JP2009227721A - Method for manufacturing thermoplastic copolymer - Google Patents

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Masatoshi Izawa
雅俊 井澤
Satoshi Mitsui
聡 三井
Masafumi Koyama
雅史 小山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for industrially advantageously manufacturing a thermoplastic copolymer excellent in thermal stability and transparency. <P>SOLUTION: The method for manufacturing a thermoplastic copolymer containing a glutaric acid anhydride unit and (i) an unsaturated carboxylic acid alkylester unit includes a volatile component elimination step of eliminating a volatile component comprising a mixture of unreacted monomers or a mixture of unreacted monomers and an organic solvent, wherein the step includes a first-half elimination step at 760 to 1,000 Torr and a last-half elimination step under a reduced pressure of less than 200 Torr. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐熱性、成形加工特性、無色透明性に優れ、とりわけ異物の少ないグルタル酸無水物単位を含有する熱可塑性共重合体を連続的に製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for continuously producing a thermoplastic copolymer containing glutaric anhydride units that are excellent in heat resistance, molding processing characteristics, and colorless transparency, and that are particularly free of foreign matters.

ポリメタクリル酸メチル(以下、PMMAと称する)やポリカーボネート(以下、PCと称する)といった非晶性樹脂は、その透明性や寸法安定性を活かし、光学材料、家庭電気機器、OA機器および自動車などの各部品を始めとする広範な分野で使用されている。   Amorphous resins such as polymethyl methacrylate (hereinafter referred to as “PMMA”) and polycarbonate (hereinafter referred to as “PC”) make use of transparency and dimensional stability of optical materials, household electrical appliances, office automation equipment, automobiles, and the like. It is used in a wide range of fields including parts.

近年、これらの樹脂は、特に光学レンズ、プリズム、ミラー、光ディスク、光ファイバー、液晶ディスプレイ用シート・フィルム、導光板などの、より高性能な光学材料にも幅広く使用されるようになっており、樹脂に要求される光学特性や成形加工性、耐熱性もより高度なものになっている。   In recent years, these resins have been widely used in higher performance optical materials such as optical lenses, prisms, mirrors, optical disks, optical fibers, liquid crystal display sheets and films, light guide plates, etc. The optical properties, moldability, and heat resistance required for these products are also higher.

また現在、これらの透明樹脂は、テールランプやヘッドランプといった自動車等の灯具部材としても使用されているが、近年、車内空間を大きくするためやガソリン燃費を改良するために、テールランプレンズやインナーレンズ、ヘッドランプ、シールドビーム等の各種レンズと光源の間隔を小さくすること、部品の薄肉化が図られる傾向にあり、優れた成形加工性が要求されるようになっている。また、車両は過酷な条件下で使用されるため、高温多湿下での形状変化が小さいことや、優れた耐傷性、耐候性、耐油性も要求される。   At present, these transparent resins are also used as lamp members for automobiles such as tail lamps and head lamps, but in recent years, tail lamp lenses, inner lenses, There is a tendency to reduce the distance between various light sources such as headlamps and shield beams and the light source, and to reduce the thickness of the parts, and excellent moldability is required. Further, since the vehicle is used under severe conditions, it is required to have a small shape change under high temperature and high humidity, and excellent scratch resistance, weather resistance, and oil resistance.

しかしながら、PMMA樹脂は、優れた透明性、耐候性を有するものの、耐熱性が十分ではないといった問題があった。一方、PC樹脂は、耐熱性、耐衝撃性に優れるものの、光学的歪みである複屈折率が大きく、成形物に光学的異方性が生じること、成形加工性、耐傷性、耐油性に著しく劣るといった問題があった。   However, although PMMA resin has excellent transparency and weather resistance, there is a problem that heat resistance is not sufficient. On the other hand, PC resin is excellent in heat resistance and impact resistance, but has a large birefringence, which is an optical distortion, and has optical anisotropy in the molded product, remarkably in moldability, scratch resistance, and oil resistance. There was a problem of being inferior.

そのため、PMMAの耐熱性を改良する目的で、耐熱性付与成分としてマレイミド系単量体あるいは無水マレイン酸単量体等を導入した樹脂が開発されている。しかし、マレイミド系単量体は高価であると同時に反応性が低く、無水マレイン酸は熱安定性が悪いという問題があった。   Therefore, for the purpose of improving the heat resistance of PMMA, a resin in which a maleimide monomer or a maleic anhydride monomer is introduced as a heat resistance imparting component has been developed. However, maleimide monomers are expensive and have low reactivity, and maleic anhydride has a problem of poor thermal stability.

これらの問題点を解決する方法として、不飽和カルボン酸単量体単位を含有する共重合体を、押出機を用いて加熱して環化反応させることにより得られるグルタル酸無水物単位を含有する共重合体が、例えば特許文献1および2に開示されているが、懸濁重合法や乳化重合法を用いて該共重合体を加熱処理して得られるグルタル酸無水物単位含有共重合体は、重合法に起因する異物により、高度な無色透明性が得られないという問題があった。   As a method for solving these problems, a copolymer containing an unsaturated carboxylic acid monomer unit is heated using an extruder to contain a glutaric anhydride unit obtained by a cyclization reaction. The copolymer is disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2, but a glutaric anhydride unit-containing copolymer obtained by heat-treating the copolymer using a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method is However, there is a problem that a high degree of colorless transparency cannot be obtained due to the foreign matters resulting from the polymerization method.

そこで、前駆体である不飽和カルボン酸単位を含有する共重合体の重合方法として、分散剤や乳化剤などの、いわゆる重合助剤を使用しない塊状重合または溶液重合が適用できれば、光学材料に要求される高度な無色透明性に優れた共重合体を得ることが期待でき、また連続重合化することによって共重合組成や分子量分布の制御が可能となるため、鋭意検討が行われてきた。   Therefore, if a bulk polymerization or solution polymerization without using a so-called polymerization aid such as a dispersant or an emulsifier can be applied as a polymerization method of a copolymer containing an unsaturated carboxylic acid unit as a precursor, it is required for an optical material. In addition, it is expected to obtain a highly colorless and transparent copolymer, and since continuous copolymerization makes it possible to control the copolymer composition and molecular weight distribution, intensive studies have been conducted.

例えば、塊状重合または溶液重合法によって当該グルタル酸無水物単位を含有する共重合体を得る方法として、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する共重合体を塊状重合または溶液重合し、引き続いて、得られた重合溶液を加熱し、未反応単量体および未反応単量体と溶媒を分離除去し、さらに該共重合体を加熱環化反応する方法が特許文献3〜5に開示されている。   For example, as a method of obtaining a copolymer containing the glutaric anhydride unit by bulk polymerization or solution polymerization, a copolymer containing unsaturated carboxylic acid alkyl ester units and unsaturated carboxylic acid units is bulk polymerization or solution A method of polymerizing and subsequently heating the obtained polymerization solution, separating and removing unreacted monomers and unreacted monomers and solvent, and further subjecting the copolymer to a cyclization reaction by heating is disclosed in Patent Documents 3 to 3. 5 is disclosed.

しかしながら、特許文献3で開示されている製造方法には、重合方法についての記載がなされているものの(実施例参照)、得られた重合溶液の脱揮や環化について、具体的な記述がなされておらず(詳細な説明、実施例参照)、また、実施例記載の「高温真空室」中で当該重合溶液を加熱処理した場合、未反応単量体および溶媒を完全に真空下で除去し、かつ環化反応を完結させるには、高温で長時間の熱処理が必要となり、多大な労力とエネルギーが必要になり、さらには得られるグルタル酸無水物単位を含有する共重合体が著しく着色するという問題点があった。   However, although the production method disclosed in Patent Document 3 describes the polymerization method (see Examples), specific description is made on the devolatilization and cyclization of the obtained polymerization solution. When the polymerization solution is heated in the “high temperature vacuum chamber” described in the examples, the unreacted monomer and solvent are completely removed under vacuum. In order to complete the cyclization reaction, heat treatment at a high temperature for a long time is required, and a great deal of labor and energy is required. Furthermore, the resulting copolymer containing glutaric anhydride units is markedly colored. There was a problem.

また、特許文献4には、重合反応で得られた共重合体溶液(a)を連続的に脱揮タンクに供給し、脱揮および環化反応を行う製造方法が開示されているが、この場合においても、未反応単量体および溶媒を完全に真空下で除去し、かつ環化反応を完結させるには、高温で長時間の熱処理が必要となり、多大な労力とエネルギーが必要になり、さらには得られるグルタル酸無水物単位を含有する共重合体が著しく着色するという問題点があった。   Patent Document 4 discloses a production method in which a copolymer solution (a) obtained by a polymerization reaction is continuously supplied to a devolatilization tank to perform devolatilization and a cyclization reaction. Even in the case, unreacted monomers and solvents are completely removed under vacuum and the cyclization reaction is completed, requiring heat treatment at a high temperature for a long time, which requires a great deal of labor and energy. Furthermore, there is a problem that the resulting copolymer containing glutaric anhydride units is markedly colored.

また、特許文献5には不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する共重合体の溶液重合法が開示されているが、この重合溶液を用いた脱揮および環化反応については検討されていない。   Further, Patent Document 5 discloses a solution polymerization method of a copolymer containing an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and an unsaturated carboxylic acid unit, and the devolatilization and cyclization reaction using this polymerization solution is disclosed. Has not been considered.

これらの状況を鑑み、本発明者らは特許文献6の如く、特定の不飽和カルボン酸単位を含有する共重合体を特定の重合条件下で製造し、続いて該共重合体を加熱処理することにより、無色透明性と滞留安定性に優れるグルタル酸無水物含有共重合体の製造方法を提案した。この提案の技術において、特定の重合温度で連続重合することにより得られるグルタル酸無水物含有共重合体の着色および滞留安定性は大いに改良されたが、特許文献6に開示された二軸押出機を用いて脱揮および環化反応を行う方法においても、未反応単量体および溶媒を完全に真空下で除去し、かつ環化反応を完結させるためには、スクリュウ直径とスクリュウ長さの比(L/D)の極めて高い装置を用い、共重合体の供給量を制御し、滞留時間を確保する方法などにより、高温で長時間熱処理をする必要があり、生産性が低下する問題点があり、また同時に、二軸押出機で長時間滞留させた場合には、剪断発熱によるポリマー鎖の熱分解に起因する着色が大きくなるという問題点があった。   In view of these situations, the present inventors, as in Patent Document 6, produce a copolymer containing a specific unsaturated carboxylic acid unit under specific polymerization conditions, and then heat-treat the copolymer. Therefore, a method for producing a glutaric anhydride-containing copolymer excellent in colorless transparency and retention stability was proposed. In this proposed technique, although the coloration and residence stability of the copolymer containing glutaric anhydride obtained by continuous polymerization at a specific polymerization temperature has been greatly improved, the twin-screw extruder disclosed in Patent Document 6 has been improved. Also in the method of performing devolatilization and cyclization reaction using, in order to completely remove unreacted monomer and solvent under vacuum and complete the cyclization reaction, the ratio of screw diameter to screw length (L / D) It is necessary to perform heat treatment for a long time at a high temperature by controlling the supply amount of the copolymer and securing the residence time by using an apparatus having a very high (L / D). In addition, at the same time, there is a problem that coloring caused by thermal decomposition of the polymer chain due to shear heat generation becomes large when it is retained for a long time in a twin screw extruder.

すなわち、光学レンズ、プリズム、ミラー、光ディスク、光ファイバー、液晶ディスプレイ用シート・フィルム、導光板などの、より高性能な光学材料に使用するためには、特許文献3〜6に開示された製造方法では達成できなかった、より高度な無色透明性とともに、熱安定性に優れるグルタル酸無水物単位を含有する共重合体を工業的に有利に製造できる方法が望まれていた。
特開昭49−85184号公報(第1−2頁、実施例) 特開平01−103612公報(第1−2頁、実施例) 特開昭58−217501号公報(第1−2頁、実施例) 特開昭60−120707号公報(第1−2頁、実施例) 特開平06−049131号公報(第1−2頁、実施例) 特開2004−002711号公報(第1−2頁、実施例)
That is, in order to use it for higher performance optical materials such as optical lenses, prisms, mirrors, optical disks, optical fibers, liquid crystal display sheets and films, and light guide plates, the manufacturing methods disclosed in Patent Documents 3 to 6 There has been a demand for a method capable of industrially advantageously producing a copolymer containing glutaric anhydride units that have not been able to be achieved and have higher colorless transparency and excellent thermal stability.
JP-A-49-85184 (page 1-2, Examples) Japanese Patent Laid-Open No. 01-103612 (page 1-2, Examples) JP 58-217501 A (page 1-2, Examples) JP-A-60-120707 (page 1-2, Examples) Japanese Patent Laid-Open No. 06-049131 (page 1-2, Examples) JP 2004-002711 A (page 1-2, Examples)

したがって、本発明は、高度な無色透明性とともに、熱安定性に優れるグルタル酸無水物単位を含有する共重合体を工業的に有利に製造できる方法の提案を課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to propose a method capable of industrially advantageously producing a copolymer containing a glutaric anhydride unit having high colorless transparency and excellent thermal stability.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、残存する揮発成分が低減した熱安定性に優れた熱可塑性共重合体を、工業的に有利に製造する方法を提供するために、未反応単量体混合物、もしくは未反応単量体と有機溶媒の混合物を脱揮する際に、前工程を常圧、後工程を減圧にすることで、生産性を大幅に安定化でき、さらには、脱揮に使用する装置のサイズを小さくすることができるため、労力やエネルギーを大幅に低減することが可能であることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors provide a method for industrially advantageously producing a thermoplastic copolymer excellent in thermal stability with reduced residual volatile components. In addition, when devolatilizing the unreacted monomer mixture or the mixture of the unreacted monomer and organic solvent, the productivity can be greatly stabilized by reducing the pre-process to normal pressure and the post-process to reduced pressure. Furthermore, since the size of the apparatus used for devolatilization can be reduced, it has been found that labor and energy can be greatly reduced, and the present invention has been achieved.

すなわち本発明は、以下のとおりである。
1.(I)(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位と(ii)不飽和カルボン酸単位を含む共重合体(A)を有機溶媒中で溶液重合または塊状重合によって連続重合し、共重合体(A)ならびに未反応単量体混合物および/または有機溶媒を含み、揮発成分含有量が30〜70重量%の共重合体溶液(a)を製造し、
(II−1)これを760〜1000Torrで加熱脱揮する前脱揮工程と、
(II−2)それに引き続いて、200Torr以下の減圧下で加熱脱揮する後脱揮工程により共重合体溶液(a)から未反応単量体混合物および/または有機溶媒を除去し、
(III)それに引き続いて、環化装置に供給して加熱処理し、脱水および/または脱アルコール反応による分子内環化反応を行うことにより、(iii)下記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物単位および(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を含む熱可塑性共重合体(B)の製造することを特徴とする熱可塑性共重合体の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
1. A copolymer (A) containing (I) (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and (ii) an unsaturated carboxylic acid unit is continuously polymerized by solution polymerization or bulk polymerization in an organic solvent, and the copolymer (A ) And an unreacted monomer mixture and / or an organic solvent, and a copolymer solution (a) having a volatile component content of 30 to 70% by weight,
(II-1) a pre-devolatilization step in which this is heated and volatilized at 760 to 1000 Torr;
(II-2) Subsequent to this, the unreacted monomer mixture and / or the organic solvent is removed from the copolymer solution (a) by a devolatilization step after heating and devolatilization under a reduced pressure of 200 Torr or less,
(III) Subsequently, the mixture is supplied to a cyclization apparatus and subjected to heat treatment, and an intramolecular cyclization reaction is performed by dehydration and / or dealcoholization reaction. (Iii) Glutar represented by the following general formula (1) A method for producing a thermoplastic copolymer, comprising producing a thermoplastic copolymer (B) comprising an acid anhydride unit and (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit.

Figure 2009227721
Figure 2009227721

(ただしR、Rは同一もしくは相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
2.揮発成分含有量が5〜30重量%になるまで脱揮する前脱揮工程と、揮発成分含有量が5重量%未満まで脱揮する後脱揮工程からなる1記載の熱可塑性共重合体の製造方法。
3.脱揮装置が、筒状の容器と多数の攪拌素子を単数又は複数の回転軸に取り付けた撹拌装置を有し、筒部の上部に少なくとも1個以上のベント口を有し、筒部の一端に共重合体溶液(a)を供給する供給口と、他端に脱揮後の共重合体(A)を取り出す吐出口を有する装置であることを特徴とする1または2に記載の熱可塑性共重合体の製造方法。
4.脱揮装置がベントを有する二軸押出装置であることを特徴とする3記載の熱可塑性共重合体の製造方法。
5.前脱揮工程を、バックベントを有する二軸押出装置で行うことを特徴とする1〜4いずれかに記載の熱可塑性共重合体の製造方法。
6.前脱揮工程を、重合温度以上、250℃以下の温度で行うことを特徴とする1〜5いずれかに記載の熱可塑性共重合体の製造方法。
7.後脱揮工程を、前脱揮工程における脱揮温度以上、300℃以下の温度、200Torr以下の圧力で脱揮を行うことを特徴とする1〜6いずれかに記載の熱可塑性共重合体の製造方法。
8.前脱揮工程の脱揮装置のスクリュー直径(D)とスクリューの長さ(L)の比(L/D)が14〜25であることを特徴とする3〜7記載の熱可塑性共重合体の製造方法。
9.後脱揮工程の脱揮装置のスクリュー直径(D)とスクリューの長さ(L)の比(L/D)が35〜60であることを特徴とする3〜8記載の熱可塑性共重合体の製造方法。
(However, R 1 and R 2 are the same or different and represent any one selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
2. The thermoplastic copolymer according to 1, comprising a devolatilization step before devolatilization until the volatile component content is 5 to 30% by weight and a devolatilization step after devolatilization until the volatile component content is less than 5% by weight. Production method.
3. The devolatilizer has a stirrer in which a cylindrical container and a large number of stirrers are attached to one or a plurality of rotating shafts, has at least one vent port at the top of the tube, and has one end of the tube The thermoplastic resin according to 1 or 2, wherein the thermoplastic resin is a device having a supply port for supplying the copolymer solution (a) and a discharge port for extracting the devolatilized copolymer (A) at the other end. A method for producing a copolymer.
4). 4. The method for producing a thermoplastic copolymer according to 3, wherein the devolatilization device is a twin screw extrusion device having a vent.
5. The method for producing a thermoplastic copolymer according to any one of 1 to 4, wherein the pre-devolatilization step is performed by a twin-screw extruder having a back vent.
6). The method for producing a thermoplastic copolymer according to any one of 1 to 5, wherein the pre-devolatilization step is performed at a temperature of not lower than the polymerization temperature and not higher than 250 ° C.
7). The post-devolatilization step is carried out at a temperature not lower than the devolatilization temperature in the pre-devolatilization step, not higher than 300 ° C, and not higher than 200 Torr. Production method.
8). The thermoplastic copolymer according to 3 to 7, wherein the ratio (L / D) of screw diameter (D) and screw length (L) of the devolatilizer in the pre-devolatilization step is 14 to 25 Manufacturing method.
9. The thermoplastic copolymer according to 3 to 8, wherein the ratio (L / D) of screw diameter (D) and screw length (L) of the devolatilizer in the post-devolatilization step is 35 to 60 Manufacturing method.

本発明により、熱安定性、透明性に優れた熱可塑性共重合体を安定して製造することができ、さらには、熱可塑性共重合体の製造装置のサイズを小型化でき、労力やエネルギーを大幅に削減することができる。   According to the present invention, a thermoplastic copolymer excellent in thermal stability and transparency can be stably produced, and further, the size of the thermoplastic copolymer production apparatus can be reduced, and labor and energy can be reduced. It can be greatly reduced.

以下、本発明の最良の実施形態の例を説明する。
本発明の熱可塑性共重合体(B)とは、(iii)下記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物単位および(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を含む熱可塑性共重合体である。
Examples of the best embodiment of the present invention will be described below.
The thermoplastic copolymer (B) of the present invention means (iii) a thermoplastic copolymer containing a glutaric anhydride unit represented by the following general formula (1) and (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit. It is.

Figure 2009227721
Figure 2009227721

(ただし、R、Rは、同一または相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す) (However, R 1 and R 2 are the same or different and represent any one selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)

本発明の上記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物単位を含有する熱可塑性共重合体の製造方法は、基本的には以下に示す3つの工程により製造される。すなわち、後の加熱工程により上記(iii)一般式(1)で表されるグルタル酸無水物単位を与える不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体及び不飽和カルボン酸単量体と、その他のビニル系単量体単位を含む場合には該単位を与えるビニル系単量体とを共重合させ、共重合体(A)を含有する共重合体溶液(a)を製造する工程(重合工程)と、続いて、該共重合体溶液(a)をポンプにより連続的に脱揮装置に供給し、連続的に未反応単量体混合物および/または有機溶媒を分離除去する工程(脱揮工程)と、さらに前記脱揮工程で得られた共重合体(A)を、加熱処理し、(イ)脱水及び/又は(ロ)脱アルコールによる分子内環化反応を行わせることにより製造する工程(環化工程)からなる製造方法である。この場合、典型的には、共重合体(A)を加熱することにより2単位の(ii)不飽和カルボン酸単位のカルボキシル基が脱水され、あるいは、隣接する(ii)不飽和カルボン酸単位と(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位からアルコールの脱離により1単位の前記グルタル酸無水物単位が生成される。   The method for producing a thermoplastic copolymer containing a glutaric anhydride unit represented by the general formula (1) of the present invention is basically produced by the following three steps. That is, an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer and an unsaturated carboxylic acid monomer that give the glutaric anhydride unit represented by the above general formula (1) by a subsequent heating step, and other vinyl series A step (polymerization step) of producing a copolymer solution (a) containing a copolymer (A) by copolymerizing with a vinyl monomer that gives the unit when the monomer unit is included; Subsequently, the copolymer solution (a) is continuously supplied to a devolatilization device by a pump, and continuously removing and removing the unreacted monomer mixture and / or the organic solvent (devolatilization step); Furthermore, the process (cyclization) which manufactures the copolymer (A) obtained at the said devolatilization process by heat-processing and making it carry out the intramolecular cyclization reaction by (i) dehydration and / or (b) dealcoholization. Process). In this case, typically, the copolymer (A) is heated to dehydrate the carboxyl group of two (ii) unsaturated carboxylic acid units, or adjacent (ii) an unsaturated carboxylic acid unit and (I) One unit of the glutaric anhydride unit is generated by elimination of the alcohol from the unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit.

本発明の熱可塑性共重合体(B)の製造方法の特徴は、上述の脱揮工程を2段階に分け、前脱揮工程を760〜1000Torr、後脱揮工程を200Torr未満にする点にある。ここで、本発明の製造方法の概略工程図の一例を図1に示す。図1に示す通り、重合槽(1)で重合反応することにより得られた共重合体溶液(a)は、連続的に前脱揮装置(2−1)に供給されて、微加圧または常圧下で加熱脱揮され、引き続いて後脱揮装置(2−2)に供給されて減圧下で加熱する後脱揮工程により、未反応単量体混合物、または未反応単量体混合物と重合時に使用した有機溶媒(C)の混合物(以下、未反応単量体混合物と有機溶媒を、揮発成分と呼ぶことがある)が脱揮除去され、共重合体(A)が得られる。続いて、この共重合体(A)が溶融状態で連続的に環化装置(3)に供給され、環化反応させられることによりグルタル酸無水物単位を含有する熱可塑性共重合体(B)が連続的に製造される。   The feature of the method for producing the thermoplastic copolymer (B) of the present invention is that the above-mentioned devolatilization process is divided into two stages, the pre-devolatilization process is set to 760 to 1000 Torr, and the post-devolatilization process is set to less than 200 Torr. . Here, an example of a schematic process diagram of the production method of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the copolymer solution (a) obtained by carrying out the polymerization reaction in the polymerization tank (1) is continuously supplied to the pre-devolatilization device (2-1), and slightly pressurized or It is heated and devolatilized under normal pressure, then supplied to the post-devolatilization device (2-2) and heated under reduced pressure, and then polymerized with the unreacted monomer mixture or the unreacted monomer mixture by the post-devolatilization step. The mixture of the organic solvent (C) used sometimes (hereinafter, the unreacted monomer mixture and the organic solvent may be referred to as volatile components) is devolatilized to obtain the copolymer (A). Subsequently, the copolymer (A) is continuously supplied in a molten state to the cyclization unit (3) and is subjected to a cyclization reaction, whereby a thermoplastic copolymer (B) containing a glutaric anhydride unit. Are manufactured continuously.

また、本発明の製造方法においては、上記「重合工程」「脱揮工程」および「環化工程」に加え、脱揮工程で分離除去した未反応単量体混合物、もしくは未反応単量体混合物と有機溶媒(C)の混合物を回収、分離精製し、重合工程にリサイクルするための回収原料とする「揮発分回収工程」(4)及び「揮発分精製工程」(5)を含有してもよい。   Further, in the production method of the present invention, in addition to the above “polymerization step”, “devolatilization step” and “cyclization step”, the unreacted monomer mixture separated or removed in the devolatilization step, or the unreacted monomer mixture The volatile matter recovery step (4) and the volatile matter purification step (5), which are recovered raw materials for recovering, separating and purifying a mixture of the organic solvent (C) and recycling them to the polymerization step Good.

以下、各工程について、具体的に説明する。   Hereinafter, each step will be specifically described.

〔重合工程〕
重合工程で用いられる不飽和カルボン酸単量体としては特に制限はなく、他のビニル化合物と共重合させることが可能ないずれの不飽和カルボン酸単量体も使用可能である。好ましい不飽和カルボン酸単量体として、下記一般式(2)
[Polymerization process]
There is no restriction | limiting in particular as an unsaturated carboxylic acid monomer used at a superposition | polymerization process, Any unsaturated carboxylic acid monomer which can be copolymerized with another vinyl compound can be used. As a preferable unsaturated carboxylic acid monomer, the following general formula (2)

Figure 2009227721
Figure 2009227721

(ただし、Rは水素および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す)
で表される化合物、マレイン酸、及びさらには無水マレイン酸の加水分解物などが挙げられるが、特に熱安定性が優れる点でアクリル酸、メタクリル酸が好ましく、より好ましくはメタクリル酸である。これらはその1種または2種以上用いることができる。なお、上記一般式(2)で表される不飽和カルボン酸単量体は、共重合すると下記一般式(3)で表される構造の不飽和カルボン酸単位を与える。
(However, R 3 represents any one selected from hydrogen and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms)
In particular, acrylic acid and methacrylic acid are preferred, and methacrylic acid is more preferred from the viewpoint of excellent thermal stability. These can be used alone or in combination. The unsaturated carboxylic acid monomer represented by the general formula (2) gives an unsaturated carboxylic acid unit having a structure represented by the following general formula (3) when copolymerized.

Figure 2009227721
Figure 2009227721

(ただし、Rは水素および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す) (However, R 4 represents any one selected from hydrogen and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms)

また不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体としては特に制限はないが、好ましい例として、下記一般式(4)で表されるものを挙げることができる。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular as an unsaturated carboxylic-acid alkylester type monomer, However, As a preferable example, what is represented by following General formula (4) can be mentioned.

Figure 2009227721
Figure 2009227721

(ただし、Rは水素および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表し、Rは無置換または水酸基もしくハロゲンで置換された炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基および炭素数3〜6の脂環式炭化水素基から選ばれるいずれかを表す) (Wherein R 5 represents any one selected from hydrogen and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 6 represents an unsubstituted or substituted C 1-6 aliphatic hydrocarbon group substituted with a hydroxyl group or halogen, and Represents any one selected from alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 6 carbon atoms)

これらのうち、炭素数1〜6の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は置換基を有する該炭化水素基を持つアクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルが特に好適である。なお、上記一般式(4)で表される不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体は、共重合すると下記一般式(5)で表される構造の不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を与える。   Among these, an acrylate ester and / or a methacrylic ester having an aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or the hydrocarbon group having a substituent is particularly preferable. The unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer represented by the general formula (4) gives an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit having a structure represented by the following general formula (5) when copolymerized.

Figure 2009227721
Figure 2009227721

(ただし、Rは水素および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表し、Rは無置換または水酸基もしくハロゲンで置換された炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基および炭素数3〜6の脂環式炭化水素基から選ばれるいずれかを表す) (However, R 7 represents any one selected from hydrogen and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 8 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms which is unsubstituted or substituted with a hydroxyl group or halogen, and Represents any one selected from alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 6 carbon atoms)

不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体の好ましい具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ドデシル、トリフルオロエチルメタクリレート、などの単量体が例示できる。中でも、光学特性、熱安定性に優れる点で、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルが好ましく、とりわけメタクリル酸メチルが好ましい。これらは単独でも、もしくは2種類以上の混合物であってもよい。   Preferred specific examples of unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, benzyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, Examples thereof include monomers such as dodecyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, lauryl methacrylate, dodecyl methacrylate, and trifluoroethyl methacrylate. Of these, methyl methacrylate and ethyl methacrylate are preferable, and methyl methacrylate is particularly preferable from the viewpoint of excellent optical characteristics and thermal stability. These may be used alone or as a mixture of two or more.

また、第一工程においては、本発明の効果を損なわない範囲で、その他のビニル系単量体を用いてもかまわない。その他のビニル系単量体の好ましい具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−エチルスチレン、p−エチルスチレンおよびp−t−ブチルスチレンなどの芳香族ビニル系単量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリルなどのシアン化ビニル系単量体などを挙げることができるが、透明性、複屈折率、耐薬品性の点で芳香環を含まない単量体がより好ましく使用できる。これらは単独ないし2種以上を用いることができる。   In the first step, other vinyl monomers may be used as long as the effects of the present invention are not impaired. Preferable specific examples of other vinyl monomers include fragrances such as styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, o-ethylstyrene, p-ethylstyrene, and pt-butylstyrene. Vinyl cyanide monomers such as aromatic vinyl monomers, acrylonitrile, methacrylonitrile, ethacrylonitrile, etc., but includes aromatic rings in terms of transparency, birefringence, and chemical resistance Less monomers can be used more preferably. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、重合工程を、上記単量体混合物と重合開始剤および連鎖移動剤を含み、実質的に溶媒を含まない状態で重合する方法(塊状重合法)または、さらに共重合体(A)に可溶な有機溶媒(C)を添加する重合法(溶液重合法)で行うことができる。   In the present invention, the polymerization step is a method of polymerizing in a state containing the monomer mixture, a polymerization initiator and a chain transfer agent and substantially free of a solvent (bulk polymerization method), or a copolymer (A ) Can be carried out by a polymerization method (solution polymerization method) in which an organic solvent (C) soluble in is added.

溶液重合法で使用される有機溶媒(C)としては、前述の通り、共重合体(A)が可溶な有機溶媒であれば、特に制限はないが、ケトン、エーテル、アミド、アルコール類、から選ばれる1種以上などを好ましく用いることができ、具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジエチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、2−メトキシ−2−プロパノール、テトラグライムなどの公知の溶媒を使用することができ、特にメチルエチルケトン、メタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフランなどが好ましい。   As described above, the organic solvent (C) used in the solution polymerization method is not particularly limited as long as the copolymer (A) is a soluble organic solvent, but ketones, ethers, amides, alcohols, Preferably, one or more selected from the group consisting of acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl isobutyl ketone, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, diethylformamide, Known solvents such as dimethylacetamide, diethylacetamide, N-methylpyrrolidone, methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, 2-methoxy-2-propanol, and tetraglyme can be used. Ethyl ketone, methanol, isopropanol, and tetrahydrofuran are preferable.

溶液重合法の場合の、有機溶媒(C)の添加量は、重合反応の安定性、脱揮工程での回収性および重合工程へのリサイクル性の観点から、単量体混合物100重量部に対して1〜200重量部が好ましく、より好ましくは10〜150重量部、さらに好ましくは20〜150重量部である。また、重合反応が十分制御できる範囲においては有機溶媒を実質的に含まない塊状重合法も好ましく用いることができる。   In the case of the solution polymerization method, the addition amount of the organic solvent (C) is based on 100 parts by weight of the monomer mixture from the viewpoint of the stability of the polymerization reaction, the recoverability in the devolatilization step, and the recyclability to the polymerization step. The amount is preferably 1 to 200 parts by weight, more preferably 10 to 150 parts by weight, and still more preferably 20 to 150 parts by weight. In addition, a bulk polymerization method substantially free of an organic solvent can be preferably used as long as the polymerization reaction can be sufficiently controlled.

有機溶媒(C)の添加量が200重量部を越える場合、後の脱揮工程および環化工程において、溶媒除去が不十分となり、熱可塑性共重合体(B)の発生ガス量が増大し、熱安定性が低下するため好ましくない。一方、発生ガス量低減のために残存溶媒を低減させるには、脱揮および環化工程において、高温・長時間の処理を必要とするために、熱可塑性共重合体(B)が著しく着色するため、好ましくない。   When the addition amount of the organic solvent (C) exceeds 200 parts by weight, solvent removal becomes insufficient in the subsequent devolatilization step and cyclization step, and the amount of gas generated in the thermoplastic copolymer (B) increases. Since thermal stability falls, it is not preferable. On the other hand, in order to reduce the residual solvent in order to reduce the amount of gas generated, the devolatilization and cyclization steps require treatment at high temperature for a long time, so that the thermoplastic copolymer (B) is markedly colored. Therefore, it is not preferable.

本発明においては、重合工程における、単量体混合物を含む重合液の溶存酸素濃度を5ppm以下に制御することが、加熱処理後の熱可塑性共重合体(B)の優れた無色透明性、滞留安定性および熱安定性を達成することができるため、好ましい。さらに加熱処理後の着色をより抑制するために好ましい溶存酸素濃度の範囲は0.01〜3ppmであり、さらに好ましくは0.01〜1ppmである。溶存酸素濃度が5ppmを超える場合、加熱処理後の熱可塑性共重合体(B)が着色する傾向が見られ、また熱可塑性共重合体(B)の熱安定性が低下するため、本発明の目的を達することができない。ここで、本発明における、溶存酸素濃度は、重合液中の溶存酸素を溶存酸素計(例えばガルバニ式酸素センサである飯島電子工業株式会社製、DOメーターB−505)を用いて測定した値である。溶存酸素濃度を5ppm以下にする方法については、重合容器中に窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを通じる方法、重合液に直接不活性ガスをバブリングする方法、重合開始前に不活性ガスを重合容器に加圧充填した後、放圧を行う操作を1回若しくは2回以上行う方法、単量体混合物を仕込む前に密閉重合容器内を脱気した後、不活性ガスを充填する方法、重合容器中に不活性ガスを通じる方法を例示することができる。   In the present invention, it is possible to control the dissolved oxygen concentration of the polymerization liquid containing the monomer mixture to 5 ppm or less in the polymerization step, and the excellent colorless transparency and retention of the thermoplastic copolymer (B) after the heat treatment It is preferable because stability and thermal stability can be achieved. Furthermore, in order to further suppress coloring after the heat treatment, a preferable range of dissolved oxygen concentration is 0.01 to 3 ppm, and more preferably 0.01 to 1 ppm. When the dissolved oxygen concentration exceeds 5 ppm, the thermoplastic copolymer (B) after the heat treatment tends to be colored, and the thermal stability of the thermoplastic copolymer (B) is lowered. I can't reach my goal. Here, the dissolved oxygen concentration in the present invention is a value obtained by measuring dissolved oxygen in the polymerization solution using a dissolved oxygen meter (for example, DO meter B-505 manufactured by Iijima Electronics Co., Ltd., which is a galvanic oxygen sensor). is there. For the method of reducing the dissolved oxygen concentration to 5 ppm or less, a method of passing an inert gas such as nitrogen, argon or helium into the polymerization vessel, a method of bubbling an inert gas directly into the polymerization solution, or an inert gas before starting the polymerization A method of performing pressure relief once or twice after filling the polymerization vessel, a method of degassing the closed polymerization vessel before charging the monomer mixture, and then filling with an inert gas, A method of passing an inert gas through the polymerization vessel can be exemplified.

重合工程で用いられるこれらの単量体混合物の好ましい割合は、該単量体混合物を100重量%として、不飽和カルボン酸系単量体が10〜50重量%、より好ましくは15〜45重量%、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体は好ましくは50〜90重量%、より好ましくは55〜85重量%、これらに共重合可能な他のビニル系単量体を用いる場合、その好ましい割合は0〜35重量%、特に好ましい割合は0〜10重量%である。   A preferred ratio of the monomer mixture used in the polymerization step is 10 to 50% by weight of the unsaturated carboxylic acid monomer, more preferably 15 to 45% by weight, with the monomer mixture being 100% by weight. The unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer is preferably 50 to 90% by weight, more preferably 55 to 85% by weight. When other vinyl monomers copolymerizable with these are used, the preferred ratio is 0 to 35% by weight, and a particularly preferred ratio is 0 to 10% by weight.

不飽和カルボン酸系単量体量が10重量%未満の場合には、共重合体(A)の加熱による上記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物単位の生成量が少なくなり、耐熱性向上効果が小さくなる傾向がある。一方、不飽和カルボン酸系単量体量が50重量%を超える場合には、共重合体(A)の加熱による環化反応後に、不飽和カルボン酸単位が多量に残存する傾向があり、無色透明性、滞留安定性が低下する傾向がある。   When the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer is less than 10% by weight, the amount of glutaric anhydride units represented by the general formula (1) generated by heating the copolymer (A) is reduced, There exists a tendency for the heat resistance improvement effect to become small. On the other hand, when the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer exceeds 50% by weight, a large amount of unsaturated carboxylic acid units tend to remain after the cyclization reaction by heating of the copolymer (A), which is colorless. There is a tendency for transparency and retention stability to decrease.

本発明に使用される重合開始剤は、上述の重合温度における半減期が、0.1〜60分より好ましくは1〜30分、最も好ましくは2〜20分であるラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。この半減期が0.1分より短いとラジカル重合開始剤が重合反応槽に均一に分散する前に分解してしまうため、ラジカル重合開始剤の効率(開始効率)が低下してしまい、その使用量が増大し、最終的に得られる熱可塑性共重合体の熱安定性が低下することがあるので好ましくない。一方、半減期が60分より長いと、重合槽内に重合塊(スケーリング)が生成し、重合を安定に運転することが困難となり、さらには重合終了後も共重合体溶液(a)中に未反応のラジカル重合開始剤が残存するために、その後の脱揮または環化工程や、成形加工時に残存ラジカル重合開始剤により、樹脂が着色するなど、高度な無色透明性が得られない場合があり、好ましくない。   The polymerization initiator used in the present invention uses a radical polymerization initiator having a half-life at the above-described polymerization temperature of 0.1 to 60 minutes, more preferably 1 to 30 minutes, and most preferably 2 to 20 minutes. It is preferable. If this half-life is shorter than 0.1 minutes, the radical polymerization initiator decomposes before being uniformly dispersed in the polymerization reaction tank, so that the efficiency (starting efficiency) of the radical polymerization initiator is reduced. This is not preferable because the amount increases and the thermal stability of the finally obtained thermoplastic copolymer may decrease. On the other hand, if the half-life is longer than 60 minutes, a polymerized mass (scaling) is generated in the polymerization tank, and it becomes difficult to stably operate the polymerization. Further, after the polymerization is completed, the copolymer solution (a) Since unreacted radical polymerization initiator remains, high colorless transparency may not be obtained, such as subsequent devolatilization or cyclization process, resin coloring due to residual radical polymerization initiator during molding process, etc. Yes, not preferred.

なお、本発明における「ラジカル重合開始剤の半減期」とは日本油脂(株)または和光純薬(株)等の公知の製品カタログに記載の値を採用した。   In the present invention, the “half-life of the radical polymerization initiator” is a value described in a known product catalog such as Nippon Oil & Fats Co., Ltd. or Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

このようなラジカル重合開始剤としては、例えばtert−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサネート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ブチルパーオキシアセテート、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、tert−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサネート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ヘキシルパーオキシ2−エチルヘキサネート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物、または2−(カルバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート、2、2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2、2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物等から重合温度を考慮して選択することができる。   Examples of such radical polymerization initiators include tert-butyl peroxy-3,5,5-trimethylhexanate, tert-butyl peroxylaurate, tert-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, tert-hexyl peroxyisopropyl. Monocarbonate, tert-butylperoxyacetate, 1,1-bis (tert-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, tert-butylperoxy 2-ethyl hexanate, tert-butyl peroxyisobutyrate, tert-hexyl peroxy 2-ethyl hexanate, di-tert-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butyl peroxy) Oxy) hexane, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxyneodecanate, t-butylperoxypivalate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxybenzoate, dic Organic peroxides such as milperoxide, or 2- (carbamoylazo) -isobutyronitrile, 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2 , 2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate, 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2,2′-azobis ( 2-methylpropane), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2 - the polymerization temperature from azo compounds such as azobis-2,4-dimethylvaleronitrile may be selected in consideration.

また、ラジカル重合開始剤の使用量は重合温度、重合時間(平均滞留時間)、目標とする重合率によって決定されるものであるが、好ましくは単量体混合物100重量部に対し、0.001〜2.0重量部、より好ましくは0.01〜2.0重量部、さらに好ましくは0.01〜1.0重量部である。   The amount of radical polymerization initiator used is determined by the polymerization temperature, the polymerization time (average residence time), and the target polymerization rate, but is preferably 0.001 with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture. It is -2.0 weight part, More preferably, it is 0.01-2.0 weight part, More preferably, it is 0.01-1.0 weight part.

また、本発明においては、分子量を制御する目的で、アルキルメルカプタン、四塩化炭素、四臭化炭素、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、トリエチルアミン等の連鎖移動剤を単量体混合物100重量部に対して、0.1〜2.0重量部を添加することが好ましい。本発明に使用されるアルキルメルカプタンとしては、例えば、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタン等が挙げられ、なかでもt−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタンが好ましく用いられる。   Further, in the present invention, for the purpose of controlling the molecular weight, a chain transfer agent such as alkyl mercaptan, carbon tetrachloride, carbon tetrabromide, dimethylacetamide, dimethylformamide, triethylamine, etc. with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture, It is preferable to add 0.1 to 2.0 parts by weight. Examples of the alkyl mercaptan used in the present invention include n-octyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, n-octadecyl mercaptan and the like. Among them, t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan is preferably used.

上記連鎖移動剤の添加量を本発明の範囲で重合することで、共重合体(A)の重量平均分子量(以下Mwとも言う)を30000〜150000、好ましくは、50000〜150000、より好ましくは、50000〜130000に制御することができる。尚、本発明でいう重量平均分子量とは、多角度光散乱ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC−MALLS)で測定した絶対分子量での重量平均分子量を示す。   By polymerizing the addition amount of the chain transfer agent within the scope of the present invention, the copolymer (A) has a weight average molecular weight (hereinafter also referred to as Mw) of 30,000 to 150,000, preferably 50,000 to 150,000, more preferably, It can be controlled to 50,000 to 130,000. In addition, the weight average molecular weight as used in the field of this invention shows the weight average molecular weight in the absolute molecular weight measured by multi-angle light scattering gel permeation chromatography (GPC-MALLS).

Mwが30000以上ものは、熱可塑性共重合が脆くなることはなく、機械的性質が良好なものとなり好ましい。また、Mwが150000以下のものは、溶融成形や溶液塗工した製品に十分に溶融、または溶解しない高分子量物が異物として残ることがないので、フィッシュアイやハジキの欠点が出ないので好ましい。   Those having an Mw of 30000 or more are preferable because the thermoplastic copolymer does not become brittle and the mechanical properties are good. Also, those having an Mw of 150,000 or less are preferable because high molecular weight substances that are not sufficiently melted or dissolved in a melt-molded or solution-coated product do not remain as foreign matters, so that the defects of fish eyes and repellency do not occur.

また、本発明において、発明者らは、重合工程を塊状重合法や溶液重合法を選択することにより、実質的に均一混合された状態で重合反応が進行し、均質な分子量分布を有する共重合体が得られることを見出した。このため、好ましい態様においては共重合体(A)の分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が、1.5〜3.0、より好ましい態様においては、1.5〜2.5の範囲のものが得られる。分子量分布が上記範囲にある場合には、得られる熱可塑性共重合体(B)が成形加工性に優れる傾向があり、好ましく使用することができる。尚、本発明でいう分子量分布(Mw/Mn)とは、多角度光散乱ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC−MALLS)で測定した絶対分子量での重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)から算出した数値を示す。   Further, in the present invention, the inventors select a bulk polymerization method or a solution polymerization method as the polymerization step, so that the polymerization reaction proceeds in a substantially uniform mixed state, and a co-polymer having a homogeneous molecular weight distribution. We found that coalescence was obtained. For this reason, in a preferable aspect, the molecular weight distribution (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) of the copolymer (A) is 1.5 to 3.0, and in a more preferable aspect, 1.5 to 2.5. The thing of the range of is obtained. When the molecular weight distribution is in the above range, the resulting thermoplastic copolymer (B) tends to be excellent in molding processability and can be preferably used. The molecular weight distribution (Mw / Mn) in the present invention is the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) in absolute molecular weight measured by multi-angle light scattering gel permeation chromatography (GPC-MALLS). The numerical value calculated from

本発明で用いられる重合槽(1)は、特に限定されるものではないが、均一混合が可能となり、均質な重合溶液(a)が得られる観点から、重合槽内の各部において、重合液の組成及び温度等が撹拌作用で実質的に等しく保持される「完全混合型反応槽」であることが好ましく、さらには、攪拌装置を備えた槽型反応器であり、該攪拌装置が、槽内溶液を実質的に完全混合状態とできる攪拌翼を備えた槽型反応器であることがより好ましい。   The polymerization tank (1) used in the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of enabling uniform mixing and obtaining a homogeneous polymerization solution (a), in each part of the polymerization tank, It is preferably a “completely mixed reaction tank” in which the composition, temperature, and the like are maintained substantially equal by the stirring action, and further, a tank reactor provided with a stirring device, and the stirring device is provided in the tank. More preferably, it is a tank reactor equipped with a stirring blade capable of bringing the solution into a substantially complete mixed state.

この様な攪拌翼の形状としては、公知の撹拌翼、たとえばダブルヘリカル翼、パドル翼、タービン翼、プロペラ翼、ブルマージン翼、多段翼、アンカー翼、マックスブレンド翼、パドル翼、MIG(ミグ)翼、神鋼環境ソリューション(株)社製のフルゾーン翼、ログボーン翼等を好ましく例示することができ、中でもダブルヘリカルリボン翼が、より高い完全混合性が得られる観点から、より好ましい。また、攪拌効果を高めるために、重合槽内にバッフルを取り付けることが好ましい。   The shape of such a stirring blade includes known stirring blades such as double helical blades, paddle blades, turbine blades, propeller blades, bull margin blades, multistage blades, anchor blades, Max blend blades, paddle blades, MIG (Mig) A wing, a full zone wing manufactured by Shinko Environmental Solution Co., Ltd., a log bone wing, and the like can be preferably exemplified. Among them, a double helical ribbon wing is more preferable from the viewpoint of obtaining a higher complete mixing property. In order to enhance the stirring effect, it is preferable to attach a baffle in the polymerization tank.

また、重合反応と攪拌による発熱が生じることから、除熱及び場合により加熱することによって、重合温度を制御する。温度制御は、ジャケット、熱媒循環による伝熱除熱または加熱、モノマー混合物の冷却供給、加温供給などの方法が挙げられる。   Moreover, since heat_generation | fever by a polymerization reaction and stirring arises, superposition | polymerization temperature is controlled by removing heat and depending on the case. Examples of the temperature control include a jacket, heat transfer heat removal or heating by circulation of a heat medium, cooling supply of a monomer mixture, and heating supply.

また、重合温度は、60℃〜160℃の範囲であることが好ましい。重合温度を、上記範囲に制御することによりゲル効果による重合速度の加速現象を抑制できることから、熱安定性に優れる熱可塑性共重合体(B)を効率よく製造することができる。   The polymerization temperature is preferably in the range of 60 ° C to 160 ° C. By controlling the polymerization temperature within the above range, the acceleration phenomenon of the polymerization rate due to the gel effect can be suppressed, so that the thermoplastic copolymer (B) having excellent thermal stability can be produced efficiently.

また、重合時間は、目標とする重合率、重合温度、開始剤の種類・使用量によって決定されるが、1〜7時間の範囲が好ましく、より好ましくは1〜6時間である。この範囲にすることにより、重合制御が安定するとともに、品質の高い熱可塑性共重合体(B)を製造することができる。滞在時間が1時間より短いと、ラジカル重合開始剤の使用量を増加させる必要があり、重合反応の制御が困難になる。好ましくは、2時間以上である。7時間を超えると生産性が低下するので、より好ましくは6時間以下である。   The polymerization time is determined by the target polymerization rate, polymerization temperature, and type / amount of initiator used, but is preferably in the range of 1 to 7 hours, more preferably 1 to 6 hours. By setting it within this range, the polymerization control is stabilized, and a high-quality thermoplastic copolymer (B) can be produced. If the residence time is shorter than 1 hour, it is necessary to increase the amount of radical polymerization initiator used, and it becomes difficult to control the polymerization reaction. Preferably, it is 2 hours or more. Since productivity will fall when it exceeds 7 hours, More preferably, it is 6 hours or less.

ここで、本発明の製造方法が、前述の連続重合法である場合の重合時間に相当する重合槽中の共重合体溶液(a)の平均滞留時間についても、同様に目標とする重合率、重合温度、開始剤の種類・使用量によって決定されるが、1〜7時間であることが好ましく、より好ましくは1〜6時間である。この範囲にすることにより、連続重合法においても、重合制御が安定するとともに、品質の高い熱可塑性共重合体(B)を製造することができる。   Here, for the average residence time of the copolymer solution (a) in the polymerization tank corresponding to the polymerization time when the production method of the present invention is the above-mentioned continuous polymerization method, the target polymerization rate, Although it is determined by the polymerization temperature and the type and amount of initiator used, it is preferably 1 to 7 hours, more preferably 1 to 6 hours. By setting it within this range, it is possible to produce a high-quality thermoplastic copolymer (B) while stabilizing the polymerization control even in the continuous polymerization method.

また、本発明の重合条件で得られた共重合体溶液(a)の溶液粘度は0.1〜100Pa・sの範囲にあるため、重合率(φ)が50〜80%の高重合率においても、高粘度化による重合の加速反応、いわゆるゲル効果が抑制でき、安定して重合を行うことができ、さらには、溶液粘度が上記範囲にあることから、ポンプにより容易に、脱揮工程の脱揮装置に供給することが可能となる。ここで、本発明における共重合体溶液(a)の溶液粘度とは、振動粘度計(CBCマテリアルズ(株)社製 VM−100A)を用いて、共重合体溶液(a)を30℃に保持して測定した数値であり、また、重合率(φ)は、ガスクロマトグラフによって定量した未反応単量体より計算した値を示す。   Further, since the solution viscosity of the copolymer solution (a) obtained under the polymerization conditions of the present invention is in the range of 0.1 to 100 Pa · s, the polymerization rate (φ) is at a high polymerization rate of 50 to 80%. However, since the acceleration reaction of the polymerization due to the increase in viscosity, the so-called gel effect can be suppressed, the polymerization can be performed stably. Further, since the solution viscosity is in the above range, the pump can be easily used in the devolatilization step. It becomes possible to supply to the devolatilizer. Here, the solution viscosity of the copolymer solution (a) in the present invention is the viscosity of the copolymer solution (a) at 30 ° C. using a vibration viscometer (VM-100A manufactured by CBC Materials Co., Ltd.). It is a numerical value measured by holding, and the polymerization rate (φ) indicates a value calculated from the unreacted monomer quantified by gas chromatography.

また、本発明では、共重合体溶液(a)の揮発成分含有量(未反応単量体混合物および/または有機溶媒の共重合体溶液(a)に対する含有量)が30〜70重量%となるようにして、次の脱揮工程へ送液することが必要である。ここで、揮発成分含有量は、以下の方法で測定した値である。   In the present invention, the volatile component content of the copolymer solution (a) (content of the unreacted monomer mixture and / or organic solvent with respect to the copolymer solution (a)) is 30 to 70% by weight. Thus, it is necessary to send the solution to the next devolatilization step. Here, the volatile component content is a value measured by the following method.

脱揮工程に導入する前の共重合体溶液(a)1gをテトラヒドロフラン20gに溶解し、ガスクロマトグラフにより残存する未反応単量体および/または有機溶媒(C)を定量し、下式より揮発成分の含有量を算出した。
揮発成分含有量(重量%)={(α+β)/P1}×100
なお、各記号は下記の数値を示す。
α =ガスクロマトグラフより定量した未反応単量体の重量(g)
β =ガスクロマトグラフより定量した有機溶媒(C)の重量(g)
P1=サンプリングした共重合体溶液(a)の重量(g)
1 g of the copolymer solution (a) before being introduced into the devolatilization step is dissolved in 20 g of tetrahydrofuran, and the remaining unreacted monomer and / or organic solvent (C) is quantified by gas chromatography, and the volatile component is calculated from the following formula. The content of was calculated.
Volatile component content (% by weight) = {(α + β) / P1} × 100
Each symbol indicates the following numerical value.
α = weight of unreacted monomer determined by gas chromatography (g)
β = weight of organic solvent (C) determined by gas chromatography (g)
P1 = weight (g) of the sampled copolymer solution (a)

〔脱揮工程〕
本発明の製造方法では、重合工程によって得られた共重合体溶液(a)を、続く脱揮工程で脱揮し、得られた共重合体(A)を別の工程である環化工程で(イ)脱水および/または(ロ)脱アルコール反応により熱可塑性共重合体(B)を製造する。
[Volatilization process]
In the production method of the present invention, the copolymer solution (a) obtained in the polymerization step is devolatilized in the subsequent devolatilization step, and the obtained copolymer (A) is cyclized in another step. (A) A thermoplastic copolymer (B) is produced by dehydration and / or (b) dealcoholization reaction.

脱揮工程と環化工程を別にすることにより、環化工程へ供給される共重合体(A)の揮発分が少なくなり、(イ)脱水および/または(ロ)脱アルコール反応が効率的に起こり、また、最終的に得られる熱可塑性共重合体(B)の揮発分が低減でき、熱安定性にも優れる。   By separating the devolatilization step and the cyclization step, the volatile content of the copolymer (A) supplied to the cyclization step is reduced, and (i) dehydration and / or (b) dealcoholization reaction is efficiently performed. The volatile matter of the thermoplastic copolymer (B) that occurs and is finally obtained can be reduced, and the thermal stability is also excellent.

また、本発明の製造方法では、脱揮工程と環化工程を分離し、異なる装置で実施することにより、脱揮工程で分離除去される未反応単量体、もしくは未反応単量体と有機溶媒(C)の混合物と、環化工程で副生する水、またはメタノールを別々に回収することができ、未反応単量体もしくは未反応単量体と有機溶媒(C)の混合物を容易に、回収、精製することができ、重合工程でリサイクルすることが可能となった。   Further, in the production method of the present invention, the devolatilization step and the cyclization step are separated and carried out in different apparatuses, whereby the unreacted monomer separated or removed in the devolatilization step, or the unreacted monomer and the organic The mixture of the solvent (C) and the water or methanol produced as a by-product in the cyclization step can be recovered separately, and the unreacted monomer or the mixture of the unreacted monomer and the organic solvent (C) can be easily obtained. It can be recovered, purified, and recycled in the polymerization process.

また、本発明の製造方法における脱揮工程では、2基の脱揮装置によって脱揮を行う方法を採用することが重要であり、脱揮後に得られる共重合体(A)の残存揮発成分を低減することができる。すなわち、本発明の脱揮工程は、前脱揮工程と後脱揮工程からなる。   Moreover, in the devolatilization step in the production method of the present invention, it is important to adopt a method of devolatilization with two devolatilizers, and the residual volatile components of the copolymer (A) obtained after devolatilization are used. Can be reduced. That is, the devolatilization process of the present invention includes a pre-devolatilization process and a post-devolatilization process.

一般的に、揮発成分を押出機などで脱揮を行う際に、揮発分が多い場合、スクリュー径が大きいほど処理能力が高くなり、揮発分は少ないが完全に脱揮したい場合には、L/Dが大きいほど処理能力が高くなる。すなわち、揮発成分の多い樹脂溶液を1つの装置で完全に脱揮するためには、スクリュー径及びL/Dを大きくしなければならない。しかし、本発明の如く、脱揮を2段階で行い、2つの装置にすることにより、揮発分の多い溶液を処理する前脱揮工程の押出機のスクリュー径を大きくしてL/Dを小さくし、後脱揮工程のスクリュー径を小さくしてL/Dを大きくできる。そのため、押出機サイズの選択に際して、選択範囲が広がり、押出機を小型化できる。   Generally, when volatile components are devolatilized with an extruder or the like, if there is a large amount of volatile components, the larger the screw diameter, the higher the processing capacity. The processing capacity increases as / D increases. That is, in order to completely devolatilize a resin solution with many volatile components with one apparatus, the screw diameter and L / D must be increased. However, as in the present invention, devolatilization is performed in two stages, and by using two apparatuses, the screw diameter of the extruder in the pre-devolatilization step for processing a solution with a large amount of volatile matter is increased, and the L / D is decreased. In addition, L / D can be increased by reducing the screw diameter in the post-devolatilization step. Therefore, when selecting the extruder size, the selection range is widened, and the extruder can be downsized.

本発明の特徴は、重合工程によって得られた共重合体溶液(a)を、前脱揮工程を760〜1000Torr、後脱揮工程を減圧にすることを特徴とする脱揮工程に連続的に供給することで、急激な減圧を行わずに未反応単量体混合物、もしくは未反応単量体混合物と有機溶媒(C)からなる混合物を分離除去することができ、ベントアップを防ぐことができるため、熱可塑性共重合体(B)を安定に製造できることを見出し、本発明に到達した点にある。   The feature of the present invention is that the copolymer solution (a) obtained by the polymerization step is continuously added to the devolatilization step characterized in that the pre-devolatilization step is 760 to 1000 Torr and the post-devolatilization step is reduced in pressure. By supplying, it is possible to separate and remove the unreacted monomer mixture or the mixture of the unreacted monomer mixture and the organic solvent (C) without abrupt pressure reduction, thereby preventing vent-up. For this reason, it has been found that the thermoplastic copolymer (B) can be stably produced and the present invention has been reached.

また、脱揮工程において十分に未反応単量体混合物、もしくは未反応単量体混合物と有機溶媒(C)からなる混合物を分離除去できなければ、環化工程での脱水、脱メタノール反応の効率が悪くなってしまい、好ましくない。   If the unreacted monomer mixture or the mixture of the unreacted monomer mixture and the organic solvent (C) cannot be separated and removed sufficiently in the devolatilization step, the efficiency of dehydration and demethanol reaction in the cyclization step Becomes worse and is not preferable.

本発明の前脱揮工程においては、圧力が760〜1000Torrであることが重要である。前脱揮工程における圧力が760Torr未満であると、未反応単量体、もしくは未反応単量体と有機溶媒(C)からなる混合物の揮発に巻き込まれて、同時に共重合体(A)までもが揮発分回収工程に吸引され、未反応単量体、もしくは未反応単量体と有機溶媒(C)からなる混合物の流路に堆積し、流路が閉塞してしまうため(以下ベントアップと呼ぶことがある)、頻繁に工程全体を停止して、解体、洗浄、組み立てを行わなければならず、生産性が低下し、本発明の目的を達成できない。   In the pre-devolatilization step of the present invention, it is important that the pressure is 760 to 1000 Torr. When the pressure in the pre-devolatilization step is less than 760 Torr, the unreacted monomer or the mixture of the unreacted monomer and the organic solvent (C) is involved in volatilization, and at the same time, the copolymer (A) Is sucked into the volatile matter recovery step and accumulates in the flow path of the unreacted monomer or the mixture of the unreacted monomer and the organic solvent (C), and the flow path is blocked (hereinafter referred to as vent-up). The entire process must be frequently stopped and disassembled, washed, and assembled, and productivity is reduced, and the object of the present invention cannot be achieved.

このような脱揮を行う連続式脱揮装置としては、筒状の容器と単数又は複数の攪拌素子を回転軸に取り付けた撹拌装置を有し、筒部の上部に少なくとも1個以上のベント口を有し、筒部の一端に共重合体溶液(a)を供給する供給口と、他端に脱揮後の共重合体(A)を取り出す吐出口を有する装置を好ましく用いることができる。   As a continuous devolatilizer for performing such devolatilization, it has a cylindrical vessel and a stirring device with one or more stirring elements attached to a rotating shaft, and at least one vent port at the top of the cylindrical portion And an apparatus having a supply port for supplying the copolymer solution (a) to one end of the cylindrical portion and a discharge port for extracting the devolatilized copolymer (A) to the other end can be preferably used.

回転軸の数に制限はないが、通常1〜5本であり、さらには2〜4本が好ましく、より好ましくは回転軸を2本有する装置が好ましい。   Although there is no restriction | limiting in the number of rotating shafts, Usually, it is 1-5, Furthermore, 2-4 are preferable, More preferably, the apparatus which has two rotating shafts is preferable.

また、前脱揮工程の脱揮装置におけるスクリュー直径(D)とスクリューの長さ(L)の比(L/D)は、14〜25とするのが好ましい。   Moreover, it is preferable that the ratio (L / D) of the screw diameter (D) and the screw length (L) in the devolatilization apparatus in the pre-devolatilization step is 14 to 25.

また、攪拌素子の個数は10〜50が好ましく、20〜30個がさらに好ましい。攪拌素子の形状は、特に制限はなく、多葉形(例えばクローバーの葉の形など)でもよく、適宜穴や凹凸を有するものでもよく、船のスクリューや扇風機の羽根のような形でもよく、その他色々の応用が可能である。また、攪拌素子をスクリュウ形にすれば反応物を送る作用が得られるため好ましく用いることができる。   The number of stirring elements is preferably 10 to 50, and more preferably 20 to 30. The shape of the stirring element is not particularly limited, and may be a multi-leaf shape (for example, a clover leaf shape), may have holes or irregularities as appropriate, and may have a shape like a ship screw or a fan blade, Various other applications are possible. Moreover, since the effect | action which sends a reaction material will be obtained if a stirring element is made into a screw shape, it can use preferably.

具体的には、ベントを有する連続二軸押出装置やバッチ式溶融混練装置が好ましく、”ユニメルト”タイプのスクリューを備えた単軸押出機、二軸押出機、二軸・単軸複合型連続混練押出装置、三軸押出機、連続式またはバッチ式ニーダータイプの混練機を挙げることができ、中でも特にベントを有する二軸押出装置、複数の凸レンズ型および/または楕円型の板状パドルを備えた連続式二軸反応装置を好ましく用いることができる。   Specifically, a continuous twin screw extruder or a batch type melt kneader having a vent is preferable. A single screw extruder, twin screw extruder, twin screw / single screw combined type continuous kneading equipped with a “unimelt” type screw. Mention may be made of extruders, triaxial extruders, continuous or batch kneader type kneaders, in particular equipped with a biaxial extruder with vents, a plurality of convex lens and / or elliptical plate-like paddles A continuous biaxial reactor can be preferably used.

前脱揮工程の脱揮装置においては、特に制限はないが、ベントの位置が樹脂溶液供給口に対し樹脂の送り方向と逆側(バックベント)にあることが好ましい。バックベントにすることで、脱揮装置内に供給された樹脂溶液のうち揮発成分のみを効率的に脱揮でき、ベントアップも抑制することができる。   In the devolatilization apparatus in the pre-devolatilization step, there is no particular limitation, but the vent position is preferably on the side opposite to the resin feed direction (back vent) with respect to the resin solution supply port. By using the back vent, only the volatile component of the resin solution supplied into the devolatilizer can be efficiently devolatilized, and vent-up can be suppressed.

前脱揮工程において脱揮を行う際の温度としては、温度が重合温度以上、250℃以下とすることが好ましく、重合温度以上、200℃以下がさらに好ましい。   As temperature at the time of performing devolatilization in the pre-devolatilization step, the temperature is preferably not less than the polymerization temperature and not more than 250 ° C, more preferably not less than the polymerization temperature and not more than 200 ° C.

本発明の、後脱揮工程においては、圧力が200Torr未満の減圧下であることが重要である。   In the post-devolatilization step of the present invention, it is important that the pressure is a reduced pressure of less than 200 Torr.

このような脱揮を行う連続式脱揮装置としては、筒状の容器と単数又は複数の攪拌素子を回転軸に取り付けた撹拌装置を有し、筒部の上部に少なくとも1個以上のベント口を有し、筒部の一端に共重合体溶液(a)を供給する供給口と、他端に脱揮後の共重合体(A)を取り出す吐出口を有する装置を好ましく用いることができる。   As a continuous devolatilizer for performing such devolatilization, it has a cylindrical vessel and a stirring device with one or more stirring elements attached to a rotating shaft, and at least one vent port at the top of the cylindrical portion And an apparatus having a supply port for supplying the copolymer solution (a) to one end of the cylindrical portion and a discharge port for extracting the devolatilized copolymer (A) to the other end can be preferably used.

回転軸の数に制限はないが、通常1〜5本であり、さらには2〜4本が好ましく、より好ましくは回転軸を2本有する装置が好ましい。   Although there is no restriction | limiting in the number of rotating shafts, Usually, it is 1-5, Furthermore, 2-4 are preferable, More preferably, the apparatus which has two rotating shafts is preferable.

また、前脱揮工程の脱揮装置におけるスクリュー直径(D)とスクリューの長さ(L)の比(L/D)は、35〜60とするのが好ましい。   Moreover, it is preferable that the ratio (L / D) of the screw diameter (D) and the screw length (L) in the devolatilization apparatus in the pre-devolatilization step is 35-60.

また、攪拌素子の個数は10〜50が好ましく、20〜30個がさらに好ましい。攪拌素子の形状は、特に制限はなく、多葉形(例えばクローバーの葉の形など)でもよく、適宜穴や凹凸を有するものでもよく、船のスクリューや扇風機の羽根のような形でもよく、その他色々の応用が可能である。また、攪拌素子をスクリュー形にすれば反応物を送る作用が得られるため好ましく用いることができる。   The number of stirring elements is preferably 10 to 50, and more preferably 20 to 30. The shape of the stirring element is not particularly limited, and may be a multi-leaf shape (for example, a clover leaf shape), may have holes or irregularities as appropriate, and may have a shape like a ship screw or a fan blade, Various other applications are possible. Moreover, since the effect | action which sends a reaction material will be acquired if a stirring element is made into a screw form, it can use preferably.

具体的には、ベントを有する連続二軸押出装置やバッチ式溶融混練装置が好ましく、”ユニメルト”タイプのスクリューを備えた単軸押出機、二軸押出機、二軸・単軸複合型連続混練押出装置、三軸押出機、連続式またはバッチ式ニーダータイプの混練機を挙げることができ、中でも特にベントを有する二軸押出装置、複数の凸レンズ型および/または楕円型の板状パドルを備えた連続式二軸反応装置を好ましく用いることができる。   Specifically, a continuous twin screw extruder or a batch type melt kneader having a vent is preferable. A single screw extruder, twin screw extruder, twin screw / single screw combined type continuous kneading equipped with a “unimelt” type screw. Mention may be made of extruders, triaxial extruders, continuous or batch kneader type kneaders, in particular equipped with a biaxial extruder with vents, a plurality of convex lens and / or elliptical plate-like paddles A continuous biaxial reactor can be preferably used.

後脱揮工程の脱揮装置において脱揮を行う際の温度としては、前脱揮工程の温度以上、より好ましくは200℃以上、300℃以下とすることが好ましい。   As temperature at the time of performing devolatilization in the devolatilization apparatus in the post-devolatilization step, it is preferable to set the temperature to be equal to or higher than the temperature of the pre-devolatilization step, more preferably 200 ° C to 300 ° C.

このような複数の脱揮装置による脱揮の例を、図1に示す概略工程図を用いて説明する。図1に示す通り、脱揮工程に、2基の脱揮装置を直列に配置し、重合槽(1)と接続している脱揮装置を前脱揮工程、環化装置と接続する脱揮装置を後脱揮工程とする。具体的には、重合工程で得られた共重合体溶液(a)を、温度が重合温度以上、250℃以下に昇温された前脱揮工程の脱揮装置(2−1)に連続的に供給し、脱揮を行い、引き続いて、前脱揮工程で得られた共重合体(A)を、温度が200℃以上、300℃以下に昇温された後脱揮工程の脱揮装置(2−2)に連続的に供給し、後脱揮工程を行った後、得られた共重合体(A)は、環化工程の環化装置(3)に連続的に供給される。   An example of devolatilization using such a plurality of devolatilizers will be described with reference to a schematic process diagram shown in FIG. As shown in FIG. 1, two devolatilizers are arranged in series in the devolatilization process, and the devolatilizer connected to the polymerization tank (1) is connected to the pre-devolatilization process and the cyclization apparatus. Let the device be a post-devolatilization step. Specifically, the copolymer solution (a) obtained in the polymerization step is continuously added to the devolatilization apparatus (2-1) in the pre-devolatilization step in which the temperature is raised to the polymerization temperature or higher and 250 ° C. or lower. The devolatilization apparatus in the devolatilization step is performed after the temperature of the copolymer (A) obtained in the pre-devolatilization step is raised to 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. After supplying continuously to (2-2) and performing a post-devolatilization process, the obtained copolymer (A) is continuously supplied to the cyclization apparatus (3) of a cyclization process.

かくして脱揮工程を経て得られる共重合体(A)は、揮発成分含有量(残存する未反応単量体混合物または未反応単量体混合物と重合溶媒の混合物の含有量)が、前脱揮工程で5〜30重量%、好ましい態様においては5〜25重量%とすることができ、後脱揮工程で5重量%未満、好ましい態様においては4重量%未満とすることができ、前脱揮工程で減圧にしないため、ベントアップを抑制し、さらに後脱揮工程において十分脱揮されることにより、続く環化工程において効率よく(イ)脱水および/または(ロ)脱アルコールが進行させることが可能である。脱揮工程後の共重合体(A)における揮発成分の含有量の下限に特に制限は無いが、実質的には0.1重量%以上である。   Thus, the copolymer (A) obtained through the devolatilization step has a volatile component content (content of the remaining unreacted monomer mixture or the mixture of the unreacted monomer mixture and the polymerization solvent) before devolatilization. 5 to 30% by weight in the step, 5 to 25% by weight in the preferred embodiment, and less than 5% by weight in the post-devolatilization step, and less than 4% by weight in the preferred embodiment. In order not to reduce the pressure in the process, vent-up is suppressed, and further sufficient devolatilization is performed in the post-devolatilization process, so that (i) dehydration and / or (b) dealcoholization can proceed efficiently in the subsequent cyclization process Is possible. Although there is no restriction | limiting in particular in the minimum of content of the volatile component in the copolymer (A) after a devolatilization process, It is 0.1 weight% or more substantially.

また、脱揮工程後の共重合体(A)は高温融液として、次の環化工程に導入することが可能となり、そのまま連続的に環化反応を行うことができるため、経済的に有利に熱可塑性共重合体(B)を製造することが可能となった。   Moreover, since the copolymer (A) after the devolatilization step can be introduced into the next cyclization step as a high-temperature melt, and can be continuously subjected to the cyclization reaction, it is economically advantageous. It became possible to produce a thermoplastic copolymer (B).

また、本発明の熱可塑性共重合体(B)の製造方法においては、脱揮工程で分離除去した未反応単量体、もしくは未反応単量体と有機溶媒(C)の混合物を前記重合工程にリサイクルする揮発分回収工程(4)、揮発分精製工程(5)を有してもよい。また、本発明においては、上記脱揮工程で除去した未反応単量体または、未反応単量体と有機溶媒(C)の混合物を回収し、重合工程において再利用してもよい。   Moreover, in the manufacturing method of the thermoplastic copolymer (B) of this invention, the unreacted monomer isolate | separated and removed by the devolatilization process, or the mixture of an unreacted monomer and an organic solvent (C) is said polymerization process. The volatile matter recovery step (4) and the volatile matter purification step (5) to be recycled may be included. In the present invention, the unreacted monomer removed in the devolatilization step or a mixture of the unreacted monomer and the organic solvent (C) may be recovered and reused in the polymerization step.

〔環化工程〕
本発明では、上記脱揮工程にて得られた共重合体(A)を加熱し、脱水及び/または脱アルコールによる分子内環化を行い、グルタル酸無水物を含有する熱可塑性樹脂組成物(B)を製造する工程が必要である。
[Cyclization process]
In the present invention, the copolymer (A) obtained in the devolatilization step is heated, subjected to intramolecular cyclization by dehydration and / or dealcoholization, and a thermoplastic resin composition containing glutaric anhydride ( A process for producing B) is required.

環化工程では、連続混練押出装置を用い、200〜350℃、より好ましくは250〜330℃の範囲で反応を行うことが好ましい。環化温度が200℃以下では、環化反応が不十分となり、得られる熱可塑性共重合体(B)の熱安定性が低下し、また、当該温度で環化反応を完結させようとすると、環化反応に長時間を要するために、熱劣化により樹脂が着色する。一方、環化温度が、350℃以上では、熱劣化により樹脂が着色し、高度な無色透明性が得られない。また環化温度は、後脱揮工程の温度を超える温度で行うのが好ましく、300℃を越え、350℃以下、更に好ましくは、300℃を越え、330℃以下の温度である。   In the cyclization step, it is preferable to carry out the reaction in the range of 200 to 350 ° C., more preferably 250 to 330 ° C., using a continuous kneading extruder. When the cyclization temperature is 200 ° C. or lower, the cyclization reaction becomes insufficient, the thermal stability of the resulting thermoplastic copolymer (B) decreases, and when the cyclization reaction is attempted to be completed at the temperature, Since the cyclization reaction takes a long time, the resin is colored due to thermal degradation. On the other hand, when the cyclization temperature is 350 ° C. or higher, the resin is colored due to thermal deterioration, and high colorless transparency cannot be obtained. The cyclization temperature is preferably higher than the temperature in the post-devolatilization step, more than 300 ° C. and 350 ° C. or less, more preferably more than 300 ° C. and 330 ° C. or less.

また、本発明の製造方法においては、環化工程の圧力条件を100Torr以下、好ましくは50Torr以下、より好ましくは30Torr以下、最も好ましくは10Torr以下とすることが、環化を進行させることができ、熱安定性および色調に優れる熱可塑性共重合体(B)を製造できることから好ましい。また、圧力の下限に制限はないが、通常0.1Torr程度である。圧力条件を100Torr以下に制御することにより、環化反応により副生する水および/またはアルコールを効率よく除去できる。   In the production method of the present invention, the pressure condition of the cyclization step is 100 Torr or less, preferably 50 Torr or less, more preferably 30 Torr or less, and most preferably 10 Torr or less, and the cyclization can proceed. It is preferable because the thermoplastic copolymer (B) having excellent thermal stability and color tone can be produced. The lower limit of the pressure is not limited, but is usually about 0.1 Torr. By controlling the pressure condition to 100 Torr or less, water and / or alcohol by-produced by the cyclization reaction can be efficiently removed.

一方、圧力条件が100Torr以上の場合は、減圧度が足りないことから、環化反応が不十分となり、得られる熱可塑性共重合体(B)の熱安定性が低下するばかりか、系中に存在する酸素により、ポリマーが環化時に劣化し、着色する傾向にあり好ましくない。また、減圧条件とせず、不活性ガスの雰囲気下で反応を行ったとしても、環化時に副生する水および/またはアルコールを十分除去することができず、得られる熱可塑性共重合体(B)の熱安定性が低下するため好ましくない。   On the other hand, when the pressure condition is 100 Torr or more, since the degree of vacuum is insufficient, the cyclization reaction becomes insufficient, and not only the thermal stability of the resulting thermoplastic copolymer (B) is lowered, but also in the system. Due to the oxygen present, the polymer deteriorates during cyclization and tends to color, which is not preferable. Even if the reaction is carried out in an inert gas atmosphere without reducing the pressure, water and / or alcohol by-produced during cyclization cannot be sufficiently removed, and the resulting thermoplastic copolymer (B ) Is unfavorable because the thermal stability is reduced.

また、本発明においては、環化工程における加熱処理時間を1分間〜120分間とする事が好ましく、より好ましくは20分間〜120分間、さらに好ましくは30分間〜120分間、最も好ましくは30〜90分間の範囲である。加熱処理時間が20分以下の場合、環化反応率が低く、得られる熱可塑性共重合体(B)の組成を本発明の範囲内とすることが困難であり、さらには未反応の不飽和カルボン酸単位が多量に残存するため、加熱成形加工時に反応が再進行し、環化反応により副生する水および/またはアルコールが蒸発し、成形体表面に放射状の銀状痕、いわゆるシルバーが発生する。もしくは成形体表面に気泡が発生し、いずれも外観不良を引き起すため好ましくなく、また熱安定性に劣るため、好ましくない。   In the present invention, the heat treatment time in the cyclization step is preferably 1 minute to 120 minutes, more preferably 20 minutes to 120 minutes, still more preferably 30 minutes to 120 minutes, and most preferably 30 to 90 minutes. The range of minutes. When the heat treatment time is 20 minutes or less, the cyclization reaction rate is low, it is difficult to make the composition of the resulting thermoplastic copolymer (B) within the scope of the present invention, and unreacted unsaturation. Since a large amount of carboxylic acid units remain, the reaction proceeds again during thermoforming, water and / or alcohol by-produced by the cyclization reaction evaporates, and radial silver marks, so-called silver, are generated on the surface of the molded body. To do. Alternatively, bubbles are generated on the surface of the molded body, both of which are not preferable because they cause poor appearance, and are not preferable because of poor thermal stability.

環化反応に使用する環化装置は、前工程である脱揮装置から供給される共重合体(A)を連続的に環化することができる装置で、かつ上記温度、圧力、時間の条件を満たすことができれば特に限定はないが、筒状の容器と複数の攪拌素子を回転軸に取り付けた撹拌装置を有し、筒部の上部に少なくとも1個のベント口を有し、筒部の一端に共重合体(A)を供給する供給口と、他端に熱可塑性共重合体(B)を取り出す吐出口を有する横型攪拌装置を好ましく用いることができる。   The cyclization apparatus used for the cyclization reaction is an apparatus capable of continuously cyclizing the copolymer (A) supplied from the devolatilization apparatus as the previous step, and the conditions of the temperature, pressure, and time described above. There is no particular limitation as long as the above can be satisfied, but it has a stirring device in which a cylindrical container and a plurality of stirring elements are attached to the rotating shaft, and has at least one vent port at the top of the cylindrical portion, A horizontal stirrer having a supply port for supplying the copolymer (A) at one end and a discharge port for taking out the thermoplastic copolymer (B) at the other end can be preferably used.

さらに好ましい態様においては、横型攪拌装置として、環化反応で副生する水/メタノールを溶融状態の熱可塑性共重合体(A)から効率的に除去することができる観点から、周囲に加熱媒体用のジャケットを有する容器を持ち、この容器の少なくとも上部に1個のベント口を有し、この容器の一端に共重合体(A)を供給する供給口と、他端に熱可塑性共重合体(B)を取り出す吐出口を有し、この内部に少なくとも2本の攪拌軸を持ち、該軸には複数個の掻き取り羽根が取り付けられており、前記軸が同方向または異方向に回転した際に該羽根は各々の軸に取り付けられた羽根同士がぶつかり合うことがないように互いにずらして取り付けられ、羽根先端が容器内面および空いての攪拌軸表面とわずかな隙間を保って接しながら回転するか、または各々の軸に取り付けられた羽根は互いに軸方向と直角の同一平面上に並ぶように配置され、かつ羽根先端は容器内面および相手の羽根の表面とわずかな隙間を保って接しながら回転し、それによって溶融状態の共重合体(A)を混練し、その表面を常に更新して、環化反応を進行させられる機能を有する横型攪拌装置を使用することができる。このような横型撹拌装置の具体例としては、特公昭58−11450号公報、特公昭61−52850号公報に示される表面更新性の良好な横型攪拌装置が好適であり、日立製作所(株)製メガネ翼重合機、格子翼重合機、三菱重工業(株)製SCR、NSCR型反応機、(株)栗本鉄鋼所製KRCニーダー、SCプロセッサー、住友重機械工業(株)BIVOLAK等を好ましく例示することができる。   In a more preferred embodiment, as a horizontal stirring device, water / methanol produced as a by-product in the cyclization reaction can be efficiently removed from the molten thermoplastic copolymer (A). And a supply port for supplying the copolymer (A) to one end of the container, and a thermoplastic copolymer ( B) has a discharge port for taking out, and has at least two stirring shafts inside thereof, and a plurality of scraping blades are attached to the shafts, and when the shafts rotate in the same direction or different directions The blades are mounted so as to be offset from each other so that the blades attached to each shaft do not collide with each other, and the blade tips rotate while making contact with the inner surface of the container and the empty stirring shaft surface with a slight clearance. The blades attached to each shaft are arranged so as to be aligned on the same plane perpendicular to the axial direction, and the blade tips rotate while contacting the inner surface of the container and the surface of the other blade with a slight clearance. Thus, it is possible to use a horizontal stirrer having a function of kneading the copolymer (A) in a molten state and constantly updating the surface thereof to advance the cyclization reaction. As a specific example of such a horizontal stirrer, a horizontal stirrer with good surface renewability shown in Japanese Patent Publication No. 58-11450 and Japanese Patent Publication No. 61-52850 is suitable, which is manufactured by Hitachi, Ltd. Preferred examples include glasses blade polymerization machine, lattice blade polymerization machine, SCR manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., NSCR type reactor, KRC kneader manufactured by Kurimoto Steel Works, SC processor, Sumitomo Heavy Industries, Ltd. BIVOLAK, etc. Can do.

また、本発明の熱可塑性共重合体における各成分単位の定量には、一般に赤外分光光度計やプロトン核磁気共鳴(H−NMR)測定機が用いられる。赤外分光法では、グルタル酸無水物単位は、1800cm−1及び1760cm−1の吸収が特徴的であり、不飽和カルボン酸単位や不飽和カルボン酸アルキルエステル単位から区別することができる。また、H−NMR法では、例えば、グルタル酸無水物単位、メタクリル酸、メタクリル酸メチルからなる共重合体の場合、ジメチルスルホキシド重溶媒中でのスペクトルの帰属を、0.5〜1.5ppmのピークがメタクリル酸、メタクリル酸メチルおよびグルタル酸無水物環化合物のα−メチル基の水素、1.6〜2.1ppmのピークはポリマー主鎖のメチレン基の水素、3.5ppmのピークはメタクリル酸メチルのカルボン酸エステル(−COOCH)の水素、12.4ppmのピークはメタクリル酸のカルボン酸の水素と、スペクトルの積分比から共重合体組成を決定することができる。また、上記に加えて、他の共重合成分として、スチレンを含有する場合、6.5〜7.5ppmにスチレンの芳香族環の水素が見られ、同様にスペクトル比から共重合体組成を決定することができる。 In addition, an infrared spectrophotometer or a proton nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR) measuring instrument is generally used for quantification of each component unit in the thermoplastic copolymer of the present invention. In infrared spectroscopy, glutaric anhydride units, absorption of 1800 cm -1 and 1760 cm -1 are characteristic can be distinguished from unsaturated carboxylic acid units and unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit. In the 1 H-NMR method, for example, in the case of a copolymer consisting of a glutaric anhydride unit, methacrylic acid, and methyl methacrylate, the attribution of the spectrum in dimethyl sulfoxide heavy solvent is 0.5 to 1.5 ppm. Peak of methacrylic acid, methyl methacrylate and glutaric anhydride ring compound α-methyl group hydrogen, 1.6 to 2.1 ppm peak of polymer main chain methylene group hydrogen, 3.5 ppm peak of methacrylic acid Copolymer composition can be determined from hydrogen of carboxylic acid ester of methyl acid (—COOCH 3 ), a peak of 12.4 ppm and hydrogen of carboxylic acid of methacrylic acid and an integral ratio of the spectrum. In addition to the above, when styrene is contained as another copolymerization component, hydrogen in the aromatic ring of styrene is found at 6.5 to 7.5 ppm, and the copolymer composition is similarly determined from the spectral ratio. can do.

また、本発明の熱可塑性共重合体には、上記(i)および(ii)成分の他に不飽和カルボン酸単位および/または、共重合可能な他のビニル系単量体単位を含有することができる。   Further, the thermoplastic copolymer of the present invention contains an unsaturated carboxylic acid unit and / or another copolymerizable vinyl monomer unit in addition to the components (i) and (ii). Can do.

本発明においては、共重合体(A)の(イ)脱水及び/又は(ロ)脱アルコール反応を十分に行うことにより熱可塑性共重合体中に含有される不飽和カルボン酸単位量は10重量%以下、すなわち0〜10重量%とすることが好ましく、より好ましくは0〜5重量%である。不飽和カルボン酸単位が10重量%を超える場合には、無色透明性、滞留安定性が低下する傾向がある。   In the present invention, the amount of the unsaturated carboxylic acid unit contained in the thermoplastic copolymer is 10% by sufficiently carrying out (i) dehydration and / or (b) dealcoholization reaction of the copolymer (A). % Or less, that is, 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 5% by weight. When the unsaturated carboxylic acid unit exceeds 10% by weight, colorless transparency and residence stability tend to be lowered.

また、共重合可能な他のビニル系単量体単位量は0〜35重量%であることが好ましいが、より好ましくは10重量%以下、すなわち0〜10重量%であり、さらに好ましくは0〜5重量%である。特に、スチレンなどの芳香族ビニル系単量体単位を含有する場合、含有量が多すぎると、無色透明性、光学等方性、耐薬品性が低下する傾向がある。   The amount of other copolymerizable vinyl monomer units is preferably 0 to 35% by weight, more preferably 10% by weight or less, that is, 0 to 10% by weight, further preferably 0 to 0% by weight. 5% by weight. In particular, when an aromatic vinyl monomer unit such as styrene is contained, if the content is too large, the colorless transparency, optical isotropy, and chemical resistance tend to decrease.

本発明の熱可塑性共重合体(B)は、重量平均分子量(以下Mwとも言う)が30000〜150000、好ましくは50000〜150000、より好ましくは50000〜130000であることが望ましい。尚、本発明でいう重量平均分子量とは、多角度光散乱ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC−MALLS)で測定した絶対分子量での重量平均分子量を示す。   The thermoplastic copolymer (B) of the present invention has a weight average molecular weight (hereinafter also referred to as Mw) of 30,000 to 150,000, preferably 50,000 to 150,000, and more preferably 50,000 to 130,000. In addition, the weight average molecular weight as used in the field of this invention shows the weight average molecular weight in the absolute molecular weight measured by multi-angle light scattering gel permeation chromatography (GPC-MALLS).

また、本発明においては、重合工程を塊状重合法や溶液重合法を選択することにより、実質的に均一混合された状態で重合反応が進行し、均質な分子量分布を有する共重合体(A)が得られ、好ましい態様において、熱可塑性共重合体(B)の分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が、1.5〜3.0、より好ましい態様においては、1.5〜2.5の範囲のものが得られることを見出した。分子量分布が上記範囲にある場合には、得られる熱可塑性共重合体(B)が成形加工性に優れる傾向があり、好ましく使用することができる。尚、本発明でいう分子量分布(Mw/Mn)とは、多角度光散乱ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC−MALLS)で測定した絶対分子量での重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)から算出した数値を示す。   In the present invention, a copolymer (A) having a homogeneous molecular weight distribution is achieved by selecting a bulk polymerization method or a solution polymerization method as the polymerization step so that the polymerization reaction proceeds in a substantially homogeneously mixed state. In a preferred embodiment, the molecular weight distribution (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) of the thermoplastic copolymer (B) is 1.5 to 3.0, and in a more preferred embodiment 1.5 to 3.0. It has been found that a range of 2.5 can be obtained. When the molecular weight distribution is in the above range, the resulting thermoplastic copolymer (B) tends to be excellent in molding processability and can be preferably used. The molecular weight distribution (Mw / Mn) in the present invention is the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) in absolute molecular weight measured by multi-angle light scattering gel permeation chromatography (GPC-MALLS). The numerical value calculated from

かくして得られる本発明の熱可塑性共重合体(B)は、ガラス転移温度が120℃以上と優れた耐熱性を有し、実用耐熱性の面で好ましい。また、好ましい態様においてはガラス転移温度が125℃以上の極めて優れた耐熱性を有する。また、上限としては、通常160℃程度である。なお、ここでいうガラス転移温度とは、示差走査熱量計(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用いて昇温速度20℃/分で測定したガラス転移温度である。   The thermoplastic copolymer (B) of the present invention thus obtained has excellent heat resistance with a glass transition temperature of 120 ° C. or higher, and is preferable in terms of practical heat resistance. Further, in a preferred embodiment, the glass transition temperature is 125 ° C. or higher and extremely excellent heat resistance. Moreover, as an upper limit, it is about 160 degreeC normally. The glass transition temperature here is a glass transition temperature measured at a heating rate of 20 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC-7 manufactured by Perkin Elmer).

また、本発明の製造方法により製造される熱可塑性共重合体(B)は、好ましい態様において、ペレットの黄色度(Yellowness Index)の値が20以下と着色が抑制され、さらに好ましい態様においては15以下と極めて高度な無色透明性を有する。上記において黄色度はペレットのYI値をJIS−K7105(1981年度版)に従い測定した値である。黄色度の下限は、特に制限はなく、低いほど好ましいが、通常1程度である。   Further, the thermoplastic copolymer (B) produced by the production method of the present invention has a preferred embodiment in which the color of the pellet has a yellowness index of 20 or less, and coloring is suppressed. It has the following and extremely high colorless transparency. In the above, the yellowness is a value obtained by measuring the YI value of the pellets according to JIS-K7105 (1981 version). The lower limit of the yellowness is not particularly limited and is preferably as low as possible, but is usually about 1.

また、本発明の製造方法により製造される熱可塑性共重合体(B)は、残存する未反応単量体、もしくは未反応単量体と有機溶媒(C)からなる混合物(以下、総称して揮発成分と呼ぶことがある)の含有量が5重量%以下、好ましい態様においては3重量%以下に抑制され、さらには、ガラス転移温度+130℃で30分間加熱した時の加熱減量(以下ガス発生量と呼ぶことがある)が好ましい態様において1.0重量%以下、さらに好ましい態様においては0.5重量%、最も好ましくは0.3重量%以下であり、従来の方法では達成し得なかった高度な熱安定性を有する。揮発成分の含有量およびガス発生量の下限は、特に制限はなく、低いほど好ましいが、通常0.1重量%程度である。   The thermoplastic copolymer (B) produced by the production method of the present invention is a residual unreacted monomer or a mixture of unreacted monomer and organic solvent (C) (hereinafter collectively referred to as “reacted monomer”). The content of volatile components is sometimes suppressed to 5% by weight or less, and in a preferred embodiment, 3% by weight or less. Further, the heating loss when heated at a glass transition temperature + 130 ° C. for 30 minutes (hereinafter referred to as gas generation) In a preferred embodiment, it is 1.0 wt% or less, in a more preferred embodiment 0.5 wt%, most preferably 0.3 wt% or less, which could not be achieved by conventional methods. High thermal stability. The lower limit of the volatile component content and gas generation amount is not particularly limited and is preferably as low as possible, but is usually about 0.1% by weight.

また、本発明の熱可塑性共重合体(B)は、ガラス転移温度+130℃、剪断速度12/秒にて測定した溶融粘度が、好ましい態様において100〜10000Pa・s以下であり、さらに好ましい態様において100〜5000Pa・s、最も好ましい態様においては100〜2000Pa・s以下の高度な流動性を有し、成形加工性に優れる特徴がある。なお、ここで言う溶融粘度とは東洋精機社製キャピログラフ1C型(ダイス径φ1.0mm、ダイス長5.0mm)を用いて、上記温度および剪断速度で測定した溶融粘度(Pa・s)である。   In the thermoplastic copolymer (B) of the present invention, the melt viscosity measured at a glass transition temperature + 130 ° C. and a shear rate of 12 / second is 100 to 10,000 Pa · s or less in a preferred embodiment, and in a more preferred embodiment. It has a high fluidity of 100 to 5000 Pa · s, and in the most preferred embodiment 100 to 2000 Pa · s or less, and is excellent in molding processability. The melt viscosity referred to here is the melt viscosity (Pa · s) measured at the above temperature and shear rate using a Capillograph type 1C (die diameter φ1.0 mm, die length 5.0 mm) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. .

本発明により製造された熱可塑性共重合体(B)は、その優れた耐熱性、無色透明性および滞留安定性を活かして、電気・電子部品、自動車部品、機械機構部品、OA機器、家電機器などのハウジングおよびそれらの部品類、一般雑貨など種々の用途に用いることができる。   The thermoplastic copolymer (B) produced according to the present invention makes use of its excellent heat resistance, colorless transparency and retention stability, and is used for electrical / electronic parts, automobile parts, mechanical mechanism parts, OA equipment, home appliances. It can be used for various uses such as housings and their parts and general sundries.

また、上記の方法で得られた熱可塑性共重合体(B)は、機械的特性、成形加工性にも優れており、溶融成形可能であるため、押出成形、射出成形、プレス成形などが可能であり、フィルム、シート、管、ロッド、その他の希望する任意の形状と大きさを有する成形品に成形して使用することができる。   In addition, the thermoplastic copolymer (B) obtained by the above method is excellent in mechanical properties and molding processability and can be melt-molded, so that extrusion molding, injection molding, press molding, etc. are possible. And can be used after being formed into a film, sheet, tube, rod, or other molded article having any desired shape and size.

中でも熱可塑性共重合体(B)からなるフィルムの製造方法には、公知の方法を使用することができる。すなわち、インフレーション法、T−ダイ法、カレンダー法、切削法、流延法、エマルション法、ホットプレス法等の製造方法が使用できる。好ましくは、インフレーション法、T−ダイ法、キャスト法またはホットプレス法が使用できる。インフレーション法やT−ダイ法による製造法の場合、単軸あるいは二軸押出スクリューのついたエクストルーダ型溶融押出装置等が使用できる。本発明のフィルムを製造するための溶融押出温度は、好ましくは150〜350℃、より好ましくは200〜300℃である。また、溶融押出装置を使用し溶融混練する場合、着色抑制の観点から、ベントを使用し減圧下での溶融混練あるいは窒素気流下での溶融混練を行うことが好ましい。また、流延法により本発明のフィルムを製造する場合、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン等の溶剤が使用可能である。好ましい溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン、N−メチルピロリドン等である。該フィルムは、本発明の熱可塑性樹脂組成物を前記の1種以上の溶剤に溶かし、その溶液をバーコーター、Tダイ、バー付きTダイ、ダイ・コートなどを用いて、ポリエチレンテレフタレートなどの耐熱フィルム、スチールベルト、金属箔などの平板または曲板(ロール)上に流延し、溶剤を蒸発除去する乾式法、あるいは溶液を凝固液で固化する湿式法等を用いることにより製造できる。   In particular, a known method can be used as a method for producing a film made of the thermoplastic copolymer (B). That is, production methods such as an inflation method, a T-die method, a calendar method, a cutting method, a casting method, an emulsion method, and a hot press method can be used. Preferably, an inflation method, a T-die method, a cast method or a hot press method can be used. In the case of a production method using an inflation method or a T-die method, an extruder type melt extrusion apparatus equipped with a single screw or twin screw can be used. The melt extrusion temperature for producing the film of the present invention is preferably 150 to 350 ° C, more preferably 200 to 300 ° C. Moreover, when melt-kneading using a melt-extrusion apparatus, it is preferable to perform the melt-kneading under reduced pressure or the melt-kneading under nitrogen stream from a viewpoint of coloring suppression. When the film of the present invention is produced by the casting method, solvents such as tetrahydrofuran, acetone, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone can be used. Preferred solvents are acetone, methyl ethyl ketone, N-methylpyrrolidone and the like. The film is prepared by dissolving the thermoplastic resin composition of the present invention in one or more of the above solvents, and using the solution with a bar coater, a T die, a T die with a bar, a die coat, etc. It can be produced by casting on a flat plate or curved plate (roll) such as a film, steel belt, or metal foil and using a dry method in which the solvent is removed by evaporation, or a wet method in which the solution is solidified with a coagulating liquid.

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、各測定および評価は次の方法で行った。   EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Each measurement and evaluation was performed by the following method.

(1)重合率(φ)
ガスクロマトグラフにより共重合体溶液(a)および仕込み原料溶液中の未反応単量体濃度(重量%)を定量し、下式より算出した。
重合率(φ)=100×(1−M1/M0)
なお、各記号は下記の数値を示す。
M1=共重合体溶液(a)中の未反応単量体濃度(重量%)
M0=仕込み原料溶液中の単量体濃度(重量%)
(1) Polymerization rate (φ)
The unreacted monomer concentration (% by weight) in the copolymer solution (a) and the charged raw material solution was quantified by gas chromatography, and calculated from the following formula.
Polymerization rate (φ) = 100 × (1−M1 / M0)
Each symbol indicates the following numerical value.
M1 = Unreacted monomer concentration (% by weight) in the copolymer solution (a)
M0 = monomer concentration in the charged raw material solution (wt%)

(2)揮発成分の含有量
サンプリングした揮発分を含有する共重合体(A)または熱可塑性共重合体(B)各1gをテトラヒドロフラン20gに溶解し、ガスクロマトグラフにより残存する未反応単量体および/または有機溶媒(C)を定量し、下式より揮発成分の含有量を算出した。
揮発成分含有量(重量%)={(α+β)/P1}×100
なお、各記号は下記の数値を示す。
α =ガスクロマトグラフより定量した残存モノマーの重量(g)
β =ガスクロマトグラフより定量した有機溶媒(C)の重量(g)
P1=サンプリングした揮発分を含有する共重合体(A)または熱可塑性重合体(B)の重量(g)
(2) Content of Volatile Component 1 g of each of the copolymer (A) or thermoplastic copolymer (B) containing the sampled volatile components is dissolved in 20 g of tetrahydrofuran, and unreacted monomers remaining by gas chromatography The organic solvent (C) was quantified, and the content of volatile components was calculated from the following formula.
Volatile component content (% by weight) = {(α + β) / P1} × 100
Each symbol indicates the following numerical value.
α = weight of residual monomer determined by gas chromatograph (g)
β = weight of organic solvent (C) determined by gas chromatography (g)
P1 = weight (g) of copolymer (A) or thermoplastic polymer (B) containing sampled volatiles

(3)重量平均分子量・分子量分布
得られた共重合体(A)および熱可塑性共重合体(B)10mgをテトラヒドロフラン2gに溶解して、測定サンプルとした。テトラヒドロフランを溶媒として、DAWN−DSP型多角度光散乱光度計(Wyatt Technology社製)を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフ(ポンプ:515型,Waters社製、カラム:TSK−gel−GMHXL,東ソー社製)を用いて、重量平均分子量(絶対分子量)、数平均分子量(絶対分子量)を測定した。分子量分布は、重量平均分子量(絶対分子量)/数平均分子量(絶対分子量)で算出した。
(3) Weight average molecular weight / molecular weight distribution 10 mg of the obtained copolymer (A) and thermoplastic copolymer (B) were dissolved in 2 g of tetrahydrofuran to prepare a measurement sample. Gel permeation chromatograph (pump: model 515, manufactured by Waters, column: TSK-gel-GMHXL, manufactured by Tosoh Corporation) equipped with a DAWN-DSP type multi-angle light scattering photometer (manufactured by Wyatt Technology) using tetrahydrofuran as a solvent. ) Was used to measure the weight average molecular weight (absolute molecular weight) and the number average molecular weight (absolute molecular weight). The molecular weight distribution was calculated by weight average molecular weight (absolute molecular weight) / number average molecular weight (absolute molecular weight).

(4)各成分組成分析
重ジメチルスルホキシド中、30℃でH−NMRを測定し、各共重合単位の組成決定を行った。
(4) Composition analysis of each component 1 H-NMR was measured at 30 ° C. in deuterated dimethyl sulfoxide to determine the composition of each copolymer unit.

(5)ガラス転移温度(Tg)
示差走査熱量計(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用い、窒素雰囲気下、20℃/minの昇温速度で測定した。
(5) Glass transition temperature (Tg)
Using a differential scanning calorimeter (DSC-7 manufactured by Perkin Elmer), the measurement was performed at a temperature increase rate of 20 ° C./min in a nitrogen atmosphere.

(6)黄色度(Yellowness Index)
得られた熱可塑性共重合体のペレットのYI値を、分光色彩計SE2000(日本電色社製)を用いて測定した。
(6) Yellowness Index
The YI value of the obtained thermoplastic copolymer pellets was measured using a spectrocolorimeter SE2000 (manufactured by Nippon Denshoku).

(7)滞留時のガス発生量
得られた熱可塑性共重合体(B)ペレット5gを80℃で12時間予備乾燥し、ガラス転移温度+130℃に温調した加熱炉内で30分間加熱処理した前後での重量を測定し、下式により算出した重量減少率を滞留時のガス発生量として評価した。
重量減少率(重量%)={(W0−W1)/W0}×100
なお、各記号は下記の数値を示す。
W0=加熱処理前の熱可塑性共重合体(B)の重量(g)
W1=加熱処理後の熱可塑性共重合体(B)の重量(g)
(7) Gas generation amount during residence 5 g of the obtained thermoplastic copolymer (B) pellets were pre-dried at 80 ° C. for 12 hours and heat-treated for 30 minutes in a heating furnace adjusted to a glass transition temperature of + 130 ° C. The weight before and after was measured, and the weight reduction rate calculated by the following equation was evaluated as the amount of gas generated during residence.
Weight reduction rate (% by weight) = {(W0−W1) / W0} × 100
Each symbol indicates the following numerical value.
W0 = weight (g) of thermoplastic copolymer (B) before heat treatment
W1 = weight (g) of the thermoplastic copolymer (B) after the heat treatment

(8)熱可塑性共重合体(B)の溶融粘度
得られた熱可塑性共重合体(B)ペレットを80℃で12時間予備乾燥し、東洋精機社製キャピログラフ1C型(ダイス径φ1mmダイス長5mm)を用いて、ガラス転移温度+130℃、剪断速度12/秒にて測定した。
(8) Melt viscosity of thermoplastic copolymer (B) The obtained thermoplastic copolymer (B) pellets were pre-dried at 80 ° C. for 12 hours, and Capillograph 1C type (die diameter φ1 mm, die length 5 mm, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) ) At a glass transition temperature of + 130 ° C. and a shear rate of 12 / sec.

以下に図1を参照しながら順に説明する。   Below, it demonstrates in order, referring FIG.

(1)重合工程
<参考例1>
容量が20リットルで、ダブルヘリカル型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、20L/分の窒素ガスで15分間バブリングした下記処方の原料混合物を8.0kg/hの速度で連続的に供給し、50rpmで撹拌し、内温を130℃に制御し、平均滞留時間3時間で、連続重合を行った。得られた共重合体溶液(a)をサンプリングし、分析を行った結果、重合率は88%であり、共重合体溶液(a)中の揮発分含有量は30重量%であった。また、得られた共重合体溶液(a−1)の溶液粘度を30℃で測定した結果、70Pa・sであった。
メタクリル酸 15重量部
メタクリル酸メチル 85重量部
メチルエチルケトン 25重量部
1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン 0.1重量部
n−ドデシルメルカプタン 0.3重量部。
(1) Polymerization step <Reference Example 1>
To a stainless steel autoclave having a capacity of 20 liters and equipped with a double helical stirring blade, a raw material mixture of the following formulation bubbled with nitrogen gas at 20 L / min for 15 minutes was continuously supplied at a rate of 8.0 kg / h. The mixture was stirred at 50 rpm, the internal temperature was controlled at 130 ° C., and continuous polymerization was carried out with an average residence time of 3 hours. As a result of sampling and analyzing the obtained copolymer solution (a), the polymerization rate was 88%, and the volatile content in the copolymer solution (a) was 30% by weight. Moreover, as a result of measuring the solution viscosity of the obtained copolymer solution (a-1) at 30 degreeC, it was 70 Pa.s.
Methacrylic acid 15 parts by weight Methyl methacrylate 85 parts by weight Methyl ethyl ketone 25 parts by weight 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane 0.1 part by weight n-dodecyl mercaptan 0.3 part by weight.

<参考例2>
容量が20リットルで、ダブルヘリカル型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、20L/分の窒素ガスで15分間バブリングした下記処方の原料混合物を8.0kg/hの速度で連続的に供給し、50rpmで撹拌し、内温を130℃に制御し、平均滞留時間3時間で、連続重合を行った。得られた共重合体溶液(a)をサンプリングし、分析を行った結果、重合率は75%であり、共重合体溶液(a)中の揮発分含有量は70重量%であった。また、得られた共重合体溶液(a−2)の溶液粘度を30℃で測定した結果、30Pa・sであった。
メタクリル酸 15重量部
メタクリル酸メチル 85重量部
メチルエチルケトン 150重量部
1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン 0.1重量部
n−ドデシルメルカプタン 0.3重量部。
<Reference Example 2>
To a stainless steel autoclave having a capacity of 20 liters and equipped with a double helical stirring blade, a raw material mixture of the following formulation bubbled with nitrogen gas at 20 L / min for 15 minutes was continuously supplied at a rate of 8.0 kg / h. The mixture was stirred at 50 rpm, the internal temperature was controlled at 130 ° C., and continuous polymerization was carried out with an average residence time of 3 hours. As a result of sampling and analyzing the obtained copolymer solution (a), the polymerization rate was 75%, and the volatile content in the copolymer solution (a) was 70% by weight. Moreover, as a result of measuring the solution viscosity of the obtained copolymer solution (a-2) at 30 degreeC, it was 30 Pa.s.
Methacrylic acid 15 parts by weight Methyl methacrylate 85 parts by weight Methyl ethyl ketone 150 parts by weight 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane 0.1 part by weight n-dodecyl mercaptan 0.3 part by weight.

Figure 2009227721
Figure 2009227721

(2)脱揮工程及び環化工程
<実施例1〜2>
参考例1〜2で得られた共重合体溶液(a−1、a−2)を、ギアポンプにより58mmφ二軸押出機(TEX−54(日本製鋼所社製、L/D=14.0、バックベント部:1箇所、フォアベント部:なし)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数400rpm、シリンダ温度150℃、ベント部からの減圧操作は行わずに、圧力760Torrにて前脱揮処理を行った。この時点で、脱揮後の共重合体(A)をサンプリングし、含有する揮発成分を測定した結果を表2に示す。
(2) Volatilization process and cyclization process <Examples 1-2>
The copolymer solutions (a-1, a-2) obtained in Reference Examples 1 and 2 were mixed with a 58 mmφ twin screw extruder (TEX-54 (manufactured by Nippon Steel Works, L / D = 14.0, Back vent part: 1 place, fore vent part: none) continuously at a feed rate of 10 kg / h, screw rotation speed 400 rpm, cylinder temperature 150 ° C., no pressure reduction operation from the vent part, pressure 760 Torr Table 2 shows the results of sampling the devolatilized copolymer (A) and measuring the volatile components contained at this point.

次いで、前脱揮工程で得られた共重合体(A)を、さらに、ギアポンプにより32mmφ二軸押出機(TEX−30(日本製鋼所社製、L/D=56.0、バックベント部:1箇所、フォアベント:3箇所)に連続的に供給し、スクリュー回転数300rpm、シリンダ温度260℃、フォアベント部分より減圧し、圧力20Torrにて後脱揮処理を行った。この時点で、脱揮後の共重合体(A)をサンプリングし、含有する揮発成分を測定した結果を表2に示す。   Next, the copolymer (A) obtained in the pre-devolatilization step was further subjected to a 32 mmφ twin screw extruder (TEX-30 (manufactured by Nippon Steel Works, L / D = 56.0, back vent part: 1 point, forevent: 3 places), the screw rotation speed was 300 rpm, the cylinder temperature was 260 ° C., the pressure was reduced from the forevent part, and post-devolatilization was performed at a pressure of 20 Torr. Table 2 shows the results of sampling the volatile copolymer (A) and measuring the volatile components contained.

続いて、上記工程で得られた共重合体(A−1〜2)をギアポンプにより、メガネ翼横型二軸撹拌装置(日立製作所製「日立メガネ翼重合機(商品名)」、容量24L、ベント部:1箇所)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数10rpm、シリンダ温度300℃、ベント部より減圧し、圧力10Torrにて環化反応を行い、ストランドカッターによりペレット化し、熱可塑性共重合体(B−1〜2)を9.8kg/hの速度で製造した。この時の環化装置の平均滞留時間は60分であった。   Subsequently, the copolymer (A-1 to 2) obtained in the above step was subjected to a spectacle blade horizontal biaxial agitator (“Hitachi spectacle blade polymerizer (trade name)” manufactured by Hitachi, Ltd., capacity 24 L, vent Part: 1 location) at a supply rate of 10 kg / h, screw rotation speed 10 rpm, cylinder temperature 300 ° C., decompression from the vent, cyclization reaction at 10 Torr pressure, pelletized by strand cutter A thermoplastic copolymer (B-1 to 2) was produced at a rate of 9.8 kg / h. The average residence time of the cyclizer at this time was 60 minutes.

得られた(B−1〜2)のペレットを100℃で8時間乾燥し、H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表3に示す。 The obtained pellets of (B-1 to 2) are dried at 100 ° C. for 8 hours, and each copolymer component composition and various characteristics evaluation results determined by 1 H-NMR are shown in Table 3.

<実施例3〜4>
参考例1〜2で得られた共重合体溶液(a−1、a−2)を、ギアポンプにより58mmφ二軸押出機(TEX−54(日本製鋼所社製、L/D=14.0、バックベント部:1箇所、フォアベント部:なし)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数400rpm、シリンダ温度150℃、ベント部のバルブ開度を調節することにより、圧力960Torrの微加圧条件にて前脱揮処理を行った。この時点で、脱揮後の共重合体(A)をサンプリングし、含有する揮発成分を測定した結果を表2に示す。
<Examples 3 to 4>
The copolymer solutions (a-1, a-2) obtained in Reference Examples 1 and 2 were mixed with a 58 mmφ twin screw extruder (TEX-54 (manufactured by Nippon Steel Works, L / D = 14.0, Back vent part: 1 place, fore vent part: none) continuously at a feed rate of 10 kg / h, screw rotation speed 400 rpm, cylinder temperature 150 ° C., adjusting the valve opening of the vent part The pre-devolatilization treatment was performed under a slightly pressurized condition of 960 Torr, and at this time, the copolymer (A) after devolatilization was sampled, and the results of measuring the volatile components contained are shown in Table 2.

次いで、前脱揮工程で得られた共重合体(A)を、さらに、ギアポンプにより32mmφ二軸押出機(TEX−30(日本製鋼所社製、L/D=56.0、バックベント部:1箇所、フォアベント:3箇所)に連続的に供給し、スクリュー回転数300rpm、シリンダ温度260℃、フォアベント部分より減圧し、圧力20Torrにて後脱揮処理を行った。この時点で、脱揮後の共重合体(A)をサンプリングし、含有する揮発成分を測定した結果を表2に示す。   Next, the copolymer (A) obtained in the pre-devolatilization step was further subjected to a 32 mmφ twin screw extruder (TEX-30 (manufactured by Nippon Steel Works, L / D = 56.0, back vent part: 1 point, forevent: 3 places), the screw rotation speed was 300 rpm, the cylinder temperature was 260 ° C., the pressure was reduced from the forevent part, and post-devolatilization was performed at a pressure of 20 Torr. Table 2 shows the results of sampling the volatile copolymer (A) and measuring the volatile components contained.

続いて、上記工程で得られた共重合体(A−3〜4)をギアポンプにより、メガネ翼横型二軸撹拌装置(日立製作所製「日立メガネ翼重合機(商品名)」、容量24L、ベント部:1箇所)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数10rpm、シリンダ温度300℃、ベント部より減圧し、圧力10Torrにて環化反応を行い、ストランドカッターによりペレット化し、熱可塑性共重合体(B−3〜4)を9.8kg/hの速度で製造した。この時の環化装置の平均滞留時間は60分であった。   Subsequently, the copolymer (A-3 to 4) obtained in the above step was subjected to a spectacle blade horizontal biaxial stirrer (“Hitachi spectacle blade polymerizer (trade name)” manufactured by Hitachi, Ltd., capacity 24 L, vent Part: 1 location) at a supply rate of 10 kg / h, screw rotation speed 10 rpm, cylinder temperature 300 ° C., decompression from the vent, cyclization reaction at 10 Torr pressure, pelletized by strand cutter A thermoplastic copolymer (B-3-4) was produced at a rate of 9.8 kg / h. The average residence time of the cyclizer at this time was 60 minutes.

得られた(B−3〜4)のペレットを100℃で8時間乾燥し、H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表3に示す。 The obtained pellets of (B-3 to 4) are dried at 100 ° C. for 8 hours, and each copolymer component composition and various characteristics evaluation results determined by 1 H-NMR are shown in Table 3.

<比較例1〜2>
参考例1〜2で得られた共重合体溶液(a−1、a−2)を、ギアポンプにより58mmφ二軸押出機(TEX−54(日本製鋼所社製、L/D=14.0、バックベント部:1箇所、フォアベント部:なし)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数400rpm、シリンダ温度150℃、バックベント部分より減圧し、圧力20Torrにて前脱揮処理を行った。この時点で、脱揮後の共重合体(A)をサンプリングし、含有する揮発成分を測定した結果を表2に示す。
<Comparative Examples 1-2>
The copolymer solutions (a-1, a-2) obtained in Reference Examples 1 and 2 were mixed with a 58 mmφ twin screw extruder (TEX-54 (manufactured by Nippon Steel Works, L / D = 14.0, Back vent part: 1 place, fore vent part: none) continuously at a supply speed of 10 kg / h, screw rotation speed of 400 rpm, cylinder temperature of 150 ° C., decompression from the back vent part, and pre-desorption at a pressure of 20 Torr At this time, the copolymer (A) after devolatilization was sampled, and the results of measuring the volatile components contained are shown in Table 2.

次いで、前脱揮工程で得られた共重合体(A)を、ギアポンプにより32mmφ二軸押出機(TEX−30(日本製鋼所社製、L/D=56.0、バックベント部:1箇所、フォアベント:2箇所)に連続的に供給し、スクリュー回転数300rpm、シリンダ温度260℃、フォアベント部分より減圧し、圧力20Torrにて後脱揮処理を行った。この時点で、脱揮後の共重合体(A)をサンプリングし、含有する揮発成分を測定した結果を表2に示す。   Subsequently, the copolymer (A) obtained in the pre-devolatilization step was subjected to a 32 mmφ twin screw extruder (TEX-30 (manufactured by Nippon Steel Works, L / D = 56.0, back vent part: 1 place) with a gear pump. , Forevent: 2 locations), and after that, after the devolatilization process, the pressure was reduced from the forevent part at a screw speed of 300 rpm, a cylinder temperature of 260 ° C., and a pressure of 20 Torr. Table 2 shows the results of sampling the copolymer (A) and measuring the volatile components contained therein.

続いて、上記工程で得られた共重合体(A−5〜6)をギアポンプにより、メガネ翼横型二軸撹拌装置(日立製作所製「日立メガネ翼重合機(商品名)」、容量24L、ベント部:1箇所)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数10rpm、シリンダ温度300℃、ベント部より減圧し、圧力10Torrにて環化反応を行い、ストランドカッターによりペレット化し、熱可塑性共重合体(B−5〜6)を9.8kg/hの速度で製造した。この時の環化装置の平均滞留時間は60分であった。   Subsequently, the copolymer (A-5 to 6) obtained in the above step was subjected to a spectacle blade horizontal biaxial agitator (“Hitachi spectacle blade polymerizer (trade name)” manufactured by Hitachi, Ltd., capacity 24 L, vent Part: 1 location) at a supply rate of 10 kg / h, screw rotation speed 10 rpm, cylinder temperature 300 ° C., decompression from the vent, cyclization reaction at 10 Torr pressure, pelletized by strand cutter A thermoplastic copolymer (B-5 to 6) was produced at a rate of 9.8 kg / h. The average residence time of the cyclizer at this time was 60 minutes.

得られた(B−5〜6)のペレットを100℃で8時間乾燥し、H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表3に示す。 The obtained pellets of (B-5 to 6) are dried at 100 ° C. for 8 hours, and each copolymer component composition and various characteristics evaluation results determined by 1 H-NMR are shown in Table 3.

<比較例3〜4>
参考例1〜2で得られた共重合体溶液(a−1、a−2)を、ギアポンプにより32mmφ二軸押出機(TEX−30(日本製鋼所社製、L/D=56.0、バックベント部:1箇所、フォアベント:3箇所)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数400rpm、シリンダ温度260℃、フォアベント部分より減圧し、圧力20Torrにて脱揮処理を行った。脱揮後の共重合体(A)をサンプリングし、含有する揮発成分を測定した結果を表2に示す。
<Comparative Examples 3-4>
The copolymer solution (a-1, a-2) obtained in Reference Examples 1 and 2 was subjected to a 32 mmφ twin screw extruder (TEX-30 (manufactured by Nippon Steel Works, L / D = 56.0, Back vent part: 1 place, fore vent: 3 places) at a feed rate of 10 kg / h, continuously screwed at 400 rpm, cylinder temperature 260 ° C., depressurized from the fore vent part, and devolatilized at a pressure of 20 Torr Table 2 shows the results of sampling the devolatilized copolymer (A) and measuring the volatile components contained.

続いて、上記工程で得られた共重合体(A−7)をギアポンプにより、メガネ翼横型二軸撹拌装置(日立製作所製「日立メガネ翼重合機(商品名)」、容量24L、ベント部:1箇所)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数10rpm、シリンダ温度300℃、ベント部より減圧し、圧力10Torrにて環化反応を行い、ストランドカッターによりペレット化し、熱可塑性共重合体(B−7)を9.8kg/hの速度で製造した。この時の環化装置の平均滞留時間は60分であった。   Subsequently, the copolymer (A-7) obtained in the above step was subjected to a spectacle blade horizontal biaxial stirrer (“Hitachi Glasses blade polymerizer (trade name)” manufactured by Hitachi, Ltd., capacity 24 L, vent part: 1 place) at a supply rate of 10 kg / h continuously, screw rotation speed of 10 rpm, cylinder temperature of 300 ° C., decompression from the vent, cyclization reaction at a pressure of 10 Torr, pelletized by a strand cutter, A plastic copolymer (B-7) was produced at a rate of 9.8 kg / h. The average residence time of the cyclizer at this time was 60 minutes.

得られた(B−7)のペレットを100℃で8時間乾燥し、H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表3に示す。 The obtained pellets of (B-7) were dried at 100 ° C. for 8 hours, and each copolymer component composition and various characteristics evaluation results determined by 1 H-NMR are shown in Table 3.

<比較例5〜6>
参考例1〜2で得られた共重合体溶液(a−1、a−2)を、ギアポンプにより58mmφ二軸押出機(TEX−54(日本製鋼所社製、L/D=56.0、バックベント部:1箇所、フォアベント:3箇所)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数400rpm、シリンダ温度260℃、フォアベント部分より減圧し、圧力20Torrにて脱揮処理を行った。脱揮後の共重合体(A)をサンプリングし、含有する揮発成分を測定した結果を表2に示す。
<Comparative Examples 5-6>
The copolymer solution (a-1, a-2) obtained in Reference Examples 1 and 2 was subjected to a 58 mmφ twin screw extruder (TEX-54 (manufactured by Nippon Steel Works, L / D = 56.0, Back vent part: 1 place, fore vent: 3 places) at a feed rate of 10 kg / h, continuously screwed at 400 rpm, cylinder temperature 260 ° C., depressurized from the fore vent part, and devolatilized at a pressure of 20 Torr Table 2 shows the results of sampling the devolatilized copolymer (A) and measuring the volatile components contained.

続いて、上記工程で得られた共重合体(A−8〜9)をギアポンプにより、メガネ翼横型二軸撹拌装置(日立製作所製「日立メガネ翼重合機(商品名)」、容量24L、ベント部:1箇所)に、供給速度10kg/hで連続的に供給し、スクリュー回転数10rpm、シリンダ温度300℃、ベント部より減圧し、圧力10Torrにて環化反応を行い、ストランドカッターによりペレット化し、熱可塑性共重合体(B−8〜9)を9.8kg/hの速度で製造した。この時の環化装置の平均滞留時間は60分であった。   Subsequently, the copolymer (A-8-9) obtained in the above step was subjected to a spectacle blade horizontal biaxial agitator (“Hitachi Glasses blade polymerizer (trade name)” manufactured by Hitachi, Ltd., capacity 24 L, vent Part: 1 location) at a supply rate of 10 kg / h, screw rotation speed 10 rpm, cylinder temperature 300 ° C., decompression from the vent, cyclization reaction at 10 Torr pressure, pelletized by strand cutter A thermoplastic copolymer (B-8 to 9) was produced at a rate of 9.8 kg / h. The average residence time of the cyclizer at this time was 60 minutes.

得られた(B−8〜9)のペレットを100℃で8時間乾燥し、H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表3に示す。 The obtained pellets of (B-8 to 9) were dried at 100 ° C. for 8 hours, and each copolymer component composition and various characteristic evaluation results determined by 1 H-NMR are shown in Table 3.

Figure 2009227721
Figure 2009227721

Figure 2009227721
Figure 2009227721

脱揮装置が1基の場合、比較例3〜4の如く、シリンダ径が小さいと処理が追いつかないため、容易にベントアップしてしまう。また、比較例5〜6の如く、シリンダ径を大きくすると処理は可能になるものの、ベントへの共重合体粉末の飛散が激しく、制御が容易ではなくなるため、本発明の目的を達成できない。   When the number of devolatilizers is one, as in Comparative Examples 3 and 4, if the cylinder diameter is small, the process cannot catch up, so that the venting is easily performed. Further, as in Comparative Examples 5 to 6, although the treatment becomes possible when the cylinder diameter is increased, the copolymer powder is splattered to the vent and control is not easy, so the object of the present invention cannot be achieved.

比較例1〜2の如く、脱揮装置を2基にすることで、脱揮装置のサイズを小さくでき、さらに、前脱揮工程及び後脱揮工程を減圧にすると、脱揮の効率も良くなった。しかし、前脱揮工程において、共重合体溶液を急激に減圧することによるベントへの共重合体粉末の飛散が激しく、制御が容易ではなくなるため、本発明の目的を達成できない。   As in Comparative Examples 1 and 2, by using two devolatilizers, the size of the devolatilizer can be reduced, and when the pre-devolatilization step and the post-devolatilization step are reduced in pressure, the devolatilization efficiency is also good. became. However, in the pre-devolatilization step, the copolymer powder is splattered into the vent by abruptly depressurizing the copolymer solution, and the control is not easy, so the object of the present invention cannot be achieved.

実施例1〜4の如く、脱揮装置を2基にすることで、脱揮装置のサイズを小さくでき、さらに、前脱揮工程を760〜1000Torr、後脱揮工程を200Torr未満の減圧下にすることで、前脱揮工程におけるベントへの共重合体粉末の飛散を著しく抑制でき、かつ、後脱揮工程において、環化工程へ送り出すことが十分可能な程度の揮発分含有量になるまで脱揮できるため、本発明の目的を達成できた。
As in Examples 1 to 4, by using two devolatilizers, the size of the devolatilizer can be reduced. Further, the pre-devolatilization step is performed under a reduced pressure of 760 to 1000 Torr, and the post-devolatilization step is performed under a pressure of less than 200 Torr. By doing so, it is possible to remarkably suppress the scattering of the copolymer powder to the vent in the pre-devolatilization step, and in the post-devolatilization step until the volatile content is sufficiently high to be sent to the cyclization step. Since it can be devolatilized, the object of the present invention can be achieved.

本発明は、透明性と熱安定性に優れるグルタル酸無水物単位を含有する共重合体を工業的に製造する方法であり、この方法で得られる共重合体は光学レンズ、プリズム、ミラー、光ディスク、光ファイバー、液晶ディスプレイ用シート・フィルム、導光板などの光学材料に使用することができる。   The present invention is a method for industrially producing a copolymer containing glutaric anhydride units having excellent transparency and thermal stability, and the copolymer obtained by this method is an optical lens, prism, mirror, optical disk It can be used for optical materials such as optical fibers, liquid crystal display sheets and films, and light guide plates.

本発明の熱可塑性共重合体の製造工程の一例を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows an example of the manufacturing process of the thermoplastic copolymer of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:重合槽
2−1:前脱揮工程の脱揮装置
2−2:後脱揮工程の脱揮装置
3:環化装置
4:揮発分回収工程
5:揮発分精製工程
6:熱可塑性共重合体(B)
1: polymerization tank 2-1: devolatilizer in the pre-devolatilization step 2-2: devolatilizer in the post-devolatilization step 3: cyclization device 4: volatile component recovery step 5: volatile component purification step 6: thermoplastic Polymer (B)

Claims (9)

(I)(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位と(ii)不飽和カルボン酸単位を含む共重合体(A)を溶液重合または塊状重合によって連続重合し、共重合体(A)ならびに未反応単量体混合物および/または有機溶媒を含み、揮発成分含有量が30〜70重量%の共重合体溶液(a)を製造し、
(II−1)これを760〜1000Torrで加熱脱揮する前脱揮工程と、
(II−2)それに引き続いて、200Torr以下の減圧下で加熱脱揮する後脱揮工程により共重合体溶液(a)から未反応単量体混合物および/または有機溶媒を除去し、
(III)それに引き続いて、環化装置に供給して加熱処理し、脱水および/または脱アルコール反応による分子内環化反応を行うことにより、(iii)下記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物単位および(i)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を含む熱可塑性共重合体(B)の製造することを特徴とする熱可塑性共重合体の製造方法。
Figure 2009227721
(ただしR、Rは同一もしくは相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
(I) A copolymer (A) containing (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and (ii) an unsaturated carboxylic acid unit is continuously polymerized by solution polymerization or bulk polymerization, and the copolymer (A) and unreacted A copolymer solution (a) containing a monomer mixture and / or an organic solvent and having a volatile component content of 30 to 70% by weight,
(II-1) a pre-devolatilization step in which this is heated and volatilized at 760 to 1000 Torr;
(II-2) Subsequent to this, the unreacted monomer mixture and / or the organic solvent is removed from the copolymer solution (a) by a devolatilization step after heating and devolatilization under a reduced pressure of 200 Torr or less,
(III) Subsequently, the mixture is supplied to a cyclization apparatus and subjected to heat treatment, and an intramolecular cyclization reaction is performed by dehydration and / or dealcoholization reaction. (Iii) Glutar represented by the following general formula (1) A method for producing a thermoplastic copolymer, comprising producing a thermoplastic copolymer (B) comprising an acid anhydride unit and (i) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit.
Figure 2009227721
(However, R 1 and R 2 are the same or different and represent any one selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
揮発成分含有量が5〜30重量%になるまで脱揮する前脱揮工程と、揮発成分含有量が5重量%未満まで脱揮する後脱揮工程からなる請求項1記載の熱可塑性共重合体の製造方法。 The thermoplastic copolymer according to claim 1, comprising a pre-devolatilization step for devolatilization until the volatile component content is 5 to 30% by weight, and a post-devolatilization step for devolatilization until the volatile component content is less than 5% by weight. Manufacturing method of coalescence. 脱揮装置が、筒状の容器と多数の攪拌素子を単数又は複数の回転軸に取り付けた撹拌装置を有し、筒部の上部に少なくとも1個以上のベント口を有し、筒部の一端に共重合体溶液(a)を供給する供給口と、他端に脱揮後の共重合体(A)を取り出す吐出口を有する装置であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱可塑性共重合体の製造方法。 The devolatilizer has a stirrer in which a cylindrical container and a large number of stirrers are attached to one or a plurality of rotating shafts, has at least one vent port at the top of the tube, and has one end of the tube 3. The apparatus according to claim 1, wherein the apparatus has a supply port for supplying the copolymer solution (a) to the inside and a discharge port for taking out the devolatilized copolymer (A) at the other end. A method for producing a thermoplastic copolymer. 脱揮装置がベントを有する二軸押出装置であることを特徴とする請求項3記載の熱可塑性共重合体の製造方法。 The method for producing a thermoplastic copolymer according to claim 3, wherein the devolatilization apparatus is a twin-screw extrusion apparatus having a vent. 前脱揮工程を、バックベントを有する二軸押出装置で行うことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の熱可塑性共重合体の製造方法。 The method for producing a thermoplastic copolymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the pre-devolatilization step is performed by a twin-screw extruder having a back vent. 前脱揮工程を、重合温度以上、250℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の熱可塑性共重合体の製造方法。 The method for producing a thermoplastic copolymer according to any one of claims 1 to 5, wherein the pre-devolatilization step is performed at a temperature of not lower than the polymerization temperature and not higher than 250 ° C. 後脱揮工程を、前脱揮工程における脱揮温度以上、300℃以下の温度、200Torr以下の圧力で脱揮を行うことを特徴とする請求項1〜6いずれかに記載の熱可塑性共重合体の製造方法。 The thermoplastic co-polymerization according to any one of claims 1 to 6, wherein the post-devolatilization step is carried out at a temperature not lower than the devolatilization temperature in the pre-devolatilization step, not higher than 300 ° C, and not higher than 200 Torr. Manufacturing method of coalescence. 前脱揮工程の脱揮装置のスクリュー直径(D)とスクリューの長さ(L)の比(L/D)が14〜25であることを特徴とする請求項3〜7記載の熱可塑性共重合体の製造方法。 The ratio of the screw diameter (D) to the screw length (L) (L / D) of the devolatilizer in the pre-devolatilization step is 14 to 25, and the thermoplastic co A method for producing a polymer. 後脱揮工程の脱揮装置のスクリュー直径(D)とスクリューの長さ(L)の比(L/D)が35〜60であることを特徴とする請求項3〜8記載の熱可塑性共重合体の製造方法。 The thermoplastic copolymer according to claim 3, wherein the ratio (L / D) of the screw diameter (D) and the screw length (L) of the devolatilizer in the post-devolatilization step is 35-60. A method for producing a polymer.
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