JP2011006553A - ポリカーボネートの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 フィッシュアイ等の異物含量が少なく、且つ、色相が良好なポリカーボネートを製造開始から長期にわたり安定的に製造する連続製造方法を提供する。
【解決手段】 複数基の、撹拌機を有する重合槽を直列に配置し、順次上流より重合液を重合槽に流入し、下流に排出し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルより溶融重合を行うポリカーボネートの連続製造方法において、
前記重合槽の流入口が、定常運転時の液面高さよりも低い位置に設置されており、
前記重合槽の液面高さが流入口以下における撹拌機の回転数が、前記重合槽の定常運転時の撹拌機の回転数の0.1倍〜0.7倍であることを特徴とするポリカーボネートの連続製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリカーボネートの連続製造方法に関し、詳しくは、フィッシュアイ等の異物含量が少なく。且つ、色相に優れたポリカーボネートの連続製造方法に関する。
従来、ポリカーボネート樹脂の製造方法として、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとをエステル交換反応により溶融重合させる溶融重合法が知られている。溶融重合法では、生成するポリカーボネート樹脂の着色や異物発生を防ぐ方法として、モノヒドロキシ化合物含有液で洗浄処理したステンレス製リアクターを用いる製造方法(特許文献1)が報告されている。また、エステル交換反応停止後、反応液を抜き出し、24時間以内にモノヒドロキシ化合物、ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルの中から選ばれる1種以上を含む洗浄液で、重合槽等に残ったポリカーボネートを溶解洗浄する方法(特許文献2)が報告されている。
更に、重合槽での発泡現象を回避するために製造されるポリカーボネートの分子量に応じて製造速度と留出物のガス空塔速度を制御する製造方法が報告されている。(特許文献3)
特開平6−056984号公報 特開2005−042014号公報 特開2001−220436号公報
しかしながら、従来の方法はポリカーボネート製造後に重合槽を洗浄する方法であったり、ポリカーボネートの定常運転時の条件を開示しているだけであり、ポリカーボネートを長期にわたって連続製造した場合、異物含量が少なく、色相が良好なポリカーボネートが安定して得られないという問題があった。従って、本願の目的は、フィッシュアイ等の異物含量が少なくて、色相が良好なポリカーボネートを製造の開始から長期にわたって、連続して製造する方法を提供することにある。
本発明者らは上記目的に鑑み鋭意検討した結果、ポリカーボネートの連続製造において、重合槽内の液面が所定に高さに達するまでは、撹拌を所定の回転数で行うと、フィッシュアイ等の異物含量が少なくて、色相が良好なポリカーボネートが長期間にわたって得られることを見出した。
すなわち、本発明は、複数基の、撹拌機を有する重合槽を直列に配置し、順次上流より重合液を重合槽に流入し、下流に排出し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルより溶融重合を行うポリカーボネートの連続製造方法において、前記重合槽の流入口が、定常運転時の液面高さよりも低い位置に設置されており、前記重合槽の液面高さが流入口以下における撹拌機の回転数が、前記重合槽の定常運転時の撹拌機の回転数の0.1倍〜0.7倍であることを特徴とするポリカーボネートの連続製造方法に存する。
ここで本発明のポリカーボネートの連続製造方法において、前記重合槽内の定常運転時における重合液の還元粘度(ηsp/C)が0.10dl/g〜0.40dl/gであるこ
とが好ましい。
また、本発明のポリカーボネートの連続製造方法において、前記重合槽が竪型重合槽であり、L/Dが0.5〜3.0であることが好ましい。
L:直胴部長さ(m)
D:重合槽内径(m)
本発明では、ポリカーボネートの連続製造を製造開始当初より安定的に行うことができ、又、フィッシュアイ等の異物含量が少なく、且つ、色相が良好なポリカーボネートを製造開始から長期にわたって得ることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。
(ポリカーボネート樹脂)
本発明において、ポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応に基づく溶融重合により連続製造される。
以下、原料としてジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを用い、エステル交換触媒の存在下、又は非存在下、連続的に溶融重合を行うことにより、ポリカーボネート樹脂を製造する方法について説明する。
(ジヒドロキシ化合物)
本発明において使用するジヒドロキシ化合物の内、芳香族ジヒドロキシ化合物としては、下記一般式( 1 )で示される化合物が挙げられる。
Figure 2011006553
ここで、一般式(1)において、Aは、単結合、又は、置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状の炭化水素基、−O−、−S−、−CO−及び−SO−からなる群から選ばれた2価の基である。X及びYはそれぞれ独立にハロゲン原子又は炭素数1〜6の炭化水素基である。p及びqはそれぞれ独立に0又は1の整数である。
ジヒドロキシ化合物としては、例えば、ビス(4−ヒドロキシジフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル) シクロヘキサン等のビスフェノール類; 4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のビフェノ− ル類; ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル) ケトン等が挙げられる。
これらの中でも、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(「ビスフェノー
ルA」、以下、BPAと略記することがある。) が好ましい。
また、脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、イソソルビド等を挙げることができる。
尚、本発明においては、上述したこれらのジヒドロキシ化合物に限定されるものではなく、他のジヒドロキシ化合物も用いることができる。また、これらのジヒドロキシ化合物は1 種類または複数で用いることが可能である
(炭酸ジエステル)
本発明において使用する炭酸ジエステルとしては、下記一般式(2)で示される化合物が挙げられる。
Figure 2011006553
ここで、一般式(2) 中、A’は、置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状、
分岐状又は環状の1 価の炭化水素基である。2つのA’ は、同一でも相互に異なるものでもよい。
炭酸ジエステルの具体例としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、ジ−t−ブチルフェニルカーボネート等の対称型炭酸ジエステルが好ましい例として挙げられる。尚、エチルフェニルカーボネート等の非対称型炭酸ジエステルも使用することができる。また、本発明では、実質的にその特性を損なわない範囲にて他の炭酸ジエステルを用いることも可能である。
これらの中でも、ジフェニルカーボネート( 以下、DPCと略記することがある。) 、置換ジフェニルカーボネートが好ましい。これらの炭酸ジエステルは、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
また、上記の炭酸ジエステルは、好ましくはその50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下の量を、ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸エステル化合物で置換してもよい。
代表的なジカルボン酸化合物又はジカルボン酸エステル化合物としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル等が挙げられる。このようなジカルボン酸化合物又はジカルボン酸エステル化合物で置換した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
これら炭酸ジエステル(上記の置換したジカルボン酸化合物又はジカルボン酸エステル酸化合物を含む。以下同じ。) は、ジヒドロキシ化合物に対して等モル以上に用いられ
ることが好ましい。
即ち、ジヒドロキシ化合物に対して、通常、炭酸ジエステル1.01〜1.30、好ましくは1.02〜1.20のモル比で用いられる。
前記モル比が過度に小さいと、得られるポリカーボネートの末端OH基の量が多くなり、反応性は高くなるものの、熱安定性、耐加水分解性等が低下する傾向がある。また、前記モル比が過度に大きいと、所望の分子量を有するポリカーボネート樹脂の生産が困難となる傾向がある。
(エステル交換触媒)
エステル交換触媒としては、通常、エステル交換法によりポリカーボネートを製造する際に用いられる触媒が挙げられ、特に限定されない。一般的には、例えば、アルカリ金属化合物、ベリリウム又はマグネシウム化合物、アルカリ土類金属化合物、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物又はアミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。
これらのエステル交換触媒の中でも、実用的にはアルカリ金属化合物が望ましい。これらのエステル交換触媒は、1種類で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素化合物等の無機アルカリ金属化合物; アルカリ金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン
酸類との塩等の有機アルカリ金属化合物等が挙げられる。ここで、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられる。
アルカリ金属化合物の具体例として、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、ビスフェノールA の二ナトリウム塩、二カリウム
塩、二リチウム塩、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等が挙げられる。また、水酸化セシウム、炭酸セシウム、炭酸水素セシウム等の無機セシウム塩、酢酸セシウム、ステアリン酸セシウム等の有機酸セシウム塩、セシウムメチレート、セシウムエチレート等のセシウムアルコラート、セシウムフェノレート、ビスフェノールA のジセシウム塩等のフェノール類のセシウム塩等が挙げられる。
これらのアルカリ金属化合物の中でも、セシウム化合物が好ましく、特に、炭酸セシウム、炭酸水素セシウム、水酸化セシウムが好ましい。
ベリリウム又はマグネシウム化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩等の無機アルカリ土類金属化合物; これらの金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等が
挙げられる。ここで、アルカリ土類金属としては、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられる。
具体的には、例えば、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム等が挙げられる。これらの化合物は単独で、あるいは組み合わせて用いられる。
塩基性ホウ素化合物としては、ホウ素化合物のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩、ストロンチウム塩等が挙げられる。ここで、前記ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等が挙げられる。
塩基性リン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の3価のリン化合物、又はこれらの化合物から誘導され
る4級ホスホニウム塩等が挙げられる。
塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
アミン系化合物としては、例えば、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N’−ジメチル−4−アミノピリジン,4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール、アミノキノリン等が挙げられる。
エステル交換触媒の使用量は、通常、ジヒドロキシ化合物1モルに対して1×10−9〜1×10−1モル、好ましくは1×10−7〜1×10−2モルの範囲で用いられる。
この量より少なければ、所望の分子量のポリカーボネートを製造するのに必要な重合活性が得られない場合があり、この量より多い場合は、ポリカーボネートの色相が悪化し、ゲルの発生による異物量も増大する可能性がある。
次に本発明に係わるポリカーボネートの製造方法について説明する。まず、溶融重合の前に、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを溶融混合物とする。前記ジヒドロキシ化合物と前記炭酸ジエステルの溶融混合は、通常、窒素、アルゴンなど不活性ガスの雰囲気下、撹拌槽型の混合装置を用いて、バッチ式、半回分式または連続式で行なうことができる。溶融混合の温度は、炭酸ジエステルとして、ジフェニルカーボネートを用い、ジヒドロキシ化合物としてビスフェノールAを用いる時には、通常120℃〜180℃、好ましくは、125℃〜160℃の範囲から選択される。
溶融混合の温度が低い場合、原料の溶解が不十分になる可能性があり、重合槽への移送管で凝固し閉塞する虞がある。また、溶融混合の温度が高い場合、原料熱劣化が生じる可能性がある。
エステル交換触媒を使用する場合には、通常、エステル交換触媒は前記溶融混合物に添加され、溶融重合が開始される。エステル交換触媒の添加の形態は従来公知の方法でよく、例えば、水を溶媒とした水溶液、あるいはエステル交換触媒種に応じてアセトン、アルコール、トルエン、フェノールなどの溶媒を適宜選択し、溶液として添加することができる。尚、本発明において前記溶融混合物は重合液である。
本発明では、撹拌機を有する複数基の重合槽を直列に配置し、各重合槽では上流より重合液を流入し、溶融重合を行い、重合液を下流に排出する。重合槽は通常2槽〜5槽、好ましくは3槽〜4槽である。尚、得られるポリカーボネートの平均分子量を充分高めるため、最終の重合槽として横型重合槽を設置してもよい。
ポリカーボネートの重合槽において、一般的に、上流から排出された重合液を受け入れる流入口は、天板、すなわち、定常運転時の液面高さよりも上に位置する場合もあるが、本発明における重合槽は、上流から排出された重合液を受け入れる流入口は定常運転時の液面高さよりも低い位置に設置されている構造を持つ。
又、本発明における流入口の形態は重合槽の天板から挿入管を介して重合槽内に設けられてるタイプのものであっても、重合槽内壁に設けられているタイプのものであっても、本発明の要旨を逸脱しない限り、それらに限定されるものではない。
本発明において、重合槽内の液面が流入口以下の高さにおける撹拌機の回転数が、前記重合槽の定常運転時の撹拌機の回転数の0.1倍〜0.7倍であり、好ましくは0.1倍〜0.5倍であり、更に好ましくは0.2倍〜0.4倍である。重合槽内の液面が流入口以下の高さにおける撹拌機の回転数の、前記重合槽の定常運転時の撹拌機の回転数に対する比率が高すぎると、流入した重合液が飛沫同伴し、長期間にわたり、ポリカーボネート中の異物や色相悪化の原因になる可能性がある。又、前記比率が低すぎると、重合速度が低下し、ポリカーボネートが所望の分子量に到達しない場合があり、又、前記重合速度の低下を補うため、重合温度を上げる操作等により、異物が発生する問題が出る可能性がある。
尚、本発明における流入口の高さとは重合槽の槽底部から流入口内径の上端までのことであり、液面高さとはポリカーボネートを連続製造している該重合槽において撹拌機が回転している際の重合槽の槽底部から液面上面までのことである。よって「液面高さが流入口以下」であるとは、ポリカーボネートの連続製造方法において、撹拌機が回転している際に、流入口内径の上端が、液面上面かあるいはそれより上に位置することを意味する。
撹拌機の回転数の制御方法としては、定常運転時の撹拌機の回転数よりも低い攪拌数で攪拌し、液面上昇に伴い段階的にまたは連続的に攪拌数を上げ制御する方法がある。例えば、定常運転時の撹拌機の回転数が75rpmの場合、重合液を重合槽に流入する前に、10rpmで攪拌させ、液面高さが流入口以上に達した段階で、75rpmに撹拌回転数を上昇させる。ここで、定常運転時の撹拌機の回転数とは、定常運転時の液面高さにおいて重合液を攪拌する上で最適とされる攪拌回転数であり、当事者が任意に決定するものである。
撹拌機の形式としては、例えば、タービン翼、パドル翼、ファウドラー翼、アンカー翼、フルゾーン翼(新鋼パンテック(株)製)、サンメラー翼(三菱重工業(株)製)、マックスブレンド翼(住友重機械工業(株)製)、ヘリカルリボン翼、ねじり格子翼(日立製作所(株)製)等が挙げられる。
本発明においては、前記重合槽内の定常運転時のポリカーボネートの還元粘度(ηsp/
C)が0.10dl/g〜0.40dl/gである場合に効果がより大きく、0.15dl/g〜0.35dl/gである場合は更に効果が大きい。
前記還元粘度が低いと、重合液が飛沫同伴しても、低粘度であることにより、壁面を伝い、重合液に戻る可能性がある。前期還元粘度が高い場合は、重合液の飛沫同伴が起こりにくい。
各重合槽における溶融重合の条件として、通常、温度は150℃〜320℃、圧力は常圧〜1.33Pa、平均滞留時間は5分〜90分の範囲から選択される。重合槽において、副生するフェノール、アルコールなど(以下、フェノール類と略称することがある)を系外に排出させながら、ポリマーの重合度を逐次に上げていく。本発明における複数基の重合槽は、直列に設置しているが、後段の重合槽にいくほど重合液中のフェノール類の濃度が減少し、また、重合液の粘度も増大してくるため、副生するフェノール類の排出をより効果的なものとするために、段階的に上記反応条件範囲内で、より高温、高真空側に設定する。なお、得られるポリカーボネートの色相などの品質低下を防止するためには、できるだけ低温で、滞留時間を短く設定することが好ましい。
本発明においては前記重合槽は竪型重合槽が好ましく、当該重合槽の内径Dに対する直胴部長さLとの比率(L/D)が3以下、好ましくは0.5〜3であるものが好ましい。
尚、ここでいう重合槽槽の直胴部長さLとは、重合槽の形状が、円筒両鏡のときには、重合槽のタンジェンシャルライン間の長さを指し、また、重合槽の上部あるいは下部が平蓋構造のときには、側胴部片側のタンジェンシャルラインと、もう一方の片側端面間の距離を指す。また、重合槽の内径Dは、重合液が充填されている領域での距離を指すものである。L/Dが小さすぎると伝熱が低下し、さらに均一な混合が行われず、又L/Dが大きすぎると界面更新性が低いためフェノールが留出しにくく、さらに均一な混合が行われないため重合遅延の可能性がある。
一方、横型反応槽は攪拌翼の回転軸が横型であるもの、すなわち水平方向にあるものをいう。例えば、円板型、パドル型等の一軸タイプの撹拌翼やHVR、SCR、N−SCR(三菱重工業(株)製)、バイボラック(住友重機械工業(株)製)、あるいはメガネ翼、格子翼(日立製作所(株)製)等の二軸タイプの撹拌翼が挙げられる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。以下の実施例および比較例で得られたポリカーボネートの分析は、以下の測定法により行った。
(1)還元粘度(ηsp/C)の測定方法
重合槽内の定常運転時における重合液を採取した。前記重合液の0.6g/dlの塩化メチレン溶液を調製し、ウベローデ粘度計を使用し、20℃におけるηspを測定し、還元粘度(ηsp/C)を算出した。尚、Cとは重合液の塩化メチレン溶液の濃度のことである。
又、ポリカーボネートの還元粘度に測定は、ポリカーボネートペレットを130℃で5時間乾燥した後に、上記測定と同様の手法にて行った。
(2)フィッシュアイ数の測定方法
ポリカーボネートペレットを130℃で5時間乾燥し、320℃のバレル温度で押出成形し、幅140mm、厚さ70μmのフィルムを得た。押出成形には、直径30mmの単軸押出機((株)いすず化工製) を使用した。次いで、光学式異物検査装置((株) ダイアインスツルメンツ製「GX40K」) を使用し、フィルムの中心から選択された幅
(フィルムの中心から選択された幅)80mm×長さ1.7m×厚さ70μmのフィルム(体積9.52cm)のフィッシュアイ(サイズ50〜500μm) 数を測定した。
すなわち、800mVの光量を使用し、吸収された100〜300mVの光量の範囲におけるフィッシュアイ数を(A)、300mV以上の光量の範囲の数を(B) として、次
の式(5) より算出した。測定は2回行い、その平均値を示した。
フィッシュアイ数=(A)-(B) (式5)
(3)色相(YI)の測定方法
ポリカーボネートペレットを130℃で5時間乾燥し、射出成形機J100SS−2(日本製鋼所製)を用いて、バレル温度280℃、金型温度90℃の条件下にて成形した厚み3mm、一辺100mm角のシートを成形した。カラーテスター(スガ試験機株式会社製SC−1−CH)により、得られたシートの色の絶対値である三刺激値XYZを測定し、次の関係式により黄色度の指標であるYI値を計算した。
YI=(100/Y)×(1.28X−1.06Z)
このYI値が大きいほど着色していることを示す。
(実施例1)
窒素ガス雰囲気下、140℃の条件で、原料調整槽に、ジフェニルカーボネート(DP
C) とビスフェノールA(BPA)とを一定のモル比(DPC/BPA=1.050) になるように仕込み、混合して溶融混合物を調製した。
この溶融混合物を、88.7kg/時の流量で、送液ポンプを介して、内温220℃、圧力1.33×10Paの条件に制御された容量100Lの第1竪型重合槽に連続供給した。また、上記溶融混合物と共に、エステル交換触媒として、ビスフェノールA1モルに対し、1.0μモル(金属量としてビスフェノールA1モルに対し2.0μモル)の割合で炭酸セシウム水溶液を第1竪型重合槽へ連続供給した。尚、第1竪型重合槽の直胴部長さは1m、重合槽内径は0.5m、流入口の高さは 0.20mであり、マックスブレンド翼(攪拌翼径0.24m、攪拌翼高0.46m)が装備されている。第1竪型重合槽の撹拌回転数は溶融混合物供給当初より100rpmとした。次いで、液面高さが0.30mに達したら、撹拌回転数を200rpmに上昇した。更に、定常運転時の液面高さ(0.61m)になった時点で、平均滞留時間が60分になる様に、重合槽底部のポリマー排出ラインを制御し、重合液の排出を行った。第1竪型重合槽より排出された重合液中の還元粘度(ηsp/C)は0.05dl/gであった。
第1重合槽底部より排出された重合液は、内温240℃、内圧2.00×10Paの
条件に制御された容量100Lの第2竪型重合槽に連続供給した。尚、第2竪型重合槽の直胴部長さは1m、重合槽内径は0.5m、流入口の高さは0.20mであり、マックスブレンド翼(撹拌翼径0.24m、撹拌翼高さ0.40m)が装備されている。第2竪型重合槽の撹拌回転数は重合液送液当初より30rpmとした。次いで、液面高さが0.31mに達したら、撹拌回転数を75rpmに上昇した。更に、定常運転時の液面高さ(0.62m)になった時点で、平均滞留時間が60分になる様に、重合槽底部のポリマー排出ラインを制御し、重合液の排出を行った。第2竪型重合槽より排出された重合液の還元粘度(ηsp/C)は0.15dl/gであった。
第2重合槽底部より排出された重合液は、内温270℃、内圧66.7Paの条件に制御された容量100Lの第3の竪型重合槽に連続供給した。尚、第3竪型重合槽の直胴部
長さは1m、重合槽内啓は0.5m、流入口の高さは0.20mであり、マックスブレンド翼(撹拌翼径0.315m、撹拌翼高さ0.48m)が装備されている。第3竪型重合槽の撹拌回転数は重合液送液当初より30rpmとした。次いで、液面高さが0.25mに達したら、撹拌回転数を75rpmに上昇した。更に、定常運転時の液面高さ(0.44m)になった時点で、平均滞留時間が60分になる様に、重合槽底部から続く横型重合槽に重合液の排出を行った。第3竪型重合槽より排出された重合液の還元粘度(ηsp/C)は0.25dl/gであった。
第3重合槽底部より排出された重合液は内温280℃、内圧67Paの条件に制御された、容量150Lの第4横型重合槽に連続供給した。尚、第4横型重合槽の流入口は重合
槽底部にあり、流入口の高さは0mである。第4横型重合槽では撹拌回転数を常時5rpmとした。第4横型重合槽では平均滞留時間が60分になる様に、排出口から続く2軸押出機に重合液の排出を行った。
第4横型重合槽より排出された重合液を2軸押出機(バレル設定温度:250℃)に連続供給した。2軸押出機の添加口よりp−トルエンスルホン酸ブチル(触媒として使用した炭酸セシウムに対して4倍モル量)を連続して添加し、重合液と混練し、ダイからストランド状に抜き出し、カッターで切断し、ポリカーボネートをペレット形状で得た。上記第1重合槽から第3重合槽までの運転状況を表1に記載した。
3ヶ月間、ポリカーボネートの連続製造運転を実施し、製造開始から一ヶ月後、二ヵ月後、三ヵ月後に製造されたポリカーボネートの還元粘度(ηsp/C)、フィッシュアイ数、YI値を表2に示した。
(実施例2)
実施例1において、第3竪型重合槽の撹拌回転数を液面高さが0.13mに達した時点で、30rpmから50rpmとし、定常液面高さ(0.44m)に達した後に75rpmとした以外は、実施例1と同様な条件で、ポリカーボネートの連続製造運転を行った。尚、第1竪型重合槽〜第3竪型重合槽より排出された重合液の還元粘度(ηsp/C)は夫
々0.05dl/g、0.15dl/g、0.27dl/gであった。上記第1重合槽から第3重合槽までの運転状況を表1に記載した。
3ヶ月間、ポリカーボネートの連続製造運転を実施し、製造開始から一ヶ月後、二ヵ月後、三ヵ月後に製造されたポリカーボネートの還元粘度(ηsp/C)、フィッシュアイ数、YI値を表2に示した。
(実施例3)
実施例1において、第1竪型重合槽〜第3竪型重合槽の撹拌回転数を溶融混合物あるいは重合液送液当初より、夫々150rpm、45rpm、45rpmとした以外は、実施例1と同様な条件で、ポリカーボネートの連続製造運転を行った。尚、第1竪型重合槽〜第3竪型重合槽より排出された重合液の還元粘度(ηsp/C)は夫々0.05dl/g、
0.15dl/g、0.25dl/gであった。上記第1重合槽から第3重合槽までの運転状況を表1に記載した。
3ヶ月間、ポリカーボネートの連続製造運転を実施し、製造開始から一ヶ月後、二ヵ月後、三ヵ月後に製造されたポリカーボネートの還元粘度(ηsp/C)、フィッシュアイ数、YI値を表2に示した。
(比較例1)
実施例1において、第1竪型重合槽〜第3竪型重合槽の撹拌回転数を溶融混合物あるいは重合液送液当初より、夫々200rpm、75rpm、75rpmとし、液面の変動にかかわり無く、常時その撹拌回転数を維持した以外は、実施例1と同様な条件でポリカーボネートの連続製造運転を行った。第1竪型重合槽〜第4竪型重合槽より排出された重合液の還元粘度(ηsp/C)は夫々0.05dl/g、0.15dl/g、0.27dl/
g、であった。上記第1重合槽から第3重合槽までの運転状況を表1に記載した。
3ヶ月間、ポリカーボネートの連続製造運転を実施し、製造開始から一ヶ月後、二ヵ月後、三ヵ月後に製造されたポリカーボネートの還元粘度(ηsp/C)、フィッシュアイ数、YI値を表2に示した。
(比較例2)
実施例1において、第1竪型重合槽〜第3竪型重合槽はそれぞれ原料液重合物あるいは重合液送液当初より撹拌は行わず、定常運転時の液面に達した後に撹拌攪拌数を夫々200rpm、75rpm、75rpmとし、更に、第4横型重合槽の温度を290℃に変更した以外は実施例1と同様な条件でポリカーボネートの連続製造運転を行った。第1竪型重合槽〜第3竪型重合槽より排出された重合液の還元粘度(ηsp/C)は夫々0.05dl/g、0.09dl/g、0.19dl/g、であり、各重合槽の重合液の還元粘度は低く、所望の分子量に到達していなかった。上記第1重合槽から第3重合槽までの運転状況を表1に記載した。
よって、第4重合槽の温度を290℃に上げることにより、ポリカーボネートの分子量は所望の分子量に到達した。
3ヶ月間、ポリカーボネートの連続製造運転を実施し、製造開始から一ヶ月後、二ヵ月後、三ヵ月後に製造されたポリカーボネートの還元粘度(ηsp/C)、フィッシュアイ数、YI値を表2に示した。
Figure 2011006553
Figure 2011006553

Claims (3)

  1. 複数基の、撹拌機を有する重合槽を直列に配置し、順次上流より重合液を重合槽に流入し、下流に排出し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルより溶融重合を行うポリカーボネートの連続製造方法において、
    前記重合槽の流入口が、定常運転時の液面高さよりも低い位置に設置されており、
    前記重合槽の液面高さが流入口以下における撹拌機の回転数が、前記重合槽の定常運転時の撹拌機の回転数の0.1倍〜0.7倍であることを特徴とするポリカーボネートの連続製造方法。
  2. 前記重合槽内の定常運転時における重合液の還元粘度(ηsp/C)が、0.10dl/g〜0.40dl/gである請求項1に記載のポリカーボネートの連続製造方法。
  3. 前記重合槽が竪型重合槽であり、L/Dが0.5〜3.0である請求項1又は2に記載のポリカーボネートの連続製造方法。
    L:直胴部長さ(m)
    D:重合槽内径(m)
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