JPS6239610B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の対象） 本発明は、高級脂肪族ω−アミノ酸の連続重縮
合方法及びこれに使用される装置に関するもので
ある。 （背景） 11−アミノウンデカン酸及び／又は12−アミノ
ドデカン酸（原料、またはω−アミノ酸ともい
う）からなる得られたポリウンデカンアミド（ナ
イロン11）やポリドデカアミド（ナイロン12）
は、低温衝撃性、耐薬品性等がすぐれているため
有用されている。 そして、このω−アミノ酸からのナイロン11や
ナイロン12は、前記ω−アミノ酸の粉粒体を水に
懸濁させた懸濁物をつくること、該懸濁物を加熱
して水を蒸発させ、ω−アミノ酸を融解すること
及び得られたω−アミノ酸融解物を重縮合させる
ことから得られる（英国特許第790170号明細
書）。 ところがこの方法は水を使用しているためその
水を蒸発させて、ω−アミノ酸を濃縮するのに多
量の熱エネルギーを必要とする。そこで水を使用
しないで直接ω−アミノ酸を重縮合することが考
えられるが、回分式重縮合法と異なり連続的な重
縮合法にあつては、ω−アミノ酸は粉粒体である
がためと融解後直ちに重縮合反応が生ずることか
ら円滑に連続化することができないという問題を
伴なう。 （目的） 本発明の目的はω−アミノ酸粉粒体を水に懸濁
させることなく、連続的かつ円滑に重縮合させる
方法及び装置の提供にある。 （構成） 本発明の上記目的は、11−アミノウンデカン酸
及び／又は12−アミノドデカン酸からなるポリア
ミド原料の粉粒体を、該原料に対して不活性なガ
スで包むこと、 不活性ガスで包まれた前記粉粒体を、液体を同
伴させることなく融角器に供給して融解するこ
と、及び ただちに、ω−アミノ酸の重縮合反応器へ、得
られた融解体の供給を行なつて前記原料を加熱重
縮合せしめること、特に前記融解体の供給を、ポ
リアミド原料の粉粒体が融解しはじめてから20分
以内に完了せしめることによつて達成される。 またこの方法を効果的に達成せしめるには次の
装置を使用する。即ち 11−アミノウンデカン酸及び／又は12−アミノ
ドデカン酸からなるポリアミド原料の粉粒体を融
解して融解体を得るための融解器、及び該融解体
をただちに重縮合せしめるために、前記融解器に
管路を介し、または介することなく接続してなる
筒状の重縮合反応器 の少なくとも二つの大要素を包含する重縮合反応
装置において 前記融角器が、次の小要素から構成されている
高級脂肪族ω−アミノ酸の連続重縮合装置； (1) 上部に前記粉粒体の供給口を有し、下部に載
頭円錐状又は角錐状の底部を有し、該底部の載
頭部分が前記粉粒体の排出口をなしている容
器、 (2) 前記排出口の上下中心線上を、実質上、垂直
方向に上下動するピストン、 (3) 前記排出口の下方に連続して設けられ、格子
状の熱板を内蔵する室であつて、その横断面積
が前記排出口の横断面積と等しいか、大きくな
つている前記粉粒体の融解室。 （構成の詳細な説明） 以下具体的に図面（第１図は連続重縮合装置の
側面図、第２図は融解器の縦断面図をそれぞれ示
す。第３図は原料の融解がはじまつてからどれ位
で重縮合が進むかを示すグラフである）に沿つて
最初本発明の装置の構造を、次いでその装置を使
つての本発明法を詳述する。 本発明の装置は融解器Ａと重縮合反応器Ｂの二
つの大要素から構成される。融解器Ａは11−アミ
ノウンデカン酸及び／又は12−アミノドデカン酸
からなるポリアミド原料の粉粒体を融解して、前
記原料の融解体を得るためのものである。融解器
Ａは、後述する小要素からなる。重縮合反応器Ｂ
は、前記融解体をただちに重縮合せしめるための
もので、融解体を流通下降させるための管路を介
し、または介することなく融解器と接続している
筒状の反応器である。第１図においては管路を介
することなく融解器Ａと重縮合反応器Ｂとが接続
している様子が描かれている。 融解器Ａは、第２図に示されるように、容器
１、ピストン２及び融解室３の三つの小要素を少
なくとも具備している。容器１はその上部に前記
ポリアミド原料の粉粒体４の供給口５を有し、下
部に載頭円錐状又は角錐状の底部６を本体７の一
部として有している。底部６の載頭部分８は、粉
粒体４が容器１から排出するための排出口９とな
つている。ピストン２は、排出口９における上下
方向の中心線Ｃ上を実質上垂直方向に上下動す
る。上下動は任意の手段によつて行なわれるが、
好ましくはエアシリンダー１０によつて行なわれ
る。また、ピストン２は、垂直方向の上下動を円
滑にし、かつ効率的にその機能を発輝させるため
に、ガイド１１の中を上下動するようになつてい
る。ガイド１１は好ましくは、排出口９と略同じ
横断面形状と大きさを有する円筒状のもので、底
部６の高さにおいてはその周囲に粉粒体４の取入
口１２が穿れている。ガイド１１は場合によつて
は排出口９の周囲壁１３を兼ねていてもよいし、
更に排出口９の延長部分１４を構成してもよい。 融解室３は前記粉粒体を融解するための室であ
つて、排出口９の下方に連続して設けられてお
り、その横断面積S₁は、排出口９の横断面S₂より
大きい。そしてその内部には格子状の熱板１５を
内蔵している。なお上記における横断面積S₁とは
排出口９と熱板１５との間の上下位置における任
意筒所の横断面積を意味する。従つて融解室の上
部本体１６は、例えば載頭円錐状をなしていると
いえる。そして熱板１５の下方の下部本体１７は
融解体を集めやすくするために紋り構造の底部１
８となつておりそれに連設している管路１９は重
縮合反応器に接続している。 上記装置による本発明法は、次のごとく実施さ
れる。 本発明の対象なるポリアミド原料は11−アミノ
ウンデカン酸及び12−アミノドデカン酸から選ば
れる少なくとも１種のω−アミノ酸の粉粒体であ
る。この原料は常温で固体であり、かつ工業的に
は粉粒体で得られる。粉粒体の中でも好ましくは
平均粒径0.05〜４mmの粉体を使用すると本発明の
効果が顕著に発揮される。 本発明の最初の操作は不活性ガスで原料の粉粒
体を包むことである。ここで包むとは粉粒体を大
気と遮断した室、容器に入れて不活性ガスをもつ
てその容器内の空気を追い出し粉粒体同志の空〓
に不活性ガスを詰めることを意味する。かかる操
作は容器１の中においても可能であるが、好まし
くは容器１に粉粒体を供給する前に、別個に設け
られた容器（図示なし）において実施される。本
発明法においては不活性ガスで粉粒体を包んでか
ら容器１に供給しないと、後述の融解操作を不活
性ガス供給操作と同時に行なつても粉粒体、特に
粉体相互間の空〓から空気を追い出すことが十分
できず、品質の劣化したポリアミドしか得られな
いからである。 本発明の第２の操作は不活性ガス包まれた粉粒
体を、それに液体を同伴させることなく融解する
ことである。これは容器１の供給口５から、粉粒
体４を、容器１内に供給し、容器１内充填された
粉粒体４をピストン２により融解室３へ押込むこ
とによつて達成される。融解室３への粉粒体４の
押込み操作は、ピストン２をエアシリンダ１０の
操作により垂直方向に上下動させることにより行
なわれる。ピストン２を上方に移動させるとガイ
ド１１の下方に穿れている取入口１２からガイド
内に粉粒体４が入り、それがピストン２の下方移
動により下方に強制的に下降させられ排出口９よ
り、融解室３に供給される。なお、取入口１２へ
の粉粒体の供給は、容器１の底部６が載頭円錐状
または角錐状となつているので、容器１に粉粒体
が充填されておれさえすれば、自動的に行なわれ
る。 融解室３の横断面積S₁が、排出口９の横断面積
S₂より大きくなつているから、排出口９内の粉粒
体は融解室３内で格子状熱板１５で融解された量
に相当する量だけ、自然に落下し、熱板１５の上
に堆積する。そしてそれが順次融解する。 融解した粉粒体からの融解体は底部１８に集め
られ管路１９を介し、重縮合反応器に送られる。 本発明においては、融解体が形成後、20分以
内、好ましくは５分以内で融解体が重縮合装置に
到達するようにしなければならない。というのは
本発明の対象であるω−アミノ酸は融解後、前記
時間を経過すると重縮合反応の進行によつて、融
解室内で重合体が形成し融解室から重縮合反応器
へ融解体の移送を不可能にするからである。この
現象は従来公知の液体を同伴させて重合する方法
においては液体（水分）が、その重合進行を抑制
し認められない。 重縮合反応器においては常圧、加圧、減圧下で
220〜290℃、好ましくは240〜270℃で融解体の重
縮合反応を行なわせると、ポリアミドが得られ
る。これは周知の方法で一たんペレツトとされる
か、直接繊維状物として製品とされる。 （効果） 本発明の方法および装置によると次の効果が発
揮される。 (1) ω−アミノ酸原料に液体を同伴させることな
く、本法にて重縮合反応器に直接融解供給する
ことによつて、同伴液体を重縮合反応器にて除
去する必要がなく、重縮合反応器における加熱
エネルギーを削減できる効果がある。 (2) ω−アミノ酸原料を融解後、重縮合反応器に
20分以内に供給することにより、融解直後より
生ずる、融解液の重縮合反応の進行にともなう
高粘度化による供給配管での閉塞現象を防止す
ることができ、連続的に、安定してω−アミノ
酸原料を重縮合反応器に供給することができる
効果がある。 (3) 本発明での融解器を使用することによつて、
粉粒状ω−アミノ酸原料を連続的に安定して融
解させ、重縮合反応器に供給することができ
る。 実施例 １ 平均粒径200μのω−アミノドデカン酸粒子内
および粒子間に含有される空気を真空吸引−窒素
充填法によつて置換後、第２図に示された融解器
にて、30Kg／hrの融解速度で連続的に融解し、３
段加熱ジヤケツトを有する内径300〓、高さ３^mの
円筒型重縮合反応器に連続供給する。 融解器の熱板温度は230℃に設定され、ピスト
ンの周期的上下作動により、供給されたω−アミ
ノドデカン酸は熱板格子に接触し加熱融解され、
融解液は約30秒を要して、重縮合反応器に連続的
に供給される。重縮合反応器の加熱ジヤケツトは
上段が260℃、中段が250℃、下段が240℃に保持
される。重縮合反応を終了した溶融液は、重縮合
反応器から、定量ポンプによつて、27.3Kg／hrの
吐出量でストランド状に紡出後・冷却浴にて冷却
されカツターにてペレツト状の製品となる。 本装置の運転は極めて安定しており、スタート
から約６ケ月経過後にも、融解器および重縮合反
応器とも異常はなく生産されたペレツト色調も良
好であり、ポリマ中に異物等みられなかつた。 実施例 ２ （この実施例は融解体を形成しはじめてから、
どの程度の時間内で重縮合反応器へ融解体を移送
すべきかを調べるものである。） 平均粒径200〓の粒体状のω−アミノウンデカ
ン酸を原料とし、本特許記載の融解器を使用し、
ω−アミノウンデカン酸を240℃で融解し、その
融解液の融解後の時間と粘度を測定し表１および
第３図に示す結果を得た。 融解開始後、本特許請求の範囲の融解後の時間
20分を経過すると、その融解液の粘度が急激に上
昇し、その融解液の重縮合反応器への供給が困難
になつた。融解後20分以内の融解液の粘度は、融
解器から重縮合反応器に移送するに関して充分低
い粘度であり、融解器から重縮合反応器に安定か
つ容易に供給することができた。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の側面図を、第２図は融
解器の縦断面図を示す。第３図はω−アミノ酸粉
粒体を融解後どの位時間がたつと重縮合するかを
示すグラフである。 Ａ：融解器、Ｂ：重縮合反応器、Ｃ：中心線、
１：容器、２：ピストン、３：融解室、４：粉粒
体、５：供給口、６：載頭円錐又は角錐状部、
８：載頭部分、９：排出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 11−アミノウンデカン酸及び／又は12−アミ
   ノドデカン酸からなるポリアミド原料の粉粒体
   を、該原料に対して不活性なガスで包むこと、 不活性ガスで包まれた前記粉粒体を、液体を同
   伴させることなく融解器に供給して融解するこ
   と、及び、 ただちにω−アミノ酸の重縮合反応器へ、得ら
   れた融解体の供給を行なつて前記原料を加熱重縮
   合せしめることからなる高級脂肪族ω−アミノ酸
   の連続重縮合方法。 ２ 融解体の供給を、ポリアミド原料の粉粒体が
   融解しはじめてから20分以内に完了する特許請求
   の範囲第１項記載の高級脂肪族ω−アミノ酸の連
   続重縮合方法。 ３ 11−アミノウンデカン酸及び／又は12−アミ
   ノドデカン酸からなるポリアミド原料の粉粒体を
   融解して融解体を得るための融解器、及び 該融解体をただちに重縮合せしめるために、前
   記融解器に管路を介し、または介することなく接
   続してなる筒状の重縮合反応器 の少なくとも二つの大要素を包含する重縮合反応
   装置において 前記融解器が、次の小要素から構成されている
   高級脂肪族ω−アミノ酸の連続重縮合装置； (1) 上部に前記粉粒体の供給口を有し、下部に載
   頭円錐状又は角錐状の底部を有し、該底部の載
   頭部分が前記粉粒体の排出口をなしている容
   器、 (2) 前記排出口の上下中心線上を、実質上、垂直
   方向に上下動するピストン、 (3) 前記排出口の下方に連続して設けられ、格子
   状の熱板を内蔵する室であつて、その横断面積
   が前記排出口の横断面積と等しいか、大きくな
   つている前記粉粒体の融解室。