JP2001026647A - ポリカプラミドおよび繊維 - Google Patents

ポリカプラミドおよび繊維

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JP2001026647A
JP2001026647A JP11202184A JP20218499A JP2001026647A JP 2001026647 A JP2001026647 A JP 2001026647A JP 11202184 A JP11202184 A JP 11202184A JP 20218499 A JP20218499 A JP 20218499A JP 2001026647 A JP2001026647 A JP 2001026647A
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JP
Japan
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polycapramide
acid
monocarboxylic acid
fiber
diamine
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JP11202184A
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Shinji Hase
真司 長谷
Hirofusa Yamamoto
浩房 山本
Hideo Hori
秀夫 堀
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】溶融時の重合度上昇およびモノマー・オリゴマ
ー生成を減少でき、MO昇華物による口金汚れの抑制を
達成でき、繊維品質のばらつきを減少できるポリカプラ
ミドの提供。 【解決手段】モノカルボン酸により末端を封止され、ジ
アミン成分を共重合成分として含むポリカプラミドであ
って、該ポリカプラミド中のモノカルボン酸とカプラミ
ドモノマー単位のモル比が0.0035以上、ジアミン
とカプラミドモノマー単位のモル比が0.0005以上
であることを特徴とするポリカプラミド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリカプラミドおよ
びそれからなる繊維に関する。詳しくは、溶融時のモノ
マーおよびオリゴマーの生成量が少なく、かつ、重合度
の変動が小さい、溶融時安定性に優れたポリカプラミド
およびそれからなる繊維に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリカプラミドはその優れた機械特性に
より繊維、樹脂成形品、フィルムなどの用途で幅広く利
用されているが、重合反応の安定化のためモノカルボン
酸を末端封鎖剤として添加することが一般的に行われて
いる。これはポリカプラミドの末端アミノ基へモノカル
ボン酸を反応させて不活性な末端へ変えることにより、
重合反応を抑制するものである。これにより重合度を所
望の値に向かって収束させることができ、再溶融時の重
合度上昇を抑制することができる。
【0003】またポリカプラミドは、重合時にモノマー
とオリゴマーが10〜12wt%程度含まれた状態で生
成される(以後、モノマーとオリゴマーを総称してMO
またはMO成分という。)。MO成分は、昇華温度が低
く気化しやすいため、ポリカプラミドはこれを含んだま
まの状態では使用できない。このため、MO成分を熱水
などで抽出除去した後、溶融紡糸などに供している。し
かし、ポリカプラミドを再溶融すると、平衡反応ゆえ、
MO成分量は溶融温度に応じた平衡状態へ向かって再
度、増加する。
【0004】このような再溶融時のMO生成反応も末端
アミノ基の活性により起こるものであり、重合度1〜6
程度のMOがポリマー分子の末端アミノ基から解離す
る。よってモノカルボン酸による封鎖量を多くすれば、
MO成分の増加を抑制することができる。
【0005】ところが、染色を必要とする繊維用途でポ
リカプラミドを利用する場合、末端アミノ基量は染色性
と正の相関があるため、モノカルボン酸による封鎖が多
すぎると染色性に寄与する末端アミノ基が相対的に減少
することとなり、染色に支障をきたす。よって、所望の
染色度に応じて末端アミノ基量を決定する必要があり、
モノカルボン酸の存在量も、重合度および末端アミノ基
の必要量によって決定せざるを得ず、かかるモノカルボ
ン酸による封鎖という手法のみでは再溶融時の重合度安
定化やMO増加抑制にもおのずと限界があった。
【0006】そして近年、ポリカプラミドの再溶融時の
さらなる安定化よって、繊維品質のばらつきを低減し、
MO昇華物による口金汚染を抑え紡糸工程をさらに安定
させる要求が高まっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ポリ
カプラミドの再溶融時のさらなる安定化よって、繊維品
質のばらつきを低減し、MO昇華物による口金汚染を抑
え紡糸工程を安定させることができるポリカプラミドを
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明のポリカプラミドは主として次の構成を有する。
すなわち、モノカルボン酸により末端を封止され、ジア
ミン成分を共重合成分として含むポリカプラミドであっ
て、該ポリカプラミド中のモノカルボン酸とカプラミド
モノマー単位のモル比が0.0035以上、ジアミンと
カプラミドモノマー単位のモル比が0.0005以上で
あることを特徴とするポリカプラミドである。また、本
発明の繊維は主として次の構成を有する。すなわち、上
記ポリカプラミドからなる繊維である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明のポリカプラミドに
ついて詳細に説明する。本発明のポリカプラミドは、ポ
リカプラミド中のモノカルボン酸とカプラミドモノマー
単位のモル比を0.0035以上とするものである。こ
のモノカルボン酸とカプラミドモノマー単位のモル比が
0.0035未満の場合、本発明で目的とする再溶融時
の重合度上昇の抑制効果、MO生成の抑制効果が十分で
ない。
【0010】また、本発明のポリカプラミドは、ジアミ
ンとカプラミドモノマー単位のモル比を0.0005以
上とするものである。このジアミンとカプラミドモノマ
ー単位のモル比が0.0005モル未満の場合、本発明
で目的とする再溶融時の重合度上昇の抑制効果、MO生
成の抑制効果が十分でない。
【0011】本発明のポリカプラミドへのモノカルボン
酸およびジアミンの添加,反応方法としては、原料ラク
タム中に溶解させて、重合反応器へ供給する方法が一般
的である。また、溶融状態のポリカプラミドへ直接添加
して反応させてもよい。
【0012】本発明のポリカプラミド末端を封鎖するた
めに用いうるモノカルボン酸としては、プロピオン酸、
吉草酸、カプロン酸、エナント酸、オレイン酸、ウンデ
カン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、
ステアリン酸、ラウリル酸、シクロヘキサンカルボン
酸、安息香酸、メチル安息香酸、エチル安息香酸などが
あげられる。
【0013】本発明において、モノカルボン酸として芳
香族化合物を用いると、さらに再溶融時の安定性が向上
するので特に好ましい。このような芳香族モノカルボン
酸としては、安息香酸、メチル安息香酸、エチル安息香
酸、ブチル安息香酸、ナフタレンカルボン酸などがあげ
られる。
【0014】本発明のポリカプラミドに共重合成分とし
て含ませうるジアミン類としては、テトラメチレンジア
ミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミ
ン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミ
ン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、
2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス
−(4,4’−アミノシクロヘキシル)メタン、メタキ
シリレンジアミンなどがあげられる。
【0015】本発明のポリカプラミドは主としてε−カ
プロラクタムを重合してなる線状ポリマーであるが、本
発明の目的を阻害しない範囲でこれ以外のモノマー単位
となるラクタム類を共重合成分として含んでいてもよ
い。このような共重合成分として用いうるラクタム類と
しては、エナントラクタム、ラウリルラクタムなどがあ
げられる。
【0016】また、本発明のポリカプラミドには、必要
に応じて塩化マンガンなどの耐候剤、酸化チタンなどの
顔料を含んでいてもよく、フェニルホスホン酸、リン
酸、次亜リン酸などのリン化合物やそのアルカリ金属塩
を重合触媒として含んでいてもよい。
【0017】さらに、各種ヒンダードアミン、ヒンダー
ドフェノールなどの耐熱剤、ステアリン酸バリウムなど
の結晶核剤、エチレンビスステアリン酸アマイドなどの
滑剤を含んでいてもよい。
【0018】本発明の繊維は、上記ポリカプラミドを原
料ポリマーとして用い、常法により紡糸することによっ
て得ることができる。
【0019】
【実施例】次に、実施例を用いて具体的に説明する。な
お、本発明における効果は、25℃,98%硫酸中の相
対粘度ηrの再溶融後の上昇幅Δηr、MO成分量の再
溶融後の上昇幅ΔMOによって評価する。以下にΔηr
およびΔMOの測定方法ならびに末端アミノ基量の測定
方法を示す。なお、本発明では、下記した測定方法によ
るΔηrが0.10以上、また、ΔMOが0.8%以上
になると、口金汚れが顕著になり、品質ばらつきも大き
くなるので、Δηrは0.10以下、ΔMOは0.80
%以下であることを目標とした。 [サンプルの作製]予め、MO成分を抽出除去したポリカ
プラミドのペレットを乾燥して、絶乾状態とする。乾燥
ペレットを窒素シール下で260℃にて溶融し、10分
後、加熱を止めて常温で固化させる。これとは別に同様
の方法で、40分間溶融させたものも作製する。これら
2つのサンプルについてそれぞれ以下の方法によりη
r,MO成分量を測定し、その差をΔηr,ΔMOとす
る。 [相対粘度の測定]絶乾試料0.25gを98wt%濃度
の硫酸に対し、試料濃度が1g/100mlになるよう
に溶解する。これを自動粘度測定装置を用いて25℃恒
温中での流下秒数をはかり、98wt%硫酸に対する試
料溶液の粘度比として下記式によって求める。 相対粘度=(試料溶液の流下秒数)/(98wt%硫酸
の流下秒数) [MO成分の測定]未乾燥試料を200〜300μm程度
まで粉砕する。試料1gにたいし純水を100mlとな
るように加え、110℃にて2時間煮沸する。煮沸中、
揮発分はすべて還流させる。水冷濾過後、示差屈折計に
て濾液中のMO成分を測定する。示差屈折計ではMO量
に基づくピークが得られる。同時に濃度既知のラクタム
水溶液を用いて検量線を作成し、これによりMO量を求
める。 [末端アミノ基量の測定]フェノールとエタノール混合溶
媒(フェノール80gに対しエタノール20mlを加え
たもの)40mlに絶乾試料1gを加えて室温で溶解す
る。これを自動記録式電位差滴定装置を用いて、0.0
2N塩酸溶液で滴定し、滴下量から末端アミノ基量を計
算により求める。
【0020】(実施例1)ε−カプロラクタム22k
g、純水3kg、90wt%濃度の酢酸水溶液171
g、65wt%濃度のヘキサメチレンジアミン水溶液5
7gを100リットルオートクレーブに仕込み、窒素置
換後、内圧1MPa−Gになるまで加熱した。その後、
1MPaの圧力を維持しながら加熱を続け、内温250
℃到達後、缶内を徐々に開放し60分で大気圧まで放圧
した。つづいて缶内に窒素ガスを5リットル/分の流量
で、80分間、通気させて重合終了し、窒素加圧により
ポリマーをガット状に押しだしペレット化した。該ペレ
ットを95℃程度の熱水100リットル中に浸し、24
時間後取り出し、遠心分離器にかけて表面水分を分離除
去した。得られたペレットのηrは2.28,末端アミ
ノ基量は46.3meq/kgであり、ポリマー中のモ
ノマーラクタム単位に対する酢酸の存在比は0.005
1、ポリマー中のモノマーラクタム単位に対するヘキサ
メチレンジアミンの存在比は0.0013であり、該ポ
リカプラミドのΔηrは0.08、ΔMOは0.74で
あった。これらの結果を表1に示した。
【0021】
【表1】
【0022】(実施例2)ε−カプロラクタム22k
g、純水3kg、安息香酸108g、65wt%濃度の
ヘキサメチレンジアミン水溶液57gを100リットル
オートクレーブに仕込んだ。その後は窒素ガス流通時間
のみ100分に変更し、他の条件はすべて実施例1と同
様にしてポリカプラミドのペレットを得た。得られたペ
レットのηrは2.50,末端アミノ基量は35.6m
eq/kgであり、ポリマー中のモノマーラクタム単位
に対する安息香酸の存在比は0.0051、ポリマー中
のモノマーラクタム単位に対するヘキサメチレンジアミ
ンの存在比は0.0013であり、該ポリカプラミドの
Δηrは0.07、ΔMOは0.62であった。これら
の結果を表1に併せて示した。
【0023】(実施例3)ε−カプロラクタム22k
g、純水3kg、安息香酸108g、65wt%濃度の
ヘキサメチレンジアミン水溶液27gを100リットル
オートクレーブに仕込んだ。その後は窒素ガス流通時間
のみ150分に変更し、他の条件はすべて実施例1と同
様にしてポリカプラミドのペレットを得た。得られたペ
レットのηrは2.64,末端アミノ基量は46.5m
eq/kgであり、ポリマー中のモノマーラクタム単位
に対する安息香酸の存在比は0.0051、ポリマー中
のモノマーラクタム単位に対するヘキサメチレンジアミ
ンの存在比は0.0006であり、該ポリカプラミドの
Δηrは0.07、ΔMOは0.65であった。これら
の結果を表1に併せて示した。
【0024】(比較例1)ε−カプロラクタム22k
g、純水3kg、安息香酸108g、65wt%濃度の
ヘキサメチレンジアミン水溶液13gを100リットル
オートクレーブに仕込んだ。その後は窒素ガス流通時間
のみ140分に変更し、他の条件はすべて実施例1と同
様にしてポリカプラミドのペレットを得た。得られたペ
レットのηrは2.64,末端アミノ基量は46.2m
eq/kgであり、ポリマー中のモノマーラクタム単位
に対する安息香酸の存在比は0.0051、ポリマー中
のモノマーラクタム単位に対するヘキサメチレンジアミ
ンの存在比は0.0003であり、該ポリカプラミドの
Δηrは0.13、ΔMOは0.98であった。これら
の結果を表1に併せて示した。
【0025】(実施例4)ε−カプロラクタム22k
g、純水3kg、安息香酸78g、65wt%濃度のヘ
キサメチレンジアミン水溶液22gを100リットルオ
ートクレーブに仕込んだ。その後は窒素ガス流通時間の
み85分に変更し、他の条件はすべて実施例1と同様に
してポリカプラミドのペレットを得た。得られたペレッ
トのηrは2.60,末端アミノ基量は41.6meq
/kgであり、ポリマー中のモノマーラクタム単位に対
する安息香酸の存在比は0.0037、ポリマー中のモ
ノマーラクタム単位に対するヘキサメチレンジアミンの
存在比は0.0005であり、該ポリカプラミドのΔη
rは0.06、ΔMOは0.61であった。これらの結
果を表1に併せて示した。
【0026】(比較例2)ε−カプロラクタム22k
g、純水3kg、安息香酸68g、65wt%濃度のヘ
キサメチレンジアミン水溶液22gを100リットルオ
ートクレーブに仕込んだ。その後は窒素ガス流通時間の
み80分に変更し、他の条件はすべて実施例1と同様に
してポリカプラミドのペレットを得た。得られたペレッ
トのηrは2.63,末端アミノ基量は41.8meq
/kgであり、ポリマー中のモノマーラクタム単位に対
する安息香酸の存在比は0.0032、ポリマー中のモ
ノマーラクタム単位に対するヘキサメチレンジアミンの
存在比は0.0005であり、該ポリカプラミドのΔη
rは0.11、ΔMOは0.90であった。これらの結
果を表1に併せて示した。
【0027】
【発明の効果】本発明のポリカプラミドは、溶融時の重
合度上昇およびモノマー・オリゴマーの生成を減少で
き、例えばMO昇華物による口金汚染を抑え紡糸工程を
さらに安定させることができ、これを用いた繊維製品の
品質のばらつきを低減することができる。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J001 DA01 DB01 DB04 DD01 DD03 EA06 EA15 EC03 EC08 EE27C FA03 FB01 FC03 GA12 HA02 JA10 JB50 4L035 AA10 GG01 HH10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モノカルボン酸により末端を封止され、ジ
    アミン成分を共重合成分として含むポリカプラミドであ
    って、該ポリカプラミド中のモノカルボン酸とカプラミ
    ドモノマー単位のモル比が0.0035以上、ジアミン
    とカプラミドモノマー単位のモル比が0.0005以上
    であることを特徴とするポリカプラミド。
  2. 【請求項2】モノカルボン酸が芳香族化合物であること
    を特徴とする請求項1記載のポリカプラミド。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載のポリカプラミドか
    らなる繊維。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017146018A1 (ja) * 2016-02-23 2018-12-13 宇部興産株式会社 ポリアミドエラストマー組成物並びにこれよりなる繊維及び成形体

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