KR20210036970A - 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조방법 및 그를 위한 장치 - Google Patents

저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조방법 및 그를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다. 여기서 비-추출 폴리아미드 6의 용융물은 진공 중의 탈기 장치(degasification device)에서 단량체 및 올리고머로 세정(cleaning)되며, 진공 발생 장치에 의해서 상기 탈기 장치로부터 회수되는 증기는, 그것이 상기 진공 발생 장치에 도달하기 전에, 처음에는 액체 ε-카프로락탐으로 조작되는 직접 응축기(direct condenser)에서, 후속적으로는 냉매로 냉각되는 예비-응축기(pre-separator)에서 단량체, 올리고머 및 선택적으로 물로 세정된다. 상기 방법의 특히 바람직한 변형은 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트로 직접 방사하는 공정에서 제조된 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 용융물의 사용을 고려한다.

Description

저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조방법 및 그를 위한 장치
본 발명은 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다. 여기서 비-추출 폴리아미드 6의 용융물은 진공 중의 탈기 장치(degasification device)에서 단량체 및 올리고머로 세정(cleaning)되며, 진공 발생 장치에 의해서 상기 탈기 장치로부터 회수되는 증기는, 그것이 상기 진공 발생 장치에 도달하기 전에, 처음에는 액체 ε-카프로락탐으로 조작되는 직접 응축기(direct condenser)에서, 후속적으로는 냉매로 냉각되는 예비-응축기(pre-separator)에서 단량체, 올리고머 및 선택적으로 물로 세정된다. 상기 방법의 특히 바람직한 변형은 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트로 직접 방사하는 공정에서 제조된 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 용융물의 사용을 고려한다.
폴리아미드 6(PA 6)의 대규모 산업적 생산에 주로 사용되는 방법은 물을 부가하는 용융물 중의 ε-카프로락탐의 개환 중합이다. 여기서 충분한 반응 시간 후에 상기 PA 6 용융물이 대략 10중량%의 ε-카프로락탐을 함유하는 평형 상태에 도달한다. 상기 단량체 이외에 환식 이량체(cyclic dimer) 뿐만 아니라 삼량체, 사량체, 오량체 및 육량체의 인식가능한 부분도 발견될 수 있다. 반응 조건에 따라 상기 함량은 7 내지 14 중량%의 범위 내에서 변할 수 있다. 추가 처리 전에, 그들은 예를 들어 섬유로의 방사가 전혀 불가능할 정도로 중합체 특성이 극적으로 저하되기 때문에 제거되어야 한다.
비용상의 이유로 여러해 전부터 직접 PA 6 공정의 기초가 될 수 있는 진공 추출법이 모색되어 왔다. 이러한 직접법에서 용융물은, 중간 단계로서 고형화 및 과립화 없이 예를 들어 방적 또는 또다른 추가 처리 예를 들어 호일 생성 공정(foil production)에 직접 공급된다. 등가의 방법들이 폴리에스테르의 제조분야에서 알려져 있다.
그러나 오늘날까지 종래기술에 기술된 진공 추출법으로는 그러한 방법의 불변성(constancy) 및 낮은 취약성을 비롯한 요구되는 품질을 성취하는 것이 불가능하였다. 특히, 종종 폐가스 라인에서 직접 막힘이 발생하여 번거로운 세정 작업 및 그에 따른 공정 중단을 초래하게 된다. 그 결과 생산 과정에서 습식 추출 공정이 오늘날까지 사실상 배타적으로 사용되어 왔다. 이를 위해서, 처음에는 중합된 PA 6 용융물을 과립으로 가공한 다음, 수 시간의 추출 공정에서 물로 추출시킨다. 이들 공정에서 발생하는 다량의 추출수로부터 ε-카프로락탐이 증발에 의한 힘든 방식으로 회수되어야 한다. 따라서, 특히 텍스타일 최종 제품을 사실상 독점적으로 생산하는 주요 제조업체는 보다 경제적인 방식으로 생산할 수 있는 완벽하고 판매가능한 최종 제품을 생산할 때 직접 공정에 특히 관심이 있다.
DE　28　21　686　A1는 예를 들어 박층(thin layer) 또는 스크류 기화기(screw vaporizer)에 의해서 상대적인 박층들을 생산하는 방법이 기술되어 있다. 상기 기화기에 0.4-6.5 mbar의 진공이 적용되고 탈기 가스는 락탐 연무(lactam mist)에 침전된다. DE 28　21　686　A1에 따라 약 0.2% 내지 0.3%의 단량체 함량이 성취된다. 장치에서의 체류 시간은 언급되지 않는다.
그러나 생산 규모에서, 사용된 박층 기화기(thin layer vaporizer)의 탑 형상 장치는 매우 크며 약 1 mbar의 고진공하에 있다. 이와 관련하여 누출 위험이 크게 증가한다. 또한 상기 장치는 높은 취득 및 조작 비용 뿐만 아니라 높은 복잡성과 관련된다. 데드 스페이스(dead space)는 특히 생산 규모에서 플랜트 크기(plant size)의 경우 매우 문제가 되는 PA 6으로부터의 추출물의 심각한 역형성(back-formation)을 야기한다.
항상 두려워해야 하는 원치않는 산소는 폴리아미드의 손상을 초래하고 정상적으로는 제품을 쓸모없게 만든다. 첫번째 경우에는 매우 적은 양의 산소에서 이미 발생하는 변색이 나타난다. 그러나, 고농도의 산소의 경우 이것은 또한 쇄 분해에 의해서 취화 및 기계적 특성값의 악화와 관련된 중합체의 손상을 더욱 심화시킨다. 그러한 누출을 찾아서 제거하기 위해서는 최악의 경우 전체 생산을 중단해야 한다. 대형 플랜트를 재개하는(restarting) 공정은 수리 기간동안 이전의 생산 중단은 말할 것도 없고 상당한 부분의 전환(transition) 및/또는 스크랩 재료(scrap material)를 후속적으로 생성한다.
단순히 그 크기, 조작 및 투자 비용, 공간 요건 및 복잡성 때문에, 직접 PA 6 공정에서 중앙 사용(central usage)만이 합리적이다. 이송 라인의 길이 및/또는 PA 6 용융물의 체류 시간이 증가함에 따라 점점 더 심각하게 손상되고/되거나 추가 처리에 점점 더 쓸모없게 된다. 추출된 PA 6은 불균형 상태에 있고 평형 분포 쪽으로 가려는 경향이 강하기 때문에, 상기 추출된 PA 6 용융물의 체류 시간은 가능한한 짧게 유지되어야 한다. 정상적인 처리 온도에서 이미 몇분의 체류 시간은 추출물 함량을 약 2%까지 증가시킬 수 있다. 더 이상 생성물을 추가 처리에 사용할 수 없다.
마지막 것도 그 이유 중의 하나이며, 오늘날까지 PA 6 방사 공정이 바람직하게는 수많은 단일 스크류 압출기와 함께 과립 압출 작동 모드에서 수행되었으며 지금까지 직접 방사 공정이 확립되지 않은 이유이기도 하다. 중앙 사용은 긴 용융물 체류 시간을 결과한다. 예를 들어 EP 0 137 884 A1에 제안되어 있는 것과 같은 수개의 기화기 탑 또는 반응기는 재정적인 이유로 그 복잡성 및 비용의 견지에서 실현될 수 없다. 이와는 별개로, EP 0 137 884 A1에서는 불량한 추출값만이 달성된다. 여기서 비용 뿐만 아니라 얻어진 추출값과 관련하여 성취되어야 하는 벤치마크는 항상 습식 추출(wet extraction)을 포함하는 통상적인 생산 공정이다.
따라서, 단일 스크류 용융 압출기를 사용하여 PA 6을 중합한 후 여러 생산 라인에서 작동하는 고전적인 압출 모드는 용융물 체류 시간이 짧은 PA 6 방적공장에서 습식 추출 과립을 텍스타일 트레드(textile thread) 예를 들어 부분 배향사(POY), 완전 연신사(FDY), 벌크 연속 필라멘트(BCF) 또는 스테이플 섬유(SF)로 가공하는 데 적합하다. 오늘날까지 이러한 작동 방식이 정상적이었으며 지금까지 지배적이었다.
반면, 대안으로 언급된 스크류 기화기, 특히 실시예에서 언급된 2축 압출기는 더 적은 부피 요건을 갖지만 충분한 표면 재생, 박층 및 따라서 기화 표면을 생성하지 않는다. 따라서 필요한 추출값은 더 큰 압출기에서 연장된 체류 시간을 통해서만 달성될 수 있으며, 이 경우 폴리아미드에 열적 및 기계적 응력을 가하거나 전혀 달성할 수 없다. 또한, 일반적으로 대형 2축 압출기의 경우 간극(clearance)이 더 높아져서 보다 두꺼운 층을 생성할 수 있다. 그 결과, 대형 2축 압출기가 유리하지 않고 오히려 기본적으로 단점이 되도록 성능을 높이는 대신 탈기 성능이 저하될 수도 있다(픽의 법칙). 한편, 특히 극히 박층인 경우에 연장된 체류 시간도 불리하다. 결론적으로, 얻어진 처리량이 너무 작아서 실무 중심의 경제적인 생산 공정을 만들 수 없게 된다.
따라서 DE　28　21　686　A1에 개시된 방법은 폴리에스테르 분야에서 흔히 볼 수 있는 것과 같이 다수의 분할 스트림이 있는 대규모 생산 공장에서 특히 직접 방사 공정에 이용될 수 없고/없거나 적합하지 않을 수 있다.
동일한 결점은 2 단계 루프 및/또는 튜브 기화기가 사용되는 진공 추출 공정을 기술하는 국제공개공보 제WO01/74925 A1호에도 속한다. 두 번째 단계 이전에, 바람직하게는 수증기 뿐만 아니라 질소도 두 번째 추출 단계의 후속 기화 어그리게이트(vaporization aggregate)에서 기포를 형성하기 위해 정적 용융 혼합기 직전에 연행제(entraining agent)로서 주입된다. 이러한 공지의 효과는 추출물의 증발을 촉진시킨다.
국제공개공보 제WO01/74925 A1호에 기술된 방법 및 각 장치에 있어서는 DE 28 21 686 A1에 기술된 것과 동일하지만, 이 장치가 DE 28 21 686 A1에 개시된 장치보다 더 많은 공간을 차지한다는 차이점이 있다. 더욱이, 국제공개공보 제WO 01/74925 A1호에 개시된 것과 같은 방법은 제품 품질 및 공정 안정성이 기포 크기 및/또는 분포의 절대 크기 및 불변성에 크게 의존한다는 추가적인 단점과 관련이 있다. 강성 요소(rigid element)를 사용하는 이러한 방법의 경우, 기포 크기가 국소적이고 시간적 불균일성으로 인해 불가피하게 제품에서 각각의 불균일성을 초래하는 것이 정상적이다. 이러한 방법은 안정적인 작동이 어렵다. 이것은 또한 수증기 대신 질소가 사용되는 이유이기도 하며, 이는 본원에서도 언급되는 공정 불균일성에 대한 방법의 민감성을 강조한다.
진공 생성에 사용되는 제트는 증기 ε-카프로락탐으로 조작된다. 증기 ε-카프로락탐의 온도는 300℃이다. 또한 이것은 PA 6의 기본 단위인 ε-카프로락탐을 손상시킬 위험이 높은 것과 관련이 있다. 마지막으로, 이러한 ε-카프로락탐은 여전히 재공급 시스템을 통해 중합으로 복귀한다. 그러나 마지막 문제는 PA 6이 약간 손상된 경우에만 다운스트림 방적공장 또는 후속 공정에서 문제를 야기할 수 있기 때문에 문제가 된다. 예를 들어, 직물의 고르지 않은 염색 및/또는 감소된 방사 수율은 다음과 같다.
본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 단점을 특징으로 하지 않는 신규한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 특히, 이 방법은 적용 가능하고 낮은 추출값을 제공하여 직접 방법으로도 사용할 수 있는 동시에 기타 중합체 품질을 유지하는 것을 목적으로 한다. 동시에 습식 추출 공정에 비해 더 높은 비용 효율성을 보장하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치에 의해서 해결된다.
본 발명에 따른 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조방법은,
(a) 비-추출 폴리아미드 6의 용융물을 제공하는 단계;
(b) 상기 용융물을 진공 발생 장치(vacuum generation device)와 연결되는 탈기 장치(degasification device)에 공급하는 단계;
(c) 진공 중에서 상기 용융물로부터 ε-카프로락탐 및 올리고머를 추출하는 단계;
(d) 상기 탈기 장치로부터 추출된 폴리아미드 6 용융물을 추가 처리공정에 공급하는 단계;
를 포함하되,
- 상기 진공 발생 장치는 냉매로 냉각되는 업스트림 예비-분리기(upstream pre-separator)를 포함하고,
- 상기 탈기 장치 및 상기 업스트림 예비-분리기 사이에 직접 응축기(direct condenser)가 배치되며,
- 상기 직접 응축기는 순환되는 액체 ε-카프로락탐으로 조작되되, 일정한 순환량을 유지하기 위해 응축된 추출물 양에 대응하는 ε-카프로락탐의 양이 연속적으로 제거된다.
놀랍게도, 지금까지의 종래기술의 개시와는 반대로, 본 발명에 따른 방법으로 직접 PA 6 공정을 촉진하는 추출값이 성취되는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 의미에서 "추출물 함량이 낮은 폴리아미드 6"은 물로 추출될 수 있는 부분이 부족한 폴리아미드 6이다. 특히 그들의 함량이 추가 처리공정에 적합할만큼 낮다.
본 발명에 따른 방법은 공급된 비-추출 PA 6 용융물을 매우 박막으로 제공하고 강력한 표면 교환을 보장하고 매우 잘 균질화하는 비교적 작은 탈기 장치로 구성된다. 여기서, 상기 용융물의 공급원은 바람직하게는 직접 중합 또는 압출기에서 재용융되었고 전혀 추출되지 않은 과립이다. 정상적으로, 온도 범위는 260℃ 내지 285℃이다. 미처리 용융물로부터 이러한 탈기 장치에서 ε-카프로락탐 뿐만 아니라 올리고머는 진공 중에서 제거된다. 여기서, 압력은 바람직하게는 2 mbar(절대압력) 미만(<), 특히 바람직하게는 1 mbar(절대압력) 미만(<)이다.
상기 탈기 장치와 상기 진공 발생 장치 사이에 직접 응축기가, 이어서 냉매로 냉각되는 예비-분리기가 배치된다. 때때로 주입 응축기, 액체 진공 세척기 또는 스프레이 응축기로 표시되는 직접 응축기는 순환되는 액체 ε-카프로락탐으로 조작된다. 이러한 방식으로, 상기 탈기 장치의 증기로부터 ε-카프로락탐 및 올리고머가 오염되지 않고 응축된다. 상기 응축물의 양은 순환으로부터 연속적으로 제거될 수 있으며 중합 공정으로 직접 공급될 수 있다. 따라서 이미 증기의 대부분이 분리된다. 직접 응축기로부터의 가스 스트림은 낮은 잔여량의 ε-카프로락탐 및 선택적으로 여기서 조작 조건하에는 분리되지 않는 물만을 여전히 함유하는 진공 발생 장치의 방향으로 빠져 나간다. 이어서 상기 가스 스트림에서 이들 잔여 성분들은 불순물이 진공 발생 장치에 도달하지 않도록 냉매로 냉각되는 예비-분리기에서 분리된다.
또한 냉매로 냉각되는 상기 예비-분리기는 회수된 가스 스트림이 후속적으로 진공 펌프를 사용할 수 있게 하는 상당한 부피 수축을 수행하는 사실을 결과하고, 상기 진공 펌프는 본질적으로 작고/작거나 에너지 및 공간 요건과 관련하여 합리적인 방식으로 경제적으로 작업하는 대규모 생산 공장에 사용될 수 있는 공정만을 허용한다. 따라서 본원에서는 단순한 펌프 보호 효과 이외에 추가적인 효과가 발생한다.
상기 방법의 유리한 설계 변형에서, 상기 예비-분리기는 승화기(sublimator) 및 다운스트림 재생 고성능 금속 필터(downstream regenerative high performance metal filter)로 구성된 2-단 디자인(two-stage design)을 가진다. 이러한 특히 강력한 냉각 변형(예를 들어 0℃에서 -30℃로 냉각)은 한편으로는 부피 수축 효과를 증가시키고, 다른 한편으로는 매우 효율적인 분리를 결과한다. 여기서 여전히 가스 스트림에 포함되는 고체 입자는 후속 고성능 금속 필터에서 분리된다.
바람직하게는, 상기 예비-분리기는 2번 존재하며 분리 및 세정 모드에서 교호(alternatively) 조작된다. 따라서 플랜트의 연속 조작이 보장된다. 하나의 사전 분리기가 분리에 사용되는 동안, 두 번째 사전 분리기에서 냉각 요소의 세정 및 선택적으로 고성능 금속 필터의 재생이 수행될 수 있다.
상기 방법의 가능한 설계 변형에서, 상기 추가 처리공정은 상기 용융물에 첨가제의 선택적 부가 및 과립화로 구성된다. 매우 바람직한 설계 변형에서 상기 추가 처리공정은 상기 용융물에 대한 첨가제의 선택적 부가 및 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트로의 직접 방사 공정, 호일 압출(foil extrusion) 또는 성형체의 생산을 포함한다. 2가지 변형에서 첨가제의 부가는 또한 상기 탈기 장치에서 이미 수행될 수 있다.
따라서 이러한 설계 변형에서 상기 방법은 부가 물질에서 진공하에 효과적인 추출 이외에도, 예를 들어 마스터배치(masterbatch), 다른 첨가제 또는 다른 어그리게이트(aggregate) 또는 개질제가 분산될 수 있는 이점에 의해서 특징지워진다. 지금은 상업적 수요에 따라 예를 들어 하나의 첨가제의 부가 - 특히 TiO2의 부가 -가 있는 작동 모드와는 반대로 각 진공 추출 분할 스트림에 대한 중합에서 상이한 TiO2 또는 기타 내용물이 조정될 수 있기 때문에, 상기 마지막 것은 1회 이상 PA 6의 생산 공정의 경제적 효율성 및 유연성을 증가시킨다.
상기 직접 공정을 통해서 PA 6은 상기 중합으로부터 직접 방사 트레드(spinning thread)로 가공될 수 있다. 여기서 품질과 관련하여 통상적으로 제조된 방사 트레드에 대한 요건이 충족된다. 특히 이것은 매우 바람직한 설계 변형에서 본 발명에 따른 방법이 방사 압출기에서 별도의 용융을 통해서 후속 방사를 수반하는 통상적인, 다단 습식 방법 보다 상당히 경제적으로 작업하므로 그 사실로 인하여 매우 놀라운 일이다.
상기 방법의 바람직한 설계 변형에서, 하나 이상의 연행제가 탈기 장치에서 용융물에 혼합될 것으로 예상된다. 따라서 개선된 추출 공정이 성취될 수 있다. 특히 상이한 연행제들의 조합의 경우에는 특히 번거로운 환식 이량체에 관한 추출 생성물이 다시한번 최적화될 수 있다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 연행제는 물, 수증기, ε-카프로락탐, 질소, CO2 또는 희가스(noble gas)이다. 수증기 및 ε-카프로락탐이 특히 바람직하다. 수증기 및 ε-카프로락탐이 함께 사용되는 경우 특히 바람직하다. 특히 이러한 조합의 경우 추가의 ε-카프로락탐을 사용한 추출 결과가 전체적으로 악화되어야 한다는 것이 사실이 아니며, 상기 수증기와의 조합에서 환식 이량체의 잔여 함량이 다시한번 추가로 감소될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
바람직하게는, 탈기 장치로서 다중 스크류 탈기 어그리게이트 또는 박막 기화기가 사용된다. 다중-스크류 탈기 어그리게이트는 다중-스크류 압출기(multi-screw extruder), 2개 초과의 스크류를 구비한 압출기, 링 압출기(ring extruder) 또는 다중-회전 압출기(multi-rotation extruder)로 구성될 때 특히 바람직하다. 이러한 압출기에 대한 예는 특히 DE 42 31232 C1, DE 44 13 965 A1, DE 196 04 228 C1 또는 DE 101 50 627 A1에 개시되어 있다. 추출물 함량 및 특히 기술적 폴리아미드 원료의 이량체 함량과 관련하여 높은 요구조건에 불충분한 추출 결과에 기인하여 다중-스크류 압출기의 사용에 관한 상기 국제공개공보 제WO　01/74925　A1호에서 언급되는 관심사에 반해, 직접 공정에서의 사용을 가능하게 할 수도 있는 우수한 추출 결과를 성취할 수 있다.
다중-스크류 압출기는 특히 압출기가 용융물의 매우 양호한 혼합 및 그에 따라 표면 재생을 결과하고 극히 박층을 발생시킬 수 있다는 사실에 의해서 특징지워 진다. 이러한 측면에서 그들은 그러한 효과적인 혼합을 달성할 수 없고 층 두께를 충분히 줄일 수 없기 때문에 박막 기화기 보다 훨씬 우수하다. 마지막 것은 중합체의 점도에 의해 제한되며 더 높은 온도에 의해서만 보상될 수 있다. 따라서 초기 열 손상(incipient thermal impairment)은 층 두께의 감소와 관련하여 그 가능성을 제한한다.
상기 방법의 유리한 설계 변형에서, 단계 (a) 및/또는 (c) 후의 상기 폴리아미드 6 용융물에 이소시안산, 우레아, 뷰렛(biuret), 시아누르산 및/또는 우레아의 올리고머 또는 중합체 동족체가 혼합된다. 첨가제로서 또는 열 노출에 의해서 방출될 수 있는 추가적으로 언급된 화합물의 형태로 직접 사용될 수 있는 이소시안산은 분자쇄에 대한 말단-캡퍼(end-capper)로서 기능하므로 추출 부분을 크게 감소시킨다. 중합체 개질로 추출물 역-형성도 크게 감소된다. 본 발명에 따른 방법에서, 상기 부가는 아직 처리되지 않은 용융물에 직접적으로 또는 추출 후에 수행될 수 있다. 또한 두 위치에서 부가가 가능하다.
특히 직접 공정에 대한 적합성과 관련하여, 예를 들어 섬유 생산을 위한 방사 압출기에서 더 긴 체류 시간이 가능하기 때문에, 감소된 추출물 역-형성의 효과가 매우 유리하다. 따라서 본 발명에 따른 방법으로 달성되는 용융물의 낮은 추출값이 더 오래 유지될 수 있으며, 이것은 종래 기술에서 일반적인 방사 공정을 용이하게 한다.
상기 방법의 특히 바람직한 설계 변형에서, 상기 추출된 폴리아미드 6 용융물은 직접 공정에서 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트로 방사되고, 상기 섬유 및/또는 필라멘트는 추출가능한 부분(extractable portion)을 0.85중량% 이하(≤), 바람직하게는 0.75중량% 이하(≤), 특히 바람직하게는 0.65중량% 이하(≤)의 양으로 함유한다.
상기 방법의 더욱 특히 바람직한 설계 변형에서, 상기 추출된 폴리아미드 6 용융물은 직접 공정에서 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트로 방사되고, 상기 섬유 및/또는 필라멘트는 추출가능한 부분을, 단량체의 0.24중량% 이하(≤), 환식 이량체(cyclic dimer)의 0.20중량% 이하(≤), 삼량체의 0.21중량% 이하(≤), 사량체의 0.12중량% 이하(≤), 오량체의 0.04중량% 이하(≤) 및 육량체의 0.03중량% 이하(≤)의 양으로 함유한다.
상기 방법의 더더욱 특히 바람직한 설계 변형에서, 상기 추출된 폴리아미드 6 용융물이 직접 공정에서 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트로 방사되고, 상기 섬유 및/또는 필라멘트는 4% 미만(＜)의 파단 변형률(strain at break)의 상대 표준편차 및/또는 3% 미만(＜)의 인열 저항(tear resistance)의 상대 표준편차 및/또는 0.45% 미만(＜)의 역가(titer)의 상대 표준편차를 갖는다.
또한 본 발명에 따르면 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조를 위한 장치는,
- 비-추출 폴리아미드 6의 용융물의 공급 라인(feed line), 진공 발생 장치와의 연결부 및 추가 처리공정으로의 추출된 폴리아미드 6 용융물의 배출 라인(discharge line)을 구비한 탈기 장치,
상기 진공 발생 장치와의 상기 연결부에서 상기 탈기 장치에 다운스트림으로 배치되고 액체 ε-카프로락탐으로 조작하기 위해 설계되는 직접 응축기,
- 이송 수단(conveying means), 선택적 템퍼링 수단(optional tempering means) 및 일정한 순환량을 유지하기 위해 ε-카프로락탐을 연속적을 제거하기 위한 수단을 구비한 직접 응축기와 연결되는 액체 ε-카프로락탐의 순환부,
- 상기 직접 응축기에 대해 다운스트림으로 배치되고 냉매로 냉각되는 업스트림 예비-분리기가 구비되는 진공 발생 장치;
를 포함한다.
바람직하게는, 상기 탈기 장치는 연행제를 상기 용융물에 혼합하기 위한 수단을 포함한다. 사용된 연행제의 종류에 따라 연행제는 각 펌프 또는 압출기를 사용한 가스 공급물, 고체 계량주입물(solid metering) 또는 액체 공급물일 수 있다. 계량주입 부위(metering site) 및 탈기 장치의 설계에 따라, 상기 수단은 또한 선택적으로 상기 연행제를 상기 용융물 중에 분배하는 필요한 혼합 장치를 포함한다.
상기 예비-분리기가 승화기 및 다운스트림 재생 고성능 금속 필터를 가질 때 매우 바람직하다.
또한, 바람직하게는, 상기 예비-분리기는 2회 존재하고 교호 분리 및 세정 조작용(aternate separation and cleaning operation)으로 구성된다. 이것은 또한, 특히 두 조작 상태 사이에서 상기 예비-분리기를 자동 스위칭하기 위한 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 탈기 장치는 다중-스크류 탈기 어그리게이트 또는 박막 기화기로 구성된다. 상기 다중-스크류 탈기 어그리게이트는 다중-스크류 압출기, 2개 초과의 스크류를 구비한 압출기, 링 압출기 또는 다중-회전 압출기로 구성될 때 특히 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 플랜트를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 섬유로 방사하는 직접 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도면의 설명
하기에서 본 발명은 예시적 도면을 참조로 하여 기술된다. 이러한 기술은 본 발명을 설명할 목적으로만 제공되는 것이며 그것이 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1에서, 본 발명에 따르는 플랜트의 실시예의 개략도가 도시된다.
이러한 실시예에서, 탈기 장치(1)는 다중-스크류 압출기의 디자인을 갖는 압출기로 구성된다. 여기서 RE라는 상품명의 Extricom 사의 링 압출기 또는 MRS라는 상품명의 Gneuß 사의 다중 나사 또는 다중 회전 압출기를 사용할 때 특히 바람직하다.
중합에서 발생하는 미처리 폴리아미드 6 용융물(8)은 탈기 장치(1)에 연속적으로 공급된다. 통상적으로, 온도 범위는 260℃ 내지 285℃이다. 연행제로서 사용되는 압출기로의 수증기의 공급물은 도면에 도시되지 않았다. 연속적으로, 단량체 및 올리고머 증기 및 물로 구성된 증기(10)가 압출기에서 배출된다. 이를 위해 필요한 진공은 진공 펌프 스탠드(7)에 의해 생성된다. 추출된 폴리아미드 6 용융물(9)은 탈기 장치(1)에서 도시되지 않은 추가 공정으로 안내된다. 이것은 과립 화, 어그리게이트의 계량주입(metering) 및/또는 직접 방사일 수 있다.
상기 탈기 장치(1)로부터 회수된 증기는 먼저 직접 응축기(2)의 저부(lower part)로 안내된다. 이것은 응축을 위한 자유 낙하 필름(free fall film) 및/또는 스프레이 연무(spray mist)를 형성하고 순환되는 액체 ε-카프로락탐(11)과 함께 증기(10)에 대한 역류(countercurrent flow)로 순환 펌프(3)에 의해 위로부터 제공된다. 이러한 조건에서 물은 분리되지 않는다. 직접 응축기(2)의 저부에서 응축된 저분자 물질(12)과 함께 액체 ε-카프로락탐이 순환 펌프(3)에 의해 펌핑된다. 80℃ 내지 90℃, 바람직하게는 85℃의 일정한 온도를 유지하기 위해 순환시 열 교환기(4)가 제공된다.
응축으로 인한 과잉의 ε-카프로락탐은 ε-카프로락탐 오버플로(overflow)(14)에서 순환 펌프(3) 후에 제거된다. 이러한 오버플로 스트림은 회수 또는 중합에 직접 사용될 수 있다.
상부에서 직접 응축기(2)는 승화기(5) 및 고성능 금속 필터(6)를 통해 진공 펌프 스탠드(7)와 연결된다. 예를 들어 물과 같이 현재 공정 조건에서 응축되지 않으며, 여전히 상기 직접 응축기(2)를 떠나는 성분(13)은 승화기(5)에서 분리되고 고성능 금속 필터(6)은 진공 펌프 스탠드(7)에 대해 업스트림으로 배치된다.
분리는 2 단계로 수행된다. 습도 및 잔류 단량체는 승화기(5)의 제 1 단(first stage)에서 물리적으로 분리될 수 있다. 잔류 분진 및 미세 입자는 재생 고성능 금속 필터(6)의 제 2 단에서 분리되어 진공 펌프 스탠드(7)에서는 순수한 가스만이 있을뿐 액체 또는 고체 입자는 도달하지 않는다. 이러한 예비-분리기는 병렬 배열된 이중 분리기(parallel-arranged double separator)(도시되지 않음)의 디자인을 갖는다. 하나의 승화기(5)가 세정되는 동안 두 번째 승화기는 분리 모드에서 작업한다. 그 후 다시 변경된다. 스위칭은 자동으로 작동된다. 따라서 공정은 연속적인 공정이다. 이어서 진공 펌프 스탠드(7)에서 배기 가스만이 배출된다.
상기 신규한 방법은 극도로 크고 취약한 구조를 사용하지 않으면서 직접 처리할 수 있는 추출값을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 또한 예를 들어 130톤/day의 처리량으로 플랜트 크기의 경우에도 사용할 수 있다. 이것은 특히 사용된 진공 펌프 및 분리 시스템에 의해 달성되며, 이는 놀랍게도 매우 우수한 추출값 및 높은 비용 효율성으로 비-추출 폴리아미드 6과 함께 현대적인 다중-스크류 압출 기술과의 조합으로 최초로 사용된 직접 공정을 결과한다. 또한 표준 장비를 사용할 수 있다.
도 2에는 섬유로 방사하는 직접 공정의 개략도가 도시되어 있다.
중합 공정의 마지막 용기에서, VK 튜브(15)는 용융물 펌프를 통해 배출된 폴리아미드 6 용융물은 주 용융물 라인(main melt line)을 통해 제 1 용융물 라인 분기(first melt line branching)로 이송되고 거기에서 여러 추가 용융물 라인으로 분배된다. 용융물 이송 과정에서, 용융물은 최종적으로 각각의 방사 부위(19-21)에 도달할 때까지 일반적으로 더 분지되고 도 1과 같이 상기 용융물 라인을 통해서 탈기 장치(16-18)를 각각 통과한다. 또한 다중-스크류 탈기 압출기(탈기 장치(16-18)를 향하는 추가 화살표와 함께 도면에 표시됨)를 통해서, 각 탈기 압출기에 여전히 부가되는 방사용 첨가제를 혼합하고 균질화할 수 있다. 예를 들어 각기 다른 정도의 둔화(dulling)를 보여준 3개의 분기에서 생산된 각 원사는 탈기 장치(16-18)에서 서로 다른 양의 TiO2를 혼합하여 달성될 수 있다. 또한, 여기에서도 예를 들어 우레아는 추출물의 역-형성 없이 후속 파이프 및 방사 부위에서 더 긴 체류 시간을 용이하게 하기 위해 말단-캡퍼(end-capper)로서 혼합될 수 있다.
용융물을 최종 방사 제품으로 운반하는 동안 진공 추출된 제품은 중앙 탈기 압출기의 출구에서 중간 부분의 잔류 추출물로 시작하여, 다시 방적사의 허용 임계값이 매우 신속하게 초과하도록 매우 빠르게 추출물을 형성하므로, VK 튜브(15) 바로 뒤에서 첫 번째 분기까지 중앙 진공 추출은 예를 들어 100 내지 200톤/day의 일반적인 대형 플랜트의 경우에 사용될 수 없다.
그러나, 소위 '엔지니어링 플라스틱'의 생산에 있어서, 별도의 사출 성형기를 사용하는 표준 방법에서는 최종 제품까지의 체류 시간이 매우 짧기 때문에 그 플랜트의 크기에 따라 단일 중앙 탈기 단위가 충분할 수 있다. 예를 들어 양산된 PET-POY를 위한 마지막 반응기에서 시작하여 방사 공정에서 일반적인 범위의 라인 분기 및 체류 시간은 존재하지 않는다. 또한, 예를 들어 최종 제품 '엔지니어링 플라스틱'의 추출물 함량과 관련된 요구 사항은 일반적으로는 상당히 낮다(예를 들어 1.5중량%).
실시예
습식 추출 및 회전 압출기를 통해 통상적으로 방사하는 표준 공정의 비교예로서 생산된 실의 추출값과 가장 중요한 매개 변수를 비교하기 위해 실을 제조하였다. 동일한 미처리 출발 과립이 시뮬레이션된 직접 공정과 같이 본 발명에 따른 방법에 사용되었다. 즉, 압출기에서 용융된 다음이 용융물이 진공 추출에 공급되었다. 추출된 용융액의 추출물 함량을 확인할 수 있도록 진공 추출 후 첫 번째 과립을 생산하고 시험하였다. 이렇게 생성된 과립은 비교예의 경우와 같이 방사 압출기에 공급되었다. 트레드의 생산은 각각 2가지의 다른 온도(방사 압출기에서 약 270℃ 및 약 280℃의 방사구 온도)에서 수행되었다. 또한, 두 실시예 시리즈에서 서로 다른 연행제(물 및 물/ε-카프로락탐)가 사용되었다.
모든 시험에서, 제직(texturing)을 위해 약 1.3의 연신비로 110 dtex/34의 공칭 역가를 갖는 부분 배향사(POY)를 제작하였다. 회전 압출기는 23.8 kg/h의 용융 처리량을 갖는 Oerlikon Barmag 사의 45mm, 24D 압출기였다. 따라서 파이프를 통한 압출기로부터의 펄스 입력 및 스핀팩(spinpack)을 갖는 회전 빔에 의해서 완성된 트레드까지 측정된 용융물의 총 체류 시간은 약 20분이었다. 온도는 방사구를 빠져 나갈 때 용융물에서 직접 측정 요소로 측정되었다. 방사 압출기에 공급 된 재료는 약 800ppm의 수 함량으로 건조되었다. 고데 듀오(godet duo)을 갖는 8겹의 버젼으로 된 와인딩 단위(winding unit)는 또한 Oerlikon Barmagl 사의 제품이었고 4500　m/min의 속도로 조작되었다.
(a) 측정 방법
미처리 및 추출된 과립의 총 추출물 함량 및 생성된 트레드의 ε-카프로락탐, 환식 이량체, 삼량체, 사량체, 오량체 및 육량체의 단일 추출물 함량을 측정하였다. 또한 상기 트레드의 파단 변형률(RD), 인열 저항(RF) 및 역가 뿐만 아니라 그들 각각의 상대 표준편차(CV)를 측정하였다.
추출물 함량의 측정
단일 및 총 추출물 함량의 측정은 ISO 15033:2000 (E)에 기초한 HPLC 법에 따라 수행되었다. 샘플이 다음과 같이 준비된 것과는 달리, PA 6 샘플의 수용성 단량체 및 올리고머 성분은 자동으로 불연속적으로 흡입되는 뜨거운 물로 8시간 동안 추출되었다. 사용된 샘플의 양은 추출/건조 후 PA 6 과립의 경우 10.0g, 미처리 필라멘트의 경우 3 ~ 5g이었다. 상기 양을 추출 장치에 위치시키고 약 85 ml의 물로 추출하였다. 추출 완료 후 추출 용액을 100ml 측정 플라스크에 옮기고 사용된 장치를 물 15ml로 세정하였다. 이렇게 얻은 샘플 용액은 ISO 표준에 따라 측정되었다.
수 함량의 측정
폴리아미드 과립의 수 함량 측정을 위해 튜브 퍼니스에서 최대 180℃까지의 온도로 가열하였다. 건조 질소 스트림은 배출수(expelled water)를 수-부재의 메탄올로 채워진 용기로 안내하였으며, 여기서 수 함량은 Karl Fischer의 방법에 따라 정량적으로 측정되었다.
역가 측정
처음에 시험된 얀 보빈(yarn bobbin)으로부터 dtex(g/10,000m) 또는 den(g/9,000m)의 역가를 측정하기 위해 500m의 얀을 언바인딩(unwinding)하였다. 이어서, 상기 얀 보빈을 20 ± 2℃의 온도 및 65 ± 2%의 상대 공기 습도를 갖는 표준 대기에서 12시간동안 보관하였다. 다시 측정하기 전에 약 500m의 얀을 상기 보빈으로부터 언바인딩하고 디스카딩(discarding)하였다. 하기 표에 따르는 플랫 얀(flat yarn)에 대한 0.05　cN/dtex 또는 0.05　g/den의 예비신장률로 예비-로드 장치를 사용한 정밀 얀 릴(precision yarn reel)을 통해서 얀을 언바인딩하였다.
Figure pct00001
칭량하기 전에, 수득된 라벨(ravel)은 30분 동안 표준 대기에서 홀더 상에서 컨디셔닝되었다. 보빈 당 하나씩 측정을 수행하였다. 상기 보빈들 사이의 역가의 상대 표준편차(CVB)는 하기 수학식으로 계산하였다:
Figure pct00002
상기 수학식에서,
CVB는 상대 표준편차이고,
n은 보빈의 수이며,
xi는 단일 보빈들의 역가이다.
측정을 위해서 적어도 8개의 보빈 각각이 사용되었다.
인장 강도(tensile strength) 및 최대 로드 변형률(strain at maximum load)의 측정
역가-기반 인장 강도 및 최대 로드 변형률은 20 ± 2℃의 온도 및 65 ± 2%의 상대 공기 습도를 갖는 표준 대기에서 12시간동안 보관된 샘플에 대해 수행되었다. 먼저 위에서 기술한 바와 같이, 상기 얀의 역가를 측정하였다. 이어서, 약 500m의 얀을 언바인딩하고 디스카딩하였다.
인장 강도 시험기에서 얀 보빈 당 20개의 인장 응력-변형률 측정을 수행하였으며 그 단일 결과를 산술적으로 평균하였다. 클램프 사이의 거리는 200mm ± 1mm, 측정 속도는 2,000mm/min, 프리텐션(pretension)은 0.05cN/dtex 또는 0.05g/den이었다. 역가-기반 인장 강도는 평균 최대 로드 값을 측정된 역가로 나누어 계산하였다.
인장 강도 및 최대 로드 변형률의 상대 표준편차는 하기 수학식을 이용하여 계산하였다.
Figure pct00003
상기 수학식에서,
CV는 상대 표준편차(%)이고,
n은 평균값의 수(CVB)이며,
xi는 평균값(CVB)이다.
(b) 비교예 1.1 및 1.2
표준 공정으로 미처리 출발 과립을 습식-추출하였다. 상기 습식 추출 후 총 추출물 함량은 0.21중량%이었다. 이어서, 상기 습식-추출된 PA 6 과립을 방사 위치에서 POY로 방사하였다. 상기 방사 공정동안 과립은 800 ppm의 수 함량을 가졌다. 완성된 트레드의 추출물 함량은 비교예 1.1에서 0.77중량%(Tspinneret　=　280℃) 및 비교예 1.2에서 0.57중량%(Tspinneret　=　268℃)이었다.
(c) 실시예 2.1 및 2.2
탈기 압출기로서 Extricom 사의 링 압출기 모델 RE3, 32D을 사용하였다. 약 1000 ppm의 수 함량을 갖는 미처리 출발 과립을 압출기에서 용융시키고 그 용융물을 450 rpm에서 350　kg/h의 처리량으로 조작되는 탈기 압출기에 공급하였다. 거기에 적용된 진공은 1 mbar(절대압력)이었으며 업스트림 승화기 및 재생 고성능 금속 필터에 의해서 발생되었다. 상기 승화기는 -20℃에서 조작되었다. 상기 승화기 전에 상기 탈기 압출기로부터의 증기는 85℃에서 조작되는 ε-카프로락탐의 순환으로 직접 응축기를 통해서 안내되었다. 연행제로서 물 0.75중량%가 상기 탈기 압출기에 계량주입되었다. 이어서, 추출된 용융물을 과립으로 가공하였다. 진공 추출 후에 상기 과립의 총 추출물 함량은 실시예 2.1에서 0.31중량%(Thead　=　280℃) 및 실시예 2.2에서 0.28중량%(Thead　=　269℃)이었다.
진공 추출을 통해서 생성된 과립은 후속적으로 상기 비교예들과 같이 POY로 방사시켰으며 추출값을 측정하였다. 여기서 (시뮬레이팅된 그리고 보다 경제적인) 직접 경료의 추출값은 고가의 습식 공정과 절대적으로 비교될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 완성된 트레드에서 추출물 함량은 실시예 2.1에서 0.83중량%(Tspinneret　=　282℃) 및 실시예 2.2에서 0.65중량%(Tspinneret　=　271℃)이었다. 따라서 대량 생산의 통상적인 제품에 있어서 본 발명에 따른 방법이 동시에 상당히 개선된 경제적 효율성을 가진다는 점에서 매우 적합하다.
(d) 실시예 3.1 및 3.2
실시예 3.1 및 3.2에서는, 실시예 2.1 및 2.2와 같은 다른 동일한 시험 조건하에서 추가 연행제로서 물 0.75중량% 이외에 또한 ε-카프로락탐 5중량%을 탈기 압출기에 계량주입하였다.
진공 압출 후 과립의 총 추출물 함량은 실시예 3.1에서 0.30중량%(Thead　=　281℃) 및 실시예 3.2에서 0.26중량%(Thead　=　269℃)이었다. 완성된 트레드에서 추출물 함량은 실시예 3.1에서 0.81중량%(Tspinneret　=　281℃) 및 실시예 3.2에서 0.62중량%(Tspinneret　=　271℃)이었다. 특히 유해한 환식 올리고머가 감소되는 것을 알 수 있었다.
하기 표 1 및 2에서, 트레드 및 추출 조성물에서 측정 결과가 제공된다. 표 1에서는, 추가로 본 발명에 따른 방법으로 성취되는 추출값들이 종래기술에서 설정되는 습식 추출 공정과 비교될 수 있을 뿐만 아니라 생성된 얀의 가장 중요한 기계적 특성 파라미터 및 변동 한계는 종래기술 수준에 도달한다는 것을 알 수 있다.
Figure pct00004
Figure pct00005
1 탈기 장치
2 직접 응축기
3 순환 펌프
4 열 교환기
5 승화기
6 고성능 금속 필터
7 진공 펌프 스탠드
8 미처리 폴리아미드 6 용융물
9 추출된 폴리아미드 6 용융물
10 물
11 액체 ε-카프로락탐
12 응축된 저분자 물질을 갖는 액체 ε-카프로락탐
13 비-응축성 성분들
14 ε-카프로락탐 오버플로
15 VK 튜브
16-18 탈기 설비
19-21 방사 부위

Claims (16)

  1. 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조방법으로서, 상기 제조방법은,
    (a) 비-추출 폴리아미드 6의 용융물을 제공하는 단계;
    (b) 상기 용융물을 진공 발생 장치(vacuum generation device)와 연결되는 탈기 장치(degasification device)에 공급하는 단계;
    (c) 진공 중에서 상기 용융물로부터 ε-카프로락탐 및 올리고머를 추출하는 단계;
    (d) 상기 탈기 장치로부터 추출된 폴리아미드 6 용융물을 추가 처리공정에 공급하는 단계;
    를 포함하되,
    - 상기 진공 발생 장치는 냉매로 냉각되는 업스트림 예비-분리기(upstream pre-separator)를 포함하고,
    - 상기 탈기 장치 및 상기 업스트림 예비-분리기 사이에 직접 응축기(direct condenser)가 배치되며,
    - 상기 직접 응축기는 순환되는 액체 ε-카프로락탐으로 조작되되, 일정한 순환량을 유지하기 위해 응축된 추출물 양에 대응하는 ε-카프로락탐의 양이 연속적으로 제거되고,
    상기 탈기 장치에서 하나 이상의 연행제(entraining agent)는 그 중 하나가 ε-카프로락탐인 상기 용융물에 혼합되는 것;
    을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가 처리공정은 상기 용융물에 대한 첨가제의 선택적 부가 및 (a) 과립화 또는 (b) 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트로 방사하는 직접 공정(direct process), 호일 압출(foil extrusion) 또는 성형체의 생산으로 구성되되, 상기 첨가제의 부가는 또한 상기 탈기 장치에서 이미 수행될 수 있는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연행제는 물, 수증기, 질소, CO2 또는 희가스(noble gas)인 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 예비-분리기는 승화기(sublimator) 및 다운스트림 재생 고성능 금속 필터(downstream regenerative high performance metal filter)로 구성된 2-단 디자인(two-stage design)을 갖는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 예비-분리기는 2번 존재하며 분리 및 세정 모드에서 교호(alternatively) 조작되는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈기 장치는 다중 스크류 탈기 어그리게이트(multi-screw degasification aggregate) 또는 박막 기화기(thin film vaporizer)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다중-스크류 탈기 어그리게이트는 다중-스크류 압출기(multi-screw extruder), 2개 초과의 스크류를 구비한 압출기, 링 압출기(ring extruder) 또는 다중-회전 압출기(multi-rotation extruder)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (a) 및/또는 (c) 후에, 상기 폴리아미드 6 용융물에 이소시안산, 우레아, 뷰렛(biuret), 시아누르산 및/또는 우레아의 올리고머 또는 중합체 동족체가 혼합되는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    직접 공정에서 방사되는 상기 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트는 추출가능한 부분(extractable portion)을 0.85중량% 이하(≤), 바람직하게는 0.75중량% 이하(≤), 특히 바람직하게는 0.65중량% 이하(≤)의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    직접 공정에서 방사되는 상기 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트는 추출가능한 부분을, 단량체의 0.24중량% 이하(≤), 환식 이량체(cyclic dimer)의 0.20중량% 이하(≤), 삼량체의 0.21중량% 이하(≤), 사량체의 0.12중량% 이하(≤), 오량체의 0.04중량% 이하(≤) 및 육량체의 0.03중량% 이하(≤)의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    직접 공정에서 방사되는 상기 텍스타일 섬유 및/또는 필라멘트는 4% 미만(＜)의 파단 변형률(strain at break)의 상대 표준편차 및/또는 3% 미만(＜)의 인열 저항(tear resistance)의 상대 표준편차 및/또는 0.45% 미만(＜)의 역가(titer)의 상대 표준편차를 갖는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조방법.
  12. 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조장치로서, 상기 제조장치는,
    - 비-추출 폴리아미드 6의 용융물의 공급 라인(feed line), 진공 발생 장치와의 연결부 및 추가 처리공정으로의 추출된 폴리아미드 6 용융물의 배출 라인(discharge line)을 구비한 탈기 장치,
    - 상기 진공 발생 장치와의 상기 연결부에서 상기 탈기 장치에 다운스트림으로 배치되고 액체 ε-카프로락탐으로 조작하기 위해 설계된 직접 응축기,
    - 이송 수단(conveying means), 선택적 템퍼링 수단(optional tempering means) 및 일정한 순환량을 유지하기 위해 ε-카프로락탐의 양을 연속적을 제거하기 위한 수단을 구비하고, 직접 응축기와 연결되는 액체 ε-카프로락탐의 순환부,
    - 상기 직접 응축기에 대해 다운스트림으로 배치되고 냉매로 냉각되는 업스트림 예비-분리기가 구비되는 진공 발생 장치,
    - 상기 용융물에 연행제를 혼합하기 위한 수단, 그의 연행제 중의 하나는 ε-카프로락탐임;
    을 포함하는, 폴리아미드 6의 제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 예비-분리기는 승화기 및 다운스트림 재생 고성능 금속 필터로 구성된 2-단 디자인을 갖는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 예비-분리기는 2번 존재하며 교호 분리 및 세정 조작(aternate separation and cleaning operation)용으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조장치.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈기 장치는 다중 스크류 탈기 어그리게이트 또는 박막 기화기로 구성되는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다중-스크류 탈기 어그리게이트는 다중-스크류 압출기, 2개 초과의 스크류를 구비한 압출기, 링 압출기 또는 다중-회전 압출기로 구성되는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 6의 제조장치.
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