JPH10168183A - トリアミン分を減少させた部分芳香族コポリアミド - Google Patents
トリアミン分を減少させた部分芳香族コポリアミドInfo
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- JPH10168183A JPH10168183A JP9262111A JP26211197A JPH10168183A JP H10168183 A JPH10168183 A JP H10168183A JP 9262111 A JP9262111 A JP 9262111A JP 26211197 A JP26211197 A JP 26211197A JP H10168183 A JPH10168183 A JP H10168183A
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- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
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- C08G69/36—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino acids, polyamines and polycarboxylic acids
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 架橋による何らの問題をもたらすことなく簡
単な方法で連続的に製造され、かつ改善された加工性能
と耐熱変形性、および良好な機械的特性を有する部分芳
香族コポリアミドを提供する。 【解決手段】(A)テレフタル酸及びヘキサメチレンジ
アミンから誘導された単位と、(B)ε−カプロラクタ
ムから誘導された単位と、(C)アジピン酸及びヘキサ
メチレンジアミンから誘導された単位とを本質的構成分
として含有し、構成分(A)〜(C)が3成分ダイアグ
ラムにおける頂点X1 〜X5 により形成される5角形の
内部にあり、各頂点が以下の通り X1 単位(A)40重量%、単位(C)60重量%、
X2 単位(A)60重量%、単位(C)40重量%、
X3 単位(A)80重量%、単位(B)5重量%、単
位(C)15重量%、X4 単位(A)80重量%、単
位(B)20重量%、X5 単位(A)50重量%、単
位(B)50重量%、である部分芳香族コポリアミド。
単な方法で連続的に製造され、かつ改善された加工性能
と耐熱変形性、および良好な機械的特性を有する部分芳
香族コポリアミドを提供する。 【解決手段】(A)テレフタル酸及びヘキサメチレンジ
アミンから誘導された単位と、(B)ε−カプロラクタ
ムから誘導された単位と、(C)アジピン酸及びヘキサ
メチレンジアミンから誘導された単位とを本質的構成分
として含有し、構成分(A)〜(C)が3成分ダイアグ
ラムにおける頂点X1 〜X5 により形成される5角形の
内部にあり、各頂点が以下の通り X1 単位(A)40重量%、単位(C)60重量%、
X2 単位(A)60重量%、単位(C)40重量%、
X3 単位(A)80重量%、単位(B)5重量%、単
位(C)15重量%、X4 単位(A)80重量%、単
位(B)20重量%、X5 単位(A)50重量%、単
位(B)50重量%、である部分芳香族コポリアミド。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は(A)テレフタル酸
及びヘキサメチレンジアミンから誘導された単位と、
(B)ε−カプロラクタムから誘導された単位と、
(C)アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
された単位とを本質的構成分として含有し、構成分
(A)〜(C)が3成分ダイアグラムにおける頂点X1
〜X5 により形成される5角形の内部にあり、各頂点が
以下の通り、すなわち であり、上記構成分(B)及び/或は(C)が全体で単
位全重量の少なくとも10重量%となり、コポリアミド
が0.5重量%より少ないトリアミン分を含有する、相
対粘度2.2〜5.0である部分芳香族コポリアミドに
関するものである。
及びヘキサメチレンジアミンから誘導された単位と、
(B)ε−カプロラクタムから誘導された単位と、
(C)アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
された単位とを本質的構成分として含有し、構成分
(A)〜(C)が3成分ダイアグラムにおける頂点X1
〜X5 により形成される5角形の内部にあり、各頂点が
以下の通り、すなわち であり、上記構成分(B)及び/或は(C)が全体で単
位全重量の少なくとも10重量%となり、コポリアミド
が0.5重量%より少ないトリアミン分を含有する、相
対粘度2.2〜5.0である部分芳香族コポリアミドに
関するものである。
【0002】本発明はまた上記のごとき部分芳香族コポ
リアミドからシート、繊維及び成形体を製造するための
その用途及びこの部分芳香族コポリアミドを主要構成分
として含有する成形体に関するものである。
リアミドからシート、繊維及び成形体を製造するための
その用途及びこの部分芳香族コポリアミドを主要構成分
として含有する成形体に関するものである。
【0003】ポリ−ε−カプロラクタム及びポリヘキサ
メチレンアジピン酸アミドのようなポリアミドは、つと
に公知の工業的合成樹脂として知られており、多くの分
野にその用途を有する。これらは一般にその高い硬度、
強靭性及び良好な耐熱変形性において優れており、また
耐摩耗性及び多くの化学品に対する耐性においても優れ
ている。
メチレンアジピン酸アミドのようなポリアミドは、つと
に公知の工業的合成樹脂として知られており、多くの分
野にその用途を有する。これらは一般にその高い硬度、
強靭性及び良好な耐熱変形性において優れており、また
耐摩耗性及び多くの化学品に対する耐性においても優れ
ている。
【0004】しかしながら、若干の使用目的について
は、ポリアミドの機械的特性を劣化させることなく、そ
の耐熱変形性をさらに改善することが要望されている。
は、ポリアミドの機械的特性を劣化させることなく、そ
の耐熱変形性をさらに改善することが要望されている。
【0005】このような要望は、その脂肪族単位の一部
分を芳香族単位、例えばアジピン酸、テレフタル酸、ヘ
キサメチレンジアミン及びε−カプロラクタムの任意の
組み合わせからなるコポリアミドで代替した若干のポリ
アミドにより充足され得る。
分を芳香族単位、例えばアジピン酸、テレフタル酸、ヘ
キサメチレンジアミン及びε−カプロラクタムの任意の
組み合わせからなるコポリアミドで代替した若干のポリ
アミドにより充足され得る。
【従来技術】***特許第929151号には、芳香族パ
ラ−ジカルボン酸またはそのアミド形成誘導体、当量の
脂肪族または環式脂肪族ジアミンおよびその他のポリア
ミド形成出発材料、例えばラクタムからなる混合物をポ
リアミド形成条件下に縮合させる、高分子量線状ポリア
ミドの製造方法が記載されている。その実施例によれ
ば、該目的物の製造は慣用の態様でオートクレーブ中に
おいて行われるが、これは単量体混合物にテレフタル酸
を使用する場合、同じく、使用するヘキサメチレンジア
ミンから強力なトリアミン形成がもたらされ、これによ
り生成物の強度の架橋を生じその使用特性に悪影響をも
たらす。
ラ−ジカルボン酸またはそのアミド形成誘導体、当量の
脂肪族または環式脂肪族ジアミンおよびその他のポリア
ミド形成出発材料、例えばラクタムからなる混合物をポ
リアミド形成条件下に縮合させる、高分子量線状ポリア
ミドの製造方法が記載されている。その実施例によれ
ば、該目的物の製造は慣用の態様でオートクレーブ中に
おいて行われるが、これは単量体混合物にテレフタル酸
を使用する場合、同じく、使用するヘキサメチレンジア
ミンから強力なトリアミン形成がもたらされ、これによ
り生成物の強度の架橋を生じその使用特性に悪影響をも
たらす。
【0006】英国特許第1,114,541号には、主
要成分ポリヘキサメチレンアジピンアミドのほかに、テ
レフタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導される
20〜40重量%の単位と、さらに他のポリアミド組成
分2〜20重量%とを含有する3級コポリアミドが記載
されている。テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミン
から誘導される単位が最大限40重量%と比較的僅少量
であるため、この生成物の耐熱変形性の改善は、従来の
ポリヘキサメチレンアジピン酸アミドに対して僅かであ
る。
要成分ポリヘキサメチレンアジピンアミドのほかに、テ
レフタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導される
20〜40重量%の単位と、さらに他のポリアミド組成
分2〜20重量%とを含有する3級コポリアミドが記載
されている。テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミン
から誘導される単位が最大限40重量%と比較的僅少量
であるため、この生成物の耐熱変形性の改善は、従来の
ポリヘキサメチレンアジピン酸アミドに対して僅かであ
る。
【0007】***特許出願公開第1669455号に
は、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
される単位を最大限40重量%含有する混合ポリアミド
を溶融紡糸してポリアミドストレッチヤーンを製造する
方法と、このポリアミドを単官能性の酸性或はアルカリ
性安定剤少なくとも3モル%の存在下に製造する方法と
が記載されている。この***特許出願公開第16694
55号に記載されているコポリアミドも、上記英国特許
第1,114,541号の生成物と同様に、従来のポリ
アミドに対して改善された耐熱変形性の範囲も僅かな程
度に過ぎない。
は、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
される単位を最大限40重量%含有する混合ポリアミド
を溶融紡糸してポリアミドストレッチヤーンを製造する
方法と、このポリアミドを単官能性の酸性或はアルカリ
性安定剤少なくとも3モル%の存在下に製造する方法と
が記載されている。この***特許出願公開第16694
55号に記載されているコポリアミドも、上記英国特許
第1,114,541号の生成物と同様に、従来のポリ
アミドに対して改善された耐熱変形性の範囲も僅かな程
度に過ぎない。
【0008】また***特許出願公開第1620997号
には、アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンと、テレ
フタル酸及びヘキサメチレンジアミンと、イソフタル酸
及びヘキサメチレンジアミンとからそれぞれ誘導される
単位を含有する、繊維形成線形ターポリアミドが記載さ
れている。モノマー混合物にイソフタル酸を導入するこ
とにより、テレフタル酸導入によりもたらされる耐熱変
形性の改善効果は部分的に無効化される。しかしなが
ら、この***特許出願公開第1620997号に記載さ
れた生成物は、車両、船舶などの補強繊維としての使
用、すなわち高い耐熱変形性を必要としない用途につい
ては推奨される。
には、アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンと、テレ
フタル酸及びヘキサメチレンジアミンと、イソフタル酸
及びヘキサメチレンジアミンとからそれぞれ誘導される
単位を含有する、繊維形成線形ターポリアミドが記載さ
れている。モノマー混合物にイソフタル酸を導入するこ
とにより、テレフタル酸導入によりもたらされる耐熱変
形性の改善効果は部分的に無効化される。しかしなが
ら、この***特許出願公開第1620997号に記載さ
れた生成物は、車両、船舶などの補強繊維としての使
用、すなわち高い耐熱変形性を必要としない用途につい
ては推奨される。
【0009】***特許出願公開第3407492号に
は、アジピン酸、テレフタル酸及びヘキサメチレンジア
ミンから、ヘキサメチレンテレフタルアミド単位25〜
48重量%を含有するコポリアミドを製造するため、モ
ノマーの40〜70%水溶液を少なくとも250℃に1
5分以下加熱し、1.5〜2.4の相対粘度まで縮合さ
せる方法が記載されている。この場合水を1段階或は多
段階で留去し、予備縮合生成物を公知の方法で後処理縮
合させる。該公報の記載によれば、予備縮合におけるモ
ノマー混合物の滞留時間は1〜10分間が好ましく、実
施例ではこの滞留時間を9.5分としている。しかしな
がら、1分以上にわたるこの種の滞留時間は、記載のご
ときコポリアミドの連続的製造に際し、トリアミの形成
増加をもたらし、これにより生成物の架橋が生起し、そ
の結果連続的製造方法に障害をもたらし、生成物特性に
悪影響を及ぼす。
は、アジピン酸、テレフタル酸及びヘキサメチレンジア
ミンから、ヘキサメチレンテレフタルアミド単位25〜
48重量%を含有するコポリアミドを製造するため、モ
ノマーの40〜70%水溶液を少なくとも250℃に1
5分以下加熱し、1.5〜2.4の相対粘度まで縮合さ
せる方法が記載されている。この場合水を1段階或は多
段階で留去し、予備縮合生成物を公知の方法で後処理縮
合させる。該公報の記載によれば、予備縮合におけるモ
ノマー混合物の滞留時間は1〜10分間が好ましく、実
施例ではこの滞留時間を9.5分としている。しかしな
がら、1分以上にわたるこの種の滞留時間は、記載のご
ときコポリアミドの連続的製造に際し、トリアミの形成
増加をもたらし、これにより生成物の架橋が生起し、そ
の結果連続的製造方法に障害をもたらし、生成物特性に
悪影響を及ぼす。
【0010】ヨーロッパ特許出願公開第129,195
号及び同第129,196号には、6〜18個の炭素原
子を有するジカルボン酸と6〜18個の炭素原子を有す
るジアミンとの塩の水溶液を加圧下において水を蒸散さ
せ、かつ同時にプレポリマーを形成させつつ、250〜
300℃に加熱し、水蒸気を精留に付し、帯同されるジ
アミンを返還給送するポリアミドの連続的製造方法が記
載されているが、この方法の本質的特徴は、塩水溶液を
1〜10バールの加圧下に最高60秒間の滞留時間で加
熱し、蒸発圏排出口において反応率93%、プレポリマ
ーの含水分最大限7重量%とする点にある。この記載に
よれば、ポリ−ε−カプロラクタム及びポリヘキサメチ
レンアジピン酸アミドのような従来のポリアミド製造の
際におけるトリアミン形成は著しく減少せしめられる
が、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
される単位を少なくとも40重量%含有する部分芳香族
コポリアミド製造の際の特殊の場合にこの効果が果たし
て期待され得るか否かについては何の示唆も存在しな
い。
号及び同第129,196号には、6〜18個の炭素原
子を有するジカルボン酸と6〜18個の炭素原子を有す
るジアミンとの塩の水溶液を加圧下において水を蒸散さ
せ、かつ同時にプレポリマーを形成させつつ、250〜
300℃に加熱し、水蒸気を精留に付し、帯同されるジ
アミンを返還給送するポリアミドの連続的製造方法が記
載されているが、この方法の本質的特徴は、塩水溶液を
1〜10バールの加圧下に最高60秒間の滞留時間で加
熱し、蒸発圏排出口において反応率93%、プレポリマ
ーの含水分最大限7重量%とする点にある。この記載に
よれば、ポリ−ε−カプロラクタム及びポリヘキサメチ
レンアジピン酸アミドのような従来のポリアミド製造の
際におけるトリアミン形成は著しく減少せしめられる
が、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
される単位を少なくとも40重量%含有する部分芳香族
コポリアミド製造の際の特殊の場合にこの効果が果たし
て期待され得るか否かについては何の示唆も存在しな
い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、架橋
による何らの問題をもたらすことなく簡単な方法で連続
的に製造され、かつ改善された加工性能と耐熱変形性お
よび良好な機械的特性を有する部分芳香族コポリアミド
を提供することである。
による何らの問題をもたらすことなく簡単な方法で連続
的に製造され、かつ改善された加工性能と耐熱変形性お
よび良好な機械的特性を有する部分芳香族コポリアミド
を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題は、(A)テレ
フタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導された単
位と、(B)ε−カプロラクタムから誘導された単位
と、(C)アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンから
誘導された単位とを本質的構成分として含有し、構成分
(A)〜(C)が3成分ダイアグラムにおける頂点X1
〜X5 により形成される5角形の内部にあり、各頂点が
以下の通り、すなわち であり、上記構成分(B)及び/或は(C)が全体で単
位全重量の少なくとも10重量%となり、コポリアミド
が0.5重量%より少ないトリアミン分を含有する、相
対粘度2.2〜5.0である部分芳香族コポリアミドに
より解決され得ることが見出された。
フタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導された単
位と、(B)ε−カプロラクタムから誘導された単位
と、(C)アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンから
誘導された単位とを本質的構成分として含有し、構成分
(A)〜(C)が3成分ダイアグラムにおける頂点X1
〜X5 により形成される5角形の内部にあり、各頂点が
以下の通り、すなわち であり、上記構成分(B)及び/或は(C)が全体で単
位全重量の少なくとも10重量%となり、コポリアミド
が0.5重量%より少ないトリアミン分を含有する、相
対粘度2.2〜5.0である部分芳香族コポリアミドに
より解決され得ることが見出された。
【0013】本発明による部分芳香族コポリアミドは、
組成分(A)として、テレフタル酸及びヘキサメチレン
ジアミンから誘導された単位を40〜90重量%含有す
る。このテレフタル酸の僅少部分、好ましくは使用され
る芳香族ジカルボン酸全体の10重量%を越えない量部
分は、イソフタル酸或はカルボキシル基がパラ位にある
その他の芳香族ジカルボン酸で代替され得る。
組成分(A)として、テレフタル酸及びヘキサメチレン
ジアミンから誘導された単位を40〜90重量%含有す
る。このテレフタル酸の僅少部分、好ましくは使用され
る芳香族ジカルボン酸全体の10重量%を越えない量部
分は、イソフタル酸或はカルボキシル基がパラ位にある
その他の芳香族ジカルボン酸で代替され得る。
【0014】本発明によるコポリアミドは、テレフタル
酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導される単位のほ
かに、ε−カプロラクタムから誘導される単位及び/或
はアジピン酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導され
る単位を含有する。
酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導される単位のほ
かに、ε−カプロラクタムから誘導される単位及び/或
はアジピン酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導され
る単位を含有する。
【0015】ε−カプロラクタムから誘導される単位の
含有量は最大限50重量%、好ましくは20〜50重量
%、ことに25〜40重量%であるが、アジピン酸及び
ヘキサメチレンジアミンから誘導される単位の含有量は
60重量%まで、好ましくは30〜60重量%、ことに
35〜55重量%である。
含有量は最大限50重量%、好ましくは20〜50重量
%、ことに25〜40重量%であるが、アジピン酸及び
ヘキサメチレンジアミンから誘導される単位の含有量は
60重量%まで、好ましくは30〜60重量%、ことに
35〜55重量%である。
【0016】本発明によるコポリアミドは、ε−カプロ
ラクタムからの単位も、アジピン酸及びヘキサメチレン
ジアミンからの単位も共に含有し得る。この場合には芳
香族基を含まない単位含有量を少なくとも10重量%、
好ましくは最小限20重量%とする。ε−カプロラクタ
ム由来の単位と、アジピン酸及びヘキサメチレンジアミ
ン由来の単位との量割合は特別の制約はない。
ラクタムからの単位も、アジピン酸及びヘキサメチレン
ジアミンからの単位も共に含有し得る。この場合には芳
香族基を含まない単位含有量を少なくとも10重量%、
好ましくは最小限20重量%とする。ε−カプロラクタ
ム由来の単位と、アジピン酸及びヘキサメチレンジアミ
ン由来の単位との量割合は特別の制約はない。
【0017】好ましいコポリアミドは、3成分ダイアグ
ラムにおける構成が以下のような頂点X1 〜X5 により
形成される5角形内にあるものである。この5頂点、X
1 〜X5 は以下の通りである。
ラムにおける構成が以下のような頂点X1 〜X5 により
形成される5角形内にあるものである。この5頂点、X
1 〜X5 は以下の通りである。
【0018】 添付図面にこれら頂点から構成される5角形の3元成分
ダイアグラムを示す。多くの使用目的のために特に有利
なものとして、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミ
ンから誘導される単位(A)が50〜80重量%、こと
に60〜75重量%及びε−カプロラクタムから誘導さ
れる単位(B)が20〜50重量%、ことに25〜40
重量%であるポリアミドが挙げられる。
ダイアグラムを示す。多くの使用目的のために特に有利
なものとして、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミ
ンから誘導される単位(A)が50〜80重量%、こと
に60〜75重量%及びε−カプロラクタムから誘導さ
れる単位(B)が20〜50重量%、ことに25〜40
重量%であるポリアミドが挙げられる。
【0019】本発明による部分芳香族コポリアミドは、
上述した単位(A)〜(C)のほかに、僅少量の、好ま
しくは15重量%以下の、ことに10重量%を越えない
量の、他のポリアミドにおいて周知のポリアミド構成分
を含有することができる。この構成分は4〜16個の炭
素原子を有するジカルボン酸及び4〜16個の炭素原子
を有する脂肪族または環式脂肪族ジアミン並びに7〜1
2個の炭素原子を有するアミノカルボン酸または相当す
るラクタムから誘導される。この種のモノマーとして適
当であるのは、ジカルボン酸としてはスベリン酸、アゼ
ライン酸、セバチン酸、イソフタル酸のみであり、ジア
ミンとしては1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタ
ンジアミン、ピペラジン、4,4’−ジアミノジシクロ
ヘキシルメタン、2,2−(4,4’−ジアミノジシク
ロヘキシル)プロパン或は3,3’−ジメチル−4,
4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンであり、またラ
クタムまたはアミノカルボン酸としてはカプリルラクタ
ム、エナントラクタム、ω−アミノウンデカン酸、ラウ
リンラクタムである。
上述した単位(A)〜(C)のほかに、僅少量の、好ま
しくは15重量%以下の、ことに10重量%を越えない
量の、他のポリアミドにおいて周知のポリアミド構成分
を含有することができる。この構成分は4〜16個の炭
素原子を有するジカルボン酸及び4〜16個の炭素原子
を有する脂肪族または環式脂肪族ジアミン並びに7〜1
2個の炭素原子を有するアミノカルボン酸または相当す
るラクタムから誘導される。この種のモノマーとして適
当であるのは、ジカルボン酸としてはスベリン酸、アゼ
ライン酸、セバチン酸、イソフタル酸のみであり、ジア
ミンとしては1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタ
ンジアミン、ピペラジン、4,4’−ジアミノジシクロ
ヘキシルメタン、2,2−(4,4’−ジアミノジシク
ロヘキシル)プロパン或は3,3’−ジメチル−4,
4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンであり、またラ
クタムまたはアミノカルボン酸としてはカプリルラクタ
ム、エナントラクタム、ω−アミノウンデカン酸、ラウ
リンラクタムである。
【0020】本発明による部分芳香族コポリアミドの本
質的特徴はトリアミン含有量が0.5重量%以下、こと
に0.3重量%以下と極めて少ない点である。
質的特徴はトリアミン含有量が0.5重量%以下、こと
に0.3重量%以下と極めて少ない点である。
【0021】従来公知の方法により製造される部分芳香
族コポリアミドは0.5重量%以上のトリアミン含有量
を示し、これは生成物の品質に悪影響を及ぼし、また連
続的製造に支障をもたらす。このような問題を惹起する
トリアミンとしては、ことに製造に際して使用されるヘ
キサメチレンジアミンから形成されるジヘキサメチレン
トリアミンが挙げられる。
族コポリアミドは0.5重量%以上のトリアミン含有量
を示し、これは生成物の品質に悪影響を及ぼし、また連
続的製造に支障をもたらす。このような問題を惹起する
トリアミンとしては、ことに製造に際して使用されるヘ
キサメチレンジアミンから形成されるジヘキサメチレン
トリアミンが挙げられる。
【0022】トリアミン含有量の少ない本発明コポリア
ミドは、トリアミン含有量の比較的多い類似組成の生成
物に比べて、同じ溶液粘度で低い溶融粘度を示す。これ
は加工性能のみならず生成物特性も著しく改善する。
ミドは、トリアミン含有量の比較的多い類似組成の生成
物に比べて、同じ溶液粘度で低い溶融粘度を示す。これ
は加工性能のみならず生成物特性も著しく改善する。
【0023】本発明による部分芳香族コポリアミドの溶
融点は260〜300℃の範囲であり、このような高融
点はまた一般に75℃、ことに85℃以上の高いガラス
転移温度に結びつく。
融点は260〜300℃の範囲であり、このような高融
点はまた一般に75℃、ことに85℃以上の高いガラス
転移温度に結びつく。
【0024】テレフタル酸、ヘキサメチレンジアミン及
びε−カプロラクタムを主体とする2元性コポリアミド
は、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
される単位を約70重量%含有する場合、300℃程度
の融点及び100℃以上のガラス転移点を示す。
びε−カプロラクタムを主体とする2元性コポリアミド
は、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
される単位を約70重量%含有する場合、300℃程度
の融点及び100℃以上のガラス転移点を示す。
【0025】テレフタル酸、アジピン酸及びヘキサメチ
レンジアミンを主体とする2元性コポリアミドは、テレ
フタル酸及びヘキサメチレンジアミンからの単位約50
重量%の低含有量ですでに300℃以上の融点に達する
が、ガラス転移点はアジピン酸またはアジピン酸/HM
Dの代わりにε−カプロラクタムを有する2元性コポリ
アミドのように高くはならない。
レンジアミンを主体とする2元性コポリアミドは、テレ
フタル酸及びヘキサメチレンジアミンからの単位約50
重量%の低含有量ですでに300℃以上の融点に達する
が、ガラス転移点はアジピン酸またはアジピン酸/HM
Dの代わりにε−カプロラクタムを有する2元性コポリ
アミドのように高くはならない。
【0026】本発明による部分芳香族コポリアミドにお
いても、従来のポリアミドにおけるように、ガラス転移
点は例えば貯蔵の間の空気中からの吸湿により降下す
る。しかしながら、ガラス転移点が一般に0℃以下にま
で降下する従来のポリアミドに比し、本発明によるコポ
リアミドは吸湿(空気調節)後においてもガラス転移点
は0℃以上あり、これは通常条件下、例えば室温におい
て靭性及び剛性に極めて有利な影響を及ぼす。
いても、従来のポリアミドにおけるように、ガラス転移
点は例えば貯蔵の間の空気中からの吸湿により降下す
る。しかしながら、ガラス転移点が一般に0℃以下にま
で降下する従来のポリアミドに比し、本発明によるコポ
リアミドは吸湿(空気調節)後においてもガラス転移点
は0℃以上あり、これは通常条件下、例えば室温におい
て靭性及び剛性に極めて有利な影響を及ぼす。
【0027】本発明によるコポリアミドは、例えば前記
のヨーロッパ特許出願公開第129,195号及び同第
129,196号に記載の方法により製造され得る。
のヨーロッパ特許出願公開第129,195号及び同第
129,196号に記載の方法により製造され得る。
【0028】この方法によれば、モノマー、すなわち、
この場合には単位(A)〜(C)からなるモノマーの水
溶液を、高圧下に水を蒸散させ、プレポリマーを形成さ
せつつ、250〜300℃に加熱し、次いでプレポリマ
ー及び水蒸気を連続的に分離し、水を精留に付し、帯同
されるジアミンを返還給送する。次いでプレポリマーを
重縮合圏に導入し、1〜10バールの加圧下、250〜
300℃の温度で重縮合させる。この方法においては、
塩水溶液が1〜10バールの加圧下に60秒より短い滞
留時間で加熱され、従って蒸発圏排出口における反応率
が最低限93%、プレポリマー含水率が最高7重量%で
あることが特徴的である。
この場合には単位(A)〜(C)からなるモノマーの水
溶液を、高圧下に水を蒸散させ、プレポリマーを形成さ
せつつ、250〜300℃に加熱し、次いでプレポリマ
ー及び水蒸気を連続的に分離し、水を精留に付し、帯同
されるジアミンを返還給送する。次いでプレポリマーを
重縮合圏に導入し、1〜10バールの加圧下、250〜
300℃の温度で重縮合させる。この方法においては、
塩水溶液が1〜10バールの加圧下に60秒より短い滞
留時間で加熱され、従って蒸発圏排出口における反応率
が最低限93%、プレポリマー含水率が最高7重量%で
あることが特徴的である。
【0029】このような短い滞留時間によりトリアミン
の形成は著しく制限される。
の形成は著しく制限される。
【0030】使用される水溶液は一般に30〜70重量
%、ことに40〜65重量%のモノマーを含有する。
%、ことに40〜65重量%のモノマーを含有する。
【0031】塩水溶液は50〜100℃の温度で蒸発圏
に連続的に給送され、ここで塩水溶液は1〜10バー
ル、ことに2〜6バールの加圧下、250〜300℃に
加熱される。この場合の温度はそれぞれの場合の製造さ
れるべきポリアミドの融点以上に設定される。
に連続的に給送され、ここで塩水溶液は1〜10バー
ル、ことに2〜6バールの加圧下、250〜300℃に
加熱される。この場合の温度はそれぞれの場合の製造さ
れるべきポリアミドの融点以上に設定される。
【0032】すでに言及したように蒸発圏滞留時間の最
大限60秒間、好ましくは10〜55秒間、ことに10
〜40秒間である。
大限60秒間、好ましくは10〜55秒間、ことに10
〜40秒間である。
【0033】蒸発圏排出口における反応率は、最少限9
3%、ことに95〜98%であり、含水率は2〜5重量
%、ことに1〜3重量%の範囲である。
3%、ことに95〜98%であり、含水率は2〜5重量
%、ことに1〜3重量%の範囲である。
【0034】蒸発圏はパイプ束として構成するのが有利
である。ことに個々のパイプの横断面が周期的に反復さ
れる管状及びスリット状に形成されているパイプ束とす
るのが好ましい。
である。ことに個々のパイプの横断面が周期的に反復さ
れる管状及びスリット状に形成されているパイプ束とす
るのが好ましい。
【0035】なお、相分離前のプレポリマー及び蒸気の
混合物を、蒸発圏直後にバッファーを設けた管状交換圏
に給送するのが有利である。この場合蒸発圏の温度及び
圧力を維持する。このバッファーとしては、例えばラシ
ッヒリング、金属製リングのような充填体、或は特殊な
金網製充填体がその大表面積の故に好ましい。これにプ
レポリマー及び蒸気の両相は密接な接触状態にもたらさ
れる。これにより水蒸気から釈放されるジアミンの量は
著しく低減される。一般に、上記の交換圏における滞留
時間は1〜15分とする。交換圏もパイプ束として構成
するのが好ましい。
混合物を、蒸発圏直後にバッファーを設けた管状交換圏
に給送するのが有利である。この場合蒸発圏の温度及び
圧力を維持する。このバッファーとしては、例えばラシ
ッヒリング、金属製リングのような充填体、或は特殊な
金網製充填体がその大表面積の故に好ましい。これにプ
レポリマー及び蒸気の両相は密接な接触状態にもたらさ
れる。これにより水蒸気から釈放されるジアミンの量は
著しく低減される。一般に、上記の交換圏における滞留
時間は1〜15分とする。交換圏もパイプ束として構成
するのが好ましい。
【0036】蒸発圏及び/又は交換圏から排出された蒸
気及びプレポリマーの2相混合物は分離される。この分
離は一般にその物理特性の差異により容器中で行われ、
この容器下方部分を重合圏として構成するのが有利であ
る。遊離水蒸気は、純水蒸気とジアミンからなり、ジア
ミンは水の蒸発に際し遊離される。上記遊離水蒸気は例
えば充填塔、泡鐘塔、5〜15の理論棚段を有するスク
リーン棚段塔に給送される。この塔は蒸発圏におけると
同じ圧力条件下に操作するのが好ましい。水蒸気中に混
有されていたジアミンはこれにより分離され、蒸発圏に
返還給送される。ジアミンはその下流の重合圏に給送す
ることもできる。精製水蒸気は塔頂から取出される。
気及びプレポリマーの2相混合物は分離される。この分
離は一般にその物理特性の差異により容器中で行われ、
この容器下方部分を重合圏として構成するのが有利であ
る。遊離水蒸気は、純水蒸気とジアミンからなり、ジア
ミンは水の蒸発に際し遊離される。上記遊離水蒸気は例
えば充填塔、泡鐘塔、5〜15の理論棚段を有するスク
リーン棚段塔に給送される。この塔は蒸発圏におけると
同じ圧力条件下に操作するのが好ましい。水蒸気中に混
有されていたジアミンはこれにより分離され、蒸発圏に
返還給送される。ジアミンはその下流の重合圏に給送す
ることもできる。精製水蒸気は塔頂から取出される。
【0037】反応度に応じて本質的に低分子量ポリアミ
ドと、場合により残余量の未反応塩から形成され、一般
に1.2〜1.7の相対粘度を有する生成プレポリマー
は、上記重合圏に給送される。この重合圏中で、250
〜330℃、ことに270〜310℃の温度、1〜10
バール、ことに2〜6バールの圧力においても生成溶融
体が重縮合される。ここで遊離された水蒸気は上述の不
純水蒸気と共に上記塔中で精留される。重合圏滞留時間
は5〜30分とするのが好ましい。このようにして得ら
れたポリアミドは一般に1.2〜2.3の相対粘度を有
し、縮合圏から連続的に得られる。
ドと、場合により残余量の未反応塩から形成され、一般
に1.2〜1.7の相対粘度を有する生成プレポリマー
は、上記重合圏に給送される。この重合圏中で、250
〜330℃、ことに270〜310℃の温度、1〜10
バール、ことに2〜6バールの圧力においても生成溶融
体が重縮合される。ここで遊離された水蒸気は上述の不
純水蒸気と共に上記塔中で精留される。重合圏滞留時間
は5〜30分とするのが好ましい。このようにして得ら
れたポリアミドは一般に1.2〜2.3の相対粘度を有
し、縮合圏から連続的に得られる。
【0038】有利な実施態様によれば、このようにして
得られたポリアミドは溶融状態で後処理圏に給送され、
ここで含有されている水分が除去される。この処理圏は
脱気エクストルーダで構成するのが有利である。水分を
除去した溶融体は索状に成形され、顆粒化される。得ら
れた顆粒は固相においてその融点、例えば170〜24
0℃以下の温度の過熱水蒸気により所望の粘度まで縮合
せしめられる。このために塔頂から取出される水蒸気を
利用するのが好ましい。
得られたポリアミドは溶融状態で後処理圏に給送され、
ここで含有されている水分が除去される。この処理圏は
脱気エクストルーダで構成するのが有利である。水分を
除去した溶融体は索状に成形され、顆粒化される。得ら
れた顆粒は固相においてその融点、例えば170〜24
0℃以下の温度の過熱水蒸気により所望の粘度まで縮合
せしめられる。このために塔頂から取出される水蒸気を
利用するのが好ましい。
【0039】この固相後縮合生成物を96重量%のH2
SO4 の1%溶液(1g/100リッター)として23
℃において相対粘度を測定したところ、2.2〜5.
0、ことに2.3〜4.5の範囲であった。
SO4 の1%溶液(1g/100リッター)として23
℃において相対粘度を測定したところ、2.2〜5.
0、ことに2.3〜4.5の範囲であった。
【0040】さらに他の有利な実施態様により、重縮合
圏から取出されたポリアミド溶融体は、さらに他の重縮
合圏に給送され、285〜310℃の温度で、好ましく
は減圧、例えば1〜500ミリバールの圧力下におい
て、連続的に新たな表層を形成させつつ、所望の粘度と
なるまで縮合させる。このための適当な装置はフィニッ
シャーとして公知のものである。
圏から取出されたポリアミド溶融体は、さらに他の重縮
合圏に給送され、285〜310℃の温度で、好ましく
は減圧、例えば1〜500ミリバールの圧力下におい
て、連続的に新たな表層を形成させつつ、所望の粘度と
なるまで縮合させる。このための適当な装置はフィニッ
シャーとして公知のものである。
【0041】上述したところに類似するさらに他の方法
が上記のヨーロッパ特許出願公開第129,196号に
記載されているが、その方法の詳細についてはこれを参
照されたい。
が上記のヨーロッパ特許出願公開第129,196号に
記載されているが、その方法の詳細についてはこれを参
照されたい。
【0042】本発明による部分芳香族コポリアミドは良
好な機械特性と共に極めて良好な耐熱変形性を示し、こ
の良好な特性レベルは高いガラス転移点により、コンデ
ィショニング後においてもなお広範な温度範囲にわたり
維持される。
好な機械特性と共に極めて良好な耐熱変形性を示し、こ
の良好な特性レベルは高いガラス転移点により、コンデ
ィショニング後においてもなお広範な温度範囲にわたり
維持される。
【0043】従って、本発明によるコポリアミドは、ヤ
ーン、シート及び成形体の製造に適する。
ーン、シート及び成形体の製造に適する。
【0044】
【実施例】実施例1 35kgのε−カプロラクタム、55kgのテレフタル
酸、38.5kgのヘキサメチレンジアミン及び12
8.5kgの水からなる水溶液を、約80℃に加熱され
た貯蔵容器から、計量ポンプによりポリアミド量として
5kg/時に相当する速度で、部分的に水平、部分的に
垂直に配置された管状蒸発装置に給送した。この蒸発装
置は、295℃の温度の熱媒体を強制循環させて加熱す
る。その長さは3m、内容積は180ml、熱伝導表面
積は1300cm2 である。この蒸発装置中の滞留時間
は50秒とした。プレポリマー及び水蒸気からなり、蒸
発装置から排出される混合物は290℃の温度を示し、
これを分離器中で水蒸気と溶融体に分離した。溶融体を
さらに10分間、この分離器中に滞留せしめ、次いで脱
気圏を有するエクストルーダにより索状に成形し、水浴
中で固化し、次いで顆粒化した。上記分離器及び蒸発装
置は、カラムの下流に配置された圧力保持装置により5
バールの圧力に保持された。分離器で分離された水蒸気
は、約10の理論棚段を有する充填カラムに給送され、
毎時約1リッターの水蒸気凝縮物を塔頂に送り還流液を
生成させた。塔頂温度は152℃に設定した。フラッシ
ュバルブにより排出された水蒸気を凝縮させたが、ヘキ
サメチレンジアミン含有量は0.05重量%以下、ε−
カプロラクタム含有量は0.1重量%以下であった。塔
底排出物として、生成ポリアミドに対しヘキサメチレン
ジアミン80重量%、ε−カプロラクタム1〜3重量%
を含有する水溶液を得た。この水溶液はポンプにより蒸
発装置導入口前において出発材料溶液に合流させた。
酸、38.5kgのヘキサメチレンジアミン及び12
8.5kgの水からなる水溶液を、約80℃に加熱され
た貯蔵容器から、計量ポンプによりポリアミド量として
5kg/時に相当する速度で、部分的に水平、部分的に
垂直に配置された管状蒸発装置に給送した。この蒸発装
置は、295℃の温度の熱媒体を強制循環させて加熱す
る。その長さは3m、内容積は180ml、熱伝導表面
積は1300cm2 である。この蒸発装置中の滞留時間
は50秒とした。プレポリマー及び水蒸気からなり、蒸
発装置から排出される混合物は290℃の温度を示し、
これを分離器中で水蒸気と溶融体に分離した。溶融体を
さらに10分間、この分離器中に滞留せしめ、次いで脱
気圏を有するエクストルーダにより索状に成形し、水浴
中で固化し、次いで顆粒化した。上記分離器及び蒸発装
置は、カラムの下流に配置された圧力保持装置により5
バールの圧力に保持された。分離器で分離された水蒸気
は、約10の理論棚段を有する充填カラムに給送され、
毎時約1リッターの水蒸気凝縮物を塔頂に送り還流液を
生成させた。塔頂温度は152℃に設定した。フラッシ
ュバルブにより排出された水蒸気を凝縮させたが、ヘキ
サメチレンジアミン含有量は0.05重量%以下、ε−
カプロラクタム含有量は0.1重量%以下であった。塔
底排出物として、生成ポリアミドに対しヘキサメチレン
ジアミン80重量%、ε−カプロラクタム1〜3重量%
を含有する水溶液を得た。この水溶液はポンプにより蒸
発装置導入口前において出発材料溶液に合流させた。
【0045】蒸発装置から得られるプレポリマーは、9
6重量%硫酸に溶解させ、20℃で測定して1.25の
相対粘度を有し、末端基分析により93〜95%の転化
率を示した。ビス−ヘキサメチレントリアミン含有分
は、ポリアミドに対し0.1〜0.15重量%であっ
た。
6重量%硫酸に溶解させ、20℃で測定して1.25の
相対粘度を有し、末端基分析により93〜95%の転化
率を示した。ビス−ヘキサメチレントリアミン含有分
は、ポリアミドに対し0.1〜0.15重量%であっ
た。
【0046】分離器から溶融体を排出させて、極めて澄
明な固有色のポリアミドを得たが、ビス−ヘキサメチレ
ントリアミン含有量は0.17%と著しく低く、相対粘
度1.65〜1.80であった。
明な固有色のポリアミドを得たが、ビス−ヘキサメチレ
ントリアミン含有量は0.17%と著しく低く、相対粘
度1.65〜1.80であった。
【0047】この生成物はほぼ当量の末端カルボキシル
基及び末端アミノ基を有する。
基及び末端アミノ基を有する。
【0048】抽出可能成分含有量(メタノール抽出)は
3.1〜3.3重量%であった。溶融体をエクストルー
ダ中で常圧に放圧し、1分以下の滞留時間で実質的にそ
れ以上縮合せしめなかった。得られた顆粒を195℃、
30時間の滞留時間で、過熱水蒸気により連続固相縮合
させ、ηrel =2.50の最終粘度とした。抽出可能
(メタノール抽出)成分の含有量は僅かに0.2重量%
となった。
3.1〜3.3重量%であった。溶融体をエクストルー
ダ中で常圧に放圧し、1分以下の滞留時間で実質的にそ
れ以上縮合せしめなかった。得られた顆粒を195℃、
30時間の滞留時間で、過熱水蒸気により連続固相縮合
させ、ηrel =2.50の最終粘度とした。抽出可能
(メタノール抽出)成分の含有量は僅かに0.2重量%
となった。
【0049】実施例2 アジピン酸とヘキサメチレンジアミンの塩63kg、テ
レフタル酸30kg、ヘキサメチレンジアミン21kg
及び水114kgからなる塩溶液を、約80℃の温度
で、長さ2m、内容積120cm3 、熱伝導表面積約8
60m3 の垂直に配置した蒸発装置の上部に給送した。
この蒸発装置を295℃の液状熱媒体を強制循環させて
加熱した。この蒸発装置から排出される、プレポリマー
及び水蒸気混合物の温度は288℃であった。
レフタル酸30kg、ヘキサメチレンジアミン21kg
及び水114kgからなる塩溶液を、約80℃の温度
で、長さ2m、内容積120cm3 、熱伝導表面積約8
60m3 の垂直に配置した蒸発装置の上部に給送した。
この蒸発装置を295℃の液状熱媒体を強制循環させて
加熱した。この蒸発装置から排出される、プレポリマー
及び水蒸気混合物の温度は288℃であった。
【0050】転化率は94%、蒸発装置滞留時間は約4
0秒であった。
0秒であった。
【0051】このようにして得られたプレポリマー及び
水蒸気の混合物を充填体を装填した表面積2m2 の交換
装置に給送した。この交換装置は特に著しい熱交換をも
たらさない構成のものであって、プレポリマー溶融体と
水蒸気は密接に接触せしめられた。滞留時間は0.5分
とした。
水蒸気の混合物を充填体を装填した表面積2m2 の交換
装置に給送した。この交換装置は特に著しい熱交換をも
たらさない構成のものであって、プレポリマー溶融体と
水蒸気は密接に接触せしめられた。滞留時間は0.5分
とした。
【0052】この装置通過後、実施例1と同様に、プレ
ポリマー及び水蒸気の混合物は分離装置に給送され、以
後、実施例1におけるように処理した。
ポリマー及び水蒸気の混合物は分離装置に給送され、以
後、実施例1におけるように処理した。
【0053】このようにして得られたポリアミドは0.
19重量%のビス−ヘキサメチレントリアミンを含有
し、塔底におけるヘキサメチレンジアミン分はポリアミ
ドに対して1〜2重量%であった。
19重量%のビス−ヘキサメチレントリアミンを含有
し、塔底におけるヘキサメチレンジアミン分はポリアミ
ドに対して1〜2重量%であった。
【0054】抽出可能(メタノール抽出)含有分は0.
2〜0.3重量%であった。
2〜0.3重量%であった。
【0055】実施例3 30重量%のカプロラクタム単位及び70重量%のヘキ
サメチレンジアミン/テレフタル酸単位(実施例1によ
り製造された)から形成されたコポリアミドは、2.4
2の相対粘度(実施例1に記載の方法で測定)、295
℃の融点(DSC法で測定)を有し、市販のエクストル
ーダ溶融紡糸装置で以下の条件により紡糸した。
サメチレンジアミン/テレフタル酸単位(実施例1によ
り製造された)から形成されたコポリアミドは、2.4
2の相対粘度(実施例1に記載の方法で測定)、295
℃の融点(DSC法で測定)を有し、市販のエクストル
ーダ溶融紡糸装置で以下の条件により紡糸した。
【0056】給送量:1.2kg/時 溶融温度:335℃ 紡糸速度:690m/分 紡糸ノズル:20孔、孔径0.25mm 得られたヤーンを熱延伸した。
【0057】 ストレッチヤーンは以下の特性を示した。
【0058】 番 手:112/20dtex 極限引張強さ:4.65cN/dtex(4.6) 破断時伸び:20%(36) 初期モジュラス:60cN/dtex アニオン染料染色性: ポリヘキサメチレンアジピン酸アミド (ポリアミド6.6)と同等 堅ろう度(光、洗濯、汗): ポリアミド6.6と同等 湿潤強度:87(87) 紫外線安定度(キセノンテスト28日):69%(52%) 加熱処理:(3時間、190℃):37%(40%) ただし、括弧内はポリアミド6.6の数値を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるコポリアミドの構成を示す3元成
分ダイアグラムである。
分ダイアグラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グンター、ピパー ドイツ連邦共和国、6702、バート、デュル クハイム、シュランゲンターラー、ヴェー ク、10 (72)発明者 ハンス−ペーター、ヴァイス ドイツ連邦共和国、6704、ムターシュタッ ト、プファルツリング、75 (72)発明者 クリストフ、プラヘタ ドイツ連邦共和国、6703、リムブルガーホ ーフ、アルベルト−アインシュタイン−ア レー、12 (72)発明者 エックハルト、ミヒャエル、コッホ ドイツ連邦共和国、6701、フスゲンハイ ム、メロヴィンゲルシュトラーセ、8
Claims (6)
- 【請求項1】 (A)テレフタル酸及びヘキサメチレン
ジアミンから誘導された単位と、 (B)ε−カプロラクタムから誘導された単位と、 (C)アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンから誘導
された単位とを本質的構成分として含有し、 構成分(A)〜(C)が3成分ダイアグラムにおける頂
点X1 〜X5 により形成される5角形の内部にあり、各
頂点が以下の通り、すなわち であり、 上記構成分(B)及び/或は(C)が全体で単位全重量
の少なくとも10重量%となり、コポリアミドが0.5
重量%より少ないトリアミン分を含有する、相対粘度
2.2〜5.0である部分芳香族コポリアミド。 - 【請求項2】 トリアミン分が0.3重量%以下である
ことを特徴とする、請求項1に記載の部分芳香族コポリ
アミド。 - 【請求項3】 (A)テレフタル酸及びヘキサメチレン
ジアミンから誘導された単位50〜80重量%と、 (B)ε−カプロラクタムから誘導された単位20〜5
0重量%とを含有することを特徴とする、請求項1また
は2に記載の部分芳香族コポリアミド。 - 【請求項4】 (A)テレフタル酸及びヘキサメチレン
ジアミンから誘導された単位60〜75重量%と、 (B)ε−カプロラクタムから誘導された単位25〜4
0重量%とを含有することを特徴とする、請求項3に記
載の部分芳香族コポリアミド。 - 【請求項5】 シート、繊維及び成形体製造のために、
請求項1〜4に記載の部分芳香族コポリアミドを使用す
る方法。 - 【請求項6】 本質的構成分として、請求項1〜4に記
載の部分芳香族コポリアミドを用いて得られた成形体。
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