

중합반응을 위해 사용한 파라-페닐렌디아민 및 테레프탈로일 디클로라이드 각각이 8.0 ppm의 Fe 성분을 함유하였다는 사실을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 제조하였다.Aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that each of para-phenylenediamine and terephthaloyl dichloride used for the polymerization contained 8.0 ppm of Fe component.

실시예 6Example 6

중합반응을 위해 사용한 파라-페닐렌디아민 및 테레프탈로일 디클로라이드 각각이 10.0 ppm의 Fe 성분을 함유하였다는 사실을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 제조하였다.Aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that each of para-phenylenediamine and terephthaloyl dichloride used for the polymerization contained 10.0 ppm of Fe component.

실시예 7Example 7

방사도프를 제조하기 전에 수세 및 건조 공정을 통해 폴리(파라페닐렌테레프탈-아미드)로부터 Fe 성분을 제거하는 공정을 더 수행하였다는 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 제조하였다.Aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 6, except that the Fe component was removed from the poly (paraphenylene terephthal-amide) by washing and drying before the spinning dope was prepared.

비교실시예 1Comparative Example 1

중합반응을 위해 사용한 파라-페닐렌디아민이 11.0 ppm의 Fe 성분을 함유하였다는 사실을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 제조하였다.Aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 6, except that the para-phenylenediamine used for the polymerization contained 11.0 ppm of Fe component.

비교실시예 2Comparative Example 2

중합반응을 위해 사용한 테레프탈로일 디클로라이드가 11.0 ppm의 Fe 성분을 함유하였다는 사실을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 아라미드 섬유를 제조하였다.Aramid fibers were prepared in the same manner as in Example 6, except that the terephthaloyl dichloride used for the polymerization contained 11.0 ppm of Fe component.

위 실시예들 및 비교실시예들에 의해 얻어진 아라미드 섬유에 대하여 색변화 및 강도저하를 아래의 방법으로 측정하였다.The color change and the strength reduction of the aramid fibers obtained by the above Examples and Comparative Examples were measured by the following method.

아라미드 섬유의 색변화 측정Color Change Measurement of Aramid Fiber

아라미드 섬유의 색은 KURABO사의 COLOR-7X를 사용하여 측정한 L값을 의미하며, “색변화”는, 초기 색이 L1인 아라미드 섬유를 Black Panel Temperature( 65 + 3℃), Exposure Light Source(Xenon-Arc), Irradiance(0.35W/m2 @ 340nm), Exposure Cycle(102min of Light only / 18min Light and Water Spray) 조건 하에서 24h 동안 방치하였을 경우 (△L/L1) × 100으로 계산하였다.The color of aramid fiber refers to the L value measured using KURABO's COLOR-7X, and “color change” refers to the aramid fiber whose initial color is L 1 , Black Panel Temperature (65 + 3 ° C), Exposure Light Source ( Xenon-Arc), Irradiance (0.35W / m 2 @ 340nm), and Exposure Cycle (102min of Light only / 18min Light and Water Spray) when left for 24h was calculated as (△ L / L 1 ) × 100.

아라미드 섬유의 강도저하 측정Decreased strength measurement of aramid fibers

인스트론 시험기(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)에서 길이가 25cm인 샘플이 파단될 때의 강력(g)을 측정한 후 이를 샘플의 데니어(denier)로 나눔으 로써 샘플의 강도를 구하였다. 이때, 인장속도는 300mm/분으로 하였고, 초하중은 섬도 × 1/30g으로 하였다. 아라미드 섬유의 강도는 5개의 샘플을 테스트 한 후 그 평균값으로 구하였다. 한편, 아라미드 섬유의 강도저하는, T1의 초기 평균강도를 갖는 아라미드 섬유를 Black Panel Temperature( 65 ± 3℃), Exposure Light Source(Xenon-Arc), Irradiance(0.35W/m2 @ 340nm), Exposure Cycle(102min of Light only / 18min Light and Water Spray) 조건 하에서 24h 동안 방치하였을 경우 발생하는 평균강도의 저하를 △T라 할 경우, (△T/T1) × 100으로 계산하였다.The strength of the sample was determined by measuring the strength (g) when a 25 cm long sample was broken in an Instron Engineering Corp. (Canton, Mass) and dividing it by the denier of the sample. At this time, the tensile speed was 300mm / min, the super-load was fineness × 1 / 30g. The strength of the aramid fibers was obtained from the average value after testing five samples. On the other hand, the strength reduction of the aramid fibers, the aramid fibers having an initial average strength of T 1 was Black Panel Temperature (65 ± 3 ℃), Exposure Light Source (Xenon-Arc), Irradiance (0.35 W / m 2 @ 340 nm), When ΔT is a decrease in the average intensity that occurs when left for 24 h under an exposure cycle (102 min of light only / 18 min Light and Water Spray), it is calculated as (ΔT / T 1 ) × 100.

위 실시예들 및 비교실시예들에 의해 얻어진 아라미드 섬유에 대하여 측정된 색변화 및 강도저하는 다음의 표 1에 나타난 바와 같다. The color change and the decrease in strength measured for the aramid fibers obtained by the above Examples and Comparative Examples are as shown in Table 1 below.

[표 1] TABLE 1

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 PPD의 Fe 함량 (ppm)Fe content of PPD (ppm) 1.0 1.0 2.0 2.0 4.0 4.0 6.0 6.0 8.0 8.0 10.0 10.0 10.0 10.0 11.0 11.0 10.0 10.0 TPC의 Fe 함량 (ppm)Fe content of TPC (ppm) 1.0 1.0 2.0 2.0 4.0 4.0 6.0 6.0 8.0 8.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 11.0 11.0 중합체로부터 Fe 제거Fe removal from polymer ×× ×× ×× ×× ×× ×× ×× ×× 아라미드 섬유의 Fe 함량 (ppm)Fe content of aramid fibers (ppm) 11 11 15 15 29 29 27 27 32 32 39 39 34 34 45 45 43 43 아라미드 섬유의 색변화(%)Color change of aramid fiber (%) 3 3 4 4 6 6 7 7 7 7 9 9 7 7 15 15 14 14 아라미드 섬유의 강도저하(%)Decreased strength of aramid fiber (%) 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 9 9 8 8 16 16 15 15

위 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, PPD 및 TPC의 Fe 함량이 모두 10 ppm 이하인 실시예 1 내지 7의 경우에는 아라미드 섬유의 Fe 함량이 40 ppm 미만으로 나타났고, 이때 아라미드 섬유의 색변화 및 강도저하는 모두 10% 미만으로 양호하였다. 반면, PPD 및 TPC의 Fe 함량 중 어느 하나가 10 ppm을 초과한 비교예 1 및 2의 경우에는 아라미드 섬유의 Fe 함량이 40 ppm을 초과함으로써 약 15% 내외의 색변화 및 강도저하가 유발되었다.As can be seen from Table 1, in the case of Examples 1 to 7 where both the Fe content of the PPD and TPC is 10 ppm or less, the Fe content of the aramid fiber was found to be less than 40 ppm, wherein the color change and strength of the aramid fiber The degradation was all good at less than 10%. On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 and 2 in which either the Fe content of the PPD and TPC exceeds 10 ppm, the Fe content of the aramid fibers exceeds 40 ppm, causing about 15% color change and strength reduction.

한편, PPD 및 TPC의 Fe 함량이 모두 10 ppm인 실시예 6 및 7을 비교하여 보면, 폴리아미드 중합체로부터 Fe를 제거하는 단계를 더 수행한 실시예 7의 아라미드 섬유가 실시예 6의 아라미드 섬유에 비해 더 적은 Fe를 함유하는 것으로 나타났고, 그로 인해 아라미드 섬유의 색변화 및 강도변화 면에서도 훨씬 양호하였다.On the other hand, when comparing the Examples 6 and 7 in which the Fe content of both PPD and TPC is 10 ppm, the aramid fiber of Example 7 which further performed the step of removing Fe from the polyamide polymer was added to the aramid fiber of Example 6 It was found to contain less Fe in comparison, which was much better in terms of color change and strength change of aramid fibers.

Claims (10)

Fe 함량이 10ppm 이하인 방향족 디아민을 중합용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계;Dissolving an aromatic diamine having a Fe content of 10 ppm or less in a polymerization solvent to prepare a mixed solution; Fe 함량이 10ppm 이하인 방향족 디에시드 할라이드를 상기 혼합용액에 첨가함으로써 폴리아미드 중합체를 제조하는 단계;Preparing a polyamide polymer by adding an aromatic dieside halide having an Fe content of 10 ppm or less to the mixed solution; 상기 폴리아미드 중합체를 이용하여 방사도프를 제조하는 단계; 및Preparing a spin dope using the polyamide polymer; And 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.Method for producing aramid fibers comprising the step of spinning the spin dope through the spinneret. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방사도프를 제조하기 이전에 상기 폴리아미드 중합체로부터 Fe를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.And removing Fe from the polyamide polymer prior to preparing the spin dope. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 폴리아미드 중합체로부터 Fe를 제거하는 단계는 상기 폴리아미드 중합체를 수세 및 건조함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.Removing the Fe from the polyamide polymer is carried out by washing and drying the polyamide polymer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 폴리아미드 중합체에 함유된 Fe의 함량을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.Method for producing aramid fibers, characterized in that it further comprises the step of measuring the content of Fe contained in the polyamide polymer. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 폴리아미드 중합체에 함유된 Fe 함량은 유도결합플라즈마 발광광도법[Inductively Coupled Plasma(ICP) Emission Spectroscopy]에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.The Fe content contained in the polyamide polymer is a method for producing aramid fibers, characterized in that measured by Inductively Coupled Plasma (ICP) Emission Spectroscopy. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 폴리아미드 중합체에 함유된 Fe의 함량이 40ppm을 초과할 경우 상기 폴리아미드 중합체로부터 Fe를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향족 폴리아미드 중합체의 제조방법.The method of producing a wholly aromatic polyamide polymer, characterized in that it further comprises the step of removing Fe from the polyamide polymer when the content of Fe contained in the polyamide polymer exceeds 40 ppm. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 폴리아미드 중합체로부터 Fe를 제거하는 단계는 상기 폴리아미드 중합체를 수세 및 건조함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.Removing the Fe from the polyamide polymer is carried out by washing and drying the polyamide polymer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방사구금은 45 내지 85 중량%의 니켈, 1 내지 30 중량%의 몰리브덴, 1 내지 30중량%의 크롬을 포함하는 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 아라미드 섬유의 제조방법.The spinneret is 45 to 85% by weight of nickel, 1 to 30% by weight of molybdenum, 1 to 30% by weight of chromium comprising a method comprising a method for producing aramid fibers. 삭제delete 삭제delete
KR1020090030700A 2008-05-29 2009-04-09 Aramide Fiber having Improved Discoloration Resistance and Method for Manufacturing The Same KR100924910B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080050382 2008-05-29
KR1020080050382 2008-05-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100924910B1 true KR100924910B1 (en) 2009-11-03

Family

ID=41561150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090030700A KR100924910B1 (en) 2008-05-29 2009-04-09 Aramide Fiber having Improved Discoloration Resistance and Method for Manufacturing The Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100924910B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106046366A (en) * 2016-07-15 2016-10-26 圣欧芳纶(淮安)有限公司 Production process for preventing discoloration of aramid polymerized size
KR102454479B1 (en) * 2021-06-17 2022-10-12 코오롱인더스트리 주식회사 Para-aramid fiber and preparation method thereof
KR102454478B1 (en) * 2021-06-17 2022-10-12 코오롱인더스트리 주식회사 Para-aramid fiber and preparation method thereof
WO2024049185A1 (en) * 2022-09-01 2024-03-07 코오롱인더스트리 주식회사 Cord and method for manufacturing same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0568912A1 (en) 1992-05-07 1993-11-10 Teijin Limited Aromatic polyamide filament having an enhanced weathering resistance
WO2001061086A1 (en) 2000-02-16 2001-08-23 Teijin Limited Meta-form wholly aromatic polyamide fiber and process for producing the same
JP2007238695A (en) 2006-03-07 2007-09-20 Toray Ind Inc Aromatic polyamide, method for producing the same and film therefrom

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0568912A1 (en) 1992-05-07 1993-11-10 Teijin Limited Aromatic polyamide filament having an enhanced weathering resistance
WO2001061086A1 (en) 2000-02-16 2001-08-23 Teijin Limited Meta-form wholly aromatic polyamide fiber and process for producing the same
KR100490219B1 (en) * 2000-02-16 2005-05-17 데이진 가부시키가이샤 Meta-form wholly aromatic polyamide fiber and process for producing the same
JP2007238695A (en) 2006-03-07 2007-09-20 Toray Ind Inc Aromatic polyamide, method for producing the same and film therefrom

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106046366A (en) * 2016-07-15 2016-10-26 圣欧芳纶(淮安)有限公司 Production process for preventing discoloration of aramid polymerized size
KR102454479B1 (en) * 2021-06-17 2022-10-12 코오롱인더스트리 주식회사 Para-aramid fiber and preparation method thereof
KR102454478B1 (en) * 2021-06-17 2022-10-12 코오롱인더스트리 주식회사 Para-aramid fiber and preparation method thereof
WO2022265250A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-22 코오롱인더스트리 주식회사 Para-aramid fiber and preparation method therefor
WO2022265249A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-22 코오롱인더스트리 주식회사 Para-aramid fiber and preparation method therefor
WO2024049185A1 (en) * 2022-09-01 2024-03-07 코오롱인더스트리 주식회사 Cord and method for manufacturing same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100924910B1 (en) Aramide Fiber having Improved Discoloration Resistance and Method for Manufacturing The Same
KR101431275B1 (en) Aromatic Polyamide polymer and Method of making the same, and Aramid Fiber and method of making the same
KR100924905B1 (en) Method of making Para Aramid Fiber
KR101245890B1 (en) Aramide Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR100930204B1 (en) Aramide fiber and method for manufacturing the same
KR100910537B1 (en) Method of making aramid fiber
KR101203339B1 (en) Aramid Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR100910538B1 (en) Method for manufacturing wholly aromatic polyamide polymer and method for manufacturing aramide fiber using the same
KR20090104600A (en) Aromatic Polyamide polymer and Method of making the same, and Aramid Fiber and method of making the same
KR101407908B1 (en) Aramide Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR100924908B1 (en) Aramide Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR101287277B1 (en) Aramide Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR101245972B1 (en) Aramide Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR101285994B1 (en) Aramid Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR101233449B1 (en) Aramide Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR101174942B1 (en) Aromatic Polyamide polymer and Method of making Aramid Fiber using the same
KR100910535B1 (en) Method of making aromatic polyamide polymer, and method of making aramid fiber using the same
KR101287243B1 (en) Aramid Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR101342270B1 (en) Para-Aramid Fiber
KR20110132068A (en) Method for manufacturing wholly aromatic polyamide polymer and method for manufacturing aramide fiber using the same
KR20100123316A (en) Aramid fiber and method for manufacturing the same
KR101140468B1 (en) Preparing method of aramid and aramid filament and film manufactured using thereof
KR101287323B1 (en) Aramid Fiber and Method for Manufacturing The Same
KR20090121048A (en) Method of making aromatic polyamide polymer, aramid fiber and method of making aramid fiber
KR101287256B1 (en) Aramide Fiber having Improved Discoloration Resistance and Method for Manufacturing The Same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120912

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131004

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140930

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161004

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181001

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191007

Year of fee payment: 11