JPH0291123A - ポリアミドの連続抽出法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリアミド中に残った低分子量成分の量がきわ
めてわずかなポリアミドの連続抽出法に関する。それは
また、上部と下部が直径の小さい移行管によって結合さ
れ、向流抽出が上部で行われ、直流抽出が下部である条
件下で行われる、本方法に適した２分割抽出管に関する
。

ポリアミドはある場合にはまだかなりの量の出発上ツマ
−、オリゴマーまたは低分子量縮合生成物を重合後に含
んでいる。これらの低分子量成分は大部分の場合にポリ
アミドの使用に有害な影響をおよぼすので、それらはポ
リマーから除去されねばならない。たとえばポリ力グロ
ラクタム（ポリアミド６）は重合後まだε−カプロラク
タム約１０％およびカブロラクタムニ量体とより高級な
オリゴマー（三量体、四量体など）を約０．５％含んで
いる。

特許文献に記載されている種々の連続法はポリアミド６
から６−カプロラクタムモノマーとオリゴマーの広く均
一な抽出が起こることを目的としている。これらの方法
の大部分は熱水による向流抽出を用いており、通常粒状
のポリアミドは頂部から抽出管に導入し、抽出水は下か
ら導入する。

抽出した細粒は底部で抽出管から取り出し、乾燥するか
次の装置で後縮合でより高分子量にする。

ε−カプロラクタムとオリゴマーを含んでいる抽出水は
頂部で抽出管から取り出す。蒸留による水の除去後、ε
−カプロラクタムとオリゴマーは回収し、適宜処理して
ε−カプロラクタムを単離するか直接重合にもどす。

文献によると、低分子量成分の有効な抽出はもしも溶媒
の処理速度がきわめて高いならば達成することができる
。しかしながらその場合に、七ツマ−とオリゴマーは著
しく希釈された状態で得られ、回収には費用がかかる。

したがって、抽出プロセスが経済的に行うことができる
ように、抽出に対してできるだけ少量の水を用いるのが
望ましいであろう。しかしながら、抽出管中のラクタム
の濃度、したがって抽出水の密度は頂部に向かって増加
するので、ラクタムに富んだ水は抽出効率を著しく低下
させる下向きの向流を作りがちである。特許文献にはこ
の向流を防ぐ問題を扱う多くの報告を含んでいる。

ドイツ特許出願公告第１，２０９，２９３号には底部か
ら導入された水を種々のレベルで抽出管から取り出す向
流抽出法について記載されている。

少量の高％のラクタム溶液は抽出管の頂部末端において
得られ、多量のより希薄なラクタム溶液はより低いレベ
ルで取り出す。抽出管のより低部におけるより多量のよ
り希薄な溶液は抽出収率を向上させると言われている。

しかしながら、抽出管の上部における高いラクタム濃度
はこの抽出水がより低いラクタム含量を持った領域にま
で流下し、それによって抽出量を低下させがちな程度に
まで抽出水の密度を増加させるので、この方法は問題で
ある。もう１つの欠点は、低い点において取り出される
ラクタム溶液はξ−カプロラクタムの回収のために蒸留
せねばならず、経済的な利点が得られないことである。

ドイツ特許出願公告第１．２０９，２９３号にはまた、
抽出が抽出媒体の沸点以上の温度において、すなわち加
圧下で行なえることが記載されている。その場合に、細
粒は加圧導入口を通って抽出管に導入されねばならない
。そのようなプロセスは技術的に複雑であり、したがっ
て推賞できない。

ドイツ特許出願公告第１，５１９，９３６号には抽出水
の上向きの流れが抽出管の高さ方向に沿って分布してい
る設備によって向流と比べて改良されている向流抽出法
について記載している。この種の方法はまた技術的に複
雑であるという欠点を有し、細粒の粒子が目的とするよ
りも長く滞留しがちであり、損傷されるデッド・スペー
スが設備内に発生することがある。抽出量に対して与え
られた数字は信頼できない。七ツマ−の０．５重量％が
細粒中に残る。

本発明の目的は、得られた生成物がもつとも高度な要求
を満足する程度まで、低分子量成分が経済的に除去でき
る連続抽出法を与えることである。

文献に記載されている種々の連続法は厳密でない応用に
対して充分にポリアミドを完全に抽出することができる
が、公知の方法によって得られた抽出の度合は特殊な応
用に対しては充分ではない。

たとえば、゛厳密ではない応用は、なんら特定の要求を
満足することが期待されていない、射出成型部品を製造
するポリアミドの加工であろう。厳密な応用は紡糸の目
的のための生成物の利用とフィルムおよびシートを形成
させる加工であろう。フィルムの製造およびシートの形
成はたとえば、ダイマー含量量が高いとローラー上に沈
積物を生じ、そのため加工を妨害するので、残留ダイマ
ーの濃度がきわめて低いポリアミド６を製造することが
要求される。フィルムとシートに加工するための技術的
に高度のポリアミド６は０．０５％以下、好ましくは０
．０３％以下の残留ダイマー含量でなければならない。

そのような製品はシート工場において長期間にわたって
故障なく加工することができる。文献に記載されている
向流抽出法は、放出された水抽出物中の高いラクタム濃
度と低い残留ダイマー含量を作り出そうという試みがな
されるとき、無理を強いられる。もしも抽出管が、高い
ラクタム濃度を得るために少量の水で操作されるならば
、水中のダイマーとオリゴマーの濃度もまた増加する。

ラクタムに富んだ上部領域においてポリアミドからダイ
マーを抽出することは、したがって困難となる。入って
くる抽出水のためにラクタムとオリゴマーの濃度が低い
、下部領域において、ダイマー含量はもはや０．０５％
以下の要求された値まで低下させることはできない。

本発明は、抽出液と抽出管の使用によって、ポリアミド
から、とくにポリ−ε−カプロラクタムからの低分子量
成分の連続抽出において、２つの部分が直径の小さい移
行管によって結合されている、２分割抽出管で抽出管の
上部で向流抽出を行い、抽出管の下部で直流抽出を行う
ことを特徴とする方法に関する。この目的のため、移行
管のすぐ上の点で２分割抽出管の上部に導入される抽出
液は部分的に上向きに、部分的に下向きに送られ、抽出
液は抽出管の上端と下端の両方において取り出され、ポ
リ−ε−カプロラクタムは上から下向きに２分割抽出管
を通って流れる。

抽出管の上部は抽出液の沸点以下の温度で操作するが、
下部は常圧下抽出剤の沸点以下または以上の温度におい
て選択的に操作する。もしもとくに有効な抽出が、とく
にポリ−ε−カプロラクタム中の残留ダイマー含量に関
して要求されるならば、抽出管の下部は常圧下で抽出剤
の沸点以上の温度において操作するのが好ましい（抽出
剤は抽出カラムの静水圧下にある）。

安価で取り扱いが容易なので、大部分の場合に水が抽出
液として用いられるが、ほかの抽出剤、たとえば低分子
量の１価のアルコールもまた適当である。

水を抽出媒体として用いるとき、８０〜１００℃、好ま
しくは８５〜９９℃の温度が抽出管の上部で用いられ、
抽出管の下部は８０〜１５０°Ｃ１好ましくは１１０〜
１３５°Ｃで操作される。

本発明の方法の特別な利点は、抽出管の下部において、
抽出は技術的に複雑な加圧導入口を必要とせず、常圧下
抽出剤の沸点以上の温度で行うことができる。これが達
成できるために、管の上部において液力ラムによって作
り出される静液圧が抽出管の下部における沸とうを防ぐ
に充分であるように抽出管の上部は充分に長くなければ
ならない。抽出管の下部における抽出液はポリアミドに
対して直流に移行管を通って流れるので、抽出管の上部
における温度プロフィールが、たとえ抽出管の下部が常
圧下抽出剤の沸点以上の温度において操作されても影響
を受けないように、きわめて効率の高い温度障壁が作り
出される。

移行管の直径は好ましくは抽出管の直径の５〜５０％、
もつとも好ましくは１０〜２５％である。

本発明による方法のもう１つの利点は、抽出管の下部に
運ばれる抽出液の流れが蒸留によって処理される必要な
くふたたび用いることができ、それによって経済的な利
点を与えることである。これに対する理由は、抽出管の
上部においてだけでポリアミドが厳密でない応用に対し
て適する程度まで抽出か達成されることである。抽出管
の下部における抽出はおもにオリゴマーの残留抽出から
なり、抽出水は低い濃度のε−カプロラクタムとオリゴ
マーしか含まない。抽出液のこの部分流はほかの目的に
対して用いることができるか、部分的にまたは完全にふ
たたび抽出に用いることができる。

抽出管の下部における有効な残留抽出のために、抽出液
の上向きの流れは非常に小さく保つことができ、その結
果頂部において放出された溶液中に高濃度のカプロラク
タムが得られる。カプロラクタムを回収する蒸発のため
の費用はしたがって低い。ラクタム濃度は好ましくは２
〜２５％、もつとも好ましくは３〜１５％に調節する。

ポリアミドと直流に流れる抽出液は好ましくは単位時間
あたり出てくるポリアミドの量の０．５〜ｌＯ倍、もつ
とも好ましくは１〜５倍になる。

本発明による方法はポリアミド６中のダイマー含量を０
．０５％以下の残留含量に低めることを可能にする。フ
ィルムへの加工、シート化および紡糸の目的に適する高
品質の物質がこのようにして得られる。

本発明はまた本方法に適する抽出管に関する。

本発明による配列を下に記す第１図において説明する。

抽出液（１）は下から２分割抽出管の上部（２）の中に
流れる。ポリアミド（３）（たとえばポリアミド−ε−
カグロラクタム）は細粒の形で頂部から導入する。抽出
液の一部はカプロラクタムを含んでいる溶液（４）とし
て抽出管の上部の頂部から取り出し、カプロラクタムの
回収のため蒸留によって処理する。導入された抽出液（
１）の残りの部分は移行管（５）を通って２分割抽出管
の下部（６）に入り、結合点（７）において取り出され
る。抽出された物質（９）は放出装置（８）によって抽
出管から取り出し、処理する。

本発明を以下の実施例によってさらに説明する。

実施例１（比較例） 未抽出のポリーε−カプロラクタム２００ｋｇ／時を長
さ１３ｍ、直径１ｍの抽出管の頂部に連続的に導入する
。ポリアミド６は残留ラクタム含量９．５％とダイマー
含量０．５％を有する。水２５０Ｉ２／時を温度８５〜
９０°Ｃで下部から抽出管に同時に導入する。抽出管は
加熱ジャケットを有し、抽出水が温度９５〜９９℃で頂
部において放出されるように調節する。放出された水中
のラクタム濃度は７％であり、抽出されたポリアミド６
細粒中の残留ダイマー含量は０．０８％である。

実施例２ 未抽出のポリーε−カプロラクタム５００ｋｇ／時を頂
部から垂直な２分割抽出管の中に連続的に導入する。ポ
リアミドは残留ラクタム含量９．５％とダイマー含量０
．５％を有する。抽出管は次の構造を有する。

上部　　　長さ　　１７ｍ 直径　　　１．３ｍ 移行管　　長さ　　　２ｍ 直径　　　０．２ｍ 下部　　　長さ　　　６ｍ 直径　　　１．３ｍ 水２ｍ３／時を８５〜９０°Ｃの温度で抽出管の上部の
下端に導入する。６００１／時を抽出管の上部の頂部末
端で取り出す。抽出水のラクタム含量は７．２％である
。

放出された抽出水の温度が約９５〜９９°Ｃになるよう
に抽出管の上部を加熱する。

水１．４ｍ”／時をポリアミド細粒と直流に移行管を通
って抽出管の下部に導入する。下部の温度は１２５℃で
ある（抽出カラムの内容物の静水圧下）。

抽出したポリアミド細粒はダイマー含量０．０２％を有
する。抽出管の下部を出る抽出水はわずか０．０５％の
ラクタム含量を有する。

本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。

１、抽出管を用いる抽出液によるポリアミドからの低分
子量成分の連続抽出法において、上部を直径の小さい移
行管によって下部に結合した２分割抽出管で向流抽出を
上部で行い、直流抽出を下部で行い、全抽出流を抽出管
の上部の下端に導入し、この液の部分流を上向きに導き
、一方ほかの部分流を移行管を通って抽出管の下部に下
向きに導くことを特徴とする方法。

２、上部における抽出を常圧において抽出液の沸点以下
の温度において行い、抽出管の下部において抽出は常圧
において選択的に抽出液の沸点の上か下である温度で行
う、上記ｌ記載の方法。

３、用いる抽出媒体が水であり、１００℃以下、もつと
も好ましくは８５〜９９°Ｃの温度が抽出管の上部で用
いられ、好ましくは１００℃以上、もつとも好ましくは
１１０〜１３５°Ｃの温度が抽出管の下部で用いられる
、上記ｌおよび２の方法。

４、ポリアミドに直流に抽出管の下部に流入する抽出液
が単位時間あたり通過するポリアミドの量の０．５〜ｌ
Ｏ倍、好ましくは１〜５倍になる、上記１〜３の方法。

５．０．０５％以下、好ましくは０．０３％以下の残留
ダイマー含量がポリ−ε−カプロラクタムの抽出後に得
られる、上記１〜４の方法。

６、ポリ−ε−カプロラクタムの抽出の場合に、抽出管
の上部から放出される抽出水が事実上抽出されるべきε
−カグロラクタムの全量を含み、抽出管の下部から取り
出される抽出水が少量のε−カプロラクタムしか含まな
い、上記１〜４の方法。

７、抽出管の下部から取り出した抽出水を蒸留によって
処理することなくふたたび用いる、上記Ｉ〜４および６
の方法。

８、抽出液によるポリアミドからのモノマー、オリゴマ
ーおよびほかの低分子量成分の抽出のための抽出管であ
って、上部を直径の小さい移行管によって下部に結合し
た２分割抽出管で向流抽出を上部で行い、直流抽出を下
部で行い、全抽出液を抽出管の上部の下端に導入し、部
分流を上向きに導き、ほかの部分流を移行管を通って抽
出管の下部に導くことを特徴とする抽出管。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の抽出管の概略図である。図中（１）は
流入する抽出液、（３）はポリアミド、（４）および（
７）は取り出される抽出液、（５）は移行管、（９）は
抽出されたポリアミドである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）抽出管を用いる抽出液によるポリアミドからの低分
   子量成分の連続抽出法において、上部を直径の小さい移
   行管によつて下部に結合した２分割抽出管（ｔｗｏ−ｐ
   ａｒｔ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｕｂｅ）で向流抽出
   を上部で行い、直流抽出を下部で行い、全抽出液を抽出
   管の上部の下端に導入し、この液の部分流を上向きに導
   き、一方ほかの部分流を移行管を通つて抽出管の下部に
   下向きに導くことを特徴とする方法。 ２）抽出液によるポリアミドからのモノマー、オリゴマ
   ーおよびほかの低分子量成分の抽出のための抽出管であ
   つて、上部を直径の小さい移行管によつて下部に結合し
   た２分割抽出管で向流抽出を上部で行い、直流抽出を下
   部で行い、全抽出液を抽出管の上部の下端に導入し、部
   分流を上向きに導き、ほかの部分流を移行管を通つて抽
   出管の下部に導くことを特徴とする抽出管。