JPH0645682B2 - アジピン酸、テレフタル酸およびヘキサメチレンジアミンを原料とする共重合ポリアミドの製造方法 - Google Patents
アジピン酸、テレフタル酸およびヘキサメチレンジアミンを原料とする共重合ポリアミドの製造方法Info
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- JPH0645682B2 JPH0645682B2 JP60035427A JP3542785A JPH0645682B2 JP H0645682 B2 JPH0645682 B2 JP H0645682B2 JP 60035427 A JP60035427 A JP 60035427A JP 3542785 A JP3542785 A JP 3542785A JP H0645682 B2 JPH0645682 B2 JP H0645682B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は単量体を少なくとも250℃の温度、少なくと
も35バールの圧力で予備縮合(precondense)し、つ
いで、通常の手法で縮重合を完成させることによる、2
5乃至48重量%のヘキサメチレンテレフタラミド単位
を含有するアジピン酸、テレフタル酸およびヘキサメチ
レンジアミンを原料とする共重合ポリアミドの製造方法
に関するものである。
も35バールの圧力で予備縮合(precondense)し、つ
いで、通常の手法で縮重合を完成させることによる、2
5乃至48重量%のヘキサメチレンテレフタラミド単位
を含有するアジピン酸、テレフタル酸およびヘキサメチ
レンジアミンを原料とする共重合ポリアミドの製造方法
に関するものである。
ポリアミド−6およびポリアミド−66のようなポリア
ミドはその大きな硬度、剛性および熱時寸法安定性を特
色としている。これらは耐摩耗性(abrasion resistan
t)、耐消耗性(wear resistant)であり、多くの化学
薬品に対して耐薬品性である。これらのポリアミドは、
したがつて、たとえば自動車産業において技術的な成形
部品の製造に広く用いられている。
ミドはその大きな硬度、剛性および熱時寸法安定性を特
色としている。これらは耐摩耗性(abrasion resistan
t)、耐消耗性(wear resistant)であり、多くの化学
薬品に対して耐薬品性である。これらのポリアミドは、
したがつて、たとえば自動車産業において技術的な成形
部品の製造に広く用いられている。
しかし、多くの使用目的において成形部品を高温にさら
すことが必要である。このことは特に強化製品について
あてはまる。アジピン酸、テレフタル酸およびヘキサメ
チレンジアミンのある種の共重合ポリアミドはこの要求
に合致する。これらの製造はDE−PS第929,15
1号に、これらのフイルム製造への使用はヨーロツパ特
許出願第34757号に記載され、また、外形押出し
(extrusion of profile)用のガラス繊維強化材料への
これらの使用は西ドイツ公開明細書第2,927,01
8号に開示されている。英国特許第1,114,541
号によれば18重量%以上のポリ−(ヘキサメチレンテ
レフタラミド)を含有する共重合ポリアミドの軟化点は
265℃以上に上昇し、また、DP第929,151号
は20重量%のポリ−(ヘキサメチレンテレフタラミ
ド)を含有する共重合ポリアミドに関して249℃の融
点を示している。DOS第1,669,453号はポリ
アミド繊維の核形成剤(nucleating agent)として使用
し得るアジピン酸、テレフタル酸、ヘキサメチレンジア
ミンの共重合ポリアミドについて記載している。しか
し、これらの共重合ポリアミドは融点が高いために射出
成形材料としての使用には不適当である。DOS第1,
745,076号にはアジピン酸、テレフタル酸および
ヘキサメチレンジアミンを原料とする共重合ポリアミド
の製造を容易にするために、縮重合の前に、または縮重
合中にスルフオンアミド類を添加することをすすめてい
る。
すことが必要である。このことは特に強化製品について
あてはまる。アジピン酸、テレフタル酸およびヘキサメ
チレンジアミンのある種の共重合ポリアミドはこの要求
に合致する。これらの製造はDE−PS第929,15
1号に、これらのフイルム製造への使用はヨーロツパ特
許出願第34757号に記載され、また、外形押出し
(extrusion of profile)用のガラス繊維強化材料への
これらの使用は西ドイツ公開明細書第2,927,01
8号に開示されている。英国特許第1,114,541
号によれば18重量%以上のポリ−(ヘキサメチレンテ
レフタラミド)を含有する共重合ポリアミドの軟化点は
265℃以上に上昇し、また、DP第929,151号
は20重量%のポリ−(ヘキサメチレンテレフタラミ
ド)を含有する共重合ポリアミドに関して249℃の融
点を示している。DOS第1,669,453号はポリ
アミド繊維の核形成剤(nucleating agent)として使用
し得るアジピン酸、テレフタル酸、ヘキサメチレンジア
ミンの共重合ポリアミドについて記載している。しか
し、これらの共重合ポリアミドは融点が高いために射出
成形材料としての使用には不適当である。DOS第1,
745,076号にはアジピン酸、テレフタル酸および
ヘキサメチレンジアミンを原料とする共重合ポリアミド
の製造を容易にするために、縮重合の前に、または縮重
合中にスルフオンアミド類を添加することをすすめてい
る。
35重量%以上のポリ(ヘキサメチレンテレフタラミ
ド)を含有する共重合ポリアミドは融点がポリ(ヘキサ
メチレンアジパミド)のそれよりもかなり高く、また、
その凝固点が75℃以上であるので特に適している。し
かし、これらの、現状の技術により製造した共重合ポリ
アミドはその性質が一定でなく、特に、たとえばこれら
の生成物をオートクレーブ中で調製する場合のように現
行技術の教示するところに従つて予備縮合を220℃の
領域の温度で行ない、長い昇温時間を要するならば、再
現性のある生成物は公知の製法によつては得られない。
したがつて、一定の全体組成(overall composition)
を有する共重合ポリアミドも製造条件により融点におい
て10℃以上異なるのみでなく、凝固点においても5℃
以上の差があることがある。その上、現状技術により製
造した共重合ポリアミドはギ酸に完全には溶解しない。
この不溶部分は共重合ポリアミドの強度(strength)お
よび強じん性(tough-ness)を損ない、製品に衝撃を加
えたときに容易にひび割れする原因となるのである。
ド)を含有する共重合ポリアミドは融点がポリ(ヘキサ
メチレンアジパミド)のそれよりもかなり高く、また、
その凝固点が75℃以上であるので特に適している。し
かし、これらの、現状の技術により製造した共重合ポリ
アミドはその性質が一定でなく、特に、たとえばこれら
の生成物をオートクレーブ中で調製する場合のように現
行技術の教示するところに従つて予備縮合を220℃の
領域の温度で行ない、長い昇温時間を要するならば、再
現性のある生成物は公知の製法によつては得られない。
したがつて、一定の全体組成(overall composition)
を有する共重合ポリアミドも製造条件により融点におい
て10℃以上異なるのみでなく、凝固点においても5℃
以上の差があることがある。その上、現状技術により製
造した共重合ポリアミドはギ酸に完全には溶解しない。
この不溶部分は共重合ポリアミドの強度(strength)お
よび強じん性(tough-ness)を損ない、製品に衝撃を加
えたときに容易にひび割れする原因となるのである。
驚くべきことには、単量体水溶液を予備縮合のために少
なくとも250℃の温度に、好ましくは少くとも260
℃に極めて急速に加熱し、ついで、生成した予備縮合物
の公知の手法による縮合を完結させて所望の分子量にす
ることにより、アジピン酸、テレフタル酸およびヘキサ
メチレンジアミンの、比較的高いテレフタル酸含量を有
し、改良された特性を有する共重合ポリアミドが得られ
ることが見出された。
なくとも250℃の温度に、好ましくは少くとも260
℃に極めて急速に加熱し、ついで、生成した予備縮合物
の公知の手法による縮合を完結させて所望の分子量にす
ることにより、アジピン酸、テレフタル酸およびヘキサ
メチレンジアミンの、比較的高いテレフタル酸含量を有
し、改良された特性を有する共重合ポリアミドが得られ
ることが見出された。
かくて、本発明は単量体の40乃至70重量%水溶液、
好ましくは45乃至65重量%水溶液を少なくとも35
バールの圧力下で少なくとも250℃に、好ましくは2
60乃至300℃に、15分以内で、好ましくは1乃至
10分間で加熱し、260乃至300℃の温度、1乃至
40バール、好ましくは1乃至35バールの圧力で、1
段階または2段階以上で、1.5乃至2.4、好ましく
は1.8乃至2.3の相対粘度を有する予備縮合物が得
られるまで水を留去し、得られた予備縮合物を常圧で、
公知の手法により後縮合(after-condence)させること
による、25乃至48重量%、好ましくは30乃至45
重量%のヘキサメチレンテレフタラミド単位を含有し、
ギ酸に完全に溶解するアジピン酸、テレフタル酸および
ヘキサメチレンジアミンの均一なポリアミドの製造方法
に関するものである。
好ましくは45乃至65重量%水溶液を少なくとも35
バールの圧力下で少なくとも250℃に、好ましくは2
60乃至300℃に、15分以内で、好ましくは1乃至
10分間で加熱し、260乃至300℃の温度、1乃至
40バール、好ましくは1乃至35バールの圧力で、1
段階または2段階以上で、1.5乃至2.4、好ましく
は1.8乃至2.3の相対粘度を有する予備縮合物が得
られるまで水を留去し、得られた予備縮合物を常圧で、
公知の手法により後縮合(after-condence)させること
による、25乃至48重量%、好ましくは30乃至45
重量%のヘキサメチレンテレフタラミド単位を含有し、
ギ酸に完全に溶解するアジピン酸、テレフタル酸および
ヘキサメチレンジアミンの均一なポリアミドの製造方法
に関するものである。
後縮合は予備縮合物を固化させたのちに、固相で行なつ
てもよい。たとえば米国特許第2,361,717号の
図Iに記載されているような装置を本件共重合ポリアミ
ドの製造に用いることができる。
てもよい。たとえば米国特許第2,361,717号の
図Iに記載されているような装置を本件共重合ポリアミ
ドの製造に用いることができる。
本発明記載の方法により製造した共重合ポリアミドはギ
酸に完全に溶解する。公知の方法により製造した生成物
と比較してガラス転位点が高く、水分吸収率が低く、強
じん性が改善されている。これらは、射出成形機または
押出し機のような通常の市販の機械で加工することがで
きる。
酸に完全に溶解する。公知の方法により製造した生成物
と比較してガラス転位点が高く、水分吸収率が低く、強
じん性が改善されている。これらは、射出成形機または
押出し機のような通常の市販の機械で加工することがで
きる。
通常の添加物および補助剤、たとえば潤滑剤および離型
剤、安定剤、難燃剤および充填剤、とくに全混合物を基
準にして10乃至60重量%の量のガラス繊維を本発明
記載の方法により製造した共重合ポリアミドに添加する
ことができる。その他の使用し得る充填剤および強化材
には微小ガラスビーズ、白堊chalk)、各種の石英たと
えばノバキユライト(novaculite)、ケイ酸塩たとえば
アスベスト、長石(feldspar)、雲母、タルクもしくは
ケイ灰石(wollastonite)、または、か焼(calcine)
した形のもしくはか焼していない形のカオリンなどが含
まれる。染料及び顔料とくにカーボンブラツクおよび/
またはニグロシン塩基(nigrosine base)ならびに衝撃
強度改良剤たとえばエチレン共重合体、ポリ(メタ)ア
クリレートおよびグラフトしたポリブタジエンをベース
とするものも使用し得る。
剤、安定剤、難燃剤および充填剤、とくに全混合物を基
準にして10乃至60重量%の量のガラス繊維を本発明
記載の方法により製造した共重合ポリアミドに添加する
ことができる。その他の使用し得る充填剤および強化材
には微小ガラスビーズ、白堊chalk)、各種の石英たと
えばノバキユライト(novaculite)、ケイ酸塩たとえば
アスベスト、長石(feldspar)、雲母、タルクもしくは
ケイ灰石(wollastonite)、または、か焼(calcine)
した形のもしくはか焼していない形のカオリンなどが含
まれる。染料及び顔料とくにカーボンブラツクおよび/
またはニグロシン塩基(nigrosine base)ならびに衝撃
強度改良剤たとえばエチレン共重合体、ポリ(メタ)ア
クリレートおよびグラフトしたポリブタジエンをベース
とするものも使用し得る。
本件共重合ポリアミドは各種の成形部品たとえば射出成
形部品、板、フイルムおよび繊維の製造に特に適してい
る。これらは特に技術的装置の器械部品の製造に、およ
び自動車の組立てに用いられる。電機部門も他の応用分
野の一つである。
形部品、板、フイルムおよび繊維の製造に特に適してい
る。これらは特に技術的装置の器械部品の製造に、およ
び自動車の組立てに用いられる。電機部門も他の応用分
野の一つである。
相対粘度は本件ポリアミドの1重量%m−クレゾール溶
液で25℃で測定する。下記実施例中の部および百分比
は全て重量部および重量%である。
液で25℃で測定する。下記実施例中の部および百分比
は全て重量部および重量%である。
実施例 1 共重合ポリアミドの連続製法は、たとえば米国特許第
2,361,717号の図Iに記載された装置で実施し
得る。
2,361,717号の図Iに記載された装置で実施し
得る。
11.7部のテレフタル酸、16.8部のアジピン酸お
よび21.5部のヘキサメチレンジアミン(共重合ポリ
アミドを基準にして40重量%のポリアミド6T含量に
相当)を含有する塩の50%水溶液を80℃に加熱した
容器から直径10mm、長さ6メートルの油浴で280℃
に加熱したコイルに70バールの圧力で圧入通過させ
る。塩溶液の通過速度は3,000g/hである。つい
で、この反応混合物を圧力開放バルブ(pressure relea
se valve)を通して290℃に加熱した直径10mm、長
さ12mの第2コイル中に開放、通過させる。この第2
コイルは末端が280℃に加熱した円筒形容器に接続さ
れており、この円筒形容器中でポリアミドの熔融物が水
蒸気と分離される。水蒸気は円筒形容器から第2の開放
バルブを通して噴出し、凝縮する、第2コイルと円筒形
容器の圧力は30バールに調節する。ポリアミド熔融物
はギアホイールポンプ(gear wheelpump)で蒸発用の排
気孔のついた短いスクリユーに運ばれ、そこでさらに縮
合する。ついで、このポリアミド熔融物を回転脱水(sp
in off)し、水浴中で冷却し、造粒する。この粒状物は
1%m−クレゾール溶液で、25℃でウベローデ(Ubbe
lohde)粘度計を用いて測定して2.1の相対粘度を有
する。この低分子量ポリアミド粒状物を回分法で(batc
h-wise)、固相で、管状乾燥器中で、窒素気流中、20
0℃で8時間、所望の最終粘度3が得られるまで後縮合
する。
よび21.5部のヘキサメチレンジアミン(共重合ポリ
アミドを基準にして40重量%のポリアミド6T含量に
相当)を含有する塩の50%水溶液を80℃に加熱した
容器から直径10mm、長さ6メートルの油浴で280℃
に加熱したコイルに70バールの圧力で圧入通過させ
る。塩溶液の通過速度は3,000g/hである。つい
で、この反応混合物を圧力開放バルブ(pressure relea
se valve)を通して290℃に加熱した直径10mm、長
さ12mの第2コイル中に開放、通過させる。この第2
コイルは末端が280℃に加熱した円筒形容器に接続さ
れており、この円筒形容器中でポリアミドの熔融物が水
蒸気と分離される。水蒸気は円筒形容器から第2の開放
バルブを通して噴出し、凝縮する、第2コイルと円筒形
容器の圧力は30バールに調節する。ポリアミド熔融物
はギアホイールポンプ(gear wheelpump)で蒸発用の排
気孔のついた短いスクリユーに運ばれ、そこでさらに縮
合する。ついで、このポリアミド熔融物を回転脱水(sp
in off)し、水浴中で冷却し、造粒する。この粒状物は
1%m−クレゾール溶液で、25℃でウベローデ(Ubbe
lohde)粘度計を用いて測定して2.1の相対粘度を有
する。この低分子量ポリアミド粒状物を回分法で(batc
h-wise)、固相で、管状乾燥器中で、窒素気流中、20
0℃で8時間、所望の最終粘度3が得られるまで後縮合
する。
第1コイル中の反応混合物の滞留時間は約9.5分であ
り、この混合物は約3分後には280℃の温度に加熱さ
れている。第1の圧力解放後、温度は速やかに250℃
に降下する。この混合物は第2コイル中で290℃に加
熱され、コイルと蒸気分離器との中の平均滞留時間、約
10分ののち、この物質はスクリユー中で約5分以内に
縮合して相対粘度2.1のポリアミドになる。
り、この混合物は約3分後には280℃の温度に加熱さ
れている。第1の圧力解放後、温度は速やかに250℃
に降下する。この混合物は第2コイル中で290℃に加
熱され、コイルと蒸気分離器との中の平均滞留時間、約
10分ののち、この物質はスクリユー中で約5分以内に
縮合して相対粘度2.1のポリアミドになる。
実施例 2 9.7部のテレフタル酸、18.8部のアジピン酸、2
1.6部のヘキサメチレンジアミンおよび50部の水
の、ポリ(ヘキサメチレンジアミンテレフタル酸アミ
ド)33重量%に相当する塩の水溶液を原料とし、実施
例1に記載した製造方法により、2.3の溶液粘度を有
する低粘度ポリアミドを製造する。窒素気流中200℃
で6時間、固相で後縮合させると所望の相対粘度2.9
を有する共重合ポリアミドが得られる。
1.6部のヘキサメチレンジアミンおよび50部の水
の、ポリ(ヘキサメチレンジアミンテレフタル酸アミ
ド)33重量%に相当する塩の水溶液を原料とし、実施
例1に記載した製造方法により、2.3の溶液粘度を有
する低粘度ポリアミドを製造する。窒素気流中200℃
で6時間、固相で後縮合させると所望の相対粘度2.9
を有する共重合ポリアミドが得られる。
実施例 3 14.1部のテレフタル酸、14.6部のアジピン酸、
21.4部のヘキサメチレンジアミンおよび50部の水
の、ポリ(ヘキサメチレンジアミンテレフタル酸アミ
ド)48重量%に相当する塩の水溶液を原料とし、実施
例1に記載した製造方法により、1.9の相対粘度を有
する低粘度ポリアミドを製造する。窒素気流中200℃
で12時間、固相で後縮合させると所望の相対粘度3.
0を有する共重合ポリアミドが得られる。
21.4部のヘキサメチレンジアミンおよび50部の水
の、ポリ(ヘキサメチレンジアミンテレフタル酸アミ
ド)48重量%に相当する塩の水溶液を原料とし、実施
例1に記載した製造方法により、1.9の相対粘度を有
する低粘度ポリアミドを製造する。窒素気流中200℃
で12時間、固相で後縮合させると所望の相対粘度3.
0を有する共重合ポリアミドが得られる。
比較例 1 40重量%のヘキサメチレンテレフタラミド単位を含有
するアジピン酸、テレフタル酸およびヘキサメチレンジ
アミンの共重合ポリアミドの回分式製造。
するアジピン酸、テレフタル酸およびヘキサメチレンジ
アミンの共重合ポリアミドの回分式製造。
a) 塩溶液の製造。1727g(10.39モル)の
テレフタル酸を4329gの蒸留水にけん濁させたけん
濁液に3975gのヘキサメチレンジアミン80%水溶
液(ヘキサメチレンジアミン27.37モル)を窒素雰
囲気中90乃至95℃で撹拌しながら、ゆつくり添加
し、ついで、2480g(16.96モル)のアジピン
酸を添加して透明な溶液にする。この溶液をpH7.0
に調節するが、このpHは固体分含量が5%になるまで
希釈したのちに測定する。分子量を制限するために、さ
らに30gのアジピン酸を添加したのち、約56%の溶
液をオートクレーブに入れる。
テレフタル酸を4329gの蒸留水にけん濁させたけん
濁液に3975gのヘキサメチレンジアミン80%水溶
液(ヘキサメチレンジアミン27.37モル)を窒素雰
囲気中90乃至95℃で撹拌しながら、ゆつくり添加
し、ついで、2480g(16.96モル)のアジピン
酸を添加して透明な溶液にする。この溶液をpH7.0
に調節するが、このpHは固体分含量が5%になるまで
希釈したのちに測定する。分子量を制限するために、さ
らに30gのアジピン酸を添加したのち、約56%の溶
液をオートクレーブに入れる。
(b) 塩溶液の重縮合。塩溶液をオートクレーブ中、窒
素雰囲気下で撹拌しながら、50分以内に210℃まで
加熱し、この工程中、圧力を20バールに調節する。2
時間の間に温度は260℃に上昇する、圧力は、圧力解
放により一定に保たれる。つづいて、2時間以内に圧力
を完全に解放するが、温度は285〜290℃まで上昇
する。さらに1時間後、共重合ポリアミドを回転脱水
し、水浴中で冷却し、造粒して乾燥する。生成物の相対
粘度は3.1である。
素雰囲気下で撹拌しながら、50分以内に210℃まで
加熱し、この工程中、圧力を20バールに調節する。2
時間の間に温度は260℃に上昇する、圧力は、圧力解
放により一定に保たれる。つづいて、2時間以内に圧力
を完全に解放するが、温度は285〜290℃まで上昇
する。さらに1時間後、共重合ポリアミドを回転脱水
し、水浴中で冷却し、造粒して乾燥する。生成物の相対
粘度は3.1である。
実施例1で連続的に製造した40重量%のポリアミド6
Tを含有する共重合ポリアミドおよび比較例1で回分法
で製造したものは下記の特性を有する。
Tを含有する共重合ポリアミドおよび比較例1で回分法
で製造したものは下記の特性を有する。
フロントページの続き (72)発明者 ルウトウイツヒ・ボツテンブルフ ドイツ連邦共和国デー4150クレーフエルト 1・ベーラーシユトラーセ 5 (72)発明者 ハインツ‐ヨゼフ・フユルマン ドイツ連邦共和国デー5090レーフエルクー ゼン1・ハイマンシユトラーセ 30 (56)参考文献 特公 昭34−4843(JP,B1)
Claims (5)
- 【請求項1】単量体の40乃至70重量%水溶液を少な
くとも35バールの圧力下で250〜300℃に1〜1
5分の間加熱し、1〜40バールの圧力下、260〜3
00℃の温度で1段階で、または2段階以上で水を留去
し、この時に、1.5〜2.4の相対粘度を有する予備
縮合物を得、これを公知の手法で最終生成物まで後縮合
させることを特徴とする、25乃至48重量%のヘキサ
メチレンテレフタラミド単位および52乃至75重量%
のヘキサメチレンアジパミド単位を含有する、アジピン
酸、テレフタル酸およびヘキアメチレンジアミンを原料
とする共重合ポリアミドの製造方法。 - 【請求項2】単量体の45乃至65重量%水溶液を使用
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の製造
方法。 - 【請求項3】単量体水溶液を260乃至300℃に加熱
することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の製造
方法。 - 【請求項4】単量体水溶液の加熱を1乃至10分の間に
行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3
項のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項5】生成した予備縮合物が1.8乃至2.3の
相対粘度を有するものであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の製造方法。
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