TW202424080A - 粉末聚醯胺的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之粉末聚醯胺的製造方法係包含:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液加熱溶解而得到聚醯胺加熱溶解液之步驟1、將前述聚醯胺加熱溶解液以醇進行稀釋而得到醇稀釋液之步驟2、以及將前述醇稀釋液冷卻而析出粉末聚醯胺之步驟3。前述步驟1中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率為23質量%以上35質量%以下,前述步驟1中聚醯胺加熱溶解液相對於金屬氯化物1莫耳係含有0.2莫耳以上2.5莫耳以下的水,前述步驟2中係在不使聚醯胺加熱溶解液的溫度成為未達50℃的情況下進行稀釋。
Description
本發明係有關粉末聚醯胺的製造方法。
尤其,本發明(I)係有關粉末聚醯胺的製造方法。較佳係有關廢液量及使用的能量有所減低之粉末聚醯胺的製造方法。本發明(II)係有關廢液量有所減低之再生聚醯胺的製造方法。本發明(III)係有關再生聚醯胺的製造方法。更詳細而言,係有關以被覆有聚矽氧等之聚醯胺基布等作為原料之再生聚醯胺的製造方法。本發明(IV)係有關可作為金屬腐蝕性低且聚醯胺的溶解性高的溶劑使用之甲醇組成物、使用該甲醇組成物之聚醯胺組成物的製造方法、聚醯胺組成物、及粉體。本發明(V)係有關聚醯胺的製造方法。本發明(VI)係有關聚醯胺的製造方法、聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法、以及聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法。本發明(VII)係有關再生聚醯胺的製造方法。更詳細而言,係有關以經胺酯被覆之聚醯胺基布等作為原料之再生聚醯胺的製造方法。
有關本發明(I),屬於代表性的工程塑膠之以尼龍6、尼龍66為首之聚醯胺係具有耐熱性和良好的力學特性,而被廣泛使用於纖維、汽車零件、電氣製品的零件等,為現代社會中無可替代的材料之一。
近年來,基於節省資源、碳中和(carbon neutral)之目的而進行有關塑膠的回收再生的技術開發,聚醯胺也不例外。
回收再生係大致分類為:使已成形者再次顆粒化而被稱為材料回收再生(material recycle)者、以及藉由解聚將單體回收再利用而被稱為化學回收再生(chemical recycle)者。材料回收再生由於成形品所含之已劣化的聚合物或添加成分會直接殘留於回收再生聚合物的緣故,而有品質不穩定之疑慮,但由於不伴隨化學反應,且需要之副原料亦少,故可減少投入的資源、能量,在固定用途進行循環的情形等係能夠選用材料回收再生。又,因為即使在實施化學回收再生前,在從工廠、市場回收之經加工或使用過的聚醯胺中移除添加物、被覆物等之情形時,也要經過與材料回收再生同樣的回收乾淨的聚醯胺之步驟,故材料回收再生技術對於進行化學回收再生來說亦為有用的技術。
又,關於所得之聚醯胺的粒子性狀,會依用途而要求各種性狀。例如可列舉下列例子:為了防止粉末在處理時飛散,較佳為粒徑大者;從加工性、添加劑的混合性之觀點來看,較佳為粒度分布小且均勻的粒子等,而要求控制該等的技術。
又,有關本發明(II),屬於代表性的工程塑膠之以尼龍6、尼龍66為首之聚醯胺係具有耐熱性和良好的力學特性,而被廣泛使用於纖維、汽車零件、電氣製品的零件等,為現代社會中無可替代的材料之一。
近年來,基於節省資源、碳中和之目的而進行塑膠的回收再生的技術開發,聚醯胺也不例外。
回收再生方法係大致分類為使已成形者再次顆粒化而被稱為材料回收再生者、以及使聚合物解聚並將所得之單體再利用而被稱為化學回收再生者。就材料回收再生而言,由於成形品所含之已劣化的聚合物或添加成分會直接殘留於回收再生聚合物的緣故,而有品質不穩定化之疑慮;另一方面,因為不伴隨化學反應,且需要之副原料亦少,故有可抑制投入的資源及能量之優點。因此,在固定用途進行循環的情形等係能夠選用材料回收再生。又,因為即使在實施化學回收再生前,在從工廠、市場回收之經加工或使用過的聚醯胺中移除添加物、被覆物等之情形時,也要經過與材料回收再生同樣的回收乾淨的聚醯胺之步驟。因此,材料回收再生技術對於進行化學回收再生來說亦為有用的技術。
就從使用過的聚醯胺成形品中移除夾雜物而成為乾淨的狀態之物理方法而言,可列舉將回收的成形品弄碎後進行比重分離之方法等(專利文獻1)。該方法雖然能以較少的能量進行分離,但在聚醯胺與夾雜物例如因為混合、接合及/或接著而牢固地連結在一起時,則難以分離。又,亦有藉由溶劑來將不需要的夾雜物的一部分或全部予以溶解、去除之方法。然而,一般而言,夾雜物大多是添加或塗佈於聚醯胺,而該等的一部分或全部係存在於聚醯胺的結構體內部,難以藉由溶劑將夾雜物完全溶解而從聚醯胺結構體分離。
就其他方法而言,亦可使用下列方法:將成形品中之聚醯胺以溶劑溶解,將屬於不溶物的夾雜物去除後,以某種方法使聚醯胺析出並
予以回收。然而,可將聚醯胺溶解之溶劑,多為甲酸及硫酸等強酸、以及如HFIP般之昂貴的溶劑等不適合工業用途者。就適合工業用途的溶劑之使用例而言,係有藉由乙二醇進行之溶解回收方法(專利文獻2)。然而,該方法需要非常高溫的反應,而有聚醯胺產生糖解作用(glycolysis)之疑慮,並且必須從雪泥(sherbet)狀的固體將所使用的溶劑全部餾出並乾燥,故認為配合反應時的加熱係需要大量的能量。因此,就可使用通用的原料並以低溫實施之方法而言,也有藉由醇的氯化鈣溶液進行之溶解方法。例如,有提案係使用氯化鈣的甲醇溶液而對塗佈有聚矽氧之布狀的聚醯胺成形品進行處理,使聚醯胺溶解後,以大量的水或甲醇進行稀釋,而得到粉末形式之目標聚醯胺之方法(專利文獻3)。
又,有關本發明(III),屬於代表性的工程塑膠之以尼龍6、尼龍66為首之聚醯胺係具有耐熱性和良好的力學特性,而被廣泛使用於纖維、汽車零件、電氣製品的零件等,為現代社會中無可替代的材料之一。其中,尤其是能夠使用在要求於嚴荷環境下的耐熱性、耐久性的用途之尼龍66,其重要性非常高。
近年來,基於節省資源、碳中和之目的而進行有關塑膠的回收再生的技術開發,聚醯胺也不例外。
回收再生係大致分類為使已成形者再次顆粒化而被稱為材料回收再生者、以及藉由解聚將單體回收再利用而被稱為化學回收再生者。材料回收再生由於成形品所含之已劣化的聚合物或添加成分會直接殘留於回收再生聚合物的緣故,而有品質不穩定之疑慮,但因為不伴隨化學反應,且需要之副原料亦少,故可減少投入的資源、能量,在固定用途進行循環
的情形等係能夠選用材料回收再生。又,因為即使在實施化學回收再生前,在從工廠、市場回收之經加工或使用過的聚醯胺中移除添加物、被覆物等之情形時,也要經過與材料回收再生同樣的回收乾淨的聚醯胺之步驟,故材料回收再生技術對於進行化學回收再生來說亦為有用的技術。
如上所述,由於經加工或使用過之聚醯胺中存在各種夾雜物,故必須因應用途而改變回收方法。聚醯胺的用途多元,尼龍66的用途之一可列舉要求高安全性之汽車用途。例如能夠使用在要求高耐熱性之引擎周邊的零件、或要求破裂時的耐久性之氣囊(air-bag)的基布。其中,劣化少且適合材料回收再生者為氣囊的基布。不只是使用過之氣囊可成為回收再生的對象,連在製造、縫製氣囊用的基布時切取部件所產生之邊材等亦可成為回收再生的對象。
一般而言,氣囊的基布係使用在將尼龍66紡紗而織成的織布被覆有聚矽氧樹脂者。因此,對氣囊基布進行材料回收再生時,必須將該被覆物與尼龍66分離。
又,有關本發明(IV),屬於代表性的工程塑膠之以尼龍6、尼龍66為首之聚醯胺係具有耐熱性和良好的力學特性,而被廣泛使用於纖維、汽車零件、電氣製品的零件等,為現代社會中無可替代的材料之一。
近年來,基於節省資源、碳中和之目的而進行有關塑膠的回收再生的技術開發,聚醯胺也不例外。尤其,聚醯胺之一的聚醯胺66(聚六亞甲基己二醯胺)的生產量多,為應優先進行回收再生的聚醯胺之一。
回收再生係大致分類為使已成形者再次顆粒化而被稱為材料回收再生者、以及藉由解聚將單體回收再利用而被稱為化學回收再生者。
材料回收再生由於成形品所含之已劣化的聚合物或添加成分會直接殘留於回收再生聚合物的緣故,而有品質不穩定之疑慮,但因為不伴隨化學反應,且需要之副原料亦少,故可減少投入的資源、能量,在固定用途進行循環的情形等係能夠選用材料回收再生。又,因為即使在實施化學回收再生前,在從工廠、市場回收之經加工或使用過的聚醯胺中移除添加物、被覆物等之情形時,也要經過與材料回收再生同樣的回收乾淨的聚醯胺之步驟,故材料回收再生技術對於進行化學回收再生來說亦為有用的技術。
就將使用過之聚醯胺的夾雜物移除而形成乾淨的狀態之物理方法而言,可列舉將回收物弄碎後進行比重分離之方法等(專利文獻1)。該方法雖然能以較少的能量進行分離,但在如氣囊的被覆物般聚醯胺與夾雜物因為混合、接合、接著等而牢固地連結在一起時,則難以分離。又,亦有藉由溶劑來將不需要的夾雜物的一部分或全部予以溶解、去除之方法。然而,一般而言,夾雜物大多是添加或塗佈於聚醯胺,該等的一部分或全部係存在於聚醯胺的結構體內部,而難以使夾雜物完全溶解。
就其他方法而言,亦可考量先是用溶劑將聚醯胺暫時溶解,待將夾雜物作為不溶物去除後,再以某種方法使聚醯胺析出並予以回收之方法。然而,可將聚醯胺溶解之溶劑,多為甲酸及硫酸等強酸和如HFIP般不易取得的溶劑等不適合作為工業用途的溶劑。就工業上容易使用的溶劑之使用例而言,係有藉由乙二醇進行之溶解回收方法(專利文獻2)。然而,該方法需要非常高溫的反應,而有聚醯胺產生糖解作用之疑慮,並且必須從雪泥狀的固體將所使用的溶劑全部餾出並乾燥,故認為配合反應時的加熱係需要大量的能量。因此,就使用低溫且通用的原料之方法而言,亦有
藉由氯化鈣等金屬氯化物的醇溶液進行之溶解方法。例如,專利文獻3係記載了使用氯化鈣的甲醇溶液而對塗佈有聚矽氧之布進行處理,使聚醯胺溶解後,以大量的水或甲醇進行稀釋而得到粉末形式之目標聚醯胺之方法。
咸認該方法作為回收聚醯胺的方法係極為有用,但氯化鈣甲醇溶液的腐蝕性非常高,通用的金屬例如碳鋼和SUS304、SUS316等不鏽鋼容易被腐蝕。因此,無法作為利用氯化鈣甲醇溶液的聚醯胺的溶解設備等的材質使用,而須使用抗氯腐蝕性高的鎳系合金之ALLOY C276等,或經施行非金屬的玻璃加襯(lining)、橡膠加襯、氟加襯處理等的裝置。就材質而言,從取得性、加工性方面來看,係有使用通用的材質之必要。
又,有關本發明(V),聚醯胺樹脂由於顯示優異的特性,因此被利用在汽車、機械、電氣及電子零件的製造等各種機械、零件的製造。其中,聚醯胺樹脂尤其在機械特性、耐磨耗性優異,因此被廣泛利用作為齒輪、凸輪、軸承等滑動零件的成形材料。
近年來,基於節省資源、碳中和之目的而進行有關塑膠的回收再生的技術開發,聚醯胺也不例外。
回收再生係大致分類為使已成形者再次顆粒化而被稱為材料回收再生者、以及藉由解聚將單體回收再利用而被稱為化學回收再生者。
材料回收再生由於成形品所含之已劣化的聚合物或添加成分會直接殘留於回收再生聚合物的緣故,而有品質不穩定之疑慮,但因為不伴隨化學反應,且需要之副原料亦少,故可減少投入的資源、能量,在固定用途進行循環的情形等係能夠選用材料回收再生。
又,因為即使在實施化學回收再生前,在從工廠、市場回收之經加工或使用過的聚醯胺中移除添加物、被覆物等之情形時,也要經過與材料回收再生同樣的回收乾淨的聚醯胺之步驟,故材料回收再生技術對於進行化學回收再生來說亦為有用的技術。
例如可列舉下列例子:為了防止粉末在處理時飛散,較佳為粒徑大者;從加工性、添加劑的混合性之觀點來看,較佳為粒度分布小且均勻的粒子等,而要求控制該等的技術。
例如,就將使用過之聚醯胺的夾雜物移除而形成乾淨的狀態之物理方法而言,可考量先是用溶劑將聚醯胺暫時溶解,待將夾雜物作為不溶物去除後,再以某種方法使聚醯胺析出並予以回收之方法。然而,將聚醯胺溶解的溶劑,多為甲酸、硫酸等強酸和如HFIP般昂貴的溶劑等不適合作為工業用途的溶劑。
就工業上容易使用的溶劑之使用例而言,可列舉藉由乙二醇進行之溶解回收方法(專利文獻2)。然而,專利文獻2的回收方法需要非常高溫的反應,而有聚醯胺產生糖解作用之疑慮,並且必須從雪泥狀的固體將所使用的溶劑全部餾出並乾燥,故認為配合反應時的加熱係需要大量的能量。
因此,就使用低溫且通用的原料之方法而言,亦有藉由醇的氯化鈣溶液進行之溶解方法。例如專利文獻3已揭示了使用氯化鈣的甲醇溶液而對塗佈有聚矽氧的聚醯胺的布進行處理,使聚醯胺溶解後,以大量的水或甲醇進行稀釋而得到粉末形式之目標聚醯胺之方法。
然而,以專利文獻3的方法雖然可得到粉末狀的聚醯胺,但在以大量的溶劑稀釋時,會因經時性的稀釋率變化而使析出的速度改變,造成粒徑
的分布變廣。反之,於大量的溶劑中添加聚醯胺溶液之方法預計可使粒徑分布變小,但要將稀釋率提高到可無視組成變化的程度時,需要的溶劑會變多,而有經濟上、環境上的負荷變大之問題。
又,就在不提高稀釋率的情況下控制析出之方法而言,可列舉如專利文獻4所記載般在加熱狀態下藉由甲醇水溶液稀釋後,使其冷卻析出而再結晶的方法。
然而,專利文獻4的技術係探討取得多孔質粉末的條件,而完全未記載用以取得良好的粉末之晶析的條件及該晶析導致之粒度分布的變化,最佳的條件不明。
又,有關本發明(VI),聚醯胺樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂由於顯示優異的特性,因此被利用在汽車、機械、電氣及電子零件的製造等各種機械、零件的製造。其中,聚醯胺樹脂尤其在機械特性、耐磨耗性優異,因此被廣泛利用作為齒輪、凸輪、軸承等滑動零件的成形材料。
近年來,基於節省資源、碳中和之目的而進行有關塑膠的回收再生的技術開發,聚醯胺、聚對苯二甲酸乙二酯也不例外。
回收再生係大致分類為使已成形者再次顆粒化而被稱為材料回收再生者、以及藉由解聚將單體回收再利用而被稱為化學回收再生者。
材料回收再生由於成形品所含之已劣化的聚合物或添加成分會直接殘留於回收再生聚合物的緣故,而有品質不穩定之疑慮,但因為不伴隨化學反應,且需要之副原料亦少,故可減少投入的資源、能量,在固定用途進行循環的情形等係能夠選用材料回收再生。
又,因為即使在實施化學回收再生前,在從工廠、市場回收之經加工或使用過的聚醯胺中移除添加物、被覆物等之情形時,也要經過與材料回收再生同樣的回收乾淨的聚醯胺之步驟,故材料回收再生技術對於進行化學回收再生來說亦為有用的技術。
如上所述,由於經加工或使用過之聚醯胺中存在各種夾雜物,故必須因應用途而改變回收方法。聚醯胺的用途多元,尼龍66的用途之一可列舉要求高安全性之汽車用途。例如能夠使用在要求高耐熱性之引擎周邊的零件、或要求破裂時的耐久性之氣囊的基布。其中,劣化少且適合材料回收再生者為氣囊的基布。不只是使用過之氣囊可成為回收再生的對象,連在製造、縫製氣囊用的基布時切取部件所產生之邊材等亦可成為回收再生的對象。
一般而言,氣囊的基布係使用在將尼龍66及聚對苯二甲酸乙二酯紡紗,並分別單獨織成或部分混合織成的織布。
因此,對氣囊基布進行材料回收再生時,須將聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯分離。
在此,就從含有夾雜物的聚醯胺中移除夾雜物而形成乾淨的狀態之物理方法而言,可列舉將回收物弄碎後進行比重分離之方法等(專利文獻1)。
該方法雖然能以較少的能量進行分離,但在聚醯胺與夾雜物因為混合、接合、接著等而牢固地連結在一起時,則難以分離。
又,亦有藉由溶劑將不需要的聚矽氧等夾雜物的一部分或全部予以溶解、去除之方法(例如專利文獻6)。
然而,由於聚矽氧係呈浸透於聚醯胺的纖維的狀態,故所回收的聚醯胺中會殘留聚矽氧樹脂。又,所回收的聚醯胺係呈弄碎後的布狀被回收。使用過的氣囊、製造時的邊材係呈現各種形狀,而難以在為其原本的形狀、或將該等裁切而得之纖維碎片的形狀之情況下直接進行再利用。又,就進行熔融而再利用而言,亦係不適合裝入擠出機等的形狀。
亦可考量與上述方法相反地先是用溶劑將聚醯胺暫時溶解,待將夾雜物作為不溶物去除後,再以某種方法使聚醯胺析出並予以回收之方法。
然而,將聚醯胺溶解之溶劑,多為甲酸及硫酸等強酸、以及如HFIP般之昂貴的溶劑等不適合作為工業用途的溶劑,而有聚對苯二甲酸乙二酯會分解之疑慮。
就工業上容易使用的溶劑之使用例而言,係有藉由乙二醇進行之溶解回收方法(專利文獻2)。
然而,該方法需要非常高溫的反應,而有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯產生糖解作用之疑慮,並且必須從雪泥狀的固體將所使用的溶劑全部餾出並乾燥,故認為配合反應時的加熱而需要大量的能量。
因此,就使用低溫且通用的原料之方法而言,亦有藉由醇的氯化鈣溶液進行之溶解方法。
例如專利文獻3係記載了使用氯化鈣的甲醇溶液而對塗佈有聚矽氧的聚醯胺的布進行處理,使聚醯胺溶解後,以大量的水或甲醇進行稀釋而得到粉末形式之目標聚醯胺之方法。
但是,已發現專利文獻3記載的方法實際上有使經聚矽氧被覆之聚醯胺基布溶解之問題。其理由為:專利文獻3記載較佳係使用聚醯胺的溶解性高的氯化鈣二水合物、或添加無水氯化鈣以及相當於水合物的水,而在這樣的組成下聚醯胺的溶解度高。
又,有關本發明(VII),屬於代表性的工程塑膠之以尼龍6、尼龍66為首之聚醯胺係具有耐熱性和良好的力學特性,而被廣泛使用於纖維、汽車零件、電氣製品的零件等,為現代社會中無可替代的材料之一。其中,尤其是能夠使用在要求於嚴荷環境下的耐熱性、耐久性的用途之尼龍66,其重要性非常高。
近年來,基於節省資源、碳中和之目的而進行有關塑膠的回收再生的技術開發,聚醯胺也不例外。
回收再生係大致分類為使已成形者再次顆粒化而被稱為材料回收再生者、以及藉由解聚將單體回收再利用而被稱為化學回收再生者。材料回收再生由於成形品所含之已劣化的聚合物或添加成分直接殘留於回收再生聚合物的緣故,有品質不穩定之疑慮,但因為不伴隨化學反應,且需要之副原料亦少,故可減少投入的資源、能量,在固定用途進行循環的情形等係能夠選用材料回收再生。又,因為即使在實施化學回收再生前,在從工廠、市場回收之經加工或使用過的聚醯胺中移除添加物、被覆物等之情形時,也要經過與材料回收再生同樣的回收乾淨的聚醯胺之步驟,故材料回收再生技術對於進行化學回收再生來說亦為有用的技術。
如上所述,由於經加工或使用過之聚醯胺中存在各種夾雜物,故必須因應用途而改變回收方法。聚醯胺的用途多元,尼龍66的用途之一可列舉
要求高安全性之汽車用途。例如能夠使用在要求高耐熱性之引擎周邊的零件、或要求破裂時的耐久性之氣囊的基布。其中,劣化少且適合材料回收再生者為氣囊的基布。不只是使用過之氣囊可成為回收再生的對象,連在製造、縫製氣囊用的基布時切取部件所產生之邊材等亦可成為回收再生的對象。
一般而言,氣囊的基布係使用在將尼龍66紡紗而織成的織布被覆有樹脂者。因此,對氣囊基布進行材料回收再生時,必須將該被覆物與尼龍66分離。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5841598號公報
[專利文獻2]日本特開2018-172618號公報
[專利文獻3]日本專利第5110704號公報
[專利文獻4]日本特開昭60-233129號公報
[專利文獻5]日本特開昭62-218421號公報
[專利文獻6]日本專利第7024037號公報
本發明之目的係效率良好地製造粉末聚醯胺。
有關本發明(I),就將使用過之聚醯胺的夾雜物移除而形成乾淨的狀態之物理方法而言,可列舉將回收物弄碎後進行比重分離之方法等(專利文獻1)。該方法雖然能以較少的能量進行分離,但在聚醯胺與夾雜物因混合、接合、接著等而牢固地連結在一起時,則難以分離。又,亦有藉由溶劑將不需要的夾雜物的一部分或全部予以溶解、去除之方法。然而,一般而言,夾雜物大多是添加或塗佈於聚醯胺,該等的一部分或全部係存在於聚醯胺的結構體內部,而難以使夾雜物完全溶解,所得之聚醯胺在破碎的狀態下難以充分地控制形狀、尺寸等。
就其他方法而言,亦可考量先是用溶劑將聚醯胺暫時溶解,待將夾雜物作為不溶物去除後,再以某種方法使聚醯胺析出並予以回收之方法。然而,將聚醯胺溶解之溶劑,多為甲酸及硫酸等強酸、以及如HFIP般之昂貴的溶劑等不適合作為工業用途的溶劑。就工業上容易使用的溶劑之使用例而言,係有藉由乙二醇進行之溶解回收方法(專利文獻2)。然而,該方法需要非常高溫的反應,而有聚醯胺產生糖解作用之疑慮,並且必須從雪泥狀的固體將所使用的溶劑全部餾出並乾燥,故認為配合反應時的加熱係需要大量的能量。
因此,就使用低溫且通用的原料之方法而言,亦有藉由醇的氯化鈣溶液進行之溶解方法。例如專利文獻3係記載了使用氯化鈣的甲醇溶液而對塗佈有聚矽氧的聚醯胺的布進行處理,使聚醯胺溶解後,以大量的水或甲醇進行稀釋而得到粉末形式之目標聚醯胺之方法。
假設以利用使用此種金屬氯化物醇溶液的溶解析出之聚醯胺粉末的製造方法作工業規模的製造並進行驗證,得知以該方法確實能夠得到已移除
聚矽氧等雜質的聚醯胺粉末,但在工業規模實施時會有較大的問題。從溶劑析出的聚醯胺粉末在析出時含有大量的溶劑,且即使進行過濾、離心分離也無法將進入到固體內部的溶劑輕易地去除。其結果為,為了去除固體中之金屬氯化物等雜質,必須不斷以大量的清洗溶劑進行清洗。又,為了從清洗後的粉末去除溶劑而進行乾燥時,也需要大量的能量來去除大量的溶劑,此點亦成為問題。
針對該現象進行深入探討,結果發現含有大量的溶劑的原因為粒子的多孔質化。控制聚醯胺的多孔質性之方法係如專利文獻4所記載。專利文獻4係記載了採用「以金屬氯化物甲醇溶液將聚醯胺溶解,並將水分的範圍有所限定之甲醇水溶液添加於加熱後的聚醯胺溶液,然後使其冷卻析出之方法」時可得到多孔質粒子一事,並以此為發明,其中列舉以甲醇進行稀釋之方法作為抑制多孔質性的例子,是看重進行析出的溶劑條件之發明。參考該發明,為了抑制多孔質性而進行探討,結果係雖然有些許的抑制效果,但所得到的仍然是多孔質的固體,而無法確認到顯著的效果。
從控制粒徑的觀點來看,雖然藉由專利文獻3所記載的方法可得到粉末狀的聚醯胺,但在以大量的熔劑進行稀釋時,會因經時性的稀釋率變化而使析出的速度改變,造成粒徑的分佈變廣。反之,於大量的溶劑中添加聚醯胺溶液之方法預計可使粒徑分布變小,但要將稀釋率提高到可無視組成變化的程度時,需要的溶劑會變多,而有經濟上、環境上的負荷變大之問題。
就在不提高稀釋率的情況下控制析出之方法而言,可列舉如專利文獻4所記載般在加熱狀態下以甲醇水溶液進行稀釋後,使其冷卻析
出而再結晶的方法。然而,專利文獻4係探討取得多孔質粉末的條件,而完全未記載用以取得良好的粉末之晶析的條件及該晶析所致之粒度分布的變化,最佳的條件不明。
又,專利文獻5係記載了在加壓狀態下將聚醯胺以130℃以上的高溫溶解,並以3至20℃/小時徐緩地冷卻而得到粉末之方法。然而,即使在該溫度中,也可能稍有聚醯胺被醇分解、或從夾雜物溶出添加劑之疑慮,故不適合在高溫中處理。又,由於徐緩冷卻係耗費較長時間,因此不適合作為工業規模的製程。
因此,本發明(I)之目的在於提供一種粉末聚醯胺的製造方法,其係藉由抑制多孔質性且減低所含之溶劑量而使得廢液量及乾燥所需的能量少。又,較佳係提供一種粉末聚醯胺的製造方法,其係以較佳的短時間製造粒徑大且粒度分布小之粉末聚醯胺。
有關本發明(II),由於從聚醯胺成形品回收的聚醯胺係再次調整添加劑等的組成後而成形者,故理想為不含雜質。在雜質若為有機化合物,則必須藉由有機溶劑等清洗液進行清洗,而無機化合物的清洗則以藉由水及/或含水的清洗液來進行清洗為較佳。尤其,在經過藉由氯化鈣的甲醇溶液之溶解製程時,必須在清洗步驟中將作為溶劑使用的氯化鈣、為聚醯胺的添加劑之鉀及銅等金屬充分移除,若考量到該等物質的溶解性,聚醯胺較佳係於最終以水進行清洗。
本發明人等係嘗試藉由使用氯化鈣的甲醇溶液處理聚醯胺成形品之專利文獻3記載的方法來回收聚醯胺,結果發現雖然可以回收聚醯胺,但在過濾時會發生奇特的現象。具體而言,所析出的聚醯胺會含有大
量的溶劑(包含水、甲醇、氯化鈣甲醇溶液)。由於一次清洗可去除的雜質量係取決於由所析出的聚醯胺所含之溶劑被清洗液稀釋後的稀釋率來決定,因此所析出的聚醯胺所含之溶劑量愈多,清洗液(代表性為水)的量也必須成比例地變多,其結果係雜質的去除效率大幅降低。
又,為了將含浸於聚醯胺粒子內而呈穩定狀態的溶液(尤其是水)藉由加熱並減壓乾燥予以去除,係需要大量的能量,而聚醯胺粒子所含之溶液的增加對於製程所造成的負荷非常大。
因此,本發明(II)之目的係提供一種廢液量有所減低之再生聚醯胺的製造方法。
有關本發明(III),就從含有夾雜物的聚醯胺中將該夾雜物移除而形成乾淨的狀態之物理方法而言,係可列舉將回收物弄碎後進行比重分離之方法等(專利文獻1)。該方法雖然能以較少的能量進行分離,但在聚醯胺與夾雜物因為混合、接合、接著等而牢固地連結在一起時,則難以分離。
又,亦有藉由溶劑將不需要的夾雜物的一部分或全部予以溶解、去除之方法(例如專利文獻6)。然而,由於聚矽氧係呈浸透於聚醯胺的纖維的狀態,故所回收的聚醯胺中會殘留聚矽氧樹脂。又,所回收的聚醯胺係呈弄碎後的布狀被回收。使用過的氣囊、製造時的邊材係呈現各種形狀,而難以在為其原本的形狀、或將該等裁切而得之纖維碎片的形狀之情況下直接進行再利用。又,就進行熔融而再利用而言,亦係不適合裝入擠出機等的形狀。
亦可考量與上述方法相反地先是用溶劑將聚醯胺暫時溶解,待將夾雜物作為不溶物去除後,再以某種方法使聚醯胺析出並予以回收之方法。然而,將聚醯胺溶解之溶劑,多為甲酸及硫酸等強酸、以及如HFIP般之昂貴的溶劑等不適合作為工業用途的溶劑。就工業上容易使用的溶劑之使用例而言,係有藉由乙二醇進行之溶解回收方法(專利文獻2)。然而,該方法需要非常高溫的反應,而有聚醯胺產生糖解作用之疑慮,並且必須從雪泥狀的固體將所使用的溶劑全部餾出並乾燥,故認為配合反應時的加熱係需要大量的能量。
因此,就使用低溫且通用的原料之方法而言,亦有藉由醇的氯化鈣溶液進行之溶解方法。例如專利文獻3係記載了使用氯化鈣的甲醇溶液而對塗佈有聚矽氧的聚醯胺的布進行處理,使聚醯胺溶解後,以大量的水或甲醇進行稀釋而得到粉末形式之目標聚醯胺之方法。
然而,已發現專利文獻3記載的方法實際上有使經聚矽氧被覆之聚醯胺基布溶解之問題。其理由為:專利文獻3記載較佳係使用聚醯胺的溶解性高的氯化鈣二水合物、或添加無水氯化鈣以及相當於水合物的水,而在這樣的組成下聚醯胺的溶解度高。
然而,若實際使用聚醯胺基布來嘗試溶解,課題便會明朗化。該課題在於回收率低。即使欲使該溶劑組成的飽和溶解度之23%左右的聚醯胺溶解,倘若基布具有一定程度的面積,便會因為基布彼此貼附、基布捲繞而無法將所有聚醯胺溶解回收。溶解後的上清液亦有混濁,雖然呈現流體狀態,但是難以稱之為溶解的狀態。雖然也有為了提高產率而在事前
將基布弄碎的方法,但在這種情況下細小的聚矽氧樹脂的碎片會分散在溶液中,而非常難以從溶液回收。
本發明(III)之目的係提供一種從經聚矽氧被覆之聚醯胺基布效率良好地以高產率製造再生聚醯胺之方法。
有關本發明(IV),本發明(IV)之目的係提供一種金屬腐蝕性低且聚醯胺的溶解性高之溶劑。
有關本發明(V),如上所述,專利文獻2至4的技術就以高效率且高產率回收聚醯胺的方法而言,仍有進一步改善的餘地。
又,如專利文獻3般使用醇的氯化鈣溶液使聚醯胺溶解時,一般而言係使聚醯胺析出並予以回收後,將所回收的聚醯胺進行清洗。
但是,從製造效率、成本、對環境的考量等的觀點來看,該回收的聚醯胺的清洗較佳係避免過度的清洗。另一方面,所回收的聚醯胺未充分進行清洗時,亦有著因附著於清洗後的聚醯胺之金屬氯化物致使聚醯胺的一部分熔化,然後在乾燥時固著之問題。
因此,本發明(V)之目的在於提供一種聚醯胺的製造方法,其係可以高效率且高產率回收聚醯胺,並且不須進行過度的清洗便可得到高品質的聚醯胺。
關於本發明(VI),如上所述,專利文獻1至3、6的技術就以高效率且高產率回收聚醯胺的方法而言,仍有進一步改善的餘地。
又,在氣囊的基布為聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物之情形時,還有因為基布具有一定程度的面積,而基布彼此貼附、基布捲
繞致使難以有效率地回收聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯,回收率變低之問題。
雖然亦可為了提高產率而考量探用在事前將基布弄碎的方法,但在這種情況下,咸認會有作業變得繁瑣之問題、及聚對苯二甲酸乙二酯的碎片分散於溶液中,而變得非常難以回收。
因此,本發明(VI)之目的係提供一種聚醯胺的製造方法、聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法、以及聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法,其係能夠從聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物以高效率且高產率回收聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯。
有關本發明(VII),就從含有夾雜物的聚醯胺中移除該夾雜物而形成乾淨的狀態之物理方法而言,可列舉將回收物弄碎後進行比重分離之方法等(專利文獻1)。該方法雖然能以較少的能量進行分離,但在聚醯胺與夾雜物因為例如混合、接合及/或接著而牢固地連結在一起時,則難以分離。
又,亦有藉由溶劑將不需要的被覆樹脂等夾雜物的一部分或全部予以溶解、去除之方法(例如專利文獻6)。然而,由於被覆樹脂係呈浸透於聚醯胺的纖維的狀態,故所回收的聚醯胺中會殘留被覆樹脂。又,所回收的聚醯胺係呈弄碎後的布狀被回收。使用過的氣囊、製造時的邊材呈現各種形狀,在為其原本的形狀、或將該等裁切而得之纖維碎片的形狀之情況下,係難以直接進行再利用。又,就進行熔融而再利用而言,亦係不適合裝入擠出機等的形狀。
亦可考量與上述方法相反地先是用溶劑將聚醯胺暫時溶解,待將夾雜物作為不溶物去除後,再以某種方法使聚醯胺析出並予以回收之方法。然而,將聚醯胺溶解之溶劑,多為甲酸及硫酸等強酸、以及如HFIP般之昂貴的溶劑等不適合作為工業用途的溶劑。就工業上容易使用的溶劑之使用例而言,係有藉由乙二醇進行之溶解回收方法(專利文獻2)。然而,該方法需要非常高溫的反應,而有聚醯胺產生糖解作用之疑慮,並且必須從雪泥狀的固體將所使用的溶劑全部餾出並乾燥,故認為配合反應時的加熱係需要大量的能量。
因此,就使用低溫且通用的原料之方法而言,亦有藉由醇的氯化鈣溶液進行之溶解方法。例如專利文獻3係記載了使用氯化鈣的甲醇溶液而對塗佈有被覆樹脂的聚醯胺的布進行處理,使聚醯胺溶解後,以大量的水或甲醇進行稀釋而得到粉末形式之目標聚醯胺之方法。
然而,已發現專利文獻3記載的方法實際上有使經樹脂被覆之聚醯胺基布溶解之問題。其理由為:專利文獻3記載較佳係使用聚醯胺的溶解性高的氯化鈣二水合物、或添加無水氯化鈣以及相當於水合物的水,而在這樣的組成下聚醯胺的溶解度高。
然而,若實際使用聚醯胺基布來嘗試溶解,課題便會明朗化。該課題在於回收率低。即使欲使該溶劑組成的飽和溶解度之23%左右的聚醯胺溶解,倘若基布具有一定程度的面積,便會因為基布彼此貼附、基布捲繞而無法將所有聚醯胺溶解回收。溶解後的上清液亦有混濁,雖然呈現流體狀態,但是難以稱之為溶解的狀態。雖然也有為了提高產率而在事前
將基布弄碎的方法,但在這種情況下細小的聚矽氧樹脂的碎片會分散在溶液中,而非常難以從溶液回收。
本發明(VII)之目的係提供一種從經胺酯被覆之聚醯胺基布效率良好地以高產率製造再生聚醯胺之方法。
有關本發明(I),我們以不同於先前技術的方式進行深入探討,結果驚訝地確認到,就對於多孔質性造成大幅影響而言,溶解時的溶液組成甚於析出時的組成。並發現,藉由將溶解時的溶液組成設為特定範圍,可抑制聚醯胺粉末的多孔質性,且使析出時所含之溶劑量顯著減低,遂完成發明。
亦即,本發明(I)如下所述。
[1]
一種粉末聚醯胺的製造方法,係包含下列步驟,
步驟1:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液加熱溶解而得到聚醯胺加熱溶解液之步驟;
步驟2:將前述聚醯胺加熱溶解液以醇進行稀釋而得到醇稀釋液之步驟;以及
步驟3:將前述醇稀釋液冷卻而析出粉末聚醯胺之步驟;
其中,前述步驟1中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率為23質量%以上35質量%以下,前述步驟1中聚醯胺加熱溶解液相對於金屬氯化物1莫耳係含有0.2莫耳以上2.5莫耳以下的水,
前述步驟2中係在不使聚醯胺加熱溶解液的溫度成為未達50℃的情況下進行稀釋。
[2]
一種粉末聚醯胺的製造方法,係包含下列步驟,
步驟1:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液加熱溶解而得到聚醯胺加熱溶解液之步驟;
步驟2:將前述聚醯胺加熱溶解液以醇進行稀釋而得到醇稀釋液之步驟;以及
步驟3:將前述醇稀釋液冷卻而析出粉末聚醯胺之步驟;
其中,前述步驟1中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率為23質量%以上35質量%以下,前述步驟1中聚醯胺加熱溶解液相對於金屬氯化物1莫耳係含有0.2莫耳以上2.5莫耳以下的水,相對於前述聚醯胺加熱溶解液中所含之聚醯胺的總質量,前述步驟2中析出的聚醯胺的質量為1質量%以下。
[3]
一種再生聚醯胺的製造方法,係以含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺之聚醯胺樹脂組成物作為原料之再生聚醯胺的製造方法,該製造方法包含下列步驟:
將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與前述聚醯胺樹脂組成物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;
前述溶解步驟中,前述聚醯胺溶解液中之聚醯胺的質量比率為5至15質量%。
[4]
一種甲醇組成物,其以5至25%之濃度含有金屬氯化物,以0.001至1%之濃度含有相同金屬的氫氧化物,及以0.001至5%之濃度含有水。
[5]
一種聚醯胺的製造方法,係從至少含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物回收聚醯胺,該製造方法包含下列步驟:
將前述摻和物與含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液混合,而得到溶解有前述聚醯胺的聚醯胺溶解液之步驟;以及
將前述聚醯胺溶解液分離回收之步驟。
[6]
一種再生聚醯胺的製造方法,係以含有經胺酯樹脂被覆的聚醯胺之混合物作為原料之再生聚醯胺的製造方法,該製造方法包含下列步驟:
將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與前述混合物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;
前述溶解步驟中,前述聚醯胺溶解液中之聚醯胺的質量比率為5至15質量%。
[7]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,更包含步驟4:使用溶劑將步驟3所得之粉末聚醯胺清洗1次以上之步驟。
[8]
如[7]所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述步驟4中一開始的清洗所使用的溶劑係與前述步驟1中使用的醇為相同的醇。
[9]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述步驟1之前述加熱溶解的溫度為60℃以上80℃以下。
[10]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,更包含步驟5:將前述步驟3中析出的粉末聚醯胺加熱而得到加熱後的粉末聚醯胺之步驟。
[11]
如[10]所述之粉末聚醯胺的製造方法,係在前述步驟5後,更包含步驟6:對前述步驟5所得之加熱後的粉末聚醯胺進行固液分離,並清洗所得到的固體之步驟。
[12]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺樹脂組成物係含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺者,前述步驟1之前述聚醯胺加熱溶解液中之聚醯胺的濃度為5至15質量%。
[13]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺樹脂組成物係含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺者,且前述步驟1中之前述聚醯胺加熱溶解液在25℃的黏度為10至20000mPa.s。
[14]
一種金屬氯化物醇溶液,其金屬氯化物濃度為23質量%以上35質量%以下,且以0.001至1質量%之濃度含有與前述金屬氯化物所含之金屬相同的金屬的氫氧化物,及以0.001至10質量%之濃度含有水。
[15]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述金屬氯化物醇溶液係金屬氯化物濃度為23質量%以上35質量%以下,且含有以0.001至1質量%之濃度含有與前述金屬氯化物所含之金屬相同的金屬的氫氧化物,及以0.001至10質量%之濃度含有水者。
[16]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,粉末聚醯胺含有鈣原子0.001至1500ppm,且相對於鈣原子的莫耳含量之鹵原子的莫耳含量為未達1。
[17]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺樹脂組成物至少含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯。
[18]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺樹脂組成物含有經胺酯樹脂被覆的聚醯胺。
[19]
如[1]或[2]所述之粉末聚醯胺的製造方法,係在前述步驟1至3後,更包含下列步驟,
步驟7:將析出的粉末聚醯胺回收之步驟;
步驟8:將前述回收的粉末聚醯胺進行清洗之清洗步驟;以及
步驟9:將前述清洗後的粉末聚醯胺進行加熱乾燥之乾燥步驟;
其中,相對於前述粉末聚醯胺100質量份,前述步驟9之加熱乾燥後附著於粉末聚醯胺之金屬氯化物的量為20質量份以下。
又,有關本發明(II),發明人等經過深入研究,為了減低清洗液量而針對減低所析出的聚醯胺所含之溶劑量的方法進行各種探討,結果發現:藉由對從氯化鈣甲醇溶液析出的聚醯胺進行加熱處理,可將所析出的聚醯胺改質,遂完成本發明(II)。在本發明(II)中,由於清洗時之析出的聚醯胺中所含之溶劑的量少,故可減低清洗時所需的液量。
亦即,本發明(II)如下所述。
[1]
一種再生聚醯胺的製造方法,係包含下列步驟:
(i)使聚醯胺溶解於氯化鈣甲醇溶液,而得到含有已溶解的聚醯胺之溶液之步驟;
(ii)使前述已溶解的聚醯胺從前述含有已溶解的聚醯胺之溶液析出,而得到析出的聚醯胺之步驟;
(iii)對前述析出的聚醯胺進行加熱,而得到加熱後的聚醯胺之步驟;以及
(iv)將前述加熱後的聚醯胺以清洗液進行清洗,而得到再生聚醯胺之步驟;
[2]
如[1]所述之製造方法,其中,於前述步驟(iii)中係將前述析出的聚醯胺在前述步驟(ii)之析出時的前述溶液中進行加熱;
[3]
如[1]所述之製造方法,其中,於前述步驟(ii)中係使前述析出的聚醯胺從析出時的前述溶液分離而得到含有聚醯胺的固形物,將所得之前述固形物以追加的清洗液清洗後,於前述步驟(iii)中對聚醯胺進行加熱;
[4]
如[1]至[3]中任一項所述之製造方法,其中,前述再生聚醯胺為粉末形態。
[5]
如[1]所述之製造方法,其中,前述聚醯胺為聚六亞甲基己二醯胺;
[6]
如[1]至[5]中任一項所述之製造方法,其中,於前述步驟(ii)中係在前述含有已溶解的聚醯胺之溶液中添加不良溶劑(poor solvent)後,使前述已溶解的聚醯胺從該溶液析出,而得到析出的聚醯胺;
[7]
如[1]至[5]中任一項所述之製造方法,其中,於前述步驟(ii)中係不在前述含有已溶解的聚醯胺之溶液中添加追加的溶劑,而使前述已溶解的聚醯胺從該溶液析出,得到析出的聚醯胺;
[8]
如[1]至[7]中任一項所述之製造方法,其中,前述步驟(iv)中之前述清洗液為水;
[9]
如[3]至[8]中任一項所述之製造方法,其中,前述步驟(ii)中之前述追加的清洗液為甲醇。
又,有關本發明(III),針對使用氯化鈣甲醇溶液的聚醯胺的回收方法進行深入探討,結果發現回收效率降低的主因在於聚醯胺的溶解所造成的黏度上升。且發現,就其結果而言,以溶解度最高的組成進行處理,並未必是能以高產率回收聚醯胺(例如尼龍66)的溶液組成。針對溶液組成進行探討,發現除了可使用氯化鈣以外亦可使用金屬氯化物,並且發現藉由控制溶解後的聚醯胺溶液的聚醯胺或溶液黏度,會使再生聚醯胺的產率變高,遂完成發明。
亦即,本發明(III)如下所述。
[1]
一種再生聚醯胺的製造方法,係以含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺之聚醯胺樹脂組成物作為原料之再生聚醯胺的製造方法,該製造方法包含下列步驟:
將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與前述聚醯胺樹脂組成物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;
前述溶解步驟中,前述聚醯胺溶解液中之聚醯胺的質量比率為5至15質量%。
[2]
一種再生聚醯胺的製造方法,係以含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺之聚醯胺樹脂組成物作為原料之再生聚醯胺的製造方法,該製造方法包含下列步驟:
將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與前述聚醯胺樹脂組成物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;
於前述溶解步驟中,前述聚醯胺溶解液於25℃的黏度為10至20000mPa.s。
[3]
如[1]或[2]所述之製造方法,其中,於前述溶解步驟中,將前述聚醯胺樹脂組成物與前述金屬氯化物醇溶液混合的溫度為30至90℃。
[4]
如[1]至[3]中任一項所述之製造方法,其中,前述聚醯胺為脂肪族聚醯胺。
[5]
如[1]至[4]中任一項所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物為氯化鋅或氯化鈣。
[6]
如[5]所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物為氯化鈣。
[7]
如[1]至[6]中任一項所述之製造方法,其中,前述醇為甲醇。
[8]
如[1]至[7]中任一項所述之製造方法,其中,前述聚醯胺為尼龍66。
[9]
如[1]至[8]中任一項所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物醇溶液係從溶解有源自聚醯胺基布的聚醯胺之金屬氯化物醇溶液中將聚醯胺分離而製造之溶液。
[10]
如[9]所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物醇溶液為在將聚醯胺分離後經過濃縮之溶液。
又,有關本發明(IV),針對抑制因氯化鈣甲醇溶液等金屬氯化物醇溶液造成溶解設備的材質等金屬的腐蝕之方法進行深入探討。氯化鈣等金屬氯化物造成金屬腐蝕的機制乃是由氯化物離子造成鈍化態不穩定所致,為了抑制該情形,一般的方法係使pH上升。因此,為了使pH上升,可容易地想到添加可溶於甲醇的鹼性化合物之方法,但例如添加氫氧化鈉作為可溶於甲醇的鹼時,氯化物離子會與氫氧化鈉反應,所生成的氯化鈉則因為不溶於甲醇而沉澱。由於此種氯化鈉的粒子並不容易與溶劑親和,因此容易殘留於裝置的間隙等,產生局部性的氯化物離子濃度上升,而容易產生間隙腐蝕,故應予避免。又,就整體而言,因為氯化鈣等金屬氯化物的濃度降低,故聚醯胺的溶解度亦降低。由觀點而針對各種鹼進行探討,結果發現:當添加有氫氧化鈣等與金屬氯化物的金屬相同的金屬之氫氧化物(以下稱為「相同金屬的氫氧化物」)之情形時,聚醯胺的溶解性不會降低,而可大幅地降低腐蝕性,遂完成發明(IV)。
亦即,本發明(IV)如下所述。
[1]
一種甲醇組成物,其以5至25%之濃度含有金屬氯化物,以物0.001至1%之濃度含有相同金屬的氫氧化,及以0.001至5%之濃度含有水。
[2]
如[1]所述之甲醇組成物,更含有已溶解於作為溶劑的甲醇組成物中之聚醯胺。
[3]
如[1]或[2]所述之甲醇組成物,其中,前述金屬氯化物為氯化鋅,前述相同金屬的氫氧化物為氫氧化鋅。
[4]
如[1]或[2]所述之甲醇組成物,其中,前述金屬氯化物為氯化鈣,前述相同金屬的氫氧化物為氫氧化鈣。
[5]
一種聚醯胺組成物的製造方法,係包含下列步驟:將原料聚醯胺組成物溶解於溶劑而得到聚醯胺溶液之步驟;從所得之聚醯胺溶液中將聚醯胺分離之步驟;其中,
溶解原料聚醯胺組成物的前述溶劑為[1]或[2]所述之甲醇組成物。
[6]
如[5]所述之製造方法,其中,前述聚醯胺組成物含有聚六亞甲基己二醯胺。
[7]
一種聚醯胺組成物,係以如[5]所述之方法所得到,其中含有金屬原子0.001至1000ppm,相對於金屬原子的莫耳含量之鹵原子的莫耳含量為未達2。
[8]
如[7]所述之聚醯胺組成物,係含有金屬原子0.001至1000ppm,且相對於金屬原子的莫耳含量之鹵原子的莫耳含量為未達1。
[9]
如[7]所述之聚醯胺組成物,其中,前述金屬原子為鋅原子或鈣原子。
[10]
如[7]所述之聚醯胺組成物,更含有聚六亞甲基己二醯胺。
[11]
一種粉體,係含有如[7]所述之聚醯胺組成物。
又,有關本發明(V),發明人等經過深入探討,結果發現:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液進行加熱溶解而得到聚醯胺加熱溶解液後,從該聚醯胺加熱溶解液使聚醯胺析出並予以回收,並進一步在之後將回收到的聚醯胺清洗並進行乾燥之步驟中,將加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量控制在相對於前述聚醯胺100質量份為20質量份以下,藉此,即使不進行過度的清洗,亦可抑制所回收的聚醯胺的固著,遂完成本發明(V)。
本發明(V)係基於以上的見解而研創者,其主旨如下。
[1]
一種聚醯胺的製造方法,係包含下列步驟,
步驟1:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液加熱溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液之溶解步驟;
步驟2:從前述聚醯胺加熱溶解液中使聚醯胺析出並予以回收之回收步驟;
步驟3:將前述回收的聚醯胺清洗之清洗步驟;以及
步驟4:對前述清洗後的聚醯胺進行加熱乾燥之乾燥步驟;
其中,相對於述聚醯胺100質量份,前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量為20質量份以下。
[2]
如前述[1]所述之聚醯胺的製造方法,其中,前述清洗步驟為控制前述加熱乾燥後的金屬氯化物的量之控制步驟。
[3]
如前述[1]或[2]所述之聚醯胺的製造方法,其中,前述步驟1中加熱溶解的溫度為30至90℃。
[4]
如前述[1]至[3]中任一項所述之聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺加熱溶解液中之聚醯胺濃度為5至15質量%。
[5]
如前述[1]至[4]中任一項所述之聚醯胺的製造方法,其中,前述金屬氯化物為氯化鋅或氯化鈣。
[6]
如前述[1]至[5]中任一項所述之聚醯胺的製造方法,更包含:測定前述附著於聚醯胺的金屬氯化物的量,並確認該量是否在範圍內之確認步驟。
[7]
如前述[6]所述之聚醯胺的製造方法,其中,前述確認步驟係採集前述步驟3之清洗後的已清洗的聚醯胺的一部分而實施。
[8]
如前述[6]所述之聚醯胺的製造方法,其中,確認前述附著於聚醯胺的金屬氯化物的量是否在範圍內之步驟係探集前述步驟4之加熱乾燥後的聚醯胺的一部分而實施。
[9]
如前述[6]至[8]中任一項所述之聚醯胺的製造方法,其中,相對於前述聚醯胺100質量份,前述附著於聚醯胺的金屬氯化物的量超過20質量份時,則實施再次清洗聚醯胺之第二清洗步驟。
又,關於本發明(VI),發明人等發現,將聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物與含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液混合,使聚醯胺溶解分離,藉此可從摻和物中將聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯回收,亦可提高分離回收時的效率及產率,遂完成本發明(VI)。
本發明(VI)係基於以上的見解而研創者,其主旨如下。
[1]
一種聚醯胺的製造方法,係從至少含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物回收聚醯胺,該製造方法包含下列步驟:
將前述摻和物與含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液混合,而得到溶解有前述聚醯胺的聚醯胺溶解液之步驟;以及
將前述聚醯胺溶解液分離回收之步驟
[2]
一種聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法,係從至少含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物回收聚對苯二甲酸乙二酯,該製造方法包含下列步驟:
將前述摻和物與含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液混合,而得到至少溶解有前述聚醯胺的聚醯胺溶解液之步驟;以及
將前述聚對苯二甲酸乙二酯分離回收之步驟。
[3]
一種聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法,係從聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物回收聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯,該製造方法包含下列步驟:
將前述摻和物與含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液混合,而得到溶解有前述聚醯胺的聚醯胺溶解液之步驟;以及
將前述聚醯胺溶解液及前述聚對苯二甲酸乙二酯分離回收之步驟。
[4]
如前述[1]、[2]或[3]所述之製造方法,其中,前述摻和物為織布。
[5]
如前述[4]所述之製造方法,其中,前述織布為氣囊構件。
[6]
如前述[1]至[5]中任一項所述之製造方法,其中,將前述摻和物與前述金屬氯化物醇溶液混合時的溫度為30至90℃。
[7]
如前述[1]至[6]中任一項所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物為氯化鋅或氯化鈣。
又,有關本發明(VII),針對使用氯化鈣甲醇溶液的聚醯胺的回收方法進行深入探討,結果發現回收效率降低的主因在於因聚醯胺的溶
解造成黏度上升。且發現,就其結果而言,以溶解度最高的組成進行處理,並未必是能以高產率回收聚醯胺(例如尼龍66)的溶液組成。針對溶液組成進行探討,結果發現除了可使用氯化鈣以外亦可使用金屬氯化物,並且發現藉由控制溶解後的聚醯胺溶液的聚醯胺或溶液黏度,會使再生聚醯胺的產率變高,遂完成發明(VII)。
亦即,本發明(VII)如下所述。
[1]
一種再生聚醯胺的製造方法,係以含有經胺酯樹脂被覆的聚醯胺之混合物作為原料之再生聚醯胺的製造方法,該製造方法包含下列步驟:
將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與前述混合物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;
前述溶解步驟中,前述聚醯胺溶解液中之聚醯胺的質量比率為5至15質量%。
[2]
一種再生聚醯胺的製造方法,係以含有經胺酯樹脂被覆的聚醯胺之混合物作為原料之再生聚醯胺的製造方法,該製造方法包含下列步驟:
將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與前述混合物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;
於前述溶解步驟中,前述聚醯胺溶解液於25℃的黏度為10至20000mPa.s。
[3]
如[1]或[2]所述之製造方法,其中,於前述溶解步驟中,將前述混合物與前述金屬氯化物醇溶液混合的溫度為30至90℃。
[4]
如[1]至[3]中任一項所述之製造方法,其中,前述聚醯胺為脂肪族聚醯胺。
[5]
如[1]至[4]中任一項所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物為氯化鋅或氯化鈣。
[6]
如[5]所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物為氯化鈣。
[7]
如[1]至[6]中任一項所述之製造方法,其中,前述醇為甲醇。
[8]
如[1]至[7]中任一項所述之製造方法,其中,前述聚醯胺為尼龍66。
[9]
如[1]至[8]中任一項所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物醇溶液係從溶解有源自聚醯胺基布的聚醯胺之金屬氯化物醇溶液中將聚醯胺分離而製造之溶液。
[10]
如[9]所述之製造方法,其中,前述金屬氯化物醇溶液為在將聚醯胺分離後經過濃縮之溶液。
根據本發明(I),可效率良好地製造粉末聚醯胺。
有關本發明(I),可提供一種粉末聚醯胺的製造方法,其係藉由抑制多孔質性且減低所含之溶劑量而使廢液量及乾燥所需的能量少。又,較佳係可提供一種在短時間內製造粒徑大且粒度分布小之粉末聚醯胺之方法。
有關本發明(II),係根據本發明(II)而可提供一種廢液量有所減低之再生聚醯胺的製造方法。
有關本發明(III),係根據本發明(III)而可提供一種製造聚醯胺基布之方法,其係從經聚矽氧被覆之聚醯胺基布效率良好地以高產率製造聚醯胺基布。
有關本發明(IV),係根據本發明(IV)而可提供一種溶劑,其係腐蝕性低且能夠溶解聚醯胺。
有關本發明(V),係根據本發明(V)而可提供一種聚醯胺的製造方法,其係可以高效率且高產率回收聚醯胺,並且不須進行過度的清洗便可得到高品質的聚醯胺。
關於本發明(VI),係根據本發明(VI)而可提供一種聚醯胺的製造方法、聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法、以及聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法,其係能夠從聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物以高效率且高產率來回收聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯。
有關本發明(VII),係根據本發明(VII)而可提供一種聚醯胺基布的製造方法,其係從經胺酯被覆之聚醯胺基布效率良好地以高產率製造聚醯胺基布。
以下詳細說明用以實施本發明的形態(以下簡稱為「本實施形態」)。
[發明(I)]
以下說明本發明(I)。於本發明(I)中,可適當併入本發明(II)至(VII)的條件。
本實施形態(I)之粉末聚醯胺的製造方法係包含下列步驟,步驟1:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液加熱溶解而得到聚醯胺加熱溶解液之步驟、步驟2:將前述聚醯胺加熱溶解液以醇進行稀釋而得到醇稀釋液之步驟;以及步驟3:將前述醇稀釋液冷卻而析出粉末聚醯胺之步驟;其中,前述步驟1中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率為23質量%以上35質量%以下,前述步驟1中聚醯胺加熱溶解液相對於金屬氯化物1莫耳係含有0.2莫耳以上2.5莫耳以下的水,前述步驟2中係在不使聚醯胺加熱溶解液的溫度成為未達50℃的情況下進行稀釋。
又,另一本實施形態(I)之粉末聚醯胺的製造方法係包含下列步驟,步驟1:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液加熱溶解而得到聚醯胺加熱溶解液之步驟;步驟2:將前述聚醯胺加熱溶解液以醇進行稀釋而得到醇稀釋液之步驟;以及步驟3:將前述醇稀釋液冷卻而析出粉末聚醯胺之步驟;其中,前述步驟1中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率為23質量%以上35質量%以下,前述步驟1中聚醯胺加熱溶解液相對於金屬氯化物1莫耳係含有0.2
莫耳以上2.5莫耳以下的水,相對於前述聚醯胺加熱溶解液中所含之聚醯胺的總質量,前述步驟2中析出的聚醯胺的質量為1質量%以下。
本實施形態的製造方法可為只有步驟1至3的方法,亦可更包含其他步驟。
說明本實施形態的製造方法所使用的化合物等。
<聚醯胺>
上述聚醯胺可使用由二胺化合物與二羧酸化合物縮聚而成者、或如環狀內醯胺經開環聚合而成者般藉由醯胺鍵聚合而成之聚合物。
上述二胺化合物並無特別限定,可列舉乙二胺、三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、壬二胺、甲基戊二胺、對伸苯二胺等。
上述二羧酸化合物並無特別限定,可列舉草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等。
上述環狀內醯胺並無特別限定,可列舉ε-己內醯胺、十一碳內醯胺、月桂內醯胺等。
上述二胺化合物、上述二羧酸化合物及上述環狀內醯胺化合物的組合並無特別限定,亦可於各種類併用複數種化合物。由六亞甲基二胺及己二酸所構成之聚六亞甲基己二醯胺的溶解性高,適合粉末化的製程。
粉末化後的聚醯胺的粒徑、粒度分布的測定方法並無特別限定,可列舉雷射繞射法、雷射散射法、離心沉降法、粒子追蹤(Particle Tracking)法、動態光散射(Dynamic Light Scattering)法等。
<聚醯胺樹脂組成物>
聚醯胺樹脂組成物中可添加添加劑以達成最終用途之使用時及加工時顯現的效果。添加劑可列舉熱穩定劑、顏料、染料、塑化劑等,但不限定於該等添加劑。各添加劑可為無機鹽、有機化合物之任一者。
上述聚醯胺樹脂組成物可包含經聚醯胺以外之樹脂被覆之聚醯胺。被覆的樹脂並無限定,可列舉聚烯烴系樹脂、聚胺酯、丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂、RFL(間苯二酚/福馬林/乳膠)接著劑等。從分離性的觀點來看,較佳係含有經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺。可為只由經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺所構成之組成物,亦可更含有其他成分。
其中,從粉末聚醯胺的製造效率的觀點來看,相對於聚醯胺樹脂組成物100質量%,經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺的質量比率較佳為30至100質量%,更佳為60質量%以上,又更佳為70質量%以上,特佳為80質量%以上。
上述聚矽氧樹脂並無特別限定,可列舉甲基聚矽氧樹脂、苯基聚矽氧樹脂等,亦可為該等樹脂的混合物、或將各原料混合並使其硬化者。
經聚矽氧樹脂被覆之上述聚醯胺除了被覆聚矽氧樹脂以外,亦可施予其他被覆物質。其他被覆物質的種類並無特別限定,可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚酯、氟樹脂等。較佳係不溶解於溶解所使用的金屬氯化物醇溶液者。
經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺可為聚醯胺的回收再生原料,例如可列舉使用聚醯胺作為原料之纖維、所謂汽車零件、電氣製品零件之成形品的工程邊材、和廢棄物。具體而言,可列舉衣料品類、氣囊、輪胎簾布股線(tire
cord)、引擎室內、進氣系統或燃料系統的零件、連接器、漁網、單向強化膠帶(Uni-Directional tape)等工程邊材或廢棄物。
RFL接著劑的組成並無特別限定,可為一般的輪胎簾布股線所使用來接著聚醯胺纖維及橡膠的RFL接著劑。
經聚胺酯、丙烯酸樹脂被覆之聚醯胺可列舉衣類等所使用的基布等,聚胺酯、丙烯酸樹脂的種類並無特別限定。
上述聚醯胺樹脂組成物可包含縫線。縫線的材質並無特別限定,與基布同樣為聚醯胺之情形時,因可回收作為再生聚醯胺之故而為較佳。
上述聚醯胺樹脂組成物可只由上述聚醯胺所構成,亦可含有上述聚醯胺及其他成分。例如可於聚醯胺混合、附著、塗佈其他樹脂、金屬等雜質作為其他成分。
從聚醯胺的回收率的觀點來看,相對於上述聚醯胺樹脂組成物100質量%,上述聚醯胺的質量比率較佳為30至100質量%,更佳為70質量%以上,又更佳為80質量%以上,又更佳為85質量%以上,特佳為100質量%。
含有聚醯胺以外的雜質之情形時,可包含將聚醯胺與該等雜質分離之步驟。分離的方法並無特別限定,若在聚醯胺樹脂組成物已溶解的狀態下雜質為不溶,則可藉由過濾、離心分離、沉降分離等方法進行分離。在雜質與聚醯胺一起溶解於溶劑之情形時,可考慮在溶解狀態下藉由萃取分離、膜分離、電透析等進行之分離、或在後述的析出步驟中使聚醯胺析出後清洗等方法。
上述聚醯胺樹脂組成物可係至少含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯。此外,亦可含有其他成分。
其他成分可列舉將聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物予以被覆之成分、或塗佈的成分等。被覆之成分可列舉樹脂,例如可列舉聚矽氧樹脂、胺酯樹脂等。塗佈的成分可列舉潤滑油等。
從可更享受本發明帶來之效果的觀點來看,含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯之上述聚醯胺樹脂組成物的形狀等,較佳為織布(噴水式(water-jet)織機、噴氣式織機、劍桅式(rapier)織機、氣囊用基布等),更佳為氣囊構件。為如氣囊用基布般之高密度織物之情形時,由前述聚醯胺所構成之纖維與由前述聚對苯二甲酸乙二酯所構成之纖維係呈交纏狀態,而難以藉由習知分離方法充分分離。另一方面,在本實施形態中,藉由使聚醯胺溶解分離,可從聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物中將聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯回收,即使為織布,亦可以高效率且高產率地將聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯回收。
上述聚對苯二甲酸乙二酯(PET)可列舉具有以下所示之結構的樹脂等。
上述聚對苯二甲酸乙二酯可只由聚對苯二甲酸乙二酯所構成,亦可為含有上述聚對苯二甲酸乙二酯及其他成分的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂組成
物。例如可將其他樹脂、金屬等雜質作為其他成分而混合、附著、塗佈於上述聚對苯二甲酸乙二酯。
上述聚對苯二甲酸乙二酯可作為纖維狀PET而被包含於上述聚醯胺樹脂組成物中。該纖維狀PET可係藉由將PET樹脂進一步進行固相聚合、紡紗而得到。
此外,由於聚對苯二甲酸乙二酯不溶於後述金屬氯化物醇溶液,故在步驟1中可只將聚醯胺熔融分離。因此,只要藉由將含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯之聚醯胺樹脂組成物與既定的金屬氯化物醇溶液混合,便可有效率且高產率地將聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯分離,而將聚醯胺回收。
聚對苯二甲酸乙二酯可係將未溶解而殘留的聚對苯二甲酸乙二酯分離而回收。就將上述聚對苯二甲酸乙二酯分離回收之方法而言,可係藉由將未溶解於上述聚醯胺加熱溶解液中而殘留的聚對苯二甲酸乙二酯以過濾等取出,而進行分離回收。
上述聚醯胺樹脂組成物較佳係含有經胺酯樹脂被覆之聚醯胺。
從粉末聚醯胺的製造效率的觀點來看,相對於聚醯胺樹脂組成物100質量%,經胺酯樹脂被覆之聚醯胺的質量比率較佳為30至100質量%,更佳為60質量%以上,又更佳為70質量%以上,特佳為80質量%以上。
聚胺酯樹脂係藉由多元醇成分與聚異氰酸酯成分的反應而得到,上述多元醇成分可列舉聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇等。
上述胺酯樹脂並無特別限定,可列舉聚酯系聚胺酯樹脂、聚醚系聚胺酯樹脂、聚碳酸酯系聚胺酯樹脂等。胺酯樹脂中可添加由環氧樹脂、三聚
氰胺、多官能異氰酸酯等所構成之交聯劑、碳二亞胺系抗水解劑、苯酚類、芳香族胺抗氧化劑、和水楊酸系、二苯基甲酮系、苯并三唑系衍生物等紫外線吸收劑、硫脲等阻燃劑。
經胺酯樹脂被覆之上述聚醯胺除了被覆胺酯樹脂以外,亦可施予其他被覆物質。其他被覆物質的種類並無特別限定,可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚酯、氟樹脂、聚矽氧樹脂等。較佳係不溶解於溶解所使用的金屬氯化物醇溶液者。被覆樹脂係以不含有聚矽氧樹脂為較佳。
經胺酯樹脂被覆之聚醯胺可為聚醯胺的回收再生原料,例如可列舉使用聚醯胺作為原料之纖維、所謂汽車零件、電氣製品零件之成形品的工程邊材、和廢棄物。具體而言,可列舉衣料品類、氣囊、輪胎簾布股線、引擎室內或進氣系統、燃料系統的零件、連接器、漁網、單向強化膠帶等工程邊材或廢棄物。
將胺酯樹脂分離的方法可列舉從溶解層將胺酯樹脂撈起之方法、過濾、離心分離、沉降分離等,亦可組合該等。由於聚醯胺加熱溶解時有可能產生胺酯樹脂的細微碎片,故較佳係藉由過濾或組合過濾的方法來移除細微碎片。
經胺酯樹脂被覆之聚醯胺的其他被覆物亦以與胺酯樹脂同時移除為較佳。
由於分離後的胺酯樹脂及其他被覆物係附著有含有聚醯胺的溶液,故較佳係清洗而將含有聚醯胺的溶液回收。清洗的溶劑並無特別限定,較佳為氯化鈣甲醇溶液。清洗方法並無特別限定,可列舉在槽型反應器內攪拌清洗、或在過濾器內流通清洗等。
<金屬氯化物醇溶液>
上述金屬氯化物醇溶液係含有金屬氯化物及醇,亦可更含有與上述金屬氯化物為相同金屬的氫氧化物、其他成分。
其中,從聚醯胺的溶解度的觀點來看,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,上述金屬氯化物與上述醇的合計質量比率較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上。
上述醇可列舉甲醇、乙醇、直鏈狀或分枝鏈狀的丙醇、直鏈狀或分枝鏈狀的丁醇、該等的組合等。其中,從聚醯胺的溶解度的觀點來看,較佳為甲醇、乙醇、或該等的組合,更佳為甲醇。
相對於上述金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率較佳為23至35質量%,更佳為25至33質量%,特佳為27至31質量%。上述質量比率未達23質量%時,聚醯胺的溶解量少,需要大量的溶劑。又,超過35質量%時,金屬氯化物易溶解不完全而殘留,容易作為雜質混入。
上述金屬氯化物可列舉氯化鋅、氯化鎂、氯化鈣等,較佳為氯化鋅、氯化鈣,最佳為氯化鈣。
上述金屬氯化物能夠作成無水物或水合物而添加。
上述金屬氯化物醇溶液中之水的質量比率較佳為30質量%以下,更佳為15質量%以下,又更佳為10質量%以下,特佳係不含有水。
上述金屬氯化物醇溶液可為含有醇、金屬氯化物、與上述金屬氯化物為相同金屬的氫氧化物(於本說明書中,亦稱為「相同金屬的氫氧化物」)、及水之溶液。
構成上述相同金屬的氫氧化物之金屬例如可列舉鋅(亦即,金屬氯化物為氯化鋅,相同金屬的氫氧化物為氫氧化鋅)及鈣(亦即,金屬氯化物為氯化鈣,相同金屬的氫氧化物為氫氧化鈣,較佳為鈣。
相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,上述相同金屬的氫氧化物的濃度較佳為0.001至1質量%,更佳為0.001至0.1質量%,又更佳為0.001至0.01質量%。相同金屬的氫氧化物不須完全溶解於甲醇等醇中,可為一部分未溶解。
相對於上述金屬氯化物醇溶液100質量%,水的質量比率較佳為0.001至10質量%,更佳為0.001至5質量%,又更佳為0.001至1質量%,特佳為0.01至0.1質量%。
說明本實施形態的製造方法中之各步驟。
<步驟1 得到聚醯胺加熱溶解液之步驟>
聚醯胺樹脂組成物係藉由金屬氯化物醇溶液進行溶解處理。
在上述步驟1中,係將上述聚醯胺樹脂組成物與上述金屬氯化物醇溶液混合並加熱溶解。
加熱溶解的溫度並無特別限定,較佳為30至90℃,更佳為60至80。又,亦可為40至60℃。溫度低時溶解會變慢,超過90℃時溫度變得比沸點更高,從腐蝕性、分解性的觀點來看為不佳。
在上述步驟1中,溫度可為固定,亦可在上述範圍內變化。
溶解可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌來提升聚醯胺的溶解速度。
為連續式之情形時,可對固體連續地流通溶劑,亦可使溶液循環。進行循環者因可減少所使用的溶劑,故為較佳。
對上述聚醯胺樹脂組成物與金屬氯化物醇溶液進行加熱溶解時所使用的容器的形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。又,該等容器及配管的材質亦無特別限定,可列舉SUS316、SUS316L、SUS329J4L、SUS444等。又,於該等的材質的表面可施予加襯、塗覆等處理,可列舉玻璃、氟系樹脂、橡膠、環氧樹脂等,從耐腐蝕性的觀點來看,較佳為玻璃、氟樹脂。此外,施予加襯、塗覆的處理之情形時,容器及配管本身的材質可在不考量腐蝕性的情況下予以選定。
加熱溶解時間並無特別限定,較佳為5分鐘至100小時。
相對於步驟1中使用的上述金屬氯化物醇溶液,上述聚醯胺樹脂組成物的質量比率並無特別限定,較佳為5至15質量%,又更佳為7至13質量%。未達5質量%時,需要的溶劑變得過多,超過15質量%時,黏度變高而產生溶解時間的長時間化、操作性的劣化。
又,基於與上述同樣的理由,上述聚醯胺加熱溶解液中之聚醯胺的質量比率較佳為5至15質量%,更佳為7至13質量%。
從抑制因晶析所得之析出物的含液量的觀點來看,上述聚醯胺加熱溶解液中,相對於上述金屬氯化物1莫耳,水的莫耳比率較佳為0.2至2.5莫耳,更佳為0.5至2.0莫耳,又更佳為1至1.5莫耳。雖然原理尚未釐清,但認為其具有下述作用:溶解時存在的水會對金屬氯化物醇溶液中之聚醯胺的氫鍵的狀態造成影響,而具有調節在宏觀的溶解狀態下無法評估之微觀的溶解/分散性的作用。咸認若少於0.2莫耳,則氯化鈣對於醇的分散性
會降低,亦變得難以與聚醯胺交互作用;若多於2.5莫耳,則聚醯胺對於水的溶解性低,故聚醯胺難以均勻地分散於溶液中。
上述聚醯胺樹脂組成物含有經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺之情形時,上述聚醯胺加熱溶解液100質量%中之聚醯胺的質量比率較佳為5至15質量%,更佳為7至13質量%。未達5質量%時,需要的溶劑變得過多,超過15質量%時,黏度變高而產生溶解時間的長時間化、操作性的劣化。
上述聚醯胺樹脂組成物含有經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺之情形時,上述聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度較佳為10至20000mPa.s,更佳為10至10000mPa.s,又更佳為10至3000mPa.s。雖然黏度愈高時聚合物的濃度也愈高,但會因基布的貼附等使聚醯胺的溶解效率降低。
上述聚醯胺樹脂組成物含有經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺之情形時,從聚醯胺加熱溶解液中將聚矽氧樹脂分離的方法並無特別限定,可列舉從溶解層將聚矽氧樹脂撈起之方法、過濾、離心分離、沉降分離等,亦可組合該等。由於聚醯胺加熱溶解時有可能產生聚矽氧的細微碎片,故較佳係藉由過濾或組合過濾的方法來移除細微碎片。
經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺的其他被覆物亦以與聚矽氧樹脂同時移除為較佳。
由於經分離的聚矽氧樹脂及其他被覆物係附著有含有聚醯胺的溶液,故較佳係清洗而將含有聚醯胺的溶液回收。清洗的溶劑並無特別限定,較佳為氯化鈣甲醇溶液。清洗方法並無特別限定,可列舉在槽型反應器內攪拌清洗、或在過濾器內流通清洗等。
步驟1所得之上述聚醯胺加熱溶解液較佳係接續地使用在步驟2。
<步驟2 得到醇稀釋液之步驟>
步驟2係將步驟1所得之聚醯胺加熱溶解液以醇進行稀釋之步驟。
步驟2中使用的醇可列舉甲醇、乙醇、直鏈狀或分枝鏈狀的丙醇、直鏈狀或分枝鏈狀的丁醇、該等的組合等,從將溶劑再利用時的回收容易度之觀點來看,步驟2中使用的醇較佳係與上述金屬氯化物醇溶液所含之醇相同。
詳細記載將聚醯胺加熱溶解液進行稀釋的方法。
藉由醇之稀釋率較佳為1.5至5倍。本說明書中之稀釋率係定義為將稀釋後的醇稀釋液的質量除以溶解時的聚醯胺加熱溶解液的質量而得的數值。此時,即使稀釋後的醇稀釋液有產生析出,亦以包含析出物的重量作為稀釋後的醇稀釋液質量。稀釋率低於1.5倍時,因為聚醯胺的析出量少,粒子未充分成長,故粒徑變小。若稀釋率大於5倍,則稀釋時容易產生析出,粒度分布變廣。
在步驟2中,從抑制因晶析所得之析出物的含液量的觀點來看,較佳係以上述聚醯胺加熱溶解液的溫度不會成為未達50℃之方式進行稀釋。雖然原理尚未釐清,但咸認藉由將稀釋階段的溫度保持在較高的狀態,可避免急遽的析出,並使析出初期至最後階段為止的析出物的性狀均勻。
以醇稀釋時的溫度並無特別限定,較佳為30至90℃。以低於30℃的溫度稀釋之情形時,會因稀釋時的析出使粒徑變小。若以超過90℃的溫度
進行稀釋時,則容易在液面附近因醇的揮發/凝縮而產生不均勻的析出,難以控制粒度分布。
從以短時間得到粒徑更大、粒度分布更小之粉末聚醯胺的觀點來看,製造上述聚醯胺加熱溶解液後直到得到上述醇稀釋液為止的溫度較佳為在步驟1之加熱溶解的上述溫度的±10℃之範圍內,更佳為±5℃的範圍內。
醇的稀釋速度並無特別限定,較佳係以稀釋時不會發生急遽的濃度、溫度變化而產生聚醯胺的析出之速度來添加。
相對於步驟1所得之上述聚醯胺加熱溶解液中所含之聚醯胺的總質量,稀釋時的聚醯胺的析出量(亦即,步驟2所析出的聚醯胺的質量)較佳為1質量%以下,更佳為未達1質量%。稀釋時所析出的聚醯胺就溶劑析出時之微觀分離機制而言,係與冷卻時所析出的聚醯胺為相異,若稀釋時所析出的聚醯胺增加,則析出物的含液量會增加。又,由於係伴隨著急遽的組成變化而生成的粒子,故無法進行粒徑控制,若大量存在,則難以進行後述的冷卻析出過程之粒徑控制。
稀釋所使用的醇的溫度並無特別限定,較佳為15至90℃。未達15℃時,在稀釋時容易產生局部的析出,超過90℃時,溫度變得比上述醇的沸點更高或接近於上述醇的沸點,故必須在加壓狀態下進行處理。
稀釋所使用的醇的含水量並無特別限定,較佳為0.005至50質量%,更佳為0.005至1質量%。含水量變多時,水溶液會由於聚醯胺的溶解性低而急遽地析出。因應聚醯胺的種類,析出性會有不同,故可視聚醯胺而在上述範圍內改變水的量。
稀釋的方法並無特別限定,可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,使溫度、濃度變均勻。
將上述聚醯胺加熱溶解液以上述醇進行稀釋的容器的形狀並並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。亦可使用與步驟1相同的容器。又,該等容器及配管的材質亦無特別限定,可列舉SUS316、SUS316L、SUS329J4L、SUS444等。又,於該等的材質的表面可施予加襯、塗覆等處理,可列舉玻璃、氟系樹脂、橡膠、環氧樹脂等,從耐腐蝕性的觀點來看,較佳為玻璃、氟樹脂。此外,施予加襯、塗覆的處理之情形時,容器及配管本身的材質可在不考量腐蝕性的情況下予以選定。
<步驟3 使粉末聚醯胺析出之步驟>
步驟3係將步驟2所得之醇稀釋液冷卻而使聚醯胺析出之步驟。
將上述醇稀釋液冷卻時,較佳係進行攪拌。藉由攪拌,使溫度、濃度變均勻,而容易進行粒徑控制。較佳係因應攪拌所使用的機器、方法,以不容易因攪拌而產生粒子的破壞、剪切之條件進行攪拌。
冷卻速度並無特別限定,較佳為10至100℃/小時,更佳為20至70℃/小時,又更佳為40至68℃/小時。未達10℃/小時時,時間耗費變長;冷卻速度超過100℃/小時時,會因急遽的析出而使粒徑變小。可藉由改變冷卻速度來控制粒徑。
冷卻後的溫度並無特別限定,較佳為較稀釋時的溫度低10℃以上。溫度差小於10℃時,析出變少,粒子難以成長。
所析出的固體較佳係藉由固液分離而回收。
固液分離的方法並無特別限定,可列舉過濾、離心分離、沉降分離等。任一方法都可以是批次式、連續式。
固液分離所得之固體較佳係以溶劑進行清洗。清洗溶劑並無特別限定,較佳係使用析出時的液體部分組成的溶液或良溶劑、可將金屬氯化物等溶解之溶劑。較佳為甲醇、乙醇等醇及水,亦可組合該等。
清洗方法並無特別限定,可列舉批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置等固液分離裝置中放有固體的狀態下流通清洗溶劑而進行連續清洗的方法、及組合該等的方法等。
清洗後的聚醯胺可利用加熱及/或減壓將清洗溶劑餾出而形成乾燥固體,藉此得到粉末聚醯胺。
本實施形態的製造方法中,較佳係包含步驟4:使用溶劑將上述步驟3所得之粉末聚醯胺清洗1次以上。上述清洗可為1次,亦可為複數次。
從清洗效率及原料的再利用的觀點來看,上述清洗之中,一開始的清洗所使用的上述溶劑較佳為與上述步驟1所使用的醇為相同的醇。亦即,較佳為與上述步驟1之上述金屬氯化物醇溶液所含之醇為相同的醇。晶析後的聚醯胺所含之溶液係含有溶解時使用的金屬氯化物,藉由使用與上述步驟1所使用的醇為相同的醇,將晶析後過濾的濾液與上述清洗液一起濃縮,藉此作成溶解液再利用,而可減少金屬氯化物的廢棄量。又,使用相異的溶劑時,聚醯胺與溶劑的親和性之變化大,會降低清洗效率。
本實施形態的製造方法中,較佳係包含步驟5:將上述步驟3所得之粉末聚醯胺進行加熱而得到加熱後的粉末聚醯胺。可將析出的粉末
聚醯胺固形物進行加熱並改質而使粉末聚醯胺固形物中之溶劑(代表性者為氯化鈣甲醇溶液等金屬氯化物醇溶液)的含量減低。
上述步驟5係將上述步驟4之清洗後的粉末聚醯胺進行加熱,亦即,可在步驟4後設置步驟5。又,得到在上述步驟5加熱後的粉末聚醯胺後,可在上述步驟4將加熱後的粉末聚醯胺進行清洗。
又,上述步驟5可設為後述的本發明(II)之步驟(III)。
上述步驟5之上述加熱可係在大氣中或非活性氣體中進行。上述加熱還可以在加熱之外進行乾燥,或者伴隨著加熱進行乾燥。例如在步驟4將粉末聚醯胺清洗後,可於步驟5中將粉末聚醯胺進行加熱而使其乾燥。
雖然無意受限於任何理論,但認為粉末聚醯胺會由於加熱而致使如下之改質。亦即,假設析出時係溶劑(代表性者為氯化鈣甲醇溶液等金屬氯化物醇溶液)浸透於粉末聚醯胺的狀態而呈膨潤,認為藉由在此狀態下進行加熱,會使屬於溶劑之金屬氯化物醇溶液乾燥、及/或使原本捕捉金屬氯化物醇溶液的空隙縮小。因此,認為可減低殘留的金屬氯化物醇溶液的量,甚至還會提升後續清洗時的雜質去除效率。
上述步驟5之加熱溫度並無特別限定,例如為20℃至100℃。加熱溫度過低時,改質效果低,加熱溫度過高時,會因溶液而產生固體的熔融接合,使處理變困難。
上述步驟5之加熱時的攪拌並無特別限定,惟為了避免局部的加熱,較佳係進行攪拌。
上述步驟5之加熱時的壓力並無特別限定,可為加壓並加熱,亦可為減壓並加熱。將壓力降低至大氣壓以下而加熱時,溶劑(代表性者為氯化鈣甲醇溶液等金屬氯化物醇溶液)會餾出,可減低殘留的金屬氯化物醇溶液的量,甚至還會提升後續清洗時的雜質去除效率,因而較佳。
本實施形態的製造方法中,較佳係包含步驟6:將上述步驟5所得之加熱後的粉末聚醯胺固液分離,將藉由固液分離所得之固體清洗。
固液分離的方法並無特別限定,例如可列舉過濾、離心分離及沉降分離等方法。於藉由固液分離所得之固形物添加清洗液,將雜質溶解去除。
上述清洗液可列舉水以及乙醇、正丙醇及異丙醇等醇,亦可組合該等而使用。又,因應雜質的種類,亦可於清洗液添加鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸等酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等鹼。為了避免清洗後殘留,最後的清洗較佳係以水進行,最佳係所有清洗以水進行。
上述步驟6中使用的清洗液的量並無特別限定,較佳係以使清洗後的雜質殘留量降低至目標殘留量之方式來決定清洗液量。
上述步驟6之清洗方法並無特別限定,例如可列舉只以必要的次數進行批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置中放有固體的狀態下流通清洗液而進行連續清洗的方法、及等。
清洗後可視需要進行乾燥。例如在藉由水洗得到聚醯胺的固形物之情形時,藉由加熱及/或減壓從固形物中使水餾出而形成乾燥固體。
本實施形態的製造方法,較佳係在步驟1至3後,包含下列步驟:
步驟7:將析出的粉末聚醯胺回收之步驟;
步驟8:將上述回收的粉末聚醯胺清洗之清洗步驟;
步驟9:對上述清洗後的粉末聚醯胺進行加熱乾燥之乾燥步驟;
其中,相對於步驟7中回收的上述粉末聚醯胺100質量份,上述步驟9之加熱乾燥後附著於粉末聚醯胺的金屬氯化物的量為20質量份以下。
在本實施形態之聚醯胺的製造方法中,在上述步驟3後,可更包含將析出的粉體聚醯胺回收之回收步驟(步驟7)。例如可將上述步驟4中清洗後的粉體聚醯胺回收,亦可將步驟5中加熱後的粉體聚醯胺回收,也可將步驟6之固液分離所得之固體清洗後的粉體聚醯胺回收。
本實施形態的製造方法較佳係包含將上述步驟7所回收的粉末聚醯胺清洗之清洗步驟(步驟8)。藉由該步驟,可從步驟7所回收的聚醯胺中將金屬氯化物等雜質移除。
步驟8之清洗所使用的清洗液並無特別限定,例如能夠使用析出時的液體部分組成的溶液、良溶劑、及可將氯化鈣等溶解之溶劑。在此,所使用之追加的清洗液例如為水、以及甲醇、乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。追加的清洗液較佳為甲醇。清洗可視需要進行複數次。
此外,清洗方法並無特別限定,可列舉批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置等固液分離裝置中放有固體的狀態下流通水而進行連續清洗的方法及組合該等的方法等。
此外,上述步驟8較佳係控制後述步驟9之加熱乾燥後的金屬氯化物的量之控制步驟。
藉由以使步驟9之乾燥後的金屬氯化物的量在特定的範圍之方式調整上述清洗液的種類或濃度、清洗時間等,可控制步驟9之乾燥後的金屬氯化物的量。
本實施形態的製造方法可包含將上述步驟8中清洗後的聚醯胺進行加熱乾燥之乾燥步驟(步驟9)。藉由步驟9,可從上述清洗後的聚醯胺中將清洗溶劑餾出而形成乾燥固體,藉此得到聚醯胺。
繼而,在本實施形態之聚醯胺的製造方法中,較佳係將上述步驟9之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量設成相對於上述聚醯胺100質量份為20質量份以下。
從製造效率、成本、對環境的考量等的觀點來看,上述回收的聚醯胺的清洗較佳係避免過度的清洗,但在另一方面,所回收的聚醯胺未充分進行清洗之情形時,亦有因附著於清洗後的聚醯胺之金屬氯化物,使聚醯胺的一部分熔化,然後在乾燥時固著之問題。
因此,藉由將上述步驟9之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量設成相對於步驟9所得之上述聚醯胺100質量份為20質量份以下,可將金屬氯化物濃度抑制在可抑制聚醯胺的熔化之範圍內。除此之外,從可避免實施過度的清洗的點來看,較佳係將上述步驟9之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量設成相對於上述聚醯胺100質量份為0.01質量份以上。
從同樣的觀點來看,相對於上述聚醯胺100質量份,上述步驟9之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量較佳為0.01至10質量份,更佳為0.01至5質量份。
測定上述步驟9之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量的方法並無特別限定,例如可列舉將一部分探樣,並1)在乾燥後藉由X射線螢光分析進行測定的方法、2)以硝酸加熱分解後藉由ICP-AES進行測定的方法、3)以水萃取金屬氯化物並藉由離子層析進行測定的方法等。
此外,上述步驟9之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量的測定可係在步驟9之加熱乾燥後進行,亦能夠在上述步驟8之聚醯胺的清洗後進行。
上述金屬氯化物的量的測定可適當使用公知的方法。
從將金屬氯化物醇溶液再利用的觀點來看,本實施形態的製造方法可更包含將金屬氯化物醇溶液濃縮之步驟。
例如可將上述聚醯胺回收步驟所得之含有金屬氯化物及醇的金屬醇溶液濃縮而再利用。
上述濃縮的方法例如可列舉藉由加熱進行之濃縮等。
如上所述,藉由本實施形態的製造方法,在使有用於作為工程塑膠的聚醯胺溶解,並使其析出而製造粉末的聚醯胺之時,係將聚醯胺的溶解所使用的金屬氯化物醇溶液之金屬氯化物、水的含量設為特定範圍,並將稀釋時的溫度或稀釋時的析出量設為特定範圍,藉此減低析出的聚醯胺的含液量,而可提供清洗溶劑量及乾燥的能量有所減低之粉末聚醯胺的製造方法。
<粉末聚醯胺>
本實施形態的製造方法所得之粉末聚醯胺之粒徑大且粒度分布小。
上述粉末聚醯胺的中位粒徑較佳為20μm以上,更佳為30至70μm。上述中位粒徑可藉由後述實施例所述之方法而測定。
關於上述粉末聚醯胺的粒度分布,使用下述式(1)所示之S並以10的S次方之值10S表示的跨距(span)較佳為5以下,更佳為4以下,又更佳為3以下。
S=log(d90/d10)/log(d50)…(1)
[在此,上述式(1)中,dn(n表示10、50或90)係指將上述粉末聚醯胺藉由雷射繞射/散射法測定粒度分布,粒徑小於dn之粒子的數量相對於整體的粒子數為n%時之粒徑]
上述粒度分布可藉由後述實施例所述之方法而測定。
上述粉末聚醯胺可含有金屬原子及鹵原子。
上述金屬原子可列舉源自上述金屬氯化物醇溶液所含之金屬氯化物及/或相同金屬的氫氧化物之金屬原子。例如可列舉鋅原子、鈣原子,較佳為鈣原子。
上述粉末聚醯胺含有鈣原子0.001至1500ppm,且相對於鈣原子的莫耳含量,鹵原子的莫耳含量較佳為未達1。
上述粉末聚醯胺中之金屬原子含量較佳為0.001至1500ppm,更佳為0.001至1000ppm,又更佳為0.001至700ppm,特佳為0.001至500ppm。
上述粉末聚醯胺中之鈣原子含量較佳為0.001至1500ppm,更佳為0.001至1000ppm,又更佳為0.001至700ppm,特佳為0.001至500ppm。
相對於上述粉末聚醯胺中之金屬原子的莫耳含量(例如莫耳/L),鹵原子的莫耳含量(例如莫耳/L)的比率(鹵原子的莫耳含量/金屬原子的莫耳含量)較佳為未達2,更佳為未達1,又更佳為未達0.5。
粉末聚醯胺所含有之非源自矽及聚醯胺的元素並無特別限定,可列舉鈣及鋅(例如鈣化合物、鋅化合物的形態)。
粉末聚醯胺所含有之鈣的量,以藉由X射線螢光分析定量之鈣原子含量計,較佳為1500ppm以下,更佳為1000ppm以下,又更佳為700ppm以下,特佳為500ppm以下。
粉末聚醯胺所含有之鋅的量以藉由X射線螢光分析定量之鋅原子含量計,較佳為1500ppm以下,更佳為1000ppm以下,又更佳為700ppm以下,特佳為500ppm以下。
鈣及鋅雖然對於紡紗時的堵塞的影響較小,但此等的化合物容易吸水,會在含水的狀態下使粉末聚醯胺熔融而產生水解,使分子量降低,並降低成形物的耐久性。
(聚醯胺纖維的紡紗)
熔融紡紗之紡紗溫度較佳為290℃以上310℃以下。藉由將紡紗溫度設定為310℃以下,聚醯胺的熱分解得到抑制,因而較佳,更佳為300℃以下,又更佳為295℃以下。另一方面,藉由紡紗溫度為290℃以上,聚醯胺顯示充分的熔融流動性,使吐出孔間的吐出量均勻化,可進行高倍率延伸,因而較佳。
熔融紡紗步驟中之滯留時間(聚醯胺樹脂熔融而從紡嘴吐出為止之時間)愈短愈佳。滯留時間較佳為30分鐘以下,更佳為15分鐘以
下,又更佳為0.5分鐘以上7分鐘以下。由於在熔融溫度下聚合物中之環戊酮類會增加,故較佳為短時間。
為了達成在高溫、高濕的環境下的熱穩定性,相對於聚醯胺,係以使銅濃度成為1至500ppm之方式添加銅化合物為較佳,更佳為30至500ppm。藉此,即使在高溫、高濕的環境下長時間放置、或被長期暴露在含有大量臭氧的環境下,也能夠極有效地抑制機械性能的降低。上述含銅率未達30ppm時,耐熱強度保持率會降低,添加量超過500ppm時,強度會降低。
就銅化合物而言,其種類並無特別限制,例如較佳可使用乙酸銅等有機銅鹽、或氯化銅(I)、氯化銅(II)等鹵化銅等。銅化合物更佳係與金屬鹵化物併用。金屬鹵化物例如可列舉碘化鉀、溴化鉀、氯化鉀等。本實施形態之較佳的組合為碘化銅(I)與碘化鉀、及乙酸銅與碘化鉀。此外,聚醯胺中之含銅量可藉由原子吸光法或比色法等而測定。
雖不受限於下述者,但亦可添加受阻酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑等有機系抗氧化劑;熱穩定劑;受阻胺系、二苯基甲酮系、咪唑系等的光穩定劑;紫外線吸收劑等作為穩定劑。添加量只要選擇適當的量即可,相對於聚醯胺,可添加1至1000ppm。該等添加劑可只單獨使用1種,亦可組合複數種使用。
又,熔融紡紗步驟中,熔融部較佳係使用1軸或2軸的擠出機(extruder)。藉由該擠出機可一邊對聚醯胺樹脂施加適當的壓力,一邊導引至聚合物配管、齒輪泵、紡紗組件(spinning pack)。
又,在從紡嘴(spinneret)吐出前的階段,藉由金屬纖維不織布過濾器或砂石等將聚醯胺樹脂過濾,使紡紗操作穩定化,因而較佳。
紡嘴中之紡嘴孔的形狀只要依構成要製造的絲狀纖維(filament)之單纖維的剖面形狀選擇即可。將源自紡嘴的紡出紗以冷卻風固化,施加工程油劑並拉取後,進行延伸及熱處理,藉此得到聚醯胺纖維。
聚醯胺纖維的油劑附著率較佳為0.5至1.5wt%。油劑附著率若為1.5wt%以下,則幾乎不會因為沾黏(黏性)而使緯紗難以飛走,且不會因為交絡造成收束為單紗收束以上的單紗收束過佳而減少表觀剖面積,導致緯紗搬送介質的空氣或水漸漸喪失緯紗搬送力之情形,織造穩定性良好。另一方面,油劑附著率若為0.5wt%以上,則能夠藉由適當的摩擦減低效果而順暢地供給緯紗,故織造不用停機而生產性優異。
(聚醯胺基布)
織造中,織機可使用噴水式織機、噴氣式織機、劍桅式織機等。氣囊用基布為高密度織物,在整經(warping)步驟及織造步驟中,較佳係提高經紗張力而步驟通過性良好地製造。在織造時將經紗張力設為較高,營造有效的打緯條件,藉此能夠形成高密度織物。
織造而成的織物可藉由精練步驟將聚醯胺纖維的工程油劑洗除。
精練步驟可選擇溫水或加壓熱水等,處理步驟可為1階段或2階段以上的多階段處理。又,施加以往公知的精練劑而施予精練亦為較佳。
織物較佳係藉由熱定型(heat setting)步驟進行熱固定。熱定型溫度較佳為110℃以上200℃以下,熱定型時間只要在0.1分鐘以上30
分鐘以下的範圍內適當選擇即可。繼而,較佳係在熱定型步驟使織物收縮力保持既定力度的狀態下使其繃緊,並同時進行乾燥。若將織物熱固定,則能使後續樹脂塗佈步驟的加工性穩定化。
精練步驟後之織物可在熱定型步驟前視需要施予乾燥處理。乾燥溫度較佳為80℃以上130℃以下的範圍,更佳為100℃以上120℃以下。又,處理時間較佳係在0.1分鐘以上30分鐘以下進行適當選擇。乾燥可在織物為鬆弛之狀態下進行,亦可在織物為繃緊之狀態下進行。
聚醯胺基布可以是經過熱定型步驟而使用於無塗覆基布,但也可以塗覆矽、胺酯等塗佈劑、熱積層薄膜狀的膜等。
就塗佈於織物表面的方法而言,可採用:使織物浸漬於樹脂溶液槽後,使用壓吸機(mangle)、真空機(vacuum)、甚至是塗佈刮刀等使多餘的樹脂形成塗覆/均勻化的方法;使用缺角輪塗佈機等棒式塗佈法、噴霧裝置或成形裝置而吹附樹脂的方法等。該等之中,從均勻且少量塗佈樹脂的觀點來看,較佳為刮刀塗佈的方法。
塗裝量為5g/m2以上100g/m2以下,更佳為10g/m2以上70g/m2以下,又更佳為15g/m2以上30g/m2以下,以5g/m2以上的塗佈量可得到需要的氣密性。另一方面,藉由100g/m2以下的塗佈量,能夠使塗佈織物具有柔軟性、收納性良好、抑制容器整體的重量。
<氣囊>
氣囊只要從駕駛座、副駕駛座、側面(包含側方防護氣簾(inflatable curtain))、後座等通常使用的氣囊適當選擇即可,氣囊的袋體的裁切形狀亦
可為圓形、長圓形、橢圓形、矩形、多邊形、或該等的組合等之任一者,只要滿足所期望的展開形狀即可。
縫口形狀係有單一直線或複數條並排直線、鋸齒狀、併用直線與鋸齒、直線與斜線等。縫法亦可為平縫、雙鏈縫等通常使用者,針腳間距亦只要從20至60針/10cm的範圍內選出即可。又,縫線粗度亦只要從420d至3000d中選出即可,紗的材質亦可使用聚醯胺纖維、聚酯纖維、維尼綸(vinylon)系纖維、芳綸系纖維、玻璃纖維等市售的縫線。
[發明(II)]
以下說明本發明(II)。於本發明(II)中,可適當併入本發明(I)、(III)至(VII)的條件。
本發明(II)係有關使已溶解於溶劑的聚醯胺析出而製造再生聚醯胺之方法。本製造方法係包含:在將析出的聚醯胺進行加熱後,以清洗液清洗之步驟。
本發明(II)之再生聚醯胺的製造方法係包含下列步驟:
(i)使聚醯胺溶解於氯化鈣甲醇溶液,而得到含有已溶解的聚醯胺之溶液之步驟;
(ii)使前述已溶解的聚醯胺從前述含有已溶解的聚醯胺之溶液析出,而得到析出的聚醯胺之步驟;
(iii)對前述析出的聚醯胺進行加熱,而得到加熱後的聚醯胺之步驟;以及
(iv)將前述加熱後的聚醯胺以清洗液進行清洗,而得到再生聚醯胺之步驟。
於本說明書中,「再生聚醯胺的製造方法」的用語係與「聚醯胺的回收方法」、「聚醯胺的單離方法」、「聚醯胺的精製方法」及「聚醯胺的再生方法」等用語為相同意義,可替換使用。在本發明中,係基於再利用之目的,而從聚醯胺成形品(具體而言為經加工的聚醯胺成形品或使用過的聚醯胺成形品)將聚醯胺回收、單離及/或精製。因此,於本說明書中所謂之「再生聚醯胺」的用語係指經過此種處理而得之聚醯胺。
<聚醯胺>
於本說明書中,聚醯胺包括由二胺化合物與二羧酸化合物縮聚而成者、及如環狀內醯胺經開環聚合而成者般藉由醯胺鍵聚合而成之聚合物。聚醯胺包括只具有脂肪族骨架者、只具有芳香族骨架者、及具有脂肪族骨架及芳香族骨架者。於本發明之製造方法中,聚醯胺較佳係只具有脂肪族骨架。
二胺化合物並無特別限定,例如可列舉乙二胺、三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、壬二胺、甲基戊二胺、對伸苯二胺等。
二羧酸化合物並無特別限定,例如可列舉草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等。
環狀內醯胺並無特別限定,例如可列舉ε-己內醯胺、十一碳內醯胺、月桂內醯胺等。
二胺化合物、二羧酸化合物及環狀內醯胺化合物的組合並無特別限定,亦可於各種類併用複數種化合物。
聚醯胺較佳為聚六亞甲基己二醯胺。由六亞甲基二胺及己二酸所構成之聚六亞甲基己二醯胺的溶解性高,適合藉由本發明之製造方法進行的製程。又,由於溶解性高,故亦容易粉末化。
<步驟(i):聚醯胺的溶解步驟>
在本步驟中,係使聚醯胺溶解於氯化鈣甲醇溶液,而得到含有已溶解的聚醯胺的溶液。在本步驟中,係藉由氯化鈣甲醇溶液使聚醯胺溶解,以進行聚醯胺的溶解處理。
氯化鈣甲醇溶液中之氯化鈣的濃度並無特別限定,例如為10重量%至25重量%,較佳為12重量%至22重量%,更佳為15重量%至20重量%。氯化鈣甲醇溶液中之氯化鈣的濃度過低時,聚醯胺的溶解量少,需要大量的溶劑。另一方面,氯化鈣甲醇溶液中之氯化鈣的濃度過高時,氯化鈣易溶解不完全而殘留,容易作為雜質混入。
氯化鈣甲醇溶液可更含有甲醇以外之溶劑。甲醇以外之溶劑並無特別限定,例如可列舉水以及乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。在氯化鈣甲醇溶液含有該溶劑之情形下,含有已溶解的聚醯胺的溶液中亦會含有該等溶劑。
作為氯化鈣甲醇溶液的原料使用之氯化鈣若混入水,則聚醯胺的溶解度會降低,故較佳為無水物,但能夠在溶解度能夠容許的範圍內混入二水合物。
使氯化鈣溶解之情形時,可進行加熱,亦可不進行加熱。加熱溫度並無特別限定,例如為20℃至100℃,較佳為25℃至80℃。未達20℃時,溶解速度會降低,超過100℃時,分解反應會持續,使產率降低。
氯化鈣的溶解可係以批次式、連續式之任一者進行。為批次式之情形時,可進行攪拌或不進行攪拌,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,聚醯胺固體的溶解速度會提升。為連續式之情形時,可以對固體連續地流通溶劑,亦可使溶液循環,但從減少所使用的溶劑的觀點來看,較佳係使溶液循環。
使氯化鈣溶解的容器之形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
溶解時間並無特別限定,溶解時間例如為5分鐘至48小時。
本步驟中,相對於溶劑(具體而言為氯化鈣甲醇溶液)之聚醯胺的濃度並無特別限定,例如為1至20%,較佳為5至15%。相對於溶劑的聚醯胺濃度過低時,需要的溶劑變得過多,另一方面,相對於溶劑的聚醯胺濃度過高時,黏度變高而導致溶解耗費時間。
供予溶解的聚醯胺成形品(具體而言為經加工的聚醯胺成形品或使用過的聚醯胺成形品等)可只由聚醯胺所構成,亦可含有雜質。雜質例如為其他樹脂及金屬。供予溶解的聚醯胺可為混合、附著及/或塗佈有該雜質之狀態,而在共存有雜質之情形時,可視需要將聚醯胺與雜質分離。分離的方法並無特別限定,若在聚醯胺已溶解的狀態下要排除雜質,則可藉由例如過濾、離心分離及沉降分離等方法來進行分離。當聚醯胺與雜質一起溶解於溶劑之情形時,例如可在溶解狀態下藉由萃取分離、膜分離及電氣透析等進行分離,或在後述的析出步驟使聚醯胺析出後進行清洗等。
<步驟(ii):析出步驟>
在本步驟中,係使步驟(i)所得之已溶解的聚醯胺從含有已溶解的聚醯胺的溶液中析出,而得到析出的聚醯胺。在本步驟中,也可以使析出的聚醯胺固形物從前述溶液中分離。
使已溶解的聚醯胺從前述溶液中析出之方法並無特別限定,能夠因應溶解的狀態而為多種析出方法。
藉由加熱進行溶解之情形時,可考量利用聚醯胺的溶解度的溫度相依性而藉由冷卻進行析出。此時,係不在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加追加的溶劑地使已溶解的聚醯胺從該溶液中析出,而得到析出的聚醯胺。
溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,可藉由將聚醯胺與聚醯胺的不良溶劑混合,使溶解度降低而析出。此時,係在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加不良溶劑後,使已溶解的聚醯胺從該溶液中析出,而得到析出的聚醯胺。不良溶劑並無特別限定,例如可列舉水以及乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。將不良溶劑添加於聚醯胺的方法可為將聚醯胺溶液添加於不良溶劑的方法、或於不良溶劑添加聚醯胺的方法之任一者,添加時的添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,亦可藉由降低氯化鈣的濃度來降低聚醯胺的溶解度。
如上所述,在本步驟中,可在後續加熱步驟前使析出的聚醯胺固形物從溶液中分離。固液分離的方法例如可列舉過濾、離心分離及沉降分離等。任一方法都可以探用批次式及連續式之任一者。
可將固液分離所得之固形物以追加的清洗液進行清洗。具體而言,可在使析出的聚醯胺從析出時的溶液中分離而得到含有聚醯胺的固形物,並將所得之固形物以追加的清洗液清洗後,於步驟(III)中將聚醯胺進行加熱。追加的清洗液並無特別限定,例如能夠使用析出時之液體部分的組成的溶液、良溶劑、及可將氯化鈣等溶解之溶劑。在此使用之追加的清洗液例如為水、以及甲醇、乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。追加的清洗液較佳為甲醇。清洗可視需要進行複數次。又,於後述加熱步驟中,必須藉由減壓將追加的清洗液去除之情形時,清洗所使用之追加的清洗液較佳為沸點未達100℃者。追加的清洗液的沸點若過高,則於清洗液的去除所需的能量會變大。
<步驟(iii):加熱步驟>
在本步驟中,係將步驟(ii)所得之析出的聚醯胺進行加熱,而得到加熱後的聚醯胺。將析出的聚醯胺固形物進行加熱並改質,而使聚醯胺固形物中之溶劑(代表性者為氯化鈣甲醇溶液)的含量減低。
在步驟(ii)中未將析出的聚醯胺的固形物從溶液分離時,則係在本步驟中將固形物於溶液中加熱。亦即,將在步驟(ii)析出的聚醯胺在步驟(ii)的析出時的溶液中加熱。
又,藉由在步驟(ii)中已將析出的固形物從析出時的溶液中分離之情形時,加熱係例如在大氣中或非活性氣體中進行。就本步驟的加熱而言,可係同時進行加熱及乾燥,或者亦可伴隨著加熱進行乾燥。例如,可如所述般地,於步驟(ii)中,使析出的聚醯胺從析出時的溶液中分離而得
到含有聚醯胺的固形物,並在將所得之固形物以追加的清洗液清洗之後,再於本步驟中將聚醯胺進行加熱。
雖然無意受限於任何理論,但認為聚醯胺會由於加熱而致使如下之改質。亦即,假設析出時係溶劑(代表性者為氯化鈣甲醇溶液)浸透於聚醯胺的狀態而呈膨潤,認為在此狀態進行加熱,會使屬於溶劑之氯化鈣甲醇溶液乾燥、及/或原本捕捉氯化鈣甲醇溶液的空隙縮小。因此,認為清洗液等液體難以再度浸透聚醯胺,可減低殘留的氯化鈣甲醇溶液的量,甚至還會提升後續清洗(步驟(iv))時的雜質去除效率。
加熱溫度並無特別限定,例如為20℃至100℃。加熱溫度過低時,改質效果低,加熱溫度過高時,會因溶液而產生固體的熔融接合,使處理變困難。
加熱時的攪拌並無特別限定,惟為了避免局部的加熱,較佳係進行攪拌。
加熱時的壓力並無特別限定,可為加壓並加熱,亦可為減壓並加熱。在步驟(ii)進行固液分離之情形時,若將壓力降低至大氣壓以下而加熱,會使溶劑(代表性者為氯化鈣甲醇溶液)餾出,後述清洗(步驟(iv))的效率會變高,因而較佳。
<步驟(iv):清洗步驟>
在本步驟中,係將步驟(iii)所得之加熱後的聚醯胺以清洗液清洗,而得到再生聚醯胺。亦即,本步驟為將經改質的聚醯胺固形物清洗之步驟。
當在步驟(ii)不進行固液分離,而是在析出的溶液中經過加熱步驟之情形時,首先進行固液分離。固液分離的方法並無特別限定,例如
可列舉過濾、離心分離及沉降分離等方法。於藉由固液分離所得之固形物添加清洗液,將雜質溶解去除。
本步驟所使用的清洗液可列舉水以及乙醇、正丙醇及異丙醇等醇,亦可組合該等而使用。又,因應雜質的種類,亦可於清洗液添加鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸等酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等鹼。為了避免清洗後殘留,最後的清洗較佳係以水進行,最佳係所有的清洗以水進行。亦即,於較佳的態樣中,步驟(iv)中之清洗液為水。
本步驟所使用的清洗液的量並無特別限定,較佳係以使清洗後的雜質殘留量降低至目標殘留量之方式來決定清洗液量。
本步驟中之清洗方法並無特別限定,例如可列舉只以必要的次數進行批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置中放有固體的狀態下流通清洗液而進行連續清洗的方法、及組合該等的方法等。
清洗後可視需要進行乾燥。例如在藉由水洗得到聚醯胺的固形物之情形時,藉由加熱及/或減壓從固形物中使水餾出而形成乾燥固體。
本步驟所得之再生聚醯胺為固體,較佳為粉末形態。
如以上所說明,根據本發明,於再生有用於作為工程塑膠的聚時,可減低在去除雜質所需的清洗步驟(例如水洗步驟)中產生的廢液量。又,咸認藉由減低廢液量,可抑制乾燥時的能量。因此,能夠期待抑制聚醯胺的回收再生製程所需的能量,減輕對該製程的負荷。
[發明(III)]
以下說明本發明(III)。於本發明(III)中,可適當併入本發明(I)至(II)、(IV)至(VII)的條件。
本實施形態(III)之再生聚醯胺的製造方法,係以含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺之聚醯胺樹脂組成物作為原料之再生聚醯胺的製造方法,該製造方法包含下列步驟:將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與上述聚醯胺樹脂組成物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;在上述溶解步驟中,上述聚醯胺溶解液中之聚醯胺的質量比率為5至15質量%。
又,另一本實施形態(III)之再生聚醯胺的製造方法,係以含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺之聚醯胺樹脂組成物作為原料之再生聚醯胺的製造方法,該製造方法包含下列步驟:將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與上述聚醯胺樹脂組成物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;在上述溶解步驟中,上述聚醯胺溶解液於25℃的黏度為10至20000mPa.s。
本實施形態(III)之製造方法例如亦可為經過下述步驟之再生聚醯胺的製造方法:藉由經調控水分量的金屬氯化物醇溶液,從經聚矽氧被覆之聚醯胺基布溶解萃取聚醯胺之步驟。
說明本實施形態(III)的製造方法所使用的化合物等。
<聚醯胺樹脂組成物>
本實施形態中之聚醯胺可使用由二胺化合物與二羧酸化合物縮聚而成者、或如環狀內醯胺經開環聚合而成者般藉由醯胺鍵聚合而成之聚合物。
上述二胺化合物並無特別限定,可列舉乙二胺、三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、壬二胺、甲基戊二胺、對伸苯二胺等。
上述二羧酸化合物並無特別限定,可列舉草酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等。
上述環狀內醯胺並無特別限定,可列舉ε-己內醯胺、十一碳內醯胺、月桂內醯胺等。
上述二胺化合物、上述二羧酸化合物及上述環狀內醯胺化合物的組合並無特別限定,亦可於各種類併用複數種化合物。
其中,從對於金屬氯化物醇溶液(例如氯化鈣甲醇)的溶解性高的觀點來看,上述聚醯胺較佳為脂肪族聚醯胺,最佳為尼龍66。
上述聚醯胺樹脂組成物係含有經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺。可為只由經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺所構成之組成物,亦可更含有其他成分。
其中,從再生聚醯胺的製造效率的觀點來看,相對於聚醯胺樹脂組成物100質量%,經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺的質量比率較佳為30至100質量%,更佳為60質量%以上,又更佳為70質量%以上,特佳為80質量%以上。
上述聚矽氧樹脂並無特別限定,可列舉甲基聚矽氧、苯基聚矽氧樹脂等,亦可為該等樹脂的混合物、或將各原料混合並使其硬化者。
經聚矽氧樹脂被覆之上述聚醯胺除了被覆聚矽氧樹脂以外,亦可施予其他被覆物質。其他被覆物質的種類並無特別限定,可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚酯、氟樹脂等。較佳係不溶解於溶解所使用的金屬氯化物醇溶液者。
經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺可為聚醯胺的回收再生原料,例如可列舉使用聚醯胺作為原料之纖維、所謂汽車零件、電氣製品零件之成形品的工程邊材、和廢棄物。具體而言,可列舉衣料品類、氣囊、輪胎簾布股線、引擎室內、進氣系統或燃料系統的零件、連接器、漁網、單向強化膠帶等工程邊材或廢棄物。
上述聚醯胺樹脂組成物可包含縫線。縫線的材質並無特別限定,與基布同樣為聚醯胺時,因可回收作為再生聚醯胺之故而為較佳。
<金屬氯化物醇溶液>
溶解聚醯胺的溶劑係使用金屬氯化物醇溶液。
上述金屬氯化物醇溶液係含有金屬氯化物及醇,且可含有其他成分。其中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,上述金屬氯化物與上述醇的合計質量比率較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,又更佳為100質量%。
上述金屬氯化物並無特別限定,可列舉氯化鋅、氯化鎂、氯化鈣等,較佳為氯化鋅、氯化鈣,最佳為氯化鈣。原料所使用的金屬氯化物可為無水物或水合物。
相對於上述金屬氯化物醇溶液100質量%,上述金屬氯化物的質量比率較佳為10至25質量%。未達10質量%時,聚醯胺的溶解量少,需要大量的溶劑。超過25質量%時,金屬氯化物易溶解不完全而殘留,容易作為雜質混入。
上述金屬氯化物醇溶液中之水分並無特別限定,相對於溶液中之金屬氯化物1莫耳,水較佳為4莫耳以下。
上述醇可列舉甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇等。其中,從聚醯胺的溶解度的觀點來看,較佳為甲醇。
上述金屬氯化物與上述醇的混合方法雖無特別限定,但若為批次式,則較佳係進行攪拌。雖然即使不攪拌氯化鈣也會溶解,但較耗費時間,且有可能於組成上產生局部的不均勻。
聚醯胺的溶解所使用的上述金屬氯化物醇溶液,較佳為從溶解有源自聚醯胺基布的聚醯胺之金屬氯化物醇溶液中將聚醯胺分離而製造之溶液。若在聚醯胺的分離回收時,在濃度、組成有所變化之情形下,則可進行:藉由萃取、蒸餾等而將不需要的成分分離,藉由蒸餾之濃縮,藉由追加金屬氯化物及/或醇之濃度調整等。例如可將分離聚醯胺後的金屬氯化物醇溶液予以濃縮,而使用於本實施形態的製造方法。由於未將醇、金屬氯化物廢棄,故環境負荷小,且亦可將聚醯胺的分離回收時殘留於上清液的聚醯胺再回收,因此回收率提升。
以下說明本實施形態的製造方法中之各步驟。
<步驟1 溶解步驟>
上述溶解步驟係將含有經聚矽氧被覆之聚醯胺(例如經聚矽氧被覆之聚醯胺基布)的聚醯胺樹脂組成物與金屬氯化物醇溶液混合,而使聚醯胺溶解之步驟。藉由將上述聚醯胺樹脂組成物與上述金屬氯化物醇溶液混合,從上述聚醯胺樹脂組成物之經聚矽氧被覆的聚醯胺溶解聚醯胺。
於本說明書中,係將上述聚醯胺樹脂組成物與上述金屬氯化物醇溶液混合而成之溶液稱為「聚醯胺溶解液」。上述聚醯胺溶解液係含有已溶解
的聚醯胺、被覆著聚醯胺的聚矽氧等。藉由從聚醯胺溶解液中將聚矽氧等被覆物分離,可得到「含有聚醯胺的溶液」。
溶解所使用的聚醯胺基布的形狀並無特別限定。可以基布製造時的邊材或使用過的氣囊之原本形狀而添加,亦可因應溶解所使用的裝置的大小而裁切。
將上述聚醯胺樹脂組成物與上述金屬氯化物醇溶液混合時的溫度並無特別限定,較佳為30至90℃,更佳為40至90℃,又更佳為40至60℃。未達30℃時溶解會變慢,超過90℃時溫度變得比沸點更高,從腐蝕性、分解性的觀點來看為不佳。
溶解可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於攪拌並無特別限定,較佳係進行攪拌。藉由攪拌,聚醯胺固體的溶解速度得到提升。
為連續式之情形時,可對固體連續地流通溶劑,亦可使溶液循環。進行循環者因可減少所使用的溶劑,故為較佳。
上述溶解步驟中使用的容器之形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
將聚醯胺樹脂組成物與金屬氯化物醇溶液混合的時間並無特別限定,較佳為5分鐘至100小時。
上述聚醯胺溶解液100質量%中之聚醯胺的質量比率較佳為5至15質量%,更佳為7至13質量%。未達5質量%時,需要的溶劑變得過多,超過15質量%時,黏度變高而產生溶解時間的長時間化、操作性的劣化。
又,上述含有聚醯胺的溶液100質量%中之聚醯胺的質量比率較佳為5至15質量%,更佳為7至13質量%。未達5質量%時,需要的溶劑變得過多,超過15質量%時,黏度變高而產生混合時間的長時間化、操作性的劣化。
上述聚醯胺溶解液於25℃的黏度較佳為10至20000mPa.s,更佳為10至10000mPa.s,又更佳為10至3000mPa.s。雖然黏度愈高時聚合物的濃度也愈高,但會因基布的貼附等使聚醯胺的溶解效率降低。
又,上述含有聚醯胺的溶液於25℃的黏度較佳為10至20000mPa.s,更佳為10至10000mPa.s,又更佳為10至3000mPa.s。
從聚醯胺溶解液將聚矽氧樹脂分離的方法並無特別限定,可列舉從溶解層中將聚矽氧樹脂撈起的方法、過濾、離心分離、沉降分離等,亦可組合該等。由於聚醯胺溶解時有可能產生聚矽氧的細微碎片,故較佳係藉由過濾或組合過濾的方法將細微碎片移除。
經聚矽氧樹脂被覆之聚醯胺的其他被覆物亦以與聚矽氧樹脂同時移除為較佳。
由於經分離的聚矽氧樹脂及其他被覆物係附著有含有聚醯胺的溶液,故較佳係清洗而將含有聚醯胺的溶液回收。清洗的溶劑並無特別限定,較佳為氯化鈣甲醇溶液。清洗方法並無特別限定,可列舉在槽型反應器內攪拌清洗、或在過濾器內流通清洗等。
<聚醯胺回收步驟>
上述聚醯胺回收步驟係從上述溶解步驟所得之已移除聚矽氧樹脂的含有聚醯胺的溶液中將聚醯胺回收之步驟。
雖然也可以從上述聚醯胺溶解液中將聚醯胺回收,但從進一步提升回收效率的觀點來看,較佳係在將聚矽氧樹脂等被覆物去除後,從含有聚醯胺的溶液中將聚醯胺回收。
就從含有聚醯胺的溶液中將聚醯胺回收的方法而言,可列舉使聚醯胺析出的方法。從上述含有聚醯胺的溶液使聚醯胺析出的方法並無特別限定,能夠因應溶解的狀態而為多種析出方法。
藉由加熱進行溶解之情形時,可考量利用聚醯胺的溶解度的溫度相依性而藉由冷卻進行析出。此時,不在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加追加的溶劑地使已溶解的聚醯胺從該溶液析出,而得到析出的聚醯胺。
溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,可藉由將含有聚醯胺的溶液與聚醯胺的不良溶劑混合,使溶解度降低而析出。此時,係在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加不良溶劑後,使已溶解的聚醯胺從該溶液中析出,而得到析出的聚醯胺。不良溶劑並無特別限定,例如可列舉水以及乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。將不良溶劑添加於聚醯胺的方法可為將含有聚醯胺的溶液添加於不良溶劑的方法、或將不良溶劑添加於含有聚醯胺的溶液的方法之任一者,添加時的添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
不良溶劑的添加量並無特別限定,相對於含有聚醯胺的溶液的質量,較佳為0.5至50倍的質量,更佳為1至10倍的質量。添加量愈少則回收率愈低,添加量愈多則溶液量愈多,在處理時需耗費時間與能量。
溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,亦可藉由降低氯化鈣的濃度來降低聚醯胺的溶解度。為了降低氯化鈣的濃度而添加甲醇的
方法並無特別限定,可為將含有聚醯胺的溶液添加於甲醇的方法、或將甲醇添加於含有聚醯胺的溶液的方法之任一者,添加時之添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
容器的形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
析出的聚醯胺較佳係藉由固液分離進行回收。固液分離的方法例如可列舉過濾、離心分離及沉降分離等。任一方法都可以採用批次式及連續式之任一者。
固液分離所得之聚醯胺較佳係以溶劑進行清洗。清洗液並無特別限定,例如能夠使用析出時的液體部分組成的溶液、良溶劑、及可將氯化鈣等溶解之溶劑。在此使用之追加的清洗液例如為水、以及甲醇、乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。追加的清洗液較佳為甲醇。清洗可視需要進行複數次。
清洗方法並無特別限定,可列舉批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置等固液分離裝置中放有固體的狀態下流通水而進行連續清洗的方法及組合該等的方法等。
清洗後的聚醯胺可利用加熱及/或減壓將清洗溶劑餾出而形成乾燥固體,藉此得到粉末聚醯胺。
如上所述,根據本實施形態,可提供一種從有用於作為工程塑膠的聚醯胺經聚矽氧被覆之組成物以高產率製造再生聚醯胺之方法。
<將金屬氯化物醇溶液濃縮之步驟>
從將金屬氯化物醇溶液再利用的觀點來看,本實施形態的製造方法可更包含將金屬氯化物醇溶液濃縮之步驟。
例如可將上述聚醯胺回收步驟所得之含有金屬氯化物及醇的金屬醇溶液濃縮而再利用。
上述濃縮的方法例如可列舉藉由加熱進行之濃縮等。
<再生聚醯胺>
藉由本實施形態之製造方法所製造之再生聚醯胺的形狀並無特別限定,可列舉再生時使聚醯胺熔融而作成顆粒者、或先暫時溶解於溶劑且在之後使其析出而呈粉末狀者、配合處理條件使粉末凝聚成錠狀者等。
上述再生聚醯胺可作為聚醯胺纖維、聚醯胺基布、氣囊等的原料使用。
(聚醯胺纖維的紡紗)
熔融紡紗之紡紗溫度較佳為290℃以上310℃以下。藉由將紡紗溫度設定為310℃以下,聚醯胺的熱分解得到抑制,因而較佳,更佳為300℃以下,又更佳為295℃以下。另一方面,藉由紡紗溫度為290℃以上,聚醯胺顯示充分的熔融流動性,使吐出孔間的吐出量均勻化,可進行高倍率延伸,因而較佳。
熔融紡紗步驟中之滯留時間(聚醯胺樹脂熔融而從紡嘴吐出為止之時間)愈短愈佳。滯留時間較佳為30分鐘以下,更佳為15分鐘以下,又更佳為0.5分鐘以上7分鐘以下。由於在熔融溫度下聚合物中之環戊酮類會增加,故較佳為短時間。
為了達成在高溫、高濕的環境下的熱穩定性,相對於聚醯胺,係以使銅濃度成為1至500ppm之方式添加銅化合物為較佳,更佳為30至500ppm。藉此,即使在高溫、高濕的環境下長時間放置、或被長期暴露在含有大量臭氧的環境下,也能夠極有效地抑制機械性能的降低。上述含銅
率未達30ppm時,耐熱強度保持率會降低,添加量超過500ppm時,強度會降低。
就銅化合物而言,其種類並無特別限制,例如較佳可使用乙酸銅等有機銅鹽,或氯化銅(I)、氯化銅(II)等鹵化銅等。銅化合物更佳係與金屬鹵化物併用。金屬鹵化物例如可列舉碘化鉀、溴化鉀、氯化鉀等。本實施形態之較佳的組合為碘化銅(I)與碘化鉀、及乙酸銅與碘化鉀。此外,聚醯胺中之含銅量可藉由原子吸光法或比色法等而測定。
雖不受限於下述者,但亦可添加受阻酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑等有機系抗氧化劑;熱穩定劑;受阻胺系、二苯基甲酮系、咪唑系等的光穩定劑;紫外線吸收劑等作為穩定劑。添加量只要選擇適當的量即可,相對於聚醯胺,可添加1至1000ppm。該等添加劑可單獨使用1種,亦可組合複數種使用。
又,熔融紡紗步驟中,熔融部較佳係使用1軸或2軸的擠出機。藉由該擠出機可一邊對聚醯胺樹脂施加適當的壓力,一邊導引至聚合物配管、齒輪泵、紡紗組件。
又,在從紡嘴吐出前的階段,藉由金屬纖維不織布過濾器或砂石等將聚醯胺樹脂過濾,會使紡紗操作穩定化,因而較佳。
紡嘴中之紡嘴孔的形狀只要依構成要製造的絲狀纖維之單纖維的剖面形狀選擇即可。將源自紡嘴的紡出紗以冷卻風固化,施加工程油劑並拉取後,進行延伸及熱處理,藉此得到聚醯胺纖維。
聚醯胺纖維的油劑附著率較佳為0.5至1.5wt%。油劑附著率若為1.5wt%以下,則幾乎不會因為沾黏(黏性)而使緯紗難以飛走,且不會
因為交絡造成收束為單紗收束以上的單紗收束過佳而減少表觀剖面積,導致緯紗搬送介質的空氣或水漸漸喪失緯紗搬送力之情形,織造穩定性良好。另一方面,油劑附著率若為0.5wt%以上,則能夠藉由適當的摩擦減低效果而順暢地供給緯紗,故織造不用停機而生產性優異。
(聚醯胺基布)
織造中,織機可使用噴水式織機、噴氣式織機、劍桅式織機等。氣囊用基布為高密度織物,在整經步驟及織造步驟中,較佳係提高經紗張力而步驟通過性良好地製造。在織造時將經紗張力設為較高,營造有效的打緯條件,藉此能夠形成高密度織物。
織造而成的織物可藉由精練步驟將聚醯胺纖維的工程油劑洗除。
精練步驟可選擇溫水或加壓熱水等,處理步驟可為1階段或2階段以上的多階段處理。又,施加以往公知的精練劑而施予精練亦為較佳。
織物較佳係藉由熱定型步驟進行熱固定。熱定型溫度較佳為110℃以上200℃以下,熱定型時間只要在0.1分鐘以上30分鐘以下的範圍內適當選擇即可。繼而,較佳係在熱定型步驟使織物收縮力保持既定力度的狀態下使其繃緊,並同時進行乾燥。若將織物熱固定,則能使後續樹脂塗佈步驟的加工性穩定化。
精練步驟後之織物可在熱定型步驟前視需要施予乾燥處理。乾燥溫度較佳為80℃以上130℃以下的範圍,更佳為100℃以上120℃以下。又,處理時間較佳係在0.1分鐘以上30分鐘以下進行適當選擇。乾燥可在織物為鬆弛之狀態下進行,亦可在織物為繃緊之狀態下進行。
聚醯胺基布可以是經過熱定型步驟而使用於無塗覆基布,但也可以塗覆矽、胺酯等塗佈劑、熱積層薄膜狀的膜等。
就塗佈於織物表面的方法而言,可採用:使織物浸漬於樹脂溶液槽後,使用壓吸機、真空機、甚至是塗佈刮刀等使多餘的樹脂形成塗覆/均勻化的方法;使用缺角輪塗佈機等棒式塗佈法、噴霧裝置或成形裝置而吹附樹脂的方法等。該等之中,從均勻且少量塗佈樹脂的觀點來看,較佳為刮刀塗佈的方法。
塗裝量為5g/m2以上100g/m2以下,更佳為10g/m2以上70g/m2以下,又更佳為15g/m2以上30g/m2以下,以5g/m2以上的塗佈量可得到需要的氣密性。另一方面,藉由100g/m2以下的塗佈量,能夠使塗佈織物具有柔軟性、收納性良好、抑制容器整體的重量。
<氣囊>
氣囊只要從駕駛座、副駕駛座、側面(包含側方防護氣簾)、後座等通常使用的氣囊適當選擇即可,氣囊的袋體的裁切形狀亦可為圓形、長圓形、橢圓形、矩形、多邊形、或該等的組合等之任一者,只要滿足所期望的展開形狀即可。
縫口形狀係有單一直線或複數條並排直線、鋸齒狀、併用直線與鋸齒、直線與斜線等。縫法亦可為平縫、雙鏈縫等通常使用者,針腳間距亦只要從20至60針/10cm的範圍內選出即可。又,縫線粗度亦只要從420d至3000d中選出即可,紗的材質亦可使用聚醯胺纖維、聚酯纖維、維尼綸系纖維、芳綸系纖維、玻璃纖維等市售的縫線。
[發明(IV)]
以下說明本發明(IV)。於本發明(IV)中,可適當併入本發明(I)至(III)、(V)至(VII)的條件。
本發明(IV)係有關腐蝕性低且能夠溶解聚醯胺之溶劑。
<低腐蝕性溶劑(甲醇組成物)>
本發明(IV)之溶劑為分別以既定的濃度含有金屬氯化物、相同金屬的氫氧化物及水之甲醇組成物。
本溶劑中之金屬氯化物的濃度為5至25%,較佳為10至23%,更佳為15至22%。金屬氯化物的濃度係以相對於甲醇組成物整體的重量濃度來界定。金屬氯化物的濃度愈低時聚醯胺的溶解度愈低。金屬氯化物相對於甲醇的溶解度為25%,過量的金屬氯化物會吸濕,使甲醇組成物中之水分增加,結果係降低聚醯胺的溶解度。
又,相對於上述溶劑100質量%,金屬氯化物的質量比率亦以23至35質量%為較佳,更佳為25至33質量%,特佳為27至31質量%。
構成金屬氯化物及相同金屬的氫氧化物之金屬並無特別限定,例如可列舉鋅(亦即,金屬氯化物為氯化鋅,相同金屬的氫氧化物為氫氧化鋅)及鈣(亦即,金屬氯化物為氯化鈣,相同金屬的氫氧化物為氫氧化鈣),較佳為鈣。
溶劑的調製所使用的金屬氯化物較佳為無水物,但亦可在能夠可聚醯胺的溶解度之範圍內使用水合物。
本發明之溶劑係含有相同金屬的氫氧化物以作為降低金屬氯化物所造成的腐蝕之鹼。藉由使本發明之溶劑含有相同金屬的氫氧化物,可在不使金屬氯化物甲醇溶液的聚醯胺的溶解度降低之情況下,減低金屬腐蝕性。
相同金屬的氫氧化物的濃度為0.001至1%,較佳為0.001至0.1%,更佳為0.001至0.01%。相同金屬的氫氧化物的濃度係以相同金屬的氫氧化物相對於甲醇組成物整體之重量濃度來界定。相同金屬的氫氧化物不須完全溶解於甲醇,可有一部分未溶解。
相對於上述金屬氯化物醇溶液100質量%,水的質量比率較佳為0.001至10質量%,更佳為0.001至5質量%,又更佳為0.001至1質量%,特佳為0.01至0.1質量%。
本實施形態之金屬氯化物醇溶液中,金屬氯化物濃度為23質量%以上35質量%以下,較佳係含有濃度0.001至1%之與前述金屬氯化物所含之金屬相同的金屬的氫氧化物及濃度0.001至10%之水。
<含聚醯胺的溶液>
又,甲醇組成物可為含聚醯胺的溶液,該含聚醯胺的溶液更含有已溶解於作為溶劑的甲醇組成物中之聚醯胺。此種含聚醯胺的溶液可使腐蝕性降低。
<聚醯胺>
本發明中所稱之聚醯胺係指由二胺化合物與二羧酸化合物縮聚而成者、或如環狀內醯胺經開環聚合而成者般藉由醯胺鍵聚合而成之聚合物。
二胺化合物並無特別限定,可列舉六亞甲基二胺、壬二胺、甲基戊二胺、對伸苯二胺等。
二羧酸化合物並無特別限定,可列舉己二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等。
環狀內醯胺並無特別限定,可列舉ε-己內醯胺、十一碳內醯胺、月桂內醯胺等。
二胺化合物、二羧酸化合物及環狀內醯胺化合物的組合並無特別限定,亦可於各種類併用複數種化合物。由六亞甲基二胺及己二酸所構成之聚六亞甲基己二醯胺由於溶解性高,故為合適。
聚醯胺並無特別限定,可列舉含有聚醯胺66(聚六亞甲基己二醯胺)、聚醯胺6、聚醯胺610、聚醯胺6T、聚醯胺6I等脂肪族聚醯胺者,惟較佳係含有脂肪族聚醯胺者,最佳係含有聚醯胺66(聚六亞甲基己二醯胺)者。
<聚醯胺組成物的製造方法>
以下詳細說明使用本發明之低腐蝕性溶劑之聚醯胺組成物的製造方法,但以下說明並不限制聚醯胺組成物的製造方法。
<步驟1 聚醯胺的溶解步驟>
步驟1為將作為聚醯胺的原料之原料聚醯胺組成物進行溶解之步驟。
溶解原料聚醯胺組成物的溶劑係使用上述低腐蝕性溶劑。
溶解時的溫度並無特別限定,較佳為40至90℃,更佳為40至60℃以下。未達40℃時溶解會變慢,超過90℃時溫度變得比沸點更高,從腐蝕性、分解性的觀點來看為不佳。
溶解可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於有無攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,聚醯胺固體的溶解速度得到提升。
為連續式之情形時,可對固體連續地流通溶劑,亦可使溶液循環。進行循環者因可減少所使用的溶劑,故為較佳。
容器的形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
溶解時間並無特別限定,較佳為5分鐘至100小時。
相對於溶劑的聚醯胺濃度並無特別限定,較佳為5至15%,更佳為7至13%。未達5%時,需要的溶劑變得過多,超過15%時,黏度變高而產生溶解時間的長時間化、操作性的劣化。
作為溶解所使用的原料之原料聚醯胺組成物可只由聚醯胺所構成,亦可為混合、附著、塗佈有其他樹脂、金屬等雜質的狀態。共存有聚醯胺以外的雜質之情形時,需有將聚醯胺與該等雜質分離之步驟。分離的方法並無特別限定,若在聚醯胺已溶解的狀態下要排除雜質,則可藉由過濾、離心分離、沉降分離等方法進行分離。在雜質與聚醯胺一起溶解於溶劑之情形時,可考慮在溶解狀態下藉由萃取分離、膜分離、電透析等進行之分離、或在後述的析出步驟中使聚醯胺析出後清洗等方法。
<步驟2 稀釋步驟>
步驟2為選擇性進行之步驟,為將步驟1中已溶解於溶劑的聚醯胺以甲醇進行稀釋之步驟。
詳細記載將聚醯胺溶液稀釋的方法。
藉由甲醇之稀釋率較佳為1.5至5倍。本說明書中之稀釋率係定義為將稀釋後的聚醯胺溶液的重量除以溶解時之聚醯胺溶液的重量而得的數值。此時,即使稀釋後的聚醯胺溶液有產生析出,亦以包含析出物的重量作為稀釋後的聚醯胺溶液重量。稀釋率小於1.5時,因為聚醯胺的析出量
少,粒子未充分成長,故粒徑變小。若稀釋率大於5倍時,則稀釋時容易產生析出,粒度分布變廣。
以甲醇進行稀釋時的溫度並無特別限定,較佳為40至90℃。以低於40℃的溫度稀釋之情形時,稀釋時容易產生析出。若以超過90℃的溫度稀釋,則容易在液面附近因甲醇的揮發/凝縮而產生不均勻的析出,難以控制粒度分布。
甲醇的稀釋速度並無特別限定,較佳係以稀釋時不會發生急遽的濃度、溫度變化而產生聚醯胺的析出之速度來添加。
稀釋所使用的甲醇的溫度並無特別限定,較佳為15至90℃。未達15℃時,在稀釋時容易產生局部的析出,在90℃以上時,變得較甲醇的沸點更高,故必須在加壓狀態進行處理。
稀釋所使用的甲醇的含水量並無特別限定,較佳為0.005至1%。含水量變多時,為水溶液者會因為聚醯胺的溶解性低而急遽地析出。
稀釋的方法並無特別限定,可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,使溫度、濃度變均勻。
容器的形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
<步驟3 分離步驟(冷卻析出步驟)>
步驟3為從聚醯胺溶液將聚醯胺分離之步驟。將聚醯胺分離係例如可藉由將聚醯胺溶液的冷卻所致之聚醯胺析出、及將析出的固體聚醯胺從聚醯胺溶液固液分離而進行。
冷卻的方法並無特別限定,可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於有無攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,使溫度、濃度變均勻。較佳係因應攪拌所使用的機器、方法,以不容易因攪拌而產生粒子的破壞、剪切之條件進行攪拌。
冷卻速度並無特別限定,較佳為10至100℃/小時,更佳為20至50℃/小時。未達10℃/小時時,時間耗費長;冷卻速度超過100℃/小時時,會因急遽的析出而使粒徑變小。可藉由改變冷卻速度來控制粒徑。
冷卻時的溫度並無特別限定,較佳為較稀釋時的溫度低10℃以上低。溫度差小於10℃時,析出變少,粒子難以成長。
所析出的固體較佳係藉由固液分離而回收。
固液分離的方法並無特別限定,可列舉過濾、離心分離、沉降分離等。任一方法都可以是批次式、連續式。
固液分離所得之固體較佳係以溶劑進行清洗。清洗溶劑並無特別限定,較佳係使用析出時的液體部分組成的溶液或良溶劑、可將金屬氯化物等溶解之溶劑。
清洗溶劑較佳為甲醇、乙醇等醇及水。
清洗方法並無特別限定,可列舉批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置等固液分離裝置中放有固體的狀態下流通水而進行連續清洗的方法、及組合該等的方法等。
清洗後的聚醯胺可藉由加熱及/或減壓將清洗溶劑餾出而形成乾燥固體,藉此得到聚醯胺組成物。
在本發明之聚醯胺組成物的製造方法中,可得到作為粉體(粉末聚醯胺組成物)之聚醯胺組成物。
<聚醯胺組成物>
本發明之製造方法所得之聚醯胺組成物中,聚醯胺可列舉含有聚醯胺66(聚六亞甲基己二醯胺)、聚醯胺6、聚醯胺610、聚醯胺6T、聚醯胺6I等脂肪族聚醯胺者,較佳為含有脂肪族聚醯胺者,最佳為含有聚醯胺66(聚六亞甲基己二醯胺)者。本發明之製造方法所得之聚醯胺組成物可包含金屬原子及鹵原子。金屬原子為源自本發明之製造方法所使用的低腐蝕性溶劑(甲醇組成物)所含有之金屬氯化物及/或相同金屬的氫氧化物的金屬原子,例如可列舉鋅原子及鈣原子,較佳為鈣原子。本發明之製造方法所得之聚醯胺組成物的金屬原子含量較佳為0.001至1000ppm,更佳為0.001至700ppm,又更佳為0.001至500ppm。相對於金屬原子的莫耳含量,本發明之製造方法所得之聚醯胺組成物中之鹵原子的莫耳含量較佳為未達2,更佳為未達1,又更佳為未達0.5。本發明之製造方法所得之聚醯胺組成物可為粉體的形態。
<聚醯胺組成物的用途>
本發明之製造方法所得之聚醯胺組成物可作為聚醯胺纖維的材料使用。藉由將聚醯胺纖維紡紗,可得到再生纖維。藉由將本實施形態之再生纖維進行織造,可得到再生織布。本實施形態之再生織布可使用於再生氣囊用聚醯胺基布。
<聚醯胺纖維的紡紗>
熔融紡紗之紡紗溫度較佳為290℃以上310℃以下。藉由將紡紗溫度設定為310℃以下,聚醯胺的熱分解得到抑制,因而較佳,更佳為300℃以下,又更佳為295℃以下。另一方面,藉由紡紗溫度為290℃以上,聚醯胺
顯示充分的熔融流動性,使吐出孔間的吐出量均勻化,可進行高倍率延伸,因而較佳。
熔融紡紗步驟中之滯留時間(聚醯胺樹脂熔融而從紡嘴吐出為止之時間)愈短愈佳。滯留時間較佳為30分鐘以下,更佳為15分鐘以下,又更佳為0.5分鐘以上7分鐘以下。由於在熔融溫度下聚合物中之環戊酮類會增加,故較佳為短時間。
為了達成在高溫、高濕的環境下的熱穩定性,相對於聚醯胺,係以使銅濃度成為1至500ppm之方式添加銅化合物為較佳,更佳為30至500ppm。藉此,即使在高溫、高濕的環境下長時間放置、或被長期暴露在含有大量臭氧的環境下,也能夠極有效地抑制機械性能的降低。上述含銅率未達30ppm時,耐熱強度保持率會降低,添加量超過500ppm時,強度會降低。
就銅化合物而言,其種類並無特別限制,例如較佳可使用乙酸銅等有機銅鹽,或氯化銅(I)、氯化銅(II)等鹵化銅等。銅化合物更佳係與金屬鹵化物併用。金屬鹵化物例如可列舉碘化鉀、溴化鉀、氯化鉀等。本實施形態之較佳的組合為碘化銅(I)與碘化鉀、及乙酸銅與碘化鉀。此外,聚醯胺中之含銅量可藉由原子吸光法或比色法等而測定。
雖不受限於下述者,但亦可添加受阻酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑等有機系抗氧化劑;熱穩定劑;受阻胺系、二苯基甲酮系、咪唑系等的光穩定劑;紫外線吸收劑等作為穩定劑。添加量只要選擇適當的量即可,相對於聚醯胺,可添加1至1000ppm。該等添加劑可只單獨使用1種,亦可組合複數種使用。
又,熔融紡紗步驟中,熔融部較佳係使用1軸或2軸的擠出機。藉由該擠出機可一邊對聚醯胺樹脂施加適當的壓力,一邊導引至聚合物配管、齒輪泵、紡紗組件。
又,在從紡嘴吐出前的階段,藉由金屬纖維不織布過濾器或砂石等將聚醯胺樹脂過濾,會使紡紗操作穩定化,因而較佳。
紡嘴中之紡嘴孔的形狀只要依構成要製造的絲狀纖維之單纖維的剖面形狀選擇即可。將源自紡嘴的紡出紗以冷卻風固化,施加工程油劑並拉取後,進行延伸及熱處理,藉此得到本發明所使用之聚醯胺纖維。
聚醯胺纖維的油劑附著率較佳為0.5至1.5wt%。油劑附著率若為1.5wt%以下,則幾乎不會因為沾黏(黏性)而使緯紗難以飛走,且不會因為交絡造成收束為單紗收束以上的單紗收束過佳而減少表觀剖面積,導致緯紗搬送介質的空氣或水漸漸喪失緯紗搬送力之情形,織造穩定性良好。另一方面,油劑附著率若為0.5wt%以上,則能夠藉由適當的摩擦減低效果而順暢地供給緯紗,故織造不用停機而生產性優異。
<聚醯胺基布>
織造中,織機可使用噴水式織機、噴氣式織機、劍桅式織機等。氣囊用基布為高密度織物,在整經步驟及織造步驟中,較佳係提高經紗張力而步驟通過性良好地製造。在織造時將經紗張力設為較高,營造有效的打緯條件,藉此能夠形成高密度織物。
織造而成的織物可藉由精練步驟將聚醯胺纖維的工程油劑洗除。
精練步驟可選擇溫水或加壓熱水等,處理步驟可為1階段或2階段以上的多階段處理。又,施加以往公知的精練劑而施予精練亦為較佳。
織物較佳係藉由熱定型步驟進行熱固定。熱定型溫度較佳為110℃以上200℃以下,熱定型時間只要在0.1分鐘以上30分鐘以下的範圍內適當選擇即可。繼而,較佳係在熱定型步驟使織物收縮力保持既定力度的狀態下使其繃緊,並同時進行乾燥。若將織物熱固定,則能使後續樹脂塗佈步驟的加工性穩定化。
精練步驟後之織物可在熱定型步驟前視需要施予乾燥處理。乾燥溫度較佳為80℃以上130℃以下的範圍,更佳為100℃以上120℃以下。又,處理時間較佳係在0.1分鐘以上30分鐘以下進行適當選擇。乾燥可在織物為鬆弛之狀態下進行,亦可在織物為繃緊之狀態下進行。
聚醯胺基布可以是經過熱定型步驟而使用於無塗覆基布,但也可以塗覆矽、胺酯等塗佈劑、熱積層薄膜狀的膜等。
就塗佈於織物表面的方法而言,可採用:使織物浸漬於樹脂溶液槽後,使用壓吸機、真空機、甚至是塗佈刮刀等使多餘的樹脂形成塗覆/均勻化的方法;使用缺角輪塗佈機等棒式塗佈法、噴霧裝置或成形裝置而吹附樹脂的方法等。該等之中,從均勻且少量塗佈樹脂的觀點來看,較佳為刮刀塗佈的方法。
塗裝量為5g/m2以上100g/m2以下,更佳為10g/m2以上70g/m2以下,又更佳為15g/m2以上30g/m2以下,以5g/m2以上的塗佈量可得到需要的氣密性。另一方面,藉由100g/m2以下的塗佈量,能夠使塗佈織物具有柔軟性、收納性良好、抑制容器整體的重量。
<氣囊>
氣囊只要從駕駛座、副駕駛座、側面(包含側方防護氣簾)、後座等通常使用的氣囊適當選擇即可,氣囊的袋體的裁切形狀亦可為圓形、長圓形、橢圓形、矩形、多邊形、或該等的組合等之任一者,只要滿足所期望的展開形狀即可。
縫口形狀係有單一直線或複數條並排直線、鋸齒狀、併用直線與鋸齒、直線與斜線等。縫法亦可為平縫、雙鏈縫等通常使用者,針腳間距亦只要從20至60針/10cm的範圍內選出即可。又,縫線粗度亦只要從420d至3000d中選出即可,紗的材質亦可使用聚醯胺纖維、聚酯纖維、維尼綸系纖維、芳綸系纖維、玻璃纖維等市售的縫線。
如上所述,本發明可提供一種腐蝕性低且可溶解聚醯胺之溶劑,該溶劑亦可使用在使得有用於作為工程塑膠的聚醯胺溶解並析出而製造粉末聚醯胺。
[發明(V)]
以下說明本發明(V)。於本發明(V)中,可適當併入本發明(I)至(IV)、(VI)至(VII)的條件。
<聚醯胺的製造方法>
藉由本實施形態(V)進行之聚醯胺的製造方法(以下亦稱為「本實施形態之聚醯胺的製造方法」或「本實施形態的製造方法」)係包含下列步驟:
步驟1:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液加熱溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液之溶解步驟;
步驟2:從前述聚醯胺加熱溶解液使聚醯胺析出並予以回收之回收步驟;
步驟3:將前述回收的聚醯胺清洗之清洗步驟;以及
步驟4:對前述清洗後的聚醯胺進行加熱乾燥之乾燥步驟。
此外,本實施形態的製造方法可只包含步驟1至4,亦可更包含其他步驟。
(聚醯胺)
首先說明本實施形態的製造方法所使用的聚醯胺及聚醯胺樹脂組成物。
前述聚醯胺可使用由二胺化合物與二羧酸化合物縮聚而成者、或如環狀內醯胺經開環聚合而成者般藉由醯胺鍵聚合而成之聚合物。
前述二胺化合物並無特別限定,可列舉乙二胺、三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、壬二胺、甲基戊二胺、對伸苯二胺等。
前述二羧酸化合物並無特別限定,可列舉草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等。
前述環狀內醯胺並無特別限定,可列舉ε-己內醯胺、十一碳內醯胺、月桂內醯胺等。
前述二胺化合物、前述二羧酸化合物及前述環狀內醯胺化合物的組合並無特別限定,亦可於各種類併用複數種化合物。聚六亞甲基己二醯胺(例如由六亞甲基二胺及己二酸所構成之聚六亞甲基己二醯胺)的溶解性,適合本實施形態之聚醯胺的製造方法。
又,前述聚醯胺例如可列舉:聚癸醯胺(尼龍6)、聚六亞甲基己二醯胺(尼龍66)、聚四亞甲基己二醯胺(尼龍46)、聚四亞甲基癸二醯胺
(尼龍410)、聚五亞甲基己二醯胺(尼龍56)、聚五亞甲基癸二醯胺(尼龍510)、聚六亞甲基癸二醯胺(尼龍610)、聚六亞甲基十二醯胺(尼龍612)、聚十亞甲基己二醯胺(尼龍106)、聚十亞甲基癸二醯胺(尼龍1010)、聚十亞甲基十二醯胺(尼龍1012)、聚十一烷醯胺(尼龍11)、聚十二烷醯胺(尼龍12)、聚癸醯胺/聚六亞甲基己二醯胺共聚物(尼龍6/66)、聚癸醯胺/聚六亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍6/6T)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍66/6T)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基間苯二甲醯胺共聚物(尼龍66/6I)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚六亞甲基間苯二甲醯胺共聚物(尼龍6T/6I)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚十一烷醯胺共聚物(尼龍6T/11)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚十二烷醯胺共聚物(尼龍6T/12)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚六亞甲基間苯二甲醯胺共聚物(尼龍66/6T/6I)、聚對苯二甲己二醯胺(尼龍XD6)、聚對苯二甲癸二醯胺(尼龍XD10)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚五亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍6T/5T)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚-2-甲基五亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍6T/M5T)、聚五亞甲基對苯二甲醯胺/聚十亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍5T/10T)、聚九亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍9T)、聚十亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍10T)、聚十二亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍12T)等。此外,在此所稱之「/」係表示共聚物。此等聚醯胺可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
此等之中,前述聚醯胺較佳係使用選自由聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺46、聚醯胺610及聚醯胺612所組成之群組的1種,特佳係使用聚醯胺66。聚醯胺66本身為一般已知的聚醯胺樹脂,通常係藉由六亞甲基二胺與
己二酸的縮聚而製造。或者,聚醯胺66亦可為下述共聚物:相對於全部單體單元的總質量,含有未達30質量%之選自由內醯胺、胺基羧酸、及其他二胺與二羧酸的組合所組成之群組之至少1種以上的單體單元之共聚物。
又,該等聚醯胺可使用市售者,亦可使用公知的方法而製造。具體而言,聚醯胺的製造方法並無特別限制,例如可列舉使內醯胺開環聚合的方法、使ω-胺基羧酸自縮合的方法、使二胺及二羧酸縮合的方法等。
此外,前述聚醯胺中,將胺基末端基量除以羧基末端基量而得的值[NH2]/[COOH]較佳為0.5以上0.9以下。藉由[NH2]/[COOH]為前述範圍內,熔融混練時,玻璃纖維的表面與聚醯胺末端的交互作用更充分地變大,所得之組成物的物性充分變高。胺基末端基量及羧基末端基量例如可使用1H-NMR而測定。
又,前述聚醯胺可只由上述聚醯胺所構成,亦可作為含有前述聚醯胺及其他成分的聚醯胺樹脂組成物使用。
例如前述聚醯胺中可混合、附著、塗佈有其他樹脂、金屬等雜質作為其他成分。
從以短時間得到粒徑更大、粒度分布更小之粉末聚醯胺的觀點來看,相對於前述聚醯胺樹脂組成物100質量%,前述聚醯胺的質量比率較佳為30至100質量%,更佳為70質量%以上,又更佳為80質量%以上,又更佳為85質量%以上,特佳為100質量%。
此外,含有前述聚醯胺以外的雜質之情形時,可包含將將聚醯胺與該等雜質分離之步驟。分離的方法並無特別限定,若在聚醯胺樹脂組成物已溶解的狀態下雜質為不溶,則可藉由過濾、離心分離、沉降分離
等方法進行分離。在雜質與聚醯胺一起溶解於溶劑之情形時,可考慮在溶解狀態下藉由萃取分離、膜分離、電透析等進行之分離、或在後述的析出步驟中使聚醯胺析出後清洗等方法。
(步驟1:聚醯胺加熱溶解液取得步驟)
接著,本實施形態之回收方法係包含:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液加熱溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液之溶解步驟(步驟1)。
藉由本步驟,因為可從前述聚醯胺樹脂組成物中只將聚醯胺熔融分離,故後續容易回收前述聚醯胺。
又,因為只要將前述聚醯胺樹脂組成物與既定的金屬氯化物醇溶液混合,便可只將前述聚醯胺熔融分離,故可有效率且高產率地回收前述聚醯胺。
前述聚醯胺的加熱溶解所使用的前述金屬氯化物醇溶液係含有金屬氯化物及醇類。此外,亦可視需要進一步含有金屬氯化物及醇類以外的成分。
其中,從前述聚醯胺的溶解度的觀點來看,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,前述金屬氯化物與前述醇類的合計質量比率較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,又更佳為100質量%。
前述醇類可列舉甲醇、乙醇、直鏈狀或分枝鏈狀的丙醇、直鏈狀或分枝鏈狀的丁醇、該等的組合等。其中,從聚醯胺的溶解度的觀點來看,較佳為甲醇、乙醇、或該等的組合,更佳為甲醇。又,前述醇類視需要還可含有各種二醇。
相對於前述金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率較佳為10至50質量%,更佳為15至25質量%。前述質量比率未達10質量%時,聚醯胺的溶解量少,需要大量的溶劑。又,超過50質量%時,金屬氯化物易溶解不完全而殘留,容易作為雜質混入。
前述金屬氯化物可列舉氯化鋅、氯化鎂、氯化鈣等,較佳為氯化鋅、氯化鈣,最佳為氯化鈣。
前述金屬氯化物較佳為無水物。混入水時,聚醯胺的溶解度會降低。但是,在溶解度能夠容許的範圍內混合水合物(例如若為氯化鈣則為二水合物)亦無妨。
前述金屬氯化物中之水的質量比率較佳為30質量%以下,更佳為1質量%以下,又更佳為0.1質量%以下,特佳係不含水。
又,加熱溶解的溫度並無特別限定,但從溶解性及其他的觀點來看,較佳為30至90℃,更佳為40至60℃。此外,溫度低時溶解會變慢,超過90℃時溫度變得比沸點更高,從腐蝕性、分解性的觀點來看為不佳。
此外,前述溫度可為固定,亦可在前述範圍內變化。
前述聚醯胺的溶解可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,聚醯胺的溶解速度得到提升。
為連續式之情形時,可對固體連續地流通溶劑,亦可使溶液循環。進行循環者因可減少所使用的溶劑,故為較佳。
對前述聚醯胺進行加熱溶解時所使用的容器之形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
前述聚醯胺的溶解時間並無特別限定,較佳為5分鐘至100小時。
在前述步驟1中,相對於前述金屬氯化物醇溶液,前述聚醯胺樹脂組成物的質量比率並無特別限定,較佳為3至15質量%,又更佳為5至13質量%。未達3質量%時,需要的溶劑變得過多,超過15質量%時,前述聚醯胺加熱溶解液的黏度變高而產生溶解時間的長時間化、操作性的劣化。
(步驟2:聚醯胺的析出/回收步驟)
在本實施形態之聚醯胺的製造方法中,在前述步驟1之後,更包含從前述聚醯胺加熱溶解液使聚醯胺析出並予以回收之回收步驟(步驟2)。
藉由該步驟,可將前述聚醯胺加熱溶解液中所含之聚醯胺分離回收。
使前述聚醯胺加熱溶解液析出的方法並無特別限定。例如可藉由將前述聚醯胺加熱溶解液冷卻,而使聚醯胺析出。
此外,將前述聚醯胺加熱溶解液進行分離回收之步驟只要是在前述得到聚醯胺加熱溶解液之溶解步驟之後即可,亦可在經過後述得到醇稀釋液之步驟後實施。
此外,冷卻的方法並無特別限定,可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於有無攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,使溫度、濃度變均勻。較佳係因應攪拌所使用的機器、方法,以不容易因攪拌而產生粒子的破壞、剪切之條件進行攪拌。
冷卻速度並無特別限定,較佳為10至100℃/小時,更佳為20至50℃/小時。未達10℃/小時時,時間耗費長,冷卻速度超過100℃/小時時,會因急遽的析出使粒徑變小。可藉由改變冷卻速度來控制粒徑。
冷卻時的溫度並無特別限定,較佳為較稀釋時的溫度低10℃以上。溫度差小於10℃時,析出變少,粒子難以成長。
所析出的固體較佳係藉由固液分離而回收。
固液分離的方法並無特別限定,可列舉過濾、離心分離、沉降分離等。任一方法都可以是批次式、連續式。
固液分離所得之固體較佳係以溶劑進行清洗。清洗溶劑並無特別限定,較佳係使用析出時的液體部分組成的溶液或良溶劑、可將金屬氯化物等溶解之溶劑。
此外,溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,可藉由將前述聚醯胺加熱溶解液與聚醯胺的不良溶劑混合,使溶解度降低而析出。此時,係在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加不良溶劑後,使已溶解的聚醯胺從該溶液中析出,而得到析出的聚醯胺。
前述不良溶劑並無特別限定,例如可列舉水以及乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。將不良溶劑添加於聚醯胺的方法可為將含有聚醯胺的溶液添加於不良溶劑的方法、或將不良溶劑添加於含有聚醯胺的溶液的方法之任一者,添加時的添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
前述不良溶劑的添加量並無特別限定,相對於含有聚醯胺的溶液的質量,較佳為0.5至50倍的質量,更佳為1至10倍的質量。添加量愈少則回收率愈低,添加量愈多則溶液量愈多,在處理時需耗費時間與能量。
又,溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,亦可藉由降低前述氯化鈣的濃度來降低聚醯胺的溶解度。為了降低氯化鈣的濃度而添加甲醇的方法並無特別限定,可為將含有聚醯胺的溶液添加於甲醇的方法、或將甲醇添加於含有聚醯胺的溶液的方法之任一者,添加時的添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
此外,容器的形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
(步驟3:聚醯胺的清洗步驟)
在本實施形態之聚醯胺的製造方法中,可更包含將前述步驟2中回收的聚醯胺清洗之清洗步驟(步驟3)。
藉由該步驟,可從回收的聚醯胺中將金屬氯化物等雜質移除。
前述清洗所使用的清洗液並無特別限定,例如能夠使用析出時的液體部分組成的溶液、良溶劑、及可將氯化鈣等溶解之溶劑。在此使用之追加的清洗液例如為水、以及甲醇、乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。追加的清洗液較佳為甲醇。清洗可視需要進行複數次。
此外,清洗方法並無特別限定,可列舉批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置等固液分離裝置中放有固體的狀態下流通水而進行連續清洗的方法及組合該等的方法等。
此外,前述步驟3較佳為控制後述步驟4之乾燥後的金屬氯化物的量之控制步驟。
藉由以使前述步驟4之乾燥後的金屬氯化物的量在特定的範圍之方式調整前述清洗液的種類或濃度、清洗時間等,可控制後述步驟4之乾燥後的金屬氯化物的量。
(步驟4:聚醯胺的加熱乾燥步驟)
在本實施形態之聚醯胺的製造方法中,更包含對前述清洗後的聚醯胺進行加熱乾燥之乾燥步驟。
藉由該步驟,可從前述清洗後的聚醯胺中將清洗溶劑餾出而形成乾燥固體,藉此得到聚醯胺。
接著,在本實施形態之聚醯胺的製造方法中,相對於前述聚醯胺100質量份,前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量係設為20質量份以下。
從製造效率、成本、對環境的考量等的觀點來看,前述回收的聚醯胺的清洗較佳係避免過度的清洗,但在另一方面,所回收的聚醯胺未充分進行清洗之情形時,亦有因附著於清洗後的聚醯胺之金屬氯化物,使聚醯胺的一部分熔化,然後在乾燥時固著之問題。
因此,藉由相對於前述聚醯胺100質量份,將前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量設為20質量份以下,可將金屬氯化物濃度抑制在可抑制聚醯胺的熔化之範圍內。除此之外,從可避免實施過度的清洗的點來看,較佳係將上述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量設成相對於前述聚醯胺100質量份為0.01質量份以上為較佳。
從同樣的觀點來看,相對於前述聚醯胺100質量份,前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量較佳為0.01至10質量份,更佳為0.01至5質量份。
對前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量進行測定的方法並無特別限定,例如可列舉將一部分採樣,並1)將乾燥後藉由X射線螢光分析進行測定的方法、2)以硝酸加熱分解後藉由ICP-AES進行測定的方法、3)以水萃取金屬氯化物並藉由離子層析進行測定的方法等。
此外,前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量的測定可在步驟4之加熱乾燥後進行,亦可在上述步驟3之聚醯胺的清洗後進行。
前述金屬氯化物的量之測定可適當使用公知的方法。
(金屬氯化物量的測定/確認步驟、第2清洗步驟)
又,在本實施形態之聚醯胺的製造方法中,較佳係更包含:測定前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量,並確認該量是否在既定的範圍內(相對於前述聚醯胺100質量份為20質量份以下)之確認步驟。
藉由經過該步驟,可確認加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量,且可適當調整上述清洗等的條件。
例如確認前述步驟3之清洗後或前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量,相對於前述聚醯胺100質量份為未達0.01
質量份之情形時,有前述步驟3之清洗為過度的清洗之虞,因此可緩和清洗條件(清洗時間、清洗液的濃度等)。
另一方面,確認前述步驟3之清洗後或前述步驟4之加熱乾燥後附著於聚醯胺之金屬氯化物的量,相對於前述聚醯胺100質量份為超過20質量份之情形時,認為清洗後附著於聚醯胺的金屬氯化物較多,有可能導致加熱乾燥後的固著,因此可實施再次清洗之第二清洗步驟。
此外,確認前述附著於聚醯胺的金屬氯化物的量是否在範圍內一事,係藉由探集前述步驟3之清洗後的已清洗的聚醯胺的一部分,或採集前述步驟4之加熱乾燥後的聚醯胺的一部分而測定附著於聚醯胺之金屬氯化物的量來進行。
(回收的聚醯胺)
此外,回收的聚醯胺的形狀並無特別限定,可列舉使聚醯胺熔融而作成顆粒者、或先暫時溶解於溶劑且在之後使其析出而呈粉末狀者、配合處理條件使粉末凝聚成錠狀者等。
藉由本實施形態的製造方法所得之粉末聚醯胺係粒徑大且粒度分布小。
前述粉末聚醯胺的中位粒徑較佳為20μm以上,更佳為30至70μm。上述中位粒徑可藉由後述實施例所述之方法而測定。
關於前述粉末聚醯胺的粒度分布,使用下述式(1)所示之S並以10的S次方之值10S表示的跨距較佳為5以下,更佳為4以下,又更佳為3以下。
S=log(d90/d10)/log(d50)…(1)
[在此,上述式(1)中,dn(n表示10、50或90)係指將上述粉末聚醯胺藉由雷射繞射/散射法測定粒度分布,粒徑小於dn之粒子的數量相對於整體的粒子數為n%時之粒徑]
上述粒度分布可藉由後述實施例所述之方法而測定。
又,亦可將所得之聚醯胺進行熔融紡紗而製造聚醯胺纖維。
熔融紡紗之紡紗溫度較佳為290℃以上310℃以下。藉由將紡紗溫度設定為310℃以下,聚醯胺的熱分解得到抑制,因而較佳,更佳為300℃以下,又更佳為295℃以下。另一方面,藉由紡紗溫度為290℃以上,聚醯胺顯示充分的熔融流動性,使吐出孔間的吐出量均勻化,可進行高倍率延伸,因而較佳。
熔融紡紗步驟中之滯留時間(聚醯胺樹脂熔融而從紡嘴吐出為止之時間)愈短愈佳。滯留時間較佳為30分鐘以下,更佳為15分鐘以下,又更佳為0.5分鐘以上7分鐘以下。由於在熔融溫度下聚合物中之環戊酮類會增加,故較佳為短時間。
為了達成在高溫、高濕的環境下的熱穩定性,相對於聚醯胺,係以使銅濃度成為1至500ppm之方式添加銅化合物為較佳,更佳為30至500ppm。藉此,即使在高溫、高濕的環境下長時間放置、或被長期暴露在含有大量臭氧的環境下,也能夠極有效地抑制機械性能的降低。上述含銅率未達30ppm時,耐熱強度保持率會降低,添加量超過500ppm時,強度會降低。
就銅化合物而言,其種類並無特別限制,例如較佳可使用乙酸銅等有機銅鹽,或氯化銅(I)、氯化銅(II)等鹵化銅等。銅化合物更佳係與
金屬鹵化物併用。金屬鹵化物例如可列舉碘化鉀、溴化鉀、氯化鉀等。本實施形態中之較佳的組合為碘化銅(I)與碘化鉀、及乙酸銅與碘化鉀。此外,聚醯胺中之含銅量可藉由原子吸光法或比色法等而測定。
雖不受限於下述者,但亦可添加受阻酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑等有機系抗氧化劑;熱穩定劑;受阻胺系、二苯基甲酮系、咪唑系等的光穩定劑;紫外線吸收劑等作為穩定劑。添加量只要選擇適當的量即可,相對於聚醯胺,可添加1至1000ppm。該等添加劑可只單獨使用1種,亦可組合複數種使用。
又,熔融紡紗步驟中,熔融部較佳係使用1軸或2軸的擠出機。藉由該擠出機可一邊對聚醯胺樹脂施加適當的壓力,一邊導引至聚合物配管、齒輪泵、紡紗組件。
又,在從紡嘴吐出前的階段,藉由金屬纖維不織布過濾器或砂石等將聚醯胺樹脂過濾,會使紡紗操作穩定化,因而較佳。
紡嘴中之紡嘴孔的形狀只要依構成要製造的絲狀纖維之單纖維的剖面形狀選擇即可。將源自紡嘴的紡出紗以冷卻風固化,施加工程油劑並拉取後,進行延伸及熱處理,藉此得到聚醯胺纖維。
又,在從紡嘴吐出前的階段,藉由金屬纖維不織布過濾器或砂石等將聚醯胺樹脂過濾,會使紡紗操作穩定化,因而較佳。
紡嘴中之紡嘴孔的形狀只要依構成要製造的絲狀纖維之單纖維的剖面形狀選擇即可。將源自紡嘴的紡出紗以冷卻風固化,施加工程油劑並拉取後,進行延伸及熱處理,藉此得到聚醯胺纖維。
此外,聚醯胺纖維的油劑附著率較佳為0.5至1.5wt%。油劑附著率若為1.5wt%以下,則幾乎不會因為沾黏(黏性)而使緯紗難以飛走,且不會因為交絡造成收束為單紗收束以上的單紗收束過佳而減少表觀剖面積,導致緯紗搬送介質的空氣或水漸漸喪失緯紗搬送力之情形,織造穩定性良好。另一方面,油劑附著率若為0.5wt%以上,則能夠藉由適當的摩擦減低效果而順暢地供給緯紗,故織造不用停機而生產性優異。
(聚醯胺基布)
又,亦可將藉由本實施形態之製造法所得之聚醯胺進行熔融紡紗後,作成聚醯胺基布。
織造中,織機可使用噴水式織機、噴氣式織機、劍桅式織機等。氣囊用基布為高密度織物,在整經步驟及織造步驟中,較佳係提高經紗張力而步驟通過性良好地製造。在織造時將經紗張力設為較高,營造有效的打緯條件,藉此能夠形成高密度織物。
織造而成的織物可藉由精練步驟將聚醯胺纖維的工程油劑洗除。
精練步驟可選擇溫水或加壓熱水等,處理步驟可為1階段或2階段以上的多階段處理。又,施加以往公知的精練劑而施予精練亦為較佳。
織物較佳係藉由熱定型步驟進行熱固定。熱定型溫度較佳為110℃以上200℃以下,熱定型時間只要在0.1分鐘以上30分鐘以下的範圍內適當選擇即可。繼而,較佳係在熱定型步驟使織物收縮力保持既定力度的狀態下使其繃緊,並同時進行乾燥。若將織物熱固定,則能使後續樹脂塗佈步驟的加工性穩定化。
精練步驟後之織物可在熱定型步驟前視需要施予乾燥處理。乾燥溫度較佳為80℃以上130℃以下的範圍,更佳為100℃以上120℃以下。又,處理時間較佳係在0.1分鐘以上30分鐘以下進行適當選擇。乾燥可在織物為鬆弛之狀態下進行,亦可在織物為繃緊之狀態下進行。
聚醯胺基布可以是經過熱定型步驟而使用於無塗覆基布,但也可以塗覆矽、胺酯等塗佈劑、熱積層薄膜狀的膜等。
就塗佈於織物表面的方法而言,可採用:使織物浸漬於樹脂溶液槽後,使用壓吸機、真空機、甚至是塗佈刮刀等使多餘的樹脂形成塗覆/均勻化的方法;使用缺角輪塗佈機等棒式塗佈法、噴霧裝置或成形裝置而吹附樹脂的方法等。該等之中,從均勻且少量塗佈樹脂的觀點來看,較佳為刮刀塗佈的方法。
塗裝量為5g/m2以上100g/m2以下,更佳為10g/m2以上70g/m2以下,又更佳為15g/m2以上30g/m2以下,以5g/m2以上的塗佈量可得到需要的氣密性。另一方面,藉由100g/m2以下的塗佈量,能夠使塗佈織物具有柔軟性、收納性良好、抑制容器整體的重量。
[發明(VI)]
以下說明本發明(VI)。於本發明(VI)中,可適當併入本發明(I)至(V)、(VII)的條件。
<聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法>
藉由本實施形態(VI)進行之聚醯胺的製造方法、聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法、以及聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法(以下亦簡稱為「本實施形態的製造方法」),係從聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物
中將聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯回收,以製造聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯之方法;該製造方法包含:將前述摻和物與含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液混合,而得到溶解有前述聚醯胺的聚醯胺溶解液之步驟;以及,將前述聚醯胺溶解液及/或前述聚對苯二甲酸乙二酯分離回收之步驟。
(聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物)
首先說明本實施形態的製造方法所使用的摻和物。
作為本實施形態的製造方法的材料使用之摻和物為聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物。此外,前述摻和物只要是至少含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯者即可,亦可視需要含有其他成分。
其他成分並無特別限定,可列舉將聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物予以被覆的成分、或塗佈的成分等。被覆的成分可列舉樹脂,例如可列舉聚矽氧樹脂、胺酯樹脂等,但不限定於此。塗佈的成分可列舉潤滑油等。
在此,前述摻和物的形狀等並無特別限定,從可更享受本發明帶來之效果的觀點來看,較佳為織布(噴水式織機、噴氣式織機、劍桅式織機、氣囊用基布等),更佳為氣囊構件。
前述摻和物為如氣囊用基布般之高密度織物之情形時,由聚醯胺所構成之纖維與由聚對苯二甲酸乙二酯所構成之纖維係呈交纏狀態,而難以藉由習知分離方法充分分離。另一方面,在本實施形態中,藉由使聚醯胺溶解分離,可從摻和物中將聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯回收,即使前述
摻和物為織布,亦可以高效率且高產率地將聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯回收。
‧聚醯胺
前述聚醯胺可使用由二胺化合物與二羧酸化合物縮聚而成者、或如環狀內醯胺經開環聚合而成者般藉由醯胺鍵聚合而成之聚合物。
前述二胺化合物並無特別限定,可列舉乙二胺、三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、壬二胺、甲基戊二胺、對伸苯二胺等。
前述二羧酸化合物並無特別限定,可列舉草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等。
前述環狀內醯胺並無特別限定,可列舉ε-己內醯胺、十一碳內醯胺、月桂內醯胺等。
前述二胺化合物、前述二羧酸化合物及前述環狀內醯胺化合物的組合並無特別限定,亦可於各種類併用複數種化合物。聚六亞甲基己二醯胺(例如由六亞甲基二胺及己二酸所構成之聚六亞甲基己二醯胺)的溶解性高,適合本實施形態之聚醯胺的製造方法。
粉末化後的聚醯胺的粒徑、粒度分布的測定方法並無特別限定,可列舉雷射繞射法、雷射散射法、離心沉降法、粒子追蹤法、動態光散射法等。
又,前述聚醯胺例如可列舉:聚癸醯胺(尼龍6)、聚六亞甲基己二醯胺(尼龍66)、聚四亞甲基己二醯胺(尼龍46)、聚四亞甲基癸二醯胺(尼龍410)、聚五亞甲基己二醯胺(尼龍56)、聚五亞甲基癸二醯胺(尼龍
510)、聚六亞甲基癸二醯胺(尼龍610)、聚六亞甲基十二醯胺(尼龍612)、聚十亞甲基己二醯胺(尼龍106)、聚十亞甲基癸二醯胺(尼龍1010)、聚十亞甲基十二醯胺(尼龍1012)、聚十一烷醯胺(尼龍11)、聚十二烷醯胺(尼龍12)、聚癸醯胺/聚六亞甲基己二醯胺共聚物(尼龍6/66)、聚癸醯胺/聚六亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍6/6T)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍66/6T)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基間苯二甲醯胺共聚物(尼龍66/6I)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚六亞甲基間苯二甲醯胺共聚物(尼龍6T/6I)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚十一烷醯胺共聚物(尼龍6T/11)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚十二烷醯胺共聚物(尼龍6T/12)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚六亞甲基間苯二甲醯胺共聚物(尼龍66/6T/6I)、聚對苯二甲己二醯胺(尼龍XD6)、聚對苯二甲癸二醯胺(尼龍XD10)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚五亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍6T/5T)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺/聚-2-甲基五亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍6T/M5T)、聚五亞甲基對苯二甲醯胺/聚十亞甲基對苯二甲醯胺共聚物(尼龍5T/10T)、聚九亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍9T)、聚十亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍10T)、聚十二亞甲基對苯二甲醯胺(尼龍12T)等。此外,在此所稱之「/」係表示共聚物。此等聚醯胺可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
此等之中,前述聚醯胺較佳係使用選自由聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺46、聚醯胺610及聚醯胺612所組成之群組的1種,特佳係使用聚醯胺66。聚醯胺66本身為一般已知的聚醯胺樹脂,通常係藉由六亞甲基二胺與己二酸的縮聚而製造。或者,聚醯胺66亦可為下述共聚物:相對於全部單
體單元的總質量,含有未達30質量%之選自由內醯胺、胺基羧酸、及其他二胺與二羧酸的組合所組成之群組之至少1種以上的單體單元之共聚物。
又,該等聚醯胺可使用市售者,亦可使用公知的方法而製造。具體而言,聚醯胺的製造方法並無特別限制,例如可列舉使內醯胺開環聚合的方法、使ω-胺基羧酸自縮合的方法、使二胺及二羧酸縮合的方法等。
此外,前述聚醯胺中,將胺基末端基量除以羧基末端基量而得的值[NH2]/[COOH]較佳為0.5以上0.9以下。藉由[NH2]/[COOH]為前述範圍內,熔融混練時,玻璃纖維的表面與聚醯胺末端的交互作用更充分地變大,所得之組成物的物性充分變高。胺基末端基量及羧基末端基量例如可使用1H-NMR而測定。
又,前述聚醯胺可只由上述聚醯胺所構成,亦可為含有前述聚醯胺及其他成分的聚醯胺樹脂組成物。例如前述聚醯胺中可混合、附著、塗佈有其他樹脂、金屬等雜質作為其他成分。
從以短時間得到粒徑更大、粒度分布更小之粉末聚醯胺的觀點來看,相對於前述聚醯胺樹脂組成物100質量%,前述聚醯胺的質量比率較佳為30至100質量%,更佳為70質量%以上,又更佳為80質量%以上,又更佳為85質量%以上,特佳為100質量%。
此外,含有前述聚醯胺以外的雜質之情形時,可包含將將聚醯胺與該等雜質分離之步驟。分離的方法並無特別限定,若在聚醯胺樹脂組成物已溶解的狀態下雜質為不溶,則可藉由過濾、離心分離、沉降分離等方法進行分離。在雜質與聚醯胺一起溶解於溶劑之情形時,可考慮在溶
解狀態下藉由萃取分離、膜分離、電透析等進行之分離、或在後述的析出步驟中使聚醯胺析出後清洗等方法。
‧聚對苯二甲酸乙二酯
構成前述摻和物的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)通常具有下述所示之結構。
此外,前述摻和物中,前述聚對苯二甲酸乙二酯可作為纖維狀PET存在。該纖維狀PET可係藉由將PET樹脂進一步進行固相聚合、紡紗而得到的纖維狀的聚對苯二甲酸乙二酯。
此外,前述聚對苯二甲酸乙二酯可只由聚對苯二甲酸乙二酯所構成,亦可為含有前述聚對苯二甲酸乙二酯及其他成分的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂組成物。例如可將其他樹脂、金屬等雜質作為其他成分而混合、附著、塗佈於前述聚對苯二甲酸乙二酯中。
(得到聚醯胺溶解液之步驟)
接著,本實施形態的製造方法係包含將前述摻和物與含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液混合,而得到溶解有前述聚醯胺的聚醯胺溶解液之步驟。
藉由本步驟,可從前述聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物中只將前述聚醯胺熔融分離,故後續容易回收前述聚醯胺及/或前述聚對苯二甲酸乙二酯。又,因為只要將前述摻和物與既定的金屬氯化物醇溶液混合,便
可只將前述聚醯胺熔融分離,故能夠有效率且高產率地回收前述聚醯胺及/或前述聚對苯二甲酸乙二酯。
前述聚醯胺的溶解所使用的前述金屬氯化物醇溶液係含有金屬氯化物及醇類。此外,亦可視需要而進一步含有金屬氯化物及醇類以外之成分。
其中,從前述聚醯胺的溶解度的觀點來看,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,前述金屬氯化物與前述醇類的合計質量比率較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,又更佳為100質量%。
前述醇類可列舉甲醇、乙醇、直鏈狀或分枝鏈狀的丙醇、直鏈狀或分枝鏈狀的丁醇、該等的組合等。其中,從聚醯胺的溶解度的觀點來看,較佳為甲醇、乙醇、或該等的組合,更佳為甲醇。又,前述醇類亦可視需要含有各種二醇。
相對於前述金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率較佳為10至50質量%,更佳為15至25質量%。前述質量比率未達10質量%時,聚醯胺的溶解量少,需要大量的溶劑。又,超過50質量%時,金屬氯化物易溶解不完全而殘留,容易作為雜質混入。
前述金屬氯化物可列舉氯化鋅、氯化鎂、氯化鈣等,較佳為氯化鋅、氯化鈣,最佳為氯化鈣。
前述金屬氯化物較佳為無水物。混入水時,聚醯胺的溶解度會降低。但是,在溶解度能夠容許的範圍內混合水合物(例如若為氯化鈣則為二水合物)亦無妨。
前述金屬氯化物中之水的質量比率較佳為30質量%以下,更佳為1質量%以下,又更佳為0.1質量%以下,特佳係不含水。
又,在前述得到聚醯胺溶解液之步驟中,將前述摻和物與前述金屬氯化物醇溶液混合時的溫度較佳為30至90℃,更佳為40至60℃。此外,溫度低時溶解會變慢,超過90℃時溫度變得比沸點更高,從腐蝕性、分解性的觀點來看為不佳。
此外,前述溫度可為固定,亦可在前述範圍內變化。
前述聚醯胺的溶解可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,聚醯胺的溶解速度得到提升。
為連續式之情形時,可對固體連續地流通溶劑,亦可使溶液循環。進行循環者因可減少所使用的溶劑,故為較佳。
將前述聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物與金屬氯化物醇溶液混合,使前述聚醯胺溶解時所使用的容器的形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
前述聚醯胺的溶解時間並無特別限定,較佳為5分鐘至100小時。
在前述得到聚醯胺溶解液之步驟中,相對於前述金屬氯化物醇溶液,前述摻和物中之聚醯胺的質量比率並無特別限定,較佳為3至15質量%,又更佳為5至13質量%。未達3質量%時,需要的溶劑變得過多,超過15質量%時,前述聚醯胺溶解液的黏度變高,而產生溶解時間的長時間化、操作性的劣化。
(將聚醯胺溶解液分離回收之步驟)
在本實施形態之聚醯胺的製造方法、以及聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法中,於前述得到聚醯胺溶解液之步驟後,更包含將前述聚醯胺溶解液分離回收之步驟。
藉由該步驟,可從未溶解而殘留的聚對苯二甲酸乙二酯將前述聚醯胺溶解液中所含之聚醯胺分離並回收。
前述將聚醯胺溶解液分離回收之方法並無特別限定,藉由將未溶解於前述聚醯胺溶解液中而殘留的聚對苯二甲酸乙二酯利用過濾等移除,可只將前述聚醯胺分離並回收。
此外,前述將聚醯胺溶解液分離回收之步驟只要在前述得到聚醯胺溶解液之步驟後即可,亦可係在經過後述得到醇稀釋液之步驟後實施。例如:在高溫狀態稀釋,並以未析出聚醯胺的狀態進行分離,然後冷卻而將聚醯胺回收之情形等。
此外,在本實施形態的製造方法中,從將前述金屬氯化物醇溶液再利用的觀點來看,亦可進一步將金屬氯化物醇溶液進行濃縮。
例如可將前述聚醯胺回收步驟所得之含有金屬氯化物及醇的金屬醇溶液進行濃縮而再利用。前述濃縮的方法例如可列舉藉由加熱進行之濃縮等。
(將聚對苯二甲酸乙二酯分離回收之步驟)
本實施形態之聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法、以及聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法中,係於前述得到聚醯胺溶解液之步驟後,更包含將前述聚對苯二甲酸乙二酯分離回收之步驟。
藉由該步驟,可從前述聚醯胺溶解液中所含之聚醯胺中將未溶解而殘留的聚對苯二甲酸乙二酯分離並回收。
將前述聚對苯二甲酸乙二酯分離回收之方法並無特別限定,可藉由將未溶解於前述聚醯胺溶解液中而殘留的聚對苯二甲酸乙二酯利用過濾等取出,而進行分離回收。
此外,將前述聚對苯二甲酸乙二酯分離回收之步驟只要在前述得到聚醯胺溶解液之步驟後即可,亦可在經過後述得到醇稀釋液之步驟後實施。
(聚醯胺的析出/回收步驟)
又,本實施形態的製造方法較佳係於前述得到聚醯胺溶解液之步驟後、或將前述聚醯胺溶解液及/或前述聚對苯二甲酸乙二酯進行分離回收之步驟後,更包含析出、回收聚醯胺之步驟。
雖然也可以從前述聚醯胺溶解液回收聚醯胺,但從進一步提升回收效率的觀點來看,較佳係在使聚醯胺從前述聚醯胺溶解液析出後再回收聚醯胺。
就從前述含有聚醯胺的溶液中將聚醯胺回收之方法而言,可列舉使聚醯胺析出的方法。使聚醯胺從前述含有聚醯胺的溶液析出之方法並無特別限定,能夠因應溶解的狀態而為多種析出方法。
藉由加熱進行溶解之情形時,可考量利用聚醯胺的溶解度的溫度相依性而藉由冷卻進行析出。此時,係不在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加追加的溶劑地使已溶解的聚醯胺從該溶液中析出,而得到析出的聚醯胺。
溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,可藉由將含有聚醯胺的溶液與聚醯胺的不良溶劑混合,使溶解度降低而析出。此時,係在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加不良溶劑後,使已溶解的聚醯胺從該溶液中析出,而得到析出的聚醯胺。不良溶劑並無特別限定,例如可列舉水以及乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。將不良溶劑添加於聚醯胺的方法可為將含有聚醯胺的溶液添加於不良溶劑的方法、或將不良溶劑添加於含有聚醯胺的溶液的方法之任一者,添加時的添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
不良溶劑的添加量並無特別限定,相對於含有聚醯胺的溶液的質量,較佳為0.5至50倍的質量,更佳為1至10倍的質量。添加量愈少則回收率愈低,添加量愈多則溶液量愈多,在處理時需耗費時間與能量。
溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,亦可藉由降低氯化鈣的濃度來降低聚醯胺的溶解度。為了降低氯化鈣的濃度而添加甲醇的方法並無特別限定,可為將含有聚醯胺的溶液添加於甲醇的方法、或將甲醇添加於含有聚醯胺的溶液的方法之任一者,添加時的添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
此外,容器的形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
此外,析出的聚醯胺較佳係藉由固液分離進行回收。固液分離的方法例如可列舉過濾、離心分離及沉降分離等。任一方法都可以採用批次式及連續式之任一者。
固液分離所得之聚醯胺較佳係以溶劑進行清洗。清洗液並無特別限定,例如能夠使用析出時的液體部分組成的溶液、良溶劑、及可將
氯化鈣等溶解之溶劑。在此使用之追加的清洗液例如為水、以及甲醇、乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。追加的清洗液較佳為甲醇。清洗可視需要進行複數次。
清洗方法並無特別限定,可列舉批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置等固液分離裝置中放有固體的狀態下流通水而進行連續清洗的方法及組合該等的方法等。
清洗後的聚醯胺可利用加熱及/或減壓將清洗溶劑餾出而形成乾燥固體,藉此得到粉末聚醯胺。
此外,回收的聚醯胺的形狀並無特別限定,可列舉使聚醯胺熔融而作成顆粒者、或先暫時溶解於溶劑且在之後使其析出而呈粉末狀者、配合處理條件使粉末凝聚成錠狀者等。
(聚醯胺纖維的紡紗)
又,亦可對所得之聚醯胺進行熔融紡紗,而製造聚醯胺纖維。
熔融紡紗之紡紗溫度較佳為290℃以上310℃以下。藉由將紡紗溫度設定為310℃以下,聚醯胺的熱分解得到抑制,因而較佳,更佳為300℃以下,又更佳為295℃以下。另一方面,藉由紡紗溫度為290℃以上,聚醯胺顯示充分的熔融流動性,使吐出孔間的吐出量均勻化,可進行高倍率延伸,因而較佳。
熔融紡紗步驟中之滯留時間(聚醯胺樹脂熔融而從紡嘴吐出為止之時間)愈短愈佳。滯留時間較佳為30分鐘以下,更佳為15分鐘以下,又更佳為0.5分鐘以上7分鐘以下。由於在熔融溫度下聚合物中之環戊酮類會增加,故較佳為短時間。
為了達成在高溫、高濕的環境下的熱穩定性,相對於聚醯胺,係以使銅濃度成為1至500ppm之方式添加銅化合物為較佳,更佳為30至500ppm。藉此,即使在高溫、高濕的環境下長時間放置,或被長期暴露在含有大量臭氧的環境下,也能夠極有效地抑制機械性能的降低。前述含銅率未達30ppm時,耐熱強度保持率會降低,添加量超過500ppm時,強度會降低。
就銅化合物而言,其種類並無特別限制,例如較佳可使用乙酸銅等有機銅鹽,或氯化銅(I)、氯化銅(II)等鹵化銅等。銅化合物更佳係與金屬鹵化物併用。金屬鹵化物例如可列舉碘化鉀、溴化鉀、氯化鉀等。本實施形態中之較佳的組合為碘化銅(I)與碘化鉀、及乙酸銅與碘化鉀。此外,聚醯胺中之含銅量可藉由原子吸光法或比色法等而測定。
雖不受限於下述者,但亦可添加受阻酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑等有機系抗氧化劑;熱穩定劑;受阻胺系、二苯基甲酮系、咪唑系等的光穩定劑;紫外線吸收劑等作為穩定劑。添加量只要選擇適當的量即可,相對於聚醯胺,可添加1至1000ppm。該等添加劑可單獨使用1種,亦可組合複數種使用。
又,熔融紡紗步驟中,熔融部較佳係使用1軸或2軸的擠出機。藉由該擠出機可一邊對聚醯胺樹脂施加適當的壓力,一邊導引至聚合物配管、齒輪泵、紡紗組件。
又,在從紡嘴吐出前的階段,藉由金屬纖維不織布過濾器或砂石等將聚醯胺樹脂過濾,會使紡紗操作穩定化,因而較佳。
紡嘴中之紡嘴孔的形狀只要依構成要製造的絲狀纖維之單纖維的剖面形狀選擇即可。將源自紡嘴的紡出紗以冷卻風固化,施加工程油劑並拉取後,進行延伸及熱處理,藉此得到聚醯胺纖維。
又,在從紡嘴吐出前的階段,藉由金屬纖維不織布過濾器或砂石等將聚醯胺樹脂過濾,會使紡紗操作穩定化,因而較佳。
紡嘴中之紡嘴孔的形狀只要依構成要製造的絲狀纖維之單纖維的剖面形狀選擇即可。將源自紡嘴的紡出紗以冷卻風固化,施加工程油劑並拉取後,進行延伸及熱處理,藉此得到聚醯胺纖維。
[發明(VII)]
以下說明本發明(VII)。在本發明(VII)中,可適當併入本發明(I)至(VI)的條件。
本實施形態(VII)之再生聚醯胺的製造方法係製造以含有經胺酯樹脂被覆的聚醯胺之混合物作為原料之再生聚醯胺的方法,該製造方法包含:將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與上述混合物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;在上述溶解步驟中,上述聚醯胺溶解液中之聚醯胺的質量比率為5至15質量%。
又,另一本實施形態(VII)之再生聚醯胺的製造方法係製造以含有經胺酯樹脂被覆的聚醯胺之混合物作為原料之再生聚醯胺的方法,該製造方法包含:將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與上述混合物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;上述溶解步驟中,上述聚醯胺溶解液於25℃的黏度為10至20000mPa.s。
本實施形態(VII)之製造方法例如可為經過下述步驟之再生聚醯胺的製造方法:藉由經調控水分量的金屬氯化物醇溶液,從經胺酯被覆之聚醯胺基布溶解萃取聚醯胺之步驟。
說明本實施形態(VII)的製造方法所使用的化合物等。
<混合物>
(聚醯胺)
上述聚醯胺可使用由二胺化合物與二羧酸化合物縮聚而成者、或如環狀內醯胺經開環聚合而成者般藉由醯胺鍵聚合而成之聚合物。
上述二胺化合物並無特別限定,可列舉乙二胺、三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、壬二胺、甲基戊二胺、對伸苯二胺等。
上述二羧酸化合物並無特別限定,可列舉草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等。
上述環狀內醯胺並無特別限定,可列舉ε-己內醯胺、十一碳內醯胺、月桂內醯胺等。
上述二胺化合物、上述二羧酸化合物及上述環狀內醯胺化合物的組合並無特別限定,亦可於各種類併用複數種化合物。聚六亞甲基己二醯胺(尼龍66)(例如由六亞甲基二胺及己二酸所構成之聚六亞甲基己二醯胺)的溶解性高,適合本實施形態之聚醯胺的製造方法。
上述混合物含有經胺酯樹脂被覆之聚醯胺。可為只由經胺酯樹脂被覆之聚醯胺所構成之混合物,亦可更含有其他成分。
其中,從再生聚醯胺的製造效率的觀點來看,相對於混合物100質量%,經胺酯樹脂被覆之聚醯胺的質量比率較佳為30至100質量%,更佳為60質量%以上,又更佳為70質量%以上,特佳為80質量%以上。
聚胺酯樹脂可藉由多元醇成分與聚異氰酸酯成分的反應而得到,上述多元醇成分可列舉聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇等。
上述胺酯樹脂並無特別限定,可列舉聚酯系聚胺酯樹脂、聚醚系聚胺酯樹脂、聚碳酸酯系聚胺酯樹脂等。胺酯樹脂中可添加由環氧樹脂、三聚氰胺、多官能異氰酸酯等所構成之交聯劑、碳二亞胺系抗水解劑、苯酚類、芳香族胺抗氧化劑、和水楊酸系、二苯基甲酮系、苯并三唑系衍生物等紫外線吸收劑,硫脲等阻燃劑。
經胺酯樹脂被覆之上述聚醯胺除了被覆胺酯樹脂以外,亦可施予其他被覆物質。其他被覆物質的種類並無特別限定,可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚酯、氟樹脂等。較佳係不溶解於溶解所使用的金屬氯化物醇溶液者。被覆樹脂係以不含有聚矽氧樹脂為較佳。
經胺酯樹脂被覆之聚醯胺可為聚醯胺的回收再生原料,例如可列舉使用聚醯胺作為原料之纖維、所謂汽車零件、電氣製品零件之成形品的工程邊材、和廢棄物。具體而言,可列舉衣料品類、氣囊、輪胎簾布股線、引擎室內或進氣系統、燃料系統的零件、連接器、漁網、單向強化膠帶等工程邊材或廢棄物。
上述混合物可含有縫線。縫線的材質並無特別限定,與基布同樣為聚醯胺時,因可回收作為再生聚醯胺之故而為較佳。
<金屬氯化物醇溶液>
溶解聚醯胺的溶劑係使用金屬氯化物醇溶液。
上述金屬氯化物醇溶液係含有金屬氯化物及醇,且可含有其他成分。其中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,上述金屬氯化物與上述醇的合計質量比率較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,又更佳為100質量%。
上述金屬氯化物並無特別限定,可列舉氯化鋅、氯化鎂、氯化鈣等,較佳為氯化鋅、氯化鈣,最佳為氯化鈣。原料所使用的金屬氯化物可為無水物或水合物。
相對於上述金屬氯化物醇溶液100質量%,上述金屬氯化物的質量比率較佳為10至25質量%。未達10質量%時,聚醯胺的溶解量少,需要大量的溶劑。超過25質量%時,金屬氯化物易溶解不完全而殘留,容易作為雜質混入。
上述金屬氯化物醇溶液中之水分並無特別限定,相對於溶液中之金屬氯化物1莫耳,水較佳為4莫耳以下。
上述醇可列舉甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇等。其中,從聚醯胺的溶解度的觀點來看,較佳為甲醇。
上述金屬氯化物與上述醇的混合方法雖無特別限定,但若為批次式,則較佳係進行攪拌。雖然即使不攪拌氯化鈣也會溶解,但較耗費時間,且有可能於組成上產生局部的不均勻。
聚醯胺的溶解所使用的上述金屬氯化物醇溶液,較佳為從溶解有源自聚醯胺基布的聚醯胺之金屬氯化物醇溶液中將聚醯胺分離而製造之溶液。若在聚醯胺的分離回收時,濃度、組成有所變化之情形下,則可
進行:藉由萃取、蒸餾等而將不需要的成分分離,藉由蒸餾進行之濃縮,藉由追加金屬氯化物及/或醇之濃度調整等。例如可將分離聚醯胺後的金屬氯化物醇溶液予以濃縮,而使用於本實施形態的製造方法。由於未將醇、金屬氯化物廢棄,故環境負荷小,且亦可將聚醯胺的分離回收時殘留於上清液的聚醯胺再回收,因此回收率提升。
以下說明本實施形態的製造方法中之各步驟。
<步驟1 溶解步驟>
上述溶解步驟係將含有經胺酯被覆之聚醯胺(例如經胺酯被覆之聚醯胺基布)的混合物與金屬氯化物醇溶液混合,而使聚醯胺溶解之步驟。藉由將上述混合物與上述金屬氯化物醇溶液混合,從上述混合物中之經胺酯被覆之聚醯胺溶解聚醯胺。
於本說明書中,將上述混合物與上述金屬氯化物醇溶液混合而成之溶液稱為「聚醯胺溶解液」。上述聚醯胺溶解液係含有已溶解的聚醯胺、被覆著聚醯胺的胺酯等。藉由從聚醯胺溶解液中將胺酯等被覆物分離,可得到「含有聚醯胺的溶液」。
溶解所使用的聚醯胺基布的形狀並無特別限定。可以基布製造時的邊材或使用過的氣囊之原本形狀而添加,亦可因應溶解所使用的裝置的大小而裁切。
將上述混合物與上述金屬氯化物醇溶液混合時的溫度並無特別限定,較佳為30至90℃,更佳為40至90℃,又更佳為40至60℃。未達30℃時溶解會變慢,超過90℃時溫度變得比沸點更高,從腐蝕性、分解性的觀點來看為不佳。
溶解可為批次式、連續式之任一者。
為批次式之情形時,對於攪拌並無特別限定,惟較佳係進行攪拌。藉由攪拌,聚醯胺固體的溶解速度得到提升。
為連續式之情形時,可對固體連續地流通溶劑,亦可使溶液循環。進行循環者因可減少所使用的溶劑,故為較佳。
上述溶解步驟中使用的容器之形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
將混合物與金屬氯化物醇溶液混合的時間並無特別限定,較佳為5分鐘至100小時。
上述聚醯胺溶解液100質量%中之聚醯胺的質量比率較佳為5至15質量%,更佳為7至13質量%。未達5質量%時,需要的溶劑變得過多,超過15質量%時,黏度變高而產生溶解時間的長時間化、操作性的劣化。
又,上述含有聚醯胺的溶液100質量%中之聚醯胺的質量比率較佳為5至15質量%,更佳為7至13質量%。未達5質量%時,需要的溶劑變得過多,超過15質量%時,黏度變高而產生混合時間的長時間化、操作性的劣化。
上述聚醯胺溶解液於25℃的黏度較佳為10至20000mPa.s,更佳為10至10000mPa.s,又更佳為10至3000mPa.s。雖然黏度愈高時聚合物的濃度也愈高,但會因基布的貼附等使聚醯胺的溶解效率降低。
又,上述含有聚醯胺的溶液於25℃的黏度較佳為10至20000mPa.s,更佳為10至10000mPa.s,又更佳為10至3000mPa.s。
從聚醯胺溶解液將胺酯樹脂分離之方法並無特別限定,可列舉從溶解層將胺酯樹脂撈起的方法、過濾、離心分離、沉降分離等,亦可組合該等。由於聚醯胺溶解時有可能產生胺酯樹脂的細微碎片,故較佳係藉由過濾或組合有過濾的方法將細微碎片移除。
經胺酯樹脂被覆之聚醯胺的其他被覆物亦以與胺酯樹脂同時移除為較佳。
由於分離後的胺酯樹脂及其他被覆物係附著有含有聚醯胺的溶液,故較佳係清洗而將含有聚醯胺的溶液回收。清洗的溶劑並無特別限定,較佳為氯化鈣甲醇溶液。清洗方法並無特別限定,可列舉在槽型反應器內攪拌清洗、或在過濾器內流通清洗等。
<聚醯胺回收步驟>
上述聚醯胺回收步驟係從上述溶解步驟所得之已移除胺酯樹脂的含有聚醯胺的溶液中將聚醯胺回收之步驟。
雖然也可以從上述聚醯胺溶解液中將聚醯胺回收,但從進一步提升回收效率的觀點來看,較佳係在將胺酯樹脂等被覆物去除後,從含有聚醯胺的溶液中將聚醯胺回收。
就從含有聚醯胺的溶液中將聚醯胺回收的方法而言,可列舉使聚醯胺析出的方法。從上述含有聚醯胺的溶液使聚醯胺析出的方法並無特別限定,能夠因應溶解的狀態而為多種析出方法。
藉由加熱進行溶解之情形時,可考量利用聚醯胺的溶解度的溫度相依性而藉由冷卻進行析出。此時,係不在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加追加的溶劑地使已溶解的聚醯胺從該溶液析出,而得到析出的聚醯胺。
溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,可藉由將含有聚醯胺的溶液與聚醯胺的不良溶劑混合,使溶解度降低而析出。此時,係在含有已溶解的聚醯胺的溶液中添加不良溶劑後,使已溶解的聚醯胺從該溶液中析出,而得到析出的聚醯胺。不良溶劑並無特別限定,例如可列舉水、以及乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。將不良溶劑添加於聚醯胺的方法可為將含有聚醯胺的溶液添加於不良溶劑的方法、或將不良溶劑添加於含有聚醯胺的溶液的方法之任一者,添加時的添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
不良溶劑的添加量並無特別限定,相對於含有聚醯胺的溶液的質量,較佳為0.5至50倍的質量,更佳為1至10倍的質量。添加量愈少則回收率愈低,添加量愈多則溶液量愈多,在處理時需耗費時間與能量。
溶解時之溶解度的溫度相依性小之情形時,亦可藉由降低氯化鈣的濃度來降低聚醯胺的溶解度。為了降低氯化鈣的濃度而添加甲醇的方法並無特別限定,可為將含有聚醯胺的溶液添加於甲醇的方法、或將甲醇添加於含有聚醯胺的溶液的方法之任一者,添加時之添加速度、溫度及攪拌速度等並無特別限定。
容器的形狀並無特別限定,可使用槽型或循環型等任意形狀。
析出的聚醯胺較佳係藉由固液分離進行回收。固液分離的方法例如可列舉過濾、離心分離及沉降分離等。任一方法都可以採用批次式及連續式之任一者。
固液分離所得之聚醯胺較佳係以溶劑進行清洗。清洗液並無特別限定,例如能夠使用析出時的液體部分組成的溶液、良溶劑、及可將
氯化鈣等溶解之溶劑。在此使用之追加的清洗液例如為水、以及甲醇、乙醇、正丙醇及異丙醇等醇。追加的清洗液較佳為甲醇。清洗可視需要進行複數次。
清洗方法並無特別限定,可列舉批次清洗的方法、在過濾器或離心分離裝置等在固液分離裝置中放有固體的狀態下流通水而進行連續清洗的方法及組合該等的方法等。
清洗後的聚醯胺可利用加熱及/或減壓將清洗溶劑餾出而形成乾燥固體,藉此得到粉末聚醯胺。
如上所述,根據本實施形態,可提供一種從有用於作為工程塑膠的聚醯胺經胺酯被覆之混合物以高產率製造再生聚醯胺之方法。
<將金屬氯化物醇溶液濃縮之步驟>
從將金屬氯化物醇溶液再利用的觀點來看,本實施形態的製造方法中,可更包含將金屬氯化物醇溶液濃縮之步驟。
例如可將上述聚醯胺回收步驟所得之含有金屬氯化物及醇的金屬醇溶液濃縮而再利用。
上述濃縮的方法例如可列舉藉由加熱進行之濃縮等。
<再生聚醯胺>
藉由本實施形態之製造方法所製造之再生聚醯胺的形狀並無特別限定,可列舉再生時使聚醯胺熔融而作成顆粒者、或先暫時溶解於溶劑且在之後使其析出而呈粉末狀者、配合處理條件使粉末凝聚成錠狀者等。
上述再生聚醯胺可作為聚醯胺纖維、聚醯胺基布、氣囊等的原料使用。
(聚醯胺纖維的紡紗)
可將上述再生聚醯胺的纖維紡紗而形成聚醯胺基布。
熔融紡紗之紡紗溫度較佳為290℃以上310℃以下。藉由將紡紗溫度設定為310℃以下,聚醯胺的熱分解得到抑制,因而較佳,更佳為300℃以下,又更佳為295℃以下。另一方面,藉由紡紗溫度為290℃以上,聚醯胺顯示充分的熔融流動性,使吐出孔間的吐出量均勻化,可進行高倍率延伸,因而較佳。
熔融紡紗步驟中之滯留時間(聚醯胺樹脂熔融而從紡嘴吐出為止之時間)愈短愈佳。滯留時間較佳為30分鐘以下,更佳為15分鐘以下,又更佳為0.5分鐘以上7分鐘以下。由於在熔融溫度下聚合物中之環戊酮類會增加,故較佳為短時間。
為了達成在高溫、高濕的環境下的熱穩定性,相對於聚醯胺,係以使銅濃度成為1至500ppm之方式添加銅化合物為較佳,更佳為30至500ppm。藉此,即使在高溫、高濕的環境下長時間放置、或被長期暴露在含有大量臭氧的環境下,也能夠極有效地抑制機械性能的降低。上述含銅率未達30ppm時耐熱強度保持率會降低,添加量超過500ppm時強度會降低。
就銅化合物而言,其種類並無特別限制,例如較佳可使用乙酸銅等有機銅鹽、或氯化銅(I)、氯化銅(II)等鹵化銅等。銅化合物更佳係與金屬鹵化物併用。金屬鹵化物例如可列舉碘化鉀、溴化鉀、氯化鉀等。本實施形態之較佳的組合為碘化銅(I)與碘化鉀、及乙酸銅與碘化鉀。此外,聚醯胺中之含銅量可藉由原子吸光法或比色法等而測定。
雖不受限於下述者,但亦可添加受阻酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑等有機系抗氧化劑;熱穩定劑;受阻胺系、二苯基甲酮系、咪唑系等的光穩定劑;紫外線吸收劑等作為穩定劑。添加量只要選擇適當的量即可,相對於聚醯胺,可添加1至1000質量ppm。該等添加劑可只單獨使用1種,亦可組合複數種使用。
又,熔融紡紗步驟中,熔融部較佳係使用1軸或2軸的擠出機。藉由該擠出機可一邊對聚醯胺樹脂施加適當的壓力,一邊導引至聚合物配管、齒輪泵、紡紗組件。
又,在從紡嘴吐出前的階段,藉由金屬纖維不織布過濾器或砂石等將聚醯胺樹脂過濾,會使紡紗操作穩定化,因而較佳。
紡嘴中之紡嘴孔的形狀只要依構成要製造的絲狀纖維之單纖維的剖面形狀選擇即可。將源自紡嘴的紡出紗以冷卻風固化,施加工程油劑並拉取後,進行延伸及熱處理,藉此得到聚醯胺纖維。
聚醯胺纖維的油劑附著率較佳為0.5至1.5wt%。油劑附著率若為1.5wt%以下,則幾乎不會因為沾黏(黏性)而使緯紗難以飛走,且不會因為交絡造成收束為單紗收束以上的單紗收束過佳而減少表觀剖面積,導致緯紗搬送介質的空氣或水漸漸喪失緯紗搬送力之情形,織造穩定性良好。另一方面,油劑附著率若為0.5wt%以上,則能夠藉由適當的摩擦減低效果而順暢地供給緯紗,故織造不用停機而生產性優異。
(聚醯胺基布)
織造中,織機可使用噴水式織機、噴氣式織機、劍桅式織機等。氣囊用基布為高密度織物,在整經步驟及織造步驟中,較佳係提高經紗張力而
步驟通過性良好地製造。在織造時將經紗張力設為較高,營造有效的打緯條件,藉此能夠形成高密度織物。
織造而的織物可藉由精練步驟將聚醯胺纖維的工程油劑洗除。
精練步驟可選擇溫水或加壓熱水等,處理步驟可為1階段或2階段以上的多階段處理。又,施加以往公知的精練劑而施予精練亦為較佳。
織物較佳係藉由熱定型步驟進行熱固定。熱定型溫度較佳為110℃以上200℃以下,熱定型時間只要在0.1分鐘以上30分鐘以下的範圍內適當選擇即可。繼而,較佳係在熱定型步驟使織物收縮力保持既定力度的狀態下使其繃緊,並同時進行乾燥。若將織物熱固定,則能使後續樹脂塗佈步驟的步驟性穩定化。
精練步驟後之織物可在熱定型步驟前視需要施予乾燥處理。乾燥溫度較佳為80℃以上130℃以下的範圍,更佳為100℃以上120℃以下。又,處理時間較佳係在0.1分鐘以上30分鐘以下進行適當選擇。乾燥可在織物為鬆弛之狀態下進行,亦可在織物為繃緊之狀態下進行。
聚醯胺基布可以是經過熱定型步驟而使用於無塗覆基布,但也可以塗覆矽、胺酯等塗佈劑、熱積層薄膜狀的膜等。
就塗佈於織物表面的方法而言,可採用:使織物浸漬於樹脂溶液槽後,使用壓吸機、真空機、甚至是塗佈刮刀等使多餘的樹脂形成塗覆/均勻化的方法;使用缺角輪塗佈機等棒式塗佈法、噴霧裝置或成形裝置而吹附樹脂的方法等。該等之中,從均勻且少量塗佈樹脂的觀點來看,較佳為刮刀塗佈的方法。
塗裝量為5g/m2以上100g/m2以下,更佳為10g/m2以上70g/m2以下,又更佳為15g/m2以上30g/m2以下,以5g/m2以上的塗佈量可得到需要的氣密性。另一方面,藉由100g/m2以下的塗佈量,能夠使塗佈織物具有柔軟性、收納性良好、抑制容器整體的重量。
<氣囊>
氣囊只要從駕駛座、副駕駛座、側面(包含側方防護氣簾)、後座等通常使用的氣囊適當選擇即可,氣囊的袋體的裁切形狀亦可為圓形、長圓形、橢圓形、矩形、多邊形、或該等的組合等之任一者,只要滿足所期望的展開形狀即可。
縫口形狀係有單一直線或複數條並排直線、鋸齒狀、併用直線與鋸齒、直線與斜線等。縫法亦可為平縫、雙鏈縫等通常使用者,針腳間距亦只要從20至60針/10cm的範圍內選出即可。又,縫線粗度亦只要從420d至3000d中選出即可,紗的材質亦可使用聚醯胺纖維、聚酯纖維、維尼綸系纖維、芳綸系纖維、玻璃纖維等市售的縫線。
(實施例)
以下使用本發明之實施例來更詳細地進行說明,但本發明並不限定於該等實施例。
說明本發明(I)之實施例。
實施例及比較例中所使用的分析方法如下所述。
<粒度分布>
(1)粒徑分布測定裝置
測定裝置:MT3300EX(Microtrac MRB)
穿透性:穿透
溶劑:水
分布:體積
根據分析結果,將中位粒徑作為粒徑表示。中位粒徑係指針對某個粉體,大於該粒徑的粒子與小於該粒徑的粒子的數量會相等之粒徑。又,將由下述通式(1)所導出的數值設為S時,係以「10S」表示之數值作為跨距,並以此作為粒度分布的指標。該值愈接近1則表示粒度分布愈窄。
S=log(d90/d10)/log(d50)…(1)
[在此,上述式(1)中,dn(n表示10、50或90)係指將所得之粉末聚醯胺藉由雷射繞射/散射法的方法測定粒度分布,相對於整體的粒子數的粒徑小於dn之粒子的數量為n%時之粒徑]
此外,d50為中位粒徑。
[實施例1]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺66顆粒10g及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4200mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇進行稀釋。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液
中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為7次,清洗液量為350g。相對於原料的聚醯胺66顆粒的質量(g),清洗液的質量(g)為35。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。於所得之每1g的粉末聚醯胺66當中,粉末聚醯胺中所含之溶液質量(g)為3.3。
[實施例2至8][比較例1至4]
除了將金屬氯化物醇溶液設為表1所記載之組成以外,其餘進行與實施例1同樣的操作,將結果表示於表1。
[實施例9]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺66顆粒10g及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,並以一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4200mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇進行稀釋。添加的期間,內溫降低至45℃。此時,將上清液進行採樣並算出所析出的聚醯胺的含量,在此時間點的析出量為原料所使用的聚醯胺66的0.7重量%。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例10]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺6顆粒10g及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺6溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。
所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為2500mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加甲醇水溶液(甲醇150.0g、水60.0g)進行稀釋。添加的期間,內溫保持65℃以上。在添加甲醇水溶液後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為41g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.4kJ。
[實施例11]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺66顆粒10g及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣乙醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4100mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的乙醇進行稀釋。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加乙醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為44g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。由乙
醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量達到1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例12]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺66顆粒10g及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4200mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇進行稀釋。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加水50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由水的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為7次,清洗液量為350g。在為了使乾燥容易進行而以甲醇進行溶劑置換後,將固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[參考例1]
將由實施例1所得之濾液及清洗液全部混合而成的氯化鈣甲醇溶液秤量400g至1L的茄型燒瓶,並以旋轉蒸發器進行濃縮,而得到濃縮液100g。所得之溶液中氯化鈣24.9g、水分量8.7g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2.1),且可作為聚醯胺的溶解所使用的氯化鈣甲醇溶液使用。
[參考例2]
將由實施例12所得之濾液及清洗液全部混合而成的氯化鈣甲醇溶液秤量450g至1L的茄型燒瓶,並以旋轉蒸發器進行濃縮,而得到濃縮液100g。所得之溶液為含有氯化鈣24.9g的水溶液,甲醇含量為1.2%。由於清洗所使用的水的沸點係高於甲醇,故濃縮液並無法用於溶解聚醯胺。
[實施例13]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺66顆粒10g及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4200mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇進行稀釋。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量為10質量%。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到
9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例14]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺66顆粒10g及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4200mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。過濾後的氯化鈣含量為25.8質量%。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,乾燥後的固體係粉末凝固而成為塊狀。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例15]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加氣囊基布11g(10g的聚醯胺66、聚矽氧被覆物1g)及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。使所得之聚醯胺加熱溶解液通過200篩目的不鏽鋼篩網而分離不溶物,並以孔徑10μm的薄膜過濾器進行加壓過濾。所得之溶液於25℃的黏度為4100mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一
邊添加220.0g的甲醇進行稀釋。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例16]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加氣囊基布18g(16.4g的聚醯胺66、1.6g聚矽氧被覆物)及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。使所得之溶液通過200篩目的不鏽鋼篩網而分離不溶物,並以孔徑10μm的薄膜過濾器進行加壓過濾。所得之溶液於25℃的黏度為43000mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇進行稀釋。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為34g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層
析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到10.1g(產率61.6%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.5kJ。
[參考例3]
於放置有攪拌子之200mL玻璃瓶中,秤量氯化鈣25.0g、水8.1g及甲醇67g並進行攪拌,而得到均勻的溶液。然後,添加氫氧化鈣0.01g並進行攪拌,得到白濁的溶液。於玻璃瓶中投入SUS316的篩網,在室溫浸漬100小時。上清液為無色透明的模樣。
[參考例4]
於放置有攪拌子之200mL玻璃瓶中,秤量氯化鈣25.0g、水8.1g及甲醇67g並進行攪拌,而得到均勻的溶液。然後,添加氫氧化鈣0.1g並進行攪拌,得到白濁的溶液。於玻璃瓶中投入SUS316的篩網,在室溫浸漬100小時。上清液係著色為黃色。
[實施例17]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺66顆粒10g及參考例3所調製的溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4200mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇進行稀釋。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從
油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。所得之聚醯胺為白色。鈣的含量為500質量ppm,相對於鈣的莫耳含量之鹵原子的莫耳含量為0.02倍。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例18]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加聚醯胺66顆粒10g及參考例4所調製的溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4200mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。
清洗次數為6次,清洗液量為300g。對將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。所得之聚醯胺稍微附著黃色。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例19]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加由聚醯胺66纖維及聚對苯二甲酸乙二酯纖維所構成之基布10.1g(10g的聚醯胺66、0.01g的聚對苯二甲酸乙二酯)及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。使所得之聚醯胺加熱溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網而分離不溶物。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4100mPa.s。一邊攪拌聚醯胺加熱溶解液,一邊添加220.0g的甲醇。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。對將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例20]
於放置有攪拌子之300m的三頸燒瓶中,添加衣服用基布邊材11g(10g的聚醯胺66、1g的聚胺酯被覆物)及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。將所得之溶液用離心分離機沉降後得到上清液,並將該上清液以孔徑10μm的薄膜過濾器進行加壓過濾。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4000mPa.s。一邊攪拌聚醯胺溶液,一邊添加220.0g的甲醇。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。對將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[實施例21]
於放置有攪拌子之300mL的三頸燒瓶中,添加輪胎簾布股線邊材10.5g(10g的聚醯胺66、1g的被覆RFL接著成分)及作為金屬氯化物醇溶液之25wt%氯化鈣甲醇溶液100g(氯化鈣25.0g、水分量8.1g(水的莫耳量/氯化鈣的莫耳量=2)),浸漬於80℃的油浴,一邊以磁力攪拌器攪拌12小
時,以使聚醯胺66溶解,而得到聚醯胺加熱溶解液。將所得之溶液用離心分離機沉降後得到上清液,並將該上清液以孔徑10μm的薄膜過濾器進行加壓過濾。所得之聚醯胺加熱溶解液於25℃的黏度為4000mPa.s。一邊攪拌聚醯胺溶液,一邊添加220.0g的甲醇。添加的期間,內溫保持65℃以上。添加甲醇後從油浴拉出進行冷卻。1小時後在到達30℃時停止攪拌,將固體析出物以10μm薄膜過濾器進行加壓過濾回收。濕潤狀態的過濾物的重量為43g。於過濾器添加甲醇50g,再次進行加壓過濾。將濾液中之氯化鈣量以離子層析進行分析,計算聚醯胺中之氯化鈣殘留量。重複進行由甲醇的追加起至氯化鈣殘留量的計算為止之操作,在殘留量成為1000ppm以下的時間點結束清洗。清洗次數為6次,清洗液量為300g。將清洗後的固體析出物以80℃的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到9.8g(產率98.0%)之粉末聚醯胺66。從所含之溶劑量算出之乾燥所需的能量係每1g的聚醯胺66為3.6kJ。
[參考例5]
於放置有攪拌子之1000mL的玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將玻璃瓶浸漬於水浴的情況下,一邊攪拌一邊添加甲醇110g。此時,未析出固體。將玻璃瓶浸漬於冰浴,並一邊攪拌一邊進行冷卻。此時內溫係以30分鐘從50℃降低至20℃,冷卻速度為60℃/小時。冷卻後,藉由抽氣過濾來回收析出固體65g。以水充分清洗,以40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.9g。
對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為41.4μm,跨距為1.75。
[參考例6]
於放置有攪拌子之1000mL的玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,浸漬於90℃的油浴,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將玻璃瓶浸漬於油浴的情況下,一邊攪拌一邊添加甲醇400g。此時,未析出固體。將玻璃瓶浸漬於冰浴,一邊攪拌一邊進行冷卻。此時內溫係以60分鐘從85℃降低至20℃,冷卻速度為65℃/小時。冷卻後,藉由抽氣過濾來回收析出固體64g。以水充分清洗,以40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.9g。
對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為40.5μm,跨距為2.00。
[參考例7]
於放置有攪拌子之1000mL的玻璃瓶中,添加3g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,浸漬於60℃的水浴,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將玻璃瓶浸漬於水浴的情況下,一邊攪拌一邊添加甲醇103g。此時,未析出固體。將玻璃瓶浸漬於冰浴,一邊攪拌一邊進行冷卻。此時內溫係以30分鐘從50℃降低至20℃,冷卻速度為60℃/小時。冷卻後,藉由抽氣過濾來回收析出固體23g。以水充分清洗,以40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺2.7g。
對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為20.4μm,跨距為2.57。
[參考例8]
於放置有攪拌子之1000mL的玻璃瓶中,添加18g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌24小時,一邊使聚醯胺溶解。將玻璃瓶漬浸於水浴的情況下,一邊攪拌一邊添加甲醇118g。此時,未析出固體。將玻璃瓶浸漬於冰浴,一邊攪拌一邊進行冷卻。此時內溫係以32分鐘從50℃降低至20℃,冷卻速度為56℃/小時。冷卻後,藉由抽氣過濾來回收析出固體125g。以水充分清洗,以40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺17.6g。
對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為21.5μm,跨距為2.28。
[參考例9]
於放置有攪拌子之1000mL的玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,浸漬於90℃的油浴,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將玻璃瓶浸漬於油浴的情況下,一邊攪拌一邊添加甲醇600g。此時,未析出固體。將玻璃瓶浸漬於冰浴,並一邊攪拌一邊進行冷卻。此時內溫係以70分鐘從85℃降低至20℃,冷卻速度為56℃/小時。冷卻後,藉由抽氣過濾來回收析出固體64g。以水充分清洗,在40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.9g。
對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為40.2m,跨距為2.95。
[參考例10]
於放置有攪拌子之1000mL的玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,浸漬於60℃的油浴,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將玻璃瓶浸漬於油浴的情況下,一邊攪拌一邊添加甲醇30g。此時,未析出固體。將玻璃瓶浸漬於冰浴,並一邊攪拌一邊進行冷卻。此時內溫係以30分鐘從50℃降低至20℃,冷卻速度為60℃/小時。冷卻後,藉由抽氣過濾來回收析出固體37g。以水充分清洗,在40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺6.5g。
對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為30.3μm,跨距為3.36。
[參考例11]
將所使用的聚醯胺變更為尼龍6而與實施例1同樣地得到粉末聚醯胺。對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為42.1μm,跨距為1.77。
[比較例5]
於放置有攪拌子之1000mL的玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將玻璃瓶漬浸於水浴的情況下,一邊攪拌一邊添加甲醇水溶液(將甲醇與水以重量比8:2混合)110g。此時,有固體析出。測定上清液的聚醯胺量,析出量為2.3g。將玻璃瓶浸漬於冰浴,並一邊攪拌一邊進行冷卻。此時內溫係以30分鐘從50℃降低至20℃,冷卻速度為60℃/小時。冷卻後,藉由抽氣過濾來回收析出固體65g。以水充分清洗,在40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.9g。
對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為30μm,跨距為6.28。
[比較例6]
於放置有攪拌子之1000mL的燒瓶中,添加10g的聚醯胺66、及210g的10wt%氯化鈣甲醇溶液,以油浴加熱至90℃後,於該狀態下以磁力攪拌器進行攪拌,但是並未溶解。
[比較例7]
於放置有攪拌子之1000mL的高壓釜中,添加10g的聚醯胺66、及210g的10wt%氯化鈣甲醇溶液,並予以密閉,以加熱器加熱至140℃後,於該狀態下一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。停止加熱,以冰浴進行冷卻。此時內溫係以150分鐘從140℃降低至20℃,冷卻速度為48℃/小時。冷卻後,藉由抽氣過濾來回收析出固體64g。以水充分清洗,在40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.9g。
對所得之聚醯胺進行分析,結果係得知中位粒徑為10μm,跨距為20.00。
[比較例8]
使用熱媒循環裝置,並將冷卻速度控制在5℃/小時,除此以外,係進行與比較例3同樣的操作而回收粉末聚醯胺64g。此時,冷卻時間為24小時。
對所得之聚醯胺進行分析的結果係中位粒徑為30μm,跨距為1.94。
說明本發明(II)之實施例。
實施例及比較例中所使用的分析方法如下所述。
[實施例1]
於放置有攪拌子之1000mL的玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,在50℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將玻璃瓶從水浴取出,一邊在室溫攪拌,一邊添加甲醇800g。確認固體析出後,將玻璃瓶在80℃的水浴中攪拌1小時。攪拌後,將玻璃瓶從水浴取出,藉由抽氣過濾來回收析出固體30g,以甲醇50g進行清洗2次。將回收的固形物轉移至放置有攪拌子之500mL的燒杯中,添加水100g而進行攪拌清洗,藉由減壓過濾進行固液分離。藉由對所得之濾液進行分析,計算殘留於固形物中之氯化鈣量,若相對於聚醯胺為1000ppm以上則重複進行水洗,在成為未達1000ppm的時間點結束水洗,水洗次數為4次,清洗水量為400g。又,回收的固形物為26g。在40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.9g。
[實施例2]
與實施例1同樣地溶解聚醯胺,使固體析出後,藉由抽氣過濾來回收析出固體,以甲醇50g進行清洗2次而回收固形物49g。將回收的固形物放入真空乾燥機,在50℃進行加熱減壓乾燥。將所得之固形物與實施例1同樣地進行水洗,水洗次數為4次,清洗水量為400g。又,回收的固形物為21g。在40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.9g。
[實施例3]
將所使用的聚醯胺變更為尼龍6,而與實施例1同樣地溶解聚醯胺,使固體析出後,藉由抽氣過濾來回收析出固體,以甲醇50g進行清洗2次而回收固形物47g。將回收的固形物放入真空乾燥機,在50℃進行加熱減壓乾燥。將所得之固形物與實施例1同樣地進行水洗,水洗次數為4次,
清洗水量為400g。又,回收的固形物為20g。在40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.7g。
[比較例1]
與實施例1同樣地溶解聚醯胺,使固體析出後,藉由抽氣過濾來回收析出固體,以甲醇50g進行清洗2次而回收固形物50g。將所得之固形物與實施例1同樣地進行水洗,水洗次數為10次,清洗水量為1000g。又,回收的固體為78g。在40℃進行真空乾燥,得到粉末聚醯胺9.9g。
說明本發明(III)之實施例。
本實施例中所使用之經聚矽氧被覆的尼龍66基布(以下稱為尼龍66基布),係使用其質量的10%由聚矽氧樹脂所構成之基布。
[實施例1]
於放置有攪拌子之300mL的玻璃瓶中,添加尼龍66基布10g、及20wt%氯化鈣甲醇溶液100g,浸漬於60℃的水浴中,並一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,以使聚醯胺溶解。聚醯胺溶解液的黏度為500mPa.s。使聚醯胺溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移除聚矽氧樹脂。將移除後的聚矽氧樹脂返回原本的1000mL玻璃瓶,以20wt%氯化鈣甲醇溶液5g進行清洗,再次通過篩網以與含有聚醯胺的溶液進行分離。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺8.8g(產率97.8%)。
[實施例2]
於放置有攪拌子之300mL的玻璃瓶中,添加尼龍66基布7g、及10wt%氯化鋅甲醇溶液100g,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌50小時,一邊使聚醯胺溶解。聚醯胺溶解液的黏度為100mPa.s。使聚醯胺溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移除聚矽氧樹脂。將移除後的聚矽氧樹脂返回原本的1000mL玻璃瓶,以10wt%氯化鋅甲醇溶液5g進行清洗,再次通過篩網而與含有聚醯胺的溶液進行分離。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺6.0g(產率95.2%)。
[實施例3]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,添加10g的尼龍6基布(與尼龍66基布同樣的聚矽氧樹脂含有率)、100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液(水分量1000ppm),浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。聚醯胺溶解液的黏度為400mPa.s。使聚醯胺溶液與聚矽氧樹脂的混合物通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移除聚矽氧樹脂。將移除後的聚矽氧樹脂返回原本的1000mL玻璃瓶,以20wt%氯化鈣甲醇溶液20g進行清洗,再次通過篩網而與含有聚醯胺的溶液進行分離。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺8.5g(產率94.4%)。
[實施例4]
將實施例1所得之濾液534g使用蒸發器予以濃縮,得到作為餾分之459g的甲醇、作為殘液之75g的20wt%氯化鈣甲醇溶液。
使用所得之殘液,與實施例1同樣地由尼龍66基布7.5g取得再生聚醯胺,而得到再生聚醯胺6.6g(產率97.8%)。
[比較例1]
於放置有攪拌子之300mL的玻璃瓶中,添加尼龍66基布25g、及飽和氯化鈣二水合物甲醇溶液100g,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌24小時,一邊使聚醯胺溶解。聚醯胺溶解液的黏度為35000mPa.s。使聚醯胺溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移除聚矽氧樹脂。將移除後的聚矽氧樹脂返回原本的1000mL玻璃瓶,以飽和氯化鈣二水合物甲醇溶液20g進行清洗,再次通過篩網而與含有聚醯胺的溶液進行分離。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺10.8g(產率48.0%)。將移除後的聚矽氧樹脂剝離時,可確認到於聚矽氧樹脂殘留尼龍66。
說明本發明(IV)之實施例。
[實施例1]
於放置有攪拌子之2000mL玻璃瓶中,添加無水氯化鈣無水物200g、氫氧化鈣20mg、及甲醇800g,並攪拌3小時而得到甲醇組成部。於玻璃
瓶中投入SUS316的篩網,在室溫浸漬100小時。上清液為無色透明的模樣。
[比較例1]
於放置有攪拌子之2000mL玻璃瓶中,添加無水氯化鈣200g、及甲醇800g,並攪拌3小時而得到甲醇組成部。於玻璃瓶中投入SUS316的篩網,在室溫浸漬100小時。上清液附著黃色。
[比較例2]
於放置有攪拌子之2000mL玻璃瓶中,添加無水氯化鈣200g、氫氧化鈉20mg、及甲醇800g,並攪拌3小時而得到甲醇組成部。其內部飛散有氯化鈉的小片。於玻璃瓶中投入SUS316的篩網,在室溫浸漬100小時。上清液雖然未著色,但於篩網的交叉部位生成氯化鈉的微粒子,金屬表面產生變色。
說明本發明(V)之實施例。
[實施例1]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體在過濾器上以200g的甲醇進行清洗。將清洗後的固體進行分析,結果相對於聚醯胺,氯化鈣的含量為10%。對所得之固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺10.2g(含有氯化鈣0.98g)。所得之聚醯胺為粉末狀。
[實施例2]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的10wt%氯化鋅溶液,並浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。對生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體在過濾器上以200g的甲醇進行清洗。將清洗後的固體進行分析,結果相對於聚醯胺,氯化鈣的含量為9%。對所得之固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺10.1g(含有氯化鋅0.95g)。所得之聚醯胺為粉末狀。
[比較例1]
於放置有攪拌子之300mL的玻璃瓶中,添加10g的聚醯胺66、及100g的20wt%氯化鈣甲醇溶液,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。對生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體在過濾器上以100g的甲醇進行清洗。對清洗後的固體進行分析,結果相對於聚醯胺,氯化鈣的含量為25%。對所得之固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺12.4g(含有氯化鈣2.5g)。所得之聚醯胺在容器內完全固著,無法容易從容器取出。
說明本發明(VI)之實施例。
(氣囊用基布)
以下的實施例及比較例中,係使用氣囊用基布作為聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物。
該氣囊用基布為由聚醯胺纖維(尼龍66纖維)及聚對苯二甲酸乙二酯纖維所構成之織布,聚醯胺纖維與聚對苯二甲酸乙二酯纖維的重量比為99:1。使用將該氣囊用基布裁切成50mm×50mm後者作為試樣。
[實施例1]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,添加氣囊用基布10g、及20wt%氯化鈣甲醇溶液100g,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。使聚醯胺溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移除未溶解的聚對苯二甲酸乙二酯的織布。將所得之聚對苯二甲酸乙二酯以甲醇清洗並乾燥,得到0.095g(相對於基布中之聚對苯二甲酸乙二酯的產率95%)。
將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL的燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺9.8g(相對於基布中之聚醯胺的產率為99%)。
[實施例2]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,添加氣囊用基布10g、及10wt%氯化鋅甲醇溶液200g,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌50小時,一邊使聚醯胺溶解。使聚醯胺溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移除未溶解的聚對苯二甲酸乙二酯的織布。將所得之聚對苯二甲酸乙二酯以甲醇進行並乾燥,得到0.095g(相對於基布中之聚對苯二甲酸乙二酯的產率95%)。
將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將所生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺9.5g(相對於基布中之聚醯胺的產率95%)。
[比較例1]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,添加氣囊用基布10g、及濃硫酸200g,浸漬於100℃的油浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌24小時,一邊使聚醯胺溶解。雖有嘗試使聚醯胺溶解液通過篩孔1mm的赫史特合金篩網(hastelloy mesh)及篩孔500μm的赫史特合金篩網來移除未溶解的聚對苯二甲酸乙二酯的織布,但全部已溶解。
將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至2000mL燒杯,在浸漬於冰浴的狀態下一邊攪拌一邊添加1500g的水。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到8.8g(相對於基布中之聚醯胺的產率為89%)。針對產率降低分析濾液,確認到屬於分解生成物的己二酸、六亞甲基二胺。
說明本發明(VII)之實施例。
本實施例中所使用之被胺酯被覆的尼龍66基布(以下稱為尼龍66基布),係使用其質量的10%由胺酯樹脂所構成之基布。
[實施例1]
於放置有攪拌子之300mL的玻璃瓶中,添加尼龍66基布10g、及20wt%氯化鈣甲醇溶液100g,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶解。聚醯胺溶解液的黏度為500mPa.s。使聚
醯胺溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移除胺酯樹脂。將移除後的胺酯樹脂返回原本的1000mL玻璃瓶,以20wt%氯化鈣甲醇溶液5g進行清洗,再次通過篩網而與含有聚醯胺的溶液進行分離。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。對生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺8.8g(產率97.8%)。
[實施例2]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,添加尼龍66基布7g、及10wt%氯化鋅甲醇溶液100g,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌50小時,一邊使聚醯胺溶解。聚醯胺溶解液的黏度為100mPa.s。使聚醯胺溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移取胺酯樹脂。將移除後的胺酯樹脂返回原本的1000mL玻璃瓶,以10wt%氯化鋅甲醇溶液5g進行清洗,再次通過篩網而與含有聚醯胺的溶液進行分離。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。將清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺6.0g(產率95.2%)。
[實施例3]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,尼龍6基布(與尼龍66基布同樣的胺酯樹脂含有率)10g、及20wt%氯化鈣甲醇溶液(水分量1000ppm)100g,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌12小時,一邊使聚醯胺溶
解。聚醯胺溶解液的黏度為400mPa.s。使聚醯胺溶液與胺酯樹脂的混合物通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移取胺酯樹脂。將移除後的胺酯樹脂返回原本的1000mL玻璃瓶,以20wt%氯化鈣甲醇溶液20g進行清洗,再次通過篩網而與含有聚醯胺的溶液進行分離。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。對生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺8.5g(產率94.4%)。
[實施例4]
將實施例1所得之濾液534g使用蒸發器予以濃縮,得到作為餾分之459g的甲醇、及作為殘液之75g的20wt%氯化鈣甲醇溶液。
使用所得之殘液,與實施例1同樣地由尼龍66基布7.5g取得再生聚醯胺,得到再生聚醯胺6.6g(產率97.8%)。
[比較例1]
於放置有攪拌子之300mL玻璃瓶中,添加尼龍66基布25g、及飽和氯化鈣二水合物甲醇溶液100g,浸漬於60℃的水浴中,一邊以磁力攪拌器攪拌24小時,一邊使聚醯胺溶解。聚醯胺溶解液的黏度為35000mPa.s。使聚醯胺溶解液通過篩孔1mm的不鏽鋼篩網及篩孔500μm的不鏽鋼篩網而移除胺酯樹脂。使移除後的胺酯樹脂返回原本的1000mL玻璃瓶,以飽和氯化鈣二水合物甲醇溶液20g進行清洗,再次通過篩網而與含有聚醯胺的溶液進行分離。將回收的含有聚醯胺的溶液轉移至1000mL燒杯,一邊攪拌一邊添加500g的甲醇。將生成的析出物以1μm薄膜過濾器進行過
濾回收。將過濾後的固體以水充分清洗。對清洗後的固體以40度的真空乾燥器進行加熱乾燥,得到再生聚醯胺10.8g(產率48.0%)。將移除後的胺酯樹脂剝離時,可確認到於胺酯樹脂殘留尼龍66。
[產業上之可利用性]
根據本實施形態(I)的製造方法,可提供一種析出的粉末聚醯胺的含液量有所減低,且清洗溶劑量及乾燥的能量有所減低之粉末聚醯胺的製造方法。
根據本發明(II),由於在聚醯胺的回收再生製程中可減低廢液量,故期待抑制製程所需的能量且可輕減製程負荷。
根據本實施形態(III)之製造方法,可提供一種效率良好且高產率之再生聚醯胺粉末的製造方法。
根據本發明(IV),可提供一種腐蝕性低且可溶解聚醯胺之溶劑。
根據本發明(V),可提供一種聚醯胺的製造方法,其係可以高效率且高產率回收聚醯胺,並且不須進行過度的清洗便可得到高品質的聚醯胺。
根據本發明(VI),可提供一種能夠從聚醯胺與聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物以高效率且高產率回收聚醯胺及/或聚對苯二甲酸乙二酯之聚醯胺的製造方法、聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法、以及聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法。
Claims (19)
- 一種粉末聚醯胺的製造方法,係包含下列步驟,步驟1:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液加熱溶解而得到聚醯胺加熱溶解液之步驟;步驟2:將前述聚醯胺加熱溶解液以醇進行稀釋而得到醇稀釋液之步驟;以及步驟3:將前述醇稀釋液冷卻而析出粉末聚醯胺之步驟;其中,前述步驟1中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率為23質量%以上35質量%以下,前述步驟1中聚醯胺加熱溶解液相對於金屬氯化物1莫耳係含有0.2莫耳以上2.5莫耳以下的水,前述步驟2中係在不使聚醯胺加熱溶解液的溫度成為未達50℃的情況下進行稀釋。
- 一種粉末聚醯胺的製造方法,係包含下列步驟,步驟1:將聚醯胺樹脂組成物以含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液加熱溶解而得到聚醯胺加熱溶解液之步驟;步驟2:將前述聚醯胺加熱溶解液以醇進行稀釋而得到醇稀釋液之步驟;以及步驟3:將前述醇稀釋液冷卻而析出粉末聚醯胺之步驟;其中,前述步驟1中,相對於金屬氯化物醇溶液100質量%,金屬氯化物的質量比率為23質量%以上35質量%以下,前述步驟1中聚醯胺加熱溶解液相對於金屬氯化物1莫耳係含有0.2莫耳以上2.5莫耳以下的水, 相對於前述聚醯胺加熱溶解液中所含之聚醯胺的總質量,前述步驟2中析出的聚醯胺的質量為1質量%以下。
- 一種再生聚醯胺的製造方法,係以含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺之聚醯胺樹脂組成物作為原料,該製造方法包含下列步驟:將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與前述聚醯胺樹脂組成物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;前述溶解步驟中,前述聚醯胺溶解液中之聚醯胺的質量比率為5至15質量%。
- 一種甲醇組成物,其以5至25%之濃度含有金屬氯化物、以0.001至1%之濃度含有相同金屬的氫氧化物,及以0.001至5%之濃度含有水。
- 一種聚醯胺的製造方法,係從至少含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯的摻和物回收聚醯胺,該製造方法包含下列步驟:將前述摻和物與含有金屬氯化物及醇類的金屬氯化物醇溶液混合,而得到溶解有前述聚醯胺的聚醯胺溶解液之步驟;以及將前述聚醯胺溶解液分離回收之步驟。
- 一種再生聚醯胺的製造方法,係以含有經胺酯樹脂被覆的聚醯胺之混合物作為原料,該製造方法包含下列步驟:將含有金屬氯化物及醇的金屬氯化物醇溶液與前述混合物混合,藉此使聚醯胺溶解而形成聚醯胺溶解液之溶解步驟;前述溶解步驟中,前述聚醯胺溶解液中之聚醯胺的質量比率為5至15質量%。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,更包含步驟4:使用溶劑將步驟3所得之粉末聚醯胺清洗1次以上之步驟。
- 如請求項7所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述步驟4中一開始的清洗所使用的溶劑係與前述步驟1中使用的醇為相同的醇。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述步驟1之前述加熱溶解的溫度為60℃以上80℃以下。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,更包含步驟5:將前述步驟3中析出的粉末聚醯胺加熱而得到加熱後的粉末聚醯胺之步驟。
- 如請求項10所述之粉末聚醯胺的製造方法,係在前述步驟5後,更包含步驟6:對前述步驟5所得之加熱後的粉末聚醯胺進行固液分離,並清洗所得到的固體之步驟。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺樹脂組成物係含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺者,前述步驟1之前述聚醯胺加熱溶解液中之聚醯胺的濃度為5至15質量%。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺樹脂組成物係含有經聚矽氧樹脂被覆的聚醯胺者,且前述步驟1中之前述聚醯胺加熱溶解液在25℃的黏度為10至20000mPa.s。
- 一種金屬氯化物醇溶液,其金屬氯化物濃度為23質量%以上35質量%以下,且以0.001至1質量%之濃度含有與前述金屬氯化物 所含之金屬相同的金屬的氫氧化物,及以0.001至10質量%之濃度含有水。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述金屬氯化物醇溶液係金屬氯化物濃度為23質量%以上35質量%以下,且以0.001至1質量%之濃度含有與前述金屬氯化物所含之金屬相同的金屬的氫氧化物,及以0.001至10質量%之濃度含有水者。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,粉末聚醯胺含有鈣原子0.001至1500ppm,且相對於鈣原子的莫耳含量之鹵原子的莫耳含量為未達1。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺樹脂組成物至少含有聚醯胺及聚對苯二甲酸乙二酯。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,其中,前述聚醯胺樹脂組成物含有經胺酯樹脂被覆的聚醯胺。
- 如請求項1或2所述之粉末聚醯胺的製造方法,係在前述步驟1至3後,更包含下列步驟,步驟7:將析出的粉末聚醯胺回收之步驟;步驟8:將前述回收的粉末聚醯胺進行清洗之清洗步驟;以及步驟9:將對前述清洗後的粉末聚醯胺進行加熱乾燥之乾燥步驟;其中,相對於前述粉末聚醯胺100質量份,前述步驟9之加熱乾燥後附著於粉末聚醯胺之金屬氯化物的量為20質量份以下。
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