JP2014074107A - Method for producing polycarbonate resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐熱性、熱安定性、色相、及び光学的特性に優れ、かつ異物の少ないポリカーボネート樹脂を、効率的かつ安定的に製造する方法に関する。本発明はまた、該ポリカーボネート樹脂からなる光弾性係数が低く、異物が少なく、延伸することにより特異的な位相差を発現する光学用フィルムに関する。 The present invention relates to a method for efficiently and stably producing a polycarbonate resin that is excellent in heat resistance, thermal stability, hue, and optical characteristics and has few foreign substances. The present invention also relates to an optical film having a low photoelastic coefficient made of the polycarbonate resin, having few foreign matters, and exhibiting a specific phase difference when stretched.
ポリカーボネート樹脂は一般的に2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、ビスフェノールAと略称することがある)をモノマー成分とし、透明性、耐熱性、機械的強度等の優位性を生かし、電気・電子部品、自動車用部品、光学記録媒体、レンズ等の光学分野等でいわゆるエンジニアリングプラスチックスとして広く利用されている。しかしながら、最近急激に普及しつつあるフラットパネルディスプレイ等の位相差フィルム用途やレンズ用途では、低複屈折や低光弾性係数等、さらに高度な光学的特性が要求されるようになり、従来のビスフェノールAをモノマー成分とした芳香族ポリカーボネート樹脂ではその要求に応えられなくなってきた。 Polycarbonate resins generally use 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (hereinafter sometimes abbreviated as bisphenol A) as a monomer component, and make use of advantages such as transparency, heat resistance, and mechanical strength. It is widely used as so-called engineering plastics in the optical field such as electrical / electronic parts, automotive parts, optical recording media, and lenses. However, for retardation film applications and lens applications such as flat panel displays, which have been rapidly spreading recently, more advanced optical properties such as low birefringence and low photoelastic coefficient have been required. Aromatic polycarbonate resins having A as a monomer component cannot meet the demand.
上記のような問題を解決するために、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンとビスフェノールAを原料とするポリカーボネート樹脂が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、特許文献1に記載のポリカーボネート樹脂は、ガラス転移温度が高く、延伸処理前のフィルム(以下、原反フィルムと略称することがある)は、樹脂と溶媒とを混合した溶液を用いてフィルム成形する溶液キャスト法により製膜されている。 In order to solve the above problems, a polycarbonate resin using 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene and bisphenol A as raw materials has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, the polycarbonate resin described in Patent Document 1 has a high glass transition temperature, and a film before stretching (hereinafter sometimes abbreviated as a raw film) is a film made of a solution in which a resin and a solvent are mixed. It is formed into a film by the solution casting method to shape | mold.
原反フィルムの溶融製膜を可能にするために、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下、BCFと略称することがある)と、3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(以下、スピログリコールと略称することがある)を原料とするポリカーボネート樹脂が提案されている(例えば、特許文献2〜7参照)。BCFにスピログリコールを共重縮合させることにより、ガラス転移温度を低下させることができ、溶融製膜が可能になるだけではなく、適度な耐熱性と低光弾性係数を発現することができるため、位相差フィルム等の光学用フィルムとしての応用が期待されている。 In order to enable melt film formation of the raw film, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene (hereinafter sometimes abbreviated as BCF) and 3,9-bis (1 , 1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane (hereinafter sometimes abbreviated as spiroglycol) has been proposed. (For example, see Patent Documents 2 to 7). By copolycondensation of spiroglycol with BCF, the glass transition temperature can be lowered, and not only melt film formation is possible, but also suitable heat resistance and low photoelastic coefficient can be expressed. Applications as optical films such as retardation films are expected.
特許文献1に記載されるような溶液キャスト法では、通常フィルム中に使用した溶媒が
残留することが多く、溶液キャストに使用される溶媒は、溶解性や揮発性、不燃性の観点から、ジクロロメタン等の塩素系溶媒が使用されることが多いため、フィルム成形時の環
境への負荷が大きいだけでなく、フィルムに加工する際に設備の腐食を招いたり、得られたフィルムを画像表示装置に用いた際に、その残留溶媒が他の部品へ悪影響を及ぼしたりするという問題があった。そして、樹脂のガラス転移温度が高いため、高温による樹脂の着色や分解のおそれがある上に、成形中の温度低下により急速に固化しやすく、例えばフィルムのような均一な形状を安定的に成形することが難しいという理由から、樹脂をそのまま溶融して成形加工する、溶融成形法によってフィルムを製造することは困難であった。
In the solution casting method as described in Patent Document 1, the solvent usually used in the film often remains, and the solvent used for the solution casting is dichloromethane, from the viewpoint of solubility, volatility, and nonflammability. In many cases, chlorinated solvents such as these are used, which not only has a large environmental impact during film formation, but also causes corrosion of equipment when processing into films, and the obtained films are used in image display devices. When used, there is a problem that the residual solvent adversely affects other parts. And since the glass transition temperature of the resin is high, there is a risk of resin coloring and decomposition due to high temperatures, and it is easy to solidify rapidly due to temperature drop during molding, for example, forming a uniform shape like a film stably For the reason that it is difficult to manufacture, it has been difficult to produce a film by a melt molding method in which a resin is melted and processed as it is.
一方、特許文献2〜7に記載されているような、BCFにスピログリコールを共重縮合させたポリカーボネート樹脂では、ガラス転移温度を低下させることが可能で、溶融製膜法によりフィルム成形する可能性を高めるが、スピログリコールはその骨格中にアセタール構造を有し、これが開裂して多官能の分岐成分となり易く、ゲル等の異物の発生を招くことから、光学用レンズ、光学用フィルム等の光学的用途、特にディスプレイ等に用いる位相差フィルムが求める性能を満たせないという問題があった。 On the other hand, as described in Patent Documents 2 to 7, a polycarbonate resin obtained by copolycondensation of spiroglycol with BCF can reduce the glass transition temperature and can be formed into a film by a melt film forming method. However, spiroglycol has an acetal structure in its skeleton, which is easily cleaved to become a polyfunctional branching component and causes the generation of foreign substances such as gels. There has been a problem that the performance required for a retardation film used for a specific application, particularly for a display or the like, cannot be satisfied.
本発明の目的は、耐熱性、熱安定性、色相、光学的特性に優れ、かつ溶融成形が可能であって、しかも異物の少ないポリカーボネート樹脂を、効率的かつ安定的に製造する方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、該ポリカーボネート樹脂からなる異物が少なく、延伸することにより特異的な位相差を発現する光学用フィルムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for efficiently and stably producing a polycarbonate resin that is excellent in heat resistance, thermal stability, hue, optical properties, can be melt-molded, and has few foreign substances. There is. Another object of the present invention is to provide an optical film that has few foreign substances made of the polycarbonate resin and expresses a specific retardation by stretching.
本発明者は、上記課題を解決するべく、鋭意検討を重ねた結果、特定構造からなるポリカーボネート樹脂を製造する方法において、特定の熱処理を行った、特定の構造を有する濾材を備えたフィルターを用いてポリカーボネート樹脂を濾過することによって、耐熱性、熱安定性、色相、及び光学的特性に優れ、かつ溶融成形が可能であって、しかも異物の少ないポリカーボネート樹脂を安定的に製造する方法を見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor used a filter provided with a filter medium having a specific structure, which was subjected to a specific heat treatment in a method for producing a polycarbonate resin having a specific structure. The present inventors have found a method for stably producing a polycarbonate resin that is excellent in heat resistance, thermal stability, hue, optical properties, can be melt-molded, and has few foreign substances by filtering the polycarbonate resin. .
すなわち、本発明の要旨は下記[1]〜[29]に存する。
[1]
下記式(1)および下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物を少なくとも含む原料組成物と炭酸ジエステルを重縮合させて得られるポリカーボネート樹脂の製造方法であって、
前記原料組成物を構成する全ジヒドロキシ化合物に対して、下記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物が50mol%以上であり、
330℃以上600℃以下の温度で熱処理をした金属不織布からなる濾材を有するフィルターを用いて、前記ポリカーボネート樹脂を濾過する、ポリカーボネート樹脂の製造方法。
That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [29].
[1]
A method for producing a polycarbonate resin obtained by polycondensing a raw material composition containing at least a dihydroxy compound represented by the following formula (1) and the following formula (2) with a carbonic acid diester,
The dihydroxy compound represented by the following formula (1) is 50 mol% or more with respect to all dihydroxy compounds constituting the raw material composition,
A method for producing a polycarbonate resin, wherein the polycarbonate resin is filtered using a filter having a filter medium made of a metal nonwoven fabric heat-treated at a temperature of 330 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.
(前記式(1)中、R1〜R4はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数5〜炭素数20のシクロアルキル基、または、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のアリール基を表す。) (In the formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon group having 5 to 20 carbon atoms. A cycloalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms is represented.)
(前記式(2)中、R5〜R8はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のシクロアルキル基、または、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のアリール基を表す。)[2]
前記原料組成物を構成する全ジヒドロキシ化合物に対して、前記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物が、5mol%以上50mol%以下である[1]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[3]
前記フィルターの熱処理を、水蒸気および酸素の少なくとも1つの存在下で行う、[1]または[2]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[4]
前記フィルターを酸処理する、[1]乃至[3]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法
[5]
前記フィルターが容器に格納されており、該格納容器の内容積(m3)を、濾過する前記ポリカーボネート樹脂の流量(m3/分)で除した値が、2〜10分である、[1]乃至[4]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[6]
前記ポリカーボネート樹脂が前記フィルターの格納容器の下部から供給され、濾過後のポリカーボネート樹脂が該格納容器の上部から排出される、[5]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[7]
前記フィルター面での溶融樹脂の線速が0.01〜0.5m/hである、[1]乃至[6]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[8]
前記フィルターの目開きが50μm以下である、[1]乃至[7]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[9]
前記フィルターを用いて濾過した後のポリカーボネート樹脂の温度が220℃以上280℃以下である、[1]乃至[8]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[10]
前記式(1)および(2)で表されるジヒドロキシ化合物の少なくとも1つを、重縮合反応を行う前にフィルターで濾過する、[1]乃至[9]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[11]
前記ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が、50℃以上180℃以下である、[1]乃至[10]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[12]
前記ポリカーボネート樹脂の還元粘度(ηsp/c)が、0.3dL/g以上、0.6
dL/g以下である、[1]乃至[11]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[13]
前記ポリカーボネート樹脂の、260℃で測定した剪断速度91.2sec−1での溶融粘度が、500Pa・s以上3000Pa・s以下である、[1]乃至[12]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[14]
前記重縮合により得られた前記ポリカーボネート樹脂を、固化させることなく溶融状態のまま前記フィルターに供給し濾過する、[1]乃至[13]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[15]
前記ポリカーボネート樹脂を、ベント口を有する押出機で脱揮する操作を行った後、前記フィルターに供給し濾過する、[1]乃至[14]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[16]
前記押出機のスクリューが複数のエレメントから構成されており、該エレメントの少なくとも1つがニーディングディスクであり、該ニーディングディスクの合計の長さが、前記スクリュー全体の長さの20%以下である、[15]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[17]
前記押出機で1時間当たりに押し出す樹脂の重量をW(kg/h)、前記押出機のバレルの断面積をS(m2)とした場合に、下記式(4)を満たす、[15]または[16]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
(In the formula (2), R 5 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted 6 to 20 carbon atoms. Represents a cycloalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.] [2]
The method for producing a polycarbonate resin according to [1], wherein the dihydroxy compound represented by the formula (2) is 5 mol% or more and 50 mol% or less with respect to all dihydroxy compounds constituting the raw material composition.
[3]
The method for producing a polycarbonate resin according to [1] or [2], wherein the heat treatment of the filter is performed in the presence of at least one of water vapor and oxygen.
[4]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [3], wherein the filter is acid-treated [5].
The filter is stored in a container, and the value obtained by dividing the internal volume (m 3 ) of the storage container by the flow rate (m 3 / min) of the polycarbonate resin to be filtered is 2 to 10 minutes. ] The manufacturing method of the polycarbonate resin as described in any one of [4].
[6]
The method for producing a polycarbonate resin according to [5], wherein the polycarbonate resin is supplied from a lower part of the storage container of the filter, and the filtered polycarbonate resin is discharged from an upper part of the storage container.
[7]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [6], wherein a linear velocity of the molten resin on the filter surface is 0.01 to 0.5 m / h.
[8]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [7], wherein the filter has an opening of 50 μm or less.
[9]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [8], wherein the temperature of the polycarbonate resin after filtration using the filter is 220 ° C or higher and 280 ° C or lower.
[10]
The polycarbonate resin according to any one of [1] to [9], wherein at least one of the dihydroxy compounds represented by the formulas (1) and (2) is filtered through a filter before the polycondensation reaction is performed. Manufacturing method.
[11]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [10], wherein the glass transition temperature of the polycarbonate resin is 50 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
[12]
The reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin is 0.3 dL / g or more, 0.6
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [11], which is dL / g or less.
[13]
The polycarbonate according to any one of [1] to [12], wherein the polycarbonate resin has a melt viscosity at a shear rate of 91.2 sec −1 measured at 260 ° C. of 500 Pa · s to 3000 Pa · s. Manufacturing method of resin.
[14]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [13], wherein the polycarbonate resin obtained by the polycondensation is supplied to the filter in a molten state without being solidified and filtered.
[15]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [14], wherein after the operation of devolatilizing the polycarbonate resin with an extruder having a vent port, the polycarbonate resin is supplied to the filter and filtered.
[16]
The screw of the extruder is composed of a plurality of elements, at least one of the elements is a kneading disk, and the total length of the kneading disk is 20% or less of the total length of the screw. [15] A method for producing a polycarbonate resin according to [15].
[17]
When the weight of the resin extruded per hour by the extruder is W (kg / h) and the cross-sectional area of the barrel of the extruder is S (m 2 ), the following formula (4) is satisfied [15] Or the manufacturing method of polycarbonate resin as described in [16].
12000 ≦ W/S ≦ 60000 (4)
[18]
前記押出機に供給されるポリカーボネート樹脂の温度が、200℃以上280℃以下である、[15]乃至[17]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。[19]
前記フィルターに供給されるポリカーボネート樹脂の温度が230℃以上280℃以下である、[1]乃至[18]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。[20]
前記押出機を構成するバレルが複数のヒーターを備えており、前記ヒーターの少なくとも1つの組み合わせにおいて、前記ヒーターの設定温度を、前記押出機のポリカーボネート樹脂供給側に隣接するヒーター設定温度より高くしない、[15]乃至[19]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[21]
前記押出機と前記フィルターの間に、ギヤポンプを配置する、[15]乃至[20]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[22]
前記ポリカーボネート樹脂中に含まれる芳香族モノヒドロキシ化合物含有量が1重量ppm以上1000重量ppm以下である、[1]乃至[21]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[23]
前記重縮合が触媒を用いて行われるものであり、
前記触媒が、長周期型周期表第1族または2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む化合物であり、全ジヒドロキシ化合物1molに対し、金属量として10μmol以上用いる、[1]乃至[22]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[24]
前記触媒が、長周期型周期表第2族の金属及びリチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む化合物である、[23]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[25]
前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物のpHが5以上である、[1]乃至[24]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[26]
[1]乃至[25]の何れか1つに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法により得られたポリカーボネート樹脂を、溶融押出により成形して得られたフィルム。
[27]
[26]に記載のフィルムを延伸してなり、下記式(6)の関係を満たす位相差フィルム。
0.70 < R(450)/R(550) < 1.00 (6)
(但し、上記R(450)およびR(550)は、それぞれ波長450nmおよび550nmにおけるフィルム面内の位相差値を表す)
12000 ≤ W / S ≤ 60000 (4)
[18]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [15] to [17], wherein the temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder is 200 ° C. or higher and 280 ° C. or lower. [19]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [18], wherein the temperature of the polycarbonate resin supplied to the filter is 230 ° C. or higher and 280 ° C. or lower. [20]
The barrel constituting the extruder includes a plurality of heaters, and in at least one combination of the heaters, the set temperature of the heater is not higher than the heater set temperature adjacent to the polycarbonate resin supply side of the extruder, [15] The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [19].
[21]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [15] to [20], wherein a gear pump is disposed between the extruder and the filter.
[22]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [21], wherein the content of the aromatic monohydroxy compound contained in the polycarbonate resin is 1 ppm by weight or more and 1000 ppm by weight or less.
[23]
The polycondensation is performed using a catalyst;
The catalyst is a compound containing at least one metal selected from the group consisting of metals of Group 1 or Group 2 of the long-period periodic table, and is used in an amount of 10 μmol or more as a metal amount with respect to 1 mol of all dihydroxy compounds. ] The manufacturing method of the polycarbonate resin as described in any one of [22].
[24]
The method for producing a polycarbonate resin according to [23], wherein the catalyst is a compound containing at least one metal selected from the group consisting of a metal of Group 2 of the long-period periodic table and lithium.
[25]
The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [24], wherein the dihydroxy compound represented by the formula (1) has a pH of 5 or more.
[26]
The film obtained by shape | molding the polycarbonate resin obtained by the manufacturing method of the polycarbonate resin as described in any one of [1] thru | or [25] by melt extrusion.
[27]
A retardation film formed by stretching the film according to [26] and satisfying the relationship of the following formula (6).
0.70 <R (450) / R (550) <1.00 (6)
(However, R (450) and R (550) represent retardation values in the film plane at wavelengths of 450 nm and 550 nm, respectively).
本発明によれば、液晶や有機ELなどのフラットパネルディスプレイなどに用いられる位相差フィルムといった、光学用途に適用可能な性能を有する、耐熱性、熱安定性、色相、及び光学的特性に優れ、かつ溶融成形が可能であって、しかも異物の少ないポリカーボネート樹脂を、効率的かつ安定的に製造することが可能になる。 According to the present invention, such as a retardation film used in flat panel displays such as liquid crystal and organic EL, etc., having performance applicable to optical applications, excellent in heat resistance, thermal stability, hue, and optical characteristics, In addition, it is possible to efficiently and stably produce a polycarbonate resin that can be melt-molded and has few foreign substances.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の内容に限定されない。なお、本明細書において「〜」という表現を用いた場合、その前後の数値又は物理値を含む意味で用いることとする。
本発明は、下記式(1)および下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物を少なくとも含む原料組成物と炭酸ジエステルを重縮合させて得られるポリカーボネート樹脂の製造方法であって、
前記原料組成物を構成する全ジヒドロキシ化合物に対して、下記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物が50mol%以上であり、
330℃以上600℃以下の温度で熱処理をした金属不織布からなる濾材を有するフィルターを用いて、前記ポリカーボネート樹脂を濾過する、ポリカーボネート樹脂の製造方法に存する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail below. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention. It is not limited to the contents. In addition, when the expression “to” is used in the present specification, it is used in a sense including numerical values or physical values before and after the expression.
The present invention is a method for producing a polycarbonate resin obtained by polycondensing a raw material composition containing at least a dihydroxy compound represented by the following formula (1) and the following formula (2) with a carbonic acid diester,
The dihydroxy compound represented by the following formula (1) is 50 mol% or more with respect to all dihydroxy compounds constituting the raw material composition,
It exists in the manufacturing method of polycarbonate resin which filters the said polycarbonate resin using the filter which has a filter medium consisting of the metal nonwoven fabric heat-processed at the temperature of 330 degreeC or more and 600 degrees C or less.
前記式(1)中、R1〜R4はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数5〜炭素数20のシクロアルキル基、または、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のアリール基を表す。また、前記式(2)中、R5〜R8はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のシクロアルキル基、または、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のアリール基を表す。 In the formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclohexane having 5 to 20 carbon atoms. It represents an alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms. In the formula (2), R 5 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted 6 to 20 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
<原料組成物と重縮合触媒>
(ジヒドロキシ化合物)
本発明のポリカーボネート樹脂の製造法においては、原料として、少なくとも下記式(1)で表される特定のジヒドロキシ化合物を用いる。
<Raw material composition and polycondensation catalyst>
(Dihydroxy compound)
In the method for producing a polycarbonate resin of the present invention, at least a specific dihydroxy compound represented by the following formula (1) is used as a raw material.
(前記式(1)中、R1〜R4はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数5〜炭素数20のシクロアルキル基、または、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のアリール基を表す。)中でも、入手のし易さ、光弾性係数の低減の観点からは、R1〜R4の全てがメチル基であるスピログリコールが好ましい。 (In the formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon group having 5 to 20 carbon atoms. A cycloalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.) Among them, from the viewpoint of easy availability and reduction of photoelastic coefficient, all of R 1 to R 4 Spiroglycol in which is a methyl group is preferred.
前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物は、本発明のポリカーボネート樹脂を構成する全ジヒドロキシ化合物に対して、50mol%以上であることが必要で、好ましくは55mol%以上、より好ましくは60mol%以上、特に好ましくは65mol%以上である。前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物の含有量が少ないと、過度にガラス転移温度が高くなって、得られたポリカーボネート樹脂の溶融成形や製膜が困難になったり、後述する濾過が困難になったりする可能性があるだけでなく、所定の光学的特性が得られなくなる可能性がある。一方、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物の含有量が多過ぎても、所定の光学的特性が得られなくなる可能性があるだけでなく、耐熱性の悪化を招くことがあるため、好ましくは80mol%以下、より好ましくは75mol%以
下である。
The dihydroxy compound represented by the formula (1) needs to be 50 mol% or more, preferably 55 mol% or more, more preferably 60 mol% or more with respect to all dihydroxy compounds constituting the polycarbonate resin of the present invention. Especially preferably, it is 65 mol% or more. When the content of the dihydroxy compound represented by the formula (1) is small, the glass transition temperature becomes excessively high, so that it becomes difficult to melt-mold and form a film of the obtained polycarbonate resin, and filtration described later is difficult. In addition, there is a possibility that predetermined optical characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the content of the dihydroxy compound represented by the formula (1) is too large, not only the predetermined optical characteristics may not be obtained, but heat resistance may be deteriorated. Preferably it is 80 mol% or less, More preferably, it is 75 mol% or less.
前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物は、その製造の過程で酸を使用することがあり、精製の工程で完全に除去されなかった微量の酸成分がアセタール構造の開裂を促し、得られるポリカーボネート樹脂の異物発生を助長することがある。特にジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルをエステル交換反応させて重縮合を行う本発明では、反応に高温を必要とするため、微量な酸成分の影響がより強く表れやすいことから、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物のpH値は5.0以上であることが好ましく、5.5以上であることがより好ましく、6.0以上が特に好ましい。一方、pH値が高すぎると、塩基性成分が触媒として働き、重縮合反応を不安定にするだけでなく、得られるポリカーボネート樹脂の色相の悪化を招く可能性があるため、その上限としては9.0以下が好ましく、より好ましくは8.5以下、特に好ましくは8.0以下である。 The dihydroxy compound represented by the formula (1) may be obtained by using an acid in the production process, and a trace amount of an acid component that is not completely removed in the purification process promotes the cleavage of the acetal structure. The occurrence of foreign substances in the polycarbonate resin may be promoted. In particular, in the present invention in which polycondensation is carried out by transesterifying a dihydroxy compound and a carbonic acid diester, since the reaction requires a high temperature, the influence of a small amount of an acid component tends to appear more strongly. The pH value of the dihydroxy compound is preferably 5.0 or more, more preferably 5.5 or more, and particularly preferably 6.0 or more. On the other hand, if the pH value is too high, the basic component acts as a catalyst, which not only destabilizes the polycondensation reaction, but may also cause a deterioration in the hue of the resulting polycarbonate resin. 0.0 or less is preferable, more preferably 8.5 or less, and particularly preferably 8.0 or less.
前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物のpH値は、通常知られる水溶液のpH値の測定方法によればよく、例えばガラス電極によるpH値の測定法によればよい。より具体的には、pH値に影響を与える物質の含まれていない純水と前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物とを混合した液を、JIS Z8802に示されるようなpH値の測定法により測定することができる。さらに詳細には、式(1)で表されるジヒドロキシ化合物を重量比で1000分の1になるように、25℃での電気伝導率0.1μs/cm以下の純水と混合し、この混合液をスターラーで10分間攪拌した後、撹拌状体のままガラス電極pH計でpHを測定することができる。pH値は、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物の精製時に、塩基性化合物で十分中和したり、塩基性化合物を中和点より若干多めに使用したりして制御することができる。通常、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物は、晶析により精製されることが多いため、塩基性化合物存在下で結晶の懸濁洗浄を行ったり、遠心分離や濾過で結晶を回収する際に、塩基性化合物を用いて洗浄したりして、pHを制御することが好ましい。一旦得られた結晶を再度塩基性化合物存在下に懸濁洗浄等の処置を行うこともできる。このような処理の後、必要に応じて水や有機溶媒で洗浄することもできる。 The pH value of the dihydroxy compound represented by the formula (1) may be determined by a generally known method for measuring the pH value of an aqueous solution, for example, by a method for measuring a pH value using a glass electrode. More specifically, a pH value as shown in JIS Z8802 is obtained by mixing a liquid obtained by mixing pure water containing no substance that affects the pH value and the dihydroxy compound represented by the above formula (1). It can be measured by the method. More specifically, the dihydroxy compound represented by the formula (1) is mixed with pure water having an electric conductivity of 0.1 μs / cm or less at 25 ° C. so that the weight ratio is 1/1000. After stirring the liquid for 10 minutes with a stirrer, the pH can be measured with a glass electrode pH meter while the stirring state is maintained. The pH value can be controlled by sufficiently neutralizing with the basic compound or using the basic compound slightly more than the neutralization point during the purification of the dihydroxy compound represented by the formula (1). . Usually, since the dihydroxy compound represented by the formula (1) is often purified by crystallization, the crystal is suspended and washed in the presence of a basic compound, or the crystal is recovered by centrifugation or filtration. At this time, it is preferable to control the pH by washing with a basic compound. The crystals once obtained can be again subjected to treatment such as suspension washing in the presence of a basic compound. After such treatment, it can be washed with water or an organic solvent as necessary.
上記塩基性化合物としては、長周期型周期表における1族または2族(以下、単に「1族」、「2族」と表記する。)の金属化合物、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、アミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられ、中でも取り扱いや入手のし易さから、1族または2族金属の水酸化物、炭酸塩が好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂の製造法においては、原料として前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物とともに、少なくとも下記式(2)で表される特定ジヒドロキシ化合物を用いる。
Examples of the basic compound include a metal compound of Group 1 or Group 2 (hereinafter simply referred to as “Group 1” or “Group 2”), a basic boron compound, a basic phosphorus compound in the long-period periodic table, Examples include basic compounds such as basic ammonium compounds and amine compounds, among which hydroxides and carbonates of Group 1 or Group 2 metals are preferred from the viewpoint of easy handling and availability.
In the method for producing a polycarbonate resin of the present invention, at least a specific dihydroxy compound represented by the following formula (2) is used as a raw material together with the dihydroxy compound represented by the above formula (1).
(前記式(2)中、R5〜R8はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のシクロア
ルキル基、または、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のアリール基を表す。)中でも、入手のし易さ、光学的特性付与の観点からは、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下、BCFと略称することがある)、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンが好ましく、取り扱いのし易さの観点からは、BCFが好ましい。
(In the formula (2), R 5 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted 6 to 20 carbon atoms. Among them, a cycloalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.) From the viewpoint of easy availability and imparting optical properties, 9,9-bis (4- Hydroxy-3-methylphenyl) fluorene (hereinafter sometimes abbreviated as BCF) and 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene are preferred, and BCF is preferred from the viewpoint of ease of handling.
前記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物は、本発明のポリカーボネート樹脂を構成する全ジヒドロキシ化合物に対して、5mol%以上であることが好ましく、より好ましくは10mol%以上、更に好ましくは20mol%以上、特に好ましくは25mol%以上、中でも30mol%以上が好適である。
前記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物の含有量が少ないと、過度にガラス転移温度が低くなって、得られたポリカーボネート樹脂の耐熱性が悪化する可能性があるだけでなく、所定の光学的特性が得られなくなる可能性がある。
The dihydroxy compound represented by the formula (2) is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, still more preferably 20 mol% or more with respect to all dihydroxy compounds constituting the polycarbonate resin of the present invention. Particularly preferred is 25 mol% or more, and particularly preferred is 30 mol% or more.
If the content of the dihydroxy compound represented by the formula (2) is small, the glass transition temperature is excessively lowered, and the heat resistance of the obtained polycarbonate resin may be deteriorated. May not be able to obtain the desired characteristics.
一方、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物の含有量が多過ぎても、所定の光学的特性が得られなくなる可能性があるだけでなく、過度にガラス転移温度が高くなって、得られたポリカーボネート樹脂の溶融成形や製膜が困難になったり、後述する濾過が困難になったりする可能性があるため、通常50mol%以下、好ましくは45mol%以下、より好ましくは40mol%以下、特に好ましくは35mol%以下である。 On the other hand, if the content of the dihydroxy compound represented by the formula (1) is too large, not only the predetermined optical characteristics may not be obtained, but also the glass transition temperature becomes excessively high. The resulting polycarbonate resin may be difficult to be melt-molded or formed into a film, or may be difficult to filter, which will be described later. Therefore, it is usually at most 50 mol%, preferably at most 45 mol%, more preferably at most 40 mol%, particularly Preferably it is 35 mol% or less.
上記所定の光学的特性とは、光線透過率に影響を及ぼす着色や異物の他、位相差や光弾性係数等が挙げられる。特に本発明のポリカーボネート樹脂を1/4波長板として位相差フィルムに使用する場合、あらゆる波長領域で波長の1/4近傍の位相差を持たせることが重要であるが、そのためには、複屈折が短波長になるほど小さく、長波長になるほど大きくなる、いわゆる複屈折の逆波長分散性を持たせる必要がある。複屈折の波長分散性は、均一な厚みを持つ延伸フィルムを作成し、測定波長450nmの位相差及び550nmの位相差を測定して、これらの比を求めることで評価でき、本発明においては、下記式(6)を満たすことが好ましい。 Examples of the predetermined optical characteristics include a phase difference and a photoelastic coefficient in addition to coloring and foreign matters that affect the light transmittance. In particular, when the polycarbonate resin of the present invention is used for a retardation film as a quarter-wave plate, it is important to have a retardation in the vicinity of a quarter of the wavelength in all wavelength regions. It is necessary to provide a so-called birefringent reverse wavelength dispersibility that becomes smaller as the wavelength becomes shorter and becomes larger as the wavelength becomes longer. The wavelength dispersion of birefringence can be evaluated by creating a stretched film having a uniform thickness, measuring the phase difference at a measurement wavelength of 450 nm and the phase difference at 550 nm, and obtaining these ratios. It is preferable to satisfy the following formula (6).
0.70 < R(450)/R(550) < 1.00 (6)
(但し、上記R(450)およびR(550)は、それぞれ波長450nmおよび550nmにおけるフィルム面内の位相差値を表す)
本発明におけるより好ましいR(450)/R(550)は、0.80〜0.95、更に好ましくは0.85〜0.93、特に好ましくは、0.87〜0.91である。R(450)/R(550)を制御するには、本発明のポリカーボネート樹脂中の前記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物からなる構造単位のモル比率が適正な値になるよう制御することが最も重要であるが、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物や、前記式(1)、(2)以外のジヒドロキシ化合物(以下、その他のジヒドロキシ化合物と称することがある)のモル比率にも影響を受けることがあるため、これらのモル比率を全体的に調整することが好ましい。
0.70 <R (450) / R (550) <1.00 (6)
(However, R (450) and R (550) represent retardation values in the film plane at wavelengths of 450 nm and 550 nm, respectively).
R (450) / R (550) in the present invention is more preferably 0.80 to 0.95, further preferably 0.85 to 0.93, and particularly preferably 0.87 to 0.91. In order to control R (450) / R (550), the molar ratio of the structural unit comprising the dihydroxy compound represented by the formula (2) in the polycarbonate resin of the present invention is controlled to an appropriate value. Is most important, but the molar ratio of the dihydroxy compound represented by the formula (1) and dihydroxy compounds other than the formulas (1) and (2) (hereinafter sometimes referred to as other dihydroxy compounds). Therefore, it is preferable to adjust the molar ratio as a whole.
本発明のポリカーボネート樹脂の光弾性係数は、後述の実施例の項で記載される方法で測定された値として、40×10-12Pa-1以下であることが好ましく、30×10-12Pa-1以下であることがより好ましく、25×10-12Pa-1以下であることが特に好まし
い。光弾性係数が大きすぎると、位相差フィルムとして用いた場合に、応力により位相差が変化する現象が起き易くなり、例えば位相差フィルムを偏光板に貼り合わせた際の応力で位相差が変化し、ディスプレイの色むらや画質低下の原因となることがある。光弾性係数は、ポリカーボネート樹脂を構成するジヒドロキシ化合物成分の種類と組成によって大きく左右される。
The photoelastic coefficient of the polycarbonate resin of the present invention is preferably 40 × 10 −12 Pa −1 or less as a value measured by the method described in the Examples section below, and is 30 × 10 −12 Pa. −1 or less is more preferable, and 25 × 10 −12 Pa −1 or less is particularly preferable. If the photoelastic coefficient is too large, when used as a retardation film, the phenomenon that the retardation changes due to stress is likely to occur.For example, the retardation changes due to the stress when the retardation film is bonded to a polarizing plate. This may cause uneven color of the display and image quality degradation. The photoelastic coefficient greatly depends on the kind and composition of the dihydroxy compound component constituting the polycarbonate resin.
本発明のポリカーボネート樹脂の製造法においては、原料として前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物および前記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物以外のジヒドロキシ化合物(以下、その他のジヒドロキシ化合物と略称することがある)を用いることもできる。 In the production method of the polycarbonate resin of the present invention, the dihydroxy compound represented by the above formula (1) and the dihydroxy compound other than the dihydroxy compound represented by the above formula (2) (hereinafter abbreviated as other dihydroxy compounds) are used as raw materials. May also be used.
具体的にはエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族ジオール、テトラメチルシクロブタンジオール、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、2−メチル−1,4−シクロヘキサンジオール、トリシクロデカンジオール、ペンタシクロジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、3,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、4,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、8−ヒドロキシ−3−ヒドロキシメチルトリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、9−ヒドロキシ−3−ヒドロキシメチルトリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、8−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチルトリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、9−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチルトリシクロ[5.2.1.02.6]デカン等の脂環式ジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレングリコール、イソソルビド、イソマンニド、イソイデット等のエーテル結合を有する環構造を有するジオール、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−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3,5−ジフェニル)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、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,4’−ジヒドロキシ−ジフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−5−ニトロフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−エチルヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジクロロジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−2,5−ジエトキシジフェニルエーテル等のビスフェノール類、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フェニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチル−6−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロポキシ)フェニル)フルオレン等のフ
ルオレン構造を有するジヒドロキシ化合物が挙げられる。
中でも、靭性付与のためには、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールが好ましく、耐熱性付与のためにはイソソルビド、ビスフェノールAが好ましい。
Specifically, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neo Aliphatic diols such as pentyl glycol, tetramethylcyclobutanediol, 1,2-cyclopentanediol, 1,3-cyclopentanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 2-methyl-1,4-cyclohexanediol, tricyclodecanediol, pentacyclodiol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3,8-bis ( Hydroxymethyl) tricyclo [5. 1.02.6] decane, 3,9-bis (hydroxymethyl) tricyclo [5.2.1.02.6] decane, 4,8-bis (hydroxymethyl) tricyclo [5.2.1.02 .6] decane, 4,9-bis (hydroxymethyl) tricyclo [5.2.1.02.6] decane, 8-hydroxy-3-hydroxymethyltricyclo [5.2.1.02.6] decane 9-hydroxy-3-hydroxymethyltricyclo [5.2.12.02.6] decane, 8-hydroxy-4-hydroxymethyltricyclo [5.2.2.12.6] decane, 9-hydroxy Cycloaliphatic diols such as -4-hydroxymethyltricyclo [5.2.1.02.6] decane, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol 2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane having a ring structure having an ether bond such as oxyalkylene glycol such as tripropylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol, isosorbide, isomannide and isoidet (= Bisphenol A), 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-diethylphenyl) propane, 2,2-bis (4- Hydroxy- (3,5-diphenyl) phenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 2,4′- Dihydroxy-diphenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) me , Bis (4-hydroxy-5-nitrophenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -2-ethylhexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) decane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) octane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) nonane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) decane, 3,3 -Bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, 2,4'-dihydroxydiphenylsulfone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxy-3,3′-dichlorodiphenyl ether Bisphenols such as 4,4′-dihydroxy-2,5-diethoxydiphenyl ether, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2- Hydroxyethoxy) -3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-isopropylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3- Isobutylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-tert-butylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-cyclohexylphenyl) fluorene 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-phenylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4 (2-hydroxyethoxy) -3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-tert-butyl-6-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis ( Examples thereof include dihydroxy compounds having a fluorene structure such as 4- (3-hydroxy-2,2-dimethylpropoxy) phenyl) fluorene.
Among them, for imparting toughness, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, Triethylene glycol, polyethylene glycol, and polytetramethylene glycol are preferable, and isosorbide and bisphenol A are preferable for imparting heat resistance.
その他のジヒドロキシ化合物は、1種を用いても2種以上を用いてもよいが、所定の光学的特性の発現のためには、本発明のポリカーボネート樹脂を構成する全ジヒドロキシ化合物に対して、その他のジヒドロキシ化合物の合計として30mol%以下であることが好ましく、20mol%以下であることがより好ましく、10mol%以下であることが特に好ましい。 Other dihydroxy compounds may be used singly or in combination of two or more, but for the expression of predetermined optical properties, other dihydroxy compounds may be used for all dihydroxy compounds constituting the polycarbonate resin of the present invention. The total of the dihydroxy compounds is preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, and particularly preferably 10 mol% or less.
本発明のポリカーボネート樹脂は、前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物、前記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物、必要に応じその他のジヒドロキシ化合物を含有する原料組成物と、炭酸ジエステルとを、触媒の存在下、エステル交換させて副生するモノヒドロキシ化合物を系外に除きながら重縮合させる溶融重縮合法で製造する。なお、ここで原料組成物を構成するジヒドロキシ化合物を混合する時期に特に制限はなく、最終的に原料組成物と、炭酸ジエステルとを、触媒の存在下、エステル交換できるように反応槽に供給すればよい。例えば、それぞれのジヒドロキシ化合物を別々に反応槽に供給しても構わないし、それぞれのジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを予め混合して反応槽に供給しても構わない。 The polycarbonate resin of the present invention comprises a dihydroxy compound represented by the formula (1), a dihydroxy compound represented by the formula (2), a raw material composition containing other dihydroxy compounds as required, and a carbonic acid diester. In the presence of a catalyst, it is produced by a melt polycondensation method in which polycondensation is carried out while removing a monohydroxy compound by-produced by transesterification out of the system. Here, there is no particular limitation on the timing of mixing the dihydroxy compound constituting the raw material composition, and the raw material composition and the carbonic acid diester are finally supplied to the reaction vessel so that they can be transesterified in the presence of a catalyst. That's fine. For example, each dihydroxy compound may be separately supplied to the reaction vessel, or each dihydroxy compound and carbonic acid diester may be mixed in advance and supplied to the reaction vessel.
本発明で用いられる炭酸ジエステルとしては、下記一般式(7)で表されるものが挙げられる。これらの炭酸ジエステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the carbonic acid diester used in the present invention include those represented by the following general formula (7). These carbonic acid diesters may be used alone or in combination of two or more.
(A1、A2は、置換または無置換の炭素数1〜18の脂肪族または置換または無置換の芳香族基であり、A1とA2は同一であっても異なっていてもよい。)
A1及びA2は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基が好ましく、無置換の芳香族炭化水素基がより好ましい。尚、脂肪族炭化水素基の置換基としては、エステル基、エーテル基、カルボン酸、アミド基、ハロゲンが挙げられ、芳香族炭化水素基の置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基が挙げられる。
(A 1 and A 2 are substituted or unsubstituted C 1-18 aliphatic or substituted or unsubstituted aromatic groups, and A 1 and A 2 may be the same or different. )
A 1 and A 2 are preferably a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, and more preferably an unsubstituted aromatic hydrocarbon group. In addition, examples of the substituent of the aliphatic hydrocarbon group include an ester group, an ether group, a carboxylic acid, an amide group, and a halogen. Examples of the substituent of the aromatic hydrocarbon group include an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group. Is mentioned.
上記一般式(11)で表される炭酸ジエステルとしては、例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等の置換もしくは無置換のジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びジ−t−ブチルカーボネート等のジアルキルカーボネートが例示されるが、好ましくはジフェニルカーボネート、置換ジフェニルカーボネートであり、特に好ましくはジフェニルカーボネートである。なお、炭酸ジエステルは、塩化物イオンなどの不純物を含む場合があり、重縮合反応を阻害したり、得られるポリカーボネート樹脂の色相を悪化させたりする場合があるため、必要に応じて、蒸留などにより精製したものを使用することが好ましい。 Examples of the carbonic acid diester represented by the general formula (11) include substituted or unsubstituted diphenyl carbonate such as diphenyl carbonate and ditolyl carbonate, dialkyl carbonate such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-t-butyl carbonate. Illustratively, preferred are diphenyl carbonate and substituted diphenyl carbonate, and particularly preferred is diphenyl carbonate. Carbonic acid diesters may contain impurities such as chloride ions, which may inhibit the polycondensation reaction or deteriorate the hue of the resulting polycarbonate resin. It is preferable to use a purified one.
本発明においては、前記式(1)および(2)で表されるジヒドロキシ化合物を少なくとも含む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重縮合させることによって、ポリカーボネート樹脂を得る。原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルは、反応槽に独立に供給してもエステル交換反応をさせることは可能であるが、エステル交換反応前に均一に混合することもできる。この混合の温度は80℃以上がよく、好ましくは90℃以上であり、その上限は250℃以下がよく、好ましくは200℃以下、更に好ましくは180℃以下、特に好ましくは160℃以下である。中でも100℃以上150℃以下が好適である。混合の温度が低すぎると溶解速度が遅かったり、溶解度が不足したりする可能性があり、しばしば固化や後述する原料フィルターの閉塞等の不具合を招き、混合の温度が高すぎるとジヒドロキシ化合物の熱劣化を招く場合があり、結果的に得られるポリカーボネート樹脂の色相が悪化する可能性がある。 In the present invention, a polycarbonate resin is obtained by polycondensing a dihydroxy compound containing at least the dihydroxy compound represented by the formulas (1) and (2) and a carbonic acid diester by an ester exchange reaction. The raw material dihydroxy compound and carbonic acid diester can be transesterified even if they are supplied independently to the reaction vessel, but can also be mixed uniformly before the transesterification. The mixing temperature is preferably 80 ° C. or higher, preferably 90 ° C. or higher, and the upper limit thereof is preferably 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, and particularly preferably 160 ° C. or lower. Among these, 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower is preferable. If the mixing temperature is too low, the dissolution rate may be slow or the solubility may be insufficient, often causing problems such as solidification or clogging of the raw material filter described later, and if the mixing temperature is too high, the heat of the dihydroxy compound Deterioration may be caused and the hue of the polycarbonate resin obtained as a result may deteriorate.
本発明において、原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを混合する操作環境の酸素濃度は、10vol%以下がよく、更には0.0001vol%〜10vol%、中でも0.0001vol%〜5vol%、特には0.0001vol%〜1vol%の雰囲気下で行うことが、色相悪化防止の観点から好ましい。 In the present invention, the oxygen concentration in the operating environment in which the dihydroxy compound as the raw material and the carbonic acid diester are mixed is preferably 10 vol% or less, more preferably 0.0001 vol% to 10 vol%, especially 0.0001 vol% to 5 vol%, Performing in an atmosphere of 0.0001 vol% to 1 vol% is preferable from the viewpoint of preventing hue deterioration.
本発明において、炭酸ジエステルは、反応に用いる全ジヒドロキシ化合物に対して、0.90〜1.20のモル比率で用いるとよく、好ましくは、0.95〜1.10、更に好ましくは0.97〜1.03、特に好ましくは0.99〜1.02である。このモル比率が小さくなると、製造されたポリカーボネート樹脂の末端水酸基が増加して、ポリマーの熱安定性が悪化し、成形時に着色を招いたり、エステル交換反応の速度が低下したり、所望する高分子量体が得られない可能性がある。一方、このモル比率が大きくなると、エステル交換反応の速度が低下したり、所望とする分子量のポリカーボネートの製造が困難となったり、ポリカーボネート樹脂中の残存炭酸ジエステル量が増加し、押出時や成型時にガスの発生を招いたりする場合がある。エステル交換反応速度の低下は、重縮合反応における熱履歴を増大させ、結果的に得られたポリカーボネート樹脂の色相を悪化させる可能性がある。 In the present invention, the carbonic acid diester may be used in a molar ratio of 0.90 to 1.20, preferably 0.95 to 1.10, more preferably 0.97, based on all dihydroxy compounds used in the reaction. To 1.03, particularly preferably 0.99 to 1.02. When this molar ratio is decreased, the terminal hydroxyl group of the produced polycarbonate resin is increased, the thermal stability of the polymer is deteriorated, coloring occurs during molding, the rate of transesterification reaction is reduced, and the desired high molecular weight. The body may not be obtained. On the other hand, when this molar ratio is increased, the rate of transesterification reaction decreases, the production of polycarbonate having a desired molecular weight becomes difficult, the amount of residual carbonic diester in the polycarbonate resin increases, and during extrusion and molding In some cases, gas may be generated. The decrease in the transesterification reaction rate may increase the heat history in the polycondensation reaction, and may deteriorate the hue of the resulting polycarbonate resin.
本発明においては、最終的に得られるポリカーボネート樹脂に含まれる異物をより低減させるために、原料モノマーを重縮合反応槽に供給する前に、予め原料濾過フィルターで濾過するのも有効である。
前記原料濾過フィルターの形状としては、バスケットタイプ、ディスクタイプ、リーフディスクタイプ、チューブタイプ、フラット型円筒タイプ、プリーツ型円筒タイプ等のいずれの型式であってもよいが、中でもコンパクトで濾過面積が大きく取れるプリーツタイプのものが好ましい。また、該原料濾過フィルターを構成する濾材としては、金属ワインド、積層金属メッシュ、金属不織布、多孔質金属板等のいずれでもよいが、濾過精度の観点から積層金属メッシュまたは金属不織布が好ましく、中でも金属不織布を焼結して固定したタイプのものが好ましい。
In the present invention, in order to further reduce the foreign matters contained in the finally obtained polycarbonate resin, it is also effective to preliminarily filter with a raw material filter before supplying the raw material monomer to the polycondensation reaction tank.
The shape of the raw material filtration filter may be any type such as basket type, disc type, leaf disc type, tube type, flat cylindrical type, pleated cylindrical type, etc. A pleated type that can be taken is preferred. Further, the filter medium constituting the raw material filter may be any of metal wind, laminated metal mesh, metal nonwoven fabric, porous metal plate, etc., but from the viewpoint of filtration accuracy, a laminated metal mesh or metal nonwoven fabric is preferable, among which metal A type in which a nonwoven fabric is sintered and fixed is preferable.
該原料濾過フィルターの材質についての制限は特になく、金属製、樹脂製、セラミック製等を使用することができるが、耐久性や耐熱性、取り扱いのし易さ、着色低減の観点からは、鉄含有量80重量%以下である金属製フィルターが好ましく、中でもSUS304、SUS316、SUS316L、SUS310S等のステンレス鋼製が好ましい。 There are no particular restrictions on the material of the raw material filter, and metals, resins, ceramics, etc. can be used. From the viewpoint of durability, heat resistance, ease of handling, and color reduction, iron can be used. A metal filter having a content of 80% by weight or less is preferable, and stainless steel such as SUS304, SUS316, SUS316L, and SUS310S is particularly preferable.
また、原料モノマーの濾過の際に、濾過性能を確保しながら前記原料濾過フィルターの寿命を延ばすためには、複数のフィルターユニットを用いることが好ましく、中でも上流にある側のユニット中のフィルターの目開きをCμm、下流側にある側のユニット中のフィルターの目開きをDμmとした場合に、少なくとも1つの組み合わせにおいて、CはDより大きい(C>D)ことが好ましい。この条件を満たした場合は、前記原料濾過フィル
ターがより閉塞しにくくなり、前記原料濾過フィルターの交換頻度の低減を図ることができる。
Further, in order to extend the life of the raw material filtration filter while ensuring the filtration performance during the filtration of the raw material monomer, it is preferable to use a plurality of filter units, and in particular, the filter eyes in the upstream unit. In the case where the opening is C μm and the opening of the filter in the downstream unit is D μm, in at least one combination, C is preferably larger than D (C> D). When this condition is satisfied, the raw material filtration filter is less likely to be blocked, and the replacement frequency of the raw material filtration filter can be reduced.
前記原料濾過フィルターの目開きは特に制限はないが、少なくとも1つの前記原料濾過フィルターにおいては、99.9%の濾過精度として10μm以下であることが好ましく、前記原料濾過フィルターを構成するフィルターユニットが複数配置されている場合には、最上流側において好ましくは8μm以上、更に好ましくは10μm以上であり、その最下流側において好ましくは2μm以下、更に好ましくは1μm以下である。尚、ここで言う前記原料濾過フィルターの目開きは、ISO16889に準拠して決定されるものである。 The opening of the raw material filtration filter is not particularly limited, but in at least one of the raw material filtration filters, the filtration accuracy of 99.9% is preferably 10 μm or less, and the filter unit constituting the raw material filtration filter includes In the case of a plurality of arrangements, it is preferably 8 μm or more, more preferably 10 μm or more on the most upstream side, and preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less on the most downstream side. In addition, the opening of the said raw material filtration filter said here is determined based on ISO16889.
本発明において、原料を前記原料濾過フィルターに通過させる際の原料流体の温度に制限はないが、低すぎると原料が固化し、高すぎると熱分解等の不具合があるため、通常100℃〜200℃、好ましくは100℃〜150℃である。
また、本発明においては、複数種用いる原料のうち、いずれの原料を濾過してもよいし、全てを濾過してもよく、その方法は、限定されるものではなく、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルの原料混合物を濾過してもよいし、別々に濾過した後に混合してもよい。また、本発明の製造法においては、重縮合反応の途中の反応液を前記原料濾過フィルターと同様のフィルターで濾過することもできる。
In the present invention, the temperature of the raw material fluid when the raw material is passed through the raw material filtration filter is not limited. However, if the raw material is too low, the raw material is solidified. If the raw material is too high, there is a problem such as thermal decomposition. ° C, preferably 100 ° C to 150 ° C.
In the present invention, any of the raw materials to be used may be filtered, or all of the raw materials may be filtered. The method is not limited, and the dihydroxy compound and the carbonic acid diester are not limited. The raw material mixture may be filtered, or may be mixed after separately filtering. Moreover, in the manufacturing method of this invention, the reaction liquid in the middle of a polycondensation reaction can also be filtered with the filter similar to the said raw material filtration filter.
本発明においては、上述のように前記式(1)および(2)を含む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重縮合させてポリカーボネート樹脂を製造する際に、エステル交換触媒(以下、単に「触媒」又は「重縮合触媒」とも言う。)を存在させることができる。 In the present invention, as described above, when a polycarbonate resin is produced by polycondensation of a dihydroxy compound containing the above formulas (1) and (2) and a carbonic acid diester by a transesterification reaction, Also referred to as “catalyst” or “polycondensation catalyst”).
本発明において、触媒は、ポリカーボネート樹脂の熱安定性や、色相を表すイエローネスインデックス(YI)値に影響を与え得る。用いられる触媒としては、ポリカーボネート樹脂の熱安定性、色相、を満足するものであれば、限定されるものではないが、長周期型周期表における1族または2族(以下、単に「1族」、「2族」と表記する。)の金属化合物、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、アミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。好ましくは1族金属化合物及び/又は2族金属化合物が使用される。より好ましくは、長周期型周期表2族の金属及びリチウムからなる群より選ばれる金属の金属化合物である。 In the present invention, the catalyst can affect the thermal stability of the polycarbonate resin and the yellowness index (YI) value representing the hue. The catalyst used is not limited as long as it satisfies the thermal stability and hue of the polycarbonate resin. However, the catalyst is not limited to Group 1 or Group 2 in the long-period periodic table (hereinafter simply referred to as “Group 1”). And a basic compound such as a metal compound, a basic boron compound, a basic phosphorus compound, a basic ammonium compound, and an amine compound. Preferably, Group 1 metal compounds and / or Group 2 metal compounds are used. More preferably, it is a metal compound of a metal selected from the group consisting of a long-period group 2 metal and lithium.
前記の1族金属化合物及び/又は2族金属化合物の形態としては通常、水酸化物、又は炭酸塩、カルボン酸塩、フェノール塩といった塩の形態で用いられるが、入手のし易さ、取扱いの容易さから、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩が好ましく、色相と重縮合活性の観点からは酢酸塩が好ましい。 The group 1 metal compound and / or group 2 metal compound is usually used in the form of a hydroxide or a salt such as a carbonate, carboxylate, or phenol salt. From the viewpoint of easiness, hydroxide, carbonate and acetate are preferable, and acetate is preferable from the viewpoint of hue and polycondensation activity.
具体的な前記の1族金属化合物としては、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、水酸化セシウム、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、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸セシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸セシウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素セシウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素カリウム、フェニル化ホウ素リチウム、フェニル化ホウ素セシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、安息香酸セシウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、リン酸水素2セシウム、フェニルリン酸2ナトリウム、フェニルリン酸2カリウム、フェニルリン酸2リチウム、フェニルリン酸2セシウム、ナトリウム、カリウム
、リチウム、セシウムのアルコレート、フェノレート、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2リチウム塩、2セシウム塩等が挙げられ、中でもリチウム化合物が好ましい。
Specific examples of the group 1 metal compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, cesium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium hydrogen carbonate, cesium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and carbonic acid. Potassium, lithium carbonate, cesium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate, cesium acetate, sodium stearate, potassium stearate, lithium stearate, cesium stearate, sodium borohydride, potassium borohydride, lithium borohydride Cesium borohydride, sodium borohydride, potassium borohydride, lithium phenyl borohydride, cesium phenyl borohydride, sodium benzoate, potassium benzoate, lithium benzoate, cesium benzoate, phosphorus 2 sodium hydrogen, 2 potassium hydrogen phosphate, 2 lithium hydrogen phosphate, 2 cesium hydrogen phosphate, 2 sodium phenyl phosphate, 2 potassium phenyl phosphate, 2 lithium phenyl phosphate, 2 cesium phenyl phosphate, sodium, potassium, Examples thereof include lithium, cesium alcoholate, phenolate, bisphenol A disodium salt, 2 potassium salt, 2 lithium salt, 2 cesium salt, etc. Among them, lithium compounds are preferred.
また、具体的な前記の2族金属化合物としては、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、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ストロンチウム等が挙げられ、重縮合活性と得られるポリカーボネート樹脂の色相の観点から、中でもマグネシウム化合物、カルシウム化合物、バリウム化合物が好ましい。 Specific examples of the Group 2 metal compound include calcium hydroxide, barium hydroxide, magnesium hydroxide, strontium hydroxide, calcium hydrogen carbonate, barium hydrogen carbonate, magnesium hydrogen carbonate, strontium hydrogen carbonate, calcium carbonate. , Barium carbonate, magnesium carbonate, strontium carbonate, calcium acetate, barium acetate, magnesium acetate, strontium acetate, calcium stearate, barium stearate, magnesium stearate, strontium stearate, and the like. From the viewpoint of hue, among them, a magnesium compound, a calcium compound, and a barium compound are preferable.
なお、前記の1族金属化合物及び/又は2族金属化合物と共に、補助的に、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、アミン系化合物等の塩基性化合物を併用することも可能であるが、重縮合反応中に揮発してトラブルの原因となる可能性があるため、1族金属化合物及び/又は2族金属化合物のみを使用することが特に好ましい。 In addition, a basic compound such as a basic boron compound, a basic phosphorus compound, a basic ammonium compound, and an amine compound can be used in combination with the aforementioned Group 1 metal compound and / or Group 2 metal compound. However, since it may volatilize during the polycondensation reaction and cause trouble, it is particularly preferable to use only the Group 1 metal compound and / or the Group 2 metal compound.
前記の併用可能な塩基性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のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩、あるいはストロンチウム塩等が挙げられる。 Examples of the basic boron compound that can be used in combination include tetramethylboron, tetraethylboron, tetrapropylboron, tetrabutylboron, trimethylethylboron, trimethylbenzylboron, trimethylphenylboron, triethylmethylboron, triethylbenzylboron, and triethyl. Sodium salt, potassium salt, lithium salt, calcium salt, barium salt, magnesium salt, such as phenyl boron, tributyl benzyl boron, tributyl phenyl boron, tetraphenyl boron, benzyl triphenyl boron, methyl triphenyl boron, butyl triphenyl boron, or Examples include strontium salts.
前記の併用可能な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、あるいは四級ホスホニウム塩等が挙げられる。 Examples of the basic phosphorus compound that can be used in combination include triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, triisopropylphosphine, tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, tributylphosphine, or a quaternary phosphonium salt. It is done.
前記の併用可能な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。 Examples of the basic ammonium compound that can be used in combination include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, and trimethyl. Phenylammonium hydroxide, triethylmethylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, triethylphenylammonium hydroxide, tributylbenzylammonium hydroxide, tributylphenylammonium hydroxide, tetraphenylammonium hydroxide, benzyltriphenylammonium hydroxide, methyltrimethyl Phenyla Mode onium hydroxide, butyl triphenyl ammonium hydroxide, and the like.
前記の併用可能な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。 Examples of the amine compound that can be used in combination include 4-aminopyridine, 2-aminopyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, 4-diethylaminopyridine, 2-hydroxypyridine, 2-methoxypyridine, 4 -Methoxypyridine, 2-dimethylaminoimidazole, 2-methoxyimidazole, imidazole, 2-mercaptoimidazole, 2-methylimidazole, aminoquinoline and the like.
前記触媒の使用量は、用いた全ジヒドロキシ化合物1mol当たり0.1μmol〜500μmolがよく、好ましくは0.5μmol〜300μmolであり、より好ましくは0.5μmol〜200μmol、更に好ましくは0.5μmol〜100μmol、特に好ましくは1μmol〜50μmolである。中でも長周期型周期表第2族の金属及びリチウムから選ばれる少なくとも1種の金属化合物を用いる場合、用いた全ジヒドロキシ化合物1mol当たり、金属量として、通常、0.1μmol以上、好ましくは1μmol以上、特に好ましくは10μmol以上とする。また上限としては、通常500μmol、好ましくは300μmol、さらに好ましくは200μmol、特に好ましくは100μmol、中でも50μmolが好適である。 The amount of the catalyst used is preferably 0.1 μmol to 500 μmol, preferably 0.5 μmol to 300 μmol, more preferably 0.5 μmol to 200 μmol, still more preferably 0.5 μmol to 100 μmol, per 1 mol of all dihydroxy compounds used. Especially preferably, it is 1 micromol-50 micromol. Among them, when using at least one metal compound selected from the metals of Group 2 of the long-period periodic table and lithium, the amount of metal is usually 0.1 μmol or more, preferably 1 μmol or more, per 1 mol of all dihydroxy compounds used. Particularly preferably, it is 10 μmol or more. Further, the upper limit is usually 500 μmol, preferably 300 μmol, more preferably 200 μmol, particularly preferably 100 μmol, and particularly preferably 50 μmol.
前記触媒の使用量が少なすぎると、重縮合反応が進行し難くなり、所望の分子量のポリカーボネート樹脂が得られなくなる可能性がある。一方、前記触媒の使用量が多すぎると、望まざる副反応によって得られるポリカーボネート樹脂の色相を悪化させたり、異物の原因になったりする可能性がある。なお、ポリカーボネート樹脂中の金属量は、湿式灰化などの方法でポリカーボネート樹脂中の金属を回収した後、原子発光、原子吸光、Inductively Coupled Plasma(ICP)等の方法を使用して測定することが出来る。 If the amount of the catalyst used is too small, the polycondensation reaction will not proceed easily, and a polycarbonate resin having a desired molecular weight may not be obtained. On the other hand, if the amount of the catalyst used is too large, the hue of the polycarbonate resin obtained by an undesired side reaction may be deteriorated or foreign matter may be caused. The amount of metal in the polycarbonate resin can be measured using a method such as atomic emission, atomic absorption, Inductively Coupled Plasma (ICP) after recovering the metal in the polycarbonate resin by a method such as wet ashing. I can do it.
本発明の方法において、前記のジヒドロキシ化合物と前記の炭酸ジエステルとを重縮合させてポリカーボネート樹脂を得る方法は、上述の触媒存在下、複数の反応槽を用いて多段階で実施されるとよい。反応の形式は、バッチ式、連続式、あるいはバッチ式と連続式の組み合わせのいずれの方法でもよい。中でも品質の安定化の観点からは連続式が好ましい。重縮合初期においては、相対的に低温、低真空でプレポリマーを得、重縮合後期においては相対的に高温、高真空で所定の値まで分子量を上昇させることが好ましいが、各分子量段階でのジャケット温度と内温、反応系内の圧力を適切に選択することが色相や熱安定性の観点から重要である。例えば、重縮合反応が所定の値に到達する前に温度、圧力のどちらか一方でも早く変化させすぎると、未反応のモノマーが留出し、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルのモル比率を狂わせ、重縮合速度の低下を招いたり、所定の分子量や末端基を持つポリマーが得られなかったりして結果的に本願発明の目的を達成することができない可能性がある。 In the method of the present invention, the method of obtaining a polycarbonate resin by polycondensation of the dihydroxy compound and the carbonic acid diester may be carried out in multiple stages using a plurality of reaction vessels in the presence of the catalyst. The type of reaction may be any of batch type, continuous type, or a combination of batch type and continuous type. Among these, the continuous type is preferable from the viewpoint of stabilizing the quality. In the initial stage of polycondensation, it is preferable to obtain a prepolymer at a relatively low temperature and low vacuum, and in the latter stage of polycondensation, it is preferable to increase the molecular weight to a predetermined value at a relatively high temperature and high vacuum. It is important from the viewpoint of hue and thermal stability to appropriately select the jacket temperature and internal temperature, and the pressure in the reaction system. For example, if either the temperature or the pressure is changed too quickly before the polycondensation reaction reaches a predetermined value, the unreacted monomer will be distilled, causing the molar ratio of the dihydroxy compound and the carbonic acid diester to change, and the polycondensation rate Or a polymer having a predetermined molecular weight or terminal group cannot be obtained, and as a result, the object of the present invention may not be achieved.
更には、留出する未反応モノマー(ジヒドロキシ化合物や炭酸ジエステル)の量を抑制するために、重縮合反応槽に還流冷却器を用いることは有効であり、特に未反応モノマー成分が多い重縮合初期の反応槽でその効果は大きい。還流冷却器に導入される冷媒の温度は使用するモノマーに応じて適宜選択することができるが、通常、還流冷却器に導入される冷媒の温度は該還流冷却器の入口において45〜180℃であり、好ましくは、80〜150℃、特に好ましくは100〜140℃である。冷媒の温度が高すぎると還流量が減り、その効果が低下し、逆に低すぎると、本来留去すべきモノヒドロキシ化合物の留去効率が低下する傾向にある。冷媒としては、温水、蒸気、熱媒オイル等が用いられ、蒸気、熱媒オイルが好ましい。 Furthermore, it is effective to use a reflux condenser in the polycondensation reaction tank in order to suppress the amount of unreacted monomer (dihydroxy compound or carbonic acid diester) that is distilled off. The effect is great in this reaction tank. The temperature of the refrigerant introduced into the reflux condenser can be appropriately selected according to the monomer used, but the temperature of the refrigerant introduced into the reflux condenser is usually 45 to 180 ° C. at the inlet of the reflux condenser. Yes, preferably 80 to 150 ° C, particularly preferably 100 to 140 ° C. If the temperature of the refrigerant is too high, the amount of reflux decreases and the effect is reduced. On the other hand, if the temperature is too low, the distillation efficiency of the monohydroxy compound that should be distilled off tends to decrease. As the refrigerant, hot water, steam, heat medium oil or the like is used, and steam or heat medium oil is preferable.
前記重縮合反応の速度を適切に維持し、モノマーの留出を抑制しながら、最終的なポリカーボネート樹脂の異物発生を抑制し、色相や熱安定性を損なわないようにするためには、前述の触媒の種類と量の選定が重要である。触媒活性が低かったり、量が少なかったりすると未反応のモノマーが多い状態で、圧力の低い状態に曝されるため、相対的に揮発し易いモノマーがより多く揮散し、結果として末端基のバランスが崩れ、重縮合反応が停止してしまう可能性がある。触媒の量が多いと前述のように、得られたポリカーボネート樹脂の熱安定性の低下や、色相の悪化を招く可能性がある。 In order to maintain the speed of the polycondensation reaction appropriately, suppress the distillation of the monomer, suppress the occurrence of foreign matter in the final polycarbonate resin, and prevent the hue and thermal stability from being impaired. The selection of the type and amount of catalyst is important. If the catalyst activity is low or the amount is low, the amount of unreacted monomer is large and the pressure is exposed to a low pressure. It may collapse and the polycondensation reaction may stop. When the amount of the catalyst is large, as described above, there is a possibility that the thermal stability of the obtained polycarbonate resin is lowered and the hue is deteriorated.
本発明では、前記の触媒を用いて、複数の反応槽を用いて多段階で重縮合させて製造す
ることが好ましい。重縮合を複数の反応槽で実施する理由は、重縮合反応初期においては、反応液中に含まれるモノマーが多いために、必要な重縮合速度を維持しつつ、モノマーの揮散を抑制してやることが重要であり、重縮合反応後期においては、平衡をポリマー生成側にシフトさせるために、副生するモノヒドロキシ化合物を十分留去させることが重要になり、初期と後期では望ましい重縮合反応条件が異なるためである。このように、異なった重縮合反応条件を設定するには、直列に配置された複数の重縮合反応槽を用いることが、生産効率の観点から好ましい。
In the present invention, the catalyst is preferably used for polycondensation in multiple stages using a plurality of reaction vessels. The reason for carrying out polycondensation in a plurality of reaction vessels is that at the initial stage of the polycondensation reaction, the amount of monomer contained in the reaction solution is large, so that the volatilization of the monomer can be suppressed while maintaining the necessary polycondensation rate. In the latter stage of the polycondensation reaction, in order to shift the equilibrium to the polymer production side, it is important to sufficiently distill off the by-produced monohydroxy compound, and desirable polycondensation reaction conditions differ between the initial stage and the later stage. Because. Thus, in order to set different polycondensation reaction conditions, it is preferable from the viewpoint of production efficiency to use a plurality of polycondensation reaction tanks arranged in series.
本発明で前記重縮合の際に使用される反応槽は、上述の通り、少なくとも2つ以上であればよいが、生産効率などの観点からは、3つ以上、好ましくは3〜5つ、特に好ましくは、4つである。本発明において、反応槽が2つ以上であれば、それぞれの反応槽中で、条件の異なる反応条件を設定することができ、それぞれの反応槽で連続的に温度・圧力を変えていくなどしてもよい。 As described above, the reaction tank used in the polycondensation in the present invention may be at least two or more, but from the viewpoint of production efficiency, etc., three or more, preferably 3 to 5, particularly Preferably, there are four. In the present invention, if there are two or more reaction vessels, different reaction conditions can be set in each reaction vessel, and the temperature and pressure are continuously changed in each reaction vessel. May be.
本発明において、前記の重縮合触媒は原料調製槽、原料貯槽に添加することもできるし、重縮合反応槽に直接添加することもできるが、供給の安定性、重縮合の制御の観点からは、重縮合反応槽に供給される前の原料配管の途中に触媒供給配管を設置するとよく、好ましくは水溶液で供給する。
前記重縮合反応の温度は、低すぎると生産性の低下や製品への熱履歴の増大を招き、高すぎるとモノマーの揮散を招くだけでなく、ポリカーボネート樹脂の分解や着色を助長する可能性がある。
In the present invention, the polycondensation catalyst can be added to the raw material preparation tank and the raw material storage tank, or can be added directly to the polycondensation reaction tank, but from the viewpoint of supply stability and control of polycondensation. The catalyst supply pipe may be installed in the middle of the raw material pipe before being supplied to the polycondensation reaction tank, and preferably supplied as an aqueous solution.
If the temperature of the polycondensation reaction is too low, it causes a decrease in productivity and an increase in the thermal history of the product, and if it is too high, it not only causes evaporation of the monomer, but also may promote decomposition and coloring of the polycarbonate resin. is there.
具体的な前記温度は次の通りである。第1段目の反応は、重縮合反応槽の内温の最高温度として、130〜270℃がよく、好ましくは160〜250℃、更に好ましくは180〜230℃で、110〜1kPaがよく、好ましくは70〜5kPa、更に好ましくは30〜10kPa(絶対圧力)の圧力下、0.1〜10時間、好ましくは0.5〜3時間、副生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ留去しながら実施される。本発明における第1段目の反応とは、重縮合反応全体を通じて留出するモノヒドロキシ化合物の5重量%以上が留出する反応槽の中で、プロセスの最上流にある反応槽での反応を指す。 The specific temperature is as follows. In the first stage reaction, the maximum internal temperature of the polycondensation reaction tank is preferably 130 to 270 ° C, preferably 160 to 250 ° C, more preferably 180 to 230 ° C, and preferably 110 to 1 kPa, preferably Is 70 to 5 kPa, more preferably 30 to 10 kPa (absolute pressure) for 0.1 to 10 hours, preferably 0.5 to 3 hours, while distilling off the by-produced monohydroxy compound out of the reaction system. To be implemented. The reaction in the first stage in the present invention is the reaction in the reaction tank in the uppermost stream of the process in the reaction tank in which 5% by weight or more of the monohydroxy compound distilled through the entire polycondensation reaction is distilled. Point to.
第2段目以降は、反応系の圧力を第1段目の圧力から徐々に下げ、引き続き発生するモノヒドロキシ化合物を反応系外へ除きながら、最終的には反応系の圧力(絶対圧力)を5kPa以下、好ましくは3kPa以下、特に好ましくは1kPa以下にして、210℃以上、好ましくは220℃以上、290℃以下、好ましくは280℃以下、更に好ましくは270℃以下で、通常0.1〜10時間、好ましくは、1〜6時間、特に好ましくは0.5〜3時間行う。 In the second and subsequent stages, the pressure in the reaction system is gradually reduced from the pressure in the first stage, and the monohydroxy compound that is subsequently generated is removed from the reaction system. 5 kPa or less, preferably 3 kPa or less, particularly preferably 1 kPa or less, 210 ° C. or higher, preferably 220 ° C. or higher, 290 ° C. or lower, preferably 280 ° C. or lower, more preferably 270 ° C. or lower, usually 0.1 to 10 Time, preferably 1 to 6 hours, particularly preferably 0.5 to 3 hours.
特にポリカーボネート樹脂の着色や熱劣化を抑制し、色相や熱安定性の良好なポリカーボネート樹脂を得るには、全反応段階における内温の最高温度が280℃以下、好ましくは270℃以下であることが好ましい。ここでいう内温とはプロセス液の温度を示し、通常、反応槽に具備された熱電対等を用いた温度計によって測定される。また、重縮合反応後段の重縮合速度の低下を抑止し、熱履歴による劣化を最小限に抑えるためには、重縮合の最終段階でプラグフロー性と界面更新性に優れた横型反応槽を使用することが好ましい。所定の分子量のポリカーボネート樹脂を得るために、重縮合温度を高く、重縮合時間を長くし過ぎると、色相を表すイエローネスインデックス(YI)値は大きくなる傾向にある。 In particular, in order to suppress the coloring and thermal deterioration of the polycarbonate resin and obtain a polycarbonate resin having a good hue and thermal stability, the maximum internal temperature in all reaction stages is 280 ° C. or lower, preferably 270 ° C. or lower. preferable. The internal temperature here indicates the temperature of the process liquid, and is usually measured by a thermometer using a thermocouple or the like provided in the reaction vessel. In addition, in order to suppress the decrease in the polycondensation rate after the polycondensation reaction and minimize deterioration due to thermal history, a horizontal reaction tank with excellent plug flow and interface renewability is used at the final stage of polycondensation. It is preferable to do. If the polycondensation temperature is increased and the polycondensation time is made too long in order to obtain a polycarbonate resin having a predetermined molecular weight, the yellowness index (YI) value representing the hue tends to increase.
前記の反応中で副生され留去したモノヒドロキシ化合物は、資源有効活用の観点から、燃料や化学品の原料として用いることが好ましい。特には必要に応じ精製を行った後、炭酸ジエステルやビスフェノール化合物等の原料として再利用することが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂の製造方法では、上述の重縮合反応を行った後、金属不織布からなる濾材を有するフィルターを用いて得られたポリカーボネート樹脂を濾過する。中でもポリカーボネート樹脂中に含まれる低分子量成分の除去や、熱安定剤等の添加混練を同時に実施するため、重縮合で得られたポリカーボネート樹脂を押出機に導入し、次いで押出機から排出されたポリカーボネート樹脂を、前記フィルターを用いて濾過することが好ましい。
The monohydroxy compound distilled off as a by-product in the reaction is preferably used as a raw material for fuels and chemicals from the viewpoint of effective utilization of resources. In particular, after purification as necessary, it is preferably reused as a raw material for carbonic acid diesters, bisphenol compounds and the like.
In the method for producing a polycarbonate resin of the present invention, after the above polycondensation reaction is performed, the polycarbonate resin obtained using a filter having a filter medium made of a metal nonwoven fabric is filtered. In particular, the polycarbonate resin obtained by polycondensation is introduced into the extruder and then discharged from the extruder in order to simultaneously remove the low molecular weight components contained in the polycarbonate resin and add and knead the heat stabilizer and the like. It is preferable to filter the resin using the filter.
前記のようにして重縮合で得られたポリカーボネート樹脂を、前記フィルターを用いて濾過する方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
濾過に必要な圧力を発生させるために、最終重縮合反応槽からギヤポンプやスクリュー等を用いて溶融状態でポリカーボネート樹脂を抜き出し、前記フィルターで濾過する方法; 最終重縮合反応槽から溶融状態で一軸または二軸の押出機にポリカーボネート樹脂を供給し、溶融押出しした後、前記フィルターで濾過し、ストランドの形態で冷却固化させて、回転式カッター等でペレット化する方法; 最終重縮合反応槽から固化させることなく溶融状態のままで一軸または二軸の押出機にポリカーボネート樹脂を供給し、溶融押出しした後、一旦ストランドの形態で冷却固化させてペレット化し、該ペレットを再度押出機に導入して前記フィルターで濾過し、ストランドの形態で冷却固化させて、ペレット化する方法;
Examples of the method for filtering the polycarbonate resin obtained by polycondensation as described above using the filter include the following methods.
In order to generate the pressure necessary for filtration, a polycarbonate resin is extracted from the final polycondensation reaction tank in a molten state using a gear pump or a screw, and filtered through the filter; A method in which polycarbonate resin is supplied to a twin-screw extruder, melt extruded, filtered through the filter, cooled and solidified in the form of a strand, and pelletized with a rotary cutter, etc .; solidified from the final polycondensation reaction tank The polycarbonate resin is supplied to a single-screw or twin-screw extruder in a molten state without being melted, melt-extruded, once cooled and solidified in the form of a strand, pelletized, the pellet is introduced again into the extruder, and the filter Filtered through, cooled and solidified in the form of strands, and pelletized;
又は、最終重縮合反応槽から溶融状態でポリカーボネート樹脂を抜き出し、押出機を通さずにストランドの形態で冷却固化させて一旦ペレット化させた後に、一軸または二軸の押出機にペレットを供給し、溶融押出しした後、前記フィルターで濾過し、ストランドの形態で冷却固化させてペレット化させる方法;等である。
中でも熱履歴を最小限に抑え、色相の悪化や分子量の低下等、熱劣化を抑制し、外部からの異物の混入を防ぐには、最終重縮合反応槽から固化させることなく溶融状態のまま一軸または二軸の押出機に樹脂を供給し、溶融押出しした後、ギヤポンプを用いて前記フィルターに供給、濾過し、ダイスから吐出させてストランドの形態で冷却固化させて、回転式カッター等でペレット化する方法が好ましい。
Alternatively, the polycarbonate resin is extracted from the final polycondensation reaction tank in a molten state, cooled and solidified in the form of a strand without passing through an extruder, and once pelletized, then the pellets are supplied to a single or twin screw extruder, After melt extrusion, the mixture is filtered through the filter, cooled and solidified in the form of strands, and pelletized.
Above all, to minimize thermal history, suppress thermal deterioration such as deterioration of hue and molecular weight, and prevent contamination by foreign substances from the outside, it is uniaxial in the molten state without solidifying from the final polycondensation reaction tank. Alternatively, after supplying resin to a twin-screw extruder and melt-extruding it, it is supplied to the filter using a gear pump, filtered, discharged from a die, cooled and solidified in the form of a strand, and pelletized with a rotary cutter, etc. Is preferred.
前記押出機の形態は限定されるものではないが、一軸または二軸の押出機が用いられる。中でも後述の脱揮性能の向上や添加剤の均一な混練のためには、二軸の押出機が好ましい。この場合、軸の回転方向は異方向であっても同方向であってもよいが、混練性能の観点からは同方向が好ましい。押出機の使用により前記フィルターへのポリカーボネート樹脂の供給を安定させることができる。 Although the form of the extruder is not limited, a single-screw or twin-screw extruder is used. Among them, a twin screw extruder is preferable for improving the devolatilization performance described later and for uniform kneading of the additive. In this case, the rotation direction of the shaft may be different or the same, but the same direction is preferable from the viewpoint of kneading performance. Use of an extruder can stabilize the supply of polycarbonate resin to the filter.
また、上記の通り重縮合させて得られたポリカーボネート樹脂中には、色相や熱安定性、さらにはブリードアウト等により製品に悪影響を与える可能性のある原料モノマー、エステル交換反応で副生するモノヒドロキシ化合物、ポリカーボネートオリゴマー等の低分子量化合物が残存していることが多いが、前記押出機としてベント口を有するものを用い、好ましくはベント口から真空ポンプ等を用いて減圧にすることにより、これらを脱揮除去することも可能である。また、前記押出機内に水等の揮発性液体を導入して、脱揮を促進することもできる。ベント口は1つであっても複数であってもよいが、好ましくは2つ以上である。
さらに、前記押出機を用いて後述する熱安定剤、離型剤、着色剤等の添加剤を混練することもできる。
In addition, in the polycarbonate resin obtained by polycondensation as described above, hue, heat stability, raw material monomers that may adversely affect the product due to bleed-out, etc. Low molecular weight compounds such as hydroxy compounds and polycarbonate oligomers often remain, but those having a vent port as the extruder are preferably used by reducing the pressure from the vent port using a vacuum pump or the like. It is also possible to devolatilize and remove. Moreover, volatile liquids, such as water, can be introduce | transduced in the said extruder, and devolatilization can also be accelerated | stimulated. The number of vent ports may be one or plural, but preferably two or more.
Furthermore, additives such as a thermal stabilizer, a release agent, and a colorant, which will be described later, can be kneaded using the extruder.
本発明のポリカーボネート樹脂中の前記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造は、熱安定性が悪く、温度が高いとゲルやヤケと言われる異物に変化し易い。特に全体のポリカーボネート樹脂の温度が低くても、局所的に熱がかかった場合は、その部分で選択的にゲルやヤケが生成し、最終的にはポリカーボネート樹脂全体の品質を悪化さ
せて、著しく商品価値を落とすため、押出機内でのポリカーボネート樹脂の局所加熱を抑制することが重要である。このようなゲルやヤケの発生を抑え、熱分解による分子量低下や色相の悪化を抑制するために、押出機に備えられた軸(以下、スクリューと呼ぶことがある)の周速は、通常1.0m/秒以下、好ましくは0.6m/秒以下、特に好ましくは0.4m/秒以下である。一方、周速が小さくなりすぎると、真空脱揮時のベントアップを招いたり、脱揮性能や添加剤の分散性能が低下させたりする傾向があるため、通常0.05m/秒以上、好ましくは0.1m/秒以上である。前記スクリューの周速が上記範囲を超えると、ポリカーボネート樹脂の剪断発熱が大きくなり、スクリューとバレルの距離が近い狭窄した部分で局所的な発熱が起き、上記ゲルやヤケの発生を招いたり、熱分解による分子量低下や色相の悪化を招いたりする傾向にある。一方、前記スクリューの周速が小さすぎると、脱揮性能の悪化や、添加剤の混練性能の悪化を招くことがあり、更にベント口から真空に引いて脱揮させる場合には、ベント口への樹脂のはみ出し(ベントアップ)が起こり易くなり、ゲルやヤケの発生原因となる。
The structure derived from the dihydroxy compound represented by the above formula (1) in the polycarbonate resin of the present invention is poor in thermal stability and easily changes to a foreign substance called gel or burn when the temperature is high. In particular, even when the temperature of the entire polycarbonate resin is low, if heat is applied locally, gel or burns are selectively generated in that part, eventually deteriorating the overall quality of the polycarbonate resin, In order to reduce the commercial value, it is important to suppress local heating of the polycarbonate resin in the extruder. In order to suppress the generation of such gels and burns, and to suppress the decrease in molecular weight and hue due to thermal decomposition, the peripheral speed of a shaft (hereinafter sometimes referred to as a screw) provided in the extruder is usually 1 0.0 m / sec or less, preferably 0.6 m / sec or less, particularly preferably 0.4 m / sec or less. On the other hand, if the peripheral speed becomes too low, venting up during vacuum devolatilization tends to occur, and devolatilization performance and additive dispersion performance tend to be lowered. Therefore, usually 0.05 m / second or more, preferably It is 0.1 m / second or more. When the peripheral speed of the screw exceeds the above range, the shear heat generation of the polycarbonate resin increases, and local heat generation occurs in a constricted portion where the distance between the screw and the barrel is close, leading to generation of the gel and burns, It tends to cause a decrease in molecular weight and a deterioration in hue due to decomposition. On the other hand, if the peripheral speed of the screw is too small, the devolatilization performance may deteriorate and the additive kneading performance may deteriorate. Extrusion (bent-up) of the resin tends to occur, causing gel and burns.
通常、押出機のスクリューは、様々な機能を持たせるために、複数のエレメント(スクリューエレメント)から構成されており、一般的には、主に樹脂の搬送を目的とした螺旋ねじ(フライト)のみからなるフルフライト、樹脂の混練を目的としたニーディングディスク、樹脂のシールを目的としたシールリング等から構成され、目的に応じて樹脂の搬送方向と逆方向にねじを配した逆フライトや逆ニーディングディスクも用いられる。またねじの切り方によって二条型、三条型があるが、本発明においては、前記押出機のスクリュー径に対して処理量が大きく取れ、スクリュー回転により発生する剪断発熱を抑制できる二条型の深溝タイプが好ましい。 Usually, the screw of an extruder is composed of a plurality of elements (screw elements) in order to give various functions, and generally only a spiral screw (flight) mainly for the purpose of transporting resin. Consists of full flight, kneading disc for resin kneading, seal ring for resin sealing, etc., depending on the purpose, reverse flight or reverse flight with screws arranged in the direction opposite to the resin transport direction A kneading disc is also used. There are two- and three-row types depending on how the screw is cut. In the present invention, a double-row type deep groove type that can take a large amount of processing with respect to the screw diameter of the extruder and can suppress shearing heat generated by screw rotation. Is preferred.
本発明においては、これらスクリューエレメントの構成は限定されるものではないが、ニーディングディスクを有するものであることが好ましく、中でも該ニーディングディスクの合計の長さが、スクリュー全体の長さの20%以下であることが好ましく、より好ましくは15%以下、最も好ましくは10%以下である。該ニーディングディスクの合計の長さが長すぎると、樹脂の剪断による局所的な発熱が増大し、ポリカーボネート樹脂の色相の悪化や分子量の低下という問題が生じやすくなる。一方、該ニーディングディスクの合計の長さが短すぎると、上述した脱揮や添加剤の混練時の性能が低下する可能性があるため、該ニーディングディスクの合計の長さがスクリュー全体の長さの3%以上であることが好ましく、5%以上がより好ましい。 In the present invention, the configuration of these screw elements is not limited, but it is preferable to have a kneading disk. Among them, the total length of the kneading disk is 20% of the total length of the screw. % Or less, more preferably 15% or less, and most preferably 10% or less. If the total length of the kneading disk is too long, local heat generation due to the shearing of the resin increases, and problems such as deterioration of the hue and molecular weight of the polycarbonate resin tend to occur. On the other hand, if the total length of the kneading disk is too short, the performance at the time of devolatilization and kneading of the additive may be deteriorated. It is preferably 3% or more of the length, and more preferably 5% or more.
前記ニーディングディスクとしては、樹脂の搬送方向に対して順送り型、直交型、逆送り型があるが、使用される樹脂の粘度や要求される性能に応じて適宜選択することができる。
前記スクリューエレメントの材質としては、表面のニッケル等の含有量を高くして鉄含有量を低く抑えたり、TiNやCrNで表面硬度を高める処理を施したりすることが好ましい。
The kneading disk includes a forward feed type, an orthogonal type, and a reverse feed type with respect to the resin transport direction, and can be appropriately selected according to the viscosity of the resin used and the required performance.
As the material of the screw element, it is preferable to increase the surface nickel content or the like to keep the iron content low, or to treat the surface hardness with TiN or CrN.
本発明においては、前記押出機で1時間当たりに押し出す樹脂の重量をW(kg/h)、前記押出機のバレルの断面積をS(m2)とした場合に、下記式(7)を満たすことが好ましい。
12000 ≦ W/S ≦ 60000 ・・・(7)
W/Sが小さ過ぎると、処理するポリカーボネート樹脂量に対して押出機の大きさが過大になるだけでなく、押出機内での滞留時間が増大し、ポリカーボネート樹脂の分子量低下や着色等の劣化を招いたり、ゲルやヤケの発生を招いたりする可能性があるため、その下限は好ましくは15000、更に好ましくは20000、特に好ましくは25000である。一方、大き過ぎると、押出機の大きさに対し過大なポリカーボネート樹脂が供給され、脱揮効率の低下、剪断発熱によるポリカーボネート樹脂の劣化やゲルやヤケの発生を
招く可能性があるため、その上限は、好ましくは50000、更に好ましくは40000、特に好ましくは35000である。
In the present invention, when the weight of the resin extruded per hour by the extruder is W (kg / h) and the sectional area of the barrel of the extruder is S (m 2 ), the following formula (7) is satisfied. It is preferable to satisfy.
12000 ≦ W / S ≦ 60000 (7)
If W / S is too small, not only will the size of the extruder be excessive with respect to the amount of polycarbonate resin to be processed, but also the residence time in the extruder will increase, reducing the molecular weight of the polycarbonate resin and deterioration such as coloring. The lower limit is preferably 15000, more preferably 20000, and particularly preferably 25000, since it may cause gelation or generation of gel or burn. On the other hand, if it is too large, an excessive amount of polycarbonate resin will be supplied with respect to the size of the extruder, which may lead to a decrease in devolatilization efficiency, deterioration of polycarbonate resin due to shearing heat generation, and generation of gel and burns. Is preferably 50000, more preferably 40000, and particularly preferably 35000.
本発明において、前記押出機に溶融状態のままでポリカーボネート樹脂を供給する場合の樹脂の温度は200℃以上であることが好ましく、中でも210℃以上、特には220℃以上が好適である。またその上限は、300℃以下であることが好ましく、中でも290℃以下、特には280℃以下であることが好ましい。前記押出機に供給するポリカーボネート樹脂の温度が低すぎると、ポリカーボネート樹脂の溶融粘度が高くなり過ぎて供給が不安定になったり、押出機の駆動モーターの負荷が過大となり、前記式(7)を満たせなくなったりする可能性があるだけでなく、押出機内での剪断発熱が大きくなりポリカーボネート樹脂の劣化やゲルやヤケ等の発生を招く可能性がある。一方、該温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化が起こりやすくなり、色相の悪化や、分子量の低下、ゲルやヤケ等の発生を招く傾向がある。 In the present invention, the temperature of the resin when the polycarbonate resin is supplied in the molten state to the extruder is preferably 200 ° C. or higher, and particularly preferably 210 ° C. or higher, particularly 220 ° C. or higher. Further, the upper limit is preferably 300 ° C. or less, more preferably 290 ° C. or less, and particularly preferably 280 ° C. or less. If the temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder is too low, the melt viscosity of the polycarbonate resin becomes too high and the supply becomes unstable, or the load of the drive motor of the extruder becomes excessive, and the equation (7) In addition to the possibility of not being able to satisfy, there is a possibility that shear heat generation in the extruder becomes large, which causes deterioration of the polycarbonate resin and generation of gel or burns. On the other hand, when the temperature is too high, the polycarbonate resin is likely to be deteriorated, and there is a tendency that the hue is deteriorated, the molecular weight is decreased, and gel or burn is generated.
前記押出機へ供給するポリカーボネート樹脂の温度は、最終重縮合反応槽の内温を制御する他、押出機へポリカーボネート樹脂を供給する配管の温度を制御したり、熱交換器を設ける等の方法で制御することができる。
さらに本発明において、前記押出機から排出され、フィルターに供給されるポリカーボネート樹脂の温度は、通常300℃以下、好ましくは290℃以下、より好ましくは280℃以下にするのが好ましい。前記押出機から排出されたポリカーボネート樹脂の温度が高くなりすぎると、ポリカーボネート樹脂の劣化が起こりやすくなり、色相の悪化や、分子量の低下、ゲルやヤケの発生を招く傾向がある。また逆に、押出機から排出されるポリカーボネート樹脂の温度が低くなりすぎると、ポリカーボネート樹脂の溶融粘度が高く、押出機への負荷が大きくなり、スクリュー回転が不安定になったり、モーターの過負荷を招いたりするだけでなく、フィルター前後での圧力損失が大きくなりすぎることがあるため、好ましくは220℃以上、より好ましくは230℃以上、特に好ましくは240℃以上である。通常、押出機ではスクリューの回転に伴う樹脂の剪断による発熱があり、一般的には供給されるポリカーボネート樹脂の温度より排出されるポリカーボネート樹脂の温度の方が高くなる傾向にあり、特にポリカーボネート樹脂の分子量が高く溶融粘度が高い場合にこの傾向は顕著となる。ポリカーボネート樹脂の温度を上げれば溶融粘度は低下し、その分剪断発熱は抑えられる傾向にあるが、ポリカーボネート樹脂の温度自体が高ければ劣化が起こりやすくなり、色相の悪化や、分子量の低下、ゲルやヤケの発生を招く傾向があるため、熱安定性に劣る高粘度のポリカーボネート樹脂の劣化を防ぎ、押出や濾過を行うことは容易ではない。
The temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder is controlled by controlling the internal temperature of the final polycondensation reaction tank, controlling the temperature of the piping for supplying the polycarbonate resin to the extruder, or providing a heat exchanger. Can be controlled.
In the present invention, the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder and supplied to the filter is usually 300 ° C. or lower, preferably 290 ° C. or lower, more preferably 280 ° C. or lower. When the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder becomes too high, the polycarbonate resin is likely to be deteriorated, and there is a tendency that the hue is deteriorated, the molecular weight is decreased, and gel and burn are generated. Conversely, if the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder becomes too low, the melt viscosity of the polycarbonate resin is high, the load on the extruder increases, screw rotation becomes unstable, and the motor is overloaded. In addition, the pressure loss before and after the filter may become too large, so that the temperature is preferably 220 ° C. or higher, more preferably 230 ° C. or higher, and particularly preferably 240 ° C. or higher. Usually, in an extruder, heat is generated by shearing of the resin accompanying the rotation of the screw, and generally the temperature of the discharged polycarbonate resin tends to be higher than the temperature of the supplied polycarbonate resin. This tendency becomes significant when the molecular weight is high and the melt viscosity is high. Increasing the temperature of the polycarbonate resin tends to lower the melt viscosity, and the shear heat generation tends to be suppressed.However, the higher the temperature of the polycarbonate resin, the more likely it is to deteriorate, and the deterioration of the hue, molecular weight, gel, Since there is a tendency to cause burns, it is not easy to perform extrusion or filtration by preventing deterioration of a high-viscosity polycarbonate resin having poor thermal stability.
本発明における前記押出機から排出され、フィルターに供給されるポリカーボネート樹脂の温度とは、押出機とフィルター部、好ましくは後述するフィルターユニット部の間に温度計を装着して測定した温度を言う。
前記押出機から排出されたポリカーボネート樹脂の温度は、通常、供給されるポリカーボネート樹脂の温度や、バレル(別名シリンダーとも呼ぶことがある)に付帯するヒーターの温度で制御するが、ポリカーボネート樹脂の前記押出機への供給量や押出機のスクリュー回転数によっても変わることがあるため、これらの条件も合わせて制御することが好ましい。
The temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder and supplied to the filter in the present invention refers to a temperature measured by attaching a thermometer between the extruder and the filter unit, preferably a filter unit unit described later.
The temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder is usually controlled by the temperature of the supplied polycarbonate resin or the temperature of a heater attached to a barrel (also referred to as a cylinder). Since it may vary depending on the supply amount to the machine and the screw rotation speed of the extruder, it is preferable to control these conditions together.
前記押出機のバレルは通常、付帯する複数のヒーターを備えており、独立に温度設定できるが、本発明では少なくとも一つのヒーター設定温度が270℃以下であることが好ましく、より好ましくは260℃以下、更に好ましくは240℃以下、特に好ましくは220℃以下である。このようにヒーターを設定することで、それ以上の温度に樹脂が加熱されている場合はそこで冷却されることになり、ポリカーボネート樹脂が熱によって劣化することを抑制する。ヒーターの一部が上記の温度の上限を超えていても本発明は実施可能
であるが、過熱をより徹底して防ぐためには、全てのヒーターが270℃以下であることがより好ましい。
The barrel of the extruder is usually provided with a plurality of attached heaters, and the temperature can be set independently. In the present invention, at least one heater set temperature is preferably 270 ° C. or less, more preferably 260 ° C. or less. More preferably, it is 240 ° C. or less, particularly preferably 220 ° C. or less. By setting the heater in this way, when the resin is heated to a temperature higher than that, it is cooled there, and the polycarbonate resin is prevented from being deteriorated by heat. Although the present invention can be implemented even if a part of the heater exceeds the upper limit of the above temperature, it is more preferable that all the heaters are 270 ° C. or lower in order to prevent overheating more thoroughly.
一方で、過熱を防ぐことを目的として270℃以下に設定するヒーターは、少なくとも100℃以上であることが好ましい。押出機バレルに低温すぎる部分があると、そこでポリカーボネート樹脂がバレルと接触する部分で急冷されて粘度が増大し、剪断発熱が大きくなってかえってポリカーボネート樹脂の劣化を促進したり、スクリューを回転させているモーターの負荷が上がったりする場合がある。ヒーターの設定温度は、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは140℃以上、特に好ましくは160℃以上である。 On the other hand, the heater set to 270 ° C. or lower for the purpose of preventing overheating is preferably at least 100 ° C. or higher. If there is a part that is too cold in the barrel of the extruder, the polycarbonate resin is rapidly cooled at the part where it comes into contact with the barrel, the viscosity increases, and the shear heat generation increases, which in turn accelerates the deterioration of the polycarbonate resin or rotates the screw. The motor load may increase. The set temperature of the heater is more preferably 120 ° C. or higher, further preferably 140 ° C. or higher, and particularly preferably 160 ° C. or higher.
前記押出機中では剪断発熱のため、特に出口に近づくほど、樹脂は高温になりやすい。このため、低温の部分はより出口側にあることが好ましい。すなわち、それぞれのヒーターは、少なくとも1つの組み合わせにおいて、ポリカーボネート樹脂の供給側の隣接するヒーターと同じか、より低い設定温度であることが好ましい。
ただし、急冷しすぎるとポリカーボネート樹脂の粘度が増大して、かえって局所過熱を招くことがあるため、供給側に隣接するヒーターに対する温度差は、50℃以下であることが好ましい。
Due to shear heat generation in the extruder, the resin tends to become hot as it approaches the outlet. For this reason, it is preferable that a low temperature part exists in an exit side more. That is, it is preferable that each heater has the same or lower set temperature as the adjacent heater on the polycarbonate resin supply side in at least one combination.
However, since the viscosity of the polycarbonate resin increases and may cause local overheating if it is excessively cooled, the temperature difference with respect to the heater adjacent to the supply side is preferably 50 ° C. or less.
特に粘度の高いポリカーボネート樹脂では、スクリュー回転による剪断発熱が大きくなり、供給される樹脂の温度に対し、排出される樹脂の温度が上がる傾向にあるため、添加剤の分散、脱揮性能、生産性等を維持しながら該剪断発熱によるポリカーボネート樹脂の劣化を抑制するには、スクリューの回転数や周速とエレメント構成の選択が重要である。
本発明においては、重縮合して得られたポリカーボネート樹脂中のヤケやゲル等の異物を除去するためフィルターで濾過する。中でも、残存モノマーや副生フェノール等を減圧脱揮により除去し、熱安定剤や離型剤等の添加剤を混合するために、本発明のポリカーボネート樹脂を押出機で押出した後、フィルターで濾過することが好ましい。
Especially in the case of polycarbonate resin with high viscosity, shear heat generation due to screw rotation increases, and the temperature of the discharged resin tends to rise with respect to the temperature of the supplied resin. Therefore, dispersion of additives, devolatilization performance, and productivity In order to suppress the deterioration of the polycarbonate resin due to the shear heat generation while maintaining the above, it is important to select the number of rotations of the screw, the peripheral speed, and the element configuration.
In this invention, in order to remove foreign materials, such as a burn and gel in the polycarbonate resin obtained by polycondensation, it filters with a filter. Among them, in order to remove residual monomers, by-product phenol, etc. by vacuum devolatilization, and to mix additives such as heat stabilizers and mold release agents, the polycarbonate resin of the present invention is extruded with an extruder and then filtered with a filter. It is preferable to do.
前記のフィルターの形態としては、キャンドル型、プリーツ型、リーフディスク型等公知のものが使用できるが、中でもフィルターの格納容器に対する濾過面積が大きく取れるリーフディスク型が好ましく、また、濾過面積が大きく取れるようにフィルターを複数組み合わせて用いるのが好ましい。本発明におけるフィルターとは、保持部材(以下、リテイナーとも言うことがある)に、濾材(以下、濾過部材またはメディアと言うことがある)を組合せて構成されたものを意味し、全体をコンパクトにして濾過面積を大きくすると同時に、フィルター閉塞時の交換を容易にするため、前記フィルターを複数枚または複数個並べた形で格納容器に格納されたユニット(フィルターユニットと言うこともある)の形式で用いることが好ましい。また、特に長時間、連続濾過する場合には、複数のフィルターユニットを配置して、閉塞状況に応じて切り替えて使用することが、生産効率向上や運転安定性の面から好ましい。 As the form of the filter, known ones such as a candle type, a pleat type, a leaf disk type can be used. Among them, a leaf disk type that can take a large filtration area with respect to the storage container of the filter is preferable, and a large filtration area can be taken. Thus, it is preferable to use a combination of a plurality of filters. The filter in the present invention means a filter that is configured by combining a holding member (hereinafter also referred to as a retainer) and a filter medium (hereinafter also referred to as a filtration member or a medium). In order to increase the filtration area at the same time, and to facilitate replacement when the filter is closed, in the form of a unit (also referred to as a filter unit) stored in a storage container in the form of a plurality or a plurality of the filters arranged side by side It is preferable to use it. In particular, in the case of continuous filtration for a long time, it is preferable from the viewpoint of improving production efficiency and operating stability that a plurality of filter units are arranged and switched according to the blocking condition.
本発明においては、前記フィルターのメディアは、金属繊維のフェルトを積層した金属不織布であることが必要で、通常使用されるメッシュタイプのフィルターでは、たとえ複数メッシュを組み合わせたとしても、本発明のポリカーボネート樹脂に含まれるゲルやヤケ等の異物を、光学用途に使用できるレベルにまで除去することは困難である。特に不織布を構成する鋼線どうしを焼結させて固定しておくことが、ゲル等のすり抜けを抑制するために好ましい。 In the present invention, the media of the filter needs to be a metal nonwoven fabric in which metal fiber felts are laminated. In a commonly used mesh type filter, even if a plurality of meshes are combined, the polycarbonate of the present invention is used. It is difficult to remove foreign matters such as gels and burns contained in the resin to a level that can be used for optical applications. In particular, it is preferable to sinter and fix steel wires constituting the nonwoven fabric in order to suppress slipping of gels and the like.
本発明においては、前記フィルターの差圧(圧力損失)が小さくなるように、複数の目開きのメディアを重ね合わせ、樹脂の侵入方向から順に目開きが細かくなっていることが好ましく、フィルター表面にゲルを破砕する目的で金属製のパウダーを焼結させたものを使用することもできる。 In the present invention, it is preferable that a plurality of aperture media be overlapped so that the differential pressure (pressure loss) of the filter is reduced, and the apertures become finer in order from the resin intrusion direction. It is also possible to use a sintered metal powder for the purpose of crushing the gel.
本発明において前記フィルターの目開きは、99%の濾過精度として、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、更に好ましくは20μm以下、異物を特に低減させたい場合には15μm以下が好ましいが、目開きが小さくなると前記フィルターでの圧力損失が増大して、前記フィルターの破損を招いたり、剪断発熱によりポリカーボネート樹脂が劣化したりする可能性があるため、99%の濾過精度として、1μm以上であることが好ましい。尚、ここで99%の濾過精度として定義される目開きとは、ISO16889に準拠して決定された下記式(12)で表されるβχ値が100の場合のχの値を言う。 In the present invention, the aperture of the filter is preferably not more than 50 μm, more preferably not more than 30 μm, still more preferably not more than 20 μm, and preferably not more than 15 μm in order to reduce foreign matters. If the opening is reduced, the pressure loss in the filter increases, and the filter may be damaged or the polycarbonate resin may be deteriorated by shearing heat generation. Therefore, the filtration accuracy of 99% is 1 μm or more. It is preferable. Here, the aperture defined as 99% filtration accuracy refers to the value of χ when the βχ value represented by the following formula (12) determined in accordance with ISO 16889 is 100.
βχ=(χμmより大きい1次側の粒子数)/(χμmより大きい2次側の粒子数)・・・(12)
(ここで1次側とはフィルターでの濾過前、2次側とは濾過後を示す)
βχ = (number of particles on the primary side larger than χ μm) / (number of particles on the secondary side larger than χ μm) (12)
(Here, the primary side is before filtration with a filter, and the secondary side is after filtration.)
前記フィルターのリテイナーやメディアの表面の遷移金属、特に鉄成分は、200℃を超える高温での濾過の際に、本発明のポリカーボネート樹脂の劣化や、ゲルやヤケの生成を促進させることがあるため、本発明においては、使用前に330℃以上600℃以下の温度で熱処理をする。この熱処理により、表面を不動態化することが可能となる。熱処理の温度は、好ましくは350℃以上550℃以下、より好ましくは350℃以上500℃以下、特に好ましくは350℃以上450℃以下である。熱処理時間は通常3時間〜200時間、好ましくは5時間〜100時間である。熱処理の温度が低すぎたり、時間が短すぎたりすると不動態の形成が不充分になり、濾過時に本発明のポリカーボネート樹脂の劣化や、ゲルやヤケの生成を促進させることがある。一方、熱処理の温度が高すぎたり、時間が長すぎたりすると、フィルターメディアの損傷が激しくなり、必要な濾過精度が出なくなる可能性がある。本発明の製造方法を適用することによって、Fe含有量が極端に少ない材質のフィルターを用いなくても、SUS304やSUS316等の一般的なステンレス材を用い、異物や着色の低減されたポリカーボネート樹脂を得ることができる。 The transition metal on the surface of the filter retainer and the media, especially the iron component, may promote the deterioration of the polycarbonate resin of the present invention and the formation of gels and burns during filtration at a high temperature exceeding 200 ° C. In the present invention, heat treatment is performed at a temperature of 330 ° C. to 600 ° C. before use. This heat treatment makes it possible to passivate the surface. The temperature of the heat treatment is preferably 350 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, and particularly preferably 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. The heat treatment time is usually 3 hours to 200 hours, preferably 5 hours to 100 hours. If the temperature of the heat treatment is too low or the time is too short, the formation of the passive state becomes insufficient, and the filtration of the polycarbonate resin of the present invention and the formation of gels and burns may be promoted during filtration. On the other hand, if the temperature of the heat treatment is too high or the time is too long, the filter media may be severely damaged, and the required filtration accuracy may not be achieved. By applying the production method of the present invention, a general stainless steel material such as SUS304 or SUS316 is used without using a filter made of a material with extremely low Fe content, and a polycarbonate resin with reduced foreign matter and coloring is obtained. Can be obtained.
前記熱処理は、水蒸気および/または酸素存在下で行うこと(以下、焙焼処理と言うことがある)が酸化被膜を形成する上で好ましい。焙焼処理を行う場合の温度は、330℃以上600℃以下であることが必要で、好ましくは350℃以上550℃以下、より好ましくは350℃以上500℃以下、特に好ましくは350℃以上450℃以下である。焙焼時間は通常3時間〜200時間、好ましくは5時間〜100時間である。焙焼処理の温度が低すぎたり、時間が短すぎたりすると不動態の形成が不充分になり、濾過時に本発明のポリカーボネート樹脂の劣化や、ゲルやヤケの生成を促進させることがある。一方、焙焼処理の温度が高すぎたり、時間が長すぎたりすると、フィルターメディアの損傷が激しくなり、必要な濾過精度が出なくなる可能性がある。 The heat treatment is preferably performed in the presence of water vapor and / or oxygen (hereinafter sometimes referred to as roasting treatment) in order to form an oxide film. The temperature for performing the roasting treatment needs to be 330 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, preferably 350 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, and particularly preferably 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. It is as follows. The roasting time is usually 3 hours to 200 hours, preferably 5 hours to 100 hours. If the temperature of the roasting treatment is too low or the time is too short, the formation of the passive state becomes insufficient, and the filtration of the polycarbonate resin of the present invention and the formation of gels and burns may be promoted during filtration. On the other hand, if the temperature of the roasting process is too high or the time is too long, the filter media is seriously damaged, and the necessary filtration accuracy may not be obtained.
フィルターのリテイナーやメディアの表面を不動態化するには、前記熱処理の他、前記フィルターを硫酸や硝酸等の酸に浸漬させたり、前記フィルターに酸を通液させたりする酸による処理方法も挙げられる。本発明においては、熱処理による不動態化と、酸による処理により不動態化する方法を併用することが好ましい。この、酸による処理に用いる酸としては、無機酸が好ましく、更には硝酸が好ましい。特に、硝酸による処理と焙焼処理の両方を実施することが好ましい。 In order to passivate the surface of the filter retainer and the media, in addition to the heat treatment, a treatment method with an acid in which the filter is immersed in an acid such as sulfuric acid or nitric acid, or an acid is passed through the filter may be mentioned. It is done. In the present invention, it is preferable to use a combination of passivating by heat treatment and passivating by treatment with acid. The acid used for the treatment with acid is preferably an inorganic acid, and more preferably nitric acid. In particular, it is preferable to perform both the treatment with nitric acid and the roasting treatment.
前記フィルターを硝酸で処理する際の硝酸の濃度は、通常5重量%〜50重量%、好ましくは10重量%〜30重量%、処理時の温度は、通常5℃〜100℃、好ましくは50℃〜90℃、処理時間は、通常5分〜120分、好ましくは10分〜60分である。硝酸の濃度が低すぎたり、処理温度が低すぎたり、処理時間が短すぎたりすると不動態の形成が不充分になり、硝酸の濃度が高すぎたり、処理温度が高すぎたり、処理時間が長すぎた
りするとフィルターメディアの損傷が激しくなり、必要な濾過精度が出なくなる可能性がある。
The concentration of nitric acid when the filter is treated with nitric acid is usually 5% to 50% by weight, preferably 10% to 30% by weight, and the temperature during treatment is usually 5 ° C to 100 ° C, preferably 50 ° C. -90 degreeC and processing time are 5 minutes-120 minutes normally, Preferably they are 10 minutes-60 minutes. If the concentration of nitric acid is too low, the processing temperature is too low, or the processing time is too short, the formation of passives will be insufficient, the concentration of nitric acid will be too high, the processing temperature will be too high, or the processing time will be If it is too long, the filter media will be severely damaged and the required filtration accuracy may not be achieved.
前記フィルターは、格納容器に格納されていると、必要な濾過面積を確保しつつ、圧力をかけて濾過を進行させやすくなるので好ましい。この格納容器の材質についても、樹脂の濾過に耐えられる強度と耐熱性を有している限り制限はないが、好ましくは鉄の含有量が少ないSUS316、SUS316L等のステンレス系である。鉄の含有量が多いと、上記と同様に、本発明のポリカーボネート樹脂の劣化や、ゲルやヤケの生成を促進させることがある。 It is preferable that the filter is stored in a storage container because it facilitates filtration under pressure while securing a necessary filtration area. The material of the containment vessel is not limited as long as it has strength and heat resistance that can withstand resin filtration, but is preferably a stainless steel such as SUS316 or SUS316L with a low iron content. When the iron content is large, the polycarbonate resin of the present invention may be deteriorated and the formation of gels and burns may be promoted as described above.
前記フィルターの格納容器は、ポリカーボネート樹脂の供給口と排出口が実質的に水平に配置されていても、実質的に垂直に配置されていても、斜めに配置されていてもよいが、前記格納容器内でのガスおよびポリカーボネート樹脂の滞留を抑制し、ポリカーボネート樹脂の劣化を防ぐためには、ポリカーボネート樹脂の供給口がフィルター格納容器の下部、排出口が上部に配置されていることが好ましい。 The storage container of the filter may be arranged such that the supply port and the discharge port of polycarbonate resin are arranged substantially horizontally, arranged substantially vertically, or arranged obliquely. In order to prevent gas and polycarbonate resin from staying in the container and prevent deterioration of the polycarbonate resin, it is preferable that the supply port of the polycarbonate resin is disposed at the lower part of the filter storage container and the discharge port is disposed at the upper part.
また、フィルター格納容器の内容積(m3)を、ポリカーボネート樹脂流量(m3/分)で除した値は、小さすぎるとフィルターの差圧が大きくなってフィルターの破損を招く可能性があり、大きすぎると濾過時にポリカーボネート樹脂の劣化や、ゲルやヤケの生成を促進させることがあるため、1分〜20分がよく、好ましくは2分〜10分、より好ましくは3〜8分、特に好ましくは3〜6分である。 Moreover, if the value obtained by dividing the internal volume (m 3 ) of the filter storage container by the polycarbonate resin flow rate (m 3 / min) is too small, the differential pressure of the filter may increase and the filter may be damaged. If it is too large, deterioration of the polycarbonate resin and the formation of gel and burns may be promoted during filtration, so 1 to 20 minutes is preferable, preferably 2 to 10 minutes, more preferably 3 to 8 minutes, particularly preferably. Is 3-6 minutes.
本発明においては、前記フィルター面での溶融樹脂の線速が0.01〜0.5m/hであることが好ましい。フィルター面での溶融樹脂の線速は、1時間当たりのポリカーボネート樹脂の処理容積をフィルターの濾過面積で除することによって求めることができる。この線速が過度に小さいと、濾過時の滞留時間が長くなってポリカーボネート樹脂の劣化や、ゲルやヤケの生成を促進させることがあり、過度に大きいと濾過時の剪断発熱が大きくなり、着色やゲルやヤケ等異物発生の原因となる可能性があるため、好ましくは0.03〜0.3m/h、特に好ましくは0.05〜0.15m/hである。 In this invention, it is preferable that the linear velocity of the molten resin in the said filter surface is 0.01-0.5 m / h. The linear velocity of the molten resin on the filter surface can be determined by dividing the processing volume of polycarbonate resin per hour by the filtration area of the filter. If this linear velocity is excessively low, the residence time during filtration may become long, which may promote the deterioration of the polycarbonate resin and the formation of gels and burns. If it is excessively large, shear heat generation during filtration will increase and coloring will occur. Since it may cause generation of foreign matters such as gel, gel and burn, it is preferably 0.03 to 0.3 m / h, particularly preferably 0.05 to 0.15 m / h.
本発明の方法において、前記フィルターに供給されるポリカーボネート樹脂の温度は、通常300℃以下、好ましくは290℃以下、中でも280℃以下特には270℃以下にするのが好ましい。前記フィルターで濾過する前の温度が高くなりすぎると、フィルターユニット中での熱劣化が起こりやすくなり、色相の悪化や、分子量の低下、それに伴う機械的強度の低下を招く傾向がある。また逆に、前記フィルターで濾過する前の温度が低くなりすぎると、ポリカーボネートの溶融粘度が高く、前記フィルターへの負荷が大きくなり、前記フィルターの破損を招く可能性があるため、好ましくは220℃以上、より好ましくは230℃以上、特に好ましくは240℃以上である。 In the method of the present invention, the temperature of the polycarbonate resin supplied to the filter is usually 300 ° C. or lower, preferably 290 ° C. or lower, particularly 280 ° C. or lower, particularly 270 ° C. or lower. If the temperature before filtering with the filter becomes too high, thermal deterioration in the filter unit tends to occur, and there is a tendency to cause deterioration in hue, molecular weight, and mechanical strength. Conversely, if the temperature before filtering with the filter becomes too low, the polycarbonate has a high melt viscosity, and the load on the filter increases and may cause damage to the filter. Above, more preferably 230 ° C or higher, particularly preferably 240 ° C or higher.
また、本発明において、濾過した後のポリカーボネート樹脂の温度は、200℃以上にするのが好ましく、より好ましくは220℃以上、さらに好ましくは230℃以上である。前記フィルターを用いて濾過した後のポリカーボネート樹脂の温度が低すぎると、溶融粘度が高くなって押し出されて形成されるストランドが安定せず、回転式カッター等でペレット化することが困難になる傾向がある。一方、濾過後の樹脂温度は、300℃以下が好ましく、290℃以下がより好ましく、280℃以下が更に好ましく、270℃以下が特に好ましい。前記フィルターを用いて濾過した後のポリカーボネート樹脂の温度が高すぎると、ポリカーボネート樹脂の熱劣化が起こりやすくなり、色相の悪化や、分子量の低下、それに伴う機械的強度の低下を招く傾向がある。 In the present invention, the temperature of the polycarbonate resin after filtration is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher, and further preferably 230 ° C. or higher. If the temperature of the polycarbonate resin after filtration using the filter is too low, the melt viscosity becomes high and the extruded strands are not stable and tend to be difficult to be pelletized with a rotary cutter or the like. There is. On the other hand, the resin temperature after filtration is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 290 ° C. or lower, still more preferably 280 ° C. or lower, and particularly preferably 270 ° C. or lower. If the temperature of the polycarbonate resin after filtration using the filter is too high, the polycarbonate resin is likely to be thermally deteriorated, which tends to cause a deterioration in hue, a decrease in molecular weight, and a decrease in mechanical strength associated therewith.
前記の濾過後の樹脂温度としては、フィルターから排出された樹脂を取り出して直接測
定する方法、フィルター出口流路の配管内部にセンサーを設置して測定する方法、等で測定できる。
前記のフィルター出口流路の配管内部にセンサーを設置して測定する場合、センサー周辺の配管の外部に設置されたヒーターの影響により正しい樹脂温度を測定することが困難なときがある。フィルター出口の近くにダイス等の樹脂を吐出させる装置が設置されていて、そこから吐出される樹脂の温度が、フィルター出口側の樹脂温度と同等であるとみなせるような場合には、ダイス等から吐出される樹脂の温度を、本発明の濾過後の樹脂温度としてもよい。
The resin temperature after filtration can be measured by a method in which the resin discharged from the filter is taken out and directly measured, a method in which a sensor is installed inside the pipe of the filter outlet channel, or the like.
When a sensor is installed inside the pipe of the filter outlet channel, it is sometimes difficult to measure the correct resin temperature due to the influence of a heater installed outside the pipe around the sensor. If a device that discharges resin such as a die is installed near the filter outlet and the temperature of the resin discharged from the device can be regarded as equivalent to the resin temperature on the filter outlet side, The temperature of the discharged resin may be the resin temperature after filtration according to the present invention.
なお、濾過後の樹脂温度の精度を高める目的で、フィルター出口流路の配管内部にセンサーを設置して測定する方法と、フィルター出口の近くに設置されたダイス等から吐出される樹脂温度を測定する方法の両方を実施することもできる。
本発明の方法において、前記フィルターユニットは通常その外側に複数のブロックからなるヒーターを設置し温度制御を行うが、その設定温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化を招くことがあるため、通常280℃以下、好ましくは270℃以下、特に好ましくは260℃以下に設定する。一方、設定温度が低すぎると溶融粘度が高くなって、フィルターで濾過することが困難になるため、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、特に好ましくは200℃以上とする。
For the purpose of increasing the accuracy of the resin temperature after filtration, a sensor is installed inside the pipe of the filter outlet channel, and the temperature of the resin discharged from a die installed near the filter outlet is measured. Both methods can also be implemented.
In the method of the present invention, the filter unit is usually provided with a heater composed of a plurality of blocks outside thereof to control the temperature. However, if the set temperature is too high, the polycarbonate resin may be deteriorated. In the following, it is preferably set to 270 ° C. or lower, particularly preferably 260 ° C. or lower. On the other hand, if the set temperature is too low, the melt viscosity becomes high and it is difficult to filter with a filter, so that the temperature is usually 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, particularly preferably 200 ° C. or higher.
また、前記フィルターユニットから排出されたポリカーボネート樹脂をダイスに導くための配管も通常その外部にヒーターを設置するが、その設定温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化を招くことがあるため、通常280℃以下、好ましくは270℃以下、特に好ましくは260℃以下に設定する。一方、設定温度が低すぎると溶融粘度が高くなって、配管での圧力損失が大きくなるため、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、特に好ましくは200℃以上とする。さらにフィルターユニット出口からダイスまでのポリカーボネート樹脂の滞留時間が長いとポリカーボネート樹脂の劣化を招くことがあるため、通常1〜30分、好ましくは3〜20分とする。 Also, the piping for guiding the polycarbonate resin discharged from the filter unit to the die is usually provided with a heater outside, but if the set temperature is too high, the polycarbonate resin may be deteriorated. In the following, it is preferably set to 270 ° C. or lower, particularly preferably 260 ° C. or lower. On the other hand, if the set temperature is too low, the melt viscosity becomes high and the pressure loss in the pipe increases, so that the temperature is usually 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, particularly preferably 200 ° C. or higher. Furthermore, if the residence time of the polycarbonate resin from the outlet of the filter unit to the die is long, the polycarbonate resin may be deteriorated. Therefore, the time is usually 1 to 30 minutes, preferably 3 to 20 minutes.
本発明の方法において、前記フィルターでの濾過を経て前記ダイスから吐出されるポリカーボネート樹脂の温度は、200℃以上がよく、好ましくは220℃以上、より好ましくは230℃以上であり、上限は通常300℃以下、仲でも280℃以下がよく、好ましくは270℃以下、より好ましくは265℃以下である。濾過を経て前記ダイスから吐出されるポリカーボネート樹脂の温度が低すぎると、溶融粘度が高くなって押し出されて形成されるストランドが安定せず、回転式カッター等でペレット化することが困難になる可能性がある。一方、温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂の熱劣化が起こりやすくなり、色相の悪化や、分子量の低下、それに伴う機械的強度の低下を招く可能性がある。 In the method of the present invention, the temperature of the polycarbonate resin discharged from the die through filtration with the filter is preferably 200 ° C or higher, preferably 220 ° C or higher, more preferably 230 ° C or higher, and the upper limit is usually 300 ° C. 280 ° C. or lower, preferably 270 ° C. or lower, more preferably 265 ° C. or lower. If the temperature of the polycarbonate resin discharged from the die after filtration is too low, the melt viscosity becomes high and the extruded strands are not stable and may be difficult to pelletize with a rotary cutter or the like There is sex. On the other hand, if the temperature is too high, the polycarbonate resin is likely to be thermally deteriorated, which may cause a deterioration in hue, a decrease in molecular weight, and a decrease in mechanical strength associated therewith.
前記ダイスには、通常ヒーターを設置するが、その設定温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化を招くことがあるため、通常280℃以下、好ましくは270℃以下、特に好ましくは260℃以下に設定する。一方、設定温度が低すぎると溶融粘度が高くなって、配管での圧力損失が大きくなるため、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、特に好ましくは200℃以上とする。 The die is usually provided with a heater, but if the set temperature is too high, the polycarbonate resin may be deteriorated. Therefore, the die is usually set to 280 ° C. or lower, preferably 270 ° C. or lower, particularly preferably 260 ° C. or lower. . On the other hand, if the set temperature is too low, the melt viscosity becomes high and the pressure loss in the pipe increases, so that the temperature is usually 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, particularly preferably 200 ° C. or higher.
通常、ポリカーボネート樹脂を目開きの小さい前記フィルターで濾過すると剪断発熱により温度が上昇し、押出機を使用する場合には、スクリュー回転による剪断発熱も加わるため、濾過を経て前記ダイスから吐出されるポリカーボネート樹脂の温度を制御するには、前記フィルターの目開き、濾過面積、温度設定、ポリカーボネート樹脂の分子量、フィルターユニットの温度設定、フィルター出口からダイスまでの温度設定等を総合的に制御することが重要になる。また、前記フィルターへの供給に前記押出機を使用する場合には、併せて前述のように前記押出機におけるポリカーボネート樹脂の処理量、スクリューの
回転数や周速、エレメントの構成等の選択が重要になる。特に式(1)で表されるジヒドロキシ化合物に由来する構造は、低温で分解が始まりやすい傾向にあり、ポリカーボネート樹脂の分解が生じないよう、光学的用途に用いられる品質を満足させようとすると、フィルターの選定だけでなく、これらの総合的な制御が重要になる。
Normally, when polycarbonate resin is filtered through the above-mentioned filter having a small mesh opening, the temperature rises due to shearing heat generation, and when using an extruder, shearing heat generation due to screw rotation is also added, so the polycarbonate discharged from the die through filtration To control the temperature of the resin, it is important to comprehensively control the opening of the filter, the filtration area, the temperature setting, the molecular weight of the polycarbonate resin, the temperature setting of the filter unit, the temperature setting from the filter outlet to the die, etc. become. In addition, when using the extruder for supplying to the filter, it is important to select the processing amount of polycarbonate resin in the extruder, the rotational speed and peripheral speed of the screw, the element configuration, etc. as described above. become. In particular, the structure derived from the dihydroxy compound represented by the formula (1) tends to start to decompose at low temperatures, and when trying to satisfy the quality used for optical applications so that the polycarbonate resin does not decompose, In addition to the selection of the filter, these comprehensive controls are important.
また、本発明の方法においては、前記フィルターで濾過される前のポリカーボネート樹脂の温度と、濾過後のポリカーボネート樹脂の温度の差が50℃以内であるのが好ましく、より好ましくは30℃以内、最も好ましくは10℃以内である。前記フィルターで濾過される前のポリカーボネート樹脂の温度と、濾過後のポリカーボネート樹脂の温度差が大きくなりすぎると、特に複数のリーフディスク型フィルターでフィルターユニットが構成されている場合、樹脂の供給側と排出側で圧力バランスが崩れて前記フィルターの破損を招く可能性がある。 In the method of the present invention, the difference between the temperature of the polycarbonate resin before being filtered by the filter and the temperature of the polycarbonate resin after the filtration is preferably within 50 ° C, more preferably within 30 ° C, most preferably Preferably it is within 10 degreeC. When the temperature difference between the temperature of the polycarbonate resin before being filtered by the filter and the temperature of the polycarbonate resin after the filtration becomes too large, particularly when a filter unit is constituted by a plurality of leaf disk filters, the resin supply side and The pressure balance may be lost on the discharge side, and the filter may be damaged.
また、本発明の方法においては、前記エステル交換反応により重縮合させ得られたポリカーボネート樹脂の前記フィルターで濾過する前の還元粘度(ηsp/c)をA、前記フィルターを用いて濾過して、ダイスからストランドの形態で吐出し、冷却後、カッターを用いて得られたポリカーボネート樹脂ペレットの還元粘度(ηsp/c)をBとした場合に、下記式(2)を満たすことが好ましい。 In the method of the present invention, the reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin obtained by polycondensation by the transesterification reaction before being filtered through the filter is filtered using the filter A and the die is obtained. When the reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin pellets obtained by discharging in the form of strands and cooling and using a cutter after cooling is B, it is preferable to satisfy the following formula (2).
0.8<B/A<1.1 ・・・(2)
より好ましくはB/A>0.85、さらに好ましくはB/A>0.9、特に好ましくはB/A>0.95である。B/Aが0.8以下であると、副反応により生成すると考えられる着色成分や着色の前駆体となる成分が生じる傾向にあり好ましくない。一方で、ポリマーフィルター内で還元粘度が上昇すると、ゲルやヤケ等の異物の生成が台頭してくるため、B/A≦1.0であることが好ましい。還元粘度の測定法については後述する。
0.8 <B / A <1.1 (2)
More preferably, B / A> 0.85, still more preferably B / A> 0.9, and particularly preferably B / A> 0.95. When B / A is 0.8 or less, there is a tendency that a coloring component that is considered to be generated by a side reaction or a component that becomes a coloring precursor is generated, which is not preferable. On the other hand, when the reduced viscosity increases in the polymer filter, the generation of foreign matters such as gels and burns rises, so it is preferable that B / A ≦ 1.0. A method for measuring the reduced viscosity will be described later.
尚、前記の重縮合反応槽と前記フィルターの間に前記押出機を設置する場合には、前記押出機に供給されるポリカーボネート樹脂の還元粘度(ηsp/c)をaとした場合に、前記のBに対して、下記式(8)を満たすことが好ましい。
0.8<B/a<1.1・・・(8)
より好ましくはB/a>0.85、特に好ましくはB/a>0.9である。B/aが0.8以下であると、副反応により生成すると考えられる着色成分や着色の前駆体となる成分が生じる傾向にあり好ましくない。一方で、還元粘度が上昇すると、ゲルやヤケ等の異物の生成が台頭してくるため、B/a≦1.0であることが好ましい。
When the extruder is installed between the polycondensation reaction tank and the filter, when the reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin supplied to the extruder is a, For B, it is preferable to satisfy the following formula (8).
0.8 <B / a <1.1 (8)
More preferably, B / a> 0.85, and particularly preferably B / a> 0.9. When B / a is 0.8 or less, there is a tendency that a colored component considered to be generated by a side reaction or a component that becomes a colored precursor is generated, which is not preferable. On the other hand, when the reduced viscosity increases, the generation of foreign matters such as gels and burns rises, so it is preferable that B / a ≦ 1.0.
ポリマーフィルターや押出機での還元粘度の変化を上記範囲にするためには、最終反応槽でのポリカーボネート樹脂の温度、ポリマーフィルターへ入るポリカーボネート樹脂の温度、ポリマーフィルターから吐出されるポリカーボネート樹脂の温度、ポリマーフィルターの単位時間当たりの処理量や目開きの選択、ポリマーフィルターからダイスまでの温度制御や滞留時間、押出機を使用する場合には、押出機へ供給するポリカーボネート樹脂の温度、押出機から吐出されるポリカーボネート樹脂の温度、脱揮圧力、注水の有無や注水量、スクリューの回転数や周速、エレメント構成の選択が重要である。 In order to bring the change in the reduced viscosity in the polymer filter or extruder into the above range, the temperature of the polycarbonate resin in the final reaction tank, the temperature of the polycarbonate resin entering the polymer filter, the temperature of the polycarbonate resin discharged from the polymer filter, Selection of throughput and opening of the polymer filter per unit time, temperature control and residence time from the polymer filter to the die, when using an extruder, temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder, discharge from the extruder It is important to select the temperature, devolatilization pressure, water injection amount, water injection amount, screw rotation speed and peripheral speed, and element configuration of the polycarbonate resin to be used.
更には、前記押出機を用いる場合、前記フィルターへのポリカーボネート樹脂の供給量を安定化させるために、前記押出機と前記フィルターの間に、ギヤポンプを配置するのが好ましい。ギヤポンプの種類についての制限はないが、中でもギヤポンプの吐出側から一部のポリマーを、バルブを介してグランド部に導き、一定の圧力を軸封部にかけ、吸込口へ戻す回路を有し、シール部にグランドパッキンを用いない自己循環型が異物低減の観点から好ましい。 Furthermore, when using the extruder, it is preferable to dispose a gear pump between the extruder and the filter in order to stabilize the supply amount of the polycarbonate resin to the filter. There are no restrictions on the type of gear pump, but in particular, a part of polymer from the discharge side of the gear pump is guided to the gland through the valve, a certain pressure is applied to the shaft seal, and there is a circuit that returns it to the suction port. A self-circulation type in which no gland packing is used for the part is preferable from the viewpoint of reducing foreign matter.
本発明において、ポリカーボネート樹脂が直接外気と触れるストランド化、ペレット化の際には、外気からの異物混入を防止するために、好ましくはJISB 9920(2002年)に定義されるクラス7、更に好ましくはクラス6より清浄度の高いクリーンルーム中で実施することが望ましい。 In the present invention, in the case of stranding or pelletization in which the polycarbonate resin is in direct contact with the outside air, it is preferably class 7 as defined in JIS B 9920 (2002), more preferably, in order to prevent contamination by foreign matter from the outside air. It is desirable to carry out in a clean room with higher cleanliness than class 6.
また、前記フィルターで濾過されたポリカーボネート樹脂は、冷却固化させ、回転式カッター等でペレット化されるが、そのペレット化の際、空冷、水冷等の冷却方法を使用するのが好ましい。空冷の際に使用する空気は、へパフィルター等で空気中の異物を事前に取り除いた空気を使用し、空気中の異物の再付着を防ぐのが望ましい。水冷を使用する際は、イオン交換樹脂等で水中の金属分を取り除き、さらに前記フィルターにて、水中の異物を取り除いた水を使用することが望ましい。用いるフィルターの目開きは、99.9%除去の濾過精度として10〜0.45μmであることが好ましい。 The polycarbonate resin filtered by the filter is cooled and solidified and pelletized by a rotary cutter or the like, and it is preferable to use a cooling method such as air cooling or water cooling when pelletizing. As the air used for air cooling, it is desirable to use air from which foreign substances in the air have been removed in advance with a hepa filter or the like to prevent reattachment of foreign substances in the air. When using water cooling, it is desirable to use water from which metal in water has been removed with an ion exchange resin or the like, and further, foreign matter in water has been removed with the filter. The opening of the filter to be used is preferably 10 to 0.45 μm as a filtration accuracy of 99.9% removal.
さらに、本発明においては、前記押出機中で通常知られている、熱安定剤、中和剤、紫外線吸収剤、離型剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、潤滑剤、可塑剤、相溶化剤、難燃剤等を添加、混練することも出来る。
中でも、亜リン酸エステル系、ヒンダードフェノール系熱安定剤の添加は、本発明のポリカーボネート樹脂の押出時や濾過時の分子量の低下や色調の悪化を抑制することができるため好ましい。
Further, in the present invention, a heat stabilizer, a neutralizing agent, an ultraviolet absorber, a release agent, a colorant, an antistatic agent, a lubricant, a lubricant, a plasticizer, a phase, which are generally known in the extruder. A solubilizer, a flame retardant, etc. can be added and kneaded.
Among these, addition of a phosphite ester or a hindered phenol heat stabilizer is preferable because it can suppress a decrease in molecular weight and a deterioration in color tone during extrusion or filtration of the polycarbonate resin of the present invention.
亜リン酸エステル系熱安定剤としては、具体的には、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリチルジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリチルジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリチルジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリチルジホスファイト、トリブチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェート、4,4’−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、ベンゼ ンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、ベンゼンホスホン酸ジ
プロピル等が挙げられる。なかでも、トリスノニルフェニルホスファイト、トリメチルホスフェート、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリチルジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリチルジホスファイト、及びベンゼンホスホン酸ジメチル等が好ましく使用され、中でもトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトが好ましい。
Specific examples of the phosphite ester heat stabilizer include triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, tridecyl phosphite, Trioctyl phosphite, trioctadecyl phosphite, didecyl monophenyl phosphite, dioctyl monophenyl phosphite, diisopropyl monophenyl phosphite, monobutyl diphenyl phosphite, monodecyl diphenyl phosphite, monooctyl diphenyl phosphite, bis (2 , 6-Di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythrityl diphosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert-butylphenyl) octyl phosphite, bis (nonylphenyl) penta Lithylyl diphosphite, bis (2,4-di-tert-butylphenyl) pentaerythrityl diphosphite, distearyl pentaerythrityl diphosphite, tributyl phosphate, triethyl phosphate, trimethyl phosphate, triphenyl phosphate, diphenyl mono Orthoxenyl phosphate, dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, diisopropyl phosphate, 4,4′-biphenylenediphosphinic acid tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl), benzenphosphonate dimethyl, benzenephosphonate diethyl, benzenephosphonate dipropyl Etc. Among them, trisnonylphenyl phosphite, trimethyl phosphate, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, bis (2,4-di-tert-butylphenyl) pentaerythrityl diphosphite, bis ( 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythrityl diphosphite and dimethyl benzenephosphonate are preferably used. Among them, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite is used. preferable.
ヒンダードフェノール系熱安定剤としては、具体的には、ペンタエリスリチルテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、グリセロール−3−ステアリルチオプロピオネート、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリチルテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオ
ネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエチルエステル、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4’−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等の1種又は2種以上が挙げられ、好ましくは、ペンタエリスリチルテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、特に好ましくはペンタエリスリチルテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]である。
Specific examples of the hindered phenol heat stabilizer include pentaerythrityl tetrakis (3-mercaptopropionate), pentaerythrityl tetrakis (3-lauryl thiopropionate), glycerol-3-stearyl thiopropioate. , Triethylene glycol-bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,6-hexanediol-bis [3- (3,5-di-tert-butyl -4-hydroxyphenyl) propionate], pentaerythrityltetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl- 4-hydroxyphenyl) propionate, 1,3,5-trimethyl 2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, N, N-hexamethylenebis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinna Mido), 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-benzylphosphonate-diethyl ester, tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate, 4,4′-biphenylenediphosphine Acid tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl), 3,9-bis {1,1-dimethyl-2- [β- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy ]}}, 4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane or the like, preferably, Pentaerythrityltetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, particularly preferred Is pentaerythrityltetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate].
これらの熱安定剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。 これ
らの熱安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂を100重量部とした場合、0.0001〜1重量部が好ましく、0.0005〜0.5重量部がより好ましく、0.001〜0.2重量部が更に好ましい。
These heat stabilizers may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of these heat stabilizers is preferably 0.0001 to 1 part by weight, more preferably 0.0005 to 0.5 part by weight, and 0.001 to 0.2, based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin. Part by weight is more preferred.
本発明の方法で得られるポリカーボネート樹脂のペレットの反射光で測定したイエローネスインデックス値は、90以下であるのが好ましく、より好ましくは70以下、特に好ましくは50以下、最も好ましくは40以下である。イエローネスインデックス値を下げるには、前述のように、モノマー調製条件、重縮合反応条件、濾過条件、押出機を使用する場合には押出条件やスクリューエレメント等の選択を適切に行う必要がある。 The yellowness index value measured by the reflected light of the polycarbonate resin pellet obtained by the method of the present invention is preferably 90 or less, more preferably 70 or less, particularly preferably 50 or less, and most preferably 40 or less. . In order to lower the yellowness index value, as described above, it is necessary to appropriately select the monomer preparation conditions, the polycondensation reaction conditions, the filtration conditions, and the extrusion conditions and screw elements when using an extruder.
また、本発明の方法において得られる前記ポリカーボネート樹脂の分子量は、還元粘度(ηsp/c)で表すことができ、還元粘度は、通常0.2dL/g以上、好ましくは0.25dL/g以上、より好ましくは0.3dL/g以上、更に好ましくは0.36dL/g以上であり、通常0.8dL/g以下、好ましくは0.6dL/g以下、特に好ましくは0.5dL/g以下である。ポリカーボネート樹脂の還元粘度が低すぎると成形品の機械的強度が小さい可能性があり、フィルムに成形した後、延伸操作を行う場合は延伸切れを招く可能性がある。一方、大きすぎると、成形する際の流動性が低下し、生産性や成形性を低下させる傾向があるだけでなく、濾過や押出時の剪断発熱で劣化が激しくなる可能性がある。尚、還元粘度は、ポリカーボネート樹脂ペレットを精秤し、溶媒として塩化メチレンを用い、0.6g/dLに精密に調製し、温度20.0℃±0.1℃でウベローデ粘度管を用いて測定する。 Further, the molecular weight of the polycarbonate resin obtained in the method of the present invention can be represented by a reduced viscosity (ηsp / c), and the reduced viscosity is usually 0.2 dL / g or more, preferably 0.25 dL / g or more, More preferably 0.3 dL / g or more, still more preferably 0.36 dL / g or more, usually 0.8 dL / g or less, preferably 0.6 dL / g or less, particularly preferably 0.5 dL / g or less. . If the reduced viscosity of the polycarbonate resin is too low, the mechanical strength of the molded product may be small, and if the stretching operation is performed after molding into a film, there is a possibility that stretching will be lost. On the other hand, if it is too large, not only the fluidity at the time of molding will decrease and the productivity and moldability will tend to be lowered, but also there is a possibility that the deterioration will be severe due to shear heat generation during filtration and extrusion. The reduced viscosity is precisely measured by using a Ubbelohde viscosity tube at a temperature of 20.0 ° C. ± 0.1 ° C. by accurately measuring polycarbonate resin pellets, using methylene chloride as a solvent, and preparing precisely at 0.6 g / dL. To do.
本発明の方法で得られるポリカーボネート樹脂の260℃で測定した剪断速度91.2sec−1での溶融粘度は、通常、500Pa・s以上、好ましくは1000Pa・s以上、特に好ましくは1500Pa・s以上であり、その上限は通常5000Pa・s以下、好ましくは4000Pa・s以下、特に好ましくは3000Pa・s以下である。溶融粘度が低すぎると成形品の機械的強度に劣る傾向があり、高すぎると前述のように、フィルターや押出機での剪断発熱が大きくなり、濾過時や押出時の劣化が激しくなる可能性がある。なお、溶融粘度は分子量の他、分子構造によっても変わるので、求められる性能に合わせてこれらを選択し、上記範囲に制御することが重要である。 The melt viscosity at a shear rate of 91.2 sec −1 of the polycarbonate resin obtained by the method of the present invention measured at 260 ° C. is usually 500 Pa · s or more, preferably 1000 Pa · s or more, particularly preferably 1500 Pa · s or more. The upper limit is usually 5000 Pa · s or less, preferably 4000 Pa · s or less, particularly preferably 3000 Pa · s or less. If the melt viscosity is too low, the mechanical strength of the molded product tends to be inferior. If it is too high, as described above, the shear heat generated by the filter or the extruder increases, and the deterioration during filtration or extrusion may become severe. There is. In addition, since the melt viscosity varies depending on the molecular structure in addition to the molecular weight, it is important to select these according to the required performance and control them within the above range.
本発明の方法で得られるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度に制限はないが、通常50℃以上、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上であり、130℃以上が特に好ましい。ガラス転移温度が低すぎると耐熱性に劣るため、光学部材とした場合の信頼性に劣る可能性がある。一方、ガラス転移温度が高いと、押出時の剪断発熱によっ
てポリカーボネート樹脂の劣化を招いたり、フィルターで濾過する際の溶融粘度が高くなりすぎ、ポリカーボネート樹脂の劣化を招いたりする可能性があるため、通常180℃未満、好ましくは160℃以下、より好まししくは150℃以下、特に好ましくは145℃以下である。なお、ガラス転移温度は示差走査型熱量計(DSC)で測定することができ、サンプル約10mgを用いて昇温速度20℃/分で測定した際に最も低温で熱容量に変化が現れる温度(Tig)を本発明におけるガラス転移温度と定義する。
Although there is no restriction | limiting in the glass transition temperature of the polycarbonate resin obtained by the method of this invention, Usually, 50 degreeC or more, Preferably it is 110 degreeC or more, More preferably, it is 120 degreeC or more, and 130 degreeC or more is especially preferable. If the glass transition temperature is too low, the heat resistance is inferior, and therefore the reliability of the optical member may be inferior. On the other hand, if the glass transition temperature is high, the polycarbonate resin may deteriorate due to shear heat generation during extrusion, or the melt viscosity when filtering with a filter becomes too high, which may cause deterioration of the polycarbonate resin. Usually, it is less than 180 ° C., preferably 160 ° C. or less, more preferably 150 ° C. or less, particularly preferably 145 ° C. or less. The glass transition temperature can be measured with a differential scanning calorimeter (DSC), and the temperature at which the change in heat capacity appears at the lowest temperature (Tig) when measured at a heating rate of 20 ° C./min using about 10 mg of a sample. ) Is defined as the glass transition temperature in the present invention.
この発明で行うエステル交換反応では、前記の一般式(11)で表される炭酸ジエステルとして、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートを用いて本発明のポリカーボネート樹脂を製造する場合は、フェノール、置換フェノール等の芳香族モノヒドロキシ化合物が副生し、ポリカーボネート樹脂中に残存することは避けられない。これらは濾過時のガスの発生や成形時の臭気の原因となる可能性があるため、真空ベント付の押出機を用いて、好ましくは2000重量ppm以下、更に好ましくは1000重量ppm以下、特に好ましくは500重量ppm以下、中でも20重量ppm以下が好適である。ただし、これらの化合物を工業的に完全に除去することは困難であり、芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量の下限値は、通常1重量ppmである。芳香族モノヒドロキシ化合物の濃度は、液体クロマトグラフィーやNMR、マススペクトル等で定量できる。 In the transesterification performed in the present invention, when the polycarbonate resin of the present invention is produced using a substituted diphenyl carbonate such as diphenyl carbonate or ditolyl carbonate as the carbonic acid diester represented by the general formula (11), It is inevitable that aromatic monohydroxy compounds such as substituted phenols are by-produced and remain in the polycarbonate resin. Since these may cause generation of gas during filtration and odor during molding, using an extruder with a vacuum vent, preferably 2000 ppm by weight or less, more preferably 1000 ppm by weight or less, particularly preferably Is preferably 500 ppm by weight or less, and more preferably 20 ppm by weight or less. However, it is difficult to remove these compounds completely industrially, and the lower limit of the content of the aromatic monohydroxy compound is usually 1 ppm by weight. The concentration of the aromatic monohydroxy compound can be quantified by liquid chromatography, NMR, mass spectrum or the like.
尚、これら芳香族モノヒドロキシ化合物は、用いる原料により、当然置換基を有していてもよく、例えば、炭素数が5以下であるアルキル基などを有していてもよい。炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネートを用いる場合、芳香族モノヒドロキシ化合物はフェノールとなる。 These aromatic monohydroxy compounds may naturally have a substituent depending on the raw material used, and may have, for example, an alkyl group having 5 or less carbon atoms. When diphenyl carbonate is used as the carbonic acid diester, the aromatic monohydroxy compound is phenol.
本発明のポリカーボネート樹脂の残存炭酸ジエステル濃度が高いと、フィルターユニット等でガスの発生を招き、ガスロックによりポリカーボネート樹脂の局所的な劣化を招いたり、ストランドの乱れを誘発したりするだけでなく、フィルムに加工し、延伸する際に延伸装置内で昇華して装置内に蓄積し、延伸フィルム上に落下する等して光学用フィルムの欠点の原因となるため、最終的にペレットに加工されたポリカーボネート樹脂中の残存炭酸ジエステルの濃度は、好ましくは200重量ppm以下、更に好ましくは100重量ppm以下、特に好ましくは60重量ppm以下、中でも30重量ppm以下が好適である。ただし、残存炭酸ジエステルを工業的に完全に除去することは困難であり、その含有量の下限値は、通常1ppmである。残存炭酸ジエステルの濃度は、液体クロマトグラフィーやNMR、マススペクトル等で定量できる。
残存炭酸ジエステルの濃度は、原料の炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物のモル比を制御する他、最終重合槽の圧力や押出機の脱揮条件等で制御することができる。
When the concentration of the remaining carbonic acid diester of the polycarbonate resin of the present invention is high, it causes gas generation in the filter unit or the like, and not only causes local deterioration of the polycarbonate resin by gas lock, but also induces disturbance of the strands. When it is processed into a film and stretched, it sublimates in the stretching device and accumulates in the device, causing it to fall on the stretched film and causing defects in the optical film. The concentration of the residual carbonic acid diester in the polycarbonate resin is preferably 200 ppm by weight or less, more preferably 100 ppm by weight or less, particularly preferably 60 ppm by weight or less, and particularly preferably 30 ppm by weight or less. However, it is difficult to remove the remaining carbonic acid diester completely industrially, and the lower limit of the content is usually 1 ppm. The concentration of the remaining carbonic acid diester can be quantified by liquid chromatography, NMR, mass spectrum or the like.
The concentration of the residual carbonic acid diester can be controlled by controlling the molar ratio of the raw material carbonic acid diester and the dihydroxy compound, as well as by the pressure of the final polymerization tank, the devolatilization conditions of the extruder, and the like.
<製造装置の一例>
以上に記載した原料モノマーからポリカーボネート樹脂を得る装置の一例を、図1の工程図に示す。原料のジヒドロキシ化合物として9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(BCF)とスピログリコール(SPG)を、炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネート(DPC)を、重縮合触媒として酢酸マグネシウムを用いたものとする。
<Example of manufacturing equipment>
An example of an apparatus for obtaining a polycarbonate resin from the raw material monomers described above is shown in the process diagram of FIG. 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene (BCF) and spiroglycol (SPG) are used as the raw dihydroxy compound, diphenyl carbonate (DPC) is used as the carbonic acid diester, and magnesium acetate is used as the polycondensation catalyst. It shall be.
まず、原料調製工程において、窒素ガス雰囲気下、所定の温度で調製されたDPCの溶融液が、原料供給口1aから原料混合槽2aに連続的に供給される。また、窒素ガス雰囲気下で計量されたSPGの溶融液または粉体、およびBCFの粉体が、それぞれ原料供給口1b、1cから、原料混合槽2aに連続的に供給される。そして、原料混合槽2a内で攪拌翼3aによりこれらは混合され、均一な原料混合溶融液が得られる。 First, in the raw material preparation step, a DPC melt prepared at a predetermined temperature in a nitrogen gas atmosphere is continuously supplied from the raw material supply port 1a to the raw material mixing tank 2a. Also, the SPG melt or powder and the BCF powder weighed in a nitrogen gas atmosphere are continuously supplied to the raw material mixing tank 2a from the raw material supply ports 1b and 1c, respectively. And these are mixed by the stirring blade 3a in the raw material mixing tank 2a, and a uniform raw material mixing melt is obtained.
次に、得られた原料混合溶融液は、原料供給ポンプ4a、原料濾過フィルター5aを経由して第1竪型撹拌反応槽6aに連続的に供給される。また、原料触媒は水溶液として、原料混合溶融液の移送配管途中の触媒供給口1dから連続的に供給される。
図1の製造装置の重縮合工程においては、第1竪型撹拌反応槽6a、第2竪型撹拌反応槽6b、第3竪型撹拌反応槽6c、第4横型撹拌反応槽6dが直列に設けられる。各反応槽では液面レベルを一定に保ち、連続的に重縮合反応が行われ、第1竪型撹拌反応槽6aの槽底より排出された重縮合反応液は第2竪型撹拌反応槽6bへ、続いて、第3竪型撹拌反応槽6cへ、第4横型撹拌反応槽6dへと順次連続供給され、重縮合反応が進行する。各反応槽における反応条件は、重縮合反応の進行とともに高温、高真空、低攪拌速度となるようにそれぞれ設定することが好ましい。
Next, the obtained raw material mixed melt is continuously supplied to the first vertical stirring reaction tank 6a via the raw material supply pump 4a and the raw material filtration filter 5a. Further, the raw material catalyst is continuously supplied as an aqueous solution from the catalyst supply port 1d in the middle of the raw material mixed melt transfer pipe.
In the polycondensation step of the production apparatus of FIG. 1, a first vertical stirring reaction tank 6a, a second vertical stirring reaction tank 6b, a third vertical stirring reaction tank 6c, and a fourth horizontal stirring reaction tank 6d are provided in series. It is done. In each reaction tank, the liquid level is kept constant, the polycondensation reaction is continuously performed, and the polycondensation reaction liquid discharged from the bottom of the first vertical stirring reaction tank 6a is the second vertical stirring reaction tank 6b. Subsequently, the polycondensation reaction proceeds sequentially by sequentially supplying the third vertical stirring reaction tank 6c to the fourth horizontal stirring reaction tank 6d. The reaction conditions in each reaction tank are preferably set so that the high temperature, high vacuum, and low stirring speed are achieved as the polycondensation reaction proceeds.
第1竪型撹拌反応槽6a、第2竪型撹拌反応槽6b及び第3竪型撹拌反応槽6cには、マックスブレンド翼7a、7b、7cがそれぞれ設けられる。また、第4横型撹拌反応槽6dには、2軸メガネ型攪拌翼7dが設けられる。第3竪型攪拌反応槽6cの後には移送する反応液が高粘度になるため、ギアポンプ4bが設けられる。
第1竪型撹拌反応槽6aと第2竪型撹拌反応槽6bは、供給熱量が特に大きくなることがあるため、熱媒温度が過剰に高温にならないように、それぞれ内部熱交換器8a、8bが設けられる。
The first vertical stirring reaction tank 6a, the second vertical stirring reaction tank 6b, and the third vertical stirring reaction tank 6c are provided with Max Blend blades 7a, 7b, 7c, respectively. The fourth horizontal stirring reaction tank 6d is provided with a biaxial glasses-type stirring blade 7d. Since the reaction liquid to be transferred becomes highly viscous after the third vertical stirring reaction tank 6c, a gear pump 4b is provided.
In the first vertical stirring reaction tank 6a and the second vertical stirring reaction tank 6b, the amount of supplied heat may be particularly large, so that the internal heat exchangers 8a and 8b are respectively provided so that the heat medium temperature does not become excessively high. Is provided.
なお、これらの4器の反応槽には、それぞれ、重縮合反応により生成する副生物等を排出するための留出管11a、11b、11c、11dが取り付けられる。第1竪型撹拌反応槽6aと第2竪型撹拌反応槽6bについては留出液の一部を反応系に戻すために、還流冷却器9a、9bと還流管10a、10bがそれぞれ設けられる。還流比は反応槽の圧力と、還流冷却器の熱媒温度とをそれぞれ適宜調整することにより制御可能である。 In addition, distilling tubes 11a, 11b, 11c, and 11d for discharging by-products and the like generated by the polycondensation reaction are attached to the four reactors. For the first vertical stirring reaction tank 6a and the second vertical stirring reaction tank 6b, reflux condensers 9a and 9b and reflux pipes 10a and 10b are provided in order to return a part of the distillate to the reaction system. The reflux ratio can be controlled by appropriately adjusting the pressure in the reaction tank and the temperature of the heat medium in the reflux condenser.
前記の留出管11a、11b、11c、11dは、それぞれ凝縮器12a、12b、12c、12dに接続し、また、各反応槽は、減圧装置13a、13b、13c、13dにより、所定の減圧状態に保たれる。
また、各反応槽にそれぞれ取り付けられた凝縮器12a、12b、12c、12dから、フェノール(モノヒドロキシ化合物)等の副生物が連続的に液化回収される。また、第3竪型撹拌反応槽6cと第4横型攪拌反応槽6dにそれぞれ取り付けられた凝縮器12c、12dの下流側にはコールドトラップ(図示せず)が設けられ、副生物が連続的に固化回収される。
The distillation pipes 11a, 11b, 11c, and 11d are connected to condensers 12a, 12b, 12c, and 12d, respectively, and the reaction tanks are in a predetermined depressurized state by depressurization devices 13a, 13b, 13c, and 13d. To be kept.
Further, by-products such as phenol (monohydroxy compound) are continuously liquefied and recovered from the condensers 12a, 12b, 12c, and 12d attached to each reaction tank. In addition, cold traps (not shown) are provided downstream of the condensers 12c and 12d attached to the third vertical stirring reaction tank 6c and the fourth horizontal stirring reaction tank 6d, respectively, so that by-products are continuously present. Solidified and recovered.
所定の分子量まで上昇させた反応液は第4横型撹拌反応槽6dから抜き出され、ギヤポンプ4cにより押出機15aを繋ぐ配管は熱媒が外部に流れるジャケット型の二重管となっていることが好ましく、熱媒の温度はポリカーボネート樹脂の粘度や配管の圧力損失、ポリカーボネート樹脂の熱安定性を考慮し適宜決めることができるが、高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化やガスの発生を招く可能性があるため、通常300℃以下、好ましくは280℃以下、より好ましくは270℃以下、特に好ましくは260℃以下、中でも250℃以下が最適である。一方、低すぎると配管での圧力損失が大きくなり、配管径を大きくする必要があるが、同時にポリカーボネート樹脂の配管中での滞留時間が長くなり熱劣化を招く可能性があるため、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上、特に好ましくは210℃以上、中でも220℃以上が最適である。押出機15aには真空ベントが具備されており、ポリカーボネート中の残存低分子成分を除去する。また、必要に応じて酸化防止剤や光安定剤や着色剤、離型剤などが添加される。 The reaction liquid raised to a predetermined molecular weight is withdrawn from the fourth horizontal stirring reaction tank 6d, and the pipe connecting the extruder 15a by the gear pump 4c is a jacket-type double pipe in which the heat medium flows to the outside. Preferably, the temperature of the heat medium can be appropriately determined in consideration of the viscosity of the polycarbonate resin, the pressure loss of the piping, and the thermal stability of the polycarbonate resin. However, if the temperature is too high, the polycarbonate resin may be deteriorated or gas may be generated. Therefore, it is usually 300 ° C. or lower, preferably 280 ° C. or lower, more preferably 270 ° C. or lower, particularly preferably 260 ° C. or lower, and most preferably 250 ° C. or lower. On the other hand, if the pressure is too low, the pressure loss in the pipe becomes large and the pipe diameter needs to be increased, but at the same time, the residence time in the pipe of the polycarbonate resin may become long and may cause thermal deterioration. Above, preferably 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, particularly preferably 210 ° C. or higher, and most preferably 220 ° C. or higher. The extruder 15a is equipped with a vacuum vent to remove residual low molecular components in the polycarbonate. Further, an antioxidant, a light stabilizer, a colorant, a release agent, and the like are added as necessary.
押出機15aからギヤポンプ4dによりフィルター15bに樹脂が供給され、異物が濾過される。フィルター15bを通った樹脂はダイス15cからストランド状に抜き出され
、ストランド冷却槽16aで水により樹脂を冷却固化した後、ストランドカッター16bでペレットにされる。こうして得られたポリカーボネート樹脂ペレットは空送ブロワー16cにより、気力輸送されて、製品ホッパー16dに送られる。計量器16eで所定量の製品が製品袋16fに梱包される。
Resin is supplied to the filter 15b by the gear pump 4d from the extruder 15a, and foreign matter is filtered. The resin that has passed through the filter 15b is extracted in the form of a strand from the die 15c, and after cooling and solidifying the resin with water in the strand cooling tank 16a, the resin is pelletized by the strand cutter 16b. The polycarbonate resin pellets thus obtained are pneumatically transported by the air blower 16c and sent to the product hopper 16d. A predetermined amount of product is packed in the product bag 16f by the measuring instrument 16e.
ギヤポンプ4c、4dの種類についての制限はないが、中でもギヤポンプの吐出側から一部のポリマーを、バルブを介してグランド部に導き、一定の圧力を軸封部にかけ、吸込口へ戻す回路を有し、シール部にグランドパッキンを用いない自己循環型シール式ギヤポンプが異物低減の観点から好ましい。
本発明の方法で得られたポリカーボネート樹脂は、上記のように製造されたペレットを用いて通常押出成形によりフィルムに加工され、その後延伸されて位相差フィルムとするが、上記条件で濾過をした後、ペレットにすることなく直接フィルムに成形したり、そのフィルムを延伸したりすることもできる。
There are no restrictions on the types of gear pumps 4c and 4d, but in particular, there is a circuit that introduces some polymer from the discharge side of the gear pump to the gland through the valve, applies a certain pressure to the shaft seal, and returns it to the suction port. A self-circulating seal type gear pump that does not use a gland packing at the seal portion is preferable from the viewpoint of reducing foreign matter.
The polycarbonate resin obtained by the method of the present invention is usually processed into a film by extrusion using the pellets produced as described above, and then stretched to obtain a retardation film, but after filtering under the above conditions The film can be directly formed into a film without being pelletized, or the film can be stretched.
本発明の方法により、着色が少なく、異物の少ないポリカーボネート樹脂が得られるため、該樹脂から押出成形によって得られた厚さ35μm±5μmのフィルムに含まれる最大長が25μm以上の異物が、好ましくは500個/m2以下、より好ましくは200個/m2以下、特に好ましくは100個/m2以下、最も好ましくは50個/m2以下とすることができる。このように異物の少ない特性は、ポリカーボネート樹脂を光学用途に用いる際に特に好適である。 According to the method of the present invention, a polycarbonate resin with less coloring and less foreign matter is obtained. Therefore, a foreign matter having a maximum length of 25 μm or more contained in a film having a thickness of 35 μm ± 5 μm obtained by extrusion molding from the resin is preferably used. It can be 500 pieces / m 2 or less, more preferably 200 pieces / m 2 or less, particularly preferably 100 pieces / m 2 or less, and most preferably 50 pieces / m 2 or less. Thus, the characteristic that there are few foreign substances is especially suitable when using polycarbonate resin for an optical use.
本発明の方法で得られたポリカーボネート樹脂ペレットは例えば、芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリオレフィン、アクリル樹脂、アモルファスポリオレフィン、ABS、ASなどの合成樹脂、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネートなどの生分解性樹脂、ゴムなどの1種又は2種以上と混練して、ポリマーアロイとしても用いることもできる。 Polycarbonate resin pellets obtained by the method of the present invention include, for example, aromatic polycarbonate, aromatic polyester, aliphatic polyester, polyamide, polystyrene, polyolefin, acrylic resin, amorphous polyolefin, ABS, AS and other synthetic resins, polylactic acid, poly It can also be used as a polymer alloy by kneading with one or more of biodegradable resins such as butylene succinate and rubber.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。以下において、各評価は次の方法により行った。
(1)スピログリコールのpHの測定
スピログリコールを0.3g秤量し、300mLの純水(25℃での電気伝導率0.1μs/cm以下)に入れた。この分散液をスターラーで10分間攪拌した後、pH計(東亜ディーケーケー(株)製HM−20P)でpHを測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by a following example, unless the summary is exceeded. In the following, each evaluation was performed by the following method.
(1) Measurement of pH of spiroglycol 0.3 g of spiroglycol was weighed and put into 300 mL of pure water (electric conductivity at 25 ° C. of 0.1 μs / cm or less). The dispersion was stirred with a stirrer for 10 minutes, and then the pH was measured with a pH meter (HM-20P manufactured by Toa DKK Co., Ltd.).
(2)重縮合反応装置内の酸素濃度の測定
酸素計(AMI社製:1000RS)を使用し、測定した。
(3)ポリカーボネート樹脂の還元粘度
ポリカーボネート樹脂を溶媒として塩化メチレンを用い溶解し、0.6g/dLの濃度のポリカーボネート溶液を調製した。ウベローデ型粘度管(森友理化工業社製)を用いて、温度20.0℃±0.1℃で測定を行い、溶媒の通過時間t0と溶液の通過時間tから次式より相対粘度ηrelを求め、
ηrel=t/t0
相対粘度から次式より比粘度ηspを求めた。
(2) Measurement of oxygen concentration in the polycondensation reactor
An oxygen meter (manufactured by AMI: 1000RS) was used for measurement.
(3) Reduced viscosity of polycarbonate resin Polycarbonate resin was dissolved using methylene chloride as a solvent to prepare a polycarbonate solution having a concentration of 0.6 g / dL. Using an Ubbelohde type viscosity tube (manufactured by Moriyu Rika Kogyo Co., Ltd.), measurement is performed at a temperature of 20.0 ° C. ± 0.1 ° C., and the relative viscosity η rel is calculated from the following equation from the solvent passage time t 0 and the solution passage time t. Seeking
η rel = t / t 0
From the relative viscosity, the specific viscosity η sp was determined from the following equation.
ηsp=(η−η0)/η0=ηrel−1
比粘度を濃度c(g/dL)で割って、還元粘度ηsp/cを求めた。この値が高いほど分子量が大きい。
(4)ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製DSC6220)を用いて測定した。ポリカーボネート樹脂サンプル約10mgを同社製アルミパンに入れて密封し、50mL/分の窒素気流下、昇温速度20℃/分で室温から250℃まで昇温した。3分間温度を保持した後、30℃まで20℃/分の速度で冷却した。30℃で3分保持し、再び200℃まで20℃/分の速度で昇温した。2回目の昇温で得られたDSCデータより、補外ガラス転移開始温度を採用した。
η sp = (η−η 0 ) / η 0 = η rel −1
The reduced viscosity η sp / c was determined by dividing the specific viscosity by the concentration c (g / dL). The higher this value, the higher the molecular weight.
(4) Glass transition temperature of polycarbonate resin The glass transition temperature of the polycarbonate resin was measured using a differential scanning calorimeter (DSC 6220 manufactured by SII Nanotechnology). About 10 mg of a polycarbonate resin sample was put in an aluminum pan manufactured by the same company and sealed, and the temperature was raised from room temperature to 250 ° C. at a temperature rising rate of 20 ° C./min under a nitrogen stream of 50 mL / min. After maintaining the temperature for 3 minutes, it was cooled to 30 ° C. at a rate of 20 ° C./min. The temperature was maintained at 30 ° C. for 3 minutes, and the temperature was increased again to 200 ° C. at a rate of 20 ° C./min. From the DSC data obtained at the second temperature increase, the extrapolated glass transition start temperature was adopted.
(5)ポリカーボネート樹脂中の各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位比の測定 ポリカーボネート樹脂中の各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位比は、ポリカーボネート樹脂30mgを秤取し、重クロロホルム約0.7mLに溶解し、溶液とし、これを内径5mmのNMR用チューブに入れ、日本電子社製JNM−AL400(共鳴周波数400MHz)を用いて常温で1H NMRスペクトルを測定した。各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に基づくシグナル強度比より各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位比を求めた。 (5) Measurement of the structural unit ratio derived from each dihydroxy compound in the polycarbonate resin The structural unit ratio derived from each dihydroxy compound in the polycarbonate resin was obtained by weighing 30 mg of the polycarbonate resin and dissolving it in about 0.7 mL of deuterated chloroform. The solution was put into an NMR tube having an inner diameter of 5 mm, and a 1H NMR spectrum was measured at room temperature using JNM-AL400 (resonance frequency 400 MHz) manufactured by JEOL. The structural unit ratio derived from each dihydroxy compound was determined from the signal intensity ratio based on the structural unit derived from each dihydroxy compound.
(6)ポリカーボネート樹脂中のフェノール含有量、DPC含有量の測定
ポリカーボネート樹脂試料1.00gを塩化メチレン5mlに溶解し、溶液とした後、総量が25mlになるようにアセトンを添加して再沈殿処理を行った。該溶液を0.2μmディスクフィルターでろ過して、液体クロマトグラフィーにて定量を行った。
(6) Measurement of phenol content and DPC content in polycarbonate resin Dissolve 1.00 g of polycarbonate resin sample in 5 ml of methylene chloride to make a solution, then add acetone to make the total amount 25 ml and reprecipitate. Went. The solution was filtered through a 0.2 μm disk filter and quantified by liquid chromatography.
(7)ポリカーボネート樹脂の初期色相の評価方法
ポリカーボネート樹脂の色相は、ASTM D1925に準拠して、ペレットの反射光におけるイエローネスインデックス(YI)値を測定して評価した。装置はコニカミノルタ社製分光測色計CM−5を用い、測定条件は測定径30mm、SCEを選択した。シャーレ測定用校正ガラスCM−A212を測定部にはめ込み、その上からゼロ校正ボックスCM−A124をかぶせてゼロ校正を行い、続いて内蔵の白色校正板を用いて白色校正を行った。白色校正板CM−A210を用いて測定を行い、L*が99.40±0.05、a*が0.03±0.01、b*が−0.43±0.01、YIが−0.58±0.01となることを確認した。ペレットの測定は、内径30mm、高さ50mmの円柱ガラス容器にペレットを30mm以上の深さまで入れて測定を行った。ガラス容器からペレットを取り出してから再度測定を行う操作を2回繰り返し、計3回の測定値の平均値を用いた。YI値が小さい程、黄色味がなく品質が優れることを示す。
(7) Method for evaluating initial hue of polycarbonate resin The hue of the polycarbonate resin was evaluated by measuring the yellowness index (YI) value in the reflected light of the pellet in accordance with ASTM D1925. As the apparatus, a spectrocolorimeter CM-5 manufactured by Konica Minolta Co., Ltd. was used, and the measurement conditions were a measurement diameter of 30 mm and SCE. A petri dish calibration glass CM-A212 was fitted into the measurement part, and a zero calibration box CM-A124 was placed thereon to perform zero calibration, followed by white calibration using a built-in white calibration plate. Measurement was performed using a white calibration plate CM-A210. L * was 99.40 ± 0.05, a * was 0.03 ± 0.01, b * was −0.43 ± 0.01, and YI was −. It was confirmed to be 0.58 ± 0.01. The pellets were measured by putting the pellets to a depth of 30 mm or more in a cylindrical glass container having an inner diameter of 30 mm and a height of 50 mm. The operation of taking out the pellet from the glass container and then performing the measurement again was repeated twice, and the average value of the measurement values of three times in total was used. The smaller the YI value, the better the quality without yellowness.
(8)溶融粘度
120℃で、6hr乾燥した試料を、径1mmφ×長さ10mmLのキャピラリーを有するダイを具備したキャピラリーレオメーター(東洋精機(株)製)を用いて、260℃に加熱して剪断速度γ=9.12〜1824(sec−1)間で測定し、91.2sec−1での溶融粘度を読み取り、溶融粘度(Pa・s)とした。
(8) Melt viscosity A sample dried at 120 ° C. for 6 hours was heated to 260 ° C. using a capillary rheometer (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) equipped with a die having a capillary with a diameter of 1 mmφ × length of 10 mmL. shear rate γ = 9.12~1824 (sec -1) was measured between reads the melt viscosity at 91.2Sec -1, and melt viscosity (Pa · s).
(9)複屈折の波長分散性
120℃で5時間真空乾燥をしたポリカーボネート樹脂を、単軸押出機(いすず化工機社製、スクリュー径25mm、シリンダー設定温度:250℃)、Tダイ(幅200mm、設定温度:250〜255℃)、チルロール(設定温度:130〜140℃)及び巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み100μm±5μmのフィルムを作製した。このフィルムから幅6cm、長さ6cmの試料を切り出した。この試料を、バッチ式二軸延伸装置(東洋精機社製)で、延伸温度をポリカーボネート樹脂のガラス転移温度+15℃で、延伸速度600mm/分(ひずみ速度1000%/分)で、延伸倍率2.0倍の自由端一軸延伸を行い、厚みが均一な透明フィルムを得た。
(9) Birefringence wavelength dispersibility Polycarbonate resin vacuum-dried at 120 ° C. for 5 hours is converted into a single screw extruder (made by Isuzu Chemical Industries, screw diameter 25 mm, cylinder set temperature: 250 ° C.), T-die (width 200 mm). , A film having a thickness of 100 μm ± 5 μm was prepared using a film forming apparatus equipped with a chill roll (set temperature: 130 to 140 ° C.) and a winder. A sample having a width of 6 cm and a length of 6 cm was cut out from this film. This sample was batch-biaxially stretched (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), the stretching temperature was the glass transition temperature of the polycarbonate resin + 15 ° C., the stretching rate was 600 mm / min (strain rate 1000% / min), and the stretching ratio was 2. A free end uniaxial stretching was performed 0 times to obtain a transparent film having a uniform thickness.
前記透明フィルムを幅4cm、長さ4cmに切り出したサンプルを、位相差測定装置(
王子計測機器社製KOBRA−WPR)により測定波長450nmの位相差(R450)及び550nmの位相差(R550)を測定した。そして測定した位相差(R450)と位相差(R550)の比(R450/R550)を計算した。位相差比が1より大きいと波長分散は正であり、1未満では負(逆分散)となる。それぞれの位相差の比が、1未満で小さい程、負の波長分散性が強いことを示している。
A sample obtained by cutting the transparent film into a width of 4 cm and a length of 4 cm is used as a phase difference measuring device (
A phase difference (R450) at a measurement wavelength of 450 nm and a phase difference (R550) at 550 nm were measured by KOBRA-WPR manufactured by Oji Scientific Instruments. And the ratio (R450 / R550) of the measured phase difference (R450) and phase difference (R550) was calculated. If the phase difference ratio is greater than 1, the chromatic dispersion is positive, and if it is less than 1, it is negative (reverse dispersion). It is shown that the smaller the ratio of the respective phase differences is less than 1, the stronger the negative wavelength dispersion.
(10)異物数の評価方法
OPTICAL CONTROL SYSTEMS社製、1軸押出機(口径20mm、シングルフライト、L/D=25)とキャストフィルムダイ(150mm幅)、チルロールを用いて、シリンダー設定温度250℃、ロール温度133℃で、厚み35±5μmのフィルムを成形し、ゲルカウンターシステム(形式FSA100)を用いて、25μm以上の異物をカウントした。
(10) Evaluation method of the number of foreign substances: OPTICAL CONTROL SYSTEMS, manufactured by OPTICAL CONTROL SYSTEMS, single screw extruder (caliber 20 mm, single flight, L / D = 25), cast film die (150 mm width), chill roll, cylinder set temperature 250 ° C. A film having a thickness of 35 ± 5 μm was formed at a roll temperature of 133 ° C., and foreign matters of 25 μm or more were counted using a gel counter system (form FSA100).
(11)ストランドがガス切れするまでの運転時間
フィルターユニットから下流のガスをパージしてから、ストランドがガスで切れ始めるまでの時間を計測した。時間が短いほどフィルターユニットでのガスの発生が多い。
以下の実施例の記載の中で用いた化合物の略号は次の通りである。
・BCF:9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製)
・SPG:3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−メトキシエチル)−2,4,8,10
−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(スピログリコール) (三菱ガス化学社製)
・DPC:ジフェニルカーボネート (三菱化学株式会社製)
(11) Operating time until the strand runs out of gas After purging the gas downstream from the filter unit, the time until the strand starts to run out of gas was measured. The shorter the time, the more gas is generated in the filter unit.
The abbreviations of the compounds used in the description of the following examples are as follows.
BCF: 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.)
SPG: 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-methoxyethyl) -2,4,8,10
-Tetraoxaspiro [5.5] undecane (spiroglycol) (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.)
・ DPC: Diphenyl carbonate (Mitsubishi Chemical Corporation)
[実施例1]
十分に窒素置換した(酸素濃度0.0005vol%〜0.001vol%)原料調製槽において、BCF/SPG/DPCのモル比が0.300/0.700/1.020になるように調製した原料を、オイルを熱媒体とした熱媒体ジャケット、熱媒体内部コイル、および撹拌翼、真空ポンプに連結された留出管および凝縮器を具備した第1重縮合反応槽に、連続的に一定量供給すると同時に、原料供給配管に連結した触媒供給配管より、水溶液にした酢酸カルシウム1水和物を、全ジヒドロキシ化合物1mol当たり200μmol(カルシウム金属原子換算)になるように連続的に供給した。SPGのpHは5.6であった。原料と触媒水溶液を配管で混合した後、第1反応槽に入るまでの流路にプリーツ型円筒タイプの原料濾過フィルターを2器設置し、上流側の原料濾過フィルターの目開きを10μm、下流側の目開きを1μmとした。第1重縮合反応槽の留出管には、冷媒としてオイル(入口温度130℃)を用いた還流冷却器、更に還流冷却器で凝縮されないフェノール等を凝縮させるため、還流冷却器と真空ポンプの間に冷媒として温水(入口温度45℃)を用いた凝縮器を配置した。第1重縮合反応槽の撹拌翼の回転数を一定にしながら、内温210℃、圧力26.3kPa、滞留時間1.5時間で一定となるよう制御し、反応液を反応槽槽底から連続的に抜き出し、第2重縮合反応槽に供給した。第2重縮合反応槽は、第1重縮合反応槽と同様、熱媒体ジャケット、熱媒体内部コイル、撹拌翼、真空ポンプに連結された留出管および留出管には還流冷却器、凝縮器を具備しており、内温220℃、圧力20.0kPa、滞留時間1時間で一定となるよう制御し、反応液を反応槽槽底から連続的に抜き出し、第3重縮合反応槽に供給した。第3重縮合反応槽は、内温240℃、圧力3.0kPa、滞留時間1時間で一定となるよう制御し、引き続き副生するフェノールを留去しながら重縮合反応を進行させ、反応液を反応槽槽底から連続的に自己循環型シール式ギヤポンプを用いて抜き出し、2本の水平な回転軸とこの水平軸にほぼ直角に取り付けられた相互に不連続な攪拌翼とを有する横型攪拌反応槽(第4重縮合反応槽)に供給した。第4重縮合反応槽は、入口付近の内温を245℃、出口付近の内温を260℃、圧力を0.2kPa、滞留時間を2時間になるよう制御し、さらに重縮
合反応を進行させた。得られたポリカーボネート樹脂は、添加剤供給口および3つのベント口を有し、L/D=42、押出機のスクリュー全体を構成するエレメントの長さに占めるニーディングディスクの長さ(ニーディングエレメント比率)が6%の二軸押出機に、自己循環型シール式ギヤポンプを用いて連続的に供給した。該ギヤポンプと押出機を繋ぐ配管は熱媒が外部に流れるジャケット型の二重管となっており、熱媒の温度は270℃に設定した。押出機に供給される樹脂の温度は押出機入口に設置した樹脂温計で測定したところ262℃であった。押出機内に、処理されるポリカーボネート樹脂に対して0.1%の水を供給し、ベント口は、真空ポンプに連結させ、ポリカーボネート樹脂中に含まれる揮発成分を除去した。押出機のバレルのヒーター温度の設定は、上流の4ブロックを250℃、下流の6ブロックを230℃とし、スクリュー回転数は274rpmとした。この時、押出機に供給するポリカーボネート樹脂を一時抜き出し、各種分析を行った。結果を表1に示す。
なお、表1において、ニーディングエレメント比率は、下記式から計算される値をいう。
[Example 1]
Raw material prepared so that the molar ratio of BCF / SPG / DPC is 0.300 / 0.700 / 1.020 in a raw material preparation tank sufficiently substituted with nitrogen (oxygen concentration 0.0005 vol% to 0.001 vol%) Is continuously supplied to a first polycondensation reaction tank equipped with a heat medium jacket using oil as a heat medium, a heat medium internal coil, a stirring blade, a distillation pipe connected to a vacuum pump and a condenser. At the same time, calcium acetate monohydrate in an aqueous solution was continuously supplied from a catalyst supply pipe connected to the raw material supply pipe so as to be 200 μmol (calcium metal atom equivalent) per 1 mol of all dihydroxy compounds. The pH of SPG was 5.6. After mixing the raw material and catalyst aqueous solution by piping, install two pleated cylindrical type raw material filtration filters in the flow path until entering the first reaction tank, the upstream raw material filtration filter opening is 10 μm, downstream The mesh opening was 1 μm. In the first polycondensation reaction tank, a reflux condenser using oil (inlet temperature 130 ° C.) as a refrigerant, and phenol and the like which are not condensed in the reflux condenser are condensed in the reflux condenser and the vacuum pump. A condenser using warm water (inlet temperature 45 ° C.) as a refrigerant was disposed between them. While keeping the rotation speed of the stirring blade of the first polycondensation reaction tank constant, the internal temperature is controlled to be constant at 210 ° C., the pressure is 26.3 kPa, and the residence time is 1.5 hours, and the reaction liquid is continuously supplied from the bottom of the reaction tank. It was extracted and supplied to the second polycondensation reaction tank. As with the first polycondensation reaction tank, the second polycondensation reaction tank includes a heat medium jacket, a heat medium internal coil, a stirring blade, a distillation pipe connected to a vacuum pump, and a distillation pipe including a reflux condenser and a condenser. The inner temperature was 220 ° C., the pressure was 20.0 kPa, and the residence time was controlled to be constant at 1 hour. The reaction solution was continuously withdrawn from the bottom of the reaction vessel and supplied to the third polycondensation reaction vessel. . The third polycondensation reaction tank is controlled so as to be constant at an internal temperature of 240 ° C., a pressure of 3.0 kPa, and a residence time of 1 hour, and then the polycondensation reaction proceeds while distilling off the by-produced phenol. Horizontal stirring reaction with two horizontal rotating shafts and discontinuous stirring blades mounted almost at right angles to the horizontal axis, continuously extracted from the reaction vessel bottom using a self-circulating sealed gear pump It supplied to the tank (4th polycondensation reaction tank). The fourth polycondensation reaction tank is controlled so that the internal temperature near the inlet is 245 ° C., the internal temperature near the outlet is 260 ° C., the pressure is 0.2 kPa, and the residence time is 2 hours, and further the polycondensation reaction proceeds. It was. The obtained polycarbonate resin has an additive supply port and three vent ports, L / D = 42, the length of the kneading disk occupying the length of the element constituting the entire screw of the extruder (kneading element) A self-circulating seal type gear pump was continuously supplied to a twin screw extruder having a ratio of 6%. The pipe connecting the gear pump and the extruder is a jacket-type double pipe through which the heat medium flows to the outside, and the temperature of the heat medium was set to 270 ° C. The temperature of the resin supplied to the extruder was 262 ° C. as measured with a resin thermometer installed at the inlet of the extruder. In the extruder, 0.1% of water was supplied to the polycarbonate resin to be treated, and the vent port was connected to a vacuum pump to remove volatile components contained in the polycarbonate resin. As for the heater temperature of the barrel of the extruder, the upstream 4 blocks were 250 ° C., the downstream 6 blocks were 230 ° C., and the screw rotation speed was 274 rpm. At this time, the polycarbonate resin supplied to the extruder was temporarily extracted and subjected to various analyses. The results are shown in Table 1.
In Table 1, the kneading element ratio is a value calculated from the following formula.
ニーディングエレメント比率(%)=(ニーディングディスクの合計の長さ/スクリュー全体の長さ)×100
押出機で処理されたポリカーボネート樹脂は、その出口に設置したギヤポンプを経て、樹脂の入口が下部、出口が上部にあるフィルターユニットに供給した。フィルターユニットの手前でサンプリングした樹脂の温度、および各種測定値を表1に示す。フィルターユニットの内部には、フィルターメディアが焼結した金属不織布であり、目開き7μmであるリーフディスクフィルター(日本ポール(株)製)(材質はステンレス(SUS304、SUS316))を装着し、ポリカーボネート樹脂中の異物を除去した。該フィルターは、使用前に水蒸気雰囲気下、310℃で40時間、続いて空気雰囲気下420℃で52時間、焙焼処理を行い室温まで冷却した後、30重量%の硝酸水溶液に30分間浸漬し、酸化皮膜を形成させ、水洗および乾燥を行ったものを用いた。フィルターユニットは複数のブロックで構成されるヒーターが具備されており、それぞれの温度を250℃に設定した。フィルターユニットの出口側には、複数のブロックからなるヒーターを具備したポリマー配管を通じてダイスを設置し、ポリマー配管のヒーターの設定温度は250℃、ダイスのヒーターは245℃に設定した。フィルターユニットの出口流路に樹脂温度を測定するためのセンサーを設置した。ダイスから排出されたポリカーボネート樹脂の温度を温度計を用いて測定した。ダイス出口の樹脂温度は、温度計をダイス穴部に挿入し直接測定した。該ダイスからクラス6の清浄度に保持された部屋の中で、ポリカーボネート樹脂をストランドの形態で抜き出し、水槽で固化させて、回転式カッターでペレット化した。分析値を表1に示す。なお、ポリカーボネート樹脂の還元粘度(ηsp/c)は、このフィルターを用いて濾過して、ダイスからストランドの形態で吐出し、冷却後、カッターを用いて得られたペレットの値である。
Kneading element ratio (%) = (total length of kneading disc / total length of screw) × 100
The polycarbonate resin processed by the extruder was supplied to a filter unit having a resin inlet at the bottom and an outlet at the top through a gear pump installed at the outlet. Table 1 shows the temperature of the resin sampled before the filter unit and various measured values. Inside the filter unit, a leaf disk filter (manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.) (material is stainless steel (SUS304, SUS316)), which is a metal nonwoven fabric sintered with filter media and having an aperture of 7 μm, is a polycarbonate resin. Foreign matter inside was removed. Before use, the filter was roasted at 310 ° C. for 40 hours in a water vapor atmosphere and then at 420 ° C. for 52 hours in an air atmosphere, cooled to room temperature, and then immersed in a 30% by weight nitric acid aqueous solution for 30 minutes. Then, an oxide film was formed, washed and dried. The filter unit was equipped with a heater composed of a plurality of blocks, and each temperature was set to 250 ° C. On the outlet side of the filter unit, a die was installed through a polymer pipe equipped with a heater composed of a plurality of blocks. The set temperature of the heater of the polymer pipe was set to 250 ° C., and the heater of the dice was set to 245 ° C. A sensor for measuring the resin temperature was installed in the outlet channel of the filter unit. The temperature of the polycarbonate resin discharged from the die was measured using a thermometer. The resin temperature at the die outlet was directly measured by inserting a thermometer into the die hole. The polycarbonate resin was extracted in the form of a strand in a room maintained at class 6 cleanliness from the die, solidified in a water tank, and pelletized with a rotary cutter. The analytical values are shown in Table 1. The reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin is a value of pellets obtained by filtering using this filter, discharging from a die in the form of a strand, cooling, and then using a cutter.
[実施例2]
第4重縮合反応槽から押出機に供給する配管の途中から、ポリカーボネート樹脂を一部抜き出し、押出機へのポリカーボネート樹脂供給量を半分に減らした他は実施例1と同様行った。
[実施例3]
実施例1において、押出機のスクリューのニーディングエレメントの比率を変えた他は実施例1と同様に行った。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that a portion of the polycarbonate resin was extracted from the middle of the piping supplied to the extruder from the fourth polycondensation reaction tank, and the amount of polycarbonate resin supplied to the extruder was reduced to half.
[Example 3]
In Example 1, it carried out like Example 1 except having changed the ratio of the kneading element of the screw of an extruder.
[比較例1]
実施例1において、ポリカーボネート樹脂を濾過するフィルターを焙焼処理も硝酸処理もしなかった他は実施例1と同様に行った。得られたペレットおよびフィルムの着色が著しく、異物も増加した。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the same procedure as in Example 1 was performed, except that the filter for filtering the polycarbonate resin was neither roasted nor treated with nitric acid. The resulting pellets and film were remarkably colored and foreign matter increased.
1a 原料(炭酸ジエステル)供給口
1b、1c 原料(ジヒドロキシ化合物)供給口
1d 触媒供給口
2a 原料混合槽
3a アンカー型攪拌翼
4a 原料混合液移送ポンプ
4b、4c、4d ギアポンプ
5a 原料濾過フィルター
6a 第1竪型攪拌反応槽
6b 第2竪型攪拌反応槽
6c 第3竪型攪拌反応槽
6d 第4横型撹拌反応槽
7a、7b、7c マックスブレンド翼
7d 2軸メガネ型攪拌翼
8a、8b 内部熱交換器
9a、9b 還流冷却器
10a、10b 還流管
11a、11b、11c、11d 留出管
12a、12b、12c、12d 凝縮器
13a、13b、13c、13d 減圧装置
14a 留出液回収タンク
15a 押出機
15b ポリマーフィルター
15c ダイス
16a ストランド冷却槽
16b ストランドカッター
16c 空送ブロワー
16d 製品ホッパー
16e 計量器
16f 製品袋(紙袋、フレコンなど)
1a Raw material (carbonic acid diester) supply port 1b, 1c Raw material (dihydroxy compound) supply port 1d Catalyst supply port 2a Raw material mixing tank 3a Anchor type stirring blade 4a Raw material mixed liquid transfer pump 4b, 4c, 4d Gear pump 5a Raw material filtration filter 6a First Vertical stirring reaction tank 6b Second vertical stirring reaction tank 6c Third vertical stirring reaction tank 6d Fourth horizontal stirring reaction tank 7a, 7b, 7c Max blend blade 7d Biaxial glasses stirring blade 8a, 8b Internal heat exchanger 9a, 9b Reflux coolers 10a, 10b Reflux pipes 11a, 11b, 11c, 11d Distillate pipes 12a, 12b, 12c, 12d Condensers 13a, 13b, 13c, 13d Depressurizer 14a Distillate recovery tank 15a Extruder 15b Polymer Filter 15c Die 16a Strand cooling tank 16b Strand cutter 16c Air feed blower 16 Product hopper 16e meter 16f product bag (paper bag, such as a flexible container)
Claims (27)
前記原料組成物を構成する全ジヒドロキシ化合物に対して、下記式(1)で表されるジヒドロキシ化合物が50mol%以上であり、
330℃以上600℃以下の温度で熱処理をした金属不織布からなる濾材を有するフィルターを用いて、前記ポリカーボネート樹脂を濾過する、ポリカーボネート樹脂の製造方法。
The dihydroxy compound represented by the following formula (1) is 50 mol% or more with respect to all dihydroxy compounds constituting the raw material composition,
A method for producing a polycarbonate resin, wherein the polycarbonate resin is filtered using a filter having a filter medium made of a metal nonwoven fabric heat-treated at a temperature of 330 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.
12000 ≦ W/S ≦ 60000 (4) The following formula (4) is satisfied, where W (kg / h) is the weight of the resin extruded per hour by the extruder and S (m 2 ) is the cross-sectional area of the barrel of the extruder. Or the manufacturing method of polycarbonate resin of 16.
12000 ≤ W / S ≤ 60000 (4)
も1つの組み合わせにおいて、前記ヒーターの設定温度を、前記押出機のポリカーボネート樹脂供給側に隣接するヒーター設定温度より高くしない、請求項15乃至19の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。 The barrel constituting the extruder includes a plurality of heaters, and in at least one combination of the heaters, the set temperature of the heater is not higher than the heater set temperature adjacent to the polycarbonate resin supply side of the extruder, The method for producing a polycarbonate resin according to any one of claims 15 to 19.
前記触媒が、長周期型周期表第1族または2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む化合物であり、全ジヒドロキシ化合物1molに対し、金属量として10μmol以上用いる、請求項1乃至22の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。 The polycondensation is performed using a catalyst;
The catalyst is a compound containing at least one metal selected from the group consisting of metals of Group 1 or Group 2 of the long-period periodic table, and is used in an amount of 10 µmol or more as a metal amount with respect to 1 mol of all dihydroxy compounds. The method for producing a polycarbonate resin according to any one of 1 to 22.
0.70 < R(450)/R(550) < 1.00 (6)
(但し、上記R(450)およびR(550)は、それぞれ波長450nmおよび550nmにおけるフィルム面内の位相差値を表す) A retardation film obtained by stretching the film according to claim 26 and satisfying a relationship of the following formula (6).
0.70 <R (450) / R (550) <1.00 (6)
(However, R (450) and R (550) represent retardation values in the film plane at wavelengths of 450 nm and 550 nm, respectively).
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