JP2013203959A - 化学反応装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間体であるカーボナートおよび生成物であるポリヒドロキシウレタンが結晶であっても、結晶化せず、液状であっても、ポリヒドロキシウレタンを製造できる化学反応装置を提供する。
【解決手段】ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて二官能の５員環カーボナートを生成するための反応および前記二官能の５員環カーボナートと分子内に２つの１級アミノ基を有するジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを生成するための反応の一方または両方を行う第１の反応器１１と、前記第１の反応器１１において得られた二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を分離する第１の分離槽１２と、前記第１の分離槽１２において分離された二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を乾燥させる第１の乾燥器１３と、を備える構成を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、化学反応装置に関し、特にポリヒドロキシウレタンの製造に用いる化学反応装置に関する。

従来、接着剤などに用いられるポリヒドロキシウレタンは、ジエポキシ基を有する化合物と二酸化炭素とを反応させて１分子中に２つの５員環カーボナート基を有するカーボナートを得て、次いで得られたカーボナートとジアミン類とを反応させて得られることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された発明は、１分子中に２つの５員環カーボナート基を有するカーボナートモノマーとジアミンモノマーとを高分子量化反応させてポリヒドロキシウレタンを製造する際、塩基触媒および／またはルイス酸触媒よりなる触媒の存在下で行うことにより、低温かつ短時間に着色などの欠点がなく、効率よく高分子量のポリヒドロキシウレタンを製造することができる、というものである。

特開２００６−９００１号公報

発明者らは、ジエポキシ化合物からポリヒドロキシウレタンを製造する際、中間体であるカーボナートが沈殿物または浮遊物として得られる場合と、液状で得られる場合があり、液状となったとき、分離および乾燥を効率よく行うことができないという課題を得た。さらに、発明者らは、この課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、上記のような現象は、原料であるジエポキシ化合物（またはその原料であるビスフェノール類）の純度に影響を受けることを突き止めた。

本発明は、このような新規な課題および知見に基づいてなされたものであり、中間体であるカーボナートが沈殿物または浮遊物として得られる場合であっても、液状で得られる場合であっても、ポリヒドロキシウレタンを製造できる化学反応装置を提供することを目的としている。

本発明は、ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて二官能の５員環カーボナートを得て、次いで前記二官能の５員環カーボナートと分子内に２つの１級アミノ基を有するジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを得るための化学反応装置であって、ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて二官能の５員環カーボナートを生成するための反応および前記二官能の５員環カーボナートと分子内に２つの１級アミノ基を有するジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを生成するための反応の一方または両方を行う第１の反応器と、前記第１の反応器において得られた二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を分離する第１の分離槽と、前記第１の分離槽において分離された二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を乾燥される第１の乾燥器と、を備える化学反応装置である。

本発明によれば、中間体であるカーボナートが沈殿物または浮遊物として得られる場合であっても、液状で得られる場合であっても、ポリヒドロキシウレタンを製造できる化学反応装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る化学反応装置の構成を説明するための概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る化学反応装置を構成する分離槽の断面概略図である。 本発明の第２の実施の形態に係る化学反応装置の構成を説明するための概略構成図である。

本発明に係る化学反応装置で行われる反応について説明する。本発明に係る化学反応装置は、ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて二官能の５員環カーボナートを得て（第１段階の反応）、次いで前記二官能の５員環カーボナートとジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを得る（第２段階の反応）ためのものである。

第１段階の反応
第１段階の反応は、ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて二官能の５員環カーボナートを得るものである。

（ビスフェノール類のジグリシジルエーテル）
本発明の化学反応装置に用いられるビスフェノール類のジグリシジルエーテルは、例えば、下記式（Ｉ）で表される。

〔式中、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基を示し、それぞれ同じであっても異なるものであってもよく、ｍ及びｎは、それぞれ０〜４の整数である。Ｚは、単結合，炭素数１〜６のアルキレン基又はアルキリデン基，炭素数５〜２０のシクロアルキレン基，シクロアルキリデン基，又は−Ｏ−，−Ｓ−，−ＳＯ−，−ＳＯ_２−もしくは−ＣＯ−結合を示す。〕

ここで、式（Ｉ）で表されるビスフェノール類のジグリシジルエーテル中のＲ^１及びＲ^２は、それぞれ炭素数１〜６のアルキル基（例えば、メチル基，エチル基，プロピル基，ｎ−ブチル基，イソブチル基，アミル基，イソアミル基，ヘキシル基など）または炭素数６〜１２のアリール基（例えば、フェニル基，トリル基，キシリル基，ナフチル基など）を示し、それぞれ同じであっても異なるものであってもよい。

式（Ｉ）で表されるビスフェノール類のジグリシジルエーテル中のｍ及びｎは、それぞれ０〜４の整数である。

式（Ｉ）で表されるビスフェノール類のジグリシジルエーテル中のＺは、単結合，炭素数１〜６のアルキレン基又はアルキリデン基（例えば、メチレン基，エチレン基，プロピレン基，ブチレン基，ペンテリレン基，ヘキシレン基，エチリデン基，イソプロピリデン基など），炭素数５〜２０のシクロアルキレン基又はシクロアルキリデン基（例えば、シクロペンチレン基，シクロヘキシレン基，シクロペンチリデン基，シクロヘキシリデン基など）又は−Ｏ−，−Ｓ−，−ＳＯ−，−ＳＯ_２−もしくは−ＣＯ−結合を示す。

ジグリシジルエーテルの骨格であるビスフェノール類としては、例えば、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)、２,２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフエニル）プロパン（ビスフェノールＣ)、１,１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ビスフェノールＥ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールＦ)、α，α'−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジイソプロピルベンゼン（ビスフェノールΜ)、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロへキサン（ビスフェノールＺ)である。上記ビスフェノール類を骨格としたジグリシジルエーテルは、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（ビスフェノール類のジグリシジルエーテルの製造）
ビスフェノール類のジグリシジルエーテルは、一般に、酸触媒の存在下、ビスフェノールとエピクロロヒドリンとを反応させてクロロヒドリンエーテル化合物を得た後に、当該クロロヒドリンエーテル化合物と当量以上のアルカリ剤（例えば水酸化カルシウムなど）を用いて閉環反応させることにより製造される。

（二官能の５員環カーボナートの製造）
二官能の５員環カーボナートは、一般に、アルカリ触媒下、ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを加熱しながら反応させることにより製造される。反応溶媒は、特に限定はなく、例えば、Ｎ−メチルピリドン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）およびジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）である。反応は無溶媒でも進行するので、溶媒は用いなくても構わない。反応温度は、特に限定はなく、例えば４０〜１５０℃である。反応は、常圧下であっても加圧下であっても構わない。

カーボナートを分離する方法としては、カーボナートが沈殿物または浮遊物として得られる場合、例えば、反応終了後、反応溶液の数十倍量の水の中に、反応溶液を加え、沈殿物または浮遊物として分離する。
また、カーボナートが液状で得られる場合、例えば、反応終了後、反応溶液の数十倍量の水の中に、反応溶液を加えた後、さらに抽出溶媒（例えば、酢酸エチルなど）を加え、カーボナートを含む有機層として分離する。

そして、上記で得られた沈殿物または有機層を乾燥することにより、カーボナートを得ることができる。乾燥は、通常、真空乾燥器で行う。

なお、カーボナートを含む有機層として分離した場合、必要に応じて、真空乾燥器にかける前に、減圧加熱することにより液濃縮を行うことができる。

上記式（Ｉ）で表されるビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて得られる二官能の５員環カーボナートは、例えば、下記式（ＩＩ）で表される。

〔式中、Ｒ^１、Ｒ^２、ｍ、ｎおよびＺは、上記と同様である。〕

第２段階の反応
第２段階の反応は、第１段階で得られた二官能の５員環カーボナートとジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを得るものである。

（ジアミン類）
本発明の化学反応装置に用いられる分子内に２個の一級アミノ基を有するジアミン類は、具体的には、例えば、エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ブタンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン；例えば、３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルアミン（慣用名：イソホロンジアミン）、４，４´−ジシクロヘキシルメタンジアミン、２，５（２，６）−ビス（アミノメチル）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４−シクロヘキサンジアミンなどの脂環族ジアミン；例えば、４，４´−ジフェニルメタンジアミンなどの芳香族ジアミン；例えば、１，３−または１，４−キシリレンジアミンもしくはその混合物などの芳香脂肪族ジアミン；例えば、ヒドラジン（水和物を含む。）などのジドラジン類などのジアミン；などが挙げられる。

（ポリヒドロキシウレタンの製造）
ポリヒドロキシウレタンは、一般に、得られた二官能の５員環カーボナートとジアミン類とを加熱しながら反応させることにより製造される。反応溶媒は、特に限定はなく、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）およびジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）である。反応温度は、特に限定はなく、例えば５０〜１５０℃である。

二官能の５員環カーボナートとジアミン類との混合比は、特に限定はなく、例えば、カーボナート基１モルに対してアミノ基０．５〜１．５モル、好ましくはカーボナート基１モルに対してアミノ基０．９〜１．１モルである。

ポリヒドロキシウレタンを分離する方法としては、例えば、反応終了後、反応溶液の数十倍量のメタノールの中に、反応溶液を加え、沈殿させて分離する。

そして、上記で得られた沈殿物を乾燥することにより、ポリヒドロキシウレタンを得ることができる。乾燥は、通常、真空乾燥器で行う。

上記式（ＩＩ）で表される二官能の５員環カーボナートとジアミン類とを反応させて得られるポリヒドロキシウレタンは、例えば、下記式（ＩＩＩ）の繰り返し単位を含んでいる。

〔式中、Ｒ^１、Ｒ^２、ｍ、ｎおよびＺは、上記と同様である。式中、Ｒ^３は、ジアミン類残基である。〕

次に、本発明の第１の実施の形態に係る化学反応装置（以下、「第１の実施の形態に係る装置」という。）１０について、図１を参照して説明する。

第１の実施の形態に係る装置１０の構成について説明する。第１の実施の形態に係る装置１０は、
［１］ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて二官能の５員環カーボナートを生成するための反応および前記二官能の５員環カーボナートと分子内に２つの１級アミノ基を有するジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを生成するための反応の一方または両方を行う第１の反応器１と、
［２］前記第１の反応器１において得られた二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を分離する第１の分離槽２と、
［３］前記第１の分離槽２において分離された二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を乾燥させる第１の乾燥器３と、
を備える構成を有する。

第１の反応器１は、上記で説明した第１段階の反応および第２段階の反応のいずれか一方または両方を行うことができる。

第１の反応器１は、一般に、撹拌機と、各種の投入口および排出口を備える。撹拌機は、特に限定はなく、例えば、撹拌機上部より下垂した撹拌機であっても、マグネティックスターラーであってもよい。各種の投入口と排出口は、特に限定はなく、例えば、原料および溶媒の投入口と反応溶液の排出口および、二酸化炭素の注入口と排出口なのである。原料および溶媒の投入口は、原料と溶媒で別々であっても、同一であっても構わない。原料の投入口は、固体原料の投入口と液体原料の投入口を分けてもよい。第１段階の反応は、圧力下で行われる場合があるので、第１の反応器１は耐圧容器であり、例えば、最大１０気圧まで耐えられ、通常２気圧程度で使用される。

第１の分離槽２について、図２を参照して説明する。
第１の分離槽２は、上記第１の反応器１において得られた二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を分離するものである。さらに、第１の分離槽２は、固液分離と液液分離の両方を行うことができる。

図２に示すように、第１の分離槽２の槽上部１０１と槽下部１０２は、分離可能である。第１の分離槽２の槽下部１０２は、クランプ１０３によって槽上部１０１と着脱可能に設けられている。槽上部１０１と槽下部１０２との接触部には、Ｏリング１０４が付設されている。槽下部１０２は、底部１０５および側壁１０６を有する円柱の箱型形状である。槽下部１０２は、その内部にろ過部１０７を有している。ろ過部１０７は、槽下部１０２と分離可能に構成されている。ろ布１０８は、金網１０９と分離可能に構成されている。

ここで、ろ過部１０７は、金網１０９の上にろ布１０８を配設した金属ろ過膜である。ろ布のろ過孔径は、特に限定はなく、例えば１〜１００μｍである。ろ布の材質は、特に限定はなく、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、塩化ビニリデン、ビニロンおよび綿などが用いられる。金網の材質は、一般的にステンレスが用いられる。

ろ過部１０７は、底部１０５の内側に設けられた受け板１１０に上に載置され、底部１０５と側壁１０６とで仕切られた空間Ａを形成するように配置されている。使用時、空間Ａにある溶媒を排出する液排出口１１１が、ろ過部より下方に、設けられている。

第１の分離槽２は、一般に、撹拌機と、ろ過部、各種の投入口および排出口を備える。撹拌機は、特に限定はなく、例えば、撹拌機上部より下垂した撹拌機であっても、マグネティックスターラーであってもよい。各種の投入口と排出口は、特に限定はなく、例えば、反応溶液の投入口と廃液（例えば水層など）の排出口、有機層の排出口および、溶媒の投入口である。廃液の排出口と有機層の排出口は、別々であっても、同一であっても構わない。

第１の分離槽２は、加圧ろ過が可能に構成されている。より詳しくは、第１の分離槽２は、溶媒と反応溶液を入れた後、密閉し、液体の上部より気体（例えば窒素など）を入れることにより加圧しながら、ろ過することができる。

なお、分離槽の形状は、特に限定はなく、円筒状であっても、直方体状であってもよい。

第１の乾燥器３は、上記の第１の分離槽２において分離された二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を乾燥するものである。第１の乾燥器３は、特に限定はなく、通常、真空乾燥器である。第１の乾燥器３の構成は、一般的な乾燥器と同様である。真空乾燥器は、減圧しながら加熱することができる。

第１の実施の形態に係る装置１０の動作について、第１段階の反応と第２段階の反応に分けて説明する。

（第１段階の反応：カーボナートの反応工程）
第１の反応器１に、ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと溶媒と触媒を入れる。次に、二酸化炭素を加え、加熱して反応させる。反応終了後、反応溶液を冷却させる。

（第１段階の反応：カーボナートの分離工程）
次に、溶媒として例えば水を張った第１の分離槽２に、反応溶液を移し、カーボナートを分離する。

カーボナートが沈殿物として得られる場合について説明する。
例えば水などの溶媒を張った第１の分離槽２に、反応溶液を移し、撹拌した後、十分な時間放置する。次いで、第１の分離槽２の上部より、液体上部の空間に気体（例えば窒素など）を入れることにより加圧して、槽下部１０２にある液排出口１１１から液体を排出する。その際、溶媒の中に存在した浮遊物は、沈殿物としてろ布１０８上に回収される。次いで、クランプ１０３を操作して、槽下部１０２を分離する。次いで、沈殿物が貯まったろ布１０８を金網１０９から分離し、槽下部１０２の外部へ取り出し、沈殿物としてカーボナートを回収する。

カーボナートが液状で得られる場合について説明する。
例えば水などの溶媒を張った第１の分離槽２に、反応溶液を移し、撹拌する。次いで、抽出溶媒として例えば酢酸エチルを加え、撹拌した後、水層とカーボナートを含む有機層（酢酸エチル層）が十分分離するまで放置する。次いで、液排出口１１１から下層たる水層を回収する。次いで、上層たる有機層をカーボナートとして回収する。この場合、通常、加圧することはないし、槽下部１０２を分離することもない。

なお、カーボナートを含む有機層として分離した場合、必要に応じて、真空乾燥器にかける前に、減圧加熱することにより液濃縮を行うことができる。

（第１段階の反応：カーボナートの乾燥工程）
次に、第１の乾燥器３に、上記で得られた沈殿物または有機層を入れ、乾燥させることにより、カーボナートを得る。

（第２段階の反応：ポリヒドロキシウレタンの反応工程）
次に、第１の反応器１に、上記で得られたカーボナートと溶媒を入れる。次に、ジアミン類を加え、加熱して反応させる。反応終了後、反応溶液を冷却させる。

（第２段落の反応：ポリヒドロキシウレタンの分離工程）
次に、例えばメタノールなどの溶媒を張った第１の分離槽２に、反応溶液を移し、撹拌する。その後、撹拌を止め、十分な時間放置する。次いで、第１の分離槽２の上部より、液体上部の空間に気体（例えば窒素など）を入れることにより加圧して、槽下部１０２にある液排出口１１１から液体を排出する。その際、溶媒の中に存在した浮遊物は、沈殿物としてろ布１０８上に回収される。次いで、クランプ１０３を操作して、槽下部１０２を分離する。次いで、沈殿物が貯まったろ布１０８を金網１０９から分離し、槽下部１０２の外部へ取り出し、沈殿物としてポリヒドロキシウレタンを回収する。

（第２段落の反応：ポリヒドロキシウレタンの乾燥工程）
次に、第１の乾燥器３に、上記で得られた沈殿物を入れ、乾燥させることにより、ポリヒドロキシウレタンを得る。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る化学反応装置（以下、「第２の実施の形態に係る装置」という。）２０について、図３を参照して説明する。

第２の実施の形態に係る装置２０の構成について説明する。第２の実施の形態に係る装置２０は、
［１'］前記第１の反応器１１は、前記二官能の５員環カーボナートを生成するための反応にのみ用いられ、
［２'］前記第１の分離槽１２は、前記第１の反応器１１において生成された二官能の５員環カーボナートの分離にのみ用いられ、
［３'］前記第１の乾燥器１３は、前記第１の分離槽１２で分離された二官能の５員環カーボナートの乾燥にのみ用いられ、
［４］前記第１の乾燥器１３で乾燥された二官能の５員環カーボナートとジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを生成するための反応を行う第２の反応器１４と、
［５］前記第２の反応器１４において生成されたポリヒドロキシウレタンを分離する第２の分離槽１５と、
［６］前記第２の分離槽１５において分離されたポリヒドロキシウレタンを乾燥させる第２の乾燥器１６と、
を備える構成を有する。

従って、第２の実施の形態に係る装置２０は、第１の反応器１１と、第１の分離槽１２と、第１の乾燥器１３と、第２の反応器１４と、第２の分離槽１５と、第２の乾燥器１６とを備える。

第２の実施の形態に係る装置２０では、第１の反応器１１、第１の分離槽１２および第１の乾燥器１３はカーボナートを得るために用いられ、第２の反応器１４、第２の分離槽１５、第２の乾燥器１６はポリヒドロキシウレタンを得るために用いられる。

第２の実施の形態に係る装置２０に係る第１の反応器１１と第２の反応器１４の構成は、第１の実施の形態に係る装置１０に係る第１の反応器１の構成と同じであり、第２の実施の形態に係る装置２０に係る第１の分離槽１２と第２の分離槽１５の構成は、第１の実施の形態に係る装置１０に係る第１の分離槽２の構成と同じであり、第２の実施の形態に係る装置２０に係る第１の乾燥器１３と第２の乾燥器１６の構成は、第１の実施の形態に係る装置１０に係る第１の乾燥器３の構成と同じである。

なお、例えば、第２の反応器１４は、第１の反応器１，１１ほどの耐圧性能は必要なかったり、第２の分離槽１５は、第１の分離槽２，１２のように、液液分離を行う機能は必要ない、など構成を変えることは可能である。

第２の実施の形態に係る装置２０の動作について説明する。
第１段階の反応に関し、第２の実施の形態に係る装置２０に係る第１の反応器１１、第１の分離槽１２および第１の乾燥器１３の動作は、上記で説明した、第１の実施の形態に係る装置１０に係る第１の反応器１、第１の分離槽２および第１の乾燥器３の動作と、それぞれ同じである。

第１の実施の形態に係る装置１０では、第１の乾燥器３で得られたカーボナートを、再度、第１の乾燥器３に入れ、ポリヒドロキシウレタンの製造に用いているが、第２の実施の形態に係る装置２０では、第１の乾燥器１３で得られたカーボナートは、第１の反応器１１に入れるのではなく、第２の反応器１４に入れ、ポリヒドロキシウレタンの製造に用いる。

第２段階の反応に関し、第２の実施の形態に係る装置２０に係る第２の反応器１４、第２の分離槽１５および第２の乾燥器１６の動作は、第２段階の反応における、第１の実施の形態に係る装置１０に係る第１の実施の形態に係る装置１０に係る第１の反応器１、第１の分離槽２および第１の乾燥器３の動作と、それぞれ同じである。

以下実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１
実施例１は、中間体であるカーボナートが沈殿物または浮遊物として得られる場合である。原料として、純度の高いビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを使用した。

（カーボナートの反応工程）
以下の反応工程は、第１の反応器１または１１で行った。
容量５Ｌの反応器に、触媒としてアルカリと溶媒としてジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）を入れ、約２５℃で撹拌した。次に、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを加え、約２５℃で撹拌した。次に、二酸化炭素をバブリング充填し、加圧した。その後、約１００℃で４８時間撹拌した。撹拌後、反応器を開放することにより未反応の二酸化炭素を排出して、２５℃になるまで、撹拌冷却した。

（カーボナートの分離工程）
以下の分離工程は、第１の分離槽２または１２で行った。
当該分離槽は、円柱状であり、ろ過部として、ステンレス製の金網の上に、ろ過孔径２０μｍのろ布１０８を載せた金属ろ過膜を使用した。
予め反応溶液の約２０倍量の水を張った容量７０Ｌの分離槽に、反応溶液を移し、約２５℃で撹拌した。その後、撹拌を止め、約２５℃で十分な時間放置した。次いで、第１の分離槽２の上部より、液体上部の空間に、窒素を入れることにより加圧して、槽下部１０２にある液排出口１１１から溶媒を排出した。その際、溶媒の中に存在した浮遊物は、沈殿物としてろ布上に回収された。次いで、クランプ１０３を操作して、槽下部１０２を分離した。次いで、ろ布１０８を槽下部１０２から外して、沈殿物を得た。

（カーボナートの乾燥工程）
以下の乾燥工程は、第１の乾燥器３または１３で行った。
得られた沈殿物を、真空乾燥器に移して、乾燥させ、白色粉末のカーボナートを得た。

（ポリヒドロキシウレタンの合成工程）
以下の合成工程は、第１の反応器１または第２の反応器１４で行った。
容量５Ｌの反応器に、得られた白色粉末のカーボナートと、溶媒としてＤＭＳＯまたはＤＭＦを入れ、約２５℃で撹拌した。次に、ヘキサメチレンジアミンを加え、約８０℃で２４時間撹拌した。撹拌後、反応器を開放し、約２５℃になるまで、撹拌冷却した。

（ポリヒドロキシウレタンの分離工程）
以下の分離工程は、第１の分離槽２または第２の分離槽１５で行った。
予め反応溶液の約２０倍量のメタノールを張った容量７０Ｌの分離槽に、反応溶液を移し、撹拌した。その後、撹拌を止め、十分な時間放置した。次いで、第１の分離槽２の上部より、液体上部の空間に、窒素を入れることにより加圧して、槽下部１０２にある液排出口１１１から液体を排出した。その際、溶媒の中に存在した浮遊物は、沈殿物としてろ布１０８上に回収された。次いで、クランプ１０３を操作して、槽下部１０２を分離した。次いで、沈殿物が貯まったろ布１０８を金網１０９から分離し、槽下部１０２の外部へ取り出し、沈殿物を得た。

（ポリヒドロキシウレタンの乾燥工程）
以下の乾燥工程は、第１の乾燥器３または第２の乾燥器１６で行った。
得られた沈殿物を、真空乾燥器に移して、加熱しながら減圧することにより乾燥させ、あめ状液体のポリヒドロキシウレタンを得た。

実施例２
実施例２は、中間体であるカーボナートが液状として得られる場合である。原料として、純度の低いビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを使用した。

「カーボナートの反応工程」は実施例１と同様に行った。

（カーボナートの分離工程）
以下の分離工程は、第１の分離槽２または１２で行った。
予め反応溶液の約２０倍量の水を張った容量７０Ｌの第１の分離槽２に、反応溶液を移し、約２５℃で撹拌した。次いで、抽出溶媒として酢酸エチルを加え、撹拌した後、水層と有機層（酢酸エチル層）を分離するまで、約２５℃で放置した。次いで、液排出口１１１から下層たる水層を回収した。次いで、上層たる有機層を得た。

（カーボナートの乾燥工程）
以下の乾燥工程は、第１の乾燥器３または１３で行った。
得られた有機層を、真空乾燥器に移して、加熱しながら減圧することにより乾燥させ、液状のカーボナートを得た。必要に応じて、有機層を真空乾燥器に移す前に、減圧下で加熱して、液濃縮を行った。

「ポリヒドロキシウレタンの合成工程」、「ポリヒドロキシウレタンの分離工程」および「ポリヒドロキシウレタンの乾燥工程」は、カーボナートとして、上記で得られた液状のカーボナートを用いた以外は、実施例１と同様に行った。

以上のように、本発明に係る化学反応装置は、中間体であるカーボナートが沈殿物または浮遊物として得られる場合であっても、液状で得られる場合であっても、ポリヒドロキシウレタンを製造できるため、原料のビスフェノール類のジグリシジルエーテルや、その原料となるビスフェノール類の純度に関わらず、使用することができるという利点を有する。

以上説明したように、本発明に係る化学反応装置は、中間体であるカーボナートが沈殿物または浮遊物として得られる場合であっても、液状で得られる場合であっても、ポリヒドロキシウレタンを製造でき、特にポリヒドロキシウレタンの製造に用いる化学反応装置に有用である。

本発明は、特にポリヒドロキシウレタンの製造に用いる化学反応装置として有用である。

１、１１ 第１の反応器
２、１２ 第１の分離槽
３、１３ 第１の乾燥器
１０、２０ 化学反応装置
１４ 第２の反応器
１５ 第２の分離槽
１６ 第２の乾燥器
１００ 分離槽
１０１ 槽上部
１０２ 槽下部
１０３ クランプ
１０４ Ｏリング
１０５ 底部
１０６ 側壁
１０７ ろ過部
１０８ ろ布
１０９ 金網
１１０ 受け板
１１１ 液排出口
Ａ 底部と側壁とろ過部で仕切られた空間

Claims (3)

1. ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて二官能の５員環カーボナートを得て、次いで前記二官能の５員環カーボナートと分子内に２つの１級アミノ基を有するジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを得るための化学反応装置であって、
   ビスフェノール類のジグリシジルエーテルと二酸化炭素とを反応させて二官能の５員環カーボナートを生成するための反応および前記二官能の５員環カーボナートと分子内に２つの１級アミノ基を有するジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを生成するための反応の一方または両方を行う第１の反応器と、
   前記第１の反応器において得られた二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を分離する第１の分離槽と、
   前記第１の分離槽において分離された二官能の５員環カーボナートおよびポリヒドロキシウレタンの一方または両方を乾燥させる第１の乾燥器と、
   を備える化学反応装置。
2. 前記第１の反応器は、前記二官能の５員環カーボナートを生成するための反応にのみ用いられ、
   前記第１の分離槽は、前記第１の反応器において生成された二官能の５員環カーボナートの分離にのみ用いられ、
   前記第１の乾燥器は、前記第１の分離槽で分離された二官能の５員環カーボナートの乾燥にのみ用いられ、
   前記第１の乾燥器で乾燥された二官能の５員環カーボナートとジアミン類とを反応させてポリヒドロキシウレタンを得るための反応を行う第２の反応器と、
   前記第２の反応器において生成されたポリヒドロキシウレタンを分離する第２の分離槽と、
   前記第２の分離槽において分離されたポリヒドロキシウレタンを乾燥させる第２の乾燥器と、
   を備える請求項１に記載の化学反応装置。
3. 第１の分離槽の槽下部、または第１の分離槽と第２の分離槽の両方の槽下部は、槽上部と着脱可能に構成された、底部と側壁とを有する箱型形状であり、
   前記槽下部は、内部にろ過部を有し、
   前記ろ過部は、底部と側壁とで空間を形成するように配置されている、請求項１または２に記載の化学反応装置。

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