JPH111471A - ポリアミドの解重合 - Google Patents

ポリアミドの解重合

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JPH111471A
JPH111471A JP10156543A JP15654398A JPH111471A JP H111471 A JPH111471 A JP H111471A JP 10156543 A JP10156543 A JP 10156543A JP 15654398 A JP15654398 A JP 15654398A JP H111471 A JPH111471 A JP H111471A
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earth metal
alkali
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Petrus Jozef Hubertus Thomissen
ヨセフ フベルタス ソミッセン ペトラス
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    • C07C209/44Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of carboxylic acids or esters thereof in presence of ammonia or amines, or by reduction of nitriles, carboxylic acid amides, imines or imino-ethers
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【解決手段】アルカリ又はアルカリ土類金属化合物を使
用して、水の存在下に一つ又はそれ以上のポリアミドを
そのモノマー成分に解重合するための方法において、解
重合が0.2〜2.0MPaの圧力において行われるこ
とを特徴とする。 【効果】高濃度の環状オリゴマーの存在下においてでさ
え、高い転換率が達成され、かつ解重合反応がより迅速
に進行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、アルカリ又はアルカリ土類金属
化合物を使用して水の存在下に一つ又はそれ以上のポリ
アミドをそのモノマー成分に解重合するための方法に関
する。
【0002】そのような方法は、米国特許第53590
62号明細書から公知であり、該明細書は、ナイロン‐
6が水酸化ナトリウムを使用して解重合される方法を開
示している。しかし、この解重合は2MPaより高い圧
力下に行われる。達成される転換率は比較的低い。実施
例において、たった65%のカプロラクタムへのナイロ
ン6の転換率が、5MPaの圧力において5時間におい
て達成される。
【0003】ポリアミド(例えばポリアミド製造廃棄
物)の再処理は、約40年既にずっと行われてきた。こ
れは、とりわけ、ポリアミド製造業者及びポリアミド繊
維紡績業者において実行された。実際問題として、この
生成物再処理は、いわゆるリン酸法により未だ行われて
いる。これは、ポリアミドが、例えば、米国特許第31
82055号明細書において述べられたように触媒とし
てのリン酸を伴う水蒸気を使用して解重合されることを
意味する。しかし、この方法の欠点は、ホスフェート含
有製造廃棄物が形成され、引き続いて、それが廃棄物と
して後処理され又は処分されなければならないことであ
る。ポリアミドの解重合は、例えば、ファイバー、フィ
ルム、チップ、射出成形又は押出成形されたポリアミド
製品の再処理に適切である。もちろん、ポリアミド含有
廃棄物の再処理の商業的可能性は、この廃棄物のポリア
ミド成分を、好ましくは更なる転換反応なしに再利用さ
れ得るところのモノマー成分に転換する経済的/技術的
可能性に直接依存する。ナイロン‐6のためのモノマー
成分は、カプロラクタム及びカプロラクタム前駆体であ
る。前駆体は、まずカプロラクタムに転換される必要な
しに、ポリアミドの調製のために使用され得るところの
化合物であると理解される。前駆体の例は、アミノカプ
ロン酸である。ナイロン‐6,6の場合において、モノ
マー成分は、ヘキサメチレンジアミン及びアジピン酸で
ある。
【0004】ポリアミドの例は、ナイロン‐6、ナイロ
ン‐6,6、ナイロン‐4,6、ナイロン‐12、ナイ
ロン‐4,12、ナイロン‐6,12、ナイロン‐8等
である。本特許出願において、ポリアミドは、アミドの
ポリマー及びオリゴマーの両者であると理解される。オ
リゴマーは、例えば、カプロラクタムの線状及び環状オ
リゴマーの両者であると理解される。これらはまた、ポ
リアミド含有混合物であると理解される。該混合物は、
全ての種類の化合物、例えば、着色剤、UV安定剤、つ
や消し剤、帯電防止剤、衝撃調節剤、熱安定剤、汚れ忌
避剤、ろくろ研磨油等を含み得る。
【0005】本発明の目的は、ポリアミドのモノマー成
分へのより高い転換率をもたらすところの方法を提供す
ることである。
【0006】この目的は、解重合が0.2〜2.0MP
aの圧力において行われることで達成される。
【0007】解重合は、好ましくは0.5〜1.8MP
aの圧力において行われる。
【0008】ポリアミドが、ポリアミドより解重合する
ためにより一層困難であるところの環状オリゴマーを高
含有量で有するときでさえ、これは、より高い転換率が
達成されると同時に、更に解重合反応がより迅速に進行
することをもたらす。本発明に従う解重合を実行するこ
とにより、より大量のポリアミドが単位時間当り処理さ
れ得る故に、解重合プロセスはより一層効率的かつコス
ト効果的になる。
【0009】適切なアルカリ金属化合物又はアルカリ土
類金属化合物は、アルカリ金属酸化物若しくはアルカリ
土類金属酸化物、アルカリ金属水酸化物若しくはアルカ
リ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩若しくはアル
カリ土類金属炭酸塩及びアミノカプロン酸のアルカリ金
属塩若しくはアルカリ土類金属塩又はアミノカプロン酸
の線状二量体若しくは三量体の該金属塩、希土類アルカ
リ金属水酸化物、希土類アルカリ金属炭酸塩又はこれら
の化合物の混合物である。そのような化合物の例は、酸
化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化
カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マ
グネシウム、アミノカプロン酸ナトリウム、アミノカプ
ロン酸の線状二量体若しくは三量体のナトリウム塩、ア
ミノカプロン酸カリウム、アミノカプロン酸の線状二量
体若しくは三量体のカリウム塩又はそれらの混合物であ
る。好ましくは、水酸化ナトリウム及び/又はアミノカ
プロン酸ナトリウムが使用される。
【0010】アルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土
類金属化合物の量は、解重合されるべきポリアミドの量
に対して通常少なくとも0,1重量%である。好ましく
は、アルカリ又はアルカリ土類金属化合物の少なくとも
0.2重量%が使用される。通常、使用されるアルカリ
及び/又はアルカリ土類金属化合物の量は、使用される
アルカリ及び/又はアルカリ土類金属化合物の2重量%
を超えない。
【0011】解重合は、ポリアミドを通して水蒸気を通
過させることにより実行される。水蒸気は、220〜4
50℃の温度を有している。好ましくは、水蒸気の温度
は、250〜350℃にある。1時間当りの水蒸気の重
量は、ポリアミド重量の最大3.5倍である。1時間当
りの水蒸気の重量は、好ましくはポリアミド重量の最大
2.5倍、そしてとりわけ、ポリアミドの重量の1倍で
ある。
【0012】本発明に従う解重合法が実行され得るとこ
ろの反応温度、即ち、溶融されたポリアミドの温度は、
200〜400℃にある。該温度は、好ましくは250
〜350℃、とりわけ250〜300℃にある。
【0013】ポリアミドが過熱蒸気と接触される前に、
ポリアミドは好ましくは溶融される。溶融は、好ましく
は空気(酸素)の不存在下に行われる。溶融されたポリ
アミドは、そのモノマー成分に解重合される。これらの
モノマー成分は、気相を介して排出される。実際問題と
して、気相は次いで凝縮物に凝縮される。水素化又は過
マンガン酸カリウム処理を使用して該凝縮物を精製する
ことができる。過マンガン酸カリウム処理を使用する精
製の欠点は、軟マンガン鋼が形成されることである。そ
れ故、好ましくは、例えば、欧州特許出願公開第627
417号公報において述べられているような水素化が使
用される。該公報の全体の開示は、引用することにより
本明細書中に組み込まれる。水素化による精製と組み合
わされたアルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金
属化合物による解重合の主たる利点は、続く処理を必要
とするところの廃棄物が全く又は殆ど形成されないこと
である。
【0014】この凝縮物はまた、直鎖状及び環状オリゴ
マーをも含み得る。これらのオリゴマーは、例えば、現
在の技術水準において慣用的に採用されるような蒸留を
使用してモノマー成分から分離され得る。モノマー成分
の蒸留後に残存するところの、とりわけアルカリ金属化
合物及び/又はアルカリ土類金属化合物を含む残留物
は、解重合反応器に循環され得る。
【0015】本発明に従う方法は、ポリアミド含有廃棄
物の処理のために非常に適しており、必要なら、好まし
くは該廃棄物は、例えば、粉砕、切刻み、引裂き及び/
又は切断により、まず機械的に寸法を減じられる。
【0016】本発明に従う解重合は、バッチ的、半連続
的又は連続的に達成され得る。
【0017】本発明は、次の実施例に基いて説明される
であろう。
【0018】比較例A 1リットルの水及び100gのナイロン‐6がオートク
レーブ中に仕込まれた。0.5gの水酸化ナトリウムが
加えられた。窒素を使用して、オートクレーブ中の圧力
が0.5MPaに上げられた。次に、攪拌しながら温度
が250℃に上げられた。オートクレーブは解重合の
間、5MPaの圧力において操作された。5時間後、オ
ートクレーブは室温まで冷却された。トルエンによる抽
出の後、溶媒は有機相の蒸留により取り除かれた。残留
物は65gのカプロラクタムのみを含んでいた。30g
の未転換のポリアミドが、抽出された水性相中に後に残
った。
【0019】実施例I及び比較例B及びC 所定量のポリアミド供給原料及び触媒が、オートクレー
ブ中に仕込まれた。オートクレーブは次いで、270℃
の温度に加熱された。オートクレーブは原料供給配管を
有しており、該配管を通して、1時間当り3.5kgの
水蒸気が供給原料の1kg当りに添加された。オートク
レーブを出た水蒸気は、凝縮が生ずるように冷却され
た。モノマー成分は真空蒸留を使用して回収された。次
に、モノマー成分の含有量が屈性率測定により決定され
た。このために、100ミリリットルの試料が蒸留物か
ら引き抜かれ、そして1時間恒温に保たれた浴中で20
℃の温度で加熱された。該試料は次いで、Tamson
B.V.(オランダ国)製の屈折計のプリズム上に置
かれ、そして屈折率が1分間後に読み取られた。これが
繰り返された。二つの測定が、0.0002より大きく
離れることは許されなかった。検量線を介して、屈折率
はモノマー成分の濃度と関係付けられた。実験データ及
び結果は、表Iに与えられている。
【0020】
【表I】表Iから、出発物質が環状オリゴマーであった
とき、ナイロン‐6チップに比較して転換率は著しく低
いことが明らかである。カプロラクタムへの良好な転換
率が、H3PO4により達成されるけれども、解重合の
後に14gのホスフェート廃棄物が残存したという欠点
があった。対照的に、本発明に従う実施例Iは、ホスフ
ェート廃棄物を生成せず、かつカプロラクタムへのより
高い転換率をもたらす。
【0021】実施例I及び比較例Aの比較は、転換率が
実質的により低い圧力において何倍もより高いこと、か
つ更に、はるかに迅速に達成されることを教示する。加
えて、トルエン又は他の有機溶剤がカプロラクタムを回
収するために必要ではない。これは、環境的により安全
であり、かつコスト的により安価な方法をもたらす。
【表1】

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一つのアルカリ又はアルカリ
    土類金属化合物を使用して水の存在下に一つ又はそれ以
    上のポリアミドをそのモノマー単位に解重合するための
    方法において、解重合が、0.2〜2.0MPaの圧力
    において行われることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 解重合が、0.5〜1.8MPaの圧力
    において行われることを特徴とする請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金
    属化合物が、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸
    化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化
    物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、ア
    ミノカプロン酸のアルカリ金属塩若しくはアルカリ土類
    金属塩、又はアミノカプロン酸の線状二量体若しくは三
    量体の該金属塩から成る群から選ばれることを特徴とす
    る請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 アルカリ又はアルカリ土類金属化合物
    が、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウ
    ム、酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
    ム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
    ム、炭酸マグネシウム、アミノカプロン酸ナトリウム、
    アミノカプロン酸の線状二量体若しくは三量体のナトリ
    ウム塩、アミノカプロン酸カリウム、アミノカプロン酸
    の線状二量体若しくは三量体のカリウム塩、又はそれら
    の混合物であることを特徴とする請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 アルカリ又はアルカリ土類金属化合物
    が、水酸化ナトリウム及び/又はアミノカプロン酸ナト
    リウムであることを特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 アルカリ又はアルカリ土類金属化合物の
    量が、解重合されるべきポリアミドの量に対して少なく
    とも0.1重量%であり、かつ最大2重量%であること
    を特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 少なくとも0.2重量%のアルカリ又は
    アルカリ土類金属化合物が使用されることを特徴とする
    請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 解重合が、220〜450℃の温度を持
    つ水蒸気をポリアミドを通して通過させることにより実
    行されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つ
    に記載の方法。
  9. 【請求項9】 水蒸気が、250〜350℃の温度を持
    つことを特徴とする請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】 1時間当りの水蒸気の量が、ポリアミ
    ドの量の最大3.5倍であることを特徴とする請求項8
    又は9記載の方法。
  11. 【請求項11】 1時間当りの水蒸気の量が、ポリアミ
    ドの量の最大2.5倍であることを特徴とする請求項1
    0記載の方法。
  12. 【請求項12】 解重合が、200〜400℃の温度で
    行われることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一
    つに記載の方法。
  13. 【請求項13】 解重合後にモノマー成分の精製が、水
    素化により行われることを特徴とする請求項1〜12の
    いずれか一つに記載の方法。
  14. 【請求項14】 アルカリ又はアルカリ土類金属化合物
    が、解重合に戻されることを特徴とする請求項1〜13
    のいずれか一つに記載の方法。
  15. 【請求項15】 明細書及び/又は実施例中に実質的に
    開示された方法。
JP10156543A 1997-05-01 1998-04-30 ポリアミドの解重合 Pending JPH111471A (ja)

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NL1005942 1997-05-01

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KR (1) KR19980086657A (ja)
BR (1) BR9801507A (ja)
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