JPH09155175A - 撹拌装置及び該装置を用いるポリカーボネートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のこの種の撹拌装置に比べセルフクリー
ニング性を高め、低運転コストでポリマー等を製品品質
の維持を図りながら連続的に製造し得る装置、及び、品
質維持を図りながら連続的に溶融下に重合を進め高品質
のポリカーボネートを製造する方法を提供する。 【解決手段】 実質的に水平に設置した容器内に、好ま
しくは容器が繭型断面である容器内に、同期して同方向
に回転駆動される２本の回転軸を該容器の長さ方向に並
設するとともに、各回転軸に固定されて撹拌作用をなす
複数の撹拌ロータを備えた、液状物の撹拌装置におい
て、該容器の鏡板の一方に、該鏡板上へ双方の撹拌ロー
タがともに通過する範囲を投影した区域内に、液供給口
を設置し、該供給口からの液によって撹拌ロータ全面を
濡らすようにして、セルフクリーニング性を改善した撹
拌装置。芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルと
を溶融重合せしめて得られたポリカーボネートを、該装
置内にて減圧下で撹拌することによりさらに重合せし
め、光学特性の良好なポリカーボネートが製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な撹拌装置に
関するものである。さらに詳しくは、セルフクリーニン
グ機能を有する液状物の撹拌装置に関するものである。
また、本発明は、この撹拌装置を使用して芳香族ポリカ
ーボネートを製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、合成ポリマーの製造装置、例え
ば溶融重合の装置として、混合性能、伝熱性能が高く、
さらにポリマーの滞留を積極的に防止する機能、すなわ
ちセルフクリーニング機能を持った撹拌装置が望まれる
ことが多い。

【０００３】特に、光学用途で用いられることが多い芳
香族ポリカーボネートを製造するには、ポリマー品質
上、撹拌装置におけるセルフクリーニング機構が極めて
重要である。

【０００４】このため、従来から、特に付着性の強い粘
ちょうな物質、例えば芳香族ポリカーボネート溶融物を
処理するためのものとして、セルフクリーニング機能を
持つ撹拌装置が提案されている。

【０００５】かかるセルフクリーニング機能を持つ撹拌
装置は、容器内に２軸以上の回転軸を設け、それらに取
り付けられた撹拌ロータ相互及び撹拌ロータと容器内壁
とを僅かな隙間を保ちながら相対移動させることによ
り、機械的に容器内壁等への付着物の生成を可能な限り
防止しようとする装置であり、具体的な装置としては、
例えば、特開昭６３−２３２８２８号公報に記載の撹拌
装置が知られている。

【０００６】すなわち、同公報には、容器内に配設され
て同期して回転駆動される複数の回転軸と前記各回転軸
に固定されて撹拌作用をなす複数のパドル（ロータ）と
を備えてなる撹拌装置において、前記パドル（ロータ）
を軸方向に間隔を空けて取り付けるとともに、前記パド
ル（ロータ）の先端部に前記間隔にほぼ相当する長さを
有するスクレーパを前記回転軸と平行に取り付けたもの
が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のこの
種の撹拌装置においては、通常、容器の底部に被処理液
の供給口が設けられているが、供給口近傍の撹拌ロータ
はセルフクリーニング性を保持することが困難であっ
た。特に、ポリマー等の高粘度流体を撹拌混和する場合
においてはこの傾向が顕著であり、供給口近傍で気液の
境界が生じ、その界面ではポリマーが劣化しやすく、セ
ルフクリーニング性が不十分な場合は、製品（ポリマ
ー）品質の維持のため、装置の洗浄間隔を短くせざるを
得えず、運転コストを増大せしめる大きな要因となって
いた。

【０００８】本発明の主たる目的は、このような従来の
撹拌装置における問題点を解決しようとするものであ
り、セルフクリーニング性を改善し、ポリマー等を製品
品質の維持を図りながら低運転コストで連続的に製造し
得る撹拌装置を提供することにある。また、本発明の他
の目的は、芳香族ポリカーボネートをその品質の維持を
図りながら連続的に溶融下に重合を進め高品質のポリカ
ーボネートを効率的に製造する方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するものであって、（１）実質的に水平に設置した容
器内に、好ましくは容器が繭型断面である容器内に、同
期して同方向に回転駆動される２本の回転軸を該容器の
長さ方向に並設するとともに、各回転軸に固定されて撹
拌作用をなす複数の撹拌ロータを備えた、液状物の撹拌
装置において、該容器の鏡板の一方における、該鏡板上
へ両回転軸の撹拌ロータがともに通過する範囲を投影し
た区域内に、液供給口を設置し、該供給口からの液によ
って撹拌ロータ全面を濡らすようにしたことを特徴とす
る撹拌装置、好ましくは、前記の容器が繭型断面の装置
であり、また（２）芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジ
エステルとを溶融重合せしめて得られたポリカーボネー
トを、前記（１）の撹拌装置に供給し、該装置にて減圧
下で撹拌することにより、さらに重合せしめることを特
徴とするポリカーボネートの製造方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の撹拌装置の具体例
を図面に従って詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の撹拌装置の一例を示す断
面図、図２は図１のＡ−Ａ’断面図である。図３及び図
４はそれぞれ本発明の撹拌装置における液供給口の位置
を説明する模式図である。

【００１２】本発明の撹拌装置において、容器１は実質
的に水平に設置され、該容器１の内壁は、回転軸２及び
回転軸３をそれぞれ中心とする２個の円筒壁を繋げたよ
うな形の繭型断面を有している。なお、容器１の断面形
状は図３、図４のような繭型が好適であるが、これに限
定されるものではない。

【００１３】容器１内には、該容器の長さ方向へほぼ水
平に伸びた２本の回転軸２、３が設けられており、これ
ら２本の回転軸２、３は互いに平行に軸受で支持され、
各々の回転軸２、３は図示しない駆動源によって、図中
矢印のように同一回転方向に同一回転速度で互いに同期
して回転駆動されるようになっている。

【００１４】各回転軸２、３には、それぞれ複数の撹拌
ロータが、回転軸と直交する面内に沿って所定間隔を隔
てて固定されている。そして各撹拌ロータは、図３、４
に示す如く、中央部が膨らみ両端が尖った紡錘形断面を
持つ厚肉板状に形成されているが、その形状は適宜選択
できる。また、各回転軸に固定する撹拌ロータの数も適
宜選択できるが、各回転軸の全体にわたってほぼ均等に
撹拌ロータを配置するのが適当である。

【００１５】各回転軸に固定した撹拌ロータは、それぞ
れ、図に示すように、その回転角度位置に応じて僅かな
隙間を隔てて、容器１の円筒内壁あるいは隣接して対応
する隣接の回転軸に固定した撹拌ロータに対向し得るよ
うにその寸法が選定されている。

【００１６】すなわち、一方の回転軸２には、所定の間
隔を隔てて複数（図１では１８個）の撹拌ロータ４ａ，
４ｂ，４ｃ，…４ｓが固定されている。これらの撹拌ロ
ータは回転軸２に対してそれと直交する面内に沿って取
り付けられている。また、これらの撹拌ロータはその回
転角度位置に応じて僅かな隙間を隔てて前記容器１の円
筒壁あるいは他方の回転軸３に固定された対応する撹拌
ロータ５ａ〜５ｓに対向し得るようにその寸法が選定さ
れている。

【００１７】一方、回転軸３にも、同様に、複数（図１
では回転軸２の撹拌ロータと同数の１８個）の撹拌ロー
タ５ａ，５ｂ，５ｃ，…５ｓが固定されている。各撹拌
ロータはそれぞれ相対する回転軸２の対応する撹拌ロー
タに対応してそれと同じ軸方向位置に位置し、各々対応
する撹拌ロータに対して各々位相が９０度ずれた形で回
転軸３に取り付けられている。

【００１８】いずれの撹拌ロータも、その各尖端が、回
転角度位置に応じて僅かな隙間を隔てて容器１の円筒内
壁あるいは各々対応する撹拌ロータに対向し得るように
なっている。さらに、その側面はそれぞれ隣接して対応
する撹拌ロータに対して軸方向に僅かな隙間を隔てて対
向している。そして、回転軸２に固定した撹拌ロータと
回転軸３に固定した撹拌ロータとは、それぞれ相手方の
撹拌ロータに対応してそれと同じ軸方向位置に位置し、
かつ対応する撹拌ロータに対して各々位相が９０度ずれ
た形で回転軸に取り付けられている。さらに各撹拌ロー
タの側面はそれぞれ隣接して対応する撹拌ロータに対し
て軸方向に僅かな隙間を隔てて対向している。

【００１９】図示の装置では各撹拌ロータにはスクレー
パを設けていないが、特開昭６３−２３８２８号公報に
記載のように各撹拌ロータ先端にスクレーパを備えても
よく、その方が好ましい場合も多い。

【００２０】容器１への液供給口８は、一方の鏡板６に
設けられる。これに対し、液出口９は、図２では容器１
の周壁（シェル）でかつ反対側の鏡板７の下方に設けて
いるが、この位置に限定されない。

【００２１】本発明の撹拌装置は、上記の如く、従来、
この種の装置では液の出入口が設けられていない、鏡板
６に液供給口８を設け、かつ、その位置を、該鏡板６上
へ、両回転軸に固定した撹拌ロータがともに通過する範
囲を該鏡板６上へ投影した区域内に特定することを最大
の特徴とするものである。

【００２２】ここで「両回転軸の撹拌ロータがともに通
過する範囲を投影した区域」とは、図３において斜線部
分で示すように、鏡板６方向から見て、回転軸２の撹拌
ロータと回転軸３の撹拌ロータの双方がともに通過する
範囲を該鏡板上に投影した区域のことであり、具体的に
は、回転軸からの２等分線Ｂ−Ｂ´を中心とする紡錘状
のゾーンを指す。

【００２３】このような本発明の撹拌装置において、被
処理液（例えば溶融ポリマー）は、鏡板６に設けた液供
給口８から、容器１内に導入され、回転軸２、３が駆動
することで各撹拌ロータの移動による撹拌作用によって
十分撹拌された後、液出口９から取り出される。

【００２４】この装置では、上記撹拌作用と同時にセル
フクリーニング作用が行われる。すなわち、容器１内各
部は、各撹拌ロータの尖端稜線部が近接して移動するこ
とによりセルフクリーニングされる。また、一方の回転
軸の撹拌ロータと他方の回転軸の撹拌ロータの曲面状周
面は相互にそれらの尖端が近接して移動することにより
セルフクリーニングされる。さらに、撹拌ロータ平面状
側面とそれらに対向する撹拌ロータの平面状側面が近接
して相対移動することでも互いにセルフクリーニングさ
れる。

【００２５】従来は、このようなセルフクリーニング機
能を意図した撹拌装置にあっても、液供給口近傍の撹拌
ロータは、送液後間もないために十分な混合がなされて
おらず、そのため、ポリマー等の液流れが入り口付近で
は安定しないことが主たる原因で、完全にロータ全体を
液で濡らすことが困難であり、セルフクリーニング性を
保つことが出来なかった。このため、従来は液供給口の
近傍に、重合反応性は乏しいが、送液性のある撹拌ロー
タを設置し、液の流れを安定させることで対応してき
た。

【００２６】しかし、本発明者の研究によれば、液供給
口８を容器１の鏡板６に開口せしめ、かつその位置を上
記のように選定することによって、従来の問題が解決可
能であることが判明した。

【００２７】すなわち、液供給口８の位置を、すでに詳
述したように、鏡板６における双方の撹拌ロータが通過
する範囲内（図３の斜線部分Ｗ）に選定することによっ
て、液供給口８から供給されるポリマー液等の全てが鏡
板４内面に隣接する撹拌ロータ４ａ，５ａに受け渡さ
れ、これまで濡らすことが困難であったこれらの撹拌ロ
ータの全面を十分に濡らすことが可能となる。これによ
って完全なセルフクリーニング性が実現され、気液の界
面が発生しなくなるため、長時間の運転を続けてもポリ
マーの劣化、ゲル等の発生が無く、したがって、装置の
洗浄周期を長くすることが可能となる。

【００２８】本発明の撹拌装置において、図４に示すよ
うに、液供給口８は回転軸２と回転軸３との中点（すな
わち、２等分線Ｂ−Ｂ´と両回転軸の軸心を結ぶ線Ｃ−
Ｃ´との交点）の位置に設置し、撹拌ロータ４ａ，５ａ
の両方に液状ポリマー等をスムーズに受け渡すことがで
きる構造にするのが特に効果的である。

【００２９】ここで、液供給口８を上記中点から外れた
位置に設置すると、撹拌ロータのどちらか一方が多く他
方が少なく液を保持するために、撹拌ロータに保持する
液（ポリマー）量のバランスが崩れるために、少なく保
持した方の撹拌ロータのセルフクリーニング性が低下す
る。

【００３０】本発明の撹拌装置は、溶融ポリマー等の高
粘度液体を撹拌するのに適した装置であるが、とくに、
芳香族ポリカーボネートの溶融重合に適用すると効果的
である。したがって、本発明は、芳香族ジヒドロキシ化
合物と炭酸ジエステルとを溶融重合せしめて得られたポ
リカーボネート、好ましくは固有粘度［η］が０．２〜
０．３５程度のポリカーボネートを、上記の撹拌装置に
より減圧下でさらに溶融重合せしめて、より高重合度の
芳香族ポリカーボネートを製造する方法を包含する。

【００３１】ここで使用する芳香族ジヒドロキシ化合物
としては、例えば２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメ
タン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェ
ニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−
ブチルフェニル）プロパン等のビス（ヒドロキシアリー
ル）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）シクロペンタン、１，１−ビス（ヒドロキシフェニ
ル）シクロヘキサン等のビス（ヒドロキシアリール）シ
クロアルカン類、４，４’−ジヒドロキシジフェニール
エーテル等のジヒドロキシアリールエーテル類、４，
４’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド等のジヒドロ
キシアリールスルフィド類、４，４’−ジヒドロキシジ
フェニルスルホキシド等のジヒドロキシアリールスルホ
キシド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン
等のジヒドロキシアリールスルホン類等が用いられる。
なかでも、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プ
ロパンが好ましい。

【００３２】炭酸ジエステルとしては、置換されていて
もよい炭素数６〜１０のアリール基、アラルキル基等の
エステルが挙げられる。具体的には、ジフェニルカーボ
ネート、ジトリルカーボネート、ビス（クロロフェニ
ル）カーボネート、ｍ−クレジルカーボネート、ジナフ
チルカーボネート、ビス（ジフェニル）カーボネート等
が挙げられる。

【００３３】芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステ
ルとの溶融重合反応は、従来知られているように不活性
ガス雰囲気下で加熱しながら撹拌して生成する芳香族モ
ノヒドロキシ化合物を溜出させることで行われる。反応
温度は通常１２０〜３５０℃の範囲であり、反応後期に
は系の減圧度を１０〜０．１Ｔｏｒｒに高めて生成する
芳香族モノヒドロキシ化合物の溜出を容易にさせて固有
粘度［η］が０．２〜０．３５程度のポリカーボネート
を得る。

【００３４】なお、ここで、固有粘度［η］は、０．７
ｇ／ｄｌの塩化メチレン溶液でウベローデ粘度計で測定
したものである。

【００３５】本発明方法では、このように製造した溶融
粘度数千ポイズ程度のポリカーボネートを、さらに溶融
状態で上記の撹拌装置に供給し、該装置内で撹拌混合を
続けて連続的に重合せしめることによって２万〜３万ポ
イズの溶融粘度まで重合度を上昇させ、光学特性の良好
な［η］が０．３〜０．７程度の芳香族ポリカーボネー
トが製造される。

【００３６】この後期重合工程では、反応温度（容器内
の設定温度）は１２０〜３５０℃、好ましくは１７０〜
３００℃、圧力は１０〜０．１Ｔｏｒｒ、好ましくは１
〜０．１Ｔｏｒｒとし、反応時間（装置内の滞留時間）
は３０〜１２０分程度が好適に採用される。

【００３７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の撹
拌装置によれば、液供給側の鏡板に接する撹拌ロータを
液状の被処理物で濡らし、装置の運転によって、容器全
体を十分にセルフクリーニングすることが可能となる。
そして、このようにセルフクリーニングを十分に行うこ
とが可能となるため、従来より問題となっていた当該部
分におけるポリマー等の滞留及び劣化を防止することが
でき、運転コストを増大させることなく、ポリマーを品
質の維持を図りながら連続的に安定して製造することが
できるという顕著な効果を奏する。

【００３８】本発明の撹拌装置は、特に芳香族ポリカー
ボネートを溶融重合法により製造する場合に有用であ
り、重合の後期段階の使用に適しているが、ポリエチレ
ンテレフタレートやポリエチレン−２，６−ナフタレー
ト等の他のポリマーの溶融重合にも利用可能である。

【００３９】

【実施例】次に、本発明の撹拌装置を使用して芳香族ポ
リカーボネートを製造する例を説明する。なお、例中の
固有粘度［η］の測定は前述の通りである。

【００４０】［実施例１］ビスフェノールＡとジフェニ
ルカーボネートとを溶融重合せしめ、得られた固有粘度
［η］が０．３５のポリカーボネートを、溶融状態に
て、水平に設置した図示の繭型断面の撹拌装置に供給し
た。この装置では図に示すように一方の鏡板６に液供給
口８を回転軸の二等分線上に設置し、ここから溶融ポリ
カーボネートを撹拌装置内に連続的に送液し、減圧下、
温度２７０℃、反応時間１時間で溶融重合反応を進行さ
せた。

【００４１】そして、反応終了後のポリマ−液を、反対
側の鏡板７の下方の容器外殻（シェル）に設けた液出口
から取り出した。

【００４２】このようにして、連続的に後期重合反応を
行ったところ、最終固有粘度［η］が０．５であり、か
つ色相の良好なポリカーボネートを約７００時間にわた
り連続的に製造することができた。

【００４３】上記実験終了後、該撹拌装置の容器内部を
分解点検し、撹拌ロータを確認したところ、ポリマー劣
化物等の汚れは皆無であり良好なセルフクリーニング機
能が維持されていたことが確認できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の撹拌装置の具体例を示す縦断面
図。

【図２】図２は図１の撹拌装置のＡ−Ａ’断面図。

【図３】図３は本発明の撹拌装置の液供給口付近の模式
図。

【図４】図４は本発明の撹拌装置液の供給口付近の模式
図。

【符号の説明】

１：容器 ２、３：回転軸 ４ａ〜４ｓ：一方の回転軸に固定した撹拌ロータ ５ａ〜５ｓ：他方の回転軸に固定した撹拌ロータ ６、７：容器の鏡板 ８：液供給口 ９：液出口

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｇ 85/00 ＮＶＣ Ｃ０８Ｇ 85/00 ＮＶＣ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に水平に設置した容器内に、同期
   して同方向に回転駆動される２本の回転軸を該容器の長
   さ方向に並設するとともに、各回転軸に固定されて撹拌
   作用をなす複数の撹拌ロータを備えた、液状物の撹拌装
   置において、該容器の鏡板の一方の、該鏡板上へ両回転
   軸の撹拌ロータがともに通過する範囲を投影した区域内
   に、液供給口を設置し、該供給口からの液によって撹拌
   ロータ全面を濡らすようにしたことを特徴とする撹拌装
   置。
2. 【請求項２】 容器が、繭型断面を有することを特徴と
   する請求項１記載の撹拌装置。
3. 【請求項３】 芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエス
   テルとを溶融重合せしめて得られたポリカーボネート
   を、請求項１又は請求項２記載の撹拌装置に供給し、該
   装置にて減圧下で撹拌することにより、さらに重合せし
   めることを特徴とするポリカーボネートの製造方法。