JP2014105279A - ポリアセタール共重合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリアセタール共重合体を製造するにあたり、触媒の失活が簡易かつ効率的にし、洗浄工程も不要な設備及び運転技術としてもシンプルなプロセスで、高い重合収率かつ高い品質を実現する。
【解決手段】本発明は、トリオキサンを主モノマー（ａ）とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び／又は環状ホルマールをコモノマー（ｂ）とする、ポリアセタール共重合体の製造方法である。この方法は、重合触媒（ｃ）に所定のヘテロポリ酸を使用して共重合を行い、反応生成物にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）を添加し、溶融混練処理して、重合触媒（ｃ）を失活させる。上記ヘテロポリ酸は、リンモリブデン酸、リンタングステン酸等から選択されることが好ましい。上記（ｄ）成分は、アルカリ金属の水酸化物であることが好ましく、水酸化リチウム又は水酸化ナトリウムであることがより好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明はポリアセタール共重合体の製造方法に関する。

従来、ポリアセタール共重合体の製造法としては、トリオキサンを主モノマーとし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び／又は環状ホルマールをコモノマーとするカチオン共重合が知られている。これら共重合に用いるカチオン活性触媒としては、ルイス酸、殊にホウ素、スズ、チタン、リン、ヒ素及びアンチモンのハロゲン化物、例えば三フッ化ホウ素、四塩化スズ、四塩化チタン、五塩化リン、五フッ化リン、五フッ化ヒ素及び五フッ化アンチモン、及びその錯化合物又は塩の如き化合物；プロトン酸、例えば、パークロル酸；プロトン酸のエステル、殊にパークロル酸と低級脂肪族アルコールとのエステル、例えばパークロル酸−３級ブチルエステル；プロトン酸の無水物、特にパークロル酸と低級脂肪族カルボン酸との混合無水物、例えばアセチルパークロラート、或いは又トリメチルオキソニウムヘキサフルオルホスファート、トリフェニル−メチルヘキサフルオルアルゼナート、アセチルテトラフルオルボラート、アセチルヘキサフルオルホスファート及びアセチルヘキサフルオルアルゼナート等が提案されている。中でも三フッ化ホウ素、或いは三フッ化ホウ素と有機化合物、例えばエーテル類との配位化合物は、トリオキサンを主モノマーとする重合触媒として最も一般的であり、工業的にも広く用いられている。

しかしながら、三フッ化ホウ素系化合物等の一般に使用される重合触媒では、重合に比較的多量（例えば全モノマーに対し４０ｐｐｍ又はそれ以上）の触媒を必要とする。このため、重合後の触媒失活処理を十分に行い難く、また、失活化させたとしても触媒に由来する物質が共重合体中に残存し、共重合体の分解が促進される等の問題が生じる場合がある。また、触媒の失活工程はトリエチルアミン等の塩基性化合物を含む多量の水溶液中で行うのが一般的であり、触媒失活後に共重合体を処理液と分離し乾燥すること、処理液中に溶解した未反応モノマーを回収すること等、煩雑な工程を必要とするものであり、経済的にも課題を含むものであった。

このような触媒の失活処理に伴う煩雑さを省くため、生成共重合体に三価のリン化合物を添加する方法（例えば、特許文献１等を参照）やヒンダードアミン化合物を添加する方法（特許文献２等を参照）の提案もなされているが、期待されるほどの効果は得られていない。

これに対し、ヘテロポリ酸を触媒に使用したポリアセタール共重合体の製造方法が提案されている（例えば、特許文献３等を参照）。また、ヘテロポリ酸を触媒とした共重合により粗ポリアセタール共重合体の調製を行った後、反応生成物にアミノ基又は置換アミノ基を有するトリアジン環含有化合物及びポリアミドから選ばれた少なくとも一種である固体塩基性化合物を添加し、溶融混練処理して触媒の失活化を行うポリアセタール共重合体の製造方法が提案されている（例えば、特許文献４等を参照）。この方法によれば、ヘテロポリ酸が高活性であることから極めて少量の触媒量によって重合が可能となり、高品質のポリアセタール共重合体を提供できる。また、実質的に溶液を使用せず、溶融混練処理によって触媒の失活化を行うため、前記のような煩雑な工程を必要とせず、経済性にも優れる。

特公昭５５−４２０８５号公報 特開昭６２−２５７９２２号公報 特開平１−１７０６１０号公報 特開２００３−０２６７４６号公報

近年、特に優れた熱安定性を有し、ホルムアルデヒド発生量が極めて少ない高品質のポリアセタール共重合体が求められているが、特許文献１〜４に記載の方法では、その要求に応えることが厳しい状況になってきている。この要求に応えるためには、触媒のより効率的な失活化、そして、触媒失活後の粗ポリアセタール共重合体の不安定末端部のより完全な分解処理による安定化等の更なる改善が求められている。

本発明の目的は、触媒、触媒失活剤、不安定末端処理剤の選択或いはそれらの選択的な組合せによって、触媒の失活が簡易かつ効率的であり、洗浄工程も不要な設備及び運転技術としてもシンプルなプロセスで、重合収率も高く、さらに不安定末端部が極めて少なく、熱的にも極めて安定で、ホルムアルデヒド放出量の極めて少ない、安定化ポリアセタール共重合体を製造する方法を提供することである。

本発明者は、上記課題を達成すべく触媒の種類とこれに対応した触媒失活法及び不安定末端処理法について鋭意検討の結果、触媒として下記一般式（１）で示されるヘテロポリ酸を用いると共に、触媒失活及び不安定末端処理のために、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物を用いて溶融混練処理することにより、触媒の重合活性が高いにもかかわらず、極めて少量で確実かつ速やかに触媒の失活及び不安定末端の低減・安定化させることが可能であり、さらに、設備及び運転技術も容易で上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。

（（１）本発明は、トリオキサンを主モノマー（ａ）とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び／又は環状ホルマールをコモノマー（ｂ）として、ポリアセタール共重合体を製造するにあたり、重合触媒（ｃ）に下記一般式（１）で示されるヘテロポリ酸を使用して共重合を行い、反応生成物にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）を添加し、溶融混練処理して、重合触媒（ｃ）を失活させる、ポリアセタール共重合体の製造方法である。

Ｈ_ｍ［Ｍ^１ _ｘ・Ｍ^２ _ｙＯ_Ｚ］・ｎＨ_２Ｏ ・・・・・・（１）

〔式（１）中、Ｍ^１はＰ及びＳｉより選ばれた一種又は二種の元素から成る中心元素を示す。Ｍ^２はＷ、Ｍｏ及びＶより選ばれた一種以上の配位元素を示す。ｘは１以上１０以下の整数を示し、ｙは６以上４０以下の整数を示し、ｚは１０以上１００以下の整数を示し、ｍは１以上の整数を示し、ｎは０以上５０以下の整数を示す。〕

（２）また、本発明は、前記コモノマー（ｂ）が１，３−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、１，４−ブタンジオールホルマール、１，３−ジオキサン又はエチレンオキサイドから選択される少なくとも一種である、（１）記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。

（３）また、本発明は、前記ヘテロポリ酸がリンモリブデン酸、リンタングステン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、リンタングストバナジン酸、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸、ケイモリブドタングステン酸又はケイモリブドタングストバナジン酸から選択される少なくとも一種である、（１）又は（２）に記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。

（４）また、本発明は、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）が下記一般式（２）で表される、（１）から（３）のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。

（ＸＯ)_ｎＭ^３・・・・・・（２）

〔式（２）中、Ｘは、水素、炭素数１〜６の非置換アルキル基、置換アルキル基又はフェニル基を示す。非置換アルキル基は直鎖状、分岐状又は環状である。置換アルキル基の置換基はメチル基である。Ｍ^３はアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を示す。ｎは１又は２である。〕

（５）また、本発明は、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）が、（ア）水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム若しくは水酸化バリウムから選択される少なくとも一種の水酸化物、又は（イ）リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、マグネシウムメトキシド若しくはカルシウムメトキシドから選択される少なくとも一種のアルコキシド化合物である、（１）から（４）のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。

（６）また、本発明は、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選択される少なくとも一種の水酸化物である、（５）に記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。

（７）また、本発明は、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）が、水酸化リチウム又は水酸化ナトリウムから選択される少なくとも一種の水酸化物である、（６）に記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。

（８）また、本発明は、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）の添加量が、共重合反応によって得られる粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し、０．００１〜０．２５ミリ当量である、（１）から（７）のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。

（９）また、本発明は、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）の前記反応生成物への添加が、（ア）前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）を溶液として、共重合反応によって得られる粗ポリアセタール共重合体に対して直接添加するか、（イ）前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）の溶液をポリアセタール共重合体のパウダーに含ませ、均一に分散させた後、分散後のパウダーを前記粗ポリアセタール共重合体に添加するか、又は（ウ）前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）を固体の状態のままポリアセタール共重合体のパウダーに均一に分散させた後、分散後のパウダーを前記粗ポリアセタール共重合体に添加することによって行われ、色差計を使用して測定した、重合触媒（ｃ）失活後のポリアセタール共重合体ペレットのｂ値は２．０以下である、（１）から（８）のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。

本発明によれば、重合触媒の失活剤として、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物を用いることで、重合触媒を有効に失活できるだけでなく、不安定末端部の安定化もでき、熱安定性に優れ、ホルムアルデヒド発生量の極めて少ない高品質のポリアセタール共重合体を、簡易な製造工程により、経済的に製造することができる。

また、本発明によれば、従来のウェット式の失活方法と比較してドライ式方法にしたことで、失活工程の簡略化及び洗浄工程が省略されている極めて合理化された工程で、重合触媒の速やかで完全な失活に次いで不安定末端部の安定化も行うことができる。その結果、触媒に由来する分解、変質等の支障がなく、熱的に安定で、かつ不安定末端部及びホルムアデヒド放出量の極めて少ない優れた品質のポリアセタール共重合体を経済的に製造することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

＜ポリアセタール共重合体の製造方法＞
本発明では、ホルムアルデヒドの環状三量体であるトリオキサンを主モノマー（ａ）とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び／又は環状ホルマールをコモノマー（ｂ）として、ポリアセタール共重合体を製造するにあたり、重合触媒（ｃ）に所定のヘテロポリ酸を使用して共重合を行い、反応生成物に所定の塩（ｄ）を添加し、溶融混練処理して、重合触媒（ｃ）を失活させる。

［コモノマー（ｂ）］
コモノマーとしては、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び環状ホルマールから選ばれる化合物（ｂ）が使用される。コモノマーとして使用する化合物（ｂ）の代表的な例としては、例えば、１，３−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、１，４−ブタンジオールホルマール、１，３−ジオキサン、エチレンオキサイド、プロピレンオキシド、エピクロルヒドリン等が挙げられる。中でも、重合の安定性から考慮して、１，３−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、１，４−ブタンジオールホルマール、１，３−ジオキサン、エチレンオキシド等が好ましい。更に、環状エステル、例えばβ−プロピオラクトンや、ビニル化合物、例えばスチレン等も使用できる。また、コモノマーとして、ブチルグリシジルエーテル、２-エチルヘキシルグリシジルエーテルの如き、置換基単位を有する単官能の環状エーテルや環状ホルマールを用いることも可能である。さらに、コモノマーとして、アルキレングリコールのジグリシジルエーテルやジホルマールの如き２個の重合性環状エーテル基又は環状ホルマール基を有する化合物、例えば、ブタンジオールジメチリデングリセリルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル等や、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等の如き３個以上の重合性環状エーテル基又は環状ホルマール基を有する化合物を用いることもできる。これによって分岐構造や架橋構造が形成されたポリアセタール共重合体も本発明の対象である。

本発明において、コモノマーとして用いる環状エーテル及び環状ホルマールから選ばれる化合物（ｂ）の量は、全モノマー（主モノマーとコモノマーの合計量）中の割合として０．１〜２０モル％であり、好ましくは０．２〜１０モル％である。０．１モル％未満では、重合によって生成する粗ポリアセタール共重合体の不安定末端部が増加して安定性が悪くなり、またコモノマー量が過大になると生成共重合体が軟質となり融点の低下を生じて好ましくない。

［重合触媒（ｃ）］
本発明は、上記のようなポリアセタール共重合体の製造において、重合触媒（ｃ）としてヘテロポリ酸を使用することを特徴の１つとする。

本発明において、重合触媒（ｃ）として使用するヘテロポリ酸とは、異種の酸素酸が脱水縮合して生成するポリ酸の総称をいい、中心に特定の異種元素が存在し、酸素原子を共有して縮合酸基が縮合してできる単核又は複核の錯イオンを有している。このような異核縮合酸は、下記一般式（１）で表すことができる。

Ｈ_ｍ［Ｍ^１ _ｘ・Ｍ^２ _ｙＯ_Ｚ］・ｎＨ_２Ｏ ・・・・・・（１）

式（１）中、Ｍ^１はＰ及びＳｉより選ばれた一種又は二種の元素から成る中心元素を示す。Ｍ^２はＷ、Ｍｏ及びＶより選ばれた一種以上の配位元素を示す。ｘは１以上１０以下の整数を示し、ｙは６以上４０以下の整数を示し、ｚは１０以上１００以下の整数を示し、ｍは１以上の整数を示し、ｎは０以上５０以下の整数を示す。

上記へテロポリ酸の具体例として、リンモリブデン酸、リンタングステン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、リンタングストバナジン酸、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸、ケイモリブドタングステン酸、ケイモリブドタングステントバナジン酸等が挙げられる。中でも、重合の安定性、ヘテロポリ酸自体の安定性から考慮して、へテロポリ酸は、ケイモリブデン酸、ケイタングステン酸、リンモリブデン酸又はリンタングステン酸のいずれか一種以上であることが好ましい。

本発明において、上記へテロポリ酸の使用量は、その種類によっても異なり、また、適当に変えて重合反応を調節することができるが、一般には重合されるべきモノマーの総量に対し０．０５〜１００ｐｐｍ（以下重量／重量ｐｐｍを示す。）の範囲であり、好ましくは０．１〜５０ｐｐｍである。また、リンモリブデン酸、リンタングステン酸等の如き非常に強く作用するヘテロポリ酸は、０．１〜１０ｐｐｍの使用量で十分である。この様な少量の触媒でも共重合が可能なことは、触媒による重合体の主鎖分解、解重合等の好ましくない反応を僅少に留め、不安定なホルメート末端基（−Ｏ−ＣＨ＝Ｏ）、ヘミアセタール末端基（−Ｏ−ＣＨ_２−ＯＨ）等の生成を抑制するのに効果的であり、また、経済的にも有利である。

反応を均一に行うために、重合触媒は、重合に悪影響のない不活性な溶媒で希釈して、主モノマー及び／又はコモノマーに添加して使用することが望ましい。上記不活性な溶媒として、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸等の炭素数１〜１０の低分子量カルボン酸と、メタノール、エタノール、１−プロバノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノール、３−メチル−１−ブタノール、１−へキサノール等の炭素数１〜１０の低分子量のアルコールが縮合して得られるエステル；アセトン、２−ブタノン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３−へキサノン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｔ−ブチルケトン等の炭素数１〜１０の低分子量のケトン類が好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。工業的な入手しやすさ等も勘案すると、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、２−ブタノン、メチルイソブチルケトン等が最も好適である。重合触媒は、上記不活性な溶媒に、好適には濃度１〜３０重量／重量％で溶解されるが、これに限定されるものではない。また、前述した主モノマー、コモノマー、分子量調節剤等の何れか一種又は複数種の一部量又は全量に、上記重合触媒の所定量を予め混合し、この溶液を重合系に添加して重合を行う方法も好ましい。

［共重合体の調製］
本発明において、重合による粗ポリアセタール共重合体の調製は、従来から公知のトリオキサンの共重合と同様の設備と方法で行うことができる。即ち、バッチ式、連続式、半連続式の何れも可能であり、液体モノマーを用い、重合の進行とともに固体粉塊状のポリマーを得る方法が一般的である。本発明に用いられる重合装置としては、バッチ式では一般に用いられる撹拌機付きの反応槽が使用でき、また、連続式としては、コニーダー、２軸スクリュー式連続押出混合機、２軸パドルタイプの連続混合機、その他、これまでに提案されているトリオキサン等の連続重合装置が使用可能であり、また２種以上のタイプの重合機を組み合わせて使用することもできる。

重合方法は特に限定されるものではないが、先に提案されているように、トリオキサン、コモノマー及び重合触媒としてのヘテロポリ酸を、あらかじめ液相状態を保ちつつ十分に混合し、得られた反応原料混合液を重合装置に供給して共重合反応を行えば、必要触媒量の低減が可能となり、結果としてホルムアルデヒド放出量のより少ないポリアセタール共重合体を得るのに有利であり、より好適な重合方法である。重合温度は、６０〜１２０℃の温度範囲で行なわれる。

本発明において、上記の主モノマー（ａ）とコモノマー（ｂ）とを重合してポリアセタール共重合体を調製するにあたり、重合度を調節するため公知の連鎖移動剤、例えばメチラールの如き低分子量の線状アセタール等を添加することも可能である。

また、重合反応は活性水素を有する不純物、例えば水、メタノール、ギ酸等が実質的に存在しない状態、例えばこれらが夫々１０ｐｐｍ以下の状態で行うのが望ましく、このためには、これらの不純物成分を極力含まないように調製されたトリオキサン、環状エーテル及び／又は環状ホルマールを、主モノマーやコモノマーとして使用するのが望ましい。

［アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）］
本発明においては、上記のように共重合して得られ、重合触媒を含有すると共に、その末端に不安定な部分を有するポリアセタール共重合体（粗ポリアセタール共重合体）に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）を添加し、溶融混練して、重合触媒の失活を行うと共にポリアセタール共重合体（粗共重合体）が有する不安定末端基を低減して安定化することを特徴とする。以下、「アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物」のことを（ｄ）成分ともいう。かかる安定化処理は、共重合反応によって得られた粗ポリアセタール共重合体を、洗浄等を行うことなく、上記（ｄ）成分をそのままを添加して処理することにより、より簡便かつ効率的に行うことができる。

（ｄ）成分は、下記一般式（２）で表される化合物であることが好ましい。

（ＸＯ)_ｎＭ^３・・・・・・（２）

式（２）中、Ｘは、水素、炭素数１〜６の非置換アルキル基、置換アルキル基又はフェニル基を示す。非置換アルキル基は直鎖状、分岐状又は環状である。置換アルキル基の置換基はメチル基である。Ｍ^３はアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を示す。ｎは１又は２である。

（ｄ）成分は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、マグネシウムメトキシド又はカルシウムメトキシド等が最も好適であるが、これらに限定されるものではない。

特に、重合触媒（ｃ）を失活させた後のポリアセタール共重合体の色相を考慮すると、（ｄ）成分はアルカリ金属の水酸化物であることが好ましく、水酸化リチウム又は水酸化ナトリウムであることがより好ましい。

本発明において、上記一般式（２）で示される塩（ｄ）は、一種類であってもよいし、複数を組み合わせて使用してもよく、それらの混合物であっても構わない。

（ｄ）成分の含有量は特に制限されるものではないが、（ア）ポリマー中に残存する触媒量、（イ）重合の諸条件によって生じる不安定末端基の種類や量、（ウ）（ｄ）成分の活性の程度や処理条件（温度、時間、接触速度等）等に応じて適宜変えることが好ましい。具体的に、（ｄ）成分の含有量は、ごく少量であることが好ましく、共重合反応によって得られる粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し、０．００１〜０．２５ミリ当量であることが好ましく、０．００２〜０．１０ミリ当量であることがより好ましく、０．００２〜０．０２５ミリ当量であることがさらに好ましい。（ｄ）成分の含有量の下限はメルトインデックス（ＭＩ）値に影響し、（ｄ）成分の含有量を粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し０．００１ミリ当量以上にすることでＭＩ値をおよそ１０以下にすることができ、０．００２ミリ当量以上にすることでＭＩ値を１０以下にすることができる。（ｄ）成分の含有量の上限はペレットにおける色相（ｂ値）に影響し、（ｄ）成分の含有量を粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し０．２５ミリ当量以下にすることで、重合触媒（ｃ）失活後のポリアセタール共重合体のｂ値を２．０以下にすることができる。また、（ｄ）成分の含有量を粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し０．１０ミリ当量以下にすることで、重合触媒（ｃ）失活後のポリアセタール共重合体のｂ値を１．０以下にすることができる。また、（ｄ）成分の含有量を粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し０．１０ミリ当量以下にすることで、重合触媒（ｃ）失活後のポリアセタール共重合体のｂ値を０．０以下にすることができる。

（ｄ）成分の量が過剰であると、重合触媒（ｃ）を失活させた後のポリアセタール共重合体の色相が劣る可能性があり、過少であると、失活の効率又は不安定末端部の安定化を十分に達成できない可能性がある点で好ましくない。

［触媒の失活処理］
本発明においては、重合触媒（ｃ）を失活させた後のポリアセタール共重合体の色相を高めるため、（ｄ）成分の含有量はごく少量であることが好ましいが、ごく少量の（ｄ）成分を全体に均一に分散することは極めて難しい。そのため、（ｄ）成分の添加は、次の（ア）〜（ウ）のいずれかによって行われることが好ましい。
（ア）（ｄ）成分を溶液として、共重合反応によって得られる粗ポリアセタール共重合体に対して直接添加する。
（イ）（ｄ）成分の溶液をポリアセタール共重合体のパウダーに含ませ、均一に分散させた後、分散後のパウダーを粗ポリアセタール共重合体に添加する。
（ウ）（ｄ）成分を固体の状態のままポリアセタール共重合体のパウダーに均一に分散させた後、分散後のパウダーを前記粗ポリアセタール共重合体に添加する。

ポリアセタール共重合体のパウダーに含ませる場合、混合には、水平円筒型、Ｖ型、リボン型、パドル型、高速流動型等の一般的な混合機を用いることができる。なお、混合物はそのまま溶融処理しても、加熱、減圧等により溶媒を留去した後溶融処理してもよい。また、失活・安定化剤溶液を、押出機のフィード口及び／又は途中からインジェクション等により供給したりしてもよい。この際、失活・安定化剤溶液を、多段で分割供給してもよい。

上記のとおり（ｄ）成分を添加することでごく少量の（ｄ）成分を全体に均一に分散でき、その結果、色差計を使用して測定した、重合触媒（ｃ）失活後のポリアセタール共重合体のｂ値を２．０以下にすることができる。なお、本明細書におけるｂ値は、色差計ＳＥ−２０００（日本電色工業社製）を用いて、ペレット測定用のセル（丸セル）にペレットを所定量入れ、試料台に置き、カバーを被せ、測定したときに表示される値である。

特に、（ｄ）成分はアルカリ金属の水酸化物であることが好ましく、添加量が適切であれば、ｂ値を０．０以下にすることができる。また、（ｄ）成分は水酸化リチウム又は水酸化ナトリウムであることがより好ましく、添加量が適切であれば、ｂ値を−０．１以下にすることができる。

本発明においては、重合後、触媒の失活処理を行うにあたり、未反応モノマーが少ない程好ましく、未反応モノマー（主モノマーとコモノマーとの合計を示す）は粗共重合体中に１０重量％以下、更に５重量％以下、特に好ましくは３重量％以下である。これにより、重合によって生成した粗ポリアセタール共重合体を、洗浄を行うことなく処理するという、本発明の特に望ましい態様を達成することができる。未反応モノマーを低減するには、一般には重合率を一定以上に上げればよく、これは本発明の場合、使用する触媒の量と重合時間（連続式においては滞留時間）を適宜調節することにより容易に達成され、活性が高いヘテロポリ酸触媒を使用するので少量の触媒でも比較的短時間に達成することができる。また、共重合反応後、一部の残存モノマーを蒸発、気化させて除去し、所定の残存モノマー量になるようにしてもよい。なお、共重合中又は共重合後、気体として回収された未反応トリオキサン及びコモノマーは液化したりして、そのまま原料モノマーの一部として再使用することも可能であり、この場合はより経済的である。

また、必要に応じて、従来公知の触媒失活剤や不安定末端の分解処理剤を上記（ｄ）成分と併用することができる。

本発明において、失活剤・安定化処理剤として機能する（ｄ）成分の添加は、粗ポリアセタール共重合体の溶融前又は溶融後のいずれの段階で行ってもよく、その両方の段階で行ってもよい。また、（ｄ）成分の添加方法としては分割し、多段で供給してもよい。

また、失活・安定化処理剤として（ｄ）成分を添加する場合に、粗共重合体が細かな粉粒体であることが好ましく、このためには反応機が塊状重合物を十分粉砕する機能を有するものが好ましいが、重合後の反応物を別に粉砕機を用いて粉砕してもよい。失活処理における粗共重合体の粒度は、少なくとも９０重量％以上が１０ｍｍ以下、好ましくは４ｍｍ以下、更に好ましくは２ｍｍ以下である。

溶融混練処理装置については特に限定されないが、溶融した共重合体を混練する機能を有し、好ましくはベント機能を有するものであり、例えば、少なくとも１つのベント孔を有する単軸又は多軸の連続押出し混練機、コニーダー等が挙げられる。本発明はこの溶融混練処理において、重合触媒の完全な失活及び不安定末端部の低減安定化が行なわれる。溶融混練処理は、共重合体の融点以上２６０℃までの温度範囲が好ましい。２６０℃より高いと重合体の分解劣化が生じ好ましくない。

本発明において、上記の溶融混練処理は酸化防止剤の存在下で行うことが好ましい。酸化防止剤としては、従来のポリアセタール樹脂の安定剤として公知の物質、例えば各種のヒンダードフェノール系酸化防止剤等が用いられる。例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、トリエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔ−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−へキサンジオール−ビス−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシナマミド）、２−ｔ−ブチル−６−（３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−２’−ヒドロキシベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、３，９−ビス〔２−｛（３−ｔ−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｝−１，１’−ジメチルエチル〕−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］−ウンデカン等が例示される。尚、これらのヒンダードフェノール系酸化防止剤は、その一部又は全部を重合前の主モノマー又はコモノマー中に予め添加して重合させてもよく、これらのヒンダードフェノール系酸化防止剤は添加量が特に過大でない限り重合触媒の活性に悪影響はなく、好ましい実施態様の一つである。

さらに、この段階で必要に応じ、各種のポリアセタール樹脂の安定剤として公知の物質を添加しても何ら差し支えない。さらに、例えばガラス繊維の如き無機充填剤、結晶化促進剤（核剤）、離型剤、抗酸化剤等を添加してもよい。

上記のように、粗共重合体に失活・安定化処理剤として（ｄ）成分を添加し、溶融混練処理した後、通常、分解して生じたホルムアルデヒドガス、未反応モノマー、オリゴマー、失活・安定化剤等が押出機のベント部より減圧下で除去され、ペレット等に成形されて樹脂加工用の製品となる。ペレットは必要に応じて乾燥される。乾燥する場合、例えば、１３５℃、４時間程度乾燥させる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。

＜実施例１〜２６＞
［主モノマー（ａ）であるトリオキサンと、コモノマー（ｂ）である環状エーテル及び／又は環状ホルマールとの共重合］
重合反応装置として連続式二軸重合機を用いた。この重合機は、外側に加熱用又は冷却用の媒体を通すためのジャケットが付いており、その内部には撹拌、推進用の多数のバドルを付した２本の回転軸が長手方向に設けられている。この二軸重合機のジャケットに８０℃の温水を通し、２本の回転軸を一定の速度で回転させながら、その一端に、連鎖移動剤としてのメチラールを１０００ｐｐｍ含有する、主モノマー（ａ）としてのトリオキサン９６．２重量％と、表１に示すコモノマー（ｂ）３．８重量％とを含有する混合液を連続的に供給するとともに、上記混合液に、重合触媒（ｃ）として、表１に示すヘテロポリ酸を０．３重量％含むギ酸メチル溶液を、全モノマーに対して表１に示した量で連続添加して共重合を行った。表１において、重合触媒の添加量は全モノマーの合計に対する重量比率（単位：ｐｐｍ）、及び共重合反応によって得られる粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対するモル当量（単位：ミリ当量）である。

［重合触媒（ｃ）の失活］
共重合による反応生成物（粗ポリアセタール共重合体）を、重合機の他端に設けられた吐出口より排出するとともに、触媒の失活のため、表１に示した塩（ｄ）を添加した。塩（ｄ）の添加は次のようにして行った。表１の「添加方法」の欄が「固体」である場合、（ｄ）成分を固体の状態のままポリアセタール共重合体のパウダーに均一に分散させた後、分散後のパウダーを上記反応生成物に添加した。表１の「添加方法」の欄が「水溶液」である場合、所定のモル数になるよう（ｄ）成分を含む１０ｗｔ％の水溶液に調製し、その水溶液をポリアセタール共重合体のパウダーに１０ｍＬ添加し、上記反応生成物に添加した。表１の「添加方法」の欄が「メタノール溶液」である場合、所定のモル数になるよう（ｄ）成分を含む１０〜３０ｗｔ％のメタノール溶液に調製し、その溶液をポリアセタール共重合体のパウダーに１０ｍＬ添加し、上記反応生成物に添加した。

次いで、酸化防止剤としてとしてトリエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェール）プロピオネート〕０．３重量％を添加し、ベント付き２軸押出機を用いて温度２２０℃、ベント部の真空度５ｍｍＨｇで溶融混練して押し出し、実施例１〜１６に係るポリアセタール共重合体のペレットを調製した。

＜比較例１〜４＞
失活剤として、表１に示す化合物（メラミン又はメラミン樹脂）を表１に記載の量だけ添加したこと以外は、実施例と同じ方法にて、比較例１、２に係るポリアセタール共重合体のペレットを調製した。また、重合触媒として三フッ化ホウ素を使用し、表１に記載の量を用いた以外は、実施例と同じ方法にて、比較例３、４に関わるポリアセタール共重合体のペレットを調整した。

＜評価＞
実施例及び比較例に係るポリアセタール共重合体のペレットを１３５℃、４時間の条件で乾燥した後、メルトインデックス（ＭＩ）、アルカリ分解率、ホルムアルデヒド放出量、及び重合触媒（ｃ）を失活した後のポリアセタール共重合体の色相を測定した。

［メルトインデックス（ＭＩ）の評価］
メルトインデックス測定装置：Ｍｅｌｔ Ｉｎｄｅｘｅｒ Ｌ２０２型（タカラサーミスタ社製）を用いて荷重２．１６ｋｇ、温度１９０℃、７分の条件で測定したときの値をメルトインデックス（ｇ／１０ｍｉｎ）とした。結果を表２に示す。本実施例では、メルトインデックス（ＭＩ）を分子量に対応する特性値とした。すなわち、ＭＩが低いほど分子量が高いと判断し、ＭＩが高いほど分子量が低いと判断した。

［アルカリ分解率（不安定部分の存在量）の評価］
実施例及び比較例における共重合体ペレットを粉砕し、その約１ｇを精秤し、０．５重量％の水酸化アンモニウムを含む５０％メタノール水溶液１００ｍＬと共に密閉可能な容器に入れて密閉し、１８０℃で４５分間加熱した後、液中に分解溶出したホルムアルデヒドの量を定量分析した。結果を表２に示す。アルカリ分解率は、共重合体ペレット１００重量％に対する割合（単位：％）で示す。

［ホルムアルデヒド放出量の評価］
実施例及び比較例における試料を２００℃に保ったシリンダーに充填して、５分間で溶融後、溶融物をシリンダーから密閉容器内に押出した。この密閉容器に窒素ガスを流し、出てきた窒素ガスに含まれるホルムアルデヒドを水に溶かして捕集し、水中のホルムアルデヒド濃度を測定することにより、溶融物から放出されたホルムアルデヒドの重量を求めた。このホルムアルデヒド重量を溶融物の重量で除してホルムアルデヒド放出量（単位ｐｐｍ）とした。結果を表２に示す。

［ペレットにおける色相の評価］
色差計ＳＥ−２０００（日本電色工業社製）を用いて、ペレット測定用のセル（丸セル）にペレットを所定量入れ、試料台に置き、カバーを被せ、測定したときに表示されるｂ値を読み取った。結果を表２に示す。

本発明は、重合触媒が上記一般式（１）で示されるヘテロポリ酸であり、このヘテロポリ酸の失活剤がアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）であるため、極めて少量で高重合収率が得られ、しかも重合後、粗共重合体に（ｄ）成分を添加し、溶融混練するだけで簡単に、極めて高品質のポリアセタール共重合体を製品として提供できることが確認された（実施例１〜２６）。

ところで、（ｄ）成分の含有量の下限はＭＩ値に影響する。（ｄ）成分の含有量が粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し０．００２ミリ当量以上であると、ＭＩ値が１０ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、重合触媒を効率よく失活させることができ、不安定末端を十分に安定化できることが確認された（実施例２〜２６）。

一方、（ｄ）成分の含有量の上限はｂ値に影響する。（ｄ）成分の含有量が粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し０．１０ミリ当量以下であると、ｂ値が１．０以下であり、重合触媒（ｃ）を失活させた後のポリアセタール共重合体の色相に優れることが確認された（実施例１〜２５）。また、（ｄ）成分の含有量が粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し０．０２５ミリ当量以下である場合、ｂ値が０．０以下であり、重合触媒（ｃ）を失活させた後のポリアセタール共重合体の色相の点においてより好適であることが確認された（実施例１〜１８）。

一方、失活剤がメラミン、メラミン樹脂又はＣＴＵグアナミンである場合、重合触媒を十分に失活させることができるとともに、実施例に比べて多量の失活剤を必要とする点で、経済面で課題を残すことが確認された（比較例１〜３）。また、アルカリ分解率、ホルムアルデヒド放出量において、近年求められている品質レベルを満たすものではないことが確認された（比較例１〜３）。

Claims (9)

1. トリオキサンを主モノマー（ａ）とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び／又は環状ホルマールをコモノマー（ｂ）として、ポリアセタール共重合体を製造するにあたり、重合触媒（ｃ）に下記一般式（１）で示されるヘテロポリ酸を使用して共重合を行い、反応生成物にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）を添加し、溶融混練処理して、重合触媒（ｃ）を失活させる、ポリアセタール共重合体の製造方法。
   
   Ｈ_ｍ［Ｍ^１ _ｘ・Ｍ^２ _ｙＯ_Ｚ］・ｎＨ_２Ｏ ・・・・・・（１）
   
   〔式（１）中、Ｍ^１はＰ及びＳｉより選ばれた一種又は二種の元素から成る中心元素を示す。Ｍ^２はＷ、Ｍｏ及びＶより選ばれた一種以上の配位元素を示す。ｘは１以上１０以下の整数を示し、ｙは６以上４０以下の整数を示し、ｚは１０以上１００以下の整数を示し、ｍは１以上の整数を示し、ｎは０以上５０以下の整数を示す。〕
2. 前記コモノマー（ｂ）は、１，３−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、１，４−ブタンジオールホルマール、１，３−ジオキサン又はエチレンオキサイドから選択される少なくとも一種である、請求項１記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
3. 前記ヘテロポリ酸は、リンモリブデン酸、リンタングステン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、リンタングストバナジン酸、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸、ケイモリブドタングステン酸又はケイモリブドタングストバナジン酸から選択される少なくとも一種である、請求項１又は２に記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
4. 前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）は下記一般式（２）で表される、請求項１から３のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
   
   （ＸＯ)_ｎＭ^３・・・・・・（２）
   
   〔式（２）中、Ｘは、水素、炭素数１〜６の非置換アルキル基、置換アルキル基又はフェニル基を示す。非置換アルキル基は直鎖状、分岐状又は環状である。置換アルキル基の置換基はメチル基である。Ｍ^３はアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を示す。ｎは１又は２である。〕
5. 前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）は、
   （ア）水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム若しくは水酸化バリウムから選択される少なくとも一種の水酸化物、又は
   （イ）リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、マグネシウムメトキシド若しくはカルシウムメトキシドから選択される少なくとも一種のアルコキシド化合物である、
   請求項１から４のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
6. 前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）は、
   水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選択される少なくとも一種の水酸化物である、請求項５に記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
7. 前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）は、
   水酸化リチウム又は水酸化ナトリウムから選択される少なくとも一種の水酸化物である、請求項６に記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
8. 前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）の添加量は、共重合反応によって得られる粗ポリアセタール共重合体１ｋｇに対し、０．００１〜０．２５ミリ当量である、（１）から（７）のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
9. 前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）の前記反応生成物への添加は、
   （ア）前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）を溶液として、共重合反応によって得られる粗ポリアセタール共重合体に対して直接添加するか、
   （イ）前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）の溶液をポリアセタール共重合体のパウダーに含ませ、均一に分散させた後、分散後のパウダーを前記粗ポリアセタール共重合体に添加するか、又は
   （ウ）前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又はアルコキシド化合物（ｄ）を固体の状態のままポリアセタール共重合体のパウダーに均一に分散させた後、分散後のパウダーを前記粗ポリアセタール共重合体に添加することによって行われ、
   色差計を使用して測定した、重合触媒（ｃ）失活後のポリアセタール共重合体ペレットのｂ値は２．０以下である、請求項１から８のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。