JPH0725874B2 - ポリカーボネート溶液からの水分除去方法 - Google Patents

ポリカーボネート溶液からの水分除去方法

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JPH0725874B2
JPH0725874B2 JP7902590A JP7902590A JPH0725874B2 JP H0725874 B2 JPH0725874 B2 JP H0725874B2 JP 7902590 A JP7902590 A JP 7902590A JP 7902590 A JP7902590 A JP 7902590A JP H0725874 B2 JPH0725874 B2 JP H0725874B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリカーボネート溶液からの水分除去方法に関
し、詳しくは、ポリカーボネートの塩化メチレン溶液中
に含まれる水分を効率よく除去する方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
一般に、ポリカーボネートを製造するにあたっては、製
品の品質上の優秀性とともに、緩和な条件で反応させて
分子量調整が容易なことから、工業的には界面重縮合法
が広く採用されている。このとき、好ましく使用される
溶剤の塩化メチレン(メチレンクロライド)は、水分を
溶解し、さらに下記の反応により分解して塩酸を生成す
る。
(1)CH2Cl2+O2→COCl2+HCl COCl2+H2O→CO2+HCl (2)CH2Cl2+H2O→HCHO+2HCl このようにして生成した塩酸は、装置の各機器を腐食さ
せたり、その腐食生成物が製品ポリカーボネート中に混
入して製品の品質低下をきたすことがあった。すなわ
ち、界面重縮合法によって製造されたポリカーボネート
溶液は、反応および洗浄などの工程の際に、水を使用す
るため水分を多量に含んでいる。特にこれらの処理を終
えた後のポリカーボネート溶液は高粘度であるため、溶
媒の塩化メチレンに溶解する水分のみでなく、水滴とし
ても多量の水分が含まれている。
ところで、ポリカーボネートの製造プロセスにおいて
は、重合,洗浄工程で水が多量に存在し、たとえ塩酸が
生成しても、水で希釈されることと、高温度で処理され
ることがないため、一般にはあまり問題とならない。し
かし、後処理工程では逆に水分が少なく、生成した塩酸
が希釈されないことと、高温度での処理が行われるた
め、ポリカーボネートの特性のひとるである透明性が損
なわれるなどの問題を生じることがある。
これらの水分を除去する方法としては、静置分離する方
法や遠心分離機を使用する方法(特開昭63−105028号公
報)などが知られているが、溶解水分量以上を除去する
ことは不可能である。さらに脱水剤、たとえばモレキュ
ラーシーブなどを用いて脱水することも考えられるが、
処理する水分量が多いために多量の脱水剤を必要とし、
また脱水剤の再生を考慮すると実用的ではない。
一方、塩化メチレン−水系のような低沸点型共沸混合物
系は、共沸蒸留により脱水できることが知られている
が、水分量が共沸組成以上に含まれている場合には脱水
ができず、共沸組成以下でもポリカーボネートの高濃度
溶液の場合では、フラッシュ効率が低下し、脱水が困難
である。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明者らは、上記従来技術の欠点を解消し、ポ
リカーボネート溶液中の水分を効率よく除去することが
可能な水分除去方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。そ
の結果、ポリカーボネート溶液の加圧下においては、塩
化メチレン−水系のような低沸点型共沸混合物系の共沸
組成が大幅に変化し、簡便なフラッシュ操作によって水
分が除去できることを見出した。本発明はかかる知見に
基いて完成したものである。
すなわち本発明は、水分を5〜20000重量ppm含有するポ
リカーボネートの塩化メチレン溶液を、温度40〜150℃
で加圧状態に保持し、次いで該ポリカーボネートの塩化
メチレン溶液をフラッシュさせることを特徴とするポリ
カーボネート溶液からの水分除去方法を提供するもので
ある。
本発明の対象となるポリカーボネート溶液としては、そ
の製造過程で塩化メチレンと水を使用するものであれば
特に制限はなく、様々なものがある。ポリカーボネート
は、前述の如く、一般に工業的には塩化メチレンを溶媒
として界面重縮合法で製造されている。ホスゲン法に従
えば、ビスフェノールAの苛性ソーダ溶液とホスゲンと
を塩化メチレン中で第三級アミン(トリエチルアミンな
ど)触媒の存在下に反応させることにより得られる。ま
たビスフェノールAの一部または全部が他の二価フェノ
ールであってもよい。
本発明で用いるポリカーボネート溶液の濃度は好ましく
は40重量%以下、通常は5〜30重量%の溶液が対象とな
る。ポリカーボネート濃度が40重量%を越えると、ポリ
カーボネートが析出し、固化して取扱いが困難となり、
この濃度が5重量%未満では回収する溶媒量が多くなる
ために大型の溶媒除去装置が必要となり、建設コストが
上昇するなどの理由から経済的に不利である。
また水分量は5〜20000重量ppmのものが対象となる。こ
の水分量が5重量ppm未満では水分除去を行う必要が無
く、逆に20000重量ppmを越える場合には、予め遠心分離
などの方法で水分を低減させることが好ましい。
ここで上記の如き組成のポリカーボネート溶液から水分
を除去する工程を、第1図に基づいて説明する。
ポリカーボネートの塩化メチレン溶液(ポリマー溶液)
中の水分を除去するためには、まず生成したポリカーボ
ネート溶液を水で充分に洗浄した後、加熱器1に導入し
て所定の温度に加熱昇温する。加熱温度はフラッシュ時
の温度として40〜150℃、好ましくは45〜100℃の範囲に
する必要がある。温度が40℃未満では充分に水分を除去
することができず、また150℃を超えると塩化メチレン
の分解を促進してしまうために適当ではない。
次に昇温後のポリカーボネート溶液を所定の温度、所定
の圧力に制御したフラッシュ槽2に導入し、溶媒である
塩化メチレンとともに水分を蒸発除去する。フラッシュ
槽2内の温度及び圧力は、ポリカーボネート溶液の溶媒
蒸気圧により定めるべきであるが、200℃以上にすると
ポリカーボネートの分解を促進するため好ましくない。
また槽内圧力は0.01〜16kg/cm2G,好ましくは0.5〜6kg/
cm2Gが適当である。圧力が低すぎると充分に水分を除去
することができず、また高すぎると蒸発のための温度を
高める必要があるため好ましくない。
フラッシュ槽2で脱水処理され、塩化メチレンの一部と
水分とが蒸発して濃縮したポリカーボネート溶液(ポリ
マー溶液)は、槽底部から弁3を介して槽内圧力差、も
しくはポンプなどにより抜き出し、次のポリカーボネー
ト回収工程に送る。
フラッシュ槽2で蒸発した塩化メチレン及び水分は、圧
力制御弁4で減圧し、凝縮器5で凝縮させた後に分離槽
6に導入し、水と塩化メチレンとを分離する。分離後の
塩化メチレンは分離槽6の底部から抜き出して回収し、
水は槽上部から抜き出して回収する。
なお、フラッシュ槽2の形式は、槽内を所定の温度,圧
力に保持できるものならば各種のものを用いることがで
き、連続式、バッチ式のいずれでも可能である。たとえ
ば、Chemical Engineer′s Handbook(5th Ed.,McGRAW
−HILL)などに記載された形式のものを用いることでき
る。さらに蒸留塔形式にして一層除去効率を向上させる
こともできる。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例及び比較例により更に詳しく説明
する。
実施例1 ポリカーボネート(出光石油化学(株)製,タフロンA3
000)を塩化メチレン(徳山曹達(株)製)に溶解し、1
0重量%溶液に調整した。このポリカーボネート溶液1
(約1300g)に対し、純水(イオン交換水)を約4cc加
え、ホモジナイザー(MIXER,日本精機製作所(株)製)
を使用して混合した。このポリカーボネート溶液中の水
分をカールフィッシャー固体試料用水分計(三菱化成
(株)製:微量水分測定装置CA−06型,VA−6型)を使
用して測定したところ、水分量は2900重量ppmであっ
た。
この溶液1をガラスオートクレーブ(耐圧ガラス工業
(株)製、内容積2l、撹拌機付き)に仕込み、60℃,1kg
/cm2Gに加熱,加圧した。充分恒温になった時点で、オ
ートクレーブに付随するバルブをわずかに開け、600cc
の塩化メチレンを留出させた。この後、バルブを再び閉
じ、室内まで降温した後、オートクレーブ内のポリカー
ボネート液をサンプリングし、水分量を測定したとこ
ろ、50重量ppm迄低下していた。
比較例1 実施例1に記載したポリカーボネート溶液について、オ
ートクレーブ内の温度を40℃、圧力を大気圧とした以外
は、実施例1と同様の操作を実施した。その後、オート
クレーブ内の水分量を測定したところ4500重量ppmであ
った。
実施例2〜8及び比較例2〜4 初期のポリカーボネート溶液水分量,溶剤留出量,留出
時の温度及び圧力を、それぞれ第1表に示すように変化
させた以外は、実施例1と同様な操作を実施した。各操
作後の残留水分量をまとめて第1表に示す。
参考例1 実施例1の操作により脱水されたポリカーボネート溶液
(ポリマー溶液)を使用して後処理(溶媒除去,ポリマ
ー回収)を実施した。
使用した溶媒除去装置は、第2図に示すように、本体11
の内部上方に熱交換器12を配設し、下部には排出口13を
形成したものである。本体11は、ジャケット14に覆われ
ており、該ジャケット14内に供給される熱媒体により所
定の温度に加熱される。また本体11の上部には、真空ポ
ンプ等に接続された排気口15が設けられており、本体11
内を所定の減圧状態とするとともに、蒸発した塩化メチ
レンを排出している。さに本体11内には、適所に温度検
出器16が設けられている。
本体11は、上部の最大径が500mm,高さが2000mm,内容積
が約0.2m3である。また本体下部の排出口13には溶融ポ
リカーボネート(溶融ポリマー)をは排出するポリマー
ポンプを接続した。
使用した熱交換器12は、プレートフィン型であって、第
3図に示すように、厚さ0.2mm,波高さ5mmの波形の金属
板(スレートフィンプレート)18,19を直角に組合せ、
ポリカーボネート溶液の流路側の金属板18を10枚,熱媒
体の通路側の金属板19を11枚とし、22枚の厚さ0.2mmの
仕切板(チューブプレート)17を介して両端に熱媒体の
通路、すなわち加熱室を配置するようにして両者を積層
した。この熱交換器ユニットは、外形を約縦(L)105
×横(V)150×高さ(H)70(mm)の大きさとし、高
さ方向にポリカーボネート溶液が流下するように配置し
た。
またポリカーボネート溶液側の溶液室の有効伝熱面積は
約0.38m2、 その体積は0.000525m3となり、A/V=670
〔m-1〕である。
上記の如く構成した溶媒除去装置の熱交換器及び本体を
300℃に加熱し、かつ本体を−740mmHgの減圧に調整し
た。
ポリカーボネート溶液供給後、ほどなく本体下部のポリ
マーポンプよりポリカーボネートの溶融物を得ることが
できた。またこの溶媒除去装置の排出口にペレタイザー
を取り付け、得られたポリカーボネートをペレット化し
た。得られたポリカーボネート中の残留塩化メチレン量
の52重量ppmと少なく、色調も透過型YI(黄色度)で3.2
と良質なものであった。
参考例2 実施例1における脱水前のポリカーボネート溶液(水分
量2900重量ppm)を、直接実施例7と同様にして処理し
た。その結果、得られたポリカーボネートの色調はYIで
11.5と悪化した。
参考例3 栗本鉄工所製のセルフクリーニング型KRCニーダー(パ
ドル上部に開放部なし,ブレード径:50mm,シリンダー内
壁とパドルとのクリアランス:1mm)を用い、該ニーダー
の原料供給口に実施例1にて脱水されたポリカーボネー
ト溶液を8.0kg/時の割合で供給し、ジャケット温度90℃
にて加熱,脱揮した。その結果、吐出口より整粒化され
たポリカーボネート粉状物が連続的に得られた。この粉
粒状を成形したプレートにして色調を測定したところ、
YIが2.8であった。
参考例4 参考例3において、実施例1の脱水前のポリカーボネー
ト溶液を使用した以外は、参考例3と同様の操作を行っ
た。その結果、色調はYIで6.8に悪化した。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、ポリカーボネート
の塩化メチレン溶液中の水分を効率よく除去することが
でき、塩化メチレンと水との反応による塩酸の生成を大
幅に低減することができる。特にポリカーボネート製造
工程に用いることにより、色相の悪化を低減することが
でき、ポリカーボネートの特性である透明性を充分に発
揮させることができる。
したがって、本発明は高品質のポリカーボネートの製造
に、またさらに他のポリマーの製造に有効かつ幅広く利
用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は水分除去工程の一例を示す系統図、第2図は参
考例で用いた溶媒除去装置を示す説明図、第3図はプレ
ートフィン型熱交換器の熱交換器ユニットを示す説明図
である。 1:加熱器,2:フラッシュ槽,3:弁,4:圧力制御弁,5:凝縮
器,6:分離槽,11:本体,12:熱交換器,13:排出口,14:ジャ
ケット,15:排気口,16:温度検出器,17:仕切板,18:金属
板,19:金属板,24:導入口,25:溶媒用配管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水分を5〜20000重量ppm含有するポリカー
    ボネートの塩化メチレン溶液を、温度40〜150℃で加圧
    状態に保持し、次いで該ポリカーボネートの塩化メチレ
    ン溶液をフラッシュさせることを特徴とするポリカーボ
    ネート溶液からの水分除去方法。
JP7902590A 1990-03-29 1990-03-29 ポリカーボネート溶液からの水分除去方法 Expired - Lifetime JPH0725874B2 (ja)

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