JP2014114442A - Method for producing polycarbonate resin pellets - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱安定性、色相、及び機械的強度に優れ、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。 The present invention relates to a method for efficiently and stably producing a polycarbonate resin which is excellent in thermal stability, hue, and mechanical strength and has few foreign matters.
ポリカーボネート樹脂は一般的にビスフェノール類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ー等の光学補償フィルム用途では、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類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 contain bisphenols as monomer components and take advantage of transparency, heat resistance, mechanical strength, etc., so-called electrical and electronic parts, automotive parts, optical recording media, optical fields such as lenses, etc. Widely used as engineering plastics. However, for optical compensation film 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, and conventional bisphenols are used as monomers. The aromatic polycarbonate resin as a component cannot meet the demand.
また、従来のポリカーボネート樹脂は、石油資源から誘導される原料を用いて製造されるが、近年、石油資源の枯渇が危惧されており、植物などのバイオマス資源から得られる原料を用いたポリカーボネート樹脂の提供が求められている。また、二酸化炭素排出量の増加、蓄積による地球温暖化が、気候変動などをもたらすことが危惧されていることからも、使用後の廃棄処分をしてもカーボンニュートラルな、植物由来モノマーを原料としたポリカーボネート樹脂の開発が求められている。 In addition, conventional polycarbonate resins are manufactured using raw materials derived from petroleum resources. However, in recent years, there is a concern about the depletion of petroleum resources, and polycarbonate resins using raw materials obtained from biomass resources such as plants are used. Offer is required. In addition, it is feared that global warming due to the increase and accumulation of carbon dioxide emissions will lead to climate change, etc., so that carbon-neutral plant-derived monomers are used as raw materials even after disposal after use. There is a need for the development of such polycarbonate resins.
かかる状況下、特殊なジヒドロキシ化合物をモノマー成分とし、炭酸ジエステルとのエステル交換により副生するモノヒドロキシ化合物を減圧下で留去しながら、ポリカーボネート樹脂を得る方法が提案されている(例えば特許文献1〜6参照)。 Under such circumstances, there has been proposed a method for obtaining a polycarbonate resin while using a special dihydroxy compound as a monomer component and distilling off a monohydroxy compound by-produced by transesterification with a carbonic acid diester under reduced pressure (for example, Patent Document 1). To 6).
ポリカーボネート樹脂は、製品ペレットにする前に、触媒失活剤を添加・分散させて重合の進行を止めたり、残存するモノマー等の揮発成分を減圧で除去したり、熱安定剤や離型剤などの添加剤を添加・分散させたりして、最終的に使用される用途に応じた性能を付与することが求められており、従来のビスフェノールAをモノマー成分とするポリカーボネート樹脂においては、押出機を用いてこれらの操作を行うことが提案されている。(例えば特許文献7参照)。 Before making polycarbonate resin pellets, add or disperse a catalyst deactivator to stop the progress of polymerization, remove residual monomers and other volatile components under reduced pressure, heat stabilizers, release agents, etc. It is required to add and / or disperse the additive in order to impart performance according to the intended use, and in the conventional polycarbonate resin containing bisphenol A as a monomer component, an extruder is used. It has been proposed to use these operations. (For example, refer to Patent Document 7).
しかしながら、ビスフェノール類以外の特殊なジヒドロキシ化合物をモノマー成分とするポリカーボネート樹脂は、ビスフェノール類をモノマー成分とする従来のポリカーボネート樹脂に比べ低温で分解が始まるため、低分子量成分を除去したり、添加剤と混合したりするために、従来と同様の温度条件で押出機に供給すると、フィルターによる濾過工程においてフィルター内で発生した分解ガスにより、ストランドのガス切れが発生し、生産が不安定となるおそれがある。 However, since polycarbonate resins containing special dihydroxy compounds other than bisphenols as monomer components start to decompose at a lower temperature than conventional polycarbonate resins containing bisphenols as monomer components, low molecular weight components can be removed or additives In order to mix, if it is supplied to the extruder under the same temperature conditions as before, there is a possibility that the outgassing of the strand may occur due to the decomposition gas generated in the filter in the filtration process by the filter, and the production may become unstable. is there.
これに対し、ポリカーボネート樹脂の溶融粘度を低くしようとすると、副生するモノヒドロキシ化合物が残存し易くなり、ポリカーボネート樹脂からの副生モノヒドロキシ化合物の低減が困難となる場合がある。 On the other hand, if the melt viscosity of the polycarbonate resin is to be lowered, the by-product monohydroxy compound tends to remain, and it may be difficult to reduce the by-product monohydroxy compound from the polycarbonate resin.
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、ポリカーボネート樹脂ペレットを安定的に製造でき、かつ、副生モノヒドロキシ化合物の残存量を低減したポリカーボネート樹脂ペレットを得ることである。 An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional problems, to obtain polycarbonate resin pellets that can stably produce polycarbonate resin pellets and reduce the residual amount of by-product monohydroxy compounds.
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、触媒及び、原料モノマーとして特定のジヒドロキシ化合物並びに炭酸ジエステルを用いて、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ペレットを製造する方法において、特定のポリカーボネート樹脂を、特定の温度の条件下で、及び/又は特定のスクリューを有するローターを具備した押出機を用いることにより、ポリカーボネート樹脂ペレットを安定的に製造でき、かつ、副生モノヒドロキシ化合物の残存量を低減したポリカーボネート樹脂ペレットを得ることができることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor obtained polycondensation by a transesterification reaction using a catalyst, a specific dihydroxy compound and a carbonic acid diester as a raw material monomer, and obtained polycarbonate resin. In the method of producing pellets, the polycarbonate resin pellets can be stably produced by using a specific polycarbonate resin under a specific temperature condition and / or an extruder equipped with a rotor having a specific screw. And it discovered that the polycarbonate resin pellet which reduced the residual amount of the by-product monohydroxy compound could be obtained.
すなわち、本発明の要旨は下記[1]〜[12]に存する。
[1]触媒及び、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物並びに炭酸ジエステルを用いて、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を、押出機に供給し、ポリカーボネート樹脂ペレットを製造する方法であって、前記押出機のスクリューがローターを具備し、前記ジヒドロキシ化合物が構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有する特定ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、前記押出機のスクリューが複数のピース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つのピースがニーディングディスクであり、前記押出機のスクリューに使用した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3〜15%であることを特徴とするポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [12].
[1] A method for producing a polycarbonate resin pellet by polycondensation by a transesterification reaction using a catalyst and a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw materials, and supplying the obtained polycarbonate resin to an extruder, The screw of the extruder includes a rotor, the dihydroxy compound includes at least a specific dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) in a part of the structure, and the screw of the extruder includes a plurality of pieces. The kneading disc is at least one piece, and the total length of the kneading disc used for the screw of the extruder is 3 to 15% of the total length of the screw. Method for producing polycarbonate resin pellets, characterized in that
(但し、上記一般式(1)で表される部位が−CH2−O−Hの一部である場合を除く。) (However, the site represented by the above general formula (1) unless it is part of -CH 2 -O-H.)
[2]触媒及び、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物並びに炭酸ジエステルを用いて、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を、押出機に供給し、ポリカーボネート樹脂ペレットを製造する方法であって、前記押出機のスクリューがローターを具備し、前記ジヒドロキシ化合物が構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有する特定ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、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265℃以下であることを特徴とするポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。 [2] A method of producing a polycarbonate resin pellet by polycondensation by a transesterification reaction using a catalyst, a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw material monomers, and supplying the obtained polycarbonate resin to an extruder, The screw of the extruder includes a rotor, and the dihydroxy compound includes at least a specific dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) in a part of the structure, and the polycarbonate resin discharged from the extruder The manufacturing method of the polycarbonate resin pellet characterized by the temperature being 265 degrees C or less.
(但し、上記一般式(1)で表される部位が−CH2−O−Hの一部である場合を除く。) (However, the site represented by the above general formula (1) unless it is part of -CH 2 -O-H.)
[3]エステル交換反応により重縮合させ得られた前記ポリカーボネート樹脂を、溶融状態で前記押出機に供給する[1]または[2]に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[4]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つがローターであり、該ローターの合計の長さが、スクリュー全体の長さの10〜30%であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[3] The method for producing polycarbonate resin pellets according to [1] or [2], wherein the polycarbonate resin obtained by polycondensation by transesterification is supplied to the extruder in a molten state.
[4] The screw of the extruder is composed of a plurality of elements, at least one of the elements is a rotor, and the total length of the rotor is 10 to 30% of the total length of the screw. The method for producing a polycarbonate resin pellet according to any one of [1] to [3].
[5]前記押出機のスクリューが複数のピース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つのピース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ピース数が10個以下であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[6]前記ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が、90℃以上160℃未満である[1]〜[5]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[5] The screw of the extruder is composed of a plurality of pieces of elements, and at least one piece of the elements is a kneading disc, and the number of pieces of the kneading disc is 10 or less. The method for producing polycarbonate resin pellets according to any one of [1] to [3].
[6] The method for producing a polycarbonate resin pellet according to any one of [1] to [5], wherein the glass transition temperature of the polycarbonate resin is 90 ° C. or higher and lower than 160 ° C.
[7]前記ポリカーボネート樹脂ペレット中に含まれるモノヒドロキシ化合物の含有量が0.1wt%未満である[1]〜[6]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[8]前記原料モノマーを、重縮合前に原料濾過フィルターで濾過する[1]〜[7]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[7] The method for producing a polycarbonate resin pellet according to any one of [1] to [6], wherein the content of the monohydroxy compound contained in the polycarbonate resin pellet is less than 0.1 wt%.
[8] The method for producing a polycarbonate resin pellet according to any one of [1] to [7], wherein the raw material monomer is filtered with a raw material filtration filter before polycondensation.
[9]前記押出機を用いて、熱安定剤を混練する操作を行う[1]〜[8]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[10]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種の金属化合物である[1]〜[9]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[11]前記特定ジヒドロキシ化合物が、下記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物および下記一般式(10)より選ばれる少なくとも一つのジヒドロキシ化合物である[1]〜[10]のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
[9] The method for producing a polycarbonate resin pellet according to any one of [1] to [8], wherein an operation of kneading a heat stabilizer is performed using the extruder.
[10] The polycarbonate resin according to any one of [1] to [9], wherein the catalyst is at least one metal compound selected from the group consisting of a metal of Group 2 of the long-period periodic table and lithium. Pellet manufacturing method.
[11] Any one of [1] to [10], wherein the specific dihydroxy compound is at least one dihydroxy compound selected from the dihydroxy compound represented by the following general formula (2) and the following general formula (10): The manufacturing method of the polycarbonate resin pellet of description.
(上記式(10)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のアリール基を表し、それぞれのベンゼン環に4つある置換基のそれぞれとして、同一の又は異なる基が配されている。X1及びX2は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数2〜炭素数10のアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のシクロアルキレン基、または、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のアリーレン基を表す。m及びnはそれぞれ独立に0〜5の整数である。) (In the above formula (10), 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 6 to 20 carbon atoms. Represents a cycloalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the same or different groups are arranged as each of the four substituents on each benzene ring. 1 and X 2 are each independently a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted group. Represents an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, m and n are each independently an integer of 0 to 5)
本発明によれば、ポリカーボネート樹脂ペレットを安定的に製造することができ、かつ、副生モノヒドロキシ化合物の残存量を低減したポリカーボネート樹脂ペレットを得ることできる。これにより、機械的強度および色相に優れ、かつ異物の少ない電気・電子部品、自動車用部品等の射出成形分野、フィルム、シート分野、ボトル、容器分野、さらには、カメラレンズ、ファインダーレンズ、CCDやCMOS用レンズなどのレンズ用途、液晶やプラズマディスプレイなどに利用される位相差フィルム、拡散シート、偏光フィルムなどのフィルム、シート、光ディスク、光学材料、光学部品、色素及び電荷移動剤等を固定化するバインダー用途といった幅広い分野へ適用可能な性能を有するポリカーボネート樹脂ペレットを効率的にかつ安定して得ることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polycarbonate resin pellet which can manufacture a polycarbonate resin pellet stably and reduced the residual amount of the byproduct monohydroxy compound can be obtained. As a result, it is excellent in mechanical strength and hue, and has few foreign substances, such as electrical and electronic parts, automobile parts and other injection molding fields, films, sheet fields, bottles, container fields, camera lenses, viewfinder lenses, CCDs, etc. Fix lenses such as lenses for CMOS, retardation films used for liquid crystal and plasma displays, films such as diffusion sheets and polarizing films, sheets, optical disks, optical materials, optical components, dyes, charge transfer agents, etc. It becomes possible to efficiently and stably obtain polycarbonate resin pellets having performance applicable to a wide range of fields such as binder applications.
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。 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.
本発明のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法は、触媒及び、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物並びに炭酸ジエステルを用いて、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を、押出機に供給し、ポリカーボネート樹脂ペレットを製造する方法であって、更に詳しくは、前記押出機のスクリューが複数のピース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つのピースがニーディングディスクであり、前記押出機のスクリューに使用した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3〜15%である(これを本発明の第一の態様という。)か、または、前記押出機のスクリューにローターを具備し、前記ジヒドロキシ化合物が構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有する特定ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、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265℃以下である(これを本発明の第二の態様という。)ことを特徴とするものであり、上記課題を解決するものである。 The method for producing polycarbonate resin pellets of the present invention comprises polycondensation by a transesterification reaction using a catalyst, a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw material monomers, and the resulting polycarbonate resin is supplied to an extruder to obtain polycarbonate resin pellets. More specifically, the screw of the extruder is composed of a plurality of pieces of elements, and at least one piece of the elements is a kneading disk, and is used for the screw of the extruder. The total length of the kneading disc is 3 to 15% of the total length of the screw (this is referred to as the first aspect of the present invention), or the screw of the extruder is provided with a rotor. The dihydroxy compound is represented by the following general formula (1) as part of the structure. At least a specific dihydroxy compound having a position, and the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder is 265 ° C. or less (this is referred to as the second aspect of the present invention), It solves the problem.
但し、上記一般式(1)で表される部位が−CH2−O−Hの一部である場合を除く。 However, unless moiety represented by the above general formula (1) is part of -CH 2 -O-H.
<原料モノマーと重合触媒>
(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法においては、原料モノマーとして、炭酸ジエステル及びジヒドロキシ化合物を用いるが、ジヒドロキシ化合物の少なくとも1種が、構造の一部に上記一般式(1)で表される部位を有する特定ジヒドロキシ化合物であることを特徴とする(以下、「本発明のジヒドロキシ化合物」と称することがある。)。即ち、本発明のジヒドロキシ化合物は、2つのヒドロキシル基と、更に上記一般式(1)の構造単位を少なくとも含むものを言う。
<Raw material monomers and polymerization catalyst>
(Dihydroxy compound)
In the method for producing a polycarbonate resin of the present invention, a carbonic acid diester and a dihydroxy compound are used as raw material monomers, but at least one of the dihydroxy compounds has a part of the structure having a site represented by the above general formula (1) It is a dihydroxy compound (hereinafter sometimes referred to as “the dihydroxy compound of the present invention”). That is, the dihydroxy compound of the present invention refers to a compound containing at least two hydroxyl groups and at least the structural unit of the general formula (1).
前記した本発明のジヒドロキシ化合物としては、構造の一部に上記一般式(1)で表される部位を有するものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、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などのオキシアルキレングリコール類、側鎖に芳香族基を有し、主鎖に芳香族基に結合したエーテル基を有する化合物、下記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に代表される無水糖アルコール、下記一般式(3)で表されるスピログリコール等の環状エーテル構造を有する化合物、下記一般式(10)で表される少なくともフルオレン部位を有するジヒドロキシ化合物である特定ジヒドロキシ化合物等が挙げられるが、中でも、入手のし易さ、ハンドリング、重合時の反応性、得られるポリカーボネート樹脂の色相の観点から、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が好ましく、耐熱性の観点からは、下記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に代表される無水糖アルコール、下記一般式(3)で表される環状エーテル構造を有する化合物、下記一般式(10)で表される少なくともフルオレン部位を有するジヒドロキシ化合物が好ましく、中でも、下記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物および下記一般式(10)より選ばれる少なくとも一つのジヒドロキシ化合物がさらに好ましい。これらは得られるポリカーボネート樹脂の要求性能に応じて、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The dihydroxy compound of the present invention is not particularly limited as long as it has a portion represented by the general formula (1) in a part of its structure, and specifically, diethylene glycol, triethylene Oxyalkylene glycols such as glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, compounds having an aromatic group in the side chain and an ether group bonded to the aromatic group in the main chain, the following general Anhydrosugar alcohol typified by the dihydroxy compound represented by the formula (2), a compound having a cyclic ether structure such as spiroglycol represented by the following general formula (3), at least represented by the following general formula (10) Specific dihydroxy compounds that are dihydroxy compounds having a fluorene moiety, etc. Among them, diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol are preferable from the viewpoint of easy availability, handling, reactivity at the time of polymerization, and hue of the obtained polycarbonate resin. An anhydrous sugar alcohol represented by the dihydroxy compound represented by the formula (2), a compound having a cyclic ether structure represented by the following general formula (3), and at least a fluorene moiety represented by the following general formula (10) A dihydroxy compound is preferable, and among them, at least one dihydroxy compound selected from the dihydroxy compound represented by the following general formula (2) and the following general formula (10) is more preferable. These may be used alone or in combination of two or more depending on the required performance of the polycarbonate resin to be obtained.
(上記式(10)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のアリール基を表し、それぞれのベンゼン環に4つある置換基のそれぞれとして、同一の又は異なる基が配されている。X1及びX2は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数2〜炭素数10のアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のシクロアルキレン基、または、置換若しくは無置換の炭素数6〜炭素数20のアリーレン基を表す。m及びnはそれぞれ独立に0〜5の整数である。) (In the above formula (10), 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 6 to 20 carbon atoms. Represents a cycloalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the same or different groups are arranged as each of the four substituents on each benzene ring. 1 and X 2 are each independently a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted group. Represents an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, m and n are each independently an integer of 0 to 5)
なお、上記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物としては、立体異性体の関係にある、イソソルビド、イソマンニド、イソイデットが挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the dihydroxy compound represented by the general formula (2) include isosorbide, isomannide, and isoidet, which have a stereoisomeric relationship, and these may be used alone or in combination of two or more. You may use it in combination.
また、上記一般式(10)で表される少なくともフルオレン部位を有するジヒドロキシ化合物としては、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−ヒドロキシ−2−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−2−メチル)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)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)フルオレン等が挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the dihydroxy compound having at least a fluorene moiety represented by the general formula (10) include 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl) fluorene and 9,9-bis (4-hydroxy-). 2-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy-2-methyl) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) 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-butylpheny ) 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 (4- (3-hydroxy-2,2-dimethylpropoxy) phenyl) fluorene and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
これらのジヒドロキシ化合物のうち、芳香環構造を有しないジヒドロキシ化合物を用いることがポリカーボネート樹脂の色相の観点から好ましく、中でも植物由来の資源として豊富に存在し、容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合して得られるイソソルビドが、入手及び製造のし易さ、耐光性、光学特性、成形性、耐熱性、カーボンニュートラルの面から最も好ましい。 Of these dihydroxy compounds, it is preferable to use a dihydroxy compound having no aromatic ring structure from the viewpoint of the hue of the polycarbonate resin. Among them, it is produced from various starches that are abundant as plant-derived resources and are easily available. Isosorbide obtained by dehydrating and condensing sorbitol is most preferable from the viewpoints of availability and production, light resistance, optical properties, moldability, heat resistance, and carbon neutral.
本発明のポリカーボネート樹脂の製造方法においては、原料モノマーとして、上記本発明の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」と称す場合がある。)に由来する構成単位を含んでいてもよく、その他のジヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,6−ヘキサンジオールのなどの脂肪族ジヒドロキシ化合物、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、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、2,6−デカリンジメタノール、1,5−デカリンジメタノール、2,3−デカリンジメタノール、2,3−ノルボルナンジメタノール、2,5−ノルボルナンジメタノール、1,3−アダマンタンジメタノール、等の脂環式ジヒドロキシ化合物、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、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等の芳香族ビスフェノール類が挙げられる。 In the method for producing a polycarbonate resin of the present invention, a constituent unit derived from a dihydroxy compound other than the above-described dihydroxy compound of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “other dihydroxy compound”) is included as a raw material monomer. As other dihydroxy compounds, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1,5 -Aliphatic dihydroxy compounds such as heptanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, pentacyclo Pentadecane dimethanol, 2,6- Alicyclic dihydroxy such as carindimethanol, 1,5-decalindimethanol, 2,3-decalindimethanol, 2,3-norbornanedimethanol, 2,5-norbornanedimethanol, 1,3-adamantandimethanol, etc. Compound, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane [= 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) Nyl) methane, bis (4-hydroxy-5-nitrophenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 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, And aromatic bisphenols such as 3′-dichlorodiphenyl ether.
これらのようなその他のジヒドロキシ化合物の中でも、ポリカーボネート樹脂の色相の観点からは、分子構造内に芳香環構造を有しないジヒドロキシ化合物、即ち脂肪族ジヒドロキシ化合物及び脂環式ジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を用いることが好ましく、脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、特に1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましく、脂環式ジヒドロキシ化合物としては、特に1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノールが好ましい。 Among these other dihydroxy compounds, from the viewpoint of the hue of the polycarbonate resin, it is selected from the group consisting of dihydroxy compounds having no aromatic ring structure in the molecular structure, that is, aliphatic dihydroxy compounds and alicyclic dihydroxy compounds. It is preferable to use at least one compound, and as the aliphatic dihydroxy compound, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol are particularly preferable. As the alicyclic dihydroxy compound, In particular, 1,4-cyclohexanedimethanol and tricyclodecane dimethanol are preferable.
これらのその他のジヒドロキシ化合物を用いることにより、ポリカーボネート樹脂の柔軟性の改善、耐熱性の向上、成形性の改善などの効果を得ることも可能であるが、その他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の含有割合が多過ぎると、機械的物性の低下や、耐熱性の低下を招くことがあるため、全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する本発明のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の割合が、20モル%以上であるとよく、好ましくは30モル%以上、特には50モル%以上であることが好ましい。すなわち、その他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の割合が、全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対して80モル%以下であるとよく、70モル%以下であると好ましく、50モル%以下であると特に好ましい。 By using these other dihydroxy compounds, it is possible to obtain effects such as improvement in flexibility of polycarbonate resin, improvement in heat resistance, improvement in moldability, but structural units derived from other dihydroxy compounds. When the content ratio is too large, mechanical properties and heat resistance may be lowered. Therefore, the ratio of the structural unit derived from the dihydroxy compound of the present invention to the structural unit derived from all dihydroxy compounds is 20 mol. % Or more, preferably 30 mol% or more, particularly preferably 50 mol% or more. That is, the proportion of structural units derived from other dihydroxy compounds is preferably 80 mol% or less, preferably 70 mol% or less, and 50 mol% or less with respect to the structural units derived from all dihydroxy compounds. And particularly preferred.
本発明のジヒドロキシ化合物は、還元剤、抗酸化剤、脱酸素剤、光安定剤、制酸剤、pH安定剤、熱安定剤等の安定剤を含んでいても良い。特に酸性下において、本発明のジヒドロキシ化合物は変質しやすいことから、使用前に保存するにあたっては塩基性安定剤を含むことが好ましい。塩基性安定剤としては、長周期型周期表(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005)における1族または2族の金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硼酸塩、脂肪酸塩や、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の塩基性アンモニウム化合物、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、アミノキノリン等のアミン系化合物が挙げられる。その中でも、その効果と後述する蒸留除去のしやすさから、NaまたはKのリン酸塩、亜リン酸塩が好ましく、中でもリン酸水素2Na、亜リン酸水素2Naが好ましい。 The dihydroxy compound of the present invention may contain a stabilizer such as a reducing agent, antioxidant, oxygen scavenger, light stabilizer, antacid, pH stabilizer, heat stabilizer and the like. In particular, since the dihydroxy compound of the present invention is easily altered under acidic conditions, it is preferable to contain a basic stabilizer when stored before use. Basic stabilizers include group 1 or group 2 metal hydroxides, carbonates, phosphates, phosphites, hypophosphites in the long-period periodic table (Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005). Salts, borates, fatty acid salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, Triethylmethylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, triethylphenylammonium hydroxide Basic ammonium compounds such as roxide, tributylbenzylammonium hydroxide, tributylphenylammonium hydroxide, tetraphenylammonium hydroxide, benzyltriphenylammonium hydroxide, methyltriphenylammonium hydroxide, butyltriphenylammonium hydroxide, 4-amino Pyridine, 2-aminopyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, 4-diethylaminopyridine, 2-hydroxypyridine, 2-methoxypyridine, 4-methoxypyridine, 2-dimethylaminoimidazole, 2-methoxyimidazole, imidazole Amine compounds such as 2-mercaptoimidazole, 2-methylimidazole and aminoquinoline. Of these, Na or K phosphates and phosphites are preferred, and hydrogen phosphate 2Na and hydrogen phosphite 2Na are particularly preferred, because of their effects and ease of distillation removal described below.
これら安定剤の本発明のジヒドロキシ化合物中の含有量に特に制限はないが、少なすぎると本発明のジヒドロキシ化合物の変質を防止する効果が得られない可能性があり、多すぎると本発明のジヒドロキシ化合物の変性を招く場合があるので、通常、本発明のジヒドロキシ化合物に対して、0.0001重量%〜1重量%、好ましくは0.001重量%〜0.1重量%である。 The content of these stabilizers in the dihydroxy compound of the present invention is not particularly limited, but if it is too small, the effect of preventing alteration of the dihydroxy compound of the present invention may not be obtained. Since modification of the compound may be caused, it is usually 0.0001% by weight to 1% by weight, preferably 0.001% by weight to 0.1% by weight, based on the dihydroxy compound of the present invention.
また、本発明のジヒドロキシ化合物がイソソルビド等、環状エーテル構造を有する場合には、酸素によって徐々に酸化されやすいので、保管時や、製造時には、酸素による分解を防ぐため、水分が混入しないようにし、かつ、脱酸素剤等を用いたり、窒素雰囲気下で取り扱うことが肝要である。特に、イソソルビドが酸化されると、蟻酸等の分解物が発生する場合がある。これら分解物を含むイソソルビドをポリカーボネート樹脂の製造原料として使用すると、得られるポリカーボネート樹脂の着色を招く可能性があり、又、物性を著しく劣化させる可能性があるだけではなく、重合反応に影響を与え、高分子量の重合体が得られない場合もあり、好ましくない。 In addition, when the dihydroxy compound of the present invention has a cyclic ether structure such as isosorbide, it is easily oxidized by oxygen. Therefore, during storage and production, in order to prevent decomposition by oxygen, do not mix moisture, In addition, it is important to use an oxygen scavenger or the like and handle under a nitrogen atmosphere. In particular, when isosorbide is oxidized, decomposition products such as formic acid may be generated. If isosorbide containing these decomposition products is used as a raw material for the production of polycarbonate resin, it may lead to coloration of the resulting polycarbonate resin, and may not only significantly deteriorate the physical properties but also affect the polymerization reaction. In some cases, a high molecular weight polymer cannot be obtained.
(炭酸ジエステル)
本発明においては、上述した本発明のジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料として、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得ることができる。本発明で用いられる炭酸ジエステルとしては、下記一般構造式(4)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。
(Carbonated diester)
In the present invention, a polycarbonate resin can be obtained by polycondensation by a transesterification reaction using a dihydroxy compound containing the dihydroxy compound of the present invention described above and a carbonic acid diester as raw materials. Examples of the carbonic acid diester used in the present invention include those represented by the following general structural formula (4). 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。 A 1 and A 2 are a substituted or unsubstituted aliphatic group having 1 to 18 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aromatic group, and A 1 and A 2 may be the same or different.
上記一般式(4)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 (4) include substituted diphenyl carbonates such as diphenyl carbonate and ditolyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-t-butyl carbonate. Diphenyl carbonate and substituted diphenyl carbonate are preferable, and diphenyl carbonate is particularly preferable. Carbonic acid diesters may contain impurities such as chloride ions, which may hinder the polymerization reaction or worsen the hue of the resulting polycarbonate resin. It is preferable to use what was done.
本発明の方法において、本発明のジヒドロキシ化合物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ることによって、ポリカーボネート樹脂を得られる。原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルは、反応槽に独立に投下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150℃以下である。中でも100℃以上130℃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し、耐光性や耐熱性に悪影響を及ぼす可能性がある。 In the method of the present invention, a polycarbonate resin can be obtained by polycondensation of a dihydroxy compound containing the dihydroxy compound of the present invention and a carbonic acid diester by an ester exchange reaction. The dihydroxy compound and carbonic acid diester as raw materials can be transesterified even if they are dropped independently into the reaction vessel, but they 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 150 ° C. or lower. Among these, 100 ° C. or higher and 130 ° 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, and if the mixing temperature is too high, the dihydroxy compound may be thermally deteriorated. As a result, the hue of the polycarbonate resin obtained is deteriorated, which may adversely affect light resistance and heat resistance.
本発明の方法において、原料である本発明のジヒドロキシ化合物を含む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 method of the present invention, the oxygen concentration in the operating environment in which the dihydroxy compound containing the dihydroxy compound of the present invention as a raw material and the carbonic acid diester are mixed is preferably 10 vol% or less, more preferably 0.0001 vol% to 10 vol%, and in particular, 0 From the viewpoint of preventing deterioration of hue, it is preferable to carry out in an atmosphere of 0.0001 vol% to 5 vol%, particularly 0.0001 vol% to 1 vol%.
本発明において、炭酸ジエステルは、反応に用いる本発明のジヒドロキシ化合物を含む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る場合がある。エステル交換反応速度の低下は、重合反応時の熱履歴を増大させ、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, based on all dihydroxy compounds including the dihydroxy compound of the present invention used in the reaction. More preferably, it is 0.97 to 1.03, and 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 increases, the rate of transesterification may decrease, and it may be difficult to produce a polycarbonate having a desired molecular weight. The decrease in the transesterification reaction rate may increase the thermal history during the polymerization reaction and may deteriorate the hue of the resulting polycarbonate resin.
更には、本発明のジヒドロキシ化合物を含む全ジヒドロキシ化合物に対して、炭酸ジエステルのモル比率が増大すると、得られる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、これが成形時にガスとなり成形不良を招いたり、製品からブリードアウトしたりする場合があり、好ましくない。本発明の方法で得られるポリカーボネート樹脂ペレットに残存する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。 Furthermore, when the molar ratio of the carbonic diester is increased with respect to all the dihydroxy compounds including the dihydroxy compound of the present invention, the amount of residual carbonic diester in the obtained polycarbonate resin increases, which becomes a gas at the time of molding and causes molding defects. Bleed out from the product, which is not preferable. The concentration of the carbonic acid diester remaining in the polycarbonate resin pellet obtained by the method of the present invention 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. is there.
(触媒)
本発明の方法においては、上述のように本発明のジヒドロキシ化合物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「重合触媒」とも言う。)を存在させる。
(catalyst)
In the method of the present invention, as described above, when a polycarbonate resin is produced by polycondensation of a dihydroxy compound containing the dihydroxy compound of the present invention and a carbonic acid diester by a transesterification reaction, a transesterification catalyst (hereinafter simply referred to as “catalyst”). Or “polymerization catalyst”).
本発明の方法において、エステル交換触媒(触媒)は、特に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インデックス(YI)値に影響を与え得る。用いられるエステル交換触媒としては、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。 In the method of the present invention, the transesterification catalyst (catalyst) can particularly affect the thermal stability of the polycarbonate resin and the yellow index (YI) value representing the hue. The transesterification catalyst used is not limited as long as it satisfies the thermal stability and hue of the polycarbonate resin, but is not limited to Group 1 or Group 2 in the long-period periodic table (hereinafter simply referred to as “1”). Group compounds ”and“ group 2 ”), and basic compounds such as basic boron compounds, basic phosphorus compounds, basic ammonium compounds, and amine compounds. Preferably, Group 1 metal compounds and / or Group 2 metal compounds are used.
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, a hydroxide, carbonate, and acetate are preferable, and acetate is preferable from the viewpoint of hue and polymerization 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、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く、重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、マグネシウム化合物及びカルシウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物が更に好ましい。 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, etc., among which magnesium compounds, calcium compounds, barium compounds And at least one metal selected from the group consisting of magnesium compounds and calcium compounds from the viewpoint of polymerization activity and hue of the polycarbonate resin obtained Compound is more 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、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, it is particularly preferred to use only Group 1 metal compounds and / or Group 2 metal compounds.
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〜300μmolがよく、好ましくは0.5μmol〜100μmol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0.5μmol以上、特に好ましくは0.7μmol以上とする。また上限としては、通常50μmol、好ましくは30μmol、さらに好ましくは20μmolである。 The amount of the catalyst used is preferably 0.1 μmol to 300 μmol, preferably 0.5 μmol to 100 μmol, per 1 mol of all dihydroxy compounds used. In particular, 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 0.5 μmol, per 1 mol of all dihydroxy compounds used. As described above, particularly preferably 0.7 μmol or more. Moreover, as an upper limit, it is 50 micromol normally, Preferably it is 30 micromol, More preferably, it is 20 micromol.
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や熱安定性等が悪化する可能性がある。また、1族金属、中でもナトリウム、カリウム及びセシウム、特にナトリウムは、ポリカーボネート樹脂中に多く含まれると色相に悪影響を及ぼす可能性があり、該金属は使用する触媒からのみではなく、原料や反応装置から混入する場合があるため、ポリカーボネート樹脂中のナトリウムの合計量は、金属量として、通常1重量ppm以下、好ましくは0.8重量ppm以下、より好ましくは0.7重量ppm以下である。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。 On the other hand, if the amount of the catalyst used is too large, the hue or thermal stability of the polycarbonate resin obtained by an undesired side reaction may deteriorate. In addition, Group 1 metals, especially sodium, potassium, and cesium, especially sodium, may adversely affect the hue when contained in a large amount in the polycarbonate resin. The metal is not only from the catalyst used, but also from raw materials and reactors. The total amount of sodium in the polycarbonate resin is usually 1 ppm by weight or less, preferably 0.8 ppm by weight or less, more preferably 0.7 ppm by weight or less. 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.
尚、上記触媒は、反応器に直接添加してもよいし、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを予め混合する原料調整槽に添加し、その後、反応器に存在させる方法を取ってもよいし、反応器に原料を供給する配管中で添加してもよい。触媒の使用量が少なすぎると、十分な重合活性が得られず重合反応の進行が遅くなるため、所望の分子量のポリカーボネート樹脂が得られにくく、また、長時間の熱履歴を受けることになり色相が悪化する可能性がある。 The catalyst may be added directly to the reactor, or may be added to a raw material adjusting tank in which a dihydroxy compound and a carbonic acid diester are mixed in advance, and then present in the reactor. You may add in the piping which supplies a raw material. If the amount of the catalyst used is too small, sufficient polymerization activity cannot be obtained and the progress of the polymerization reaction is delayed, so that it is difficult to obtain a polycarbonate resin having a desired molecular weight, and a long-term heat history is caused. Can get worse.
<製造方法>
(重縮合方法)
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、複数の反応器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。重合初期においては、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。
<Manufacturing method>
(Polycondensation method)
In the method of the present invention, the method for 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 reactors 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. In the initial stage of polymerization, it is preferable to obtain a prepolymer at a relatively low temperature and low vacuum, and in the latter stage of polymerization, it is preferable to increase the molecular weight to a predetermined value at a relatively high temperature and high vacuum, but the jacket temperature at each molecular weight stage. It is important from the viewpoints of hue and thermal stability to appropriately select the internal temperature and pressure in the reaction system. For example, if either the temperature or the pressure is changed too quickly before the polymerization 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, resulting in a decrease in the polymerization 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、留出するモノマーの量を抑制するために、重合反応器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合初期の反応器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100〜130℃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 for the polymerization reactor in order to suppress the amount of the monomer to be distilled off, and the effect is particularly great in a reactor at the initial stage of polymerization where there are many unreacted monomer components. 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 130 ° 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.
前記重合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。本発明で重合を複数の反応器で実施する理由は、重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、重合反応後期においては、平衡を重合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合反応条件が異なるためである。このように、異なった重合反応条件を設定するには、直列に配置された複数の重合反応器を用いることが、生産効率の観点から好ましい。 In order to maintain the polymerization rate appropriately and suppress the distillation of the monomer while suppressing the occurrence of foreign matter in the final polycarbonate resin and not impairing the hue and thermal stability, Selection of type and quantity is important. The reason for carrying out the polymerization in a plurality of reactors in the present invention is that, in the initial stage of the polymerization reaction, since there are many monomers contained in the reaction solution, the volatilization of the monomers can be suppressed while maintaining the necessary polymerization rate. It is important that, in the latter stage of the polymerization reaction, it is important to sufficiently distill off the by-product monohydroxy compound in order to shift the equilibrium to the polymerization side, and desirable polymerization reaction conditions are different in the early and late stages. . Thus, in order to set different polymerization reaction conditions, it is preferable from the viewpoint of production efficiency to use a plurality of polymerization reactors arranged in series.
本発明で前記重合の際に使用される反応器は、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、反応器が2つ以上であれば、それぞれの反応器中で、条件の異なる反応条件を設定することができ、それぞれの反応器で連続的に温度・圧力を変えていくなどしてもよい。 As described above, the number of reactors used in the polymerization in the present invention may be at least two. However, from the viewpoint of production efficiency, three or more, preferably 3 to 5, particularly preferably. Is four. In the present invention, if there are two or more reactors, different reaction conditions can be set in each reactor, and the temperature and pressure are continuously changed in each reactor. May be.
本発明において、前記の重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、重合槽に直接添加することもできるが、供給の安定性、重合の制御の観点からは、重合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。 In the present invention, the polymerization catalyst can be added to the raw material preparation tank, the raw material storage tank, or can be added directly to the polymerization tank. From the viewpoint of supply stability and polymerization control, the polymerization catalyst is added to the polymerization tank. A catalyst supply pipe may be installed in the middle of the raw material pipe before being supplied, and is preferably supplied as an aqueous solution.
前記重合反応の温度は、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。 If the temperature of the polymerization 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 the vaporization of monomers but also may promote the decomposition and coloring of the polycarbonate resin. .
具体的な前記温度は次の通りである。第1段目の反応は、重合反応器の内温の最高温度として、140〜270℃がよく、好ましくは170〜240℃、更に好ましくは180〜210℃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器の中で、プロセスの最上流にある反応器での反応を指す。 The specific temperature is as follows. In the first stage reaction, the maximum internal temperature of the polymerization reactor is preferably 140 to 270 ° C., preferably 170 to 240 ° C., more preferably 180 to 210 ° C., and preferably 110 to 1 kPa, preferably 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 Is done. The reaction in the first stage in the present invention refers to a reaction in a reactor at the uppermost stream of the process in a reactor in which 5% by weight or more of a monohydroxy compound distilled through the entire polymerization reaction is distilled. .
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2kPa以下、好ましくは1kPa以下にして、210℃以上、好ましくは220℃以上、270℃以下、好ましくは250℃以下で、0.1〜10時間がよく、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. 2 kPa or less, preferably 1 kPa or less, 210 ° C. or more, preferably 220 ° C. or more, 270 ° C. or less, preferably 250 ° C. or less, 0.1 to 10 hours, preferably 1 to 6 hours, particularly preferably For 0.5-3 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260℃未満、好ましくは250℃未満、特には245℃未満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、反応器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、重合反応後段の重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器を使用することが好ましい。ただし、所定の分子量のポリカーボネート樹脂を得るために、重合温度を高く、重合時間を長くし過ぎると、色相を表すイエローインデックス(YI)値は大きくなる傾向にある点に留意する必要がある。 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 less than 260 ° C., preferably less than 250 ° C., particularly 245 It is preferable that it is less than ° C. The internal temperature here refers to the temperature of the process liquid, and is usually measured by a thermometer using a thermocouple or the like provided in the reactor. In order to suppress the decrease in the polymerization rate after the polymerization reaction and minimize deterioration due to thermal history, it is necessary to use a horizontal reactor with excellent plug flow and interface renewability at the final stage of polymerization. preferable. However, in order to obtain a polycarbonate resin having a predetermined molecular weight, it should be noted that the yellow index (YI) value representing the hue tends to increase if the polymerization temperature is increased and the polymerization time is excessively increased.
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、必要に応じ精製を行った後、炭酸ジフェニルやビスフェノールA等の原料として再利用することが好ましい。 From the viewpoint of effective utilization of resources, the monohydroxy compound distilled off as a by-product in the reaction is preferably reused as a raw material for diphenyl carbonate, bisphenol A, etc. after purification as necessary.
(重縮合反応以降の工程)
本発明のポリカーボネート樹脂は、上述の重縮合反応を行った後、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等を実施するため、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する。好ましくは次いで押出機から排出されたポリカーボネート樹脂を、フィルターを用いて濾過する。
(Process after polycondensation reaction)
The polycarbonate resin of the present invention is a polycarbonate obtained by polycondensation in order to carry out the removal of low molecular weight components contained in the polycarbonate resin, the addition kneading of a heat stabilizer and the like after the polycondensation reaction described above. Resin is introduced into the extruder. Preferably, the polycarbonate resin discharged from the extruder is then filtered using a 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、押出機に供給し、ペレットを得る方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
1)最終重合反応器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、必要に応じフィルターで濾過する等の操作を実施した後、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、
2)最終重合反応器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必要に応じフィルターで濾過する等の操作を実施した後、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、等である。
As a method of supplying the polycarbonate resin obtained by polycondensation as described above to an extruder and obtaining pellets, for example, the following method may be mentioned.
1) Polycarbonate resin is supplied from a final polymerization reactor to a uniaxial or biaxial extruder in a molten state, and after melt extrusion, operations such as filtration through a filter are performed as necessary, and then solidified by cooling in the form of a strand. Let it be pelletized with a rotary cutter,
2) Polycarbonate resin is supplied to a single-screw or twin-screw extruder in a molten state without being solidified from the final polymerization reactor, melt-extruded, and once cooled and solidified in the form of strands, pelletized. For example, a method of introducing again into an extruder and performing an operation such as filtering with a filter as necessary, cooling and solidifying in the form of a strand, and pelletizing.
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、熱劣化を抑制するためには、最終重合反応器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ポリカーボネート樹脂を供給し、溶融押出しした後、直接に前記フィルターで濾過し、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。 Above all, in order to minimize heat history and suppress thermal degradation such as deterioration of hue and molecular weight, polycarbonate resin is fed into a uniaxial or biaxial extruder in a molten state without solidifying from the final polymerization reactor. Is preferably directly filtered through the filter, discharged from a die, cooled and solidified in the form of a strand, and pelletized with a rotary cutter or 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ペレットを得る本発明を実施する装置の一例を、図1の工程図に示す。原料モノマーである本発明のジヒドロキシ化合物としてイソソルビド(ISB)を、炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネート(DPC)を、重合触媒として酢酸カルシウムを用いたものとする。
<Example of manufacturing equipment>
An example of an apparatus for carrying out the present invention for obtaining polycarbonate resin pellets from the raw material monomers described above is shown in the process diagram of FIG. It is assumed that isosorbide (ISB) is used as the dihydroxy compound of the present invention which is a raw material monomer, diphenyl carbonate (DPC) is used as a carbonic acid diester, and calcium acetate is used as a polymerization catalyst.
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ISBの溶融液、CHDMの溶融液が、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、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 ISB melt and the CHDM melt measured 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 within the raw material mixing tank 2a, and a 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竪型攪拌反応器6aに連続的に供給される。また、原料触媒として、酢酸カルシウム水溶液が、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。 Next, the obtained raw material mixed melt is continuously supplied to the first vertical stirring reactor 6a via the raw material supply pump 4a and the raw material filtration filter 5a. Moreover, calcium acetate aqueous solution is continuously supplied as a raw material catalyst from the catalyst supply port 1d in the middle of the transfer piping of the raw material mixed melt.
図1の製造装置の重縮合工程においては、第1竪型攪拌反応器6a、第2竪型攪拌反応器6b、第3竪型攪拌反応器6c、第4横型攪拌反応器6dが直列に設けられる。各反応器では液面レベルを一定に保ち、重縮合反応が行われ、第1竪型攪拌反応器6aの槽底より排出された重合反応液は第2竪型攪拌反応器6bへ、続いて、第3竪型攪拌反応器6cへ、第4横型攪拌反応器6dへと順次連続供給され、重縮合反応が進行する。各反応器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。 In the polycondensation step of the production apparatus of FIG. 1, a first vertical stirring reactor 6a, a second vertical stirring reactor 6b, a third vertical stirring reactor 6c, and a fourth horizontal stirring reactor 6d are provided in series. It is done. In each reactor, the liquid level is kept constant and a polycondensation reaction is performed, and the polymerization reaction liquid discharged from the bottom of the first vertical stirring reactor 6a passes to the second vertical stirring reactor 6b. The third vertical stirring reactor 6c is successively supplied to the fourth horizontal stirring reactor 6d, and the polycondensation reaction proceeds. The reaction conditions in each reactor are preferably set so as to become high temperature, high vacuum, and low stirring speed as the polycondensation reaction proceeds.
第1竪型攪拌反応器6a、第2竪型攪拌反応器6b及び第3竪型攪拌反応器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横型攪拌反応器6dには、2軸メガネ型攪拌翼7dが設けられる。第3竪型攪拌反応器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。 The first vertical stirring reactor 6a, the second vertical stirring reactor 6b, and the third vertical stirring reactor 6c are provided with Max Blend blades 7a, 7b, 7c, respectively. The fourth horizontal stirring reactor 6d is provided with a biaxial glasses-type stirring blade 7d. A gear pump 4b is provided after the third vertical stirring reactor 6c because the transferred reaction liquid has a high viscosity.
第1竪型攪拌反応器6aと第2竪型攪拌反応器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。 In the first vertical stirring reactor 6a and the second vertical stirring reactor 6b, the amount of heat supplied 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器の反応器には、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竪型攪拌反応器6aと第2竪型攪拌反応器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。還流比は反応器の圧力と、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。 These four reactors are respectively equipped with distillation tubes 11a, 11b, 11c, and 11d for discharging by-products generated by the polycondensation reaction. As for the first vertical stirring reactor 6a and the second vertical stirring reactor 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 of the reactor and the heat medium temperature of 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、各反応器は、減圧装置13a、13b、13c、13dにより、所定の減圧状態に保たれる。 The distillation pipes 11a, 11b, 11c, and 11d are connected to condensers 12a, 12b, 12c, and 12d, respectively, and each reactor is in a predetermined depressurized state by a decompression device 13a, 13b, 13c, and 13d. To be kept.
また、各反応器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竪型攪拌反応器6cと第4横型攪拌反応器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・BR>ンけられ、副生物が連続的に固化回収される。 In addition, by-products such as phenol (monohydroxy compound) are continuously liquefied and recovered from the condensers 12a, 12b, 12c, and 12d attached to each reactor. Further, a cold trap (not shown) is connected to the downstream side of the condensers 12c and 12d attached to the third vertical stirring reactor 6c and the fourth horizontal stirring reactor 6d, respectively. Is continuously solidified and recovered.
所定の分子量まで上昇させた反応液は第4横型攪拌反応器6dから抜き出され、ギヤポンプ4cにより押出機15aに移送される。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 reactor 6d and transferred to the extruder 15a by the gear pump 4c. 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 a strand form from the die 15c, cooled with water in the strand cooling tank 16a, and then 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.
<重合反応後のペレット製造工程の詳細>
(押出機)
本発明において前記押出機は、押出機のスクリューがローターを具備しているものであれば、そ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。また、スクリュー全体の長さは、L/D(スクリューの有効長さとスクリュー直径との比)で、15以上100未満で、好ましくは20以上60未満が良い。15未満であると、混練や脱揮が十分に行われず、100以上であるとせん断発熱により樹脂が劣化し、分子量低下や着色の恐れがある。
この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、混練することが出来る。
<Details of pellet manufacturing process after polymerization reaction>
(Extruder)
In the present invention, the form of the extruder is not limited as long as the screw of the extruder has a rotor, but a single 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. The length of the entire screw is L / D (ratio between the effective length of the screw and the screw diameter), which is 15 or more and less than 100, preferably 20 or more and less than 60. When it is less than 15, kneading and devolatilization are not sufficiently performed, and when it is 100 or more, the resin deteriorates due to shearing heat generation, and there is a risk of molecular weight reduction or coloring.
Usually known in this extruder, heat stabilizer, neutralizer, UV absorber, mold release agent, colorant, antistatic agent, lubricant, lubricant, plasticizer, compatibilizer, flame retardant, etc. Can be added and kneaded.
熱安定剤としては、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)ペンタエリスリトールジホスファイト、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)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト等のホスファイト系熱安定剤、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(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]、ペンタエリスリトール−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)ウンデカン等のヒンダードフェノール系熱安定剤、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ラウリルステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ビス[2−メチル−4−(3−ラウリルチオプロピオニルオキシ)−5−tert−ブチルフェニル]スルフィド、オクタデシルジスルフィド、メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプト−6−メチルベンズイミダゾール、1,1’−チオビス(2−ナフトール)等のイオウ系熱安定剤の他、ヒンダードアミン系熱安定剤も用いることができ、これらは単独で、もしくは組み合わせて使用される。 Examples of the 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) pentaerythritol diphosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert-butylphenyl) octyl phosphite, bis (nonylphenyl) pentaerythritol diphosphite Phosphite-based thermal stabilizers such as bis (2,4-di-tert-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite, distearyl pentaerythritol diphosphite, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-lauryl thiopropionate), glycerol-3-stearyl thiopropionate, 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], pentaerythritol-tetrakis [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-blu-4- Hydroxybenzyl) benzene, N, N-hexamethylenebis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamide), 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-benzylphosphonate-diethyl Ester, tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate, 4,4′-biphenylenediphosphinic acid tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl), 3,9-bis { 1,1-dimethyl-2- [β- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy Hindered phenol thermal stabilizers such as ethyl} -2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane, dilauryl-3,3′-thiodipropionic acid ester, ditridecyl-3,3′- Thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, laurylstearyl-3,3′-thiodipropionate, pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate), bis [2-methyl-4- (3-laurylthiopropionyloxy) -5-tert-butylphenyl] sulfide, octadecyl disulfide, mercaptobenzimidazole, 2-mercapto-6-methyl Benzimidazole, 1,1′-thiobis (2-na Other sulfur-based heat stabilizers Torr) such as, may also be used hindered amine thermal stabilizers, which are used alone or in combination.
ホスファイト系熱安定剤としては、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)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが好ましく使用される。これらの化合物は、1種又は2種以上を併用することができる。ここで、ホスファイト系熱安定剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(a)100重量部に対し、0.0001重量部以上1重量部以下、好ましくは、0.001重量部以上0.1重量部以下、さらに好ましくは0.003重量部以上0.01重量部以下である。
前記含有量が過度に少ないと、着色抑制効果が不十分になることがある。また、前記含有量が過度に多いと、金型表面やフィルム成形の場合は冷却ロール表面に付着物が多くなって、製品の表面外観が損なわれる恐れがあるだけでなく、耐加水分解性も低下する可能性がある。
Examples of phosphite heat stabilizers include trisnonylphenyl phosphite, trimethyl phosphate, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, bis (2,4-di-tert-butylphenyl) pentaerythritol di- Phosphite, bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite is preferably used. These compounds can be used alone or in combination of two or more. Here, the content of the phosphite heat stabilizer is 0.0001 part by weight or more and 1 part by weight or less, preferably 0.001 part by weight or more and 0.1 part by weight, based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin (a). Hereinafter, it is more preferably 0.003 parts by weight or more and 0.01 parts by weight or less.
When the content is excessively small, the coloring suppression effect may be insufficient. In addition, if the content is excessively large, deposits increase on the surface of the cooling roll in the case of a mold surface or film molding, and the appearance of the surface of the product may be impaired. May be reduced.
ヒンダードフェノール系熱安定剤としては、炭素数5以上のアルキル基によって1つ以上置換された芳香族モノヒドロキシ骨格を有する化合物が好ましく、具体的には、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、ペンタエリスリチル−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}、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]、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)ベンゼン等が好ましく、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが更に好ましい。 As the hindered phenol-based heat stabilizer, a compound having an aromatic monohydroxy skeleton substituted with one or more alkyl groups having 5 or more carbon atoms is preferable. Specifically, octadecyl-3- (3,5-di- -Tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, pentaerythrityl-tetrakis {3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate}, 1,6-hexanediol-bis [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 and the like are preferred, and pentaerythrityl-tetrakis {3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) pro Onato is more preferable.
ここで、ヒンダードフェノール系熱安定剤(d)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(a)100重量部に対し、0.0001重量部以上1重量部以下が好ましく、より好ましくは、0.001重量部以上0.3重量部以下、さらに好ましくは0.005重量部以上0.1重量部以下である。
前記含有量が過度に少ないと、着色抑制効果が不十分になることがある。また、前記含有量が過度に多いと、金型表面やフィルム成形の場合は冷却ロール表面に付着物が多くなって、製品の表面外観が損なわれる恐れがある。ホスファイト系熱安定剤とヒンダードフェノール系熱安定剤は併用した場合にその効果が大きい。
Here, the content of the hindered phenol-based heat stabilizer (d) is preferably 0.0001 parts by weight or more and 1 part by weight or less, more preferably 0.001 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin (a). Part to 0.3 part by weight, more preferably 0.005 part to 0.1 part by weight.
When the content is excessively small, the coloring suppression effect may be insufficient. Moreover, when there is too much said content, in the case of a metal mold | die surface or film shaping | molding, there exists a possibility that a deposit may increase on the surface of a cooling roll, and the surface external appearance of a product may be impaired. When the phosphite heat stabilizer and the hindered phenol heat stabilizer are used in combination, the effect is great.
離型剤としては、高級脂肪酸、一価または多価アルコールの高級脂肪酸エステル、蜜蝋等の天然動物系ワックス、カルナバワックス等の天然植物系ワックス、パラフィンワックス等の天然石油系ワックス、モンタンワックス等の天然石炭系ワックス、オレフィン系ワックス、シリコーンオイル、オルガノポリシロキサン等が挙げられ、高級脂肪酸、一価または多価アルコールの高級脂肪酸エステルが特に好ましい。 Release agents include higher fatty acids, higher fatty acid esters of mono- or polyhydric alcohols, natural animal waxes such as beeswax, natural plant waxes such as carnauba wax, natural petroleum waxes such as paraffin wax, and montan wax. Natural coal wax, olefin wax, silicone oil, organopolysiloxane and the like can be mentioned, and higher fatty acid and higher fatty acid ester of monohydric or polyhydric alcohol are particularly preferable.
高級脂肪酸エステルとしては、置換又は無置換の炭素数1〜炭素数20の一価又は多価アルコールと置換又は無置換の炭素数10〜炭素数30の飽和脂肪酸との部分エステル又は全エステルが好ましい。かかる一価又は多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステル又は全エステルとしては、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸モノグリセリド、ベヘニン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、ビフェニルビフェネ−ト、ソルビタンモノステアレート、2−エチルヘキシルステアレート等が挙げられる。なかでも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ベヘニン酸ベヘニルが好ましく用いられる。 The higher fatty acid ester is preferably a partial ester or a total ester of a substituted or unsubstituted monovalent or polyhydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms and a substituted or unsubstituted saturated fatty acid having 10 to 30 carbon atoms. . Such partial esters or total esters of monohydric or polyhydric alcohols and saturated fatty acids include stearic acid monoglyceride, stearic acid diglyceride, stearic acid triglyceride, stearic acid monosorbite, stearyl stearate, behenic acid monoglyceride, behenyl behenate, Pentaerythritol monostearate, pentaerythritol tetrastearate, pentaerythritol tetrapelargonate, propylene glycol monostearate, stearyl stearate, palmityl palmitate, butyl stearate, methyl laurate, isopropyl palmitate, biphenyl biphenate Sorbitan monostearate, 2-ethylhexyl stearate and the like. Of these, stearic acid monoglyceride, stearic acid triglyceride, pentaerythritol tetrastearate, and behenyl behenate are preferably used.
高級脂肪酸としては、置換又は無置換の炭素数10〜炭素数30の飽和脂肪酸が好ましい。このような飽和脂肪酸としては、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等が挙げられる。これらの離型剤(e)は、1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。かかる離型剤(e)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(a)100重量部に対し、0.0001重量部以上2重量部以下、好ましくは0.01重量部〜1重量部であり、更に好ましくは0.1重量部〜0.5重量部である。離型剤の含有量が少ないとその効果が小さくなる傾向にあり、過度に多いと、金型表面やフィルム成形の場合は冷却ロール表面に付着物が多くなって、製品の表面外観が損なわれる恐れがある。 As the higher fatty acid, a substituted or unsubstituted saturated fatty acid having 10 to 30 carbon atoms is preferable. Examples of such saturated fatty acids include myristic acid, lauric acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid and the like. One of these release agents (e) may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used. The content of the release agent (e) is 0.0001 to 2 parts by weight, preferably 0.01 to 1 part by weight, more preferably 100 parts by weight of the polycarbonate resin (a). Is 0.1 to 0.5 parts by weight. If the content of the release agent is small, the effect tends to be small, and if it is excessively large, in the case of mold surface or film molding, the deposit on the cooling roll surface increases and the surface appearance of the product is impaired. There is a fear.
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。水の導入量は、処理するポリカーボネート樹脂を100重量部とした場合、通常0.01重量部〜0.5重量部、好ましくは0.1重量部〜0.3重量部である。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。 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 amount of water introduced is usually 0.01 parts by weight to 0.5 parts by weight, preferably 0.1 parts by weight to 0.3 parts by weight, when the polycarbonate resin to be treated is 100 parts by weight. The number of vent ports may be one or plural, but preferably two or more.
〈スクリュー〉
本願発明の押出機は、スクリューがローターを具備していることを特徴としている。このローターとしては、例えば図2(a)に示すものがあげられる。以下に詳細を説明する。
<screw>
The extruder according to the present invention is characterized in that the screw includes a rotor. An example of this rotor is shown in FIG. Details will be described below.
押出機内でのポリカーボネート樹脂の熱劣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)の回転数を300rpm以下、好ましくは250rpm以下、より好ましくは200rpm以下にする。前記スクリューの回転数が300rpm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、色相の悪化や分子量の低下を招く。一方、前記スクリューの回転数が小さすぎると脱揮性能の悪化、添加剤の混練性能の悪化を招く可能性があるだけでなく、単位時間当たりの処理量が低下し、生産性の悪化を招くため、好ましくは50rpm以上、より好ましくは70rpm以上である。 In order to suppress the thermal deterioration of the polycarbonate resin in the extruder, the rotational speed of a shaft (hereinafter sometimes referred to as a screw) provided in the extruder is 300 rpm or less, preferably 250 rpm or less, more preferably 200 rpm or less. To do. When the rotational speed of the screw exceeds 300 rpm, the shear heat generation of the polycarbonate resin increases, leading to deterioration of hue and molecular weight. On the other hand, if the number of rotations of the screw is too small, not only may the devolatilization performance deteriorate and the additive kneading performance deteriorates, but the processing amount per unit time decreases, leading to deterioration in productivity. Therefore, it is preferably 50 rpm or more, more preferably 70 rpm or more.
そして、前記スクリューの周速は、前記押出機のスクリュー径と回転数により適宜決定されるが、ポリカーボネート樹脂の剪断による発熱に起因する着色や分子量の低下等の熱劣化を抑制するためには、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。 And the peripheral speed of the screw is appropriately determined by the screw diameter and the number of rotations of the extruder, but in order to suppress thermal deterioration such as coloring and molecular weight reduction due to heat generation due to shearing of the polycarbonate resin, Usually 1.0 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 decrease. 1 m / sec or more.
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、複数のピースからなるエレメント(スクリューエレメント)であってもよい。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(二条フルフライトの例として、図2(b)参照)、樹脂の混練を目的としたニーディングディスク(図2(c)参照)、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も用いられる。またねじの切り方によって二条型(図2(d)参照)、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 may be an element (screw element) composed of a plurality of pieces in order to have various functions. In general, a full flight consisting only of a spiral screw (flight) mainly for the purpose of transporting the resin (see FIG. 2 (b) as an example of a two-row full flight), a kneading disc for the purpose of resin kneading (Refer to FIG. 2 (c)), a reverse flight is used which is composed of a seal ring or the like for the purpose of resin sealing, and in which screws are arranged in the direction opposite to the resin transport direction depending on the purpose. There are two types (see FIG. 2 (d)) and three types depending on how the threads are cut. In the present invention, the amount of processing can be increased with respect to the screw diameter of the extruder, and shear heat generated by screw rotation. A double-striped deep groove type capable of suppressing the above is preferable.
また、本発明の押出機のスクリューを構成する複数のピースからなるエレメントであってもよい。その場合、少なくとも1つがローターを有する。このローターの合計の長さは、スクリュー全体の長さの10〜30%であることが好ましい。残存フェノール低減の観点から、12%以上が更に好ましい。また、添加剤の分散性の観点から、25%以下が更に好ましく、20%以下が特に好ましい。この範囲を大幅に外れると、残存フェノールが増加したり、添加剤の分散が不十分になる等の問題を生じることがある。
また、押出機のスクリューはL/Dで0.10以上10以下、好ましくは0.20以上3以下の複数のピースに分解できることが好ましい。0.1未満であると、薄くなりすぎるために変形などの恐れがあり、10より大きいとスクリュー構成の変更やスクリュー洗浄が困難となる。
Moreover, the element which consists of several pieces which comprise the screw of the extruder of this invention may be sufficient. In that case, at least one has a rotor. The total length of the rotor is preferably 10 to 30% of the total length of the screw. From the viewpoint of reducing residual phenol, 12% or more is more preferable. Further, from the viewpoint of the dispersibility of the additive, 25% or less is more preferable, and 20% or less is particularly preferable. If this range is significantly deviated, problems such as an increase in residual phenol and insufficient dispersion of additives may occur.
Moreover, it is preferable that the screw of an extruder can be decomposed | disassembled into several pieces of 0.10-10, preferably 0.20-3 in L / D. If it is less than 0.1, the film becomes too thin and may be deformed. If it is more than 10, it is difficult to change the screw configuration or clean the screw.
また、前記のエレメントの少なくとも1つのピースがニーディングディスクであることがよく、中でも前記スクリューに使用したニーディングディスクのピース数が10個以下であることが好ましい。ニーディングディスクのピース数が10個より多いと、樹脂温度が上がり、分解ガスによるストランドのガス切れを生じる恐れがある。なお、より好ましいニーディングディスクのピース数は8個以下である。 Further, at least one piece of the element is preferably a kneading disk, and it is particularly preferable that the number of pieces of the kneading disk used for the screw is 10 or less. When the number of pieces of the kneading disc is more than 10, the resin temperature rises, and there is a risk that the strands will run out of gas due to the decomposition gas. The number of pieces of the kneading disc is more preferably 8 or less.
また、このニーディングディスクの合計の長さは、スクリュー全体の長さの3〜15%であることが好ましく、より好ましくは4〜10%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。 Moreover, it is preferable that the total length of this kneading disk is 3 to 15% of the length of the whole screw, More preferably, it is 4 to 10%. 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 during devolatilization and kneading of the additive may be deteriorated.
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。 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.
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。 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.
さらに、前記押出機に供給するポリカーボネート樹脂は、そのガラス転移温度が80℃以上であることがよく、好ましくは85℃以上、特に好ましくは90℃以上である。ガラス転移温度が低すぎると耐熱性に劣り、得られたペレットを成形品にする際に使用分野が限定されてしまう。 Further, the polycarbonate resin supplied to the extruder preferably has a glass transition temperature of 80 ° C. or higher, preferably 85 ° C. or higher, particularly preferably 90 ° C. or higher. When the glass transition temperature is too low, the heat resistance is inferior, and the field of use is limited when forming the obtained pellets into a molded product.
一方、ガラス転移温度が高いと溶融粘度が高くなりすぎて、実質的に温度の上限を有する工業的な反応器では、実用的な機械的物性を持つポリカーボネート樹脂が得られなかったり、熱安定性に劣るポリカーボネート樹脂の場合には、重合温度を高くすると分解反応が台頭して、実用的な機械的物性を持つポリカーボネート樹脂が得られなかったりする可能性がある。 On the other hand, if the glass transition temperature is high, the melt viscosity becomes too high, and in an industrial reactor having a practically upper limit of temperature, a polycarbonate resin having practical mechanical properties cannot be obtained, or thermal stability In the case of a polycarbonate resin that is inferior to the above, if the polymerization temperature is increased, the decomposition reaction may emerge and a polycarbonate resin having practical mechanical properties may not be obtained.
また、例え重合反応でポリカーボネート樹脂が得られたとしても、ガラス転移温度の高いポリカーボネート樹脂では、実用的な分子量を有する領域においては、溶融粘度が高くなってしまうために、押出機内での剪断発熱によってポリカーボネート樹脂の劣化を招く可能性があるため、本発明におけるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は160℃未満であることがよく、好ましくは150℃以下、特に好ましくは145℃以下である。 Moreover, even if a polycarbonate resin is obtained by a polymerization reaction, a polycarbonate resin having a high glass transition temperature has a high melt viscosity in a region having a practical molecular weight. The glass transition temperature of the polycarbonate resin in the present invention is preferably less than 160 ° C., preferably 150 ° C. or less, particularly preferably 145 ° C. or less.
なお、本発明のガラス転移温度とは、窒素気流下、昇温速度20℃/分で室温からガラス転移温度を十分越える温度まで昇温し、3分間温度を保持した後、30℃まで20℃/分の速度で冷却し、30℃で3分保持し、再びガラス転移温度を十分越える温度まで20℃/分の速度で昇温して得られた(2回目の昇温で得られた)DSCデータより求めた、補外ガラス転移開始温度のことを言う。 The glass transition temperature of the present invention means that the temperature is raised from room temperature to a temperature sufficiently exceeding the glass transition temperature at a heating rate of 20 ° C./min in a nitrogen stream, and after maintaining the temperature for 3 minutes, it is 20 ° C. to 30 ° C. Obtained by heating at a rate of 20 ° C./min to a temperature well above the glass transition temperature (obtained by the second temperature increase). This refers to the extrapolated glass transition start temperature obtained from DSC data.
本発明の第一の態様において、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、290℃以下にするのが好ましく、より好ましくは280℃以下、さらに好ましくは270℃以下、特に好ましくは265℃以下である。前記押出機から排出されたポリカーボネート樹脂が290℃を超えると、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、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、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、それに伴う機械的強度の低下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、押出を行うことは容易ではない。
なお、本発明の第二の態様においては、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、265℃以下にすることを特徴としている。
In the first aspect of the present invention, the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder is preferably 290 ° C. or less, more preferably 280 ° C. or less, further preferably 270 ° C. or less, particularly preferably 265 ° C. It is as follows. When the polycarbonate resin discharged from the extruder exceeds 290 ° C., the polycarbonate resin tends to be deteriorated, and there is a tendency that the hue is deteriorated, the molecular weight is lowered, and the mechanical strength is lowered accordingly. 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. Therefore, it 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 reduce the melt viscosity, and the shear heat generation tends to be suppressed by that amount. However, if the temperature of the polycarbonate resin itself is high, the deterioration tends to occur, resulting in a deterioration in hue and a decrease in molecular weight. Since there is a tendency to cause a decrease in mechanical strength, it is not easy to perform extrusion by preventing deterioration of a polycarbonate resin having high viscosity that is inferior in thermal stability.
In the second aspect of the present invention, the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder is 265 ° C. or lower.
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、スクリューエレメントの構成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 is usually controlled by the temperature of the polycarbonate resin to be supplied and the temperature of the heater attached to the barrel, but the amount of polycarbonate resin supplied to the extruder and the temperature of the extruder Since these may vary depending on the screw rotation speed and the configuration of the screw element, it is preferable to control these conditions together.
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。 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.
(フィルター)
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について、前記押出機で脱揮や添加剤との混合を行った後、樹脂中に含まれる焼けやゲル等の異物を除去するためフィルターで濾過することが好ましい。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、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。
(filter)
In the present invention, after the polycarbonate resin obtained by polycondensation is devolatilized and mixed with additives in the extruder, the filter is used to remove foreign matters such as burns and gels contained in the resin. It is preferable to filter. Above all, it is possible to remove residual monomer and by-product phenol by vacuum devolatilization and to extrude polycarbonate resin with an extruder and filter with a filter in order to mix additives such as heat stabilizer and mold release agent. preferable.
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複数組み合わせて用いるのが好ましい。前記リーフディスク型フィルターは、保持部材(リテイナーとも言う)に、濾過部材(以下、メディアと言うことがある)を組合せて構成されており、それらフィルターが(場合によっては複数枚・複数個)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)の形式で用いられる。 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 plurality of combinations. The leaf disk type filter is configured by combining a holding member (also referred to as a retainer) and a filtering member (hereinafter also referred to as media), and storing these filters (in some cases, a plurality or plural). It is used in the form of a unit (sometimes called a filter unit) stored in a container.
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タイプが好ましく、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したタイプのものを使用することもできる。 In the present invention, a type in which a plurality of aperture media are overlapped so that the differential pressure (pressure loss) of the filter is small and the apertures become finer in order from the resin intrusion direction is preferable. For the purpose of crushing the gel, it is also possible to use a type obtained by sintering metal powder.
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(5)で表されるβχ値が100の場合のχの値を言う。
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) (5)
(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)
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 opening defined as 99% filtration accuracy means the value of χ when the βχ value represented by the following formula (5) determined in accordance with ISO 16889 is 100.
βχ = (number of particles on the primary side larger than χ μm) / (number of particles on the secondary side larger than χ μm) (5)
(Here, the primary side is before filtration with a filter, and the secondary side is after filtration.)
前記フィルターのメディアの材質としては、樹脂の濾過に必要な強度と耐熱性を有している限り制限はないが、中でも鉄の含有量が少ないSUS316、SUS316L等のステンレス系が好ましい。また、織りの種類としては、平織、綾織、平畳織、綾畳織等、異物の捕集部分が規則正しい織り状になっているものの他、不織布タイプも用いることができる。本発明においては、ゲルの捕集能力の高い不織布タイプ、中でも不織布を構成する鋼線どうしを焼結させて固定したタイプが好ましい。 The material of the filter media is not limited as long as it has the strength and heat resistance required for resin filtration, but stainless steel such as SUS316 and SUS316L, which have a low iron content, is particularly preferable. In addition, as the type of weaving, non-woven fabric types can be used in addition to regular weaving portions such as plain weave, twill weave, plain tatami mat, twill mat weave, etc. In the present invention, a non-woven fabric type having a high gel-capturing ability, particularly a type in which steel wires constituting the non-woven fabric are sintered and fixed is preferable.
また、前記フィルターに鉄製分が含まれていると、200℃を超える高温での濾過の際に樹脂を劣化させる傾向があるため、上記のように、ステンレスの場合は鉄製分の含有量が少ないことが好ましく、さらに、使用前に不動態化処理しておくことが好ましい。不動態化処理は前記フィルターを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して表面に不動態を形成させる方法、水蒸気または酸素存在下で焙焼(加熱)処理する方法、これらを併用する方法等が挙げられるが、中でも硝酸処理と焙焼の両方を実施することが好ましい。 In addition, if the filter contains an iron component, the resin tends to deteriorate during filtration at a high temperature exceeding 200 ° C. Therefore, as described above, in the case of stainless steel, the iron content is small. In addition, it is preferable to passivate it before use. Passivation treatment is a method in which the filter is immersed in an acid such as nitric acid, or an acid is passed through the filter to form a passive state on the surface, which is roasted (heated) in the presence of water vapor or oxygen. Examples thereof include a method and a method using these in combination, and it is preferable to perform both nitric acid treatment and roasting.
前記フィルターについて焙焼処理を行う場合の温度は通常350℃〜500℃、好ましくは350℃〜450℃であり、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、濾過時にポリカーボネート樹脂を劣化させる傾向がある。一方、焙焼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 temperature when the filter is roasted is usually 350 ° C. to 500 ° C., preferably 350 ° C. to 450 ° C., and the roasting time is usually 3 hours to 200 hours, preferably 5 hours to 100 hours. If the roasting temperature is too low or the time is too short, the formation of the passive state becomes insufficient, and the polycarbonate resin tends to deteriorate during filtration. On the other hand, if the temperature of roasting 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.
また、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. to 90 ° C., and the treatment time is usually 5 minutes to 120 minutes, preferably 10 minutes to 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、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、ポリカーボネート樹脂が劣化するおそれがある。 It is preferable that the filter is stored in a storage container because it facilitates filtration by applying pressure. 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. If the iron content is large, the polycarbonate resin may be deteriorated 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を招くため、1分〜20分がよく、好ましくは2分〜10分、より好ましくは2分〜5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, the polycarbonate resin is deteriorated at the time of filtration, so it is preferably 1 minute to 20 minutes, preferably 2 minutes to 10 minutes, more preferably 2 minutes to 5 minutes.
本発明の方法において、前記フィルターにおける濾過前のポリカーボネート樹脂の温度は、280℃未満にするのが好ましく、より好ましくは270℃未満、特に好ましくは265℃未満、中でも260℃未満が好適である。前記フィルターで濾過する前の温度が280℃以上では、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 before filtration in the filter is preferably less than 280 ° C, more preferably less than 270 ° C, particularly preferably less than 265 ° C, and particularly preferably less than 260 ° C. When the temperature before filtering with the filter is 280 ° C. or higher, thermal deterioration in the filter unit is likely to occur, and there is a tendency to cause deterioration in hue, molecular weight, and accompanying 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.
本発明の方法において、前記押出機での脱揮、混合を経て、好ましくは前記フィルターでの濾過を経た後、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280℃未満がよく、好ましくは270℃未満、より好ましくは265℃未満、特に好ましくは260℃未満である。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 after devolatilization and mixing in the extruder, preferably through filtration with the filter, is preferably 200 ° C. or more, preferably 220. The upper limit is preferably less than 280 ° C, preferably less than 270 ° C, more preferably less than 265 ° C, and particularly preferably less than 260 ° C. If the temperature of the polycarbonate resin discharged from the die is too low, the melt viscosity becomes high and the extruded strand is not stable and may be difficult to be pelletized with a rotary cutter or the like. . 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.
通常、ポリカーボネート樹脂を前記押出機で混合するとスクリュー回転による剪断発熱が加わり、フィルターを使用する場合に、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するため、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、前記押出機におけるポリカーボネート樹脂の時間あたり処理量、バレルの温度設定、スクリューの回転数や周速、エレメントの構成等、前記フィルターの目開き、濾過面積、温度設定、前記ダイスやポリマーが流れる配管の温度設定、ポリカーボネート樹脂の分子量等を総合的に制御することが重要になる。 Normally, when polycarbonate resin is mixed with the extruder, shear heat is generated due to screw rotation, and when using a filter, if the filter is filtered with a small mesh, the temperature rises due to shear heat and is discharged from the die. To control the temperature of the polycarbonate resin, the throughput of the polycarbonate resin in the extruder, barrel temperature setting, screw rotation speed and peripheral speed, element configuration, etc., opening of the filter, filtration area, temperature It is important to comprehensively control the setting, the temperature setting of the pipe through which the die and polymer flow, the molecular weight of the polycarbonate resin, and the like.
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押出機へ導入される前のポリカーボネート樹脂の末端二重結合をXμeq/g、前記押出機で混練し、場合によっては前記フィルターを用いて濾過して、前記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を構成するポリカーボネート樹脂の末端二重結合をYμeq/gとした場合に、下記式(6)を満たすことが好ましい。
Y−X≦10 (6)
より好ましくはY−X≦8、特に好ましくはY−X≦5である。Y−Xが10を越えると、該二重結合から派生すると考えられる着色成分が生じる傾向にあるだけでなく、前記フィルター内やその周辺でのガスの発生を助長し、ストランドの吐出が不安定になり、カッターでペレット化することが困難になる可能性があり好ましくない。
In the method of the present invention, the terminal double bond of the polycarbonate resin before introduction into the extruder obtained by polycondensation by the transesterification reaction is kneaded with the extruder at Xμeq / g, and in some cases, the filter When the terminal double bond of the polycarbonate resin constituting the polycarbonate resin pellet obtained by using a cutter after cooling is Yμeq / g, it is discharged as follows. It is preferable to satisfy Expression (6).
Y−X ≦ 10 (6)
More preferably, Y−X ≦ 8, and particularly preferably Y−X ≦ 5. When Y-X exceeds 10, not only tends to generate a colored component that is considered to be derived from the double bond, but also promotes gas generation in and around the filter, and strand discharge is unstable. Therefore, it may be difficult to pelletize with a cutter, which is not preferable.
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、前記押出機へ供給されるポリカーボネート樹脂の還元粘度(ηsp/c)をa、前記押出機で混練し、場合によっては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を構成するポリカーボネート樹脂の還元粘度(ηsp/c)をBとした場合に、下記式(7)を満たすことが好ましい。
0.8<B/a<1.1 (7)
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、押出機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。
Further, in the method of the present invention, the reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin supplied to the extruder obtained by polycondensation by the transesterification reaction is kneaded with a, the extruder. Is filtered using the filter, discharged in the form of a strand from a die, cooled, and when the reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin constituting the polycarbonate resin pellet obtained using the cutter is B In addition, it is preferable to satisfy the following formula (7).
0.8 <B / a <1.1 (7)
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 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 rises in the extruder, 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.
さらに、本発明の方法において押出機の下流側にフィルターを設置する場合には、フィルターへ供給されるポリカーボネート樹脂の還元粘度(ηsp/c)をA、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を構成するポリカーボネート樹脂の還元粘度(ηsp/c)をBとした場合に、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、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。
Further, when a filter is installed on the downstream side of the extruder in the method of the present invention, the reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin supplied to the filter is filtered using A, the filter, and the strand from the die. When the reduced viscosity (ηsp / c) of the polycarbonate resin constituting the polycarbonate resin pellet obtained by using a cutter is discharged after cooling in the form of B, the following formula (8) is preferably satisfied.
0.8 <B / A <1.1 (8)
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.
更には、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, it is preferable to arrange a gear pump between the extruder and the filter in order to stabilize the supply amount of the polycarbonate resin to the filter. Although there is no restriction | limiting about the kind of gear pump, Especially the self-circulation type which does not use a gland packing for a seal | sticker part is preferable from a viewpoint of foreign material reduction.
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、前記押出機で脱揮混合され、場合によっては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。 Further, the polycarbonate resin devolatilized and mixed by the extruder and optionally filtered by the filter is cooled and solidified, and pelletized by a rotary cutter or the like. It is preferred to use a cooling method. 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.
(重合前における濾過)
一方、本発明の方法においては、最終的に得られるポリカーボネート樹脂ペレット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させる前に、予め原料濾過フィルターで濾過するのも有効である。
(Filtration before polymerization)
On the other hand, in the method of the present invention, in order to further reduce foreign substances contained in the finally obtained polycarbonate resin pellets, it is also effective to pre-filter with a raw material filter before polycondensing the raw material monomers.
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。 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、耐熱性や着色低減の観点からは、鉄含有量80%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 metal, resin, ceramic, etc. can be used. From the viewpoint of heat resistance and color reduction, the metal content is 80% or less. A filter 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は、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。 In addition, when filtering the raw material monomer, it is preferable to use a plurality of filter units in order to extend the life of the raw material filtration filter while ensuring the filtration performance, and in particular, the filter in the unit on the upstream side is preferably used. When the aperture is C μm and the aperture of the filter in the downstream unit is D μm, C is preferably larger than D (C> D) in at least one combination. 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も、上述した、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 also determined based on ISO16889 mentioned above.
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。 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.
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, 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.
(得られるポリカーボネート樹脂)
本発明の方法で得られるポリカーボネート樹脂ペレットのイエローインデックス値は、70以下であるのが好ましく、より好ましくは30以下、特に好ましくは15以下、最も好ましくは10以下である。イエロー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、重合反応条件、濾過条件、押出条件やスクリューエレメント、熱安定剤、離型剤等の選択を適切に行う必要がある。
(Polycarbonate resin obtained)
The yellow index value of the polycarbonate resin pellet obtained by the method of the present invention is preferably 70 or less, more preferably 30 or less, particularly preferably 15 or less, and most preferably 10 or less. In order to lower the yellow index value, it is necessary to appropriately select monomer preparation conditions, polymerization reaction conditions, filtration conditions, extrusion conditions, screw elements, thermal stabilizers, mold release agents and the like as described above.
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ペレットを構成する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0.3dL/g以上、好ましくは0.35dL/g以上、より好ましくは0.4dL/g以上であり、還元粘度の上限は、通常1.2dL/g以下、好ましくは0.8dL/g以下、特に好ましくは0.7dL/gである。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、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。 The molecular weight of the polycarbonate resin constituting the polycarbonate resin pellet obtained in the method of the present invention can be represented by a reduced viscosity (ηsp / c), and the reduced viscosity is usually 0.3 dL / g or more, preferably 0. .35 dL / g or more, more preferably 0.4 dL / g or more, and the upper limit of the reduced viscosity is usually 1.2 dL / g or less, preferably 0.8 dL / g or less, particularly preferably 0.7 dL / g. is there. If the reduced viscosity is too low, the mechanical strength of the molded product may be small.If the reduced viscosity is too large, not only will the flowability during molding decrease, the productivity and moldability will tend to decrease, but also filtration and Deterioration during extrusion may be severe. 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ペレットを用いて240℃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800Pa・s以上、特に好ましくは1000Pa・s以上であり、その上限は通常3000Pa・s以下、好ましくは2000Pa・s以下、特に好ましくは1500Pa・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 measured at 240 ° C. using the polycarbonate resin pellets obtained by the method of the present invention is usually 500 Pa · s or more, preferably 800 Pa · s or more, particularly preferably 1000 Pa · s. The upper limit is usually 3000 Pa · s or less, preferably 2000 Pa · s or less, and particularly preferably 1500 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.
また、本発明で得られるポリカーボネート樹脂ペレットを構成するポリカーボネート樹脂の下記構造式(9)で表される末端基の濃度は、好ましくは20μeq/g以上、さらに好ましくは40μeq/g以上、特に好ましくは50μeq/g以上である。該末端基の濃度が低すぎると濾過時に着色が大きくなる傾向にある。また高すぎても濾過時にガスが発生しやすくなる傾向にあり、ストランドのガス切れ等の不具合を招く可能性があるため、好ましくは200μeq/g以下、さらに好ましくは150μeq/g以下、特に好ましくは100μeq/g以下である。 Further, the concentration of the terminal group represented by the following structural formula (9) of the polycarbonate resin constituting the polycarbonate resin pellet obtained in the present invention is preferably 20 μeq / g or more, more preferably 40 μeq / g or more, particularly preferably. It is 50 μeq / g or more. When the concentration of the terminal group is too low, coloring tends to increase during filtration. If it is too high, gas tends to be generated at the time of filtration, and there is a possibility of causing problems such as running out of gas in the strand. Therefore, it is preferably 200 μeq / g or less, more preferably 150 μeq / g or less, particularly preferably. 100 μeq / g or less.
上記構造式(9)で表される末端基の濃度を制御するには、原料である本発明のジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルのモル比率を制御する他、エステル交換反応時の重合圧力や重合温度、還流冷却器の温度等をモノマーの揮散のし易さに応じて制御する方法が挙げられ、中でも重合初期において還流冷却器を有する反応器を用いることが上記末端基濃度の安定化に有効である。 In order to control the concentration of the terminal group represented by the structural formula (9), in addition to controlling the molar ratio of the dihydroxy compound containing the dihydroxy compound of the present invention as a raw material to the carbonic acid diester, the polymerization pressure during the transesterification reaction And a method of controlling the polymerization temperature, the temperature of the reflux condenser, etc. according to the ease of volatilization of the monomer, among which the use of a reactor having a reflux condenser at the initial stage of polymerization stabilizes the concentration of the above end groups. It is effective for.
この発明で行うエステル交換反応では、前記の一般式(4)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0.1重量%未満、更に好ましくは0.05重量%未満、特には0.03重量%未満にすることが好ましい。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0.0001重量%である。 In the transesterification reaction carried out in this 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 (4), phenol 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, it is preferably less than 0.1% by weight, more preferably 0.05% by weight using an extruder with a vacuum vent. It is preferable to make it less than, especially less than 0.03% by weight. However, it is difficult to remove these compounds completely industrially, and the lower limit of the content of the aromatic monohydroxy compound is usually 0.0001% by weight.
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.
本発明の方法で得られたポリカーボネート樹脂ペレットは、射出成形法、押出成形法、圧縮成形法等の通常知られている方法で成形物にすることができる。必要に応じて、前記ポリカーボネート樹脂に熱安定剤、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、難燃剤等の添加剤を、前記押出機で混練することができる。また、タンブラー、スーパーミキサー、フローター、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、さらに別の押出機などを用いて混合することもできる。 The polycarbonate resin pellet obtained by the method of the present invention can be formed into a molded product by a generally known method such as an injection molding method, an extrusion molding method, or a compression molding method. Additives such as heat stabilizers, neutralizers, UV absorbers, mold release agents, colorants, antistatic agents, lubricants, lubricants, plasticizers, compatibilizers, flame retardants to the polycarbonate resin as necessary Can be kneaded with the extruder. Moreover, it can also mix using a tumbler, a super mixer, a floater, a V-type blender, a Nauta mixer, a Banbury mixer, another extruder, etc.
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ペレットが安定的に得られるため、該樹脂から成形された厚さ30μm±5μmのフィルムに含まれる25μm以上の異物が、好ましくは1000個/m2以下、より好ましくは、500個/m2以下、最も好ましくは200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ペレット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, polycarbonate resin pellets with less coloring and less foreign matter can be stably obtained. Therefore, preferably 1000 foreign matters having a thickness of 25 μm or more contained in a film having a thickness of 30 μm ± 5 μm formed from the resin. / M 2 or less, more preferably 500 pieces / m 2 or less, and most preferably 200 pieces / m 2 or less. Thus, the characteristic that there are few foreign substances is especially suitable when using a polycarbonate resin pellet 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.
本発明によれば、熱安定性、色相、及び機械的強度に優れ、かつ異物の少ないポリカーボネート樹脂ペレットを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polycarbonate resin pellet which is excellent in thermal stability, a hue, and mechanical strength, and there are few foreign materials can be provided.
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、ポリカーボネートの物性ないし特性の評価は次の方法により行った。 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, the physical properties and characteristics of polycarbonate were evaluated by the following methods.
(1)フェノール(PHL)含有量の測定
ポリカーボネート樹脂ペレット約1.25gを精秤し、塩化メチレン7ml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。次いで、該処理液を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。
(1) Measurement of phenol (PHL) content About 1.25 g of polycarbonate resin pellets are precisely weighed and dissolved in 7 ml of methylene chloride to form a solution, and then acetone is added so that the total amount becomes 25 ml. went. Next, the treatment liquid was filtered through a 0.2 μm disk filter and quantified by liquid chromatography.
(2)ポリカーボネート樹脂ペレットの色相
1cmセルに得られたペレットを詰め、反射光におけるイエローインデックス(YI)値をカラーテスタ(コニカミノルタ社製CM−3700d)を用いて3回測定し、平均値を算出した。YI値が小さい程、黄色味がなく品質が優れることを示す。
(2) Hue of polycarbonate resin pellets The obtained pellets are packed into a 1 cm cell, and the yellow index (YI) value in reflected light is measured three times using a color tester (CM-3700d manufactured by Konica Minolta), and the average value is calculated. Calculated. The smaller the YI value, the better the quality without yellowness.
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。
・ISB:イソソルビド(ロケットフルーレ社製、商品名POLYSORB)
・CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール(新日本理化(株)製、商品名SKY CHDM)
・1,6−HD:1,6−ヘキサンジオール(BASF社製)
・DPC:ジフェニルカーボネート(三菱化学(株)製)
The abbreviations of the compounds used in the description of the following examples are as follows.
・ ISB: Isosorbide (Rocket Fleure, trade name POLYSORB)
CHDM: 1,4-cyclohexanedimethanol (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., trade name SKY CHDM)
・ 1,6-HD: 1,6-hexanediol (manufactured by BASF)
・ 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、BHEPF/ISB/PEG(平均分子量1000)/DPCのモル比が43.2/55.6/1.2/99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重合反応器に、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、水溶液にした酢酸マグネシウム4水和物を、全ジヒドロキシ化合物1mol当たり19×10−6mol(マグネシウム金属原子換算)になるように連続的に供給した。原料と触媒水溶液を配管で混合した後、第1反応器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重合反応器の留出管には、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重合反応器の撹拌翼の回転数を一定にしながら、内温196℃、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重合反応器に供給した。第2重合反応器は、第1重合反応器と同様、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207℃、圧力23.9kPa、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重合反応器に供給した。第3重合反応器は、内温218℃、圧力20.9kPa、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器(第4重合反応器)に供給した。第4重合反応器は、入口付近の内温を220℃、出口付近の内温を240℃、圧力を1.4kPa、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、スクリュー構成が表1のスクリュー1である二軸押出機に連続的に供給した。供給時の温度は248℃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2000ppmの水を供給し、水の供給ノズルとそれに続くベント口の下流にサイドフィーダーを設置し、ペンタエリスリチル・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](商品名:IRGANOX1010)をポリカーボネート樹脂100重量部に対し、0.1重量部、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト(商品名:アデカスタブ2112)を同じく0.05重量部になるよう連続的に供給した。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。押出機の各種設定条件と結果(押出機から排出されたポリカーボネート樹脂の温度、得られたペレットの残存PHLとYI)を表2に示す。
<Example 1>
In a raw material preparation tank sufficiently substituted with nitrogen (oxygen concentration 0.0005 vol% to 0.001 vol%), the molar ratio of BHEPF / ISB / PEG (average molecular weight 1000) / DPC was 43.2 / 55.6 / 1.2. / 99 A first polymerization reactor comprising 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. In addition, at the same time as supplying a constant amount, magnesium acetate tetrahydrate made into an aqueous solution from the catalyst supply pipe connected to the raw material supply pipe is 19 × 10 −6 mol per 1 mol of all dihydroxy compounds (converted to magnesium metal atom) Was continuously fed so as to be. After mixing the raw material and catalyst aqueous solution by piping, install two pleated cylindrical type raw material filtration filters in the flow path to enter the first reactor, the upstream raw material filtration filter opening is 10 μm, downstream The mesh opening was 1 μm. In the first polymerization reactor, the distillation pipe is provided with a reflux condenser using oil (inlet temperature 130 ° C.) as a refrigerant, and phenol and the like that are not condensed in the reflux condenser. In addition, a condenser using warm water (inlet temperature 45 ° C.) as a refrigerant was disposed. While keeping the rotation speed of the stirring blade of the first polymerization reactor constant, the internal temperature was controlled to be constant at 196 ° C., pressure 26.3 kPa, residence time 1.5 hours, and the reaction solution was continuously fed from the bottom of the reaction vessel. And was fed to the second polymerization reactor. Similar to the first polymerization reactor, the second polymerization reactor 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 having a reflux condenser and a condenser. The internal temperature was 207 ° C., the pressure was 23.9 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 polymerization reactor. The third polymerization reactor is controlled to be constant at an internal temperature of 218 ° C., a pressure of 20.9 kPa, and a residence time of 1 hour, and the polycondensation reaction proceeds while distilling off the by-produced phenol to react the reaction solution. Continuously withdrawn from the bottom of the tank and supplied to a horizontal stirring reactor (fourth polymerization reactor) having two horizontal rotating shafts and mutually discontinuous stirring blades mounted substantially perpendicular to the horizontal shaft did. The fourth polymerization reactor was controlled so that the internal temperature near the inlet was 220 ° C., the internal temperature near the outlet was 240 ° C., the pressure was 1.4 kPa, and the residence time was 2 hours, and the polycondensation reaction was further advanced. .
The obtained polycarbonate resin was continuously supplied to a twin screw extruder having an additive supply port and three vent ports, L / D = 42, and the screw configuration of the screw 1 shown in Table 1. The temperature at the time of supply was 248 ° C. In the extruder, 2000 ppm of water was supplied to the polycarbonate resin to be treated, a side feeder was installed downstream of the water supply nozzle and the subsequent vent port, and pentaerythrityl tetrakis [3- (3,5- Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (trade name: IRGANOX1010) with respect to 100 parts by weight of polycarbonate resin, 0.1 part by weight of tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite ( The product name: ADK STAB 2112) was continuously supplied to the same amount of 0.05 parts by weight. The vent port was connected to a vacuum pump to remove volatile components contained in the polycarbonate resin. Table 2 shows various setting conditions and results of the extruder (the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder, the remaining PHL and YI of the obtained pellets).
<実施例2〜3、比較例1〜2>
スクリュー構成、押出機のスクリュー回転数、注水量を表2に示す通りに変更した以外は実施例1と同様に実施した。結果を表2に示す。
<Examples 2-3 and Comparative Examples 1-2>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the screw configuration, the screw rotation speed of the extruder, and the amount of water injection were changed as shown in Table 2. The results are shown in Table 2.
<実施例4>
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、ISB/CHDM/DPCのモル比が50/50/100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重合反応器に、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1.25×10−6mol(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。原料と触媒水溶液を配管で混合した後、第1反応器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重合反応器の留出管には、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重合反応器の撹拌翼の回転数を一定にしながら、内温185℃、圧力25kPa、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重合反応器に供給した。第2重合反応器は、第1重合反応器と同様、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213℃、圧力14kPa、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重合反応器に供給した。第3重合反応器は、内温229℃、圧力6kPa、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器(第4重合反応器)に供給した。第4重合反応器は、入口付近の内温を228℃、出口付近の内温を240℃、圧力を0.07kPa、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、スクリュー構成が表1のスクリュー1である二軸押出機に連続的に供給した(ニーディングディスクの他のスクリューエレメントは、フルフライトとシールリングで構成)。押出機内に、処理されるポリカーボネート樹脂に対して2000ppm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。水の供給ノズルとそれに続くベント口の下流にサイドフィーダーを設置し、ペンタエリスリチル・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](商品名:IRGANOX1010)をポリカーボネート樹脂100重量部に対し、0.1重量部、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト(商品名:アデカスタブ2112)を同じく0.05重量部、ステアリン酸モノグリセリド(理研ビタミン社製)を同じく0.3重量部になるよう連続的に供給した。押出機の各種設定条件と結果(押出機から排出されたポリカーボネート樹脂の温度、得られたペレットの残存PHLとYI)を表2に示す。
<Example 4>
In the raw material preparation tank sufficiently substituted with nitrogen (oxygen concentration 0.0005 vol% to 0.001 vol%), the raw material prepared so that the ISB / CHDM / DPC molar ratio is 50/50/100 is used as the heat medium. To the first polymerization reactor equipped with a heat medium jacket, a heat medium internal coil, a stirring blade, a distillation pipe connected to a vacuum pump and a condenser, and at the same time, a raw material supply pipe From the connected catalyst supply pipe, calcium acetate monohydrate in an aqueous solution was continuously supplied so as to be 1.25 × 10 −6 mol (calcium metal atom equivalent) per 1 mol of all dihydroxy compounds. After mixing the raw material and catalyst aqueous solution by piping, install two pleated cylindrical type raw material filtration filters in the flow path to enter the first reactor, the upstream raw material filtration filter opening is 10 μm, downstream The mesh opening was 1 μm. In the first polymerization reactor, the distillation pipe is provided with a reflux condenser using oil (inlet temperature 130 ° C.) as a refrigerant, and phenol and the like that are not condensed in the reflux condenser. In addition, a condenser using warm water (inlet temperature 45 ° C.) as a refrigerant was disposed. While keeping the rotation speed of the stirring blade of the first polymerization reactor constant, the internal temperature is controlled to be constant at 185 ° C., the pressure is 25 kPa, and the residence time is 1.5 hours, and the reaction solution is continuously extracted from the bottom of the reaction tank. To the second polymerization reactor. Similar to the first polymerization reactor, the second polymerization reactor 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 having a reflux condenser and a condenser. The inner temperature was 213 ° C., the pressure was 14 kPa, and the residence time was controlled to be constant at 1 hour, and the reaction solution was continuously withdrawn from the bottom of the reaction vessel and supplied to the third polymerization reactor. The third polymerization reactor is controlled so as to be constant at an internal temperature of 229 ° C., a pressure of 6 kPa, and a residence time of 1 hour. The polycondensation reaction proceeds while distilling off the by-produced phenol, and the reaction solution is transferred to the reaction vessel. It was continuously extracted from the bottom and supplied to a horizontal stirring reactor (fourth polymerization reactor) having two horizontal rotating shafts and mutually discontinuous stirring blades mounted substantially perpendicular to the horizontal shaft. The fourth polymerization reactor was controlled so that the internal temperature near the inlet was 228 ° C., the internal temperature near the outlet was 240 ° C., the pressure was 0.07 kPa, and the residence time was 2 hours, and the polycondensation reaction was further advanced. .
The obtained polycarbonate resin was continuously supplied to a twin screw extruder having an additive supply port and three vent ports, L / D = 42, and a screw configuration of screw 1 of Table 1 (kneading disk). The other screw element consists of full flight and seal ring). In the extruder, 2000 ppm 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. A side feeder is installed downstream of the water supply nozzle and the subsequent vent port, and pentaerythrityl tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (trade name: IRGANOX 1010) 0.1 parts by weight of 100 parts by weight of polycarbonate resin, 0.05 parts by weight of tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite (trade name: ADK STAB 2112), stearic acid monoglyceride (RIKEN) (Manufactured by Vitamin Co., Ltd.) was also continuously supplied to 0.3 parts by weight. Table 2 shows various setting conditions and results of the extruder (the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder, the remaining PHL and YI of the obtained pellets).
<比較例3〜4>
スクリュー構成、押出機のスクリュー回転数を表2に示す通りに変更した以外は実施例4と同様に実施した。結果を表2に示す。
<Comparative Examples 3-4>
The same procedure as in Example 4 was performed except that the screw configuration and the screw rotation speed of the extruder were changed as shown in Table 2. The results are shown in Table 2.
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竪型攪拌反応器
6b 第2竪型攪拌反応器
6c 第3竪型攪拌反応器
6d 第4横型攪拌反応器
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 reactor 6b Second vertical stirring reactor 6c Third vertical stirring reactor 6d Fourth horizontal stirring reactor 7a, 7b, 7c Max blend blade 7d Two-shaft glasses stirring blade 8a, 8b Internal heat exchanger 9a, 9b Reflux coolers 10a, 10b Reflux tubes 11a, 11b, 11c, 11d Distillate tubes 12a, 12b, 12c, 12d Condensers 13a, 13b, 13c, 13d Decompressor 14a Distillate recovery tank 15a Extruder 15b ( Polymer) Filter 15c Die 16a Strand cooling tank 16b Strand cutter 16c Air blower 6d product hopper 16e meter 16f product bag (paper bag, such as a flexible container)
Claims (11)
前記押出機のスクリューがローターを具備し、
前記ジヒドロキシ化合物が構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有する特定ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、
前記押出機のスクリューが複数のピース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つのピースがニーディングディスクであり、
前記押出機のスクリューに使用した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3〜15%であることを特徴とするポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
The screw of the extruder comprises a rotor,
The dihydroxy compound includes at least a specific dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) in a part of the structure;
The screw of the extruder is composed of a plurality of pieces of elements, and at least one piece of the elements is a kneading disc;
A method for producing polycarbonate resin pellets, characterized in that the total length of the kneading disks used for the screw of the extruder is 3 to 15% of the total length of the screw.
前記押出機のスクリューがローターを具備し、
前記ジヒドロキシ化合物が構造の一部に下記一般式(1)で表される部位を有する特定ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、
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265℃以下であることを特徴とするポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
The screw of the extruder comprises a rotor,
The dihydroxy compound includes at least a specific dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) in a part of the structure;
The method for producing polycarbonate resin pellets, characterized in that the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder is 265 ° C or lower.
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