KR20160005023A

KR20160005023A - 얼룩-저항성 나일론의 계속 생산을 위한 향상된 방법

Info

Publication number: KR20160005023A
Application number: KR1020157029232A
Authority: KR
Inventors: 짐 킨; 얼 쇼엔보른
Original assignee: 쇼 인더스트리즈 그룹, 인코포레이티드
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2016-01-13
Also published as: EP2970594A1; US20140272263A1; WO2014153251A1; EP2970594A4

Abstract

개시된 것은 계속 다단계 중합 공정에서 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 제조하는 공정이다. 상기 공정은 높은 생산 속도 및 높은 황 함유량에서 필요한 분자량의 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 제공한다. 또한 개시된 것은 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 포함하는 섬유, 실, 및 직물이다.

Description

얼룩-저항성 나일론의 계속 생산을 위한 향상된 방법{IMPROVED METHOD FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF STAIN-RESISTANT NYLON}

관련 출원에 대한 상호참조

본출원은 2013년 3월 14일에 출원된 미국 가출원 번호 제 61/784,154호에 대해 이익 및 우선권을 주장하고, 이는 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함된다.

발명의 분야

본발명은 일반적으로 계속 다단계 중합 공정에서 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 제조하는 공정에 관한 것이다. 본발명은 또한 개시된 방법 및 시스템에 의해 제조된 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 포함하는 섬유, 실, 및 직물에 관한 것이다.

폴리아미드, 가령 나일론 6은 합성 섬유로서 사용될 수 있다. 그의 구조적 및 기계적 특성은 카페트, 기저귀 재료, 커버 및 의복과 같은 능력에서의 사용에 매력적이도록 만든다. 예를 들면, 폴리아미드 섬유로부터 제조된 카페트는 주거 및 상업 응용용도에 대해 인기있는 바닥 커버이다. 그러한 카페트는 비교적 싸고 특성, 가령 내구성, 미학, 편안함, 안전성, 따뜻함 및 조용함의 바람직한 조합을 가진다. 또한, 그러한 카페트는 넓고 다양한 색상, 패턴 및 직물에서 이용가능하다.

그러나, 폴리아미드 (나일론) 섬유 상 양이온 대전된 기의 존재로 인해, 그러한 카페트는 산-기능성 물질 (또는 “산 염료”), 가령 가미 음료, 와인, 또는 커피 내에 함유된 것들에 의한 얼룩이 생기기 쉽다.

산 염료로 인한 얼룩에 대한 나일론 섬유의 경향을 감소시키기 위해, 다양한 얼룩 블로커 처리가 사용된다. 이들 얼룩 블로커 처리는 산 염료가 섬유에 부착되는 것을 방지하도록 삼유 상 음전하를 차단함에 의해 정상적으로 기능한다. 국소 처리는 얼룩-저항성을 부여하기 위해 카페트의 술 만들기 이후 종종 통상적으로 부가된다. 불리하게도, 대부분의 국소 처리는 물 추출 및 마모에 대해 비-내구성인 것으로 발견되었다.

다양한 양상에서, 얼룩-저항성은 중합체 분자 내로 반응한 설포네이트 기의 부가에 의해 중합체 내로 구축할 수 있다. 이들 기는 얼룩 차단제로서 작용하고 산 염료를 반발시킬 수 있다. 이는 또한 중합체 내 다수의 반응성 아민 말단기에서 감소에 의해 보충될 수 있다.

본 업계에서 공지된 종래 절차는 설포이소프탈산의 금속 염을 배치 중합을 위한 종래 오토클레이브 반응기 또는 계속 중합을 위한 VK 튜브 반응기 내로 직접 반응 혼합물 내로 부가하여 거의 모든 아민 말단기를 종결시키는 것에 기초한다. 높은 온도에서, 이는 중합체 말단기가 반응하여 분자량을 생성할 가능성을 제한하고, 낮은 생산 속도 및 감소된 경제적 이익을 유발한다.

얼룩 차단제의 속도-감소 효과를 최소화하기 위해, 속도-촉진제가 혼합물에 부가될 수 있다. 이 경우, 종결은 디아민, 가령 헥사메틸린 디아민의 부가로 중합체가 충분한 분자량에 도달하도록 허용하여 완화될 수 있다. 그 결과, 및 본 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 이해하는 바와 같이, 높은 생산 속도를 유지하면서 얼룩-차단제의 부가에 의해 산 염료 얼룩 저항성 중합체를 생성하는 것은 어려울 수 있다. 어떤 경우, 말단 결과는 어느 반응 속도 및 따라서 중합 생산성이 어렵거나, 또는 설포이소프탈산에 의해 중합체에 더 적은 황이 부가되고 얼룩-저항성이 어렵거나; 또는 한편, 더 많은 디아민의 부가에 의해 중합체가 더 많은 아민 말단기를 가지고 얼룩 저항성이 어렵다.

따라서, 높은 중합 반응 속도를 유지하면서도, 나일론 수지의 얼룩-저항성을 향상시키는 공정을 제공하는 필요가 있다. 또한, 높은 생산 속도에서 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 생성할 수 있는 계속 다단계 중합 공정에서 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 제조하는 공정을 제공하는 필요가 있다. 여전히 또한, 상기 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 포함하는 카페트 구조의 제조에 대한 필요가 있다. 이들 필요 및 다른 필요는 본발명에 의해 적어도 부분적으로 만족된다.

발명의 요약

본발명의 목적(들)에 따라서, 여기에 구체화 및 널리 개시된 바와 같이, 본발명은, 한 양상에서, 다음 단계를 포함하는, 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 계속적으로 제조하는 다단계 공정에 관한 것이다: a) 나일론 예비중합체 반응 혼합물을 예비중합 구역 내로 도입하는 것, 여기서 나일론 예비중합체 반응 혼합물은 다음을 포함함: i) 황 함유 나일론 예비중합체 반응물; ii) 디아민; iii) 나일론 형성 단량체; 및 iv) 물; b) 설포네이트화된 나일론 예비중합체를 제공하기에 효과적인 조건 하에서 예비-중합 구역 내에서 적어도 일부의 예비중합체 반응 혼합물을 반응시키는 것; c) 중합 구역 내로 적어도 일부의 설포네이트화된 예비중합체를 도입하는 것; 및 d) 미리 결정된 분자량 및 미리 결정된 황 함유량을 가지는 설포네이트화된 나일론 중합체를 제공하기에 효과적인 조건 하에서 중합 구역 내에서 설포네이트화된 예비-중합체를 중합시키는 것.

또한 여기에 개시되는 것은 개시된 공정에 의해 생성된 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지이다.

또한 여기에 개시되는 것은 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지로부터 제조된 섬유이다.

또한 여기에 개시되는 것은 여기에 개시된 섬유 함유 실이다.

또한 여기에 개시되는 것은 여기에 개시된 실을 포함하는 직물 조성물, 가령, 카페트 또는 카페트 타일이다.

본발명의 부가적 양상은, 부분적으로, 다음에 오는 상세한 설명, 및 청구범위에서 규정되고, 부분적으로 상세한 설명으로부터 유도되거나, 또는 본발명의 수행에 의해 학습될 수 있다. 상기 일반적 기술 및 다음 상세한 기술은 단지 예시적 및 설명적이고 개시된 본발명에 대해 제한적이 아님이 이해되어야만 한다.

본발명은 다음 상세한 기술, 실시예, 도면, 및 청구범위, 및 그의 이전 및 다음 기술에 대한 언급에 의해 더욱 쉽게 이해될 수 있다. 그러나, 본 조성물, 물품, 장치, 시스템, 및/또는 방법을 개시 및 기술하기 이전에, 다르게 특정되지 않는다면 본발명은 개시된 특정의 조성물, 물품, 장치, 시스템, 및/또는 방법에 제한되지 않고, 물론 변경될 수 있음이 이해되어야만 한다. 단지 특정 양상을 기술하는 목적이고 제한적인 의도가 아님이 또한 이해되어야만 한다.

가장 최선의, 현재 공지된 향상에서 본발명을 실행하는 교시로서, 본발명의 다음 기술이 또한 제공된다. 이 목적을 위해, 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자는 본바명의 유리한 결과를 여전히 얻으면서, 여기에 개시되는 본발명의 다양한 양상에 대해 변경 및 변형이 행해질 수 있음이 이해된다. 다른 특징을 이용함 없이 본발명의 일부 특징을 선택함에 의해 본발명의 일부 바람직한 장점이 얻어질 수 있음이 또한 명백하다. 따라서, 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자는 본발명에 대해 많은 변형 및 적응이 가능하고 특정 조건에서는 심지어 바람직하고 따라서 본발명의 일부임을 이해한다. 따라서, 다음 기술은 본발명의 원칙의 예시로서 제공되고 이를 제한하는 것이 아니다.

본 개시물의 요소의 다양한 조합, 예를 들면 동일한 독립적 청구범위에 의존하는 종속항으로부터의 요소의 조합이 본발명에 포함된다.

또한, 다르게 명시되지 않는다면, 여기에 규정된 어떠한 방법은 특정 순서로 그의 단계가 수행되는 것을 필요로하는 것으로 간주되는 것을 어떤 식으로도 의도하지 않는다고 이해되어야만 한다. 따라서, 방법 청구범위가 그의 단계 후에 오는 순서를 실제로 언급하지 않거나 또는 단계가 특정 순서에 제한된다고 청구범위 또는 설명에서 특히 언급되지 않는 경우, 어떤 면에서도 순서가 유추되는 것을 어떤 식으로도 의도하지 않는다. 이는 다음을 포함하는, 해석에 대한 어떠한 가능한 비-표현 기준을 보류한다: 단계 또는 작동 흐름의 배치에 관한 논리 문제; 문법적 구성 또는 구두점으로부터 유래된 일반적 의미; 및 본 명세서에 기술된 양상의 수 또는 타입.

여기에 언급된 모든 간행물은 간행물이 인용된 것과 관련하여 방법 및/또는 재료를 개시 및 기술하기 위해 참고로서 여기에 포함된다.

여기서 사용된 용어는 단지 특정 양상을 기술하는 목적이고, 제한적으로 의도되지 않음이 또한 이해되어야만 한다. 본 명세서 및 청구범위에서 사용된, 용어 “포함하는”은 양상 “로 구성되는” 및 “로 필수적으로 구성되는”을 포함할 수 있다. 다르게 언급되지 않는다면, 여기서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본발명이 속하는 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 통상 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 본 명세서 및 다음에 오는 청구범위에서, 여기에 정의될 다수의 용어에 대해 언급된다.

여기서 사용된, 단수 형태 "a," "an" 및 "the"은 문맥이 명백히 다르게 나타내지 않는다면 복수 언급을 포함한다. 따라서, 예를 들면, “카프로락탐”에 대한 언급은 문맥이 명백히 다르게 나타내지 않는다면 두 개 이상의 그러한 표면을 가지는 양상을 포함한다.

범위는 “약” 하나의 특정 값, 및/또는 내지 “약” 또 다른 특정 값으로 여기에 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 또다른 양상은 하나의 특정 값 및/또는 내지 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값을 근사법으로 표현할 때, 선행사 “약”의 사용에 의해 특정 값은 또다른 양상을 형성한다고 이해된다. 각각의 범위의 말단점은 다른 말단점과 관련하여 및 다른 말단점과 독립적으로 모두에서 유의함이 더욱 이해된다. 여기에 개시되는 많은 값이 있고, 값 그 자체 외에 “약” 그러한 특정 값이 또한 여기에 개시된다고 또한 이해된다. 예를 들면, 값 “10”이 개시되면, “약 10”이 또한 개시된다. 두 개의 특정 단위 사이의 각각의 단위가 또한 개시된다고 또한 이해된다. 예를 들면, 10 및 15가 개시되면, 11, 12, 13, 및 14가 또한 개시된다.

여기서 사용된, 용어 “임의의” 또는 “임의로”는 연이어 개시된 경우 또는 상황이 일어나거나 또는 일어나지 않을 수 있고, 그 기술은 상기 경우 또는 상황이 일어나는 경우 및 일어나지 않는 경우를 포함한다는 것을 의미한다.

여기서 사용된, 용어 또는 구절 “효과적인,” "효과적인 양," 또는 “에 효과적인 조건”은 효과적인 양이 표현된 기능 또는 특성을 수행할 수 있는 양 또는 조건을 지칭한다. 아래 지적된 바와 같이, 필요한 정확한 양 또는 특정 조건은 인식된 변수 가령 사용된 재료 및 관찰된 가공 조건에 따라 한 양상과 또다른 양상이 다르다. 따라서, 정확한 "효과적인 양" 또는 “에 효과적인 조건”을 특정하는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 그러나, 적절한 효과적인 양은 단지 일상적 실험을 사용하여 본 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 쉽게 결정됨이 이해된다.

여기서 사용된, 예를 들면, 문맥 “실질적으로 제거”에서 용어 “실질적으로”는 주어진 성분의 적어도 약 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99.9, 99.99, 및 심지어 100% 제거를 지칭한다. 따라서, 이 문맥에서, “실질적으로 모든 물” 제거에 대한 언급은 적어도 약 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99.9, 99.99, 및 심지어 100%의 물이 제거됨을 나타낸다.

여기서 사용된 용어 “아민” 또는 “아미노”는 식 -NA¹A²에 의해 나타내고, 여기서 A¹ 및 A²는, 독립적으로, 수소 또는 여기에 개시된 바와 같은 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 알키닐, 시클로알키닐, 아릴, 또는 헤테로아릴 기일 수 있다. 아미노의 특정의 예시는 -NH₂이다.

여기서 사용된 용어 “디아민”은 정확하게 두 개의 아미노 기를 가지는 폴리아민을 지칭한다. 대표적인 디아민은 에틸렌디아민, 1,3-디아미노프로판, 부탄-1,4-디아민, 펜탄-1,5-디아민, 1,6-디아미노헥산, 1,2-디아미노프로판, 디페닐에틸렌디아민, 디아미노실록산, o-자일릴렌디아민, m-자일릴렌디아민, p-자일릴렌디아민, o-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 디메틸-4-페닐렌디아민, N,N'-디-2-부틸-1,4-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노바이페닐, 1,8-디아미노나프탈렌을 포함하는 다음 예시적 기를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.

여기서 사용된 용어 “아미드”는 질소 원자에 연결된 카보닐 기를 함유하는 기능성 기를 가지는 화합물을 지칭하고 일반식 A_nC(O)_xNA'₂에 의해 나타낸다. 본 명세서를 통해 “C(O)”는 카보닐 기, 즉, C=O에 대한 약식 언급이다. A 및 A¹는 수소, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 알키닐, 시클로알키닐, 아릴, 또는 헤테로아릴 기일 수 있다. 질소 원자에 연결된 설포닐 기를 함유하는 기능성 기를 가지는 화합물은 소위 설포노아미드이다. “폴리아미드”는 분자 사슬 내 반복 단위가 아미드 기에 의해 함께 연결된 어떠한 중합체를 기술하기 위해 사용된 용어로서이다.

여기서 사용된 용어 “올리고머”는 중합체보다 몇몇 단량체 단위로 구성된 분자를 지칭한다. 예시적 올리고머는 이량체, 삼량체 및 사량체를 포함한다.

여기서 사용된 용어 “산 염료 부위”는 폴리아미드 내 염기성 부위, 예를 들면, 아민 말단 기, 아미드 연결, 등을 지칭하고, 이는 산 염료와 반응 또는 결합하고, 이에 의해 폴리아미드의 얼룩을 유발한다.

여기서 사용된 용어 “산 염료 얼룩”은 폴리아미드 내 자유 염료 부위와 반응 또는 결합하여 후자를 실질적으로 영구적으로 착색 또는 얼룩지게 함에 의해 산 염료로서 작용하는 어떠한 재료 또는 조성물을 지칭한다.

용어 “얼룩 차단제”는 산 염료 얼룩의 형성을 방지하는 자유 염료 부위와 반응하는 어떠한 재료 또는 조성물을 지칭하고, 여기서 폴리아미드는 산 염료 착색제와 접촉한다.

여기서 사용된 용어 “속도-촉진제”는 폴리아미드의 분자량 내 중합 속도 및 증가를 촉진하는 어떠한 재료 또는 조성물을 지칭한다.

여기서 사용된 용어 “섬유”는 극한 또는 무한 길이 섬유 (즉 필라멘트) 및 짧은 길이 섬유 (즉, 짧은 섬유)를 포함한다.

여기서 사용된 용어 “실”은 섬유의 연속 가닥 또는 다발을 지칭한다.

여기에 개시된 바와 같은 용어 “물 추출가능물”은 나일론 수지, 가령 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지의 성분을 지칭하고, 이는 효율적인 시간 양 동안 100 ^oC 온도에서 세척함에 의해 물로 추출할 수 있다. 물 추출가능물의 성분은 카프로락탐의 단량체 단위, 카프로락탐의 선형 올리고머 및 환상 올리고머를 포함할 수 있다.

여기서 사용된, 용어 “공중합체”는 두 개 이상의 상이한 반복 단위 (단량체 잔기)로부터 형성된 중합체를 지칭한다. 예시로서 및 제한 없이, 공중합체는 교대 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 또는 그라프트 공중합체일 수 있다.

조성물 또는 물품에서 특정 요소의 중량부 또는 성분에 대한 본 명세서에서의 언급 및 결론적 청구범위는 중량부가 표현된 조성물 또는 물품에서 요소 또는 성분 및 어떠한 다른 요소 또는 성분 사이의 중량 관계를 언급한다. 따라서, 2 중량부의 성분 X 및 5 중량부 성분 Y, X 및 Y을 함유하는 조성물 또는 조성물의 선택된 부분에서 2:5의 중량비로 존재하고, 부가적 성분이 조성물 내에 함유되어 있는지와 무관하게 그러한 비로 존재한다.

반대로 특히 언급되지 않는다면 성분의 중량 퍼센트는 성분이 포함된 제제 또는 조성물의 총 중량에 기초한다.

여기서 사용된, 문맥이 명백히 다르게 나타내지 않는다면, 용어 카페트는 일반적으로 광폭 카페트, 카페트 타일, 및 심지어 면적 러그를 포함하도록 사용된다. 그에 대해 “광폭 카페트”는 롤 형태로 제조되고 사용이 의도된 광폭 직물 바닥 생성물을 의미한다. “카페트 타일”은 통상적으로 18” x 18,” 24” x 24” 또는 36” x 36” 제곱인 모듈식 바닥 커버를 의미하지만, 본발명 범위 내에 다른 크기 및 형태가 포함된다.

본발명의 양상이 특정 법정 부류, 가령 시스템 법정 부류에서 기술되고 청구될 수 있지만, 이는 단지 편리함을 위한 것이고 본발명의 각각의 양상은 어떠한 법정 부류에서도 기술되고 청구될 수 있음을 본 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 이해한다. 다르게 명시되지 않는다면, 여기에 규정된 어떠한 방법 또는 양상은 그의 단계가 특정 순서로 수행될 필요가 있는 것으로 간주되는 것을 어떤 식으로도 의도하지 않는다. 따라서, 방법 청구범위가 그의 단계 후에 오는 순서를 실제로 언급하지 않거나 또는 단계가 특정 순서에 제한된다고 청구범위 또는 설명에서 특히 언급되지 않는 경우, 어떤 면에서도 순서가 유추되는 것을 어떤 식으로도 의도하지 않는다. 이는 단계 또는 작동 흐름의 배치에 관한 논리 문제; 문법적 구성 또는 구두점으로부터 유래된 일반적 의미; 및 본 명세서에 기술된 양상의 수 또는 타입을 포함하는, 해석에 대한 어떠한 가능한 비-표현 기준을 보류한다.

본발명은 본발명의 바람직한 구체예의 다음 상세한 기술 및 거기에 포함된 실시예 및 도면 및 이전 및 다음 기술을 참조하여 더욱 쉽게 이해할 수 있다.

위에서 요약된 바와 같이, 여기에 개시되는 것은 계속 다단계 중합 공정에서 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 제조하는 공정이다. 다단계 중합 공정의 예시는 미국특허 제 3,578,640호에서 Twilley et al.에 의해 개시되고, 및 이는 참고로서 그 전체가 여기에 포함된다. 공정은 일반적으로 제 1 예비중합 구역 내 설포네이트화된 나일론 예비중합체 형성, 및 연이어 바람직한 미리 결정된 분자량 및 미리 결정된 황 함유량을 가지는 설포네이트화된 나일론 중합체를 제공하기에 효과적인 조건 하에서 중합 구역 내 형성된 설포네이트화된 나일론 예비중합체 중합을 포함한다. 본 개시물에 비추어 이해되는 바와 같이, 이 다단계 중합 공정을 사용하여, 놀랍게도 말단기 농도 및 중합 속도 사이의 종래 타협을 극복할 수 있다. 또한, 개시된 공정은 놀랍게도 향상된 높은 황 함유량으로, 또한 종래 방법에서의 경우와 같이 또한 중합 속도의 희생 없이 설포네이트화된 나일론 중합체를 제공한다.

설포네이트화된 나일론 예비중합체는 예비중합 구역 내로 나일론 예비중합체 반응 혼합물을 도입하는 것에 의해 형성될 수 있다. 나일론 예비중합체 혼합물은 일반적으로 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물; 디아민; 나일론 형성 단량체; 및 물을 포함한다. 나일론 예비중합체 혼합물은 설포네이트화된 나일론 예비중합체를 제공하기에 효과적인 조건 하에서 예비중합 구역 내에서 반응된다. 예비중합 구역은, 예를 들면, 종래 가수분해 중합 반응기일 수 있다. 또한, 예비중합 구역 내 가수분해 반응은 일부 양상에서, 단일 단계 가수분해 반응일 수 있거나, 또는 다른 양상에서, 다수 단계 가수분해 반응일 수 있음이 이해되어야만 한다.

본 업계에서의 숙련가가 이해할 수 있는 바와 같이, 예비중합 구역 내 바람직한 설포네이트화된 나일론 예비중합체를 생성하기에 효과적인 조건은 적어도 부분적으로, 각각의 반응물의 상대적 양 및 형성된 설포네이트화된 나일론 예비중합체의 바람직한 특성에 의존한다. 이들 조건은 본 개시물에 비추어 일상적 방법을 사용하여 본 업계에서의 숙련가에 의해 최적화할 수 있다. 예시로서, 본발명의 양상에 따라, 단일 단계 가수분해 예비중합에서, 효과적인 조건은 바람직한 체류 시간, 바람직한 온도, 및 바람직한 압력을 포함할 수 있다.

한 양상에서, 가수분해는, 예시적 온도 범위 약 185^oC, 190 ^oC, 195 ^oC, 200^oC, 205 ^oC, 210 ^oC, 215 ^oC, 220 ^oC, 225 ^oC, 230 ^oC, 235 ^oC, 240 ^oC, 245 ^oC, 250 ^oC, 255 ^oC, 260 ^oC, 265 ^oC, 270 ^oC, 275 ^oC, 280 ^oC, 285 ^oC, 290 ^oC, 및 295 ^oC을 포함하는 약 180 ^oC 내지 약 300 ^oC 범위에 있는 온도에서 수행된다. 여전히 또한, 가수분해는 상기 값으로부터 유래된의 범위 온도 이내에서 어떠한 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 가수분해는 약 200 ^oC 내지 약 260 ^oC, 220 ^oC 내지 약 260 ^oC, 또는 심지어 250 ^oC 내지 약 260 °C의 범위에 있는 온도에서 수행될 수 있다.

한 양상에서, 가수분해 반응은 반응을 보장하기에 효과적인 범위에 있는 어떠한 바람직한 압력에서 및 효과적인 시간 동안 수행될 수 있다. 추가의 양상에서, 상기 반응은 주변 압력, 주변 압력 아래 감소된 압력, 또는 주변 압력 위의 상승 압력에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 가수분해 반응은, 약 30 psi, 40 psi, 50 psi, 60 psi, 70 psi, 80 psi, 90 psi, 100 psi, 110 psi, 120 psi, 130 psi, 140 psi, 150 psi, 160 psi, 170 psi, 180 psi, 및 190 psi의 예시적 압력 범위을 포함하는 약 20 psi 내지 약 200 psi 압력에서 수행될 수 있다. 여전히 또한, 가수분해는 상기 값으로부터 유래된 압력의 범위 이내에서 어떠한 압력에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 가수분해는 약 50 psi 내지 약 150 psi, 70 psi 내지 약 150 psi, 또는 심지어 100 psi 내지 약 150 psi 범위에 있는 압력에서 수행될 수 있다.

추가의 양상에서, 가수분해 반응은 반응을 보장하기에 효과적인 시간 동안 수행될 수 있다. 추가의 양상에서, 상기 반응 또는 반응 단계는 약 0.5 시간 내지 약 4 시간, 약 0.6 시간, 0.7 시간, 0.8 시간, 0.9 시간, 1 시간, 1.1 시간, 1.2 시간, 1.3 시간, 1.4 시간, 1.5 시간, 1.6 시간, 1.7 시간, 1.8 시간, 1.9 시간, 2.0 시간, 2.1 시간, 2.2 시간, 2.3 시간, 2.4 시간., 2.5 시간, 2.6 시간, 2.7 시간, 2.8 시간, 2.9 시간, 3 시간, 3.1 시간, 3.2 시간, 3.4 시간, 3.5 시간, 3.6 시간, 3.7 시간, 3.8 시간, 및 3.9 시간의 예시적 기간을 포함하는 기간 동안 수행될 수 있다. 여전히 또한, 상기 반응 또는 반응 단계는 상기 값으로부터 유래된 기간의 범위 이내에서 어떠한 기간 동안 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 반응 또는 반응 단계는 약 1 시간 내지 약 3.5 시간, 또는 1.5 시간 약 3 시간의 기간 동안 수행될 수 있다.

택일적 양상에서, 예비중합은 예를 들면, Yates et al.에 의해 미국특허 제 4,310,659호에 개시된 2-단계 가수분해 중합 공정을 포함할 수 있고 이는 참고로서 그 전체가 여기에 포함된다. 상기 2-단계 가수분해는 일반적으로 혼합물을 가수분해를 개시하기에 효과적인 조건으로 처리하고, 및 연이어 혼합물을 예비-중합체를 더욱 가수분해하기에 효과적인 조건으로 처리하고 물 및 물 추출가능물을 제거하는 것을 포함한다. Yates에 개시된 바와 같이, 예시적 2-단계 가수분해 예비중합은 대부분의 물 및 일부 물 추출가능물을 계속적으로 제거하여 물 및 물 추출가능물이 가수분해 및 다중중합 도중 모두에서 제거되고, 이에 의해 성형된 중합체 물품의 환상 이량체 함유량이 0.2 중량 퍼센트 아래이면서, 약 0.5 내지 4 시간, 바람직하게는 약 1.5 내지 3 시간의 기간 동안 약 20 내지 150 psi., 바람직하게는 50 내지 80 psi.의 압력에서 약 180° C., 내지 260° C., 바람직하게는 약 200° C. 내지 230° C.의 온도에서 수행된 제 1 단계, 이후 평형 카프로락탐 전환 조건에 도달 이전에, 약 2 내지 15 시간, 바람직하게는 6 내지 10 시간의 기간 동안, 약 200° C., 내지 260° C., 바람직하게는 약 210° C. 내지 240° C.의 온도, 약 100 내지 900 Torr, 바람직하게는 약 400 내지 600 Torr 압력의 제 2 단계를 포함한다.

언급된 바와 같이, 나일론 예비중합체 반응 혼합물은 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물을 포함하고, 이는 최종 중합에 의해 나일론 중합체 내로 포함된다. 본 업계에서의 숙련가가 이해할 수 있는 바와 같이 이는 얼룩-저항성이 중합체 그 자체 내로 구축되는 것을 허용한다. 나일론 내 황-함유 화학적 모이어티 가령, 예를 들면, 설포네이트-함유 모이어티의 포함은 나일론 섬유가 산 염료를 반발시키는 것을 허용한다. 따라서, 이들 기는 얼룩 차단제로서 거동할 수 있다.

한 양상에서, 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물은, 나일론 형성 단량체, 가령 카프로락탐을 공중합시킬 수 있는 어떠한 적절한 설포네이트, 또는 그의 알칼리 금속 염을 포함할 수 있다. 예를 들면, 적절한 설포네이트는, 예를 들면, 방향족 설포네이트화된 디카복시산을 포함하는 설포네이트화된 디카복시산일 수 있다. 다양한 양상에서, 방향족 설포네이트화된 디카복시산 화합물은 1,3 위치에서 두 개의 카복시산 모이어티 및 5-위치에서 설포네이트 모이어티를 포함한다. 예를 들면, 방향족 화합물은 두 개의 카복시산 모이어티 및 설포네이트 모이어티를 갖는 페닐 기를 포함할 수 있다. 다양한 양상에서, 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물은 방향족 설포네이트, 방향족 설포네이트의 알칼리 금속 염, 또는 그의 조합을 포함한다.

용어 “설포네이트”는 구조 “-SO₃H”을 가지는 화학적 모이어티를 지칭하고 반면 용어 "설포네이트 알칼리 금속 염"은 구조 “-SO₃M”을 가지는 화학적 모이어티를 지칭하고 여기서 M은 설포네이트 염의 양이온이다. 설포네이트 염의 양이온은 알칼리 금속 이온 가령 Li+, Na+, 및 K+일 수 있다.

추가의 양상에서, 본발명의 공정에서 사용된 설포네이트화된 화합물은 공지된 화합물이고 본 업계에서 널리 공지된 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 설포네이트 기가 방향족 링에 부착된 설포네이트화된 화합물은 방향족 화합물을 올레움으로 설폰화하여 상응하는 설폰산을 얻고 및 이후 금속 옥사이드 또는 염기, 예를 들면, 소듐 아세테이트와 반응시켜, 설포네이트 염을 제조함에 의해 제조할 수 있다. 다양한 설포단량체의 제조 절차가, 예를 들면, 미국특허 제 3,779,993; 3,018,272; 및 3,528,947호에 개시된다.

추가의 양상에서, 그러한 설포네이트화된 화합물의 비제한적 예시는 설포네이트화된 디카복시산 및 그러한 이산의 디에스테르를 포함한다. 여전히 추가의 양상에서, 알칼리 금속 염은 5-설포이소프탈산 또는 5-설포터프탈산일 수 있다. 또다른 양상에서, 방향족 설포네이트는 5-설포이소프탈산의 알칼리 금속 염일 수 있다.

추가의 양상에서, 설포네이트화된 화합물은 설포프탈산, 설포테레프탈산, 설포이소프탈산, 4-설포나프탈렌-2,7-디카복시산, 및 각각의 에스테르로부터 선택된다.

추가의 양상에서, 설포네이트화된 화합물은 설포네이트화된 스티렌, 5-설포아릴옥시카복시산, 5-설포이소프탈산, 또는 4-설포이소프탈산, 설포알킬옥시카복시를 포함한다.

나일론 예비중합체 반응 혼합물은 또한 나일론 형성 단량체를 포함하고, 이는 최종 중합에 의해 나일론 중합체 내 반복 단위로서 포함된다. 다양한 양상에서, 나일론 형성 단량체는 4 내지 12 탄소 원자를 포함하는 하나 이상의 락탐을 포함한다. 한 양상에서, 락탐은 다음 식을 가지는 화합물이고:

여기서 n은 정수 약 3 내지 약 11이다. 추가의 양상에서, 락탐은 5 와 같은 n을 가지는 ε-카프로락탐이다.

여기에 개시된 바와 같은 얼룩 차단제는 또한 락탐 중합 동안 사슬 종결자로서 작용할 수 있어서, 따라서 바람직한 분자량 및/또는 중합 속도을 달성하는 능력을 저해함이 이해되어야만 한다. 예를 들면, 비교적 높은 농도에서 얼룩 차단제로서의 5-설포이소프탈산의 존재는 나일론 분자의 2기능성 종결자로서 작용할 수 있고, 따라서 중합체 말단기가 반응하여 사슬 길이를 증가시키는 이용가능성을 제한한다. 이는 결국, 반응기 시스템을 통한 중합체 생산 속도를 저해할 수 있다. 따라서, 양상에서, 예비중합체 반응 혼합물이 얼룩 차단제의 속도 감소 효과를 촉진 또는 완화시킬 수 있는 속도 촉진제를 더욱 포함함이 바람직할 수 있다. 예시적 속도 촉진제는 적어도 하나의 부가적 아민 말단기를 가지는 분자를 포함한다.

추가의 양상에서, 본발명의 공정은 속도 촉진제 가령 디아민을 이용한다. 디아민은 폴리아미드 형성 재료와 중합시킬 수 있는 어떠한 C6 - C12 알킬 및 방향족 디아민을 포함할 수 있다. 예시적 유용한 디아민은 다음 식에 의해 나타낸 지방족 디아민을 포함하고:

여기서 r은 정수 약 2 내지 약 12이다. 추가의 양상에서, 디아민은 C6 - C12 지방족 알킬 디아민이다. 여전히 추가의 양상에서, 디아민은 헥사메틸렌 디아민 또는 1,4-비스아미노메틸시클로헥산이다. 여전히 추가의 양상에서, 지방족 디아민은 헥사메틸렌디아민 (H₂N(CH₂)₆NH₂)이다.

한 양상에서, 나일론 중합체의 제제화 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 예비중합체 혼합물 내 각각의 성분의 정확한 양은 설포네이트화된 예비중합체 및, 결국, 얻어진 중합된 나일론 중합체의 바람직한 특성에 따라 달라짐을 이해한다. 예를 들면, 예시적 양상에 따라, 및 제한 없이, 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물 및 디아민 성분의 상대적 양은 약 2:1; 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 및 11:1의 상대적 몰비를 포함하는, 약 1:1 몰비 내지 약 12:1의 범위 내일 수 있다. 또한 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물 양이 형성된 예비중합체 내 설폰화 수준을 증가시키고 결국 얻어진 나일론 중합체가 증가함이 이해되어야만 한다. 유사하게, 예비중합체 반응 혼합물 내 존재할 수 있는 나일론 형성 단량체의 상대적 양은 또한 설포네이트화된 예비중합체 및, 결국, 얻어진 중합된 나일론 중합체의 바람직한 특성에 따라, 및, 특히, 최종 중합된 설포네이트화된 나일론 중합체 내 바람직한 설폰화의 특정의 수준에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물 양에 상대적으로, 예비중합체 혼합물 내에 얼마나 많은 나일론 형성 중합체가 바람직한 지를 쉽게 결정할 수 있다.

다양한 더욱 예시적 양상에서, 및 제한 없이, 예비중합체 혼합물 내 물의 상대적 양은 약 10 wt% 내지 약 50 wt%의 범위일 수 있고, 여기서 wt %는 예비중합체 혼합물 내 모든 성분의 총 중량에 기초한다. 추가의 양상에서, 예비중합체 혼합물 내 물의 상대적 양은 약 10 wt%, 12 wt%, 14%, 15 wt%, 16 wt%, 18 wt%, 20 wt%, 25 wt%, 30 wt%, 35 wt%, 40 wt%, 35 wt%, 및 50 wt%일 수 있다.

형성된 설포네이트화된 나일론 예비중합체의 중합 이전에, 형성된 설포네이트화된 나일론 예비중합체를 물, 미반응 나일론 형성 단량체, 미반응 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물, 및 미반응 디아민으로부터 분리하는 것이 바람직하다. 이는, 예를 들면, 형성된 설포네이트화된 나일론 예비중합체, 물, 미반응 나일론 형성 단량체, 미반응 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물, 및 미반응 디아민을 포함하는 얻어진 반응 혼합물을 닦은-벽 박막 증발기를 통해 펌핑하여 모든 물 및 남은 미반응 나일론 형성 단량체를 적어도 실질적으로 제거함에 의해 달성될 수 있다.

형성된 설포네이트화된 나일론 예비중합체는 바람직한 미리 결정된 분자량 및 바람직한 미리 결정된 황 함유량을 가지는 연이은 중합 설포네이트화된 나일론 중합체를 제공하기에 효과적인 조건 하에서 중합 구역 내로 도입된다. 중합에 효과적인 조건은, 예를 들면, 다중중합 반응에 적절하다고 본 업계에서의 숙련가에게 공지된 것들을 포함한다. 한 양상에서, 중합 구역은 종래 마감 반응기의 형태로 제공되고, 그 내로 형성된 설포네이트화된 나일론 예비중합체가 도입된다. 마감 반응기는 물의 증발을 촉진하는 감소된 압력에서 매우 높은 표면 면적을 형성할 수 있다. 물이 용융물로부터 증발할 때, 다중중합 반응은 중합체 분자량 증가 쪽으로 구동된다. 따라서, 감소된 압력에서 작동하는 마감 반응기를 사용하여, 비교적 높은 생산 속도에서 높은 황 농도가 얻어질 수 있다.

최종 중합체 특성은, 예를 들면, 교반기 속도, 중합체 온도, 반응기 압력, 및 체류 시간에 의해 제어할 수 있다. 최종 바람직한 중합체 특성, 예를 들면 중합체 분자량에 대한 이들 변수의 효과는 마감 반응기 내 상기 반응 혼합물의 점도를 결정함에 의해 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 표적 상대적 점도에 상응하는 용융 점도 세트-점은 마감 반응기 내 반응 동안 실시간으로 모니터링할 수 있다.

개시된 공정의 특정 장점은 중합에 필요한 비교적 짧은 체류 시간이다. 이 비교적 짧은 체류 시간은 신속한 프로토타이팅 및 교반기 속도, 중합체 온도, 반응기 압력, 및 체류 시간의 변화의 영향의 평가를 허용하고, 따라서 향상된 반응 제어를 허용할 수 있다.

마감 반응기는 바람직하게는 감소된 압력, 즉, 표준 대기 압력 아래 압력에서 작동한다. 예를 들면, 마감 반응기는 약 50 Torr, 100 Torr, 150 Torr, 200 Torr, 250 Torr, 300 Torr, 350 Torr, 400 Torr, 450 Torr, 500 Torr, 550 Torr, 600 Torr, 650 Torr, 및 700 Torr의 예시적 압력을 포함하는 약 10 Torr 내지 약 700 Torr, 및 이로부터 유도된 어떠한 범위 압력에서 작동할 수 있다. 여전히 추가의 양상에서, 마감 반응기는, 약 0.02 Torr, 0.03 Torr, 0.04 Torr, 0.05 Torr, 0.06 Torr, 0.07 Torr, 0.08 Torr, 0.09 Torr, 0.1 Torr, 0.2 Torr, 0.3 Torr, 0.4 Torr, 0.5 Torr, 0.6 Torr, 0.7 Torr, 0.8 Torr, 0.9 Torr, 1 Torr, 1.5 Torr, 2.0 Torr, 2.5 Torr, 3 Torr, 3.5 Torr, 4 Torr, 4.5 Torr, 5 Torr, 5.5 Torr, 6 Torr, 6.5 Torr, 7 Torr, 7.5 Torr, 8 Torr, 8.5 Torr, 9 Torr, 및 9.5 Torr의 예시적 압력 범위를 포함하는, 약 0.01 Torr 내지 약 10 Torr 범위를 포함하는, 10 Torr 아래에서 작동할 수 있다. 여전히 또한, 마감기는 상기 값으로부터 유래된 압력의 범위 이내에서의 어떠한 압력에서 유지할 수 있다. 예를 들면, 마감기는 약 0.05 Torr 내지 약 5 Torr, 약 0.1 Torr 약 3 Torr, 또는 심지어 0.5 Torr 내지 약 1 Torr의 범위에 있는 압력에서 유지할 수 있다.

마감 반응기는 바람직한 중합체 특성을 달성하는 어떠한 바람직한 온도에서 작동할 수 있다. 예를 들면, 마감 반응기는, 약 210 ^oC, 215 ^oC, 220 ^oC, 225 ^oC, 230 ^oC, 235 ^oC, 240 ^oC, 245 ^oC, 250 ^oC, 255 ^oC, 260 ^oC, 265 ^oC, 270 ^oC, 275 ^oC, 280 ^oC, 285 ^oC, 290 ^oC, 및 295 ^oC의 예시적 온도 범위를 포함하는, 약 200 ^oC 내지 약 300 ^oC 범위에 있는 온도에서 작동할 수 있다. 여전히 또한, 마감기는 상기 값으로부터 유래된 온도의 범위 이내에서 어떠한 온도에서 유지할 수 있다. 예를 들면, 마감기는 약 225 ^oC 내지 약 285 ^oC, 또는 약 230 ^oC 내지 약 260 ^oC의 범위에 있는 온도에서 유지할 수 있다.

마감 반응기는 바람직한 중합체 특성을 달성하기 위해 어떠한 바람직한 체류 시간에서 작동할 수 있다. 예를 들면, 다양한 양상에서, 마감기 반응기 내 체류 시간은 1 시간 이하이다. 또다른 양상에서, 체류 시간은 0.9 시간, 0.8 시간, 0.7 시간, 0.6 시간, 0.5 시간, 0.4 시간, 0.3 시간, 0.2 시간, 0.1 시간 이하이다.

바람직하다면, 예비중합 구역 및/또는 중합 구역 내 반응은 촉매 또는 개시제를 임의로 더욱 포함할 수 있다. 일반적으로, 중합에 적절한 어떠한 공지된 촉매 또는 개시제가 사용될 수 있다. 택일적으로, 중합은 촉매 또는 개시제 없이 수행할 수 있다. 예를 들면, 지방족 디카복시산 및 지방족 디아민으로부터의 폴리아미드 합성에서, 촉매가 필요하지 않다. 락탐으로부터 폴리아미드 합성에 대해, 적절한 촉매는 합성에서 사용된 링-개방 (가수분해된) 락탐에 상응하는 물 및 오메가-아미노 산을 포함한다.

적절한 촉매는 물 및 합성에서 사용된 링-개방 (가수분해된) 락탐에 상응하는 오메가-아미노 산을 포함한다. 다양한 양상에서, 부가적 적절한 촉매는 금속 알루미늄 알킬레이트 (MAl(OR)₃H, 여기서 M은 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속이고, R은 C1-C12 알킬 모이어티임, 소듐 디하이드로비스(2-메톡시에톡시)알루미네이트, 리튬 디하이드로비스(tert-부톡시)알루미네이트, 알루미늄 알킬레이트 (예를 들면 Al(OR)₂R; 여기서 R은 C1-C12 알킬), N-소듐 카프로락탐, 엡실론-카프로락탐의 마그네슘 클로라이드 또는 브로마이드 염 (MgXC₆H₁₀NO, X=Br 또는 CI), 디알콕시 알루미늄 하이드라이드를 포함한다. 추가의 양상에서, 부가적 적절한 개시제는 이소프탈로이비스카프로락탐, N-아세탈카프로락탐, 이소시아네이트 엡실론-카프로락탐 부가물, 알콜 (R-OH; 여기서 R은 C1-C12 알킬), 디올 (HO-R-OH, 여기서 R C1-C12 알킬렌), 오메가-아미노카프로산, 및 소듐 메톡사이드를 포함한다.

한 양상에서, 여기에 개시되는 공정에 의해 생성된 설포네이트화된 나일론 중합체는 다수의 유리한 특성을 가진다. 언급된 바와 같이, 높은 황 함유량을 제공하는 설포네이트화된 모이어티의 함입은 통합된 산 염료 얼룩 저항성 특성을 가지는 설포네이트화된 나일론 중합체를 생성한다. 한 양상에서, 설포네이트화된 나일론 중합체는 적어도 약 500 ppm의 최종 나일론 수지 내 황 함유량을 가진다. 추가의 양상에서, 적어도 약 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2200, 2300, 2400, 또는 2500 ppm 수지의 최종 나일론 수지 내 황 함유량이다. 또다른 양상에서, 최종 수지 내 황 함유량은 적어도 약 2600, 2700 2800, 3000, 3300, 3500, 3800, 4000, 4300, 4500, 4800, 5000, 5300 5500, 5800, 6000, 6500, 7000, 7500, 8000, 8500, 9000, 9500, 10,000, 10,500, 11,000, 11,500, 또는 12,000 ppm일 수 있다. 여전히 추가의 양상에서, 황 함유량은 어떠한 두 개의 상기 예시된 값으로부터 유래된 범위, 예를 들면, 약 500 ppm 내지 약 12,000 ppm의 황 함유량 이내일 수 있다.

한 양상에서, 개시된 공정에 의해 생성된 설포네이트화된 나일론 중합체은 바람직한 수준의 아민 말단 기를 포함한다. 예를 들면, 다양한 양상에서, 아민 말단기 함유량은 최종 수지의 19 meq/kg, 18 meq/kg, 17 meq/kg, 16 meq/kg, 15 meq/kg, 14 meq/kg, 13 meq/kg, 12 meq/kg, 11 meq/kg, 10 meq/kg, 9 meq/kg, 8 meq/kg, 7 meq/kg, 6 meq/kg, 5 meq/kg, 4 meq/kg, 3 meq/kg, 2 meq/kg, 1 meq/kg, 0.8 meq/kg, 0.5 meq/kg, 0.3 meq/kg, 0.1 meq/kg, 0.08 meq/kg, 0.05 meq/kg, 0.03 meq/kg, 및 0.01 meq/kg 미만의 예시적 함유량을 포함하는, 상기 수지의 20 meq/kg 미만일 수 있다.

다양한 양상에서, 개시된 본발명의 공정은 예를 들면, 배치 중합에 대한 오토클레이브 반응기, 또는 계속 중합에 대한 VK 튜브 반응기 내에서의 종래 단일 중합 공정 수행과 비교하여 중합체의 바람직한 분자량 또는 중합체의 생산 속도를 희생시킴 없이 비교적 높은 황 함유량을 포함하는 설포네이트화된 나일론 중합체의 제조를 가능하게 한다. 추가의 양상에서, 개시된 공정은 종래 단일 단계 공정와 비교하여 향상된 생산 속도에서 설포네이트화된 나일론 중합체를 제공한다. 비교 목적으로, 생산 속도는 바람직한 황 함유량 및/또는 바람직한 중합체 분자량이 달성되는 속도임이 이해되어야만 한다. 종래 또는 기준 공정에 대한 비교 목적으로, 비교 공정의 생산 속도는 종래 단일 단계 공정을 사용하여, 동일한 바람직한 황 함유량 및/또는 바람직한 분자량을 달성하기 위한 속도이다. 일부 양상에서, 바람직한 황 함유량 및/또는 중합체 분자량에 따라, 종래 또는 기준 공정은 심지어 실용적이지 않을 수 있다. 추가의 면에서, 개시된 공정은 종래 또는 기준 단일 단계 공정보다적어도 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 150, 200, 또는 500% 더 높은 향상된 생산 속도를 가진다.

또다른 양상에서, 또한 여기에 개시되는 것은 여기에 개시되는 공정에 의해 형성되고 여기에 기술 및 개시된 성질 및 특성을 가지는 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지이다.

여전히 또다른 양상에서, 또한 개시된 것은 개시된 산 염료 얼룩 저항성 나일론 수지로부터 제조되고 이를 포함하는 섬유이다. 이들 섬유는 예를 들면, 종래 압출 공정을 포함하는 어떠한 공지된 종래 수단에 의해 제조할 수 있다. 또한, 섬유는 긴 계속 필라멘트 섬유 또는 비교적 짧은 짤막한 섬유의 형태로 제공될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 이들 섬유는 여기에 개시된 나일론 재료의 산 염료 얼룩-저항성 특성을 유사하게 나타낸다.

추가의 양상에서, 또한 여기에 개시되는 것은 여기에 개시된 산 염료 얼룩-저항성 나일론 섬유로부터 제조되고 이를 포함하는 실이다. 양상에 따라, 압출된 섬유는 본 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 종래 방법에 의해 실로 제조될 수 있다. 여기에 간단히 기술된 바와 같이, 나일론을 섬유로 압출 후, 섬유는 본 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 방법에 따라서 실, 특히, 벌크 계속 필라멘트 실, 또는 짧은 실로 일반적으로 형성된다. 또다른 양상에서, 실을 제조하기 위한 기술은 압출된 또는 스피닝된 섬유를 실로 조합시키고, 이후 모두 단일 단계로 인출, 텍스처화 및 포장 감기를 수반할 수 있다.

또다른 양상에서, 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지로부터 형성된 실은 예를 들면, 카페트 또는 카페트 타일을 포함하는 다양한 직물의 제조에서 유용하다. 한 양상에서, 여기에 개시되는 것은 개시된 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 포함하는 카페트 또는 카페트 타일이다. 예를 들면, 한 양상에서, 실은 인출되고 텍스처화되어 카페트 및 카페트 타일 내로 술 만들기에 적절한 벌크 계속 필라멘트 (BCF) 실을 형성한다. 여전히 또다른 양상에서, 실은 유연한 일차 이면 내로 술로 만들어져서 카페트 또는 카페트 타일을 형성한다. 또다른 양상에서, 카페트는 술 카페트, 니들-펀칭 카페트, 핸드 직조 카페트, 광폭 카페트, 카페트 타일, 및 심지어 면적 러그일 수 있다.

본발명의 특허가능한 범위는 청구범위에 의해 정의되고, 본 업계에서 숙련가에게 발생하는 다른 예시를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예시는 청구범위의 문언적 용어와 상이하지 않은 구조 요소를 가지거나, 또는 청구범위의 문언적 용어와 비유의적으로 상이한 동등한 구조적 요소를 포함한다면 청구범위의 범위 내로 의도된다.

Claims

다음 단계를 포함하는, 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 계속적으로 제조하는 다단계 공정:
a) 나일론 예비중합체 반응 혼합물을 예비중합 구역 내로 도입하는 것, 여기서 나일론 예비중합체 반응 혼합물은 다음을 포함함: i) 황 함유 나일론 예비중합체 반응물; ii) 디아민; iii) 나일론 형성 단량체; 및 iv) 물;
b) 설포네이트화된 나일론 예비중합체를 제공하기에 효과적인 조건 하에서 예비-중합 구역 내에서 적어도 일부의 예비중합체 반응 혼합물을 반응시키는 것;
c) 중합 구역 내로 적어도 일부의 설포네이트화된 예비중합체를 도입하는 것; 및 d) 미리 결정된 분자량 및 미리 결정된 황 함유량을 가지는 설포네이트화된 나일론 중합체를 제공하기에 효과적인 조건 하에서 중합 구역 내에서 설포네이트화된 예비-중합체를 중합시키는 것.
제 1항에 있어서, 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물은 방향족 설포네이트, 방향족 설포네이트의 알칼리 금속 염, 또는 그의 조합을 포함하는 공정.
제 1-2 항에 있어서, 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물은 설포네이트화된 디카복시산을 포함하는 공정.
제 1-3 항에 있어서, 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물은 5-설포이소프탈산을 포함하는 공정.
제 1-4 항에 있어서, 디아민은 헥사메틸렌 디아민을 포함하는 공정.
제 1-5 항에 있어서, 나일론 형성 단량체는 카프로락탐을 포함하는 공정.
제 1-6 항에 있어서, 나일론 형성 단량체은 엡실론 카프로락탐을 포함하는 공정.
제 1-7 항에 있어서, 황을 함유하는 나일론 예비중합체 반응물은 5-설포이소프탈산을 포함하고; 여기서 디아민은 헥사메틸렌 디아민을 포함하고; 및 여기서 나일론 형성 단량체은 엡실론 카프로락탐을 포함하는 공정.
제 1-8 항에 있어서, 설포네이트화된 나일론 중합체는 적어도 약 2200 ppm 중합체의 황 함유량을 가지는 공정.
제 1-9 항에 있어서, 설포네이트화된 나일론 중합체는 적어도 약 2500 ppm 중합체의 황 함유량을 가지는 공정.
제 1-10 항에 있어서, 설포네이트화된 나일론 중합체는 중합체의 kg 당 20 meq/kg 미만의 아민 말단 기 함유량을 가지는 공정.
제 1-11 항에 있어서, 설포네이트화된 나일론 중합체는 중합체의 kg 당 10 meq/kg 미만의 아민 말단 기 함유량을 가지는 공정.
제 1-12 항에 있어서, 예비중합 구역은 가수분해 중합 반응기를 포함하고 여기서 설포네이트화된 나일론 예비중합체를 제공하기에 효과적인 조건은 약 20 psi 내지 약 200 psi의 범위에 있는 압력 및 약 180 ^oC 내지 약 280 ^oC 범위에 있는 온도를 포함하는 공정.
제 1-12 항에 있어서, b)의 반응 단계는 다음을 포함하는 두 개의 단계로 수행되는 공정: i) 예비중합체 반응 혼합물을 가수분해를 개시하기에 효과적인 조건으로 처리하고, 및 ii) 예비중합체 반응 혼합물을 예비중합체 반응 혼합물을 더욱 가수분해하기에 효과적인 조건으로 처리하고 물 및 물 추출가능물을 제거하는 것.
제 14항에 있어서, 가수분해를 개시하기에 효과적인 조건은 약 20 psi 내지 약 200 psi의 상승 압력 및 약 180 ^oC 내지 약 280 ^oC의 온도를 포함하는 공정.
제 14-15항에 있어서, 예비-중합체를 더욱 가수분해하기에 효과적인 조건은 약 100 Torr 내지 약 900 Torr의 감소된 압력 및 약 200 ^oC 내지 약 280 ^oC의 온도를 포함하는 공정.
제 1-16항에 있어서, 중합 구역은 마감 반응기를 포함하고 여기서 설포네이트화된 나일론 중합체를 제공하기에 효과적인 조건은 약 0.01 torr 내지 약 10 torr 범위에 있는 압력 및 약 200 ^oC 내지 약 300 ^oC 범위에 있는 온도를 포함하는 공정.
제 17항에 있어서, 설포네이트화된 나일론 중합체를 제공하기에 효과적인 조건은 중합 구역 내에서 최고 약 1 시간의 체류 시간을 더욱 포함하는 공정.
제 1-18항에 있어서, 설포네이트화된 나일론 중합체는 약 2.5 중량 미만 퍼센트 물 추출가능 재료, 및 약 0.2 중량 퍼센트 미만의 잔류 단량체 단위를 가지는 공정.
제 1-19항에 있어서, 설포네이트화된 나일론 중합체를 압출하여 산 염료 얼룩-저항성 나일론 섬유를 형성하는 단계를 더욱 포함하는 공정.
제 1-20항의 공정에 의해 형성된 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지.
제 1-20항의 산 염료 얼룩-저항성 나일론 수지를 포함하는 실.
제 22항의 실을 포함하는 카페트 또는 카페트 타일.