JPH09194414A - ビスフェノールａの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に光学用ポリカーボネート樹脂の製造原料
に適したビスフェノールＡの製造法を提供する。 【解決手段】 ビスフェノールＡの製造工程においてビ
スフェノールＡの溶融液又はフェノール溶液を不活性ガ
ス雰囲気下で処理するにあたり、不活性ガスとしてフィ
ルターを通過させて得た直径０．３μｍ以上の微粒子が
１００個／Ｌ以下の精製ガスを用いるビスフェノールＡ
の製造方法。特に、造粒塔の冷却ゾーンに前記精製ガス
を用いることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビスフェノールＡ
の製造方法に関するものであり、詳しくは、高品質なビ
スフェノールＡを製造する方法である。本発明によるビ
スフェノールＡは、光ディスク等の光学用ポリカーボネ
ート樹脂の原料等として有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】ビスフェノールＡは、通常、フェノール
とアセトンとを酸性触媒の存在下に反応させることによ
り製造される。酸性触媒としては、塩酸及び強酸性イオ
ン交換樹脂が代表的である。反応混合物は精製工程に送
られ、未反応アセトン、反応副生水等の低沸点物を除去
した後、これを冷却してビスフェノールＡとフェノール
との付加物結晶を析出させ、この結晶を母液と分離し、
次いで減圧蒸留等の操作により脱フェノール処理し、ビ
スフェノールＡが回収される。更に、溶融状態のビスフ
ェノールＡはスプレードライヤー等により冷却し造粒す
る方法が一般的である。

【０００３】ビスフェノールＡから製造されるポリカー
ボネート樹脂は光学用成形材料、特に光ディスクの基板
として使用される。このような光学用に用いる場合、ビ
スフェノールＡ中にμｍ単位の微粒子が混入している
と、散乱源となり、得られたポリカーボネート樹脂は光
学的に不均一となって、ノイズ発生等の原因となる。一
方、ビスフェノールＡの着色を防止するには酸素との接
触を遮断する必要があり、そのために各種装置やタンク
類を窒素ガス等の不活性ガスにより置換することが一般
的である。更に、溶融状態のビスフェノールＡをスプレ
ードライヤー等で冷却し造粒する場合にも、多量の窒素
ガス等の不活性ガスを冷却媒体として循環使用する。こ
の窒素ガス中に微粒子が存在すると、製品のビスフェノ
ールＡを不純物微粒子で汚染する危険性がある。しかし
ながら、従来はこれらの不活性ガスにはあまり注意され
ておらず、化学工業プラントで通常に用いられている窒
素ガスをそのまま用いることが一般的であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】不活性ガス、例えば、
窒素ガスは、一般的に、空気からの分離により製造され
るので、大気中の塵、ほこり等の微粒子が若干量残存す
る。また、化学工業プラントにて使用される窒素ガスに
は、通常、直径０．３μｍ以上の微粒子が１００〜２０
００個／Ｌ含まれ、その微粒子数の変動も非常に大き
い。本発明者らが検討した結果、このような化学工業用
窒素ガスは、通常の工業的な化学反応に用いるガスとし
ては十分なものであるが、ビスフェノールＡの製造工程
にそのままの状態で使用すると、ビスフェノールＡに微
粒子が混入する原因となり、光学用ポリカーボネート樹
脂等の原料に用いるには充分な品質とならないことがあ
ることを見出した。

【０００５】本発明は、ビスフェノールＡを製造する際
に生じる上記問題点を解決する、即ち、ビスフェノール
Ａに含まれる微粒子数を低減することを特徴とするビス
フェノールＡの製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するためビスフェノールＡに含まれる微粒子数を
低減する方法について鋭意検討した結果、不純物微粒子
を除去したクリーンな不活性ガス雰囲気下でビスフェノ
ールＡを処理することにより、高品質のビスフェノール
Ａを製造し得ることを見出し、本発明を完成した。

【０００７】即ち、本発明の要旨は、ビスフェノールＡ
の製造工程において、ビスフェノールＡの溶融液又はフ
ェノール溶液を不活性ガス雰囲気下で処理するにあた
り、不活性ガスとしてフィルターを通過させて得た直径
０．３μｍ以上の微粒子が１００個／Ｌ以下の精製ガス
を用いることを特徴とするビスフェノールＡの製造方
法、に存する。

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。

【０００９】

【発明の実施の形態】

１、ビスフェノールＡの製造方法の概要 工程（ａ） ビスフェノールＡは、酸性触媒の存在下、アセトンと化
学量論的に過剰量のフェノールとを反応させて合成され
る。フェノールとアセトンとのモル比は、通常、フェノ
ール／アセトン＝３〜３０、好ましくは、５〜２０の範
囲である。反応温度は通常、３０〜１００℃、好ましく
は、５０〜９０℃、反応圧力は、通常、常圧〜５kg/cm²
のゲージ圧で行われる。

【００１０】酸性触媒としてイオン交換樹脂触媒を用い
る場合、通常、ゲル型で架橋度が１〜８％、好ましくは
２〜６％のスルホン酸型陽イオン交換樹脂が適している
が、特に限定されない。また、塩酸触媒を用いることも
可能である。反応混合物にはビスフェノールＡの他に、
未反応フェノール、未反応アセトン、触媒、反応副生水
および着色物質等の反応副生物を含んでいる。

【００１１】工程（ｂ） 次に、工程（ａ）で得られた反応混合物は減圧蒸留によ
り、未反応アセトン、反応副生水および触媒等が塔頂よ
り除去され、塔底よりビスフェノールＡ及びフェノール
を含む液状混合物が得られる。固定床反応器による場合
は脱触媒の必要はない。減圧蒸留の条件は、圧力５０〜
３００mmHg、温度７０〜１６０℃の範囲で実施され、こ
の場合、未反応フェノールが共沸し、その一部は系外へ
除かれる。

【００１２】工程（ｃ） 反応混合物から上記のような物質を除いた塔底液は、フ
ェノールを留去又は追加し、ビスフェノールＡの濃度を
調整する。ビスフェノールＡの濃度は２０〜５０重量
％、好ましくは２０〜４０重量％である。ビスフェノー
ルＡの濃度が２０％よりも小さい場合には収率が低くな
り、また４０％より大きくなると濃縮液の見掛けの粘度
が高くなって輸送不可能になるという問題が起こる。

【００１３】工程（ｄ） 工程（ｃ）で得られた濃度調整液は、３５〜６０℃まで
冷却され、ビスフェノールＡとフェノールとの付加物が
晶析し、スラリー状になる。冷却は、外部熱交換器や晶
析機に加えられる水の蒸発による除熱によって行われ
る。次に、スラリー状の濃度調整液は、ろ過、遠心分離
等により付加物結晶と反応副生物を含む母液に分離され
る。

【００１４】工程（ｅ） 工程（ｄ）で得られた付加物結晶の概略組成は、ビスフ
ェノールＡが４５〜７０重量％、フェノールが５５〜３
０％である。この結晶は１００〜１６０℃で加熱溶融さ
れ、液状混合物になる。

【００１５】工程（ｆ） 工程（ｅ）で得られた液状混合物から、減圧蒸留等の方
法によってフェノールを除去し、ビスフェノールＡが回
収される。減圧蒸留の条件は、圧力１０〜１００mmHg、
温度１５０〜１９０℃の範囲であり、塔内に存在するビ
スフェノールＡとフェノールとの混合液の融点より少な
くとも１０℃高い温度である。更に、スチームストリッ
ピングにより残存するフェノールを除去する方法も知ら
れている（例えば、特開平２−２８１２６号公報、特開
昭６３−１３２８５０号公報等）。

【００１６】工程（ｇ） 最後に、工程（ｆ）で得られた溶融状態のビスフェノー
ルＡは、スプレードライヤー等の造粒装置により、液滴
にされ、冷却固化されて製品となる。液滴は、噴霧、滴
下、散布等により作られ、窒素あるいは空気等によって
冷却される。 ２、本発明方法の概要 本発明は、上記の工程において、ビスフェノールＡの溶
融液又はフェノール溶液（以下、あわせて「ビスフェノ
ールＡ溶融液等」と称する）と接する不活性ガスの全部
又は一部に直径０．３μｍ以上の微粒子が１００個／Ｌ
以下のクリーンな不活性ガスを用いるものである。

【００１７】具体的に対象とする不活性ガスとしては、
反応工程（ａ）、溶融工程（ｅ）における気相部に存在
する不活性ガス、造粒工程（ｇ）の冷却ガス又はキャリ
アーガスとして用いられる不活性ガス、さらに工程
（ａ）から工程（ｇ）までの各工程の連結部のシールガ
スとして用いられる不活性ガスが挙げられる。これらの
不活性ガスの全てを直径０．３μｍ以上の微粒子が１０
０個／Ｌ以下のクリーンな不活性ガスとする必要は必ず
しもなく、ビスフェノールＡ溶融液等と接触する度合い
の高いものをクリーンな不活性ガスにすれば十分な効果
が得られる。特に工程（ｇ）で用いる冷却ガス又はキャ
リアーガスはビスフェノールＡ溶融液等との接触度合い
が大きいので、クリーンな不活性ガスとすることが好ま
しい。

【００１８】本発明においては、精製されたクリーンな
不活性ガス中に存在する直径０．３μｍ以上の微粒子が
１００個／Ｌ以下、好ましくは５０個／Ｌ以下であるこ
とが重要な条件である。直径０．３μｍ以上の微粒子が
１００個／Ｌより多く含まれるような不活性ガス雰囲気
下でビスフェノールＡが処理される場合は、本発明が目
的とする高品質なビスフェノールＡ、例えば直径が２μ
ｍ以上の微粒子がビスフェノールＡ１ｇ中に５００個以
下である製品、を得ることが困難であるのに対し、上記
微粒子が１００個／Ｌ以下の場合は、容易に本発明が目
的とする高品質のビスフェノールＡを得ることができ
る。。

【００１９】本発明で用いる不活性ガスは、各種のイオ
ン化合物や高沸点有機物についてもできるだけ含まない
方が好ましい。しかし、通常の気体の場合、イオン化合
物や高沸点有機物は極少量しか含まれないことが多く、
問題になることは少ない。また、不活性ガスが水分を相
当量含む場合には、必要に応じて、乾燥してから用いる
のが望ましい。精製された不活性ガスの具体例として
は、上記条件を満足するように処理された炭酸ガス、ヘ
リウムまたは窒素等が挙げられるが、経済的には窒素が
望ましい。

【００２０】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。なお、以下の説明で、単に「クリーンな」という場
合、特に断りがない限り、不活性ガス中に存在する直径
０．３μｍ以上の微粒子が１００個／Ｌ以下の条件を満
足していることを意味する。図１は、本発明の一実施態
様を説明する図である。図１において、造粒装置は、造
粒塔Ｚ、排出される不活性ガスに同伴される小粒径のビ
スフェノールＡを除去するためのバグフィルターＤ、該
バグフィルターから出る不活性ガスを再循環させるため
の循環ファンＥ、再循環される気体を冷却するための冷
却器Ｆ及びこれらを連結するラインから主として構成さ
れる。

【００２１】ビスフェノールＡとフェノールとの付加物
結晶１は、結晶溶解槽Ａに供給され１００〜１６０℃で
加熱溶融され、液状混合物２になる。次に、この液状混
合物２は脱フェノール塔Ｂに送られ、減圧蒸留されてフ
ェノール３が塔頂より留去される。更に、塔底液４はス
トリッピング塔Ｃに供給され、塔下部より供給される純
水スチーム６でストリッピング処理し、残存するフェノ
ールが５０ｐｐｍ以下にまで除去されて、塔底よりビス
フェノールＡが得られる。

【００２２】次に、溶融状態のビスフェノールＡ７は造
粒塔Ｚに供給される。造粒塔の高さは、溶融液の温度や
冷却用窒素ガスの流量等により異なるが、通常、２０〜
４０ｍであり、塔上部には溶融液を液滴にするためのス
プレーノズルや目皿が設置されている。ビスフェノール
Ａの溶融液は、通常、１６０〜１８０℃の温度であり、
スプレーノズルから塔内に供給されて、窒素ガス等の不
活性ガスと向流接触しながら落下させられ、冷却固化
し、プリル（顆粒）状の固体になる。塔底から排出され
るビスフェノールＡ１２の温度は、通常、６０〜９０℃
であり、その粒径は、通常、５００〜３０００μｍの範
囲である。また、ビスフェノールＡの着色を抑制するた
めに、造粒塔内のの酸素濃度は、通常、１容量％以下に
制御されている。循環される窒素ガス１０には少量のフ
ェノールが含まれているので、冷却器Ｆにて固化除去さ
れるが、ライン１３よりその一部１４が系外にパージさ
れる。

【００２３】本発明の特徴とする不活性ガス雰囲気下の
条件は、例えば、図１に点線で示されるラインを構成す
ることによって達成される。即ち、窒素ガス２１はフィ
ルターＧを通過させてクリーンな気体とした後、ライン
２２を経て結晶溶解槽Ａをシールし、また、バグフィル
ターの濾布を逆洗する際にはライン２３を経て、更に、
系外にパージされる窒素ガス１４を補給するためにライ
ン２４を経て供給される。また、運転開始前に結晶溶解
槽Ａ、脱フェノール塔Ｂ及び造粒装置等の系内に存在す
る微粒子を洗浄除去するために、本発明によるクリーン
な不活性ガスで置換することもできる。

【００２４】フィルターＧは、直径０．３μｍ以上の微
粒子が１００個／Ｌ以下である気体を得ることができる
フィルターであれば、特に限定されない。このようなフ
ィルターとしては、例えば、０．３μｍ或いは０．１μ
ｍのＨＥＰＡフィルター（High Efficiency Particulat
e Air Filter）が代表的である。また、工業的に使用で
きるフィルターの一例として、コットン、グラスファイ
バー等の各種繊毛繊維を規則正しく渦巻状に巻いたカー
トリッジフィルターや高分子製シートに均一な孔をあけ
たプリーツ状のメンブレンフィルターを円筒状の支持材
に収納したカートリッジフィルターが挙げられる。前者
の具体例として、ダイヤモンド・ワインド・フィルター
（日本メムテック社製商品名）、マイクロ・ワインドＩ
Ｉ型（キュノ社製商品名）が例示できる。後者の具体例
として、エンフロン（日本ポール社製商品名）、フィル
タライト（日本メムテック社製商品名）等のカートリッ
ジ式フィルターが例示できる。

【００２５】以上の様に、本発明は、精製されたクリー
ンな不活性ガス雰囲気下でビスフェノールＡを処理する
ことにより、高品質の製品を得ることができる。

【００２６】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、例中、％は特記のない限り重量％を示
す。ビスフェノールＡ、フェノールの量は高速液体クロ
マトグラフィーを用いて定量した。また、付加物結晶、
ストリッピング塔塔底液およびビスフェノールＡ中に含
まれるの微粒子数は、サンプルを０．２μｍメンブレン
フィルターでろ過したエタノールにて希釈後、ハイアッ
ク／ロイコ（ＨＩＡＣ／ＲＯＹＣＯ）社製の微粒子計測
器（ＭＯＤＥＬ ３０００）により測定し、サンプル１
ｇ当たりの個数で表した。

【００２７】実施例１ 図１に示すように、結晶溶解槽、脱フェノール塔、スト
リッピング塔及び造粒塔（但し、図１における窒素ガス
の循環ラインはなく、窒素ガスは全てライン２４から供
給した）からなるテスト装置を設置した。更に、図１の
点線に示すよう均圧ライン及び造粒塔用窒素供給ライン
を設け、０．３μｍ捕集効率が９９％であるエアーフィ
ルター（東洋濾紙(株)、ＡＦ−９９０形）を通過させた
窒素ガスをクリーンな気体とした。この窒素ガス中の粒
子数をリオン(株)製ＫＭ−０８型パーティクルモニター
で計測したところ、直径０．３μｍ以上の微粒子が１０
個／Ｌ以下であった。このクリーンな窒素ガスにて上記
テスト装置内を洗浄した。

【００２８】公知の方法で得られたビスフェノールＡと
フェノールとの付加物結晶（ビスフェノールＡ６０％＋
フェノール４０％）１００重量部を、結晶溶解槽にて１
４０℃で溶融し、続いて、１７５℃、１５ｍｍＨｇにて
操作されている脱フェノール塔に供給し、大部分のフェ
ノールを塔頂より留去し、塔底部よりフェノール含有率
２％のビスフェノールＡ５０重量部が得られた。

【００２９】この塔底液を直径０．１５ｍ、充填高さ５
ｍの規則充填物を充填したスチームストリッピング塔の
上部から時間当たり２０ｋｇ供給し、塔下部から純水ス
チームを２１０℃の温度で時間当たり６．５ｋｇ供給し
た。ストリッピング塔は、圧力１００ｍｍＨｇで運転を
行い、塔底部からフェノール濃度３０ｐｐｍ以下のビス
フェノールＡ４２重量部を回収した。

【００３０】次に、得られたビスフェノールＡの溶融液
を直径０．４５ｍ、高さ８ｍの造粒塔の上部に設置され
たスプレーノズルより塔内に供給し、その液滴を塔下部
から供給されるクリーンな窒素ガスと交流接触させなが
ら落下させて冷却固化し、平均粒径１．２ｍｍのプリル
状のビスフェノールＡを得た。各工程で得られたサンプ
ル１ｇ中に含まれる直径２μｍ以上の微粒子を測定し、
その結果を表−１に示す。 比較例１ クリーンな窒素ガスを得るためのエアーフィルターを取
り外し、実施例１と同様の操作を実施した。その結果を
表−１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、ビスフェノール
Ａ中の直径２μｍ以上の微粒子を５００個／ｇ以下に低
減することができるため、光ディスク用ポリカーボネー
ト樹脂原料として使用できる高品質のビスフェノールＡ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法によるビスフェノールＡの製造方
法の一実施態様を示す工程図である。

【符号の説明】

Ａ 結晶溶解槽 Ｂ 脱フェノール塔 Ｃ ストリッピング塔 Ｄ バグフィルター Ｅ 循環ファン Ｆ 冷却器 Ｇ フィルター Ｚ 造粒塔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビスフェノールＡの製造工程においてビ
   スフェノールＡの溶融液又はフェノール溶液を不活性ガ
   ス雰囲気下で処理するにあたり、不活性ガスとしてフィ
   ルターを通過させて得た直径０．３μｍ以上の微粒子が
   １００個／Ｌ以下の精製ガスを用いることを特徴とする
   ビスフェノールＡの製造方法。
2. 【請求項２】 不活性ガスが流通する造粒塔の冷却ゾー
   ンにビスフェノールＡの溶融液の液滴を供給することに
   よりプリル状ビスフェノールＡを得るにあたり、不活性
   ガスとしてフィルターを通過させて得た直径０．３μｍ
   以上の微粒子が１００個／Ｌ以下の精製ガスを用いるこ
   とを特徴とするビスフェノールＡの製造方法。