KR20060010802A - 폴리아미드 - Google Patents

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KR20060010802A KR1020057021530A KR20057021530A KR20060010802A KR 20060010802 A KR20060010802 A KR 20060010802A KR 1020057021530 A KR1020057021530 A KR 1020057021530A KR 20057021530 A KR20057021530 A KR 20057021530A KR 20060010802 A KR20060010802 A KR 20060010802A
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Abstract

본 발명은 주쇄가 2-메틸-1,5-디아미노펜탄 및 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)으로 구성된 군으로부터 선택된 화학적으로 결합된 아민을 함유하는 폴리아미드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 폴리아미드의 제조 방법 및 이를 함유하는 섬유, 필름 및 성형물에 관한 것이다.
폴리아미드, 고속 염색, 2-메틸-1,5-디아미노펜탄, 1-아미노-2-R-시클로펜트-1엔

Description

폴리아미드 {Polyamides}
본 발명은 주쇄가 2-메틸-1,5-디아미노펜탄 및 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)으로 구성된 군으로부터 선택된 화학적으로 결합된 아민 또는 이들의 혼합물을 함유하는 폴리아미드에 관한 것이다.
본 발명은 추가적으로 이러한 폴리아미드의 제조 방법 및 또한 이러한 폴리아미드 1종 이상을 포함하는 섬유, 필름 및 성형물에 관한 것이다.
폴리아미드, 특히 나일론-6 및 나일론-6,6은 공업적으로 중요한 중합체이다. 이들은 통상적으로 적절한 단량체, 예컨대 물의 존재하에 반응하는 카프로락탐, 아디프산 또는 헥사메틸렌디아민 등으로부터 제조된다.
폴리아미드 중합체는 통상적으로 예를 들어, 섬유, 필름 또는 성형물로 조형된다.
폴리아미드로부터 제조된 이러한 섬유 또는 직물 개체, 예컨대 의복 또는 카펫, 필름 또는 성형물은 이후 통상적으로 염색된다. 이것은 예를 들어 폴리아미드로부터 제조된 섬유나 직물 개체의 경우 염색조에 의해, 또는 직물 개체, 필름 또는 성형물인 경우 인쇄에 의해 달성될 수 있다.
고속 프로세싱이 달성될 수 있도록 폴리아미드가 고속 염색되도록 하는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 종전 기술보다 고속 염색되도록 하는 폴리아미드 및 또한 이러한 폴리아미드의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 이러한 목적이 초기에 정의된 폴리아미드, 이것의 제조방법 및 또한 이러한 폴리아미드를 1종 이상 포함하는 섬유, 필름 및 성형물에 의해 달성됨을 발견하였다.
본원에서 폴리아미드는 중합체 주쇄에 필수 성분으로 반복되는 아미드기를 갖는 합성 장쇄 폴리아미드의 단독중합체, 공중합체, 블렌드 및 그래프트로 이해된다. 이러한 폴리아미드의 예는 나일론-6 (폴리카프로락탐), 나일론-6,6 (폴리헥사메틸렌아디프아미드), 나일론-4,6 (폴리테트라메틸렌아디프아미드), 나일론-6,10 (폴리헥사메틸렌세바크아미드), 나일론-7 (폴리에난토락탐), 나일론-11 (폴리-운데카노락탐), 나일론-12 (폴리도데카노락탐)이다. 나일론이라는 일반명으로 알려져 있는 폴리아미드 뿐만 아니라, 폴리아미드에는 추가로 폴리-메타-페닐렌이소프탈아미드 (노멕스(NOMEX®) 섬유, US-A-3,287,324) 또는 폴리-파라-페닐렌테레프탈아미드 (케브라(KEVLAR®) 섬유, US-A-3,671,542)와 같은 아라미드 (방향족 폴리아미드)가 포함된다.
폴리아미드는 대체적으로 두 가지 방법에 의해 제조될 수 있다.
디카르복실산 및 디아민으로부터의 중합 및 또한 아미노산 또는 이들의 유도체, 예컨대 아미노카르보니트릴, 아미노카르복스아미드, 아미노카르복실레이트 에스테르 또는 아미노카르복실레이트 염으로부터의 중합에서는, 출발 단량체 또는 출 발 올리고머의 아미노 및 카르복실 말단기가 서로 반응하여 아미드기 및 물을 형성한다. 후속적으로 중합체로부터 물이 제거될 수 있다. 아미노카르복스아미드로부터의 중합에서는, 출발 단량체 또는 출발 올리고머의 아미노 및 아미드 말단기가 서로 반응하여 아미드기 및 암모니아를 형성한다. 후속적으로 중합체로부터 암모니아가 제거될 수 있다. 아미노카르복실 에스테르가 중합될 때에는, 출발 단량체 또는 올리고머의 아미노 및 에스테르 말단기가 서로 반응하여 아미드기 및 알콜을 형성한다. 후속적으로 중합체 물질로부터 알콜이 제거될 수 있다. 아미노카르복실 니트릴의 중합에서는 니트릴기가 먼저 물과 반응하여 아미드 또는 카르복실기를 형성하고, 생성된 아미노카르복실 아미드 또는 산은 상기 기재된 바와 같이 반응한다. 이러한 중합 반응은 통상적으로 중축합으로 알려져 있다.
출발 단량체 또는 출발 올리고머로서 락탐으로부터의 중합은 통상적으로 중부가로 알려져 있다.
이러한 폴리아미드는 예를 들어, DE-A-14 95 198, DE-A-25 58 480, EP-A-129 196 또는 [Polymerization Processes, Interscience, New York, 1977, 427-467쪽(특히, 444 내지 446쪽)]에 기재된 통상적인 방법에 의해 락탐, 오메가-아미노카르복실산, 오메가-아미노카르보니트릴, 오메가-아미노카르복스아미드, 오메가-아미노카르복실레이트 염, 오메가-아미노카르복실레이트 에스테르, 디아민 및 디카르복실산의 등몰 혼합물, 디카르복실산/디아민 염, 디니트릴 및 디아민으로 구성된 군으로부터 선택된 단량체 또는 이들의 혼합물로부터 얻을 수 있다.
유용한 단량체로는
C2 내지 C20, 바람직하게는 C2 내지 C18의 아릴지방족 또는 바람직하게는 지방족 락탐, 예컨대 에난토락탐, 운데카노락탐, 도데카노락탐 또는 카프로락탐의 단량체 또는 올리고머,
C2 내지 C20, 바람직하게는 C3 내지 C18의 아미노카르복실산, 예컨대 6-아미노카프로산 또는 11-아미노운데칸산 및 이들의 염, 예컨대 알칼리금속염 (예를 들어, 리튬, 나트륨 또는 칼륨 염)의 단량체 또는 올리고머,
C2 내지 C20, 바람직하게는 C3 내지 C18의 아미노카르보니트릴, 예컨대 6-아미노카프로니트릴 또는 11-아미노운데카노니트릴의 단량체 또는 올리고머,
C2 내지 C20의 아미노산 아미드, 예컨대 6-아미노카프론아미드 또는 11-아미노운데카노미드의 단량체 또는 올리고머,
C2 내지 C20, 바람직하게는 C3 내지 C18의 아미노카르복실산의 에스테르, 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸 또는 s-부틸 에스테르와 같은 C1 내지 C4 알킬 에스테르, 예컨대 6-아미노카프로산 에스테르 (예를 들어, 메틸 6-아미노카프로에이트) 또는 11-아미노운데카노산 에스테르 (예를 들어, 메틸 11-아미노운데카노에이트),
C2 내지 C20, 바람직하게는 C2 내지 C12의 알킬디아민, 예컨대 테트라메틸렌디아민 또는 바람직하게는 헥사메틸렌디아민과 C2 내지 C20, 바람직하게는 C2 내지 C14의 지방족 디카르복실산 또는 이들의 모노- 또는 디니트릴, 예컨대 세박산, 도데칸 디산, 아디프산, 세박산 디니트릴, 데칸산 1,10-디니트릴 또는 아디포니트릴의 단량체 또는 올리고머,
C2 내지 C20, 바람직하게는 C2 내지 C12의 알킬디아민, 예컨대 테트라메틸렌디아민 또는 바람직하게는 헥사메틸렌디아민과 C8 내지 C20, 바람직하게는 C8 내지 C12의 방향족 디카르복실산 또는 이들의 유도체 (예를 들어, 염화물), 예컨대 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 바람직하게는 이소프탈산 또는 테레프탈산의 단량체 또는 올리고머,
C2 내지 C20, 바람직하게는 C2 내지 C12의 알킬디아민, 예컨대 테트라메틸렌디아민 또는 바람직하게는 헥사메틸렌디아민과 C9 내지 C20, 바람직하게는 C9 내지 C18의 아릴지방족 디카르복실산 또는 이들의 유도체 (예를 들어, 염화물), 예컨대 o-, m- 또는 p-페닐렌디아세트산의 단량체 또는 올리고머,
C6 내지 C20, 바람직하게는 C6 내지 C10의 방향족 디아민, 예컨대 m- 또는 p-페닐렌디아민과 C2 내지 C20, 바람직하게는 C2 내지 C14의 지방족 디카르복실산 또는 이들의 모노- 또는 디니트릴, 예컨대 세박산, 도데칸디산, 아디프산, 세박산 디니트릴, 데칸-1,10-디니트릴 또는 아디포니트릴의 단량체 또는 올리고머,
C6 내지 C20, 바람직하게는 C6 내지 C10의 방향족 디아민, 예컨대 m- 또는 p-페닐렌디아민과 C8 내지 C20, 바람직하게는 C8 내지 C12의 방향족 디카르복실산 또는 이들의 유도체 (예를 들어, 염화물), 예컨대 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 바람직하 게는 이소프탈산 또는 테레프탈산의 단량체 또는 올리고머,
C6 내지 C20, 바람직하게는 C6 내지 C10의 방향족 디아민, 예컨대 m- 또는 p-페닐렌디아민과 C9 내지 C20, 바람직하게는 C9 내지 C18의 아릴지방족 디카르복실산 또는 이들의 유도체 (예를 들어, 염화물), 예컨대 o-, m- 또는 p-페닐렌디아세트산의 단량체 또는 올리고머,
C7 내지 C20, 바람직하게는 C8 내지 C18의 아릴지방족 디아민, 예컨대 m- 또는 p-크실릴렌디아민과 C2 내지 C20, 바람직하게는 C2 내지 C14의 지방족 디카르복실산 또는 이들의 모노- 또는 디니트릴, 예컨대 세박산, 도데칸디산, 아디프산, 세박산 디니트릴, 데칸-1,10-디니트릴 또는 아디프니트릴의 단량체 또는 올리고머,
C7 내지 C20, 바람직하게는 C8 내지 C18의 아릴지방족 디아민, 예컨대 m- 또는 p-크실릴렌디아민과 C6 내지 C20, 바람직하게는 C6 내지 C10의 방향족 디카르복실산 또는 이들의 유도체 (예를 들어, 염화물), 예컨대 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 바람직하게는 이소프탈산 또는 테레프탈산의 단량체 또는 올리고머,
C7 내지 C20, 바람직하게는 C8 내지 C18의 아릴지방족 디아민, 예컨대 m- 또는 p-크실릴렌디아민과 C9 내지 C20, 바람직하게는 C9 내지 C18의 아릴지방족 디카르복실산 또는 이들의 유도체 (예를 들어, 염화물), 예컨대 o-, m- 또는 p-페닐렌디아세트산의 단량체 또는 올리고머, 및
이와 같은 출발 단량체 또는 출발 올리고머의 단독중합체, 공중합체, 블렌드 및 그래프트가 있다.
유용한 올리고머로는 특히, 상기 단량체 또는 이와 같은 단량체 혼합물의 이량체, 삼량체, 사량체, 오량체 또는 육량체가 있다.
바람직한 실시양태에서, 사용된 락탐은 카프로락탐이고, 사용된 디아민은 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 또는 이들의 혼합물이며, 사용된 디카르복실산은 아디프산, 세박산, 도데칸디산, 테레프탈산, 이소프탈산 또는 이들의 혼합물이다. 락탐은 카프로락탐, 디아민은 헥사메틸렌디아민, 디카르복실산은 아디프산 또는 테레프탈산 또는 이들의 혼합물인 것이 특히 바람직하다.
중합에서 폴리아미드인 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-4,6, 나일론-6,10, 나일론-6,12, 나일론-7, 나일론-11 또는 나일론 12, 또는 아라미드인 폴리-메타-페닐렌이소프탈아미드 또는 폴리-파라-페닐렌테레프탈아미드, 특히 나일론-6 또는 나일론-6,6을 유도하는 상기 출발 단량체 또는 출발 올리고머가 특히 바람직하다.
바람직한 실시양태에서, 폴리아미드는 1종 이상의 쇄조절제를 사용하여 제조될 수 있다. 유용한 쇄조절제는 이롭게는, 폴리아미드 형성에서 반응성인 아미노기 1개 이상, 예컨대 2개, 3개 또는 4개 (섬유 형태인 시스템의 경우에는 바람직하게는 2개)를 갖거나, 또는 폴리아미드 형성에서 반응성인 카르복실기 1개 이상, 예컨대 2개, 3개 또는 4개 (섬유 형태인 시스템의 경우에는 바람직하게는 2개)를 갖는 화합물이 포함된다.
첫 번째 경우는 폴리아미드를 제조하는데 사용되는 단량체 및 쇄조절제가 중합체 쇄를 형성하는데 사용되는 카르복실산기 또는 이들의 등가물보다 중합체 쇄를 형성하는데 사용되는 아미노기 또는 이들의 등가물의 수가 더 많은 폴리아미드를 제공한다.
두 번째 경우는 폴리아미드를 제조하는데 사용되는 단량체 및 쇄조절제가 중합체 쇄를 형성하는데 사용되는 아미노기 또는 이들의 등가물보다 중합체 쇄를 형성하는데 사용되는 카르복실산기 또는 이들의 등가물의 수가 더 많은 폴리아미드를 제공한다.
유용한 쇄조절제로는 이롭게는 모노카르복실산, 예컨대 알칸카르복실산 (예를 들어, 아세트산, 프로피온산), 벤젠- 또는 나프탈렌-모노카르복실산 (예를 들어, 벤조산), 디카르복실산, 예컨대 C4-C10-알칸디카르복실산 (예를 들어, 아디프산, 아젤라산, 세박산, 도데칸디산), C5-C8-시클로알칸디카르복실산 (예를 들어, 시클로헥산-1,4-디카르복실산), 벤젠- 또는 나프탈렌-디카르복실산 (예를 들어, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산), C2 내지 C20, 바람직하게는 C2 내지 C12의 알킬아민, 예컨대 시클로헥실아민, C6 내지 C20, 바람직하게는 C6 내지 C10의 방향족 모노아민, 예컨대 아닐린, 또는 C7 내지 C20, 바람직하게는 C8 내지 C18의 아릴지방족 모노아민, 예컨대 벤질아민, 디아민, 예컨대 C4-C10-알칸디아민 (예를 들어, 헥사메틸렌디아민)이 포함된다.
상기 쇄조절제는 비치환되거나, 예를 들면, 지방족기, 바람직하게는 메틸, 에틸, i-프로필, n-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n- 옥틸, 2-에틸헥실과 같은 C1-C8-알킬기, OH, =O, C1-C8 알콕시, COOH, C2-C6-카르브알콕시, C1-C10-아실옥시 또는 C1-C8-알킬아미노, 술폰산 또는 이들의 염 (예를 들어, 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염), 시아노, 또는 할로겐 (예를 들어, 불소, 염소, 브롬)에 의해 치환될 수 있다. 치환된 쇄조절제의 예는 술포이소프탈산 및 이들의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염 (예를 들어 리튬, 나트륨 또는 칼륨 염), 술포이소프탈 에스테르 (예를 들어, C1 내지 C16 알칸올과의 에스테르), 또는 술포이소프탈산 모노- 또는 디아미드, 특히 폴리아미드를 형성하는데 적합하고 1종 이상의 아미노기를 함유하는 단량체, 예컨대 헥사메틸렌디아민 또는 6-아미노카프로산을 갖는 것들이 있다.
바람직한 쇄조절제는 하기 화학식의 입체적 장애가 있는 피페리딘 유도체이다.
Figure 112005065023702-PCT00001
식 중,
R1 은 폴리아미드의 중합체 쇄와 아미드를 형성할 수 있는 관능기이며, 바람 직하게는, -(NH)R5기 (여기서, R5는 수소 또는 C1-C8 알킬임), 또는 카르복실기, 또는 카르복실 유도체, 또는 -(CH2)x(NH)R5기 (여기서, x는 1 내지 6이고, R5는 수소 또는 C1-C8 알킬임), 또는 -(CH2)yCOOH (여기서, y는 1 내지 6임), 또는 -(CH2)yCOOH 산 유도체 (여기서, y는 1 내지 6임), 특히 -NH2기 이고,
R2 는 알킬기, 바람직하게는 C1-C4 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, 특히 메틸기이고,
R3 은 수소, C1-C4 알킬 또는 O-R4 (여기서, R4는 수소 또는 C1-C7 알킬임), 특히 수소이다.
이와 같은 화합물에서 입체 장애는 통상적으로 피페리딘 고리계의 삼차 아미노기, 특히 이차 아미노기가 반응하는 것을 방해한다.
특히 바람직하게 입체 장애된 피페리딘 유도체는 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘이다.
쇄조절제는 폴리아미드의 산 아미드기 1 몰을 기준으로, 0.001 몰％ 이상, 바람직하게는 0.01 몰％ 이상, 특히 0.03 몰％ 이상, 보다 바람직하게는 0.08 몰％ 이상의 양으로 유리하게 사용될 수 있다.
상기 쇄조절제는 폴리아미드의 산 아미드기 1 몰을 기준으로, 2.0 몰％ 이하, 바람직하게는 1 몰％ 이하, 특히 0.6 몰％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 몰％ 이하의 양으로 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 폴리아미드의 주쇄는 2-메틸-1,5-디아미노펜탄 및 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)으로 구성된 군으로부터 선택된 화학적으로 결합된 아민을 함유한다.
본 발명에서 아민이라고 언급된 경우, 상기 용어는 이러한 아민 뿐만 아니라 이러한 아민의 혼합물일 수도 있음을 이해해야 한다.
2-메틸-1,5-디아미노펜탄 및 상기 화합물을 제조하는 방법은 공지되어 있다. 예를 들어, 2-메틸-1,5-디아미노펜탄은 2-메틸글루타로니트릴의 수소화에 의해 얻어질 수 있는데, 2-메틸글루타로니트릴은 또한 공업적 아디포니트릴 합성에서 상당량이 부타디엔의 이중 히드로시안화에 의해 부생산된다.
본 발명에 있어서, 아민 1-아미노-2-R-시클로펜트-1엔에서의 R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기이다. 이롭게는, R은 카르복실산 (COOH), 카르복실 에스테르, 카르복실 아미드 및 니트릴 (CN)로 구성된 군으로부터 선택된 관능기, 특히 니트릴 또는 이들의 혼합물이다.
R이 방향족 및 바람직하게는 지방족 알콜 (특히 C1 내지 C16 알콜)의 에스테르와 같은 카르복실 에스테르를 나타낼 때, 특히 바람직한 실시양태는 R이 메틸 에스테르, 에틸 에스테르, n-프로필 에스테르, i-프로필 에스테르, n-부틸 에스테르, s-부틸 에스테르, i-부틸 에스테르 및 t-부틸 에스테르로 구성된 군으로부터 선택 된 카르복실 에스테르 또는 이들의 혼합물, 특히 메틸 에스테르를 나타낼 수 있다.
R이 카르복실 아미드를 나타낼 때, 카르복실 아미드는 비치환되어 예를 들어 R은 CONH2기를 나타내거나, 또는 한 개 또는 두 개의 방향족, 바람직하게는 지방족 라디칼, 특히 C1 내지 C16 라디칼, 더 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, s-부틸, i-부틸, 또는 t-부틸로 구성된 군으로부터 선택된 라디칼 또는 이들의 혼합물, 특히, 메틸로 치환될 수 있다 (예를 들어, N-메틸아미드 또는 N,N-디메틸아미드).
R이 상기 지정된 의미를 가진 아민인 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔의 제조는 공지되어 있다. 예를 들어, 1-아미노-2-시아노시클로펜트-1-엔은 아디포니트릴의 내부 고리화에 의해 얻어질 수 있다. 다른 적절한 화합물이 예를 들어 1-아미노-2-시아노시클로펜트-1-엔의 시아노기를 시아노기의 부분적 또는 완전 가수분해와 같은 통상적인 방법으로 변환시켜 얻어질 수 있다.
2-메틸-1,5-디아미노펜탄 및 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)으로 구성된 군으로부터 선택된 아민의 양은 폴리아미드의 산 아미드기 1 몰을 기준으로, 이롭게는 0.001 몰％ 이상, 바람직하게는 0.01 몰％ 이상, 특히 0.03 몰％ 이상, 보다 바람직하게는 0.08 몰％ 이상일 수 있다.
2-메틸-1,5-디아미노펜탄 및 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)으로 구성된 군으로부터 선택된 아민의 양은 폴리아미드의 산 아미드기 1 몰을 기준으로, 이롭게는 2.0 몰％ 이하, 바람직하게는 1 몰％ 이하, 특히 0.6 몰％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 몰％ 이하일 수 있다.
본 발명의 폴리아미드는 폴리아미드를 형성하는데 적합한 단량체, 올리고머 또는 이들의 혼합물을 2-메틸-1,5-디아미노펜탄 및 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)으로 구성된 군으로부터 선택된 아민의 존재하에 폴리아미드로 변환시키는 것을 포함하는 방법으로 얻을 수 있다.
본 발명의 폴리아미드는 예를 들어 DE-A-14 95 198, DE-A-25 58 480, EP-A-129 196, DE-A-19 709 390, DE-A-35 34 817, WO 99/38908, WO 99/43734, WO 99/43732, WO 00/24808, WO 01/56984 또는 [Polymerization Processes, Interscience, New York, 1977, 424-467쪽(특히, 444 내지 446쪽)]에 기재된 바와 같이, 상응하는 단량체로부터 폴리아미드를 제조하는 통상적인 공정 조건을 사용함으로써 제조될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 상기 본 발명에 따른 방법의 중합 또는 중축합은 1종 이상의 안료의 존재하에서 수행될 수 있다. 바람직한 안료는 이산화티타늄 (바람직하게는 아나타제 또는 루틸 결정형), 또는 무기 또는 유기 착색 화합물이다. 상기 안료들은 각 경우 폴리아미드의 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 0 내지 5 중량부, 특히 0.02 내지 2 중량부의 양으로 첨가된다. 상기 안료는 출발물질과 함께 또는 이들과는 따로 반응기에 첨가될 수 있다.
또한, 폴리아미드는 바람직한 공정으로 언급된 상기 두 가지 방법 뿐만 아니라 음이온 중합에 의해서도 제조될 수 있다.
음이온 중합 방법은 통상적으로
a) 락탐 또는 락탐의 혼합물,
b) 락타메이트 또는 a)에 따른 락탐으로부터 락타메이트를 방출하는 화합물, 또는 이들 성분의 혼합물, 및
c) 폴리아미드를 얻기 위해 서로 혼합된 중합-조절 활성자
를 반응시키는 것을 포함한다.
락탐의 알칼리성 중합으로도 알려져 있는 락탐의 음이온 중합 방법 및 또한 적당한 화합물 a), b) 및 c)는 예를 들어, US-A-3,206,418, US-A-3,207,713, US-A-3,494,999, US-A-3,793,255, US-A-4,233,433, US-A-4,393,193, US-A-4,503,014, US-A-5,747,634, WO-A-00/58387, WO-A-01/49906, [International Polymer Processing 16(2) (2001) 172-182; 또는 Fourne, Synthetische Fasern, Carl Hanser Verlag, Munich/Vienna, 1995, 38-39쪽]로부터 일반적으로 널리 알려져 있다.
본 발명의 폴리아미드는 이롭게는 이와 같은 폴리아미드를 포함하는, 또는 더욱 구체적으로는 이러한 폴리아미드로 구성된 섬유, 필름 및 성형물을 제조하는데 사용될 수 있다.
실시예에서 기록된 용액 점도는 DIN 51562-1 ~ DIN 51562-4에 따라서 96％ 황산에서의 상대 용액 점도로 측정했다.
구체적으로, 100 ml 용액당 1 g 중합체를 계량하였으며, 유동 시간은 순수 용매에 대해 우벨로데 (Ubbelohde) 점도계로 측정했다.
<본 발명의 실시예 1>
압력 용기에서, 카프로락탐 500 kg (4419 몰), 완전 무이온수 50 kg 및 2-메틸-1,5-디아미노펜탄 1046 g (9 몰)을 질소하에 270℃의 내부 온도로 가열하고, 이어서 즉시 1시간 동안 대기에 방치하고, 추가적으로 60분 동안 축합하여 배출시켰다. 상기 배출된 폴리아미드는 추출, 건조 및 고체 상태로 열처리하여 상대 용액 점도 RV가 2.70로 얻어졌다.
<비교예 1>
2-메틸-1,5-디아미노펜탄 대신 1046 g (9 몰)의 헥사메틸렌디아민이 첨가된 것을 제외하고는 본 발명의 실시예 1을 반복하였다. 열처리 후 용액 점도 RV=2.71이었다.
<본 발명의 실시예 2>
2-메틸-1,5-디아미노펜탄 대신 973 g (9 몰)의 1-아미노-2-시아노시클로펜트-1-엔이 첨가된 것을 제외하고는 본 발명의 실시예 1을 반복하였다. 열처리 후 용액 점도 RV=2.69이었다.
<비교예 2>
2-메틸-1,5-디아미노펜탄 대신 1081 g (9 몰)의 6-아미노카프로산이 첨가된 것을 제외하고는 본 발명의 실시예 1을 반복하였다. 열처리 후 용액 점도 RV=2.70 이었다.
<실시예 3>
본 발명의 실시예 1 및 2로부터의 중합체 및 비교예 1 및 2로부터의 중합체를 5500 m/min의 속도로 인벤타(Inventa) 파일롯 방적 설비에서 기계 설정을 동일하게 한 H4S 공정에 의해 표준 44 dtex 12 필라멘트 둥근형 실 (yarn)의 형태로 방사하였다. 연신비는 1.40:1이었다. 위와 같이 생산된 직물 실은 각각 라우손 헴필 (Lawson Hemphill) FAK 3.5 원형 뜨개질 기계에서 동일한 실 중량을 가진 니트 튜브 (knit tube)로 처리하였다. 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서의 니트 튜브 견본 및 또한 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2의 니트 튜브 견본을 각각 시판되는 금속화 염료로 단일 염료조에서 함께 염색하였다 (0.3％의 애시돌 블랙 (Acidol black) MSRL, 액비 20:1, 1.0％ 유니페롤 (Uniperol) AC, pH 7, 시작 온도 40℃, 1.5°/min로 98℃까지 가열, 98℃에서 60분, 온수로 세정, 건조). 이후, 두 니트의 상대 음영도 (색 강도)를 옵트로닉 컬러플래시 (Optronic Colorflash) C22S 분광광도계를 사용하여 DIN 53234 "상대적 색 강도 측정"에 따른 쿠벨카-문크 (Kubelka-Munk)법에 의해 측정하였다.
경쟁적 염색 후 실의 상대 색 강도 (％)
본 발명의 실시예 1 비교예 1 본 발명의 실시예 2 비교예 2
250 100 * 260 100 *
* : 100％로 표준화함.
표 1은 본 발명의 실시예 1 및 2의 폴리아미드로부터 제조된 실이 경쟁적 염색에서 각각의 비교예 1 및 2로부터의 폴리아미드의 실보다 뚜렷이 진하게 염색되었음을 나타낸다.
실에서 소정의 음영도를 얻기 위해, 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 폴리아미드로부터의 실은 이들의 고속 염색으로 인해 종전 기술에 따른 폴리아미드로부터의 실보다 염색조에서 보다 짧은 체류 시간이 필요하다. 따라서, 종전 기술에 따른 폴리아미드로부터의 실보다 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 폴리아미드로부터 실을 염색할 때 더욱 빠른 공정 속도를 얻을 수 있다. 본 발명의 목적은 종전 기술 폴리아미드보다 더 빠른 속도로 염색되는 폴리아미드 및 또한 이러한 폴리아미드를 제조하는 방법을 제공하는 것이었다.

Claims (11)

  1. 주쇄가 화학적으로 결합된 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)을 포함하는 폴리아미드.
  2. 제1항에 있어서, R이 카르복실산, 카르복실 에스테르, 카르복실 아미드 및 니트릴로 구성된 군으로부터 선택되는 폴리아미드.
  3. 제1항에 있어서, R이 니트릴을 나타내는 폴리아미드.
  4. 제1항에 있어서, R이 카르복실산을 나타내는 폴리아미드.
  5. 제1항에 있어서, R이 카르복실 에스테르를 나타내는 폴리아미드.
  6. 제5항에 있어서, R이 메틸 에스테르, 에틸 에스테르, n-프로필 에스테르, i-프로필 에스테르, n-부틸 에스테르, s-부틸 에스테르, i-부틸 에스테르 및 t-부틸 에스테르로 구성된 군으로부터 선택된 카르복실 에스테르를 나타내는 폴리아미드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드의 주쇄가 화학적으로 결합된 2-메틸-1,5-디아미노펜탄을 포함하는 폴리아미드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리아미드의 주쇄가 화학적으로 결합된 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)을 상기 폴리아미드의 산 아미드기 1 몰을 기준으로 0.001 몰％ 내지 2 몰％ 범위의 양으로 포함하는 폴리아미드.
  9. 폴리아미드를 형성하기에 적절한 단량체를 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)의 존재하에 제1항 내지 제8항 중 어느 항에 따르는 폴리아미드로 변환시키는 것을 포함하는 폴리아미드의 제조 방법.
  10. 폴리아미드를 형성하기에 적절한 올리고머를 1-아미노-2-R-시클로펜트-1-엔 (여기서, R은 아미노기와 결합하여 아미드기를 형성할 수 있는 관능기임)의 존재하에 제1항 내지 제8항 중 어느 항에 따르는 폴리아미드로 변환시키는 것을 포함하는 폴리아미드의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드를 포함하는 섬유, 필름 및 성형물.
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