JP7055364B2 - Nylon salt powder manufacturing method - Google Patents

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本発明は、共重合ナイロンの製造に好適なナイロン塩粉末を製造する方法、および、その方法により製造されたナイロン塩粉末を用いた共重合ナイロンを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a nylon salt powder suitable for producing a copolymerized nylon, and a method for producing a copolymerized nylon using the nylon salt powder produced by the method.

ジアミンとジカルボン酸とを原料としてナイロンを得る方法として、ジアミンとジカルボン酸とを反応させてナイロン塩を作製し、得られたナイロン塩を、固相重合や溶融重合する方法がある。このようにナイロン塩を重合することで、高分子量化したナイロンを安定して得ることができる。ナイロン塩の固相重合は、直接固相重合といわれる。 As a method of obtaining nylon from a diamine and a dicarboxylic acid as raw materials, there is a method of reacting a diamine and a dicarboxylic acid to prepare a nylon salt, and solid-phase polymerization or melt polymerization of the obtained nylon salt. By polymerizing the nylon salt in this way, high molecular weight nylon can be stably obtained. Solid phase polymerization of nylon salts is called direct solid phase polymerization.

ナイロン塩を製造する方法は種々検討されている。例えば、特許文献1には、水の存在下で、ジアミンとジカルボン酸とを高温高圧で反応させ、次いで、反応生成物を高温で噴出させることで水を分離し、ナイロン塩を得る方法が開示されている。しかしながら、この方法は、反応生成物を高温高圧で噴出させる工程を必要とするため、製造設備が大掛かりなものとなり、工程が煩雑になり、コストアップに繋がるという問題がある。また、水の存在下に得られたナイロン塩を固相重合すると、製造されたナイロンは、ゲル状となったり、また、分岐構造を有するトリアミンが副生することにより、融点が下がり、耐熱性に劣るという問題がある。以上のことから、水が存在しない条件で、ナイロン塩の粉末を得、それを重合する方法が、ナイロンの製造方法としては理想的であると考えられる。 Various methods for producing nylon salts have been studied. For example, Patent Document 1 discloses a method in which a diamine and a dicarboxylic acid are reacted at a high temperature and a high pressure in the presence of water, and then the reaction product is ejected at a high temperature to separate the water to obtain a nylon salt. Has been done. However, since this method requires a step of ejecting the reaction product at a high temperature and high pressure, there is a problem that the manufacturing equipment becomes large-scale, the step becomes complicated, and the cost increases. Further, when the nylon salt obtained in the presence of water is subjected to solid phase polymerization, the produced nylon becomes gel-like, and the triamine having a branched structure is produced as a by-product, so that the melting point is lowered and the heat resistance is reduced. There is a problem of being inferior to. From the above, it is considered that a method of obtaining a nylon salt powder in the absence of water and polymerizing the powder is ideal as a method for producing nylon.

特許文献2には、水の含有量を、ジカルボン酸とジアミンの合計量に対して5質量%以下とし、ジカルボン酸粉末とジアミンとを、粉末の状態を保ちながら反応させることで、簡易な方法で効率よく、粉末のナイロン塩を得る方法が開示されている。この粉末のナイロン塩は、直接固相重合することにより、耐熱性に優れた、かつ高分子量のナイロンを、効率よく得ることができる。特許文献2に開示された方法は、共重合ナイロンに対しても適用することが可能である。
一方、特許文献3にも同様の方法が記載されており、ジアミンの液体混合物を用いることで、複数のジアミンを含むナイロン塩を形成し、このナイロン塩は、直接固相重合での反応速度が向上することも記載されている。
しかしながら、この複数のジアミンを含むナイロン塩を用いた直接固相重合においては、単一のジアミンを含むナイロン塩の場合よりも、粉体の凝結や反応装置壁面への固結が生じやすく、生産時の操業性が劣るという問題があった。粉体は、凝結が過度に生じると、造粒、塊状化し、反応装置での撹拌を妨げたり、配管の閉塞といったプロセス上の問題を引き起こす。さらに、粒度が大きい成分が含まれることで、得られるナイロンは、溶融成形等の後工程でも問題となる。反応装置壁面への固結は、反応装置から粉体への熱伝導を低下させ、重合速度を低下させたり、固結が生じたまま次のバッチの生産を行うと、熱伝導の低下により、分子量等の品質が変動することとなる。
Patent Document 2 describes a simple method in which the content of water is 5% by mass or less with respect to the total amount of dicarboxylic acid and diamine, and the dicarboxylic acid powder and diamine are reacted while maintaining the powder state. Disclosed is a method for efficiently obtaining a powdered nylon salt. By directly solid-phase polymerizing this powdered nylon salt, nylon having excellent heat resistance and a high molecular weight can be efficiently obtained. The method disclosed in Patent Document 2 can also be applied to copolymerized nylon.
On the other hand, Patent Document 3 also describes a similar method. By using a liquid mixture of diamines, a nylon salt containing a plurality of diamines is formed, and this nylon salt has a reaction rate in direct solid phase polymerization. It is also stated that it will improve.
However, in the direct solid phase polymerization using the nylon salt containing a plurality of diamines, the powder is more likely to consolidate and solidify on the wall surface of the reactor than in the case of the nylon salt containing a single diamine. There was a problem that the operability of the time was inferior. Excessive condensation of powder can cause process problems such as granulation and agglomeration, hindering agitation in the reactor and blockage of pipes. Further, since the nylon having a large particle size is contained, the obtained nylon becomes a problem even in a post-process such as melt molding. Consolidation on the wall surface of the reactor reduces the heat conduction from the reactor to the powder, lowering the polymerization rate, or if the next batch is produced with consolidation still occurring, the heat conduction will decrease. Quality such as molecular weight will fluctuate.

特開2001-348427号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-348427 国際公開第2012/070457号International Publication No. 2012/070457 特表2016-508525号公報Special Table 2016-508525 Gazette

本発明は、上記問題を解決し、複数のジアミンを含むナイロン塩粉末の製造方法であって、直接固相重合において、粉体の凝結や反応装置壁面への固結を起こすことがないナイロン塩粉末を製造する方法を提供し、このナイロン塩を使用することによって、良好な操業性で共重合ナイロンを製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention is a method for producing a nylon salt powder containing a plurality of diamines by solving the above problems, and is a nylon salt that does not cause the powder to condense or solidify on the wall surface of the reactor in direct solid phase polymerization. It is an object of the present invention to provide a method for producing a powder, and by using this nylon salt, a method for producing a copolymerized nylon with good operability.

本発明者は、鋭意検討した結果、特定の方法で複数のジアミンをジカルボン酸に添加することによって、上記課題が解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1)ジカルボン酸と2種類以上のジアミンとを含むナイロン塩粉末を製造する方法であって、ジカルボン酸の粉末を、融点が最も高いジアミンの融点以上の温度であり、かつ210℃以下の温度に予め加熱し、この加熱温度を維持しながら、ジカルボン酸の粉末の状態を保ちつつ、ジアミンを、ジアミンとジカルボン酸とから得られるナイロンの融点が高くなる順序で、1種類ずつジカルボン酸の粉末に添加することを特徴とするナイロン塩粉末の製造方法
(2)上記(1)記載の方法で製造されたナイロン塩粉末を固相重合することを特徴とする共重合ナイロンの製造方法。
As a result of diligent studies, the present inventor has found that the above problems can be solved by adding a plurality of diamines to a dicarboxylic acid by a specific method, and arrived at the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A method for producing a nylon salt powder containing a dicarboxylic acid and two or more types of diamines, wherein the dicarboxylic acid powder has a temperature equal to or higher than the melting point of the diamine having the highest melting point and a temperature of 210 ° C. or lower. While maintaining the state of the dicarboxylic acid powder by preheating to, the dicarboxylic acid powder is added one by one in the order of increasing the melting point of nylon obtained from the diamine and the dicarboxylic acid . A method for producing a nylon salt powder, which is characterized by being added to .
(2 ) A method for producing a copolymerized nylon, which comprises solid-phase polymerization of the nylon salt powder produced by the method described in (1) above.

本発明の製造方法によれば、直接固相重合する際、粉体の凝結や反応装置壁面への固結を防止することが可能なナイロン塩粉末を製造することができる。 According to the production method of the present invention, it is possible to produce a nylon salt powder capable of preventing the powder from consolidating or consolidating on the wall surface of the reactor during direct solid phase polymerization.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法は、ジカルボン酸の粉末および2種類以上のジアミンを原料として用いる。 The method for producing a nylon salt powder of the present invention uses a dicarboxylic acid powder and two or more kinds of diamines as raw materials.

本発明において粉末状態で使用するジカルボン酸は、通常、融点が120~400℃程度のものであり、特に限定されないが、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、シュウ酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。なかでも、汎用性の観点から、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸が好ましく、得られるナイロンの融点が高くなることで粉末の状態を保ちやすく、加えて、塩生成時の反応熱を小さくすることができるので、テレフタル酸、イソフタル酸がより好ましい。使用するジカルボン酸は、2種類以上であってもよい。 The dicarboxylic acid used in the powder state in the present invention usually has a melting point of about 120 to 400 ° C. and is not particularly limited. For example, terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, oxalic acid and naphthalenedicarboxylic acid. Examples include acids and cyclohexanedicarboxylic acids. Among them, terephthalic acid, isophthalic acid, and adipic acid are preferable from the viewpoint of versatility, and the melting point of the obtained nylon is high, so that the powder state can be easily maintained, and in addition, the heat of reaction during salt formation should be reduced. Terephthalic acid and isophthalic acid are more preferable. The dicarboxylic acid used may be two or more kinds.

本発明において使用するジアミンは、通常、融点が25~200℃程度のものであり、2種類以上を用いる。各々のジアミンは特に限定されないが、例えば、1,4-ブタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,9-ノナンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,11-ウンデカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、p-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミンが挙げられる。中でも、汎用性の観点から、1,6-ヘキサンジアミン、1,9-ノナンジアミン、1,10-デカンジアミンが好ましい。本発明において、2種類以上のジアミンの配合比は全く任意である。 The diamine used in the present invention usually has a melting point of about 25 to 200 ° C., and two or more kinds are used. Each diamine is not particularly limited, but is, for example, 1,4-butanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecane. Examples thereof include diamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, p-phenylenediamine, m-xylylenediamine and p-xylylenediamine. Of these, 1,6-hexanediamine, 1,9-nonanediamine, and 1,10-decanediamine are preferable from the viewpoint of versatility. In the present invention, the compounding ratio of two or more kinds of diamines is completely arbitrary.

本発明においては、ナイロン塩に、必要に応じて、カプロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸などのアミノ酸を混合することもできる。その混合量は、本発明の効果を損なわない範囲とすればよく、例えば、ジカルボン酸に対して1~30モル%とすることが好ましく、5~20モル%とすることがより好ましい。 In the present invention, a nylon salt may be mixed with lactams such as caprolactam and amino acids such as aminocaproic acid, if necessary. The mixing amount may be in a range that does not impair the effects of the present invention, and is preferably 1 to 30 mol%, more preferably 5 to 20 mol% with respect to the dicarboxylic acid, for example.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法では、融点が最も高いジアミンの融点以上の温度であり、かつジカルボン酸の融点以下の温度に予め加熱したジカルボン酸の粉末に、この加熱温度を維持しながら、ジカルボン酸の粉末の状態を保ちつつ、ジアミンを1種類ずつジカルボン酸の粉末に添加して反応させることが必要である。 In the method for producing a nylon salt powder of the present invention, a dicarboxylic acid powder preheated to a temperature equal to or higher than the melting point of diamine having the highest melting point and lower than the melting point of the dicarboxylic acid is used while maintaining this heating temperature. It is necessary to add diamines one by one to the dicarboxylic acid powder and react while maintaining the state of the dicarboxylic acid powder.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法においては、上記のように、ジアミンを添加する前に、原料であるジカルボン酸粉末を予め加熱しておくことが必要である。
予め、ジカルボン酸粉末を加熱することにより、ジカルボン酸を、粉末状態を維持しつつジアミンと反応させることができるという利点がある。予めジカルボン酸粉末を加熱しないと、得られるナイロン塩が塊状化するという問題が起こる。つまり、ジアミンを添加してからジカルボン酸粉末を加熱すると、加熱初期の十分に昇温していない条件下では、ジアミンとジカルボン酸とは、反応しないためナイロン塩が生成せず、液体のジアミンとジカルボン酸粉末からなるスラリー状、ペースト状、粘土状といった状態の混合物となる。このような状態の混合物は、さらに加熱すると、粉末状ではなく、塊状のナイロン塩となる。
In the method for producing a nylon salt powder of the present invention, as described above, it is necessary to preheat the dicarboxylic acid powder as a raw material before adding the diamine.
By heating the dicarboxylic acid powder in advance, there is an advantage that the dicarboxylic acid can be reacted with the diamine while maintaining the powder state. If the dicarboxylic acid powder is not heated in advance, there arises a problem that the obtained nylon salt is agglomerated. That is, when the diamine powder is heated after adding the diamine, the diamine and the dicarboxylic acid do not react with each other under the condition that the temperature is not sufficiently raised at the initial stage of heating, so that a nylon salt is not formed and the liquid diamine is used. It is a mixture of dicarboxylic acid powder in the form of slurry, paste, or clay. When the mixture in such a state is further heated, it becomes a lump nylon salt instead of a powder.

原料であるジカルボン酸粉末を、ジアミンの添加前に予め加熱する際の加熱温度は、融点が最も高いジアミンの融点以上かつジカルボン酸粉末を構成するジカルボン酸の融点以下とすることが必要であり、(融点が最も高いジアミンの融点+10℃)以上かつ(ジカルボン酸の融点-5℃)以下とすることが好ましい。上記加熱温度がいずれかのジアミンの融点未満であると、ジカルボン酸粉末およびジアミンのいずれもが固体の状態となり、ナイロン塩の生成反応がほとんど進行しないという問題がある。一方、上記加熱温度がジカルボン酸の融点を超えると、反応系全体が液状になり、ナイロン塩の生成にともない全体が塊状化するという問題がある。
上記の範囲のなかでも、ジカルボン酸粉末の加熱温度は、100℃以上かつ210℃以下であることが好ましく、120℃以上かつ200℃以下であることがより好ましい。上記加熱温度が100℃未満であると、ナイロン塩の生成反応が不十分となる場合がある。一方、上記加熱温度が210℃を超えると、ナイロン塩の生成反応の際に、アミド生成反応が起こって水分が発生し、その結果、発生した水に起因して、得られたナイロン塩が一部溶融して融着したり、反応系が高圧となったりする場合がある。
When the dicarboxylic acid powder as a raw material is preheated before the addition of diamine, the heating temperature must be equal to or higher than the melting point of diamine having the highest melting point and lower than the melting point of the dicarboxylic acid constituting the dicarboxylic acid powder. It is preferably at least (melting point of diamine having the highest melting point + 10 ° C.) and at least (melting point of dicarboxylic acid −5 ° C.). If the heating temperature is lower than the melting point of any of the diamines, both the dicarboxylic acid powder and the diamine are in a solid state, and there is a problem that the formation reaction of the nylon salt hardly proceeds. On the other hand, when the heating temperature exceeds the melting point of the dicarboxylic acid, there is a problem that the entire reaction system becomes liquid and the whole reaction system becomes agglomerated with the formation of the nylon salt.
Within the above range, the heating temperature of the dicarboxylic acid powder is preferably 100 ° C. or higher and 210 ° C. or lower, and more preferably 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. If the heating temperature is less than 100 ° C., the nylon salt formation reaction may be insufficient. On the other hand, when the heating temperature exceeds 210 ° C., an amide formation reaction occurs during the nylon salt formation reaction to generate water, and as a result, the obtained nylon salt is produced due to the generated water. Partially melts and fuses, or the reaction system may become high pressure.

なお、原料であるジカルボン酸粉末を予め加熱する際の加熱温度と、ナイロン塩の生成における反応温度は、同じ温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。 The heating temperature for preheating the dicarboxylic acid powder as a raw material and the reaction temperature for producing the nylon salt may be the same temperature or different temperatures.

ジカルボン酸は、ジアミンとの反応中のいずれの段階においても、粉末の形態を有していることが必要である。そのため、原料のジカルボン酸が塊状である場合は、あらかじめ粉砕等により粉末化してから用いることが必要である。 The dicarboxylic acid needs to have a powdery form at any stage during the reaction with the diamine. Therefore, when the raw material dicarboxylic acid is in the form of a lump, it is necessary to pulverize it in advance by pulverization or the like before use.

また、ジカルボン酸が、ジアミンとの反応中のいずれの段階においても、粉末の状態を維持するためには、添加されたジアミンが反応系中に広がった際に、全体としてスラリー状、ペースト状、粘土状といった状態にならないことが必要である。ジアミンが添加されている間は、先に添加されたジアミンは、粉末状態のジカルボン酸と反応し、固体状態となっていることが好ましい。ジカルボン酸および得られた固体のナイロン塩が粉末状態を維持するためには、ジアミンの添加量、添加速度、添加方法、ジカルボン酸粉末の加熱温度、反応時間等の条件が適切に設定されることや、粉体が十分に撹拌されていることが必要である。 Further, in order to maintain the powdery state of the dicarboxylic acid at any stage during the reaction with the diamine, when the added diamine spreads in the reaction system, it is in the form of a slurry or a paste as a whole. It is necessary that it does not become clay-like. While the diamine is added, the diamine added earlier preferably reacts with the powdered dicarboxylic acid to be in a solid state. In order for the dicarboxylic acid and the obtained solid nylon salt to maintain the powder state, conditions such as the amount of diamine added, the addition rate, the addition method, the heating temperature of the dicarboxylic acid powder, and the reaction time must be appropriately set. Also, it is necessary that the powder is sufficiently agitated.

なお、本発明において、粉末であるとは、粒状の形態を有しており、その体積平均粒径が5μm~2mm程度であることをいう。
本発明においては、上述のように、ジカルボン酸は、粉末状態が維持されており、その体積平均粒径は、5μm~1mmであることが好ましく、20~200μmであることがより好ましい。ジカルボン酸の体積平均粒径が5μm~1mmであることで、ナイロン塩の反応を早く進行することができ、また、粉末の飛散が軽減され、粉末の取扱が容易になる。
In the present invention, the term "powder" means that it has a granular form and its volume average particle size is about 5 μm to 2 mm.
In the present invention, as described above, the dicarboxylic acid is maintained in a powder state, and its volume average particle size is preferably 5 μm to 1 mm, more preferably 20 to 200 μm. When the volume average particle size of the dicarboxylic acid is 5 μm to 1 mm, the reaction of the nylon salt can proceed quickly, the scattering of the powder is reduced, and the handling of the powder becomes easy.

ジアミンのジカルボン酸への添加は、固体で添加してもよいし、加熱溶融して液体としてから添加してもよいが、得られるナイロン塩粉末の体積平均粒径をより小さくする観点から、加熱溶融して液体としてから添加することが好ましい。 The diamine may be added to the dicarboxylic acid as a solid or may be added after being heated and melted as a liquid, but from the viewpoint of reducing the volume average particle size of the obtained nylon salt powder, it is heated. It is preferable to add it after melting it into a liquid.

ジアミンを固体で添加する場合、ジアミンを、反応容器とは異なる別の容器に準備しておき、ジアミンの添加速度を調整しながら、別の容器から反応容器に供給すればよい。ジアミンを別の容器から反応容器に送粉する装置は、大気中の空気を混入させずに送粉できる装置が好ましい。そのような装置としては、例えば、ダブルダンパー機構を備えた送粉装置が挙げられる。また、ジアミンを固体で添加する場合、ジアミンが投入された別の容器の圧力を、反応容器の圧力よりも高くすることで、反応容器から別の容器へジアミンが逆流することを防止することができる。 When diamine is added as a solid, the diamine may be prepared in a container different from the reaction vessel and supplied from the other vessel to the reaction vessel while adjusting the addition rate of the diamine. As the device for pollinating the diamine from another container to the reaction container, a device capable of pollinating without mixing air in the atmosphere is preferable. Examples of such a device include a pollination device provided with a double damper mechanism. Further, when the diamine is added as a solid, the pressure of the other container into which the diamine is charged can be made higher than the pressure of the reaction vessel to prevent the diamine from flowing back from the reaction vessel to the other vessel. can.

一方、ジアミンを液体で添加する場合、ジアミンを、反応容器とは異なる別の容器で加熱溶融し液体としてから、反応容器に送液する。ジアミンを反応容器に送液する装置は、大気中の空気を混入させずに送液できる装置が好ましい。液体状のジアミンをジカルボン酸粉末にスプレー状に噴霧することが好ましい。また、液体状のジアミンを送液する装置は、出口を、反応させるジカルボン酸の粉末の相に予め入れておくことが好ましい。そのようにすることで、効率的にナイロン塩粉末を作製することができる。 On the other hand, when diamine is added as a liquid, the diamine is heated and melted in a container different from the reaction vessel to form a liquid, and then the liquid is sent to the reaction vessel. As the device for sending the diamine to the reaction vessel, a device capable of sending the liquid without mixing the air in the atmosphere is preferable. It is preferable to spray the liquid diamine onto the dicarboxylic acid powder in the form of a spray. Further, it is preferable that the device for sending the liquid diamine is previously put in the phase of the powder of the dicarboxylic acid to be reacted. By doing so, nylon salt powder can be efficiently produced.

ジアミンの添加方法は、反応中においてジカルボン酸が粉末状態を維持しうるものであれば、特に限定されない。なかでも、得られたナイロン塩が塊状となることを抑制し、効率よく生成反応をおこなう観点から、連続してジアミンを添加する方法や、ジアミンを分割して適量ずつ、例えば、添加される各々のジアミン全量のうちの1~10質量%ずつを間欠的に添加する方法が好ましい。また、ジアミンを適量ずつ間欠的に添加した後に、さらにジアミンを連続して添加する方法など、上記の方法を組み合わせた方法でもよい。 The method of adding the diamine is not particularly limited as long as the dicarboxylic acid can maintain the powder state during the reaction. Among them, from the viewpoint of suppressing the obtained nylon salt from becoming lumpy and efficiently performing the formation reaction, a method of continuously adding diamines or a method of dividing diamines and adding appropriate amounts, for example, each of them. A method of intermittently adding 1 to 10% by mass of the total amount of diamine in the above is preferable. Further, a method in which the above methods are combined, such as a method in which an appropriate amount of diamine is intermittently added and then a diamine is continuously added, may be used.

ジアミンの添加速度は、ジカルボン酸の粉末状態を安定して維持する観点から、0.07~6.7質量%/分であることが好ましく、0.1~3.4質量%/分であることがより好ましい。なお、ここで、「質量%/分」とは、最終的に添加されるジアミン全量に対する、1分間に添加されるジアミンの割合である。添加速度を途中で変えてもよく、ジアミンの種類ごとに変えてもよい。 The addition rate of the diamine is preferably 0.07 to 6.7% by mass / min, preferably 0.1 to 3.4% by mass / min, from the viewpoint of stably maintaining the powder state of the dicarboxylic acid. Is more preferable. Here, "mass% / min" is the ratio of diamine added in 1 minute to the total amount of diamine finally added. The addition rate may be changed in the middle or may be changed for each type of diamine.

本発明においては、上記方法で、第1のジアミンをジカルボン酸に添加した後、第2のジアミン、第3のジアミン等を添加し、ジアミンを1種類ずつジカルボン酸の粉末に添加する。本発明においては、2種類以上ジアミンを、混合して添加したり、あるいは同時に添加するのではなく、1種類のジアミンの添加が完了した後に、次の種類のジアミンの添加を開始することが必要である。ジアミンが何種類であっても1種類ずつ添加することが必要である。
ジアミンの種類を変更する場合、先のジアミンの添加を終了してから、後のジアミンの添加を開始する前に、先のジアミンの反応をより完全にするため、ジアミンを添加しない時間を設けることが好ましい。この時間は、0~3時間であることが好ましく、0~1.5時間であることがより好ましい。
第1のジアミンをジカルボン酸に添加した後の、第2のジアミン、第3のジアミン等の添加は、上記ジアミンの添加方法と同様の方法で実施すればよい。
各々のジアミンを添加する順序は、高融点のナイロンを与えるジアミンの添加が後方となる順序が好ましい。例えば、共重合ナイロン410/Tを重合するためのナイロン塩を製造する場合、ナイロン4Tの融点は299℃、ナイロン10Tの融点は274℃であるから、先に、融点の低いナイロン10Tを与えるデカンジアミンをジカルボン酸に添加したのち、次いで、融点の高いナイロン4Tを与えるブタンジアミンをジカルボン酸に添加することが好ましい。高融点のナイロンを与えるジアミンを後方で添加して得られたナイロン塩は、直接固相重合において、粉体の凝結や反応装置壁面への固結を起こさないという効果が一層高まったものとなる。
In the present invention, the first diamine is added to the dicarboxylic acid by the above method, then the second diamine, the third diamine and the like are added, and the diamines are added to the dicarboxylic acid powder one by one. In the present invention, it is necessary to start the addition of the next type of diamine after the addition of one type of diamine is completed, instead of adding two or more types of diamines in a mixed manner or at the same time. Is. It is necessary to add one diamine at a time, no matter how many diamines there are.
When changing the type of diamine, allow time for no diamine to be added in order to make the reaction of the previous diamine more complete after the addition of the previous diamine is completed and before the addition of the later diamine is started. Is preferable. This time is preferably 0 to 3 hours, more preferably 0 to 1.5 hours.
After adding the first diamine to the dicarboxylic acid, the addition of the second diamine, the third diamine and the like may be carried out by the same method as the above-mentioned diamine addition method.
The order in which each diamine is added is preferably such that the addition of the diamine that gives nylon having a high melting point is the rearward. For example, in the case of producing a nylon salt for polymerizing a copolymerized nylon 410 / T, the melting point of nylon 4T is 299 ° C. and the melting point of nylon 10T is 274 ° C. After adding the diamine to the dicarboxylic acid, it is preferable to add butanediamine, which gives nylon 4T having a high melting point, to the dicarboxylic acid. The nylon salt obtained by adding a diamine that gives a high melting point nylon at the rear has a further enhanced effect of not causing the condensation of powder or the consolidation to the wall surface of the reactor in direct solid phase polymerization. ..

全ての種類のジアミンを添加する時間の合計は、得られるナイロン塩粉末の粒径をより小さくする観点から、0.25~24時間であることが好ましく、0.6~10時間であることがより好ましい。
さらに、全ての種類のジアミンの添加後にも、より反応を完全にする時間を設けることが好ましい。この時間は、0~6時間であることが好ましく、0.25~3時間であることがより好ましい。
The total time for adding all kinds of diamines is preferably 0.25 to 24 hours, preferably 0.6 to 10 hours, from the viewpoint of reducing the particle size of the obtained nylon salt powder. More preferred.
Furthermore, it is preferable to allow time for the reaction to be more complete even after the addition of all types of diamines. This time is preferably 0 to 6 hours, more preferably 0.25 to 3 hours.

本発明のナイロン塩の製造方法において、ジカルボン酸と各々のジアミン、後述する末端封鎖剤としてモノカルボン酸やモノアミンを利用するときはそれも含めて、カルボン酸とアミンの官能基のモル比(ジカルボン酸粉末/ジアミン)は、45/55~55/45であることが好ましく、50/50~45/55であることがより好ましい。ジカルボン酸粉末とジアミンとのモル比を上記の範囲に制御することで、高分子量のナイロンを得ることが可能なナイロン塩粉末とすることができる。重合工程でのジアミンの揮発を考慮して、アミンのモル比を若干多くすることもよく行われる。 In the method for producing a nylon salt of the present invention, the molar ratio of the functional group of the carboxylic acid and the amine (dicarboxylic acid) including the dicarboxylic acid and each diamine, and when monocarboxylic acid or monoamine is used as the terminal blocking agent described later. The acid powder / diamine) is preferably 45/55 to 55/45, more preferably 50/50 to 45/55. By controlling the molar ratio of the dicarboxylic acid powder and the diamine within the above range, a nylon salt powder capable of obtaining a high molecular weight nylon can be obtained. Considering the volatilization of diamine in the polymerization step, it is often done to slightly increase the molar ratio of amines.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法では、ナイロン塩の生成反応の効率化の観点から、原料を反応容器に供給する際に、本発明の効果を損なわない範囲において、ジカルボン酸粉末とジアミン以外に、末端封鎖剤、重合触媒を加えてもよい。 In the method for producing nylon salt powder of the present invention, from the viewpoint of improving the efficiency of the nylon salt production reaction, in addition to the dicarboxylic acid powder and diamine, the effect of the present invention is not impaired when the raw material is supplied to the reaction vessel. , End sealant, polymerization catalyst may be added.

末端封鎖剤は、高分子の末端官能基の末端を封止するものである。このような末端封鎖剤としては、酢酸、ラウリン酸、ステアリン酸、安息香酸、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン等が挙げられる。末端封鎖剤の使用量は、原料モノマーであるジカルボン酸粉末とジアミンの合計のモル数に対して、5モル%以下が好ましい。 The terminal blocker seals the end of the terminal functional group of the polymer. Examples of such terminal blockers include acetic acid, lauric acid, stearic acid, benzoic acid, octylamine, cyclohexylamine, aniline and the like. The amount of the terminal sequestering agent used is preferably 5 mol% or less with respect to the total number of moles of the dicarboxylic acid powder and the diamine, which are raw material monomers.

重合触媒としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、またはそれらの塩等が挙げられる。重合触媒の使用量は、多すぎると製品の性能や加工性低下の原因となるため、原料モノマーであるジカルボン酸粉末とジアミンの合計のモル数に対して、2モル%以下が好ましい。 Examples of the polymerization catalyst include phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, and salts thereof. If the amount of the polymerization catalyst used is too large, it causes deterioration of the performance and processability of the product. Therefore, it is preferably 2 mol% or less with respect to the total number of moles of the dicarboxylic acid powder and the diamine which are the raw material monomers.

また、本発明のナイロン塩粉末の製造方法においては、本発明の効果を損なわない範囲において、任意の段階で、各種の添加剤が添加されてもよい。添加剤としては、無機充填材、フィラー、安定剤等が挙げられる。添加剤の使用量は、ジアミンとジカルボン酸粉末との接触を妨げない観点から、原料モノマーであるジカルボン酸粉末とジアミンの合計の質量に対して、20質量%以下が好ましい。 Further, in the method for producing a nylon salt powder of the present invention, various additives may be added at any stage as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the additive include an inorganic filler, a filler, a stabilizer and the like. The amount of the additive used is preferably 20% by mass or less with respect to the total mass of the dicarboxylic acid powder and the diamine, which are raw material monomers, from the viewpoint of not hindering the contact between the diamine and the dicarboxylic acid powder.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法においては、原料を仕込む際に、水の含有量は、原料であるジカルボン酸粉末とジアミンの合計量に対して5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましく、0.3質量%以下であることが特に好ましく、0.2質量%以下であることがさらに好ましく、0質量%であることが最も好ましい。仕込んだ原料が水を含んでいると、生成したナイロン塩が一部溶融して融着したり、反応系が高圧となったりするという問題がある。 In the method for producing a nylon salt powder of the present invention, when the raw material is charged, the water content is preferably 5% by mass or less with respect to the total amount of the dicarboxylic acid powder and the diamine which are the raw materials, and 1% by mass. % Or less, more preferably 0.5% by mass or less, particularly preferably 0.3% by mass or less, further preferably 0.2% by mass or less, and 0% by mass. % Is the most preferable. If the charged raw material contains water, there is a problem that the produced nylon salt is partially melted and fused, or the reaction system becomes high pressure.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法においては、ナイロン塩の生成反応を完全に遂行させるため、ジアミンの添加中や、ジアミンの添加終了後において、十分撹拌をおこなうことが好ましい。ジカルボン酸粉末とジアミンを反応させるための反応装置に設けられる撹拌機構としては、製造するナイロン塩の種類や生産量に合わせて適宜選択すればよく、パドル型、タンブラー型、リボン型等のブレンダー、ミキサー等が挙げられる。また、これらを組み合わせたものでもよい。 In the method for producing a nylon salt powder of the present invention, in order to completely carry out the nylon salt formation reaction, it is preferable to sufficiently stir during the addition of the diamine and after the addition of the diamine is completed. The stirring mechanism provided in the reaction device for reacting the dicarboxylic acid powder with the diamine may be appropriately selected according to the type and production amount of the nylon salt to be produced, and is a blender such as a paddle type, a tumbler type, or a ribbon type. Examples include mixers. Further, a combination of these may be used.

上記の反応装置において、反応前のジカルボン酸粉末を加熱したり、生成反応の際に反応系を加熱したりする方法としては、特に限定されず、スチームなどの熱媒、ヒーター等を用いて加熱する方法が挙げられる。 In the above reaction apparatus, the method of heating the dicarboxylic acid powder before the reaction or heating the reaction system during the production reaction is not particularly limited, and heating is performed using a heat medium such as steam, a heater, or the like. There is a way to do it.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法において、ジカルボン酸粉末とジアミンとの反応は、空気中でおこなわれてもよいし、窒素等の不活性ガス雰囲気下でおこなわれてもよい。副反応や着色を抑制するため、不活性ガス雰囲気下でおこなうことが好ましい。また、反応は密閉状態または不活性ガス流通下でおこなうことができる。 In the method for producing a nylon salt powder of the present invention, the reaction between the dicarboxylic acid powder and the diamine may be carried out in air or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen. In order to suppress side reactions and coloring, it is preferable to carry out in an inert gas atmosphere. In addition, the reaction can be carried out in a closed state or under the flow of an inert gas.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法において、ナイロン塩の生成率は、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。ナイロン塩の生成率が90%以上であると、未反応のジアミンが蒸気となって散脱する量が減少するので、高分子量のナイロンを得ることが容易になるという利点がある。 In the method for producing nylon salt powder of the present invention, the production rate of nylon salt is preferably 90% or more, more preferably 95% or more. When the production rate of the nylon salt is 90% or more, the amount of unreacted diamine that becomes vapor and disperses is reduced, so that there is an advantage that it becomes easy to obtain high molecular weight nylon.

得られるナイロン塩粉末の体積平均粒径は、2mm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましい。ナイロン塩粉末の体積平均粒径を2mm以下とすることで、該ナイロン塩粉末を重合させてナイロンを得る際に水分が発生したとしても、ナイロン塩内部の水分が抜けやすくなるため、アミド化反応の速度を早くすることができるという利点がある。 The volume average particle size of the obtained nylon salt powder is preferably 2 mm or less, more preferably 500 μm or less. By setting the volume average particle size of the nylon salt powder to 2 mm or less, even if water is generated when the nylon salt powder is polymerized to obtain nylon, the water inside the nylon salt is easily removed, so that an amidation reaction is carried out. It has the advantage of being able to increase the speed of.

本発明のナイロン塩粉末の製造方法は、ジカルボン酸粉末を構成するジカルボン酸の融点以下の温度で、ジカルボン酸粉末とジアミンとを反応させるため、得られるナイロン塩は、塊状化することがなく、粉末とすることができる。粉末のナイロン塩は、重合して共重合ナイロンを得る際に水分が発生したとしても、ナイロン塩の内部の水分が抜けやすくなるため、アミド化反応の速度を早くすることができる。また、分岐構造の副生物であるトリアミンの発生を抑制することもできる。そのため、原料や添加物に起因して、溶融重合による重合が困難であるナイロン塩を作製する場合にも、好適に用いることができる。 In the method for producing a nylon salt powder of the present invention, the dicarboxylic acid powder and the diamine are reacted at a temperature equal to or lower than the melting point of the dicarboxylic acid constituting the dicarboxylic acid powder, so that the obtained nylon salt does not agglomerate. It can be a powder. Even if water is generated when the powdered nylon salt is polymerized to obtain a copolymerized nylon, the water inside the nylon salt can be easily removed, so that the speed of the amidation reaction can be increased. It is also possible to suppress the generation of triamine, which is a by-product of the branched structure. Therefore, it can also be suitably used when producing a nylon salt which is difficult to polymerize by melt polymerization due to raw materials and additives.

また、本発明のナイロン塩粉末の製造方法は、実質的に水を用いないため、水を留去する工程を設ける必要がない。そのため、水を加える製造方法に比べて工程を減らすことができる。 Further, since the method for producing nylon salt powder of the present invention does not substantially use water, it is not necessary to provide a step of distilling off water. Therefore, the number of steps can be reduced as compared with the manufacturing method in which water is added.

次に、本発明の共重合ナイロンの製造方法について述べる。
上述の方法により製造されたナイロン塩粉末を重合することにより、良好な操業性で共重合ナイロンを得ることができる。
Next, the method for producing the copolymerized nylon of the present invention will be described.
By polymerizing the nylon salt powder produced by the above method, a copolymerized nylon can be obtained with good operability.

本発明の共重合ナイロンの製造方法では、上述のナイロン塩粉末の製造方法により得られたナイロン塩粉末を用いて、固相重合により共重合ナイロンを得る。本発明のナイロン塩は、溶融重合に用いることは可能であるが、操業性の効果が得られないことがある。 In the method for producing a copolymerized nylon of the present invention, a copolymerized nylon is obtained by solid phase polymerization using the nylon salt powder obtained by the above-mentioned method for producing a nylon salt powder. The nylon salt of the present invention can be used for melt polymerization, but the effect of operability may not be obtained.

固相重合により共重合ナイロンを製造する場合、その重合条件は特に制限されないが、反応温度は180℃以上、共重合ナイロンの融点以下とすることが好ましく、200℃以上、共重合ナイロンの融点以下とすることがより好ましい。反応時間は、反応温度に達してから、0.5~100時間とすることが好ましく、0.5~24時間とすることがより好ましい。固相重合は、窒素などの不活性ガス気流中でおこなってもよく、減圧下でおこなってもよい。また、静止しておこなってもよく、攪拌しながらおこなってもよい。 When the copolymerized nylon is produced by solid phase polymerization, the polymerization conditions are not particularly limited, but the reaction temperature is preferably 180 ° C. or higher and lower than the melting point of the copolymerized nylon, and 200 ° C. or higher and lower than the melting point of the copolymerized nylon. Is more preferable. The reaction time is preferably 0.5 to 100 hours, more preferably 0.5 to 24 hours after reaching the reaction temperature. The solid phase polymerization may be carried out in an inert gas stream such as nitrogen, or may be carried out under reduced pressure. Further, it may be performed stationary or may be performed while stirring.

本発明のナイロン塩を固相重合することにより、粉体の凝結や反応装置壁面への固結を抑制して、良好な操業性で共重合ナイロンの製造を行うことが可能となる。 By solid-phase polymerization of the nylon salt of the present invention, it becomes possible to suppress the condensation of powder and the consolidation to the wall surface of the reaction apparatus, and to produce the copolymerized nylon with good operability.

次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。しかし、本発明はこれらによって限定されるものではない。
ナイロン塩および共重合ナイロンの物性測定は、以下の方法によっておこなった。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited thereto.
The physical properties of the nylon salt and the copolymerized nylon were measured by the following methods.

(1)粉末の体積平均粒径
レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製、「LA920」)を用いて測定した。
(1) Volume average particle size of powder The measurement was performed using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (“LA920” manufactured by HORIBA, Ltd.).

(2)共重合ナイロンの相対粘度
共重合ナイロンを96%硫酸に溶解し、濃度1g/dlの試料溶液を作製した。ウベローデ型粘度計を用い、25℃の温度で試料溶液および溶媒の落下時間を測定し、以下の式を用いて相対粘度を求めた。
相対粘度=(試料溶液の落下時間)/(溶媒のみの落下時間)
(2) Relative Viscosity of Copolymerized Nylon Copolymerized nylon was dissolved in 96% sulfuric acid to prepare a sample solution having a concentration of 1 g / dl. Using a Ubbelohde viscometer, the drop time of the sample solution and the solvent was measured at a temperature of 25 ° C., and the relative viscosity was determined using the following formula.
Relative viscosity = (falling time of sample solution) / (falling time of solvent only)

(3)ナイロン凝集物量
共重合ナイロン粉体100gを、目開き4.75mmのふるいにかけ、ふるい上に残存した量のパーセンテージを凝集物量とした。
(3) Amount of nylon agglomerates 100 g of copolymerized nylon powder was sieved with a mesh opening of 4.75 mm, and the percentage of the amount remaining on the sieve was taken as the amount of agglomerates.

実施例および比較例に用いた原料は、次の通りである。
・TPA:テレフタル酸、融点300℃以上、体積平均粒径80μm
・DA:1,10-デカンジアミン(ナイロン10Tの融点は274℃)
・HA:1,6-ヘキサンジアミン(ナイロン6Tの融点は290℃)
・BA:1,4-ブタンジアミン(ナイロン4Tの融点は299℃)
・SHP:次亜リン酸ナトリウム一水和物
・STA:ステアリン酸
The raw materials used in the examples and comparative examples are as follows.
-TPA: terephthalic acid, melting point 300 ° C or higher, volume average particle size 80 μm
DA: 1,10-decanediamine (melting point of nylon 10T is 274 ° C)
HA: 1,6-hexanediamine (melting point of nylon 6T is 290 ° C)
BA: 1,4-butanediamine (melting point of nylon 4T is 299 ° C)
・ SHP: Sodium hypophosphate monohydrate ・ STA: Stearic acid

実施例1
(ナイロン塩粉末の製造)
TPA粉末14.6kg(87.7モル)、重合触媒としてのSHP46.5g(0.44モル)、末端封鎖剤としてのSTA699g(2.46モル)からなる混合物を、リボンブレンダー式の反応装置に供給し、窒素気流下、回転数30rpmで撹拌しながら165℃に加熱した。
その後、110℃に加熱したDA12.5kg(72.8モル)を、98g/分の速度で、送液装置を用いて、128分かけて連続的に165℃を保ったTPA粉末に添加した。DAの添加完了後10分経ってから、次いで、110℃に加熱したHA2.14kg(18.4モル)を、98g/分の速度で、送液装置を用いて、22分かけて連続的に添加した。
全てのジアミンを添加後、さらに、30分間撹拌を続け、1バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
続いて、同様の方法により、2バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
Example 1
(Manufacturing of nylon salt powder)
A mixture consisting of 14.6 kg (87.7 mol) of TPA powder, 46.5 g (0.44 mol) of SHP as a polymerization catalyst, and 699 g (2.46 mol) of STA as a terminal sealant was added to a ribbon blender type reactor. It was supplied and heated to 165 ° C. under a nitrogen stream with stirring at a rotation speed of 30 rpm.
Then, 12.5 kg (72.8 mol) of DA heated to 110 ° C. was added to the TPA powder continuously maintained at 165 ° C. over 128 minutes using a liquid feeder at a rate of 98 g / min. Ten minutes after the completion of DA addition, 2.14 kg (18.4 mol) of HA heated to 110 ° C. was continuously applied at a rate of 98 g / min over 22 minutes using a liquid feeder. Added.
After adding all the diamines, stirring was continued for another 30 minutes to obtain the first batch of nylon salt powder.
Subsequently, a second batch of nylon salt powder was obtained by the same method.

(共重合ナイロンの製造1)
得られた1バッチ目のナイロン塩粉末を、別のリボンブレンダー式の反応装置で、窒素気流下、回転数40rpmで撹拌しながら250℃に加熱した。そのまま8時間反応を続け、冷却後、払い出して、ナイロン610/Tを得た。重合後の反応装置内壁は金属面がよく露出しており、付着層は形成されていなかった。得られたナイロン610/Tは、相対粘度2.65、融点293℃であった。ナイロン凝集物量は、0.8%であった。
(共重合ナイロンの製造2)
さらに、連続生産性を評価するため、反応装置の清掃はせず、上記2バッチ目のナイロン塩粉末を入れ、同様に250℃で8時間、2回目の重合を行った。得られたナイロン610/Tは、相対粘度2.66、融点293℃、ナイロン凝集物量は、0.9%であり、1回目と同等の品質であった。
(Manufacturing of copolymerized nylon 1)
The obtained first batch of nylon salt powder was heated to 250 ° C. in another ribbon blender type reactor under a nitrogen stream at a rotation speed of 40 rpm with stirring. The reaction was continued for 8 hours as it was, and after cooling, it was dispensed to obtain nylon 610 / T. The metal surface of the inner wall of the reaction apparatus after the polymerization was well exposed, and no adhesive layer was formed. The obtained nylon 610 / T had a relative viscosity of 2.65 and a melting point of 293 ° C. The amount of nylon agglomerates was 0.8%.
(Manufacturing of copolymerized nylon 2)
Further, in order to evaluate the continuous productivity, the reaction apparatus was not cleaned, the nylon salt powder of the second batch was added, and the second polymerization was carried out at 250 ° C. for 8 hours in the same manner. The obtained nylon 610 / T had a relative viscosity of 2.66, a melting point of 293 ° C., and a nylon agglomerate amount of 0.9%, which were the same quality as the first time.

実施例2
(ナイロン塩粉末の製造)
TPA粉末14.6kg(87.7モル)、重合触媒としてのSHP46.5g(0.44モル)、末端封鎖剤としてのSTA699g(2.46モル)からなる混合物を、リボンブレンダー式の反応装置に供給し、窒素気流下、回転数30rpmで撹拌しながら165℃に加熱した。
その後、110℃に加熱したHA2.14kg(18.4モル)を、98g/分の速度で、送液装置を用いて、22分かけて連続的に165℃を保ったTPA粉末に添加した。HAの添加完了後10分経ってから、次いで、110℃に加熱したDA12.5kg(72.8モル)を、98g/分の速度で、送液装置を用いて、128分かけて連続的に添加した。
全てのジアミンを添加後、さらに、30分間撹拌を続け、1バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
続いて、同様の方法により、2バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
Example 2
(Manufacturing of nylon salt powder)
A mixture consisting of 14.6 kg (87.7 mol) of TPA powder, 46.5 g (0.44 mol) of SHP as a polymerization catalyst, and 699 g (2.46 mol) of STA as a terminal sealant was added to a ribbon blender type reactor. It was supplied and heated to 165 ° C. under a nitrogen stream with stirring at a rotation speed of 30 rpm.
Then, 2.14 kg (18.4 mol) of HA heated to 110 ° C. was added to the TPA powder continuously maintained at 165 ° C. over 22 minutes using a liquid feeder at a rate of 98 g / min. Ten minutes after the completion of the addition of HA, 12.5 kg (72.8 mol) of DA heated to 110 ° C. was continuously applied at a rate of 98 g / min over 128 minutes using a liquid feeder. Added.
After adding all the diamines, stirring was continued for another 30 minutes to obtain the first batch of nylon salt powder.
Subsequently, a second batch of nylon salt powder was obtained by the same method.

(共重合ナイロンの製造1)
得られた1バッチ目のナイロン塩粉末を、別のリボンブレンダー式の反応装置で、窒素気流下、回転数40rpmで撹拌しながら250℃に加熱した。そのまま8時間反応を続け、冷却後、払い出して、ナイロン610/Tを得た。重合後の反応装置内壁は金属面がよく露出しており、付着層は形成されていなかった。得られたナイロン610/Tは、相対粘度2.64、融点293℃であった。ナイロン凝集物量は、3.6%であった。
(共重合ナイロンの製造2)
さらに、連続生産性を評価するため、反応装置の清掃はせず、上記2バッチ目のナイロン塩粉末を入れ、同様に250℃で8時間、2回目の重合を行った。得られたナイロン610/Tは、相対粘度2.62、融点294℃、ナイロン凝集物量は、3.7%であり、1回目と同等の品質であった。
(Manufacturing of copolymerized nylon 1)
The obtained first batch of nylon salt powder was heated to 250 ° C. in another ribbon blender type reactor under a nitrogen stream at a rotation speed of 40 rpm with stirring. The reaction was continued for 8 hours as it was, and after cooling, it was dispensed to obtain nylon 610 / T. The metal surface of the inner wall of the reaction apparatus after the polymerization was well exposed, and no adhesive layer was formed. The obtained nylon 610 / T had a relative viscosity of 2.64 and a melting point of 293 ° C. The amount of nylon agglomerates was 3.6%.
(Manufacturing of copolymerized nylon 2)
Further, in order to evaluate the continuous productivity, the reaction apparatus was not cleaned, the nylon salt powder of the second batch was added, and the second polymerization was carried out at 250 ° C. for 8 hours in the same manner. The obtained nylon 610 / T had a relative viscosity of 2.62, a melting point of 294 ° C., and a nylon agglomerate amount of 3.7%, which were the same quality as the first time.

実施例3
(ナイロン塩粉末の製造)
TPA粉末15.3kg(92.2モル)、重合触媒としてのSHP53.0g(0.46モル)、末端封鎖剤としてのSTA734g(2.58モル)からなる混合物を、リボンブレンダー式の反応装置に供給し、窒素気流下、回転数30rpmで撹拌しながら165℃に加熱した。
その後、110℃に加熱したDA8.11kg(47.0モル)を、88g/分の速度で、送液装置を用いて、128分かけて連続的に165℃を保ったTPA粉末に添加した。DAの添加完了後10分経ってから、次いで、110℃に加熱したBA5.79kg(49.8モル)を、93g/分の速度で、送液装置を用いて、62分かけて連続的に添加した。
全てのジアミンを添加後、さらに、30分間撹拌を続け、1バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
続いて、同様の方法により、2バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
Example 3
(Manufacturing of nylon salt powder)
A mixture consisting of 15.3 kg (92.2 mol) of TPA powder, 53.0 g (0.46 mol) of SHP as a polymerization catalyst, and 734 g (2.58 mol) of STA as a terminal sealant was added to a ribbon blender type reactor. It was supplied and heated to 165 ° C. under a nitrogen stream with stirring at a rotation speed of 30 rpm.
Then, 8.11 kg (47.0 mol) of DA heated to 110 ° C. was added to the TPA powder continuously maintained at 165 ° C. over 128 minutes using a liquid feeder at a rate of 88 g / min. Ten minutes after the completion of DA addition, then 5.79 kg (49.8 mol) of BA heated to 110 ° C. was continuously applied at a rate of 93 g / min over 62 minutes using a liquid feeder. Added.
After adding all the diamines, stirring was continued for another 30 minutes to obtain the first batch of nylon salt powder.
Subsequently, a second batch of nylon salt powder was obtained by the same method.

(共重合ナイロンの製造1)
得られた1バッチ目のナイロン塩粉末を、別のリボンブレンダー式の反応装置で、窒素気流下、回転数40rpmで撹拌しながら245℃に加熱した。そのまま9時間反応を続け、冷却後、払い出して、ナイロン410/Tを得た。重合後の反応装置内壁は金属面がよく露出しており、付着層は形成されていなかった。得られたナイロン410/Tは、相対粘度2.45、融点301℃であった。ナイロン凝集物量は、1.2%であった。
(共重合ナイロンの製造2)
さらに、連続生産性を評価するため、反応装置の清掃はせず、上記2バッチ目のナイロン塩粉末を入れ、同様に250℃で9時間、2回目の重合を行った。得られたナイロン410/Tは、相対粘度2.44、融点300℃、ナイロン凝集物量は、1.1%であり、1回目と同等の品質であった。
(Manufacturing of copolymerized nylon 1)
The obtained first batch of nylon salt powder was heated to 245 ° C. in another ribbon blender type reactor under a nitrogen stream at a rotation speed of 40 rpm with stirring. The reaction was continued for 9 hours as it was, and after cooling, it was dispensed to obtain nylon 410 / T. The metal surface of the inner wall of the reaction apparatus after the polymerization was well exposed, and no adhesive layer was formed. The obtained nylon 410 / T had a relative viscosity of 2.45 and a melting point of 301 ° C. The amount of nylon agglomerates was 1.2%.
(Manufacturing of copolymerized nylon 2)
Further, in order to evaluate the continuous productivity, the reaction apparatus was not cleaned, the nylon salt powder of the second batch was added, and the second polymerization was carried out at 250 ° C. for 9 hours in the same manner. The obtained nylon 410 / T had a relative viscosity of 2.44, a melting point of 300 ° C., and a nylon agglomerate amount of 1.1%, which were the same quality as the first time.

比較例1
(ナイロン塩粉末の製造)
TPA粉末14.6kg(87.7モル)、重合触媒としてのSHP46.5g(0.44モル)、末端封鎖剤としてのSTA699g(2.46モル)からなる混合物を、リボンブレンダー式の反応装置に供給し、窒素気流下、回転数30rpmで撹拌しながら165℃に加熱した。
その後、DA12.5kg(72.8モル)とHA2.14kg(18.4モル)の混合物を110℃に加熱したものを、98g/分の速度で、送液装置を用いて、150分かけて連続的に165℃を保ったTPA粉末に添加した。
ジアミンを添加後、さらに、30分間撹拌を続け、1バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
続いて、同様の方法により、2バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
Comparative Example 1
(Manufacturing of nylon salt powder)
A mixture consisting of 14.6 kg (87.7 mol) of TPA powder, 46.5 g (0.44 mol) of SHP as a polymerization catalyst, and 699 g (2.46 mol) of STA as a terminal sealant was added to a ribbon blender type reactor. It was supplied and heated to 165 ° C. under a nitrogen stream with stirring at a rotation speed of 30 rpm.
Then, a mixture of 12.5 kg (72.8 mol) of DA and 2.14 kg (18.4 mol) of HA was heated to 110 ° C. at a rate of 98 g / min over 150 minutes using a liquid feeder. It was added to the TPA powder which was continuously maintained at 165 ° C.
After adding the diamine, stirring was further continued for 30 minutes to obtain the first batch of nylon salt powder.
Subsequently, a second batch of nylon salt powder was obtained by the same method.

(共重合ナイロンの製造1)
得られた1バッチ目のナイロン塩粉末を、別のリボンブレンダー式の反応装置で、窒素気流下、回転数40rpmで撹拌しながら250℃に加熱した。そのまま8時間反応を続け、冷却後、払い出して、ナイロン610/Tを得た。重合後の反応装置内壁は、固結したナイロン粉体の付着層で覆われていた。得られたナイロン610/Tは、相対粘度2.51、融点294℃であった。ナイロン凝集物量は、19.5%と、かなり多くなった。
(共重合ナイロンの製造2)
さらに、連続生産性を評価するため、反応装置の清掃はせず、上記2バッチ目のナイロン塩粉末を入れ、同様に250℃で8時間、2回目の重合を行った。得られたナイロン610/Tは、相対粘度2.09で1回目とかなり異なっていた。融点293℃、ナイロン凝集物量は、21.7%であった。
(Manufacturing of copolymerized nylon 1)
The obtained first batch of nylon salt powder was heated to 250 ° C. in another ribbon blender type reactor under a nitrogen stream at a rotation speed of 40 rpm with stirring. The reaction was continued for 8 hours as it was, and after cooling, it was dispensed to obtain nylon 610 / T. The inner wall of the reaction apparatus after the polymerization was covered with an adhering layer of the consolidated nylon powder. The obtained nylon 610 / T had a relative viscosity of 2.51 and a melting point of 294 ° C. The amount of nylon agglomerates was 19.5%, which was considerably large.
(Manufacturing of copolymerized nylon 2)
Further, in order to evaluate the continuous productivity, the reaction apparatus was not cleaned, the nylon salt powder of the second batch was added, and the second polymerization was carried out at 250 ° C. for 8 hours in the same manner. The obtained nylon 610 / T had a relative viscosity of 2.09, which was quite different from the first time. The melting point was 293 ° C., and the amount of nylon agglomerates was 21.7%.

比較例2
(ナイロン塩粉末の製造)
TPA粉末15.3kg(92.2モル)、重合触媒としてのSHP53.0g(0.46モル)、末端封鎖剤としてのSTA734g(2.58モル)からなる混合物を、リボンブレンダー式の反応装置に供給し、窒素気流下、回転数30rpmで撹拌しながら165℃に加熱した。
その後、DA8.11kg(47.0モル)とBA5.79kg(49.8モル)の混合物を110℃に加熱したものを、93g/分の速度で、送液装置を用いて、150分かけて連続的に165℃を保ったTPA粉末に添加した。
全てのジアミンを添加後、さらに、30分間撹拌を続け、1バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
続いて、同様の方法により、2バッチ目のナイロン塩粉末を得た。
Comparative Example 2
(Manufacturing of nylon salt powder)
A mixture consisting of 15.3 kg (92.2 mol) of TPA powder, 53.0 g (0.46 mol) of SHP as a polymerization catalyst, and 734 g (2.58 mol) of STA as a terminal sealant was added to a ribbon blender type reactor. It was supplied and heated to 165 ° C. under a nitrogen stream with stirring at a rotation speed of 30 rpm.
Then, a mixture of 8.11 kg (47.0 mol) of DA and 5.79 kg (49.8 mol) of BA was heated to 110 ° C. at a rate of 93 g / min over 150 minutes using a liquid feeder. It was added to the TPA powder which was continuously maintained at 165 ° C.
After adding all the diamines, stirring was continued for another 30 minutes to obtain the first batch of nylon salt powder.
Subsequently, a second batch of nylon salt powder was obtained by the same method.

(共重合ナイロンの製造1)
得られた1バッチ目のナイロン塩粉末を、別のリボンブレンダー式の反応装置で、窒素気流下、回転数40rpmで撹拌しながら245℃に加熱した。そのまま9時間反応を続け、冷却後、払い出して、ナイロン410/Tを得た。重合後の反応装置内壁は、固結したナイロン粉体の付着層で覆われていた。得られたナイロン410/Tは、相対粘度2.36、融点303℃であった。ナイロン凝集物量は、27.5%と、かなり多くなった。
(共重合ナイロンの製造2)
さらに、連続生産性を評価するため、反応装置の清掃はせず、上記2バッチ目のナイロン塩粉末を入れ、同様に250℃で9時間、2回目の重合を行った。得られたナイロン410/Tは、相対粘度1.99で1回目とかなり異なっていた。融点301℃、ナイロン凝集物量は、33.4%であった。
(Manufacturing of copolymerized nylon 1)
The obtained first batch of nylon salt powder was heated to 245 ° C. in another ribbon blender type reactor under a nitrogen stream at a rotation speed of 40 rpm with stirring. The reaction was continued for 9 hours as it was, and after cooling, it was dispensed to obtain nylon 410 / T. The inner wall of the reaction apparatus after the polymerization was covered with an adhering layer of the consolidated nylon powder. The obtained nylon 410 / T had a relative viscosity of 2.36 and a melting point of 303 ° C. The amount of nylon agglomerates was 27.5%, which was considerably large.
(Manufacturing of copolymerized nylon 2)
Further, in order to evaluate the continuous productivity, the reaction apparatus was not cleaned, the nylon salt powder of the second batch was added, and the second polymerization was carried out at 250 ° C. for 9 hours in the same manner. The obtained nylon 410 / T had a relative viscosity of 1.99, which was considerably different from the first time. The melting point was 301 ° C., and the amount of nylon agglomerates was 33.4%.

ナイロン塩粉末の製造条件、固相重合条件、および得られた共重合ナイロンの特性を表1に示す。 Table 1 shows the production conditions of the nylon salt powder, the solid phase polymerization conditions, and the characteristics of the obtained copolymerized nylon.

Figure 0007055364000001
Figure 0007055364000001

ジアミンを1種類ずつジカルボン酸の粉末に添加して製造した実施例のナイロン塩粉末は、固相重合において、粉体の凝結や反応装置壁面への固結を起こすことがなく、良好な操業性で共重合ナイロンを製造することが可能であった。また、融点の高いナイロンを与えるジアミンをジカルボン酸に後で添加して得られた、実施例1や実施例3のナイロン塩粉末は、ジアミンの添加順序が逆である実施例2のナイロン塩粉末に比較して、固相重合において発生する凝集物の量が少なかった。
2種類のジアミンを混合してジカルボン酸の粉末に添加して製造した比較例のナイロン塩粉末は、固相重合すると、反応装置の内壁が、固結した共重合ナイロン粉体の付着層で覆われ、得られた共重合ナイロンには、凝集物が多く含まれていた。また、内壁が固結した共重合ナイロン粉体の付着層で覆われたままの反応装置でナイロン塩粉末を固相重合すると、得られた共重合ナイロンは、相対粘度が著しく低下した。

The nylon salt powder of the example produced by adding one type of diamine to the dicarboxylic acid powder does not cause the powder to condense or solidify on the wall surface of the reactor in the solid phase polymerization, and has good operability. It was possible to produce a copolymerized nylon in. Further, the nylon salt powders of Examples 1 and 3 obtained by later adding diamine that gives nylon having a high melting point to the dicarboxylic acid are the nylon salt powders of Example 2 in which the order of adding diamines is reversed. The amount of agglomerates generated in the solid phase polymerization was smaller than that of the above.
When the nylon salt powder of the comparative example produced by mixing two types of diamines and adding them to the dicarboxylic acid powder was subjected to solid phase polymerization, the inner wall of the reaction apparatus was covered with an adhering layer of the solidified copolymer nylon powder. The obtained copolymerized nylon contained a large amount of agglomerates. Further, when the nylon salt powder was solid-phase polymerized in the reaction apparatus in which the inner wall was covered with the adhered layer of the copolymerized nylon powder solidified, the relative viscosity of the obtained copolymerized nylon was remarkably lowered.

Claims (2)

ジカルボン酸と2種類以上のジアミンとを含むナイロン塩粉末を製造する方法であって、ジカルボン酸の粉末を、融点が最も高いジアミンの融点以上の温度であり、かつ210℃以下の温度に予め加熱し、この加熱温度を維持しながら、ジカルボン酸の粉末の状態を保ちつつ、ジアミンを、ジアミンとジカルボン酸とから得られるナイロンの融点が高くなる順序で、1種類ずつジカルボン酸の粉末に添加することを特徴とするナイロン塩粉末の製造方法。 A method for producing a nylon salt powder containing a dicarboxylic acid and two or more types of diamines, wherein the dicarboxylic acid powder is preheated to a temperature equal to or higher than the melting point of the diamine having the highest melting point and to a temperature of 210 ° C. or lower. Then, while maintaining this heating temperature and maintaining the state of the dicarboxylic acid powder, diamine is added to the dicarboxylic acid powder one by one in the order of increasing the melting point of the nylon obtained from the diamine and the dicarboxylic acid . A method for producing a nylon salt powder. 請求項1記載の方法で製造されたナイロン塩粉末を固相重合することを特徴とする共重合ナイロンの製造方法。 A method for producing a copolymerized nylon, which comprises solid-phase polymerization of the nylon salt powder produced by the method according to claim 1 .
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