WO2012133854A1 - ポリカーボネート樹脂の製造方法 - Google Patents

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WO2012133854A1
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正志 横木
慎悟 並木
剛一 永尾
山本 正規
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三菱化学株式会社
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    • C08J2369/00Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates

Definitions

  • 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.
  • 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.
  • Patent Document 1 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.
  • An object of the present invention is to provide a method for efficiently and stably producing a polycarbonate resin that solves the above-mentioned conventional problems and is excellent in thermal stability, hue, and mechanical strength.
  • the present inventor polycondensed by a transesterification reaction using a catalyst, a specific dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw material monomers, and obtained polycarbonate resin.
  • the polycarbonate resin is supplied to the extruder at a specific temperature, and preferably, the polycarbonate resin supplied to the extruder has a specific glass transition temperature, thereby providing a mechanical strength. And it discovered that the polycarbonate resin excellent in hue could be manufactured stably.
  • the glass transition temperature of the polycarbonate resin obtained through the extruder is substantially the same as the glass transition temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder, the polycarbonate resin is supplied to the extruder at a specific temperature.
  • a polycarbonate resin having excellent mechanical strength and hue can be stably produced as in the case described above.
  • a heater having a polycarbonate resin set at a specific temperature is provided in the method for producing a polycarbonate resin obtained by polycondensation by a transesterification reaction using a specific dihydroxy compound and a carbonic acid diester as a raw material monomer. It was also found that a polycarbonate resin excellent in mechanical strength and hue can be stably produced by feeding it to an extruder having a barrel.
  • the gist of the present invention resides in the following [1] to [21].
  • a catalyst and a method for producing a polycarbonate resin by using a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as a raw material monomer, polycondensing by a transesterification reaction, and supplying the produced polycarbonate resin to an extruder
  • the dihydroxy compound includes a dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) as part of the structure;
  • the dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) includes a compound having a cyclic ether structure,
  • the manufacturing method of the polycarbonate resin whose temperature at the time of supplying the said polycarbonate resin to the said extruder is 180 degreeC or more and less than 250 degreeC.
  • the barrel constituting the extruder includes a plurality of heaters, and the polycarbonate resin according to the above [1] or [2], in which at least one heater set temperature among these heaters is 100 ° C. or higher and lower than 250 ° C. Production method.
  • the screw of the extruder is composed of a plurality of elements, at least one of the elements is a kneading disk, and the total length of the kneading disks is 20% or less of the total length of the screw.
  • the method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [6]. [8] When the weight of the resin extruded per hour by the extruder is W (kg / h) and the cross-sectional area of the barrel of the extruder is S (m 2 ), the above [1] that satisfies the following formula (5) Thru
  • the polycarbonate resin obtained through the extruder has a reduced viscosity ( ⁇ sp / c) of 0.3 dL measured in methylene chloride at a concentration of 0.6 g / dL and at a temperature of 20.0 ° C. ⁇ 0.1 ° C.
  • [16] The method for producing a polycarbonate resin according to any one of [1] to [15], wherein an alicyclic dihydroxy compound is further used as the dihydroxy compound.
  • a polycarbonate resin having a yellow index value of 30 or less obtained by the production method according to any one of [1] to [16].
  • a catalyst and a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw material monomers, polycondensed by an ester exchange reaction, and the produced polycarbonate resin is supplied to an extruder to produce polycarbonate resin pellets,
  • the dihydroxy compound includes at least a dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) in a part of the structure;
  • the glass transition temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder is 80 ° C. or higher and lower than 145 ° C.,
  • the manufacturing method of the polycarbonate resin pellet whose temperature at the time of supplying the said polycarbonate resin to the said extruder is 180 degreeC or more and less than 250 degreeC.
  • the dihydroxy compound includes at least a dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) in a part of the structure;
  • the dihydroxy compound having a site represented by the general formula (1) is a compound having a cyclic ether structure,
  • the barrel which comprises the said extruder is provided with the some heater,
  • the manufacturing method of the polycarbonate resin which makes at least 1 heater preset temperature among these heaters 100 degreeC or more and less than 250 degreeC.
  • the present invention is excellent in mechanical strength and hue, and has few foreign substances.
  • FIG. 1 is a process diagram showing an example of a manufacturing process according to the present invention.
  • the method for producing a polycarbonate resin according to the present invention comprises using a catalyst, a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw material monomers, polycondensed by an ester exchange reaction, and supplying the produced polycarbonate resin to an extruder at a specific temperature.
  • the dihydroxy compound includes at least a dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) in a part of the structure, and a site represented by the following general formula (1)
  • the dihydroxy compound having a cyclic ether structure is included, and the temperature at the time of feeding to the extruder is 180 ° C.
  • the polycarbonate resin pellet production method of the present invention is a catalyst and an extruder having a polycarbonate resin formed at a specific temperature by polycondensation by a transesterification reaction using a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw material monomers. More specifically, the polycarbonate resin is produced, and more specifically, the dihydroxy compound includes at least a dihydroxy compound having a site represented by the following general formula (1) in a part of the structure, and the general formula (1)
  • the dihydroxy compound having a moiety represented by the formula is a compound having a cyclic ether structure, and at least one heater set temperature among the heaters of the extruder is set to 100 ° C. or more and less than 250 ° C. It is.
  • ⁇ Raw material monomers and polymerization catalyst> (Dihydroxy compound)
  • 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”), and the dihydroxy compound further includes a compound having a cyclic ether structure.
  • 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 above general formula (1).
  • 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; 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl) 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- ( -Hydroxyethoxy) -3-tert-butylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-cyclohexylpheny
  • compounds having a cyclic ether structure particularly compounds having two cyclic ether structures, such as isosorbide and spiroglycol, are preferred from the viewpoints of heat resistance, imparting phase difference during stretching, and low photoelastic coefficient. From the viewpoints of handling, reactivity during polymerization, hue of the polycarbonate resin obtained, and imparting toughness when formed into a film, diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol are preferred.
  • the compound which has a cyclic ether structure is included as a dihydroxy compound of this invention, as above-mentioned, advantages, such as heat resistance and phase difference provision at the time of extending
  • anhydrous sugar alcohols typified by dihydroxy compounds represented by the following general formula (2) and compounds having a cyclic ether structure represented by the following general formula (3) are preferred.
  • the compound having a cyclic ether structure is rigid and can increase the mechanical properties of the obtained polycarbonate resin, but is easy to be colored at a high temperature.
  • an effect of suppressing coloring can be obtained. .
  • the effect is further increased.
  • These dihydroxy compounds may be used alone or in combination of two or more depending on the required performance of the polycarbonate resin to be obtained.
  • 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.
  • 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.
  • a dihydroxy compound having no aromatic ring structure 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.
  • 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.
  • 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.
  • the aliphatic dihydroxy compound 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol are particularly preferable.
  • alicyclic dihydroxy compound In particular, 1,4-cyclohexane dimethanol and tricyclodecane dimethanol are preferred, and 1,4-cyclohexane dimethanol is particularly preferred from the viewpoint of improving polymerization reactivity and toughness.
  • 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.
  • the resulting polycarbonate resin has a high melt viscosity, which makes it difficult to filter using a filter having a small opening, resulting in an increase in foreign matter. Or pelletization and film formation may be difficult.
  • it is 90 mol% or less, preferably 85 mol% or less, particularly preferably 80 mol% or less.
  • the dihydroxy compound of the present invention may contain stabilizers such as a reducing agent, an antioxidant, an oxygen scavenger, a light stabilizer, an antacid, a pH stabilizer, and a heat stabilizer.
  • stabilizers such as a reducing agent, an antioxidant, an oxygen scavenger, a light stabilizer, an antacid, a pH stabilizer, and a heat stabilizer.
  • a basic stabilizer when stored before use.
  • Basic stabilizers include group 1 or group 2 metal hydroxides, carbonates, phosphates, phosphites, hypophosphorous acids in the long-period periodic table (Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005).
  • 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 this may lead to modification of the compound, 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.
  • 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.
  • 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.
  • distillation purification can be performed before use as a raw material after storage.
  • the distillation in this case may be batch distillation or continuous distillation, and is not particularly limited.
  • distillation conditions it is preferable to carry out distillation under reduced pressure in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen.
  • the inert gas is introduced into the distillate before or during distillation. It can also be distributed.
  • it is preferably 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower, particularly 180 ° C. or lower.
  • the formic acid content in the dihydroxy compound of the present invention is 20 ppm by weight or less, preferably 10 ppm by weight or less, and particularly preferably 5 ppm by weight or less includes the dihydroxy compound of the present invention.
  • a dihydroxy compound is used as a raw material for producing a polycarbonate resin, it is effective in producing a polycarbonate resin excellent in hue and thermal stability without impairing polymerization reactivity.
  • the value of said formic acid content is a value measured by ion chromatography.
  • a polycarbonate resin in the present invention, 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.
  • a 1 and A 2 are each 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.
  • a preferable example of A 1 and A 2 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, and a more preferable example is an unsubstituted aromatic hydrocarbon group.
  • examples of the substituent of the aliphatic hydrocarbon group include an ester group, an ether group, a carboxylic acid, an amide group, and a halogen.
  • substituent of the aromatic hydrocarbon group include an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group. Is mentioned.
  • Examples of the carbonic acid diester represented by the general formula (4) include diphenyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as “DPC”), substituted diphenyl carbonate such as ditolyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-t-. Although butyl carbonate etc. are illustrated, 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.
  • a polycarbonate resin can be obtained by polycondensing a dihydroxy compound containing the dihydroxy compound of the present invention and a carbonic acid diester by a transesterification 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, and preferably 90 ° C. or higher.
  • the upper limit 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.
  • 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.
  • 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 is mixed is preferably 10 vol% or less, more preferably 0.0001 vol% to 10 vol%, and in particular, 0 It is preferable to carry out in an atmosphere of 0.0001 vol% to 5 vol%, particularly 0.0001 vol% to 1 vol% from the viewpoint of preventing hue deterioration.
  • 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.
  • 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.
  • the concentration of the carbonic acid diester remaining in the polycarbonate resin 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. .
  • a transesterification catalyst (hereinafter simply referred to as “catalyst”). Or “polymerization catalyst”).
  • the transesterification 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.
  • at least one of a Group 1 metal compound and a Group 2 metal compound is used, more preferably at least one metal compound selected from the group consisting of a metal of Group 2 of the long-period periodic table and lithium is used. .
  • the group 1 metal compound and the group 2 metal compound are usually used in the form of a hydroxide or a salt such as carbonate, carboxylate or phenol salt, but are easily available and easy to handle. From the viewpoints of hue and polymerization activity, acetates are preferred.
  • group 1 metal compound examples 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.
  • Group 2 metal compound examples include calcium hydroxide, barium hydroxide, magnesium hydroxide, strontium hydroxide, calcium hydrogen carbonate, barium hydrogen carbonate, magnesium hydrogen carbonate, strontium hydrogen carbonate, calcium carbonate.
  • magnesium compound, calcium compound, barium compound From the viewpoint of polymerization activity and the hue of the polycarbonate resin obtained, at least one kind of gold selected from the group consisting of magnesium compounds and calcium compounds is preferable. Compounds are more preferred, and most preferably a calcium compound.
  • a basic compound such as a basic boron compound, a basic phosphorus compound, a basic ammonium compound, or an amine compound is used in combination with at least one of the group 1 metal compound and the group 2 metal compound.
  • a basic compound such as a basic boron compound, a basic phosphorus compound, a basic ammonium compound, or an amine compound is used in combination with at least one of the group 1 metal compound and the group 2 metal compound.
  • it since it may volatilize during the polymerization reaction and cause troubles, it is particularly preferable to use at least one of the Group 1 metal compound and the Group 2 metal compound.
  • Examples of the basic boron compound that can be used in combination include tetramethyl boric acid, tetraethyl boric acid, tetrapropyl boric acid, tetrabutyl boric acid, trimethylethyl boric acid, trimethylbenzyl boric acid, trimethylphenyl boric acid, and triethylmethyl.
  • Sodium salt such as boric acid, triethylbenzyl boric acid, triethylphenyl boric acid, tributylbenzyl boric acid, tributylphenyl boric acid, tetraphenyl boric acid, benzyltriphenyl boric acid, methyltriphenyl boric acid, butyltriphenyl boric acid,
  • a potassium salt, a lithium salt, a calcium salt, a barium salt, a magnesium salt, a strontium salt, or the like can be given.
  • 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.
  • 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 Phenyl Nmo onium hydroxide, butyl triphenyl ammonium hydroxide, and the like.
  • Examples of the amine compounds 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.
  • the amount of the catalyst used is preferably from 0.1 ⁇ mol to 300 ⁇ mol, preferably from 0.5 ⁇ mol to 100 ⁇ mol, preferably from 0.5 ⁇ mol to 50 ⁇ mol, more preferably from 0.5 ⁇ mol to 20 ⁇ mol, particularly from 0.1 ⁇ mol to 300 ⁇ mol, based on 1 mol of all dihydroxy compounds used.
  • the amount is preferably 1 ⁇ mol to 5 ⁇ mol.
  • the amount of metal is usually 0.1 ⁇ mol or more, preferably 0.5 ⁇ mol, per 1 mol of all dihydroxy compounds used. As described above, particularly preferably 0.7 ⁇ mol or more.
  • the upper limit is usually 20 ⁇ mol, preferably 10 ⁇ mol, more preferably 3 ⁇ mol, particularly preferably 1.5 ⁇ mol, and most preferably 1.0 ⁇ mol.
  • the amount of the catalyst used is too small, the polycondensation reaction will not proceed easily, and a polycarbonate resin having a desired molecular weight may not be obtained.
  • 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 be deteriorated or foreign matter may be caused.
  • 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 these compounds 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 as the amount of metal. .
  • 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.
  • 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.
  • 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 a batch method, a continuous method, or a combination of a batch method and a continuous method, but among these, a continuous method is preferable from the viewpoint of stabilizing quality.
  • the object of the present invention may not be achieved.
  • the temperature of the refrigerant introduced into the reflux cooler can be appropriately selected according to the monomer used. Usually, the temperature of the refrigerant introduced into the reflux cooler is 45 to 180 ° C. at the inlet of the reflux cooler. It is 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.
  • the distillation efficiency of the monohydroxy compound that should be distilled off tends to decrease.
  • the refrigerant hot water, steam, heat medium oil or the like is used, and steam or heat medium oil is preferable.
  • 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.
  • the number of reactors used in the polymerization in the present invention may be at least two. However, from the viewpoint of production efficiency, the number of reactors is 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. However, it is preferable that the temperature is increased stepwise and the pressure is decreased stepwise for each reactor.
  • 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.
  • 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. .
  • the specific temperature is as follows.
  • 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 110 to 1 kPa, preferably
  • the reaction is carried out at 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-product 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. .
  • 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 higher, preferably 220 ° C. or higher and 270 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 240 ° C. or lower, preferably 0.1 to 10 hours, It is carried out for 1 to 6 hours, particularly preferably 0.5 to 3 hours.
  • 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.
  • a horizontal reactor with excellent plug flow and interface renewability at the final stage of polymerization.
  • the yellow index (YI) value representing the hue tends to increase if the polymerization temperature is increased or the polymerization time is excessively increased.
  • the monohydroxy compound distilled off as a by-product in the reaction is preferably used as a raw material for fuel and chemicals from the viewpoint of effective utilization of resources.
  • the polycarbonate resin of the present invention is preferably filtered using a filter after the polycondensation reaction described above.
  • the polycarbonate resin obtained by polycondensation is introduced into an extruder and then discharged from the extruder in order to remove low molecular weight components contained in the polycarbonate resin and to add and knead a heat stabilizer and the like.
  • the resin is preferably filtered using a filter.
  • Examples of the method of supplying the polycarbonate resin obtained by polycondensation as described above to an extruder and filtering it using a filter to form pellets include the following methods.
  • 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, then cooled and solidified in the form of a strand, pelletized, and the pellet is extruded again.
  • the polycarbonate resin is discharged from the final polymerization reactor in a molten state, once cooled and solidified in the form of strands, pelletized, and the pellets are again introduced into the extruder, cooled and solidified in the form of strands, and pelletized.
  • the polycarbonate resin obtained by polycondensation by transesterification reaction is not solidified from the final polymerization reactor.
  • Polycarbonate resin is supplied to a single-screw or twin-screw extruder in a molten state, melt-extruded, directly filtered through the filter, discharged from a die, cooled and solidified in the form of a strand, and rotated with a rotary cutter, etc.
  • a method of pelletizing is preferred.
  • Isosorbide (ISB) is used as a dihydroxy compound of the present invention as a raw material monomer
  • 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) is used as another dihydroxy compound
  • DPC diphenyl carbonate
  • calcium acetate is used as a polymerization catalyst. It shall be.
  • 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.
  • 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 in the raw material mixing tank 2a, and a uniform raw material mixing melt is obtained.
  • 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.
  • 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.
  • the liquid level is kept constant, the polycondensation reaction is continuously performed, and the polymerization reaction liquid discharged from the bottom of the first vertical stirring reactor 6a is sent to the second vertical stirring reactor 6b.
  • the polycondensation reaction proceeds sequentially by sequentially supplying the third vertical stirring reactor 6c and the fourth horizontal stirring reactor 6d.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • distilling tubes 11a, 11b, 11c, and 11d for discharging by-products generated by the polycondensation reaction are attached to these four reactors, respectively.
  • 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.
  • 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.
  • by-products such as phenol (monohydroxy compound) are continuously liquefied and recovered from the condensers 12a, 12b, 12c, and 12d attached to the respective reactors.
  • a cold trap (not shown) is provided downstream of the condensers 12c and 12d attached to the third vertical stirring reactor 6c and the fourth horizontal stirring reactor 6d, respectively, so that by-products are continuously present. Solidified and recovered.
  • 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 pipe connecting the gear pump 4c and the extruder 15a is preferably a jacket type double pipe through which the heat medium flows to the outside.
  • the temperature of the heat medium is the viscosity of the polycarbonate resin, the pressure loss of the pipe, and the heat stability of the polycarbonate resin. However, it is usually 300 ° C. or lower, preferably 280 ° C. or lower, more preferably 260 ° C. or lower, particularly preferably. Is optimally 250 ° C or lower, particularly 240 ° C or lower.
  • the pressure loss in the pipe becomes large and the pipe diameter needs to be increased, but at the same time, the residence time in the pipe of the polycarbonate resin may become long and may cause thermal deterioration.
  • 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.
  • 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 the form of a strand from the die 15c, and after cooling and solidifying the resin with water in the strand cooling tank 16a, the resin is 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.
  • gear pumps 4c and 4d there are no restrictions on the types of gear pumps 4c and 4d, but in particular, there is a circuit that introduces some polymer from the discharge side of the gear pump to the gland through the valve, applies a certain pressure to the shaft seal, and returns it to the suction port.
  • a self-circulating seal type gear pump that does not use a gland packing at the seal portion is preferable from the viewpoint of reducing foreign matter.
  • the form of the extruder is not limited, but a plurality of heaters are connected in order to adjust the temperature of the barrel (sometimes called a cylinder), and a single or twin screw is installed inside the barrel.
  • An equipped extruder is preferred.
  • a twin screw extruder is preferable for improving the devolatilization performance described later and for uniform kneading of the additive.
  • the rotation direction of the shaft may be different or the same, but the same direction is preferable from the viewpoint of kneading performance.
  • heat stabilizer, neutralizer, UV absorber, mold release agent, colorant, antistatic agent, lubricant, lubricant, plasticizer, compatibilizer, flame retardant, etc. Can be added and kneaded.
  • heat stabilizers examples 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) pentaerythrityl diphosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert-buty
  • Phosphorus heat stabilizers include tris (nonylphenyl) phosphite, trimethyl phosphate, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, bis (2,4-di-tert-butylphenyl) pentaerythris Lithyl diphosphite, bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythrityl diphosphite is preferably used. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • 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).
  • it is more preferably 0.003 parts by weight or more and 0.01 parts by weight or less.
  • the content is excessively small, the coloring suppression effect may be insufficient.
  • 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.
  • a compound having an aromatic monohydroxy skeleton substituted with one or more alkyl groups having 5 or more carbon atoms is preferable, and specifically, octadecyl-3- (3,5-di-acid).
  • the content of the phenolic antioxidant (d) is preferably 0.0001 part by weight or more and 1 part by weight or less, more preferably 0.001 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin (a). 0.3 parts by weight or less, more preferably 0.005 parts by weight or more and 0.1 parts by weight or less.
  • the coloring suppression effect may be insufficient.
  • the phosphite heat stabilizer and the hindered phenol heat stabilizer are used in combination, the effect is great.
  • 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.
  • 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 is preferable.
  • 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 monosorbate, stearyl stearate, behenic acid monoglyceride, behenyl behenate, Pentaerythrityl monostearate, pentaerythrityl tetrastearate, pentaerythrityl tetrapelargonate, propylene glycol monostearate, stearyl stearate, palmityl palmitate, butyl stearate, methyl laurate, isopropyl palmitate, biphenyl biphenyl Examples include phenate, sorbitan monostearate, 2-ethylhexyl stearate and the like. Of these, stearic acid monoglyceride, stearic acid triglyceride, pent
  • the higher fatty acid is preferably a substituted or unsubstituted saturated fatty acid having 10 to 30 carbon atoms.
  • 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.
  • 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, with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin to be treated.
  • the number of vent ports may be one or plural, but preferably two or more.
  • 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.
  • a screw the rotation speed of the screw exceeds 300 rpm, shear heat generation of the polycarbonate resin increases, and there is a tendency to cause deterioration in hue and molecular weight.
  • 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.
  • 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.
  • the screw of an extruder is composed of a plurality of elements (screw elements) in order to give various functions, and generally only a spiral screw (flight) mainly for the purpose of transporting resin.
  • Consists of a full flight consisting of a kneading disk for resin kneading, a seal ring for resin sealing, etc., depending on the purpose, reverse flight with a screw in the direction opposite to the resin transport direction is also used It is done.
  • a double-row type deep groove type that can take a large amount of processing with respect to the screw diameter of the extruder and can suppress shearing heat generated by screw rotation. Is preferred.
  • the configuration of these screw elements is not limited, but it is preferable to have a kneading disk.
  • the total length of the kneading disk is 20% of the total length of the screw. % Or less, more preferably 15% or less, and most preferably 10% or less. 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 at the time of devolatilization and kneading of the additive may be deteriorated. It is preferably 3% or more of the length, and more preferably 5% or more.
  • the kneading disc 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.
  • 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.
  • the temperature of the resin when the polycarbonate resin is supplied in the molten state to the extruder needs to be 180 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher, especially 215 ° C. or higher, especially 220 degreeC or more is suitable.
  • the upper limit needs to be less than 250 degreeC, and it is especially preferable that it is less than 245 degreeC, Furthermore, it is less than 240 degreeC, especially less than 235 degreeC. If the temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder is too low, the load on the extruder may increase and the extrusion operation may become unstable, or the extruder may stop due to overload.
  • the temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder is a method of controlling the internal temperature of the final polymerization reactor, controlling the temperature of the piping for supplying the polycarbonate resin to the extruder, or providing a heat exchanger. Can be controlled.
  • the temperature of the polycarbonate resin at the time of supply satisfies the same temperature condition as above. It is necessary.
  • the polycarbonate resin supplied to the extruder preferably has a glass transition temperature of 80 ° C. or higher, more preferably 85 ° C. or higher, and particularly preferably 90 ° C. or higher.
  • the glass transition temperature is too low, the heat resistance is inferior, and the field of use is limited when forming the obtained polycarbonate resin into a molded product.
  • the polycarbonate resin in the present invention preferably has a glass transition temperature of less than 145 ° C., more preferably 140 ° C. or less, and particularly preferably 135 ° C. or less.
  • 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.
  • the glass transition temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder and, if necessary, obtained through a filter does not substantially change due to processing in the extruder and the filter, the glass transition of the polycarbonate resin supplied to the extruder The temperature is generally inherited. Moreover, the measurement of the glass transition temperature is simpler and more realistic when the polycarbonate resin finally obtained through an extruder is used than when the polycarbonate supplied to the extruder is used. Therefore, in the present invention, the glass transition temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder can be replaced with the glass transition temperature of the polycarbonate resin obtained through the extruder as in the examples described later. In this case, the preferable glass transition temperature of the polycarbonate resin obtained through the extruder is naturally the same as the preferable range of the glass transition temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder.
  • an extruder having a plurality of heaters connected to adjust the temperature of a barrel (also called a cylinder) and having a single or twin screw inside the barrel.
  • the polycarbonate resin supplied under the above conditions is extruded while heating or cooling a continuous barrel surrounding the screw from the outside with a plurality of heaters.
  • at least 1 heater preset temperature is less than 250 degreeC, More preferably, it is 240 degrees C or less, More preferably, it is 220 degrees C or less, Most preferably, it is 200 degrees C or less.
  • the heater By setting the heater in this way, when the resin is heated to a temperature higher than that, it is cooled there, and the polycarbonate resin is prevented from being deteriorated by heat.
  • the present invention can be implemented even if a part of the heater exceeds the upper limit of the above temperature, in order to prevent overheating more thoroughly, it is more preferable that all the heaters are below the above 250 ° C.
  • At least one heater set temperature of the heater set to less than 250 ° C. for the purpose of preventing overheating is 100 ° C. or more. If there is a part that is too cold in the extruder barrel, the polycarbonate resin is rapidly cooled at the part that comes into contact with the barrel, increasing the viscosity and increasing the heat generated by shearing, which promotes deterioration of the polycarbonate resin or rotates the screw.
  • the motor load may increase.
  • the set temperature of the heater is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher, and particularly preferably 160 ° C. or higher. In addition, it is preferable that all the heaters are 100 degreeC or more for the same reason as the above.
  • each heater is preferably the same or lower set temperature as the adjacent heater on the polycarbonate resin supply side. In other words, it is preferably not higher than the heater adjacent to the polycarbonate resin supply side. Specifically, it is preferably 5 ° C. or more, more preferably 10 ° C. or more lower than the heater set temperature adjacent to the polycarbonate resin supply side of the extruder.
  • the temperature difference with respect to the heater adjacent to the supply side is preferably 50 ° C. or less.
  • the set temperature of the heater on the most inlet side is 200 ° C. or more and less than 250 ° C.
  • the set temperature of the heater on the most exit side is 100 ° C. or more and 220 ° C. or less.
  • the temperature of the polycarbonate resin introduced into the extruder and the die are The difference in the temperature of the discharged polycarbonate resin is preferably within 50 ° C, more preferably within 30 ° C, and particularly preferably within 20 ° C.
  • the weight of the resin extruded per hour by the extruder is W (kg / h) and the sectional area of the barrel of the extruder is S (m 2 )
  • the following formula (5) It is preferable to satisfy. 12000 ⁇ W / S ⁇ 60000 (5) If W / S is too small, not only will the size of the extruder be excessive with respect to the amount of polycarbonate resin to be processed, but also the residence time in the extruder will increase, reducing the molecular weight of the polycarbonate resin and deterioration such as coloring.
  • the lower limit is preferably 15000, more preferably 20000, and particularly preferably 25000.
  • the upper limit is preferably 50000, More preferably, it is 40000, particularly preferably 35000.
  • it is preferably 220 ° C. or higher, more preferably 230 ° C. or higher, and particularly preferably 240 ° C. or higher.
  • 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.
  • the temperature of the polycarbonate resin discharged from the extruder is preferably controlled by the temperature of the polycarbonate resin supplied to the extruder or the temperature of a heater attached to the barrel, but the polycarbonate resin is supplied to the extruder. Since it may vary depending on the amount, the screw rotation speed of the extruder, and the configuration of the screw element, it is preferable to control these conditions together.
  • 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.
  • the aperture of the filter is preferably not more than 50 ⁇ m, more preferably not more than 30 ⁇ m, still more preferably not more than 20 ⁇ m, and preferably not more than 15 ⁇ m 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 ⁇ m or more. It is preferable.
  • the aperture defined as 99% filtration accuracy refers to the value of ⁇ when the ⁇ value represented by the following formula (6) determined in accordance with ISO 16889 is 100.
  • (number of particles on the primary side larger than ⁇ ⁇ m) / (number of particles on the secondary side larger than ⁇ ⁇ m) (6) (Here, the primary side is before filtration with a filter, and the secondary side is after filtration.)
  • 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.
  • the filter is stored in a containment container because it facilitates filtration under 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.
  • 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.
  • the polycarbonate resin supply port is arranged at the bottom of the filter storage container, and the discharge port is arranged at the top. It is preferable that the polycarbonate resin supplied from the lower part of the storage container of the filter is discharged from the upper part of the storage container.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the filter unit is usually provided with a heater composed of a plurality of blocks outside thereof to control the temperature.
  • the set temperature is preferably set to 260 ° C. or less, particularly preferably 250 ° C. or less.
  • the temperature is usually 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, particularly preferably 200 ° C. or higher.
  • the piping for guiding the polycarbonate resin discharged from the filter unit to the die is usually provided with a heater outside, but if the set temperature is too high, the polycarbonate resin may be deteriorated.
  • it is preferably set to 260 ° C. or less, particularly preferably 250 ° C. or less.
  • the set temperature is too low, the melt viscosity becomes high and the pressure loss in the pipe increases, so that the temperature is usually 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, particularly preferably 200 ° C. or higher.
  • the residence time of the polycarbonate resin from the outlet of the filter unit to the die is long, the polycarbonate resin may be deteriorated. Therefore, it is usually 1 to 30 minutes, preferably 3 to 20 minutes.
  • the die is usually provided with a heater, but if the set temperature is too high, the polycarbonate resin may be deteriorated. Therefore, the die is usually set to 280 ° C. or less, preferably 260 ° C. or less, particularly preferably 250 ° C. or less. . On the other hand, if the set temperature is too low, the melt viscosity becomes high and the pressure loss in the pipe increases, so that the temperature is usually 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, particularly preferably 200 ° C. or higher.
  • 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 X ⁇ eq / g, and in some cases, the filter
  • the terminal double bond of the polycarbonate resin constituting the polycarbonate resin pellet obtained by using a cutter after cooling is Y ⁇ eq / g
  • YX exceeds 30, not only does it tend to produce a colored component that is thought to be derived from the double bond, but it also promotes the generation of gas in and around the filter, making strand discharge unstable. It may become difficult to pelletize with a cutter.
  • the reduced viscosity ( ⁇ sp / c) of the polycarbonate resin supplied to the extruder obtained by polycondensation by the transesterification reaction is kneaded with the extruder.
  • the reduced viscosity ( ⁇ sp / c) of the polycarbonate resin constituting the polycarbonate resin pellet obtained by filtering using the filter, discharging from the die in the form of a strand, and using a cutter after cooling is B and When it does, it is preferable to satisfy
  • gear pump between the extruder and the filter in order to stabilize the amount of polycarbonate resin supplied to the filter.
  • gear pump there is no restriction
  • sticker part is preferable from a viewpoint of foreign material reduction.
  • class 7 as defined in JIS B 9920 (2002), more preferably, in order to prevent foreign matter from being mixed from the outside air. It is desirable to carry out in a clean room with higher cleanliness than class 6.
  • 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.
  • 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.
  • 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 ⁇ m in terms of filtration accuracy with 99.9% removal.
  • 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.
  • 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.
  • metal and resin ceramics can be used. From the viewpoint of heat resistance and color reduction, a metal filter having an iron content of 80% or less. Of these, stainless steel such as SUS304, SUS316, SUS316L, and SUS310S is preferable.
  • the filter in the unit on the upstream side is preferably used.
  • C is preferably larger than D (C> D) in at least one combination.
  • 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 ⁇ m 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 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more on the most upstream side, and preferably 2 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less on the most downstream side.
  • the opening of the said raw material filtration filter said here is also determined based on ISO16889 mentioned above.
  • the yellow index value of the polycarbonate resin 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.
  • the molecular weight of the polycarbonate resin obtained in the method of the present invention can be represented by a reduced viscosity ( ⁇ sp / c), and the reduced viscosity is usually 0.3 dL / g or more, preferably 0.35 dL / g or more.
  • the upper limit of the reduced viscosity is usually 1.2 dL / g or less, preferably 0.8 dL / g or less, and particularly preferably 0.7 dL / g or less. If the reduced viscosity is too low, the mechanical strength of the molded product may be small, and when the film is formed into a film and then subjected to a stretching operation, the film may be stretched.
  • 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.
  • the concentration of the terminal group represented by the following structural formula (11) of the polycarbonate resin obtained in the present invention is preferably 20 ⁇ eq / g or more, more preferably 40 ⁇ eq / g or more, and particularly preferably 50 ⁇ eq / g or more.
  • concentration of the terminal group is preferably 20 ⁇ eq / g or more, more preferably 40 ⁇ eq / g or more, and particularly preferably 50 ⁇ eq / g or more.
  • 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 ⁇ eq / g or less, more preferably 150 ⁇ eq / g or less, particularly preferably. 100 ⁇ eq / g or less.
  • 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.
  • 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.
  • the polycarbonate resin 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.
  • 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.
  • a polycarbonate resin with little coloring and less foreign matter can be stably obtained. Therefore, a foreign matter having a thickness of 25 ⁇ m or more contained in a film having a thickness of 35 ⁇ m ⁇ 5 ⁇ m formed using the resin is preferably 1000 ⁇ m. Pieces / m 2 or less, more preferably 500 pieces / m 2 or less, still more preferably 400 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 polycarbonate resin for an optical use.
  • the thickness of the film obtained by molding the polycarbonate resin of the present invention is not particularly limited depending on the application, but is usually about 20 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the present invention it is possible to provide a polycarbonate resin that is excellent in thermal stability, hue, and mechanical strength and has few foreign matters.
  • the polycarbonate resin pellets are manufactured not only by using the pellets after the above procedure, but also by molding into a film without going through the pellet state. May be.
  • Example 1 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.
  • 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 upstream 4 blocks (C1 to C4) were 245 ° C.
  • the downstream 6 blocks (C5 to C10) were 225 ° C.
  • the screw rotation speed was 250 rotations.
  • the polycarbonate resin supplied to the extruder was temporarily extracted, and temperature measurement and various analyzes were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 The internal temperature of the first polymerization reactor is 190 ° C., the pressure is 25 kPa, the internal temperature of the second polymerization reactor is 196 ° C., the pressure is 17.7 kPa, the internal temperature of the third polymerization reactor is 215 ° C., and the pressure is 6. 9 kPa, the internal temperature near the inlet of the fourth polymerization reactor is 218 ° C., the internal temperature near the outlet is 232 ° C., the pressure is 0.9 kPa, the heater temperature of the barrel of the extruder is set to 240 ° C. for the upstream 4 blocks The same procedure as in Example 1 was performed except that the downstream 6 blocks were set to 185 ° C.
  • Example 6 The same operation as in Example 3 was performed except that the aperture of the filter was changed to 22 ⁇ m. The pressure loss in the polymer filter was reduced, the decrease in molecular weight and the increase in double bond ends were in a tendency to be suppressed, and the color tone of the obtained polycarbonate resin was improved, but the amount of foreign matter was increased.
  • the internal temperature of the third polymerization reactor is 240 ° C.
  • the pressure is 4 kPa
  • the internal temperature near the inlet of the fourth polymerization reactor is 240 ° C.
  • the internal temperature near the outlet is 252 ° C.
  • the pressure is 0.02 kPa.
  • the supply temperature is 251 ° C
  • the heater temperature of the extruder barrel is 250 ° C for the upstream 4 blocks, 245 ° C for the 6 blocks downstream, the screw speed is 280rpm
  • the heater set temperature for the filter unit is 270-280.
  • the same procedure as in Example 1 was conducted except that the temperature of the polymer pipe heater was set to 270 to 280 ° C., and the die heater was set to 280 ° C.
  • the pressure loss in the polymer filter tended to be suppressed, the temperature of the polycarbonate resin discharged from the die was 285 ° C., and it was remarkably colored. Further, gas was generated from the die, the strands were disturbed, and pellets could not be obtained.
  • Example 7 The same procedure as in Example 1 was performed except that the molar ratio of ISB / DPC was adjusted to 100/100 in the raw material preparation tank.
  • the obtained polycarbonate resin had a glass transition temperature of 160 ° C.
  • YI of the obtained polycarbonate resin pellet was 46 and better than Example 2.
  • a film for quantifying foreign matter could not be formed. Further, the film has insufficient toughness, and it was difficult to form a film for measuring foreign matter.
  • Example 2 In Example 1, the internal temperature of the third polymerization reactor was 240 ° C., the pressure was 4 kPa, the internal temperature near the inlet of the fourth polymerization reactor was 240 ° C., the internal temperature near the outlet was 252 ° C., and the pressure was 0.02 kPa.
  • the extruder resin supply temperature is 251 ° C.
  • the extruder barrel heater temperature is set to 260 ° C. for the upstream 4 blocks, the downstream 6 blocks to 250 ° C.
  • the heater set temperature for the filter unit is 240 to 250
  • the same procedure as in Example 1 was performed except that the temperature of the polymer pipe heater was set to 240 to 250 ° C., and the die heater was set to 240 ° C.
  • the reduced viscosity at the filter inlet was reduced, the polycarbonate resin was remarkably colored, gas was generated from the die, the strands were disturbed, and the pelletization loss was large.

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Abstract

 本発明は、触媒ならびに、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物及び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、生成し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を製造する方法であって、 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ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、 下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が環状エーテル構造を有する化合物を含み、 前記ポリカーボネート樹脂を前記押出機に供給する際の温度が180℃以上250℃未満であるポリカーボネート樹脂の製造方法に関する。 (但し、一般式(1)で表される部位が-CH-O-Hの一部である場合を除く。) 

Description

ポリカーボネート樹脂の製造方法
 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。
 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。
 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。
 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)。
 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)。
国際公開第2004/111106号 日本国特開2006-232897号公報 日本国特開2006-28441号公報 日本国特開2008-24919号公報 日本国特開2009-91404号公報 日本国特開2009-91417号公報 日本国特開平5-239333号公報
 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、押出時の剪断発熱によって樹脂の劣化を招いたり、色相が悪化したり、分解ガスによってストランドのガス切れを招いて、ペレット化が安定的に得られなかったりするという問題があった。
 一方で上記のような樹脂の劣化や色相の悪化を抑制するために、樹脂の供給温度を下げ過ぎると、又、同様の目的で押出機のヒーター温度の設定を下げ過ぎると、ポリカーボネート樹脂の溶融粘度が増大して、押出機の負荷が増し押出操作が不安定になったり、押出機が過負荷で停止してしまったりするという問題もあった。
 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、ポリカーボネート樹脂自体の分子量を下げたり、押出の温度を上げたりする必要があるが、分子量を下げると機械的強度や耐熱性の低下を招き、押出の温度を高くすると、樹脂が分解・劣化し、機械的強度などの物性を満足する樹脂が得られなくなるだけでなく、着色を助長したり、分解ガスによってストランドのガス切れを招いて、ペレットが安定的に得られないという問題があった。
 本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、熱安定性、色相、及び機械的強度に優れた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を提供することにある。
 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を製造する方法において、ポリカーボネート樹脂を、特定の温度で押出機への供給を行うことにより、好ましくは、押出機に供給される該ポリカーボネート樹脂が、特定のガラス転移温度を有することにより、機械的強度および色相に優れたポリカーボネート樹脂を安定的に製造できることを見出した。
 又、押出機を経て得られるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は、押出機に供給するポリカーボネート樹脂のガラス転移温度と実質的に変わらないことから、ポリカーボネート樹脂を、特定の温度で押出機への供給を行うと共に、押出機を経て得られるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が特定範囲にあることにより、上記の場合と同様、機械的強度および色相に優れたポリカーボネート樹脂を安定的に製造できることを見出した。
 又、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を製造する方法において、ポリカーボネート樹脂を特定温度に設定されたヒーターを備えたバレルを有する押出機に供給することによっても、機械的強度および色相に優れたポリカーボネート樹脂を安定的に製造できることを見出した。
 すなわち、本発明の要旨は下記[1]~[21]に存する。
[1] 
 触媒ならびに、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物及び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、生成し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を製造する方法であって、
 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ジヒドロキシ化合物を含み、
 下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が環状エーテル構造を有する化合物を含み、
 前記ポリカーボネート樹脂を前記押出機に供給する際の温度が180℃以上250℃未満であるポリカーボネート樹脂の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(但し、上記一般式(1)で表される部位が-CH-O-Hの一部である場合を除く。)
[2]
 前記押出機を経て得られたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が80℃以上145℃未満である上記[1]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[3]
 前記押出機を構成するバレルが複数のヒーターを備えており、これらのヒーターのうち少なくとも一つのヒーター設定温度を100℃以上250℃未満にする上記[1]又は[2]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[4]
 全ての前記ヒーターの設定温度が100℃以上250℃未満である上記[3]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[5]
 前記ヒーターの設定温度を、前記押出機のポリカーボネート樹脂供給側に隣接するヒーター設定温度より高くしない上記[3]又は[4]に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[6]
 エステル交換反応により重縮合させ生成し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上記[1]乃至[5]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[7]
 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、前記エレメントの少なくとも1つがニーディングディスクであり、前記ニーディングディスクの合計の長さが、前記スクリュー全体の長さの20%以下である上記[1]乃至[6]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[8]
 前記押出機で1時間当たりに押し出す樹脂の重量をW(kg/h)、前記押出機のバレルの断面積をS(m)とした場合に、下記式(5)を満たす上記[1]乃至[7]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
 12000 ≦ W/S ≦ 60000 ・・・(5)
[9]
 前記押出機を経て得られた前記ポリカーボネート樹脂の、塩化メチレン中、濃度0.6g/dL、温度20.0℃±0.1℃で測定した還元粘度(ηsp/c)が、0.3dL/g以上1.2dL/g以下である上記[1]乃至[8]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[10]
 前記押出機を経て得られたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が、90℃以上140℃以下である上記[1]乃至[9]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[11]
 前記押出機を経て得られた前記ポリカーボネート樹脂中に含まれる芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量が0.1wt%未満である上記[1]乃至[10]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[12]
 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上記[1]乃至[11]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[13]
 前記押出機を用いて、熱安定剤を混練する操作を行う上記[1]乃至[12]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[14]
 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種の金属の化合物である上記[1]乃至[13]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[15]
 前記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が、イソソルビドである上記[1]乃至[14]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[16]
 前記ジヒドロキシ化合物として、更に脂環式ジヒドロキシ化合物を用いる上記[1]乃至[15]のいずれか1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
[17]
 上記[1]乃至[16]のいずれか1に記載の製造方法によって得られたイエローインデックス値が30以下であるポリカーボネート樹脂。
[18]
 上記[1]乃至[16]のいずれか1に記載の製造方法によって得られたポリカーボネート樹脂、又は上記[17]に記載のポリカーボネート樹脂であって、前記樹脂を厚さ35μm±5μmのフィルムに成形した際に、前記フィルムに含まれる最大長が25μm以上の異物が1000個/m以下であるポリカーボネート樹脂。
[19]
 上記[17]又は[18]に記載のポリカーボネート樹脂を成形して得られ、厚さが20μm~200μmであるポリカーボネート樹脂フィルム。
[20]
 触媒ならびに、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物及び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、生成し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ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、
 前記押出機に供給されるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が80℃以上145℃未満であり、
 前記ポリカーボネート樹脂を前記押出機に供給する際の温度が180℃以上250℃未満であるポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(但し、上記一般式(1)で表される部位が-CH-O-Hの一部である場合を除く。)
[21]
 触媒ならびに、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物及び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、生成し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を製造する方法であって、
 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ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、
 前記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が環状エーテル構造を有する化合物であり、
 前記押出機を構成するバレルが複数のヒーターを備えており、これらのヒーターのうち少なくとも一つのヒーター設定温度を100℃以上250℃未満にするポリカーボネート樹脂の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(但し、上記一般式(1)で表される部位が-CH-O-Hの一部である場合を除く。)
 本発明によれば、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を、効率的にかつ安定して製造することが可能になる。
図1は、本発明にかかる製造工程の例を示す工程図である。
 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。
 また、本明細書において“質量%”と“重量%”、“質量ppm”と“重量ppm”、及び“質量部”と“重量部”とは、それぞれ同義である。また、単に“ppm”と記載した場合は、“重量ppm”のことを示す。
 本発明のポリカーボネート樹脂の製造方法は、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、生成したポリカーボネート樹脂を、特定温度で押出機に供給し、ポリカーボネート樹脂を製造する方法であって、更に詳しくは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ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が環状エーテル構造を有する化合物を含み、前記押出機に供給する際の温度が180℃以上250℃未満であることを特徴とするものであり、好ましくは、前記押出機に供給されるポリカーボネート樹脂及び押出機を経て得られるポリカーボネート樹脂のうち少なくとも一方のガラス転移温度が80℃以上145℃未満であることにより、上記課題を解決するものである。
 また、本発明のポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法は、触媒ならびに、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物及び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、生成したポリカーボネート樹脂を、特定温度に設定した押出機に供給し、ポリカーボネート樹脂を製造する方法であって、更に詳しくは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ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、前記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が環状エーテル構造を有する化合物であり、該押出機のヒーターのうち少なくとも一つのヒーター設定温度を100℃以上250℃未満にすることにより、上記課題を解決するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(但し、上記一般式(1)で表される部位が-CH-O-Hの一部である場合を除く。)
 <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し(以下、「本発明のジヒドロキシ化合物」と称することがある。)、更に該ジヒドロキシ化合物が環状エーテル構造を有する化合物を含む。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。
 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;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-(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、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が挙げられる。中でも、耐熱性や延伸時の位相差付与、低光弾性係数の観点からイソソルビドやスピログリコール等、環状エーテル構造を有する化合物、特に環状エーテル構造を2個有する化合物が好ましく、一方、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、フィルムに成形した際の靭性付与の観点からは、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い。本発明では、本発明のジヒドロキシ化合物として、環状エーテル構造を有する化合物を含むが、これにより、上述の通り、耐熱性や延伸時の位相差付与等の利点が得られる。ここで、特に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が好ましい。尚、環状エーテル構造を有する化合物は、剛直であり、得られるポリカーボネート樹脂の機械的物性を高くできる反面、高温で着色しやすいが、本発明の方法によれば、着色を抑制する効果が得られる。特に環状エーテル構造を2個有する化合物を用いる場合、前記効果は一層大きくなる。これらのジヒドロキシ化合物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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 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。
 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。
 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、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-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)フルオレン等の芳香族ビスフェノール類が挙げられる。
 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、中でも重合反応性と靭性改良の観点からは、1,4-シクロヘキサンジメタノールが好ましい。
 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。本発明のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を有するモノマーの使用量が多すぎると、得られるポリカーボネート樹脂の溶融粘度が高くなり、小さい目開きのフィルターを用いた濾過が困難になって異物が増加したり、ペレット化やフィルム製膜が困難になったりする可能性がある。好ましくは90モル%以下であるとよく、85モル%以下であると好ましく、80モル%以下であると特に好ましい。
 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。
 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。
 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る。
 上記酸化分解物を含まない本発明のジヒドロキシ化合物を得るために、また、前述の塩基性安定剤を除去するためには、保管後に原料として用いる前に蒸留精製を行うことができる。この場合の蒸留とはバッチ式蒸留であっても、連続式蒸留であっても良く、特に限定されない。蒸留の条件としてはアルゴンや窒素などの不活性ガス雰囲気において、減圧下で蒸留を実施することが好ましく、酸素を完全に除去するために、蒸留前や蒸留中に不活性ガスを蒸留液中に流通させることもできる。熱による変性を抑制するためには、250℃以下がよく、好ましくは200℃以下、特には180℃以下の条件で行うことが好ましい。
 このような蒸留精製で、本発明のジヒドロキシ化合物中の蟻酸含有量を20重量ppm以下、好ましくは10重量ppm以下、特に好ましくは5重量ppm以下にすることは、前記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をポリカーボネート樹脂の製造原料として使用した際に、重合反応性を損なうことなく色相や熱安定性に優れたポリカーボネート樹脂の製造において有効である。なお、前記の蟻酸含有量の値はイオンクロマトグラフィーで測定される値である。
(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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(A、Aは、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数1~18の脂肪族または置換もしくは無置換の芳香族基であり、AとAは同一であっても異なっていてもよい。)
 AおよびAの好ましいものは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基であり、より好ましいのは無置換の芳香族炭化水素基である。尚、脂肪族炭化水素基の置換基としては、エステル基、エーテル基、カルボン酸、アミド基、ハロゲンが挙げられ、芳香族炭化水素基の置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基が挙げられる。
 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(以下「DPC」と称することがある)、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。
 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、一方、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。
 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。
 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ったり、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、押出時や成型時にガスの発生を招いたりする場合がある。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、結果的に得られる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。
 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。
(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。
 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2族金属化合物のうち少なくとも一方が使用され、より好ましくは長周期型周期表第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種の金属化合物が使用される。
 前記の1族金属化合物及び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。
 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。
 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く、最も好ましくはカルシウム化合物である。
 なお、前記の1族金属化合物及び2族金属化合物のうち少なくとも一方と共に、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、重合反応中に揮発してトラブルの原因となる可能性があるため、1族金属化合物及び2族金属化合物のうち少なくとも一方のみを使用することが特に好ましい。
 前記の併用可能な塩基性ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ酸、テトラエチルホウ酸、テトラプロピルホウ酸、テトラブチルホウ酸、トリメチルエチルホウ酸、トリメチルベンジルホウ酸、トリメチルフェニルホウ酸、トリエチルメチルホウ酸、トリエチルベンジルホウ酸、トリエチルフェニルホウ酸、トリブチルベンジルホウ酸、トリブチルフェニルホウ酸、テトラフェニルホウ酸、ベンジルトリフェニルホウ酸、メチルトリフェニルホウ酸、ブチルトリフェニルホウ酸等のナトリウム塩、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。
 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。
 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。
 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。
 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であり、好ましくは0.5μmol~50μmol、更に好ましくは0.5μmol~20μmol、特に好ましくは1μmol~5μmol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20μmol、好ましくは10μmol、さらに好ましくは3μmol、特に好ましくは1.5μmol、中でも1.0μmolが好適である。
 前記触媒の使用量が少なすぎると、重縮合反応が進行し難くなり、所望の分子量のポリカーボネート樹脂が得られなくなる可能性がある。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を悪化させたり、異物の原因になったりする可能性がある。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これらの化合物の合計量は、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。
 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。
 <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が、中でも品質の安定化の観点からは連続式が好ましい。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。
 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。
 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。
 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が、中でも反応器毎に段階的に温度を上昇させ、段階的に圧力を減少させた設定とすることが好ましい。
 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。
 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。
 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。
 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℃上、好ましくは220℃以上、270℃以下、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃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。
 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、若しくは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。
 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、燃料や化学品の原料として用いることが好ましい。特には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。
(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、フィルターを用いて濾過することが好ましい。中でも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し、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ことが好ましい。
 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、フィルターを用いて濾過してペレット化する方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
 濾過に必要な圧力を発生させるために、最終重合反応器からギヤポンプやスクリュー等を用いて溶融状態でポリカーボネート樹脂を抜き出し、前記フィルターで濾過する方法;
 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;
 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;
 又は最終重合反応器から溶融状態でポリカーボネート樹脂を排出し、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、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。
 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、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。
(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、その他のジヒドロキシ化合物として1,4-シクロヘキサンジメタノール(CHDM)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。
 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、均一な原料混合溶融液が得られる。
 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。
 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、連続的に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。
 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、ギヤポンプ4bが設けられる。
 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。
 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。
 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。
 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)が設けられ、副生物が連続的に固化回収される。
 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。ギヤポンプ4cと押出機15aを繋ぐ配管は熱媒が外部に流れるジャケット型の二重管となっていることが好ましく、熱媒の温度はポリカーボネート樹脂の粘度や配管の圧力損失、ポリカーボネート樹脂の熱安定性を考慮し適宜決めることができるが、高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化やガスの発生を招く可能性があるため、通常300℃以下、好ましくは280℃以下、より好ましくは260℃以下、特に好ましくは250℃以下、中でも240℃以下が最適である。一方、低すぎると配管での圧力損失が大きくなり、配管径を大きくする必要があるが、同時にポリカーボネート樹脂の配管中での滞留時間が長くなり熱劣化を招く可能性があるため、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上、特に好ましくは210℃以上、中でも220℃以上が最適である。
 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。
 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固化した後、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。
 ギヤポンプ4c、4dの種類についての制限はないが、中でもギヤポンプの吐出側から一部のポリマーを、バルブを介してグランド部に導き、一定の圧力を軸封部にかけ、吸込口へ戻す回路を有し、シール部にグランドパッキンを用いない自己循環型シール式ギヤポンプが異物低減の観点から好ましい。
<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の形態は限定されるものではないが、バレル(別名シリンダーとも呼ぶことがある)の温度調整を行うため複数のヒーターを連ねて、バレル内部に一軸又は二軸のスクリューを備えた押出機が好ましい。
 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。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。
 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)ペンタエリスリチルジホスファイト、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)ペンタエリスリチルジホスファイト、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリチルジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリチルジホスファイト等のリン系熱安定剤;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]、ペンタエリスリチルテトラキス[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、ペンタエリスリチルテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリチルテトラキス(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、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。
 リン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)ペンタエリスリチルジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリチ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。
 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。
 ここで、フェノール系酸化防止剤(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。
 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。
 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、ペンタエリスリチルモノステアレート、ペンタエリスリチルテトラステアレート、ペンタエリスリチ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、ペンタエリスリチ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。
 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。
 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。
 さらにまた、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傾向がある。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。
 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。
 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、複数のエレメント(スクリューエレメント)から構成されており、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、樹脂の混練を目的としたニーディングディスク、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、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。
 本発明においては、これらスクリューエレメントの構成は限定されるものではないが、ニーディングディスクを有するものであることが好ましく、中でも該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20%以下であることが好ましく、より好ましくは15%以下、最も好ましくは10%以下である。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ため、該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%以上であることが好ましく、5%以上がより好ましい。
 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。
 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。
 本発明において、前記押出機に溶融状態のままでポリカーボネート樹脂を供給する場合の樹脂の温度は180℃以上であることが必要で、200℃以上であることが好ましく、中でも215℃以上、特には220℃以上が好適である。またその上限は、250℃未満である必要があり、中でも245℃未満、さらには240℃未満、特には235℃未満であることが好ましい。前記押出機に供給するポリカーボネート樹脂の温度が低すぎると、押出機の負荷が増して押出操作が不安定になったり、押出機が過負荷で停止したりする可能性があるだけでなく、押出機内での剪断発熱が大きくなり、結果的にポリカーボネート樹脂の劣化を招く可能性があり、該温度が高すぎ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。
 前記押出機へ供給するポリカーボネート樹脂の温度は、最終重合反応器の内温を制御する他、押出機へポリカーボネート樹脂を供給する配管の温度を制御したり、熱交換器を設けたりする等の方法で制御することができる。
 また、重縮合により得られたポリカーボネート樹脂を一旦冷却した後、改めて加熱溶融してから前記押出機に供給する場合も、その供給する際のポリカーボネート樹脂の温度は、上記と同様の温度条件を満たすことが必要である。
 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℃以上であることが好ましく、更に好ましくは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、得られたポリカーボネート樹脂を成形品にする際に使用分野が限定されてしまう。
 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。
 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145℃未満であることが好ましく、更に好ましくは140℃以下、特に好ましくは135℃以下である。
 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。
 尚、押出機から排出され、必要によりフィルターを通して得られるポリカーボネート樹脂は、通常、押出機及びフィルターでの処理でガラス転移温度が実質的に変わらないため、押出機に供給されたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度がおおむね継承される。又、ガラス転移温度の測定は、押出機を経て最終的に得られるポリカーボネート樹脂を使用する方が、押出機に供給するポリカーボネートを使用するより簡便で現実的である。従って、本発明においては、押出機に供給するポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は、後述の実施例のように、押出機を経て得られるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度に代えることが可能である。この場合、押出機を経て得られるポリカーボネート樹脂の好ましいガラス転移温度は、当然押出機に供給されるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度の好ましい範囲と同じである。
 本発明において用いられる前記押出機の形態としては、バレル(別名シリンダーとも呼ぶことがある)の温度調整を行うため複数のヒーターを連ねて、バレル内部に一軸又は二軸のスクリューを備えた押出機が好ましい。
 上記のような条件で供給されたポリカーボネート樹脂は、前記スクリューを包む連続したバレルを、複数のヒーターで外部から加熱、又は冷却しながら押し出される。本発明では少なくとも一つのヒーター設定温度が250℃未満であることが好ましく、より好ましくは240℃以下、更に好ましくは220℃以下、特に好ましくは200℃以下である。このようにヒーターを設定することで、それ以上の温度に樹脂が加熱されている場合はそこで冷却されることになり、ポリカーボネート樹脂が熱によって劣化することを抑制する。ヒーターの一部が上記の温度の上限を超えていても本発明は実施可能であるが、過熱をより徹底して防ぐためには、全てのヒーターが上記の250℃未満であることがより好ましい。
 一方で、過熱を防ぐことを目的として250℃未満に設定する前記ヒーターは、少なくとも一つのヒーター設定温度が100℃以上であることが好ましい。押出機バレルに低温すぎる部分があると、そこでポリカーボネート樹脂がバレルと接触する部分で急冷されて粘度が増大し、剪断発熱が大きくなってかえってポリカーボネート樹脂の劣化を促進したり、スクリューを回転させているモーターの負荷が上がったりする場合がある。ヒーターの設定温度は、好ましくは120℃以上、さらに好ましくは140℃以上、特に好ましくは160℃以上である。尚、上記と同じ理由で全てのヒーターが100℃以上であるのが好ましい。
 前記押出機中では剪断発熱のため、特に出口に近づくほど、樹脂は高温になりやすい。このため、低温の部分はより出口側にあることが好ましい。すなわち、それぞれのヒーターは、ポリカーボネート樹脂の供給側の隣接するヒーターと同じか、より低い設定温度であるとよい。換言すれば、ポリカーボネート樹脂の供給側に隣接するヒーターより高くないことが好ましい。具体的には、押出機のポリカーボネート樹脂供給側に隣接するヒーター設定温度より、5℃以上低いことが好ましく、10℃以上低いことが更に好ましい。ただし、急冷しすぎるとポリカーボネート樹脂の粘度が増大して、かえって局所過熱を招くことがあるため、供給側に隣接するヒーターに対する温度差は、50℃以下であることが好ましい。
 特に好ましくは、最も入口側のヒーターの設定温度が200℃以上250℃未満であり、最も出口側のヒーターの設定温度が100℃以上220℃以下である。
 なお、スクリュー回転による剪断発熱を織り込んで、供給されるポリカーボネート樹脂の温度を下げすぎたり、供給されるポリカーボネート樹脂の温度を押出機内で下げようとして、押出機のヒーター設定温度を過度に下げたりすると、押出機への負荷が増して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、本発明の方法においては、前記押出機に導入されるポリカーボネート樹脂の温度と、ダイスから吐出されるポリカーボネート樹脂の温度の差が50℃以内であることが好ましく、より好ましくは30℃以内、特に好ましくは20℃以内である。
 本発明においては、前記押出機で1時間当たりに押し出す樹脂の重量をW(kg/h)、前記押出機のバレルの断面積をS(m)とした場合に、下記式(5)を満たすことが好ましい。
 12000 ≦ W/S ≦ 60000 ・・・(5)
 W/Sが小さ過ぎると、処理するポリカーボネート樹脂量に対して押出機の大きさが過大になるだけでなく、押出機内での滞留時間が増大し、ポリカーボネート樹脂の分子量低下や着色等の劣化を招く可能性があるため、その下限は好ましくは15000、更に好ましくは20000、特に好ましくは25000である。一方、大き過ぎると、押出機の大きさに対し過大なポリカーボネート樹脂が供給され、脱揮効率の低下、剪断発熱によるポリカーボネート樹脂の劣化を招く可能性があるため、その上限は、好ましくは50000、更に好ましくは40000、特に好ましくは35000である。
 さらにまた、本発明において、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、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260℃未満である。前記押出機から排出されたポリカーボネート樹脂が280℃以上では、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。
 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、前記押出機に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のがよいが、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。
 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、上記のヒーター温度の設定とともに、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。
(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。
 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。
 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。
 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(6)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) (6)
(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)
 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、金属、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。
 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成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。
 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。
 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。
 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。
 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、前記濾過前のポリカーボネート樹脂が前記フィルターの格納容器の下部から供給され、濾過後のポリカーボネート樹脂が該格納容器の上部から排出されていることが好ましい。
 また、フィルター格納容器の内容積(m)を、ポリカーボネート樹脂流量(m/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。
 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。
 本発明の方法において、前記フィルターユニットは通常その外側に複数のブロックからなるヒーターを設置し温度制御を行うが、その設定温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化を招くことがあるため、通常280℃以下、好ましくは260℃以下、特に好ましくは250℃以下に設定する。一方、設定温度が低すぎると溶融粘度が高くなって、フィルターで濾過することが困難になるため、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、特に好ましくは200℃以上とする。
 また、前記フィルターユニットから排出されたポリカーボネート樹脂をダイスに導くための配管も通常その外部にヒーターを設置するが、その設定温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化を招くことがあるため、通常280℃以下、好ましくは260℃以下、特に好ましくは250℃以下に設定する。一方、設定温度が低すぎると溶融粘度が高くなって、配管での圧力損失が大きくなるため、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、特に好ましくは200℃以上とする。さらにフィルターユニット出口からダイスまでのポリカーボネート樹脂の滞留時間が長いとポリカーボネート樹脂の劣化を招くことがあるため、通常1~30分、好ましくは3~20分とする。
 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、ガスの発生や、色相の悪化、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。
 前記ダイスには、通常ヒーターを設置するが、その設定温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂の劣化を招くことがあるため、通常280℃以下、好ましくは260℃以下、特に好ましくは250℃以下に設定する。一方、設定温度が低すぎると溶融粘度が高くなって、配管での圧力損失が大きくなるため、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、特に好ましくは200℃以上とする。
 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。
 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(7)を満たすことが好ましい。
Y-X≦50     (7)
 より好ましくはY-X≦30、更に好ましくはY-X≦15、特に好ましくはY-X≦10、最も好ましくはY-X≦5である。Y-Xが30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る。
 本発明の方法において、前記フィルターを用いる場合には、フィルター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(8)を満たすことが好ましい。
 Y-x≦10     (8)
 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る。
 また、本発明の方法において、x-Xは押出機での末端二重結合の増加を示すが、その値は好ましくは30μeq/g以下、より好ましくは、20μeq/g以下、特に好ましくは10μeq/g以下、中でも5μeq/g以下が好適である。x-Xが30μeq/gを越えると、押出機内での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の配管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る。
 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(9)を満たすことが好ましい。
 0.8<B/a<1.1     (9)
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。
 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(10)を満たすことが好ましい。
 0.8<B/A<1.1     (10)
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。
 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。
 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。
 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。
(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反応を行う前に、予め原料濾過フィルターで濾過するのも有効である。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
(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のガラス転移温度は、前述の通り、前記押出機に供給するポリカーボネート樹脂のガラス転移温度と実質同じであり、好ましくは80℃以上であり、更に好ましくは85℃以上、特に好ましくは90℃以上である。一方、好ましくは145℃未満であり、更に好ましくは140℃以下、特に好ましくは135℃以下である。
 本発明の方法で得られるポリカーボネート樹脂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。
 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以下である。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、フィルムに成形した後、延伸操作を行う場合は延伸切れを招く可能性がある。一方、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、濾過や押出時の剪断発熱で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。
 本発明の方法で得られるポリカーボネート樹脂の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。
 また、本発明で得られるポリカーボネート樹脂の下記構造式(11)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記構造式(11)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。
 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。
 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。
 本発明の方法で得られたポリカーボネート樹脂は、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。
 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が安定的に得られるため、該樹脂を用いて成形された厚さ35μm±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/m以下、より好ましくは、500個/m以下、更に好ましくは400個/m以下、最も好ましくは200個/m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を光学用途に用いる際に特に好適である。本発明のポリカーボネート樹脂を成形して得られるフィルムの厚さは、用途に応じて特に限定されないが、通常20μm~200μm程度である。
 本発明の方法で得られたポリカーボネート樹脂は例えば、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。
 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を提供することができる。なお、ポリカーボネート樹脂フィルムの製造にあたっては、一旦上記のような手順でポリカーボネート樹脂ペレットを製造した後にそのペレットを使用して製造するだけでなく、ペレット状態を経由することなくフィルムに成形して製造してもよい。
 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。
(1)酸素濃度の測定
 重合反応装置内の酸素濃度を、酸素計(AMI社製:1000RS)を使用し、測定した。
(2)還元粘度の測定
 ポリカーボネート樹脂ペレットを、溶媒として塩化メチレンを用いて溶解し、0.6g/dLの濃度のポリカーボネート溶液を調製した。森友理化工業社製ウベローデ型粘度管を用いて、温度20.0℃±0.1℃で測定を行い、溶媒の通過時間tと溶液の通過時間tから次式より相対粘度ηrelを求め、
  ηrel=t/t
 相対粘度から次式より比粘度ηspを求めた。
  ηsp=(ηrel-η)/η=ηrel-1
 比粘度を濃度c(g/dL)で除して、還元粘度ηsp/cを求めた。この値が高いほど分子量が大きい。
(3)末端フェニル基濃度、末端二重結合濃度の測定
 ポリカーボネート樹脂ペレット約30mgを秤取し、重クロロホルム約0.7mLに溶解させ溶液とし、1,1,2,2-テトラブロモエタンを内標として既知量添加し、これを内径5mmのNMR用チューブに入れ、日本電子(株)製JNM-AL400(共鳴周波数400MHz)を用いて常温でHNMRスペクトルを測定し、内標と末端フェニル基、末端二重結合に基づくシグナル強度比より求めた。
 ポリカーボネート30mgを秤取し、重クロロホルム約0.7mLに溶解し、これを内径5mmのNMR用チューブに入れ、H NMRスペクトルを測定した。各末端基と各ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に基づくシグナルの強度比より末端フェニル基、末端ヒドロキシ基、および末端二重結合の量を定量した。用いた装置や条件は、次のとおりである。
・装置:日本電子社製JNM-AL400(共鳴周波数400MHz)
・測定温度:常温
・緩和時間:6秒
・積算回数:512回
 本発明で例示するISBとCHDMの共重合ポリカーボネートの場合のH NMRの解析は以下のとおり行う。次のピークの積分値を算出する。
(a):5.6-4.8ppm:全ISB構造単位由来(プロトン数:3、分子量:172.14)
(b):2.2-0.5ppm:全CHDM構造単位由来(プロトン数:10、分子量:170.21)
(c):4.4ppm:ISBの末端ヒドロキシ基由来(プロトン数:1、分子量:173.14)
(d):3.6-3.5ppm:ISBの末端ヒドロキシ基由来(プロトン数:1、分子量:173.14)とCHDMの末端ヒドロキシ基由来(プロトン数:2、分子量:171.21)
(e):3.5-3.4ppm:CHDMの末端ヒドロキシ基由来(プロトン数:2、分子量:171.21)とISBの末端二重結合由来(プロトン数:1、分子量:155.13)
(f):2.6ppm:ISBの末端ヒドロキシ基由来(プロトン数:1、分子量:173.14)
(g):6.7-6.5ppm:ISBの末端二重結合由来(プロトン数:1、分子量:155.13)
(h):2.3ppm:CHDMの末端二重結合由来(プロトン数:2、分子量:153.20)
(i):7.5-7.3ppm:末端フェニル基由来(プロトン数:2、分子量:93.10)
<各構造のモル数に相当する値>
・全ISB構造単位:(a)積分値/3=(a’)
・全CHDM構造単位:(b)積分値/10=(b’)
・ISBの末端ヒドロキシ基:(c)積分値+(f)積分値=(c’)
・CHDMの末端ヒドロキシ基:{(d)積分値-(f)積分値}/2+{(e)積分値-(g)積分値)}/2=(d’)
・ISBの末端二重結合:(g)積分値=(e’)
・CHDMの末端二重結合:(h)積分値/2=(f’)
・末端フェニル基:(i)積分値/2=(g’)
<各末端基の量(単位:μeq/g)>
・ISBの末端ヒドロキシ基量:(c’)/(i’)×1000000
・CHDMの末端ヒドロキシ基量:(δ’)/(i’)×1000000
・ISBの末端二重結合量:(e’)/(i’)×1000000
・CHDMの末端二重結合量:(f’)/(i’)×1000000
・末端フェニル基量:(g’)/(i’)×1000000
ただし、(i’)=(a’)×172.14+(b’)×170.21とする。
(4)フェノール含有量、DPC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。
(5)ガラス転移温度の測定
 示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製DSC6220)を用い、ポリカーボネート樹脂ペレットを適当な大きさに切ったもの約10mgを同社製アルミパンに入れて密封し、50mL/分の窒素気流下、昇温速度20℃/分で室温から250℃まで昇温した。3分間温度を保持した後、30℃まで20℃/分の速度で冷却した。30℃で3分保持し、再び200℃まで20℃/分の速度で昇温した。2回目の昇温で得られたDSCデータより、補外ガラス転移開始温度を求めた。
(6)ポリカーボネート樹脂ペレットの色相
 1cmセルに得られた樹脂ペレットを詰め、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。
(7)ポリカーボネート樹脂ペレット中の異物の定量
 Tダイを具備した20mm径の一軸押出機のバレル設定温度を、ペレットの供給側から210℃、220℃、230℃、230℃、220℃とし、冷却ロールを用いて厚さ35μm±5μmのフィルムを成形し、Optical Control System社製、Film Quality Testing System(型式FSA100)を使用し、1m当たりの25μm以上の異物数を測定した。
(8)射出成形評価
 ポリカーボネート樹脂のペレットを、ガラス転移温度より20℃低い温度で窒素雰囲気下、24時間乾燥した。次に、乾燥したポリカーボネート樹脂のペレットを射出成形機(日本製鋼所社製J75EII型)に供給し、樹脂温度220~230℃で、射出成形片(幅60mm×長さ60mm×厚さ3mm)を成形した。
(9)温水浸漬試験
 上記(7)で得られた射出成形品を80℃の温水に6時間浸漬し、挙動を観察した。
(10)溶融粘度(Pa・s)の測定
 120℃で、6hr乾燥した試料を、ダイス径1mmφ×10mmLを具備したキャピラリーレオメーター(東洋精機(株)製)を用いて、一定温度に加熱して剪断速度γ=9.12~1824(sec-1)間で測定し、91.2sec-1での溶融粘度を読み取った。
 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)
 尚、実施例1~10及び比較例1~2の詳細条件は表1に記載した。
[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、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、押出機のスクリュー全体を構成するエレメントの長さに占めるニーディングディスクの長さが6%の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0.1%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。
 押出機のバレルのヒーター温度の設定は、上流の4ブロック(C1~C4)を245℃、下流の6ブロック(C5~C10)を225℃とし、スクリュー回転数は250回転とした。この時、押出機に供給するポリカーボネート樹脂を一時抜き出し、温度の測定と各種分析を行った。結果を表1に示す。
 押出機で処理されたポリカーボネート樹脂は、その出口に設置したギヤポンプを経て、樹脂の入口が下部、出口が上部にあるフィルターユニットに供給した。フィルターユニットの手前でサンプリングした樹脂の温度、および各種測定値を表1に示す。フィルターユニットの内部には、目開き7μmのリーフディスクフィルター(日本ポール(株)製)を装着し、ポリカーボネート樹脂中の異物を除去した。該フィルターは、使用前に水蒸気雰囲気下、310℃で40時間、続いて空気雰囲気下420℃で52時間、焙焼処理を行い室温まで冷却した後、30重量%の硝酸水溶液に30分間浸漬し、酸化皮膜を形成させ、水洗および乾燥を行ったものを用いた。フィルターユニットは複数のブロックで構成されるヒーターが具備されており、それぞれの温度を230~240℃に設定した。フィルターユニットの出口側には、複数のブロックからなるヒーターを具備したポリマー配管を通じてダイスを設置し、ポリマー配管のヒーターの設定温度は220~230℃、ダイスのヒーターは220℃に設定した。該ダイスからクラス10000の清浄度に保持された部屋の中で、ポリカーボネート樹脂をストランドの形態で抜き出し、水槽で固化させて、回転式カッターでペレット化した。
 得られたペレットを射出成形し、温水浸漬試験を行ったが変形等の異常は認められなかった。分析値を表1に示す。
[実施例2]
 実施例1において、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]と、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイトを添加しなかった他は、実施例1と同様に行った。
[実施例3]
 第1重合反応器の内温を194℃、圧力を27kPa、第2重合反応器の内温を190℃、圧力を19kPa、第3重合反応器の内温を213℃、圧力を7.5kPa、第4重合反応器の入口付近の内温を214℃、出口付近の内温を228℃、圧力を0.7kPaとし、ダイスのヒーターを230℃に設定した以外は、実施例1と同様に行った。
[実施例4]
 第1重合反応器の内温を190℃、圧力を25kPa、第2重合反応器の内温を196℃、圧力を17.7kPa、第3重合反応器の内温を215℃、圧力を6.9kPa、第4重合反応器の入口付近の内温を218℃、出口付近の内温を232℃、圧力を0.9kPa、押出機のバレルのヒーター温度の設定を、上流の4ブロックを240℃、下流の6ブロックを185℃とした以外は、実施例1と同様に行った。
[実施例5]
 原料調製槽において、ISB/CHDM/DPCのモル比が70/30/100になるように調製し、第1重合反応器の内温を188℃、圧力を24.2kPa、第2重合反応器の内温を194℃、圧力を19.9kPa、第3重合反応器の内温を214℃、圧力を9.9kPa、第4重合反応器の入口付近の内温を218℃、出口付近の内温を232℃、圧力を0.1kPa、押出機のバレルのヒーター温度の設定を、上流の4ブロックを240℃、下流の6ブロックを195℃とした以外は、実施例1と同様に行った。
[実施例6]
 フィルターの目開きを22μmにした以外は実施例3と同様に行った。ポリマーフィルターでの圧力損失が小さくなり、分子量低下や二重結合末端増加は抑制傾向で、得られたポリカーボネート樹脂の色調も改善されたが、異物量が増加した。
[比較例1]
 第3重合反応器の内温を240℃、圧力4kPa、第4重合反応器の入口付近の内温を240℃、出口付近の内温を252℃、圧力を0.02kPaとし、押出機の樹脂供給温度を251℃とし、押出機のバレルのヒーター温度の設定を、上流の4ブロックが250℃、下流の6ブロックが245℃、スクリュー回転数を280rpm、フィルターユニットのヒーター設定温度を270~280℃、ポリマー配管のヒーターの設定温度を270~280℃、ダイスのヒーターを280℃に設定した以外は実施例1と同様に行った。ポリマーフィルターでの圧力損失は抑制される傾向にあったが、ダイスから吐出されるポリカーボネート樹脂の温度は285℃であり、著しく着色していた。また、ダイスからガスが発生してストランドが乱れ、ペレットを取得することができなかった。
[実施例7]
 原料調製槽において、ISB/DPCのモル比が100/100になるように調製した他は、実施例1と同様に行った。得られたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は160℃であった。得られたポリカーボネート樹脂ペレットのYIは46と実施例2より良好であった。但し、得られたポリカーボネート樹脂ペレットを用いて射出成形を行ったところ、離型用突き出しピンによって割れが発生し、成形品が得られなかった。同様に異物定量用のフィルムを成形することもできなかった。また、フィルムに靱性が不足しており、異物定量用のフィルムを成形することが難しかった。
[実施例8]
 原料調製槽において、ISB/1,6-HD/DPCのモル比が65/35/100になるように調製した他は、実施例1と同様に行った。得られたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は77℃であった。得られたポリカーボネート樹脂ペレットのYIは30と実施例2より良好であった。但し、得られたポリカーボネート樹脂ペレットを用いて射出成形を行ったところ、金型からの離型性が悪かった。温水浸漬試験を行ったところ、変形が見られた。
[比較例2]
 実施例1において、第3重合反応器の内温を240℃、圧力4kPa、第4重合反応器の入口付近の内温を240℃、出口付近の内温を252℃、圧力を0.02kPaとし、押出機の樹脂供給温度を251℃とし、押出機のバレルのヒーター温度の設定を、上流の4ブロックを260℃、下流の6ブロックを250℃とし、フィルターユニットのヒーター設定温度を240~250℃、ポリマー配管のヒーターの設定温度を240~250℃、ダイスのヒーターを240℃に設定した以外は実施例1と同様に行った。フィルター入口での還元粘度が低下し、ポリカーボネート樹脂の着色が著しく、ダイスからガスが発生してストランドが乱れ、ペレット化のロスが大きかった。
[実施例9]
 押出機のニーディングエレメントの比率を12%にした以外は、実施例6と同様に実施した。
[実施例10]
 第4重合反応器から押出機へポリカーボネート樹脂を供給する配管から一部のポリカーボネート樹脂を抜き出し、押出機への供給樹脂量を減らした他は、実施例9と同様に行った。
 各実施例及び比較例の結果を下記表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は2011年3月31日出願の日本特許出願(特願2011-077550)、及び2011年3月31日出願の日本特許出願(特願2011-077580)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
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 原料供給ポンプ
4b、4c、4d ギヤポンプ
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)

Claims (21)

  1.  触媒ならびに、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物及び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、生成し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を製造する方法であって、
     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ジヒドロキシ化合物を含み、
     下記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が環状エーテル構造を有する化合物を含み、
     前記ポリカーボネート樹脂を前記押出機に供給する際の温度が180℃以上250℃未満であるポリカーボネート樹脂の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (但し、上記一般式(1)で表される部位が-CH-O-Hの一部である場合を除く。)
  2.  前記押出機を経て得られたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が80℃以上145℃未満である請求項1に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  3.  前記押出機を構成するバレルが複数のヒーターを備えており、これらのヒーターのうち少なくとも一つのヒーター設定温度を100℃以上250℃未満にする請求項1又は2に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  4.  全ての前記ヒーターの設定温度が100℃以上250℃未満である請求項3に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  5.  前記ヒーターの設定温度を、前記押出機のポリカーボネート樹脂供給側に隣接するヒーター設定温度より高くしない請求項3又は4に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  6.  エステル交換反応により重縮合させ生成し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請求項1乃至5のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  7.  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、前記エレメントの少なくとも1つがニーディングディスクであり、前記ニーディングディスクの合計の長さが、前記スクリュー全体の長さの20%以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  8.  前記押出機で1時間当たりに押し出す樹脂の重量をW(kg/h)、前記押出機のバレルの断面積をS(m)とした場合に、下記式(5)を満たす請求項1乃至7のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
     12000 ≦ W/S ≦ 60000 ・・・(5)
  9.  前記押出機を経て得られた前記ポリカーボネート樹脂の、塩化メチレン中、濃度0.6g/dL、温度20.0℃±0.1℃で測定した還元粘度(ηsp/c)が、0.3dL/g以上1.2dL/g以下である請求項1乃至8のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  10.  前記押出機を経て得られたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が、90℃以上140℃以下である請求項1乃至9のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  11.  前記押出機を経て得られた前記ポリカーボネート樹脂中に含まれる芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量が0.1wt%未満である請求項1乃至10のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  12.  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請求項1乃至11のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  13.  前記押出機を用いて、熱安定剤を混練する操作を行う請求項1乃至12のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  14.  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種の金属の化合物である請求項1乃至13のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  15.  前記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が、イソソルビドである請求項1乃至14のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  16.  前記ジヒドロキシ化合物として、更に脂環式ジヒドロキシ化合物を用いる請求項1乃至15のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
  17.  請求項1乃至16のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたイエローインデックス値が30以下であるポリカーボネート樹脂。
  18.  請求項1乃至16のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたポリカーボネート樹脂、又は請求項17に記載のポリカーボネート樹脂であって、前記樹脂を厚さ35μm±5μmのフィルムに成形した際に、前記フィルムに含まれる最大長が25μm以上の異物が1000個/m以下であるポリカーボネート樹脂。
  19.  請求項17又は18に記載のポリカーボネート樹脂を成形して得られ、厚さが20μm~200μmであるポリカーボネート樹脂フィルム。
  20.  触媒ならびに、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物及び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、生成し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ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、
     前記押出機に供給されるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が80℃以上145℃未満であり、
     前記ポリカーボネート樹脂を前記押出機に供給する際の温度が180℃以上250℃未満であるポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (但し、上記一般式(1)で表される部位が-CH-O-Hの一部である場合を除く。)
  21.  触媒ならびに、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物及び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、生成し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を製造する方法であって、
     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ジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、
     前記一般式(1)で表される部位を有するジヒドロキシ化合物が環状エーテル構造を有する化合物であり、
     前記押出機を構成するバレルが複数のヒーターを備えており、これらのヒーターのうち少なくとも一つのヒーター設定温度を100℃以上250℃未満にするポリカーボネート樹脂の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (但し、上記一般式(1)で表される部位が-CH-O-Hの一部である場合を除く。)
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