JPH02219826A - ポリアミドの染色性またはアミン末端基含量を変化させるための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリアミドの染色性を変化させるための方法と
装置に関する。

本発明を要約すれば、ポリアミド製品の間にそのアミン
末端基含量又は染色性を制御するための方法を開示する
ゆ製品は、溶融したポリアミド流からそれを成形するこ
とによって製造する。先ず、周期的な間隔で製品の染色
性測定又はアミン末端基測定を行なう。次いで、染色性
測定値又はアミン末端基測定値を製品について望ましい
染色性又はポリアミン末端基の数を表わす規定点と比較
する。次いで規定点からの染色性測定値又はアミン末端
基測定値の偏移に応じて溶融ポリアミド流中にジアミン
を注入する。ジアミンは下式によって決定した注入速度
で注入する： 注入速度−現行注入速度＋（補正係数）×（染色性変化
又はアミン末端基変化） ×（重合体スループット）。

補正係数は経験的に決定する。次いでポリアミドとジア
ミンを混合して変化させたアミン末端基含量を有するポ
リアミドを与える。

発明の背景 一般にポリアミド製品は、バッチ方式か半連続方式のい
ずれかによって製造する。バッチ方式においては、フレ
ーク又は粒子状の重合体を、ラム又はスクリューを有す
る格子形溶融装置中で溶融するか又は押出機中で溶融し
たのち、たとえば繊維、薄板、フィルムなどのような製
品を形成させるために押出す。かくして得た製品が所望
の性質から逸脱している場合には、製造する重合体の次
のバッチの組成を調製する。染料特異的な最終使用のた
めに旭理するポリアミドの場合には、製品の染色性が所
ましい染色性から偏移している場合に、重合体の次のバ
ッチ中のジアミン又はアジピン酸の相対量を調整する。

この方法の欠点は、染色性の測定と引続くポリアミド組
成の調整との間にかなりの時間のずれ（一般に数時間又
は数日）があることである。それ故、ポリアミドの染色
性の正確な制御は、この方法によっては達成できない。

染色性とは、規定量の染料によって重合体がどの程度に
濃く染まるかの尺度である。酸性染料で染色すべきポリ
アミドに対しては、染色性は重合体連鎖末端アミン基（
以下アミン末端基と記し、重合体１００万グラム当りの
ダラム当量の巣位で表わす）の濃度に関係する。淡染色
ポリアミド製品は一般に染料に対して作用する１３末端
基を有し、標準染色ポリアミド製品は一般に染料に対し
て作用する３７の末端基を有し、濃染色ポリアミド製品
は染料に対して作用する７６の末端基を有している。ポ
リアミドの染色性は染料単位で測定する。１８０染料単
位の共通基礎値を与えるように各染料種に対して係数を
選ぶ。

発明の要約 ここにポリアミド製品の染色性を制御するための装置と
方法が見出された。

かくして、本発明は、溶融したポリアミド流から製品を
形成させることによって製造するポリアミド製品のアミ
ン末端基含量又は染色性を制御するための方法を提供す
るが、該方法は：練製品の染色性測定又はアミン末端基
測定を周期的な間隔で行ない： 該製品について望ましい染色性又はポリアミド末端基の
数を表わす規定点と染色性測定値又はアミン末端基測定
値を比較し； 該規定点ジアミンからの染色性測定値又はアミン末端基
測定値の偏移に応じて溶融ポリアミドの該流中にジアミ
ンを注入し、該ジアミンは下式：％式％） （染色性変化又はアミン末端基変化） ×（重合体スループット） によって決定し、ここで補正係数は経験的に決定し；且
つ 該ポリアミドと該ジアミンを混合して変化させたアミン
末端基含量を有するポリアミドを提供することから成っ
ている。

本発明の他の局面においては、本発明はポリアミドにジ
アミンを添加することによってポリアミドの染色性又は
アミン末端基含量を制御するための装置を提供するが、
該装置は： 溶融室； 該ジアミンを貯蔵容器から該溶融室に送入するための計
量供給ポンプ； 該ポンプによって該ジアミンを送入する、該ジアミンを
気化させるために適する温度及び圧力に保っである、フ
ラッシュ区域： 該ポンプと該区域の間に配置した逆止め弁；及び 該ジアミンを該溶融室中に注入するための注入弁 から成っている。

本発明においては、ポリアミドのアミン末端基の数は、
初期重合の間に重合体の組成の調整を行なう代りに、製
品を生成させる直前にポリアミドのアミン末端基の数を
調節することができ、それがポリアミド染色性又はアミ
ン末端基含量の偏移へのより迅速な対応を可能とする。

好適実施形態の説明 本発明において使用すべき好適ポリアミドは、ナイロン
１２．１２とナイロン６．６である。

本発明において使用することができるジアミンは、それ
を注入させるべき重合体溶融物の温度において流体状態
にあることが好ましく、２７０℃未満の融点を有するこ
とがもっとも好ましい。もっとも好適なジアミンはへキ
サメチレンジアミン及びドデカメチレンジアミンである
。ヘキサメチレンジアミンはナイロン６．６において用
いることが好ましく、ドデカメチレンジアミンはナイロ
ン１２．１２において使用することが好ましい。

アミン末端基含量は、たとえば過塩素酸滴定のような、
適当な分析方法を用いて定量することができる。

特ｌこ、好適な実施形態においては、通常の製造におけ
るよりも１〜５、もっとも好ましくは１〜３少ないアミ
ン末端基をもつポリアミド樹脂を製造する。生じる製品
の染色性を、次いで、それを製造したのちに測定し、そ
の測定値が望ましい染色性から実質的に偏移していると
きは、溶融した重合体中にジアミンを注入してポリアミ
ドの溶融性を調節する。重合体を５少ない末端基で調製
するときは、θ〜ｌＯ末端基はど染色性を調節すればよ
く、重合体を３少ない末端基で調製するときは、θ〜６
末端基はど染色性を調節すればよい。

０〜１０末端基の範囲でアミン末端基の調節を達成する
ためには、本発明において使用すべきジアミンの水溶液
の濃度を少くとも７０重量％、もつとも好ましくは少く
とも８０重量％とすべきである。通常は、約９０重量％
よりも高い濃度を有するジアミンを使用することは不必
要であり、このような濃度は、保存に費用を要するから
、通常はその使用は望ましくない。このアミン末端基調
節を達成するためのジアミンの計量の正確度は高くなけ
ればならない必要はないが、約±１〜５重量％、もっと
も好ましくは約±２．５〜５重量％の範囲とすべきであ
る。これよりも高い正確度は、コストの問題と必要とす
る装置の複雑性のために、一般に不必要である。ポリア
ミド製品は薄板、繊維、フィルム、容器とすることがで
きる。もっとも好適な製品は繊維である。

望ましいアミン末端基含量又は染色性の変化を得るため
に注入すべきジアミンの注入速度は下式を用いて計算す
る： 注入速度−現行注入速度＋（染色性変化又はアミン末端
基変化）×（重合体スルー プット）Ｘ（補正係数）　　（１） 補正係数は経験的に決定することができ、系によって相
違する。

繊維製造プロセスにおいて溶融したポリアミド中にジア
ミンを注入するための装置の概念図である第１図を参照
して、本発明を、例証の目的のみにより、さらに説明す
る。

この装置は、ポリアミドを計量して挿入するための溶融
室ｌＯ及びポリアミド中にジアミンを注入するための注
入系１２から成っている。

溶融室ｌＯは市販の二軸押出機である。これは重合体加
熱及び運搬区域１４及びそれに続く重合体混練及び溶融
区域１６を包含している。混練区域後に逆ピツチ要素１
８が位置し、これらの要素後に重合体送り出し区域２０
が位置している。重合体送り出し区域は、上流の低圧区
域２２と下流の高圧区域２４を有している。溶融室の出
口２６は紡糸バック３０に通じる移送管路２８に接続し
ている。

注入装置１２は、加熱した管路３４によって積極押出ポ
ンプ３６に接続させた流量計３２を包含し、一方、ポン
プ３６は溶融室１０上に取付けたフラッシュ１１３８に
接続している。ポンプ３６とフラッシュ室３８の間で管
路３４中に逆止め弁３８が配置させである。フラッシュ
室３８に統いて加熱した注入弁４２があり、それは重合
体送り出し区域２０の低圧区域２２の上流中にのびてい
る。

運転においては、重合体は溶融室ｌＯ中をＡで示した矢
印方向で通過する。重合体は先ず重合体加熱及び運搬区
域１４、次いで重合体混線及び溶融区域１６中を通過す
る。逆ピツチ要素１８は重合体の停滞を生じさせて、混
線区域１６の完全な充填を生じさせる。それ故、低圧区
域２２は、排気してあってもよい運搬区域１４から完全
に密封されている。

ジアミンは管路３４中を流れ、その流速を流量計３２に
よって測定する。次いでジアミンをポンプ３６によって
フラッシュ室３９に送入する。逆止め弁４０が７ラツシ
ユ室からポンプ３６へと圧力パルスが移動することを防
止する。さもなければ、このような圧力パルスは、流量
計測定値の正確性とボンンプ３６の効率に悪影響を及ぼ
す。フラッシュ１１３８力）ら蒸発したジアミンは、イ
ンゼクター４２を通って送り出し区域２０の低圧区域２
２に注入される。

低圧区域２２中に注入された蒸発は、送り出し区域２０
及び移送管路２８中を移動するときにポリアミドと緊密
に接触し且つ混合する。このプロセスの間に、ジアミン
は重合体中に拡散する。それがポリアミドと混合するに
つれて、ジアミンはポリアミドと反応して、その染色性
を変化させる。

ポリアミドは移送管路２８中を紡糸バック３０へと移動
してフィラメント３２の形態で押出される。

生成する繊維の染色性を測定して、測定した染色性が望
ましい染色性から偏移している場合に、添加剤の注入速
度を変更する。

別法として、アミン末端基の数を測定してアミン末端基
の数を調製するようにジアミンを添加することもできる
。染色性がなお望ましい水準ではないときは、たとえば
糸冷却速度のような、他の要因が染色性偏移の原因であ
る可能性がある。その場合に、これらの他の要因を調べ
て、必要に応じ、変更することができる。

水性アミンのプロセスへの注入は解重合を生じさせ、そ
のために増大した重合体の含水量によって粘度が低下す
る可能性がある。これは、たとえば、プロセス脱水速度
のような、他のプロセスパラメータの調節によって埋め
合わせることができる。

この装置に変更を施すこともでさる。押出機は、異なる
数のスクリュー又は低圧区域を有していてもよい何らか
の適当な市販の押出機とすることができる。あるいはま
た、スクリュー又はピストンを有する市販の格子溶融機
を用いてもよい。アミンを押出機の高圧区域中に又は押
出機と製品を成形する区域の間の移送管路中に注入する
こともできる。この場合には、比較的高圧のポンプが必
要であるかも知れない。その上、フラッシュ室の代りに
管路３４よりも大きな直径を有する管を用いることもで
きる。この管は外部的な加熱器によって押出機の温度に
加熱することができる。

本発明を以下の実施例によってさらに説明する。

実施例 標準染色水準ナイロン６．６繊維を、第１＠に関して説
明した方法によって製造した。この製造プロセスの間に
、ジアミンを４．８ｍ＋２／分の速度で重合体に注入し
た。生成した繊維の染色水準を約６時間ごとに定期的に
測定した。所望の染色水準は１８０染料単位であった。

公知の統計方法によって、プロセスは望ましい染色水準
以下で進んでいることが認められた。このプロセスに対
する補正係数は後記の方法によって０．０００１８であ
ることが決定された。重合体のスループットは５１０ｋ
ｇ／時であり、必要な補正は統計的に１１染料単位であ
ることが決定された。アミン末端基含量を調節するため
に必要なジアミン注入速度の増大は式（１）に従って約
１．０ｍ＋２／分であることが決定された。それ故、注
入速度を５．８ｍＩ２／分に上げると、約３時間後に染
料水準は１７８染料単位に上昇した。この実施例で使用
した統計的方法については次の文献を参考にした。

一ジェームズ・エム・ルーカス（Ｊ　ａ飄ｅｓＭ、　Ｌ
ｕｃａｓ）　　ｒｖ−マスク制御案の設計および使用」
− 一　「ジャーナル・オブ・クォリティ・テクノロジーＪ
　　（Ｊａｕｒｎａｌ　　ｏｆ　　Ｑｕａｌｉｔｙ　　
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｊ　８巻、１号、１〜１２頁（１
９７６年１月）− 補正係数 式（１）に対する補正係数はジアミン注入速度を変化さ
せて繊維の染料単位の変化を測定することによって、こ
のプロセスに対して経験的に求めた。その結果を第１表
に示す。

第１表 染料種類　　　　　　補正係数 淡色染料　　　　　０．００ＱｌＯ 標準染料　　　　　ｏ、ｏｏｏｔａ 深色染料　　　　　０．０００３１ 本発明の主な特徴および態様を記すと次のとおりである
。

１、溶融したポリアミド流から製品を形成せしめること
によって製造するポリアミド製品の製造の間に０１１品
のアミン末端基含量又は染色性を制御するための方法に
して： 該製品の染色性測定又はアミン末端基測定のいずれかを
周期的な間隔において行ない；染色性測定値又はアミン
末端基測定値を該製品についての望ましい染色性又はア
ミン末端基の数を表わす規定点と比較し： 該規定点からの染色性測定値又はアミン末端基測定値の
偏移に応じて溶融したピポリアミドの該流中にジアミン
を注入し、該ジアミンは式：％式％） （染色性変化又はアミン末端基変化） ×（重合体スループット） によって決定した注入速度で注入し、式中の補正係数は
経験的に決定し； 該ポリアミドと該ジアミンを混合して変化させたアミン
末端基含量を有するポリアミド製品を提供する。

段階から成る該方法。

２、ａジアミンを溶融したポリアミドの線流を含有する
プロセス装置中に注入し、該装置は格子溶融機、押出機
又は移送管路から選択する上記ｌに記載の方法。

３、該ジアミンは重合体溶融温度において流体である上
記ｌに記載の方法。

４、該ジアミンはへキサメチレンジアミン及びドデカメ
チレンジアミンから選択する上記ｌに記載の方法。

５、ポリアミドにジアミンを添加することによってポリ
アミドの染色又はアミン末端基含量を制御するための装
置にして： 溶融室； 該ジアミンを貯蔵容器から該溶融室に送入するための計
量供給ポンプ； ガイポンプによって該ジアミンを送入する、該ジアミン
を気化させるために適する温度及び圧力番二保っである
、フラッシュ区域； 該ポンプと該区域の間に配置した逆止め弁：及び 該ジアミンを該溶融室中に注入するための注入弁 から成る該装置。

６、さらに、該ポンプから上流に位置させた流量計を包
含する上記５に記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は、繊維製造プロセスにおいて溶融したポリアミ
ド中にジアミンを注入するための装置の概念図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融したポリアミド流から製品を形成せしめること
   によって製造するポリアミド製品の製造の間に該製品の
   アミン末端基含量又は染色性を制御するための方法にし
   て： 該製品の染色性測定又はアミン末端基測定のいずれかを
   周期的な間隔において行ない； 染色性測定値又はアミン末端基測定値を該製品について
   の望ましい染色性又はアミン末端基の数を表わす規定点
   と比較し； 該規定点からの染色性測定値又はアミン末端基測定値の
   偏移に応じて溶融したピポリアミドの該流中にジアミン
   を注入し、該ジアミンは式：注入速度＝現行注入速度＋
   （補正係数）× （染色性変化又はアミン末端基変化） ×（重合体スループット） によって決定した注入速度で注入し、式中の補正係数は
   経験的に決定し； 該ポリアミドと該ジアミンを混合して変化させたアミン
   末端基含量を有するポリアミド製品を提供する。 段階から成る該方法。 ２、ポリアミドにジアミンを添加することによってポリ
   アミドの染色性又はアミン末端基含量を制御するための
   装置にして： 溶融室； 該ジアミンを貯蔵容器から該溶融室に送入するための計
   量供給ポンプ； 該ポンプによって該ジアミンを送入する、該ジアミンを
   気化させるために適する温度及び圧力に保ってある、フ
   ラッシュ区域； 該ポンプと該区域の間に配置した逆止め弁；及び 該ジアミンを該溶融室中に注入するための注入弁 から成る該装置。