JP5320905B2 - Method for producing aromatic polycarbonate resin - Google Patents
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Description
本発明は、芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法に関し、詳しくは、エステル交換法の反応条件の変更による切替運転により、粘度平均分子量(Mv)や分岐化度が異なる異種グレードの製品を得る芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an aromatic polycarbonate resin, and more specifically, an aromatic polycarbonate for obtaining products of different grades having different viscosity average molecular weight (Mv) and degree of branching by switching operation by changing reaction conditions of the transesterification method. The present invention relates to a method for producing a resin.
芳香族ポリカーボネート樹脂は、エステル交換法により、触媒の存在下、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを溶融状態で重縮合し、副生するフェノール類を脱離しながら製造される。そして、粘度平均分子量(Mv)や分岐化度が異なる異種グレードの製品を得る場合は、一つの製造設備を使用した一連のプロセスの中で反応(重縮合)条件を変更する切替運転が行われる。そして、例えば、Mvが大きい製品から小さい製品への切替運転を行った場合、定常状態(前の反応条件の影響が消失してMvの小さい製品の規格品が得られる状態)となる迄の期間を如何に短縮するかは、生産効率の観点から重要である。 The aromatic polycarbonate resin is produced by polycondensation of an aromatic dihydroxy compound and a carbonic acid diester in a molten state by the transesterification method in the presence of a catalyst, and desorbing by-product phenols. When obtaining different grades of products with different viscosity average molecular weights (Mv) and degrees of branching, a switching operation is performed to change the reaction (polycondensation) conditions in a series of processes using one manufacturing facility. . For example, when a switching operation from a product with a large Mv to a product with a small Mv is performed, a period until a steady state (a state in which a standard product of a product with a small Mv is obtained by eliminating the influence of the previous reaction condition) How to shorten is important from the viewpoint of production efficiency.
上記のような切替運転に言及した芳香族ポリカーボネート樹脂の製造法として、芳香族ポリカーボネート樹脂のフィッシュアイ数を追跡し、その変化に基づき、反応器の気相部の洗浄操作の時期を決定するように改良された方法が提案されている(特許文献1)。
上記の方法によれば、反応器の気相部の洗浄操作の時期を適切に決定でき、フィッシュアイ数が少なくて色相に優れた芳香族ポリカーボネート樹脂を効率良く製造することが出来るが、切替運転を行った後の定常状態となる迄の期間を如何に短縮するかについては何ら考慮されていない。 According to the above method, it is possible to appropriately determine the timing of the washing operation of the gas phase portion of the reactor, and it is possible to efficiently produce an aromatic polycarbonate resin having a small number of fish eyes and excellent hue, but switching operation No consideration is given to how to shorten the period until the steady state is reached after performing.
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、エステル交換法の反応条件の変更による切替運転により、粘度平均分子量(Mv)又は分岐化度が異なる異種グレードの製品を得る芳香族ポリカーボネート樹脂を製造するに際し、切替運転を行った後の定常状態となる迄の期間を短縮し、フィッシュアイ数が少なくて色相に優れた芳香族ポリカーボネート樹脂を効率良く製造し得るように改良された芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to obtain a different grade product having different viscosity average molecular weight (Mv) or degree of branching by switching operation by changing reaction conditions of the transesterification method. When the aromatic polycarbonate resin is manufactured, the period until the steady state is reached after the switching operation is shortened, and the aromatic polycarbonate resin having a small number of fish eyes and excellent hue can be efficiently manufactured. Another object of the present invention is to provide a method for producing an aromatic polycarbonate resin.
すなわち、本発明の第1の要旨は、粘度平均分子量Maを有するポリカーボネート樹脂Aを製造後、製造条件を変更し、同一の製造設備を使用して粘度平均分子量Maより小さい粘度平均分子量Mbを有するポリカーボネート樹脂Bを製造するポリカーボネート樹脂の製造方法であって、当該製造方法は、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物とのエステル交換反応を行う重縮合工程と、得られた溶融状態の芳香族ポリカーボネート樹脂を溶融押出機によりポリマーフィルターを通過させて異物を除去する精製工程とを少なくとも有し、ポリマーフィルターは、ポリカーボネート樹脂Aを得る場合は開口径の大きなポリマーフィルターを使用し、ポリカーボネート樹脂Bを得る場合はそれよりも開口径の小さなポリマーフィルターを使用するようになされ、そして、ポリカーボネート樹脂Aからポリカーボネート樹脂Bへの切り替えに際し、開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えると共に、切り替え2時間前のフィッシュアイ数と、切り替え1時間前のフィッシュアイ数との差が10個以下であることを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法に存する。 That is, the first gist of the present invention is that after producing the polycarbonate resin A having the viscosity average molecular weight Ma, the production conditions are changed, and the viscosity average molecular weight Mb is smaller than the viscosity average molecular weight Ma using the same production equipment. A polycarbonate resin production method for producing a polycarbonate resin B, the production method comprising a polycondensation step in which an ester exchange reaction between an aromatic dihydroxy compound and a carbonic acid diester compound is performed, and the resulting aromatic polycarbonate resin in a molten state And at least a purification step of removing foreign substances by passing the polymer filter through a melt extruder. When obtaining the polycarbonate resin A, the polymer filter uses a polymer filter having a large opening diameter to obtain the polycarbonate resin B. Is a polymer filter with a smaller opening diameter When switching from polycarbonate resin A to polycarbonate resin B, switch to a polymer filter with a small opening diameter, the number of fish eyes 2 hours before switching, and the number of fish eyes 1 hour before switching The difference is 10 or less. The method lies in a method for producing an aromatic polycarbonate resin.
そして、本発明の第2の要旨は、分岐化度Ncを有するポリカーボネート樹脂Cを製造後、製造条件を変更し、同一の製造設備を使用して分岐化度Ncより小さい分岐化度Ndを有するポリカーボネート樹脂Dを製造するポリカーボネート樹脂の製造方法であって、当該製造方法は、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物とのエステル交換反応を行う重縮合工程と、得られた溶融状態の芳香族ポリカーボネート樹脂を溶融押出機によりポリマーフィルターを通過させて異物を除去する精製工程とを少なくとも有し、ポリマーフィルターは、ポリカーボネート樹脂Cを得る場合は開口径の大きなポリマーフィルターを使用し、ポリカーボネート樹脂Dを得る場合はそれよりも開口径の小さなポリマーフィルターを使用するようになされ、そして、ポリカーボネート樹脂Cからポリカーボネート樹脂Dへの切り替えに際し、開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えると共に、切り替え2時間前のフィッシュアイ数と、切り替え1時間前のフィッシュアイ数との差が10個以下であることを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法に存する。 The second gist of the present invention is that after the polycarbonate resin C having the branching degree Nc is manufactured, the manufacturing conditions are changed and the branching degree Nd is smaller than the branching degree Nc using the same manufacturing equipment. A polycarbonate resin production method for producing a polycarbonate resin D, the production method comprising a polycondensation step for performing an ester exchange reaction between an aromatic dihydroxy compound and a carbonic acid diester compound, and the resulting aromatic polycarbonate resin in a molten state And at least a purification step of removing foreign matters by passing the polymer filter through a melt extruder. When obtaining a polycarbonate resin C, the polymer filter uses a polymer filter having a large opening diameter to obtain a polycarbonate resin D. Use a polymer filter with a smaller aperture. When switching from the polycarbonate resin C to the polycarbonate resin D, the polymer filter is switched to a small opening diameter, and the difference between the number of fish eyes 2 hours before the switching and the number of fish eyes 1 hour before the switching is 10 It exists in the manufacturing method of aromatic polycarbonate resin characterized by the following.
本発明によれば、粘度平均分子量(Mv)や分岐化度が異なる異種グレードにおいて、フィッシュアイ数が少なくて色相に優れた芳香族ポリカーボネート樹脂を効率良く製造することが出来る。 According to the present invention, an aromatic polycarbonate resin having a small number of fish eyes and an excellent hue can be efficiently produced in different grades having different viscosity average molecular weights (Mv) and degrees of branching.
以下、本発明を詳細に説明する。本発明においては、原料として芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを使用する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, an aromatic dihydroxy compound and a carbonic acid diester are used as raw materials.
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:ビスフェノールA)、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:テトラブロモビスフェノールA)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、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(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1−トリクロロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサクロロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;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−3−メチルフェニル)フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノール類;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'−ジメチルジフェニルエーテル等のジヒドロキシジアリールエーテル類;4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4'−ジヒドロキシ−3,3'−ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシジアリールスルフィド類;4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4'−ジヒドロキシ−3,3'−ジメチルジフェニルスルホキシド等のジヒドロキシジアリールスルホキシド類;4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4'−ジヒドロキシ−3,3'−ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類;ハイドロキノン、レゾルシン、4,4'−ジヒドロキシジフェニル等が挙げられる。これらの中では、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン類が好ましく、特に耐衝撃性の点からビスフェノールAが好ましい。さらに、難燃性を高める目的で、上記の芳香族ジヒドロキシ化合物にスルホン酸テトラアルキルホスホニウムが1個以上結合した化合物も使用することが出来る。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、二種以上を組み合わせて使用してもよい。 As aromatic dihydroxy compounds, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (also known as bisphenol A), 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane (also known as tetrabromobisphenol) A), bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) octane 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 1,1-bis (3-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5) -Dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (3-bromo-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5 Dichloro-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-phenyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1-bis (4 -Hydroxyphenyl) -1-phenylethane, bis (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1-trichloropropane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) ) -1,1,1,3,3,3-hexachloropropane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane and the like bis (hydroxyaryl) ) Alkanes; 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclopentane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cycl Hexane, bis (hydroxyaryl) cycloalkanes such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9- Cardio structure-containing bisphenols such as bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene; dihydroxydiaryl ethers such as 4,4′-dihydroxydiphenyl ether and 4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethyldiphenyl ether; 4 , 4′-dihydroxydiphenyl sulfide, dihydroxydiaryl sulfides such as 4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethyldiphenyl sulfide; 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfoxide, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′ -Dimethyldiphenyl sulfoxide, etc. Dihydroxy diaryl sulfoxides; dihydroxy diaryl sulfones such as 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethyldiphenyl sulfone; hydroquinone, resorcin, 4,4′-dihydroxydiphenyl, etc. Can be mentioned. Among these, bis (4-hydroxyphenyl) alkanes are preferable, and bisphenol A is particularly preferable from the viewpoint of impact resistance. Furthermore, for the purpose of enhancing flame retardancy, a compound in which one or more tetraalkylphosphonium sulfonates are bonded to the above aromatic dihydroxy compound can also be used. These aromatic dihydroxy compounds may be used in combination of two or more.
炭酸ジエステルとしては、以下の一般式(1)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the carbonic acid diester include compounds represented by the following general formula (1).
ここで、一般式(1)中、A'は、置換されていてもよい、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状の1価の炭化水素基である。2つのA'は、同一でも相互に異なっていてもよい。なお、A'上の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜炭素数10のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、ビニル基、シアノ基、エステル基、アミド基、ニトロ基などが例示される。 Here, in the general formula (1), A ′ is a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted. Two A ′ may be the same or different from each other. In addition, as a substituent on A ′, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, a phenoxy group, a vinyl group, a cyano group, an ester group, an amide Examples include a group and a nitro group.
炭酸ジエステルの具体例としては、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−t−ブチルカーボネート等のジアルキルカーボネートが挙げられる。これらの中では、ジフェニルカーボネート(以下、DPCと略記することがある。)、置換ジフェニルカーボネートが好ましい。これらの炭酸ジエステルは、2種以上を混合して使用することが出来る。 Specific examples of the carbonic acid diester include substituted diphenyl carbonates such as diphenyl carbonate and ditolyl carbonate, and dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-t-butyl carbonate. Among these, diphenyl carbonate (hereinafter sometimes abbreviated as DPC) and substituted diphenyl carbonate are preferable. These carbonic acid diesters can be used in combination of two or more.
また、上記の炭酸ジエステルは、その一部をジカルボン酸またはジカルボン酸エステルで置換してもよく、その割合は、通常50モル%以下、好ましくは30モル%以下である。代表的なジカルボン酸またはジカルボン酸エステルとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル等が挙げられる。このようなジカルボン酸またはジカルボン酸エステルで置換した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。 The carbonic acid diester may be partially substituted with dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester, and the ratio is usually 50 mol% or less, preferably 30 mol% or less. Examples of typical dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester include terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl terephthalate, and diphenyl isophthalate. When substituted with such a dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester, a polyester carbonate is obtained.
また、炭酸ジエステル(上記の置換したジカルボン酸またはジカルボン酸エステルを含む。以下同じ。)は、芳香族ジヒドロキシ化合物に対して過剰に使用される。即ち、芳香族ジヒドロキシ化合物に対する炭酸ジエステルの割合(モル比)は、通常1.00〜1.30、好ましくは1.01〜1.20、更に好ましくは1.05〜1.20である。モル比が過度に小さい場合は、得られる芳香族ポリカーボネートの末端ヒドロキシル基が多くなり、樹脂の熱安定性が悪化する傾向となる。また、モル比が過度に大きい場合は、エステル交換の反応速度が低下し、所望の分子量を有する芳香族ポリカーボネートの生産が困難となる傾向となる他、樹脂中の炭酸ジエステルの残存量が多くなり、成形加工時や成形品としたときの臭気の原因となることがある。従って、末端ヒドロキシル基量は100ppm以上であることが好ましい。このような末端ヒドロキシル基量とすることにより、分子量の低下を抑制でき、色調もより良好となる。 Carbonic acid diesters (including the above-mentioned substituted dicarboxylic acids or dicarboxylic acid esters; the same applies hereinafter) are used in excess with respect to the aromatic dihydroxy compound. That is, the ratio (molar ratio) of the carbonic acid diester to the aromatic dihydroxy compound is usually 1.00 to 1.30, preferably 1.01 to 1.20, and more preferably 1.05 to 1.20. When the molar ratio is excessively small, the terminal hydroxyl groups of the resulting aromatic polycarbonate increase, and the thermal stability of the resin tends to deteriorate. If the molar ratio is excessively large, the transesterification reaction rate decreases, and it becomes difficult to produce an aromatic polycarbonate having a desired molecular weight, and the residual amount of carbonic acid diester in the resin increases. It may cause odors during molding or when it is used as a molded product. Therefore, the amount of terminal hydroxyl groups is preferably 100 ppm or more. By setting it as the amount of such a terminal hydroxyl group, the fall of molecular weight can be suppressed and a color tone becomes more favorable.
一般的に、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率を調節したり、反応時の減圧度を調整したりすることにより、所望の分子量および末端ヒドロキシル基量を有するポリカーボネートが得られる。より積極的な方法として、反応時に、別途、末端停止剤を添加する周知の調節方法もある。この際の末端停止剤としては、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類が挙げられる。末端ヒドロキシル基量は、製品ポリカーボネートの熱安定性、加水分解安定性、色調などに大きな影響を及ぼす。末端ヒドロキシル基量は、用途にもよるが、実用的な物性を持たせるためには、通常1,000ppm以下、好ましくは700ppm以下である。 Generally, a polycarbonate having a desired molecular weight and terminal hydroxyl group amount can be obtained by adjusting the mixing ratio of the carbonic acid diester and the aromatic dihydroxy compound or adjusting the degree of vacuum during the reaction. As a more aggressive method, there is a well-known adjustment method in which a terminal terminator is added separately during the reaction. In this case, examples of the terminal terminator include monohydric phenols, monovalent carboxylic acids, and carbonic acid diesters. The amount of terminal hydroxyl groups greatly affects the thermal stability, hydrolysis stability, color tone, etc. of the product polycarbonate. The amount of terminal hydroxyl groups is usually 1,000 ppm or less, preferably 700 ppm or less in order to give practical physical properties although it depends on the use.
エステル交換触媒は、特に制限されないが、アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物が好ましい。また、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、アミン系化合物などの塩基性化合物を併用することも可能である。これらのエステル交換触媒の中では、実用的観点からアルカリ金属化合物が好ましい。これらのエステル交換触媒は2種類以上を組み合わせて使用してもよい。エステル交換触媒の使用量は、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対し、通常1×10−9〜1×10−1モル、好ましくは1×10−7〜1×10−3モル、更に好ましくは1×10−7〜1×10−6モルの範囲である。 The transesterification catalyst is not particularly limited, but an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound is preferable. In addition, a basic compound such as a basic boron compound, a basic phosphorus compound, a basic ammonium compound, or an amine compound can be used in combination. Among these transesterification catalysts, alkali metal compounds are preferable from a practical viewpoint. These transesterification catalysts may be used in combination of two or more. The amount of the transesterification catalyst used is usually 1 × 10 −9 to 1 × 10 −1 mol, preferably 1 × 10 −7 to 1 × 10 −3 mol, more preferably 1 to 1 mol of the aromatic dihydroxy compound. It is the range of * 10 < -7 > -1 * 10 <-6> mol.
アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素化合物などの無機アルカリ金属化合物;アルカリ金属のアルコール類(又はフェノール類)、有機カルボン酸類との塩などの有機アルカリ金属化合物が挙げられる。ここで、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられる。これらのアルカリ金属化合物の中では、セシウム化合物が好ましく、特に、炭酸セシウム、炭酸水素セシウム又は水酸化セシウムが好ましい。 Examples of the alkali metal compound include inorganic alkali metal compounds such as alkali metal hydroxides, carbonates and hydrogencarbonate compounds; organic alkali metal compounds such as alkali metal alcohols (or phenols) and salts with organic carboxylic acids. Can be mentioned. Here, examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. Among these alkali metal compounds, cesium compounds are preferable, and cesium carbonate, cesium hydrogen carbonate, or cesium hydroxide is particularly preferable.
芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法は、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物とのエステル交換反応を行う重縮合工程と、得られた溶融状態の芳香族ポリカーボネート樹脂を溶融押出機によりポリマーフィルターを通過させて異物を除去する精製工程とを少なくとも有する。 A method for producing an aromatic polycarbonate resin includes a polycondensation step in which an ester exchange reaction between an aromatic dihydroxy compound and a carbonic acid diester compound is performed, and the obtained aromatic polycarbonate resin is passed through a polymer filter by a melt extruder. And a purification step for removing foreign substances.
先ず、原料調製工程として、窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下、バッチ式、半回分式または連続式の撹拌槽型の装置を使用し、原料の混合溶融液を調製する。溶融混合の温度は、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物としてビスフェノールAを使用し、炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネートを使用する場合は、通常120〜180℃、好ましくは125〜160℃の範囲である。 First, as a raw material preparation step, a batch, semi-batch or continuous stirring tank type apparatus is used in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon to prepare a raw material mixed melt. For example, when bisphenol A is used as the aromatic dihydroxy compound and diphenyl carbonate is used as the carbonic acid diester, the temperature of the melt mixing is usually 120 to 180 ° C, preferably 125 to 160 ° C.
次いで、重縮合工程として、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物とのエステル交換反応を行う。エステル交換反応は、通常2段階以上、好ましくは3段〜7段の多段方式で連続的に行われる。各槽の具体的な反応条件としては、温度:150〜320℃、圧力:常圧ないし減圧(1.01×106Pa〜1.3Pa)、平均滞留時間:5〜150分である。 Next, as a polycondensation step, an ester exchange reaction between the aromatic dihydroxy compound and the carbonic acid diester compound is performed. The transesterification reaction is usually carried out continuously in a multistage system of two or more stages, preferably 3 to 7 stages. Specific reaction conditions for each tank are temperature: 150 to 320 ° C., pressure: normal pressure to reduced pressure (1.01 × 10 6 Pa to 1.3 Pa), and average residence time: 5 to 150 minutes.
そして、多段方式の各反応器においては、重縮合反応の進行と共に副生するフェノールをより効果的に系外に除去するため、上記の反応条件内において、段階的により高温、より高真空に設定し、最終的には2Torr(266.6Pa)以下の減圧とする。これにより、芳香族ヒドロキシ化合物などの副生成物を除去しながら溶融重縮合反応を行うことが出来る。なお、得られる芳香族ポリカーボネートの色相などの品質低下を防止するため、上記の範囲内で出来るだけ低温かつ短滞留時間の設定が好ましい。 And in each multi-stage reactor, in order to more effectively remove the by-produced phenol out of the system as the polycondensation reaction proceeds, the reaction conditions are set to higher temperature and higher vacuum step by step. Finally, the pressure is reduced to 2 Torr (266.6 Pa) or less. Thereby, a melt polycondensation reaction can be performed while removing by-products such as aromatic hydroxy compounds. In order to prevent quality deterioration such as hue of the aromatic polycarbonate obtained, it is preferable to set the temperature and the residence time as short as possible within the above range.
溶融重縮合は、バッチ式または連続的に行うことが出来るが、本発明の樹脂組成物の安定性などを考慮すると、連続式が好ましい。触媒の失活剤としては、当該触媒を中和する化合物、例えば、イオウ含有酸性化合物またはそれより形成される誘導体を使用することが出来る。触媒を中和する化合物の使用量は、当該触媒が含有するアルカリ金属に対し、通常0.5〜10当量、好ましくは1〜5当量の範囲である。更に加えて、触媒を中和する化合物のポリカーボネートに対する使用割合は、通常1〜100ppm、好ましくは1〜20ppmの範囲である。 The melt polycondensation can be carried out batchwise or continuously, but the continuous method is preferred in consideration of the stability of the resin composition of the present invention. As a catalyst deactivator, a compound that neutralizes the catalyst, for example, a sulfur-containing acidic compound or a derivative formed therefrom can be used. The usage-amount of the compound which neutralizes a catalyst is 0.5-10 equivalent normally with respect to the alkali metal which the said catalyst contains, Preferably it is the range of 1-5 equivalent. In addition, the ratio of the compound that neutralizes the catalyst to the polycarbonate is usually in the range of 1 to 100 ppm, preferably 1 to 20 ppm.
芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、特に制限されないが、通常は10,000以上、好ましくは15,000以上である。 The viscosity average molecular weight of the aromatic polycarbonate resin is not particularly limited, but is usually 10,000 or more, preferably 15,000 or more.
異物を除去する精製工程で使用するポリマーフィルターとは、芳香族ポリカーボネート樹脂中に存在する異物を濾過して除去するフィルターであり、その形態は、一般には、キャンドル型、プリーツ型、リーフディスク型などの公知のものが使用できるが、特にリーフディスク型ポリマーフィルターが好ましい。リーフディスク型は、通常、円板形であり、種々の線径および開口率を有する織金網を1種以上使用して1層以上重ねたものが使用される。織りの種類は、平織、綾織、平畳織、綾畳織などがあり、また、不織布でもよい。材質は、通常、SUS−316、SUS−316L等のステンレス系が使用されるが、焼結金属や樹脂を使用することも可能である。また、絶対濾過精度は、通常0.5〜50μm、好ましくは0.5〜20μmである。なお、溶融押出機としては、通常、ベント式の単軸または多軸押出機が挙げられるが、特に、噛み合い型二軸押出機が好ましく、スクリュー回転方向は同方向回転でも異方向回転でもよい。 The polymer filter used in the purification process to remove foreign substances is a filter that filters out foreign substances present in the aromatic polycarbonate resin, and its form is generally a candle type, a pleat type, a leaf disk type, etc. Among them, a leaf disk type polymer filter is particularly preferable. The leaf disk type is usually a disk shape, and one or more layers of woven wire meshes having various wire diameters and aperture ratios are used. The types of weaving include plain weave, twill weave, plain tatami weave, twill tatami weave, and may be non-woven fabric. As the material, stainless steel such as SUS-316 or SUS-316L is usually used, but sintered metal or resin can also be used. Moreover, absolute filtration precision is 0.5-50 micrometers normally, Preferably it is 0.5-20 micrometers. In addition, as a melt extruder, although a vent type single-screw or multi-screw extruder is usually mentioned, a meshing type twin screw extruder is particularly preferable, and the screw rotation direction may be the same direction rotation or different direction rotation.
本発明は、粘度平均分子量Maを有するポリカーボネート樹脂Aを製造後、製造条件を変更し、同一の製造設備を使用して粘度平均分子量Maより小さい粘度平均分子量Mbを有するポリカーボネート樹脂Bを製造するポリカーボネート樹脂の製造方法である。上記の粘度平均分子量Maは、通常15,000以上、好ましくは20,000以上、更に好ましくは23,000以上であり、その上限は通常100,000である。上記の粘度平均分子量Mbの下限は、通常10,000、好ましくは13,000、更に好ましくは15,000未満である。そして、粘度平均分子量MaとMbの差は、通常1,000以上、好ましくは2,000以上、更に好ましくは3,000以上である。 In the present invention, a polycarbonate resin A having a viscosity average molecular weight Mb smaller than the viscosity average molecular weight Ma is produced using the same production equipment after the production of the polycarbonate resin A having the viscosity average molecular weight Ma is changed. It is a manufacturing method of resin. The viscosity average molecular weight Ma is usually 15,000 or more, preferably 20,000 or more, more preferably 23,000 or more, and the upper limit is usually 100,000. The lower limit of the viscosity average molecular weight Mb is usually 10,000, preferably 13,000, more preferably less than 15,000. And the difference of viscosity average molecular weight Ma and Mb is 1,000 or more normally, Preferably it is 2,000 or more, More preferably, it is 3,000 or more.
また、本発明は、分岐化度Ncを有するポリカーボネート樹脂Cを製造後、製造条件を変更し、同一の製造設備を使用して分岐化度Ncより小さい分岐化度Ndを有するポリカーボネート樹脂Dを製造するポリカーボネート樹脂の製造方法である。上記の分岐化度Ncは、通常0.2〜1モル%、好ましくは0.3〜1モル%、更に好ましくは0.4〜1モル%である。また、上記の分岐化度Ndは、通常0.05〜0.5モル%、好ましくは0.1〜0.5モル%、更に好ましくは0.2〜0.5モル%である。そして、分岐化度NcとNdの差は、通常0.01モル%以上、好ましく0.05モル%以上、更に好ましくは0.10モル%以上である。 In the present invention, after manufacturing the polycarbonate resin C having the branching degree Nc, the manufacturing conditions are changed, and the polycarbonate resin D having the branching degree Nd smaller than the branching degree Nc is manufactured using the same manufacturing equipment. It is the manufacturing method of the polycarbonate resin to do. The degree of branching Nc is usually 0.2 to 1 mol%, preferably 0.3 to 1 mol%, more preferably 0.4 to 1 mol%. Moreover, said branching degree Nd is 0.05-0.5 mol% normally, Preferably it is 0.1-0.5 mol%, More preferably, it is 0.2-0.5 mol%. The difference between the branching degrees Nc and Nd is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.05 mol% or more, and more preferably 0.10 mol% or more.
斯かる切り替えは、前述の特開平2−153925号公報に記載された方法と同様であり、触媒濃度、重縮合温度、反応器内の滞留時間などの反応条件の変更によって行われる。エステル交換法による芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法では、重縮合時に分岐構造単位の生成を完全に回避することは困難であり、特に粘度平均分子量(Mv)の大きなグレードでは必然的に重縮合温度や触媒濃度を上げざるを得ず、分岐構造単位に由来すると推測されるフィッシュアイ数は増加する傾向にある。 Such switching is the same as the method described in the above-mentioned JP-A-2-153925, and is performed by changing reaction conditions such as catalyst concentration, polycondensation temperature and residence time in the reactor. In the method for producing an aromatic polycarbonate resin by the transesterification method, it is difficult to completely avoid the formation of a branched structural unit during polycondensation. In particular, in a grade having a large viscosity average molecular weight (Mv), the polycondensation temperature or There is no choice but to increase the catalyst concentration, and the number of fish eyes estimated to be derived from the branched structural unit tends to increase.
また、溶融押出機に装着されるポリマーフィルターが粘度平均分子量(Mv)によって選定される場合では、ポリマーフィルターは、ポリカーボネート樹脂Aを得る場合は開口径の大きなポリマーフィルターを使用し、ポリカーボネート樹脂Bを得る場合はそれよりも開口径の小さなポリマーフィルターを使用するようになされ、そして、ポリカーボネート樹脂Aからポリカーボネート樹脂Bへの切り替えに際し、開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えると共に、切り替え2時間前のフィッシュアイ数と、切り替え1時間前のフィッシュアイ数との差が10個以下である。Mvが高い場合に開口径の大きなポリマーフィルターを使用する理由は、異物除去率の少しの低下と引き換えに、粘度に依存する圧力損失が過度に大きくなるのを防止し、ポリマーフィルターの破損を防止するためである。なお、上記の開口径の大小は相対的なものであり、具体的に使用するポリマーフィルターの開口径は目的とする樹脂の品質(フィッシュアイ含量など)によって決定される。 In addition, when the polymer filter to be attached to the melt extruder is selected based on the viscosity average molecular weight (Mv), when obtaining the polycarbonate resin A, the polymer filter is a polymer filter having a large opening diameter. When obtaining, a polymer filter having a smaller opening diameter is used, and when switching from polycarbonate resin A to polycarbonate resin B, a switch is made to a polymer filter having a smaller opening diameter, and the fish eye two hours before the switching is used. The difference between the number and the number of fish eyes one hour before switching is 10 or less. The reason for using a polymer filter with a large opening diameter when the Mv is high is that the pressure loss depending on the viscosity is prevented from becoming excessively large and the polymer filter is prevented from being damaged in exchange for a slight decrease in the foreign matter removal rate. It is to do. The size of the opening diameter is relative, and the opening diameter of the polymer filter specifically used is determined by the quality of the target resin (fisheye content, etc.).
一方、溶融押出機に装着されるポリマーフィルターが分岐化度によって選定される場合では、ポリマーフィルターは、ポリカーボネート樹脂Cを得る場合は開口径の大きなポリマーフィルターを使用し、ポリカーボネート樹脂Dを得る場合はそれよりも開口径の小さなポリマーフィルターを使用するようになされ、そして、ポリカーボネート樹脂Cからポリカーボネート樹脂Dへの切り替えに際し、開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えると共に、切り替え2時間前のフィッシュアイ数と、切り替え1時間前のフィッシュアイ数との差が10個以下である。その理由は、分岐化度が高い場合には低剪断速度領域の溶融粘度が分岐化度が小さい場合に比べて大きくなるため結果的に上記のMvが高い場合と同様の現象が起こるからである。 On the other hand, when the polymer filter mounted on the melt extruder is selected according to the degree of branching, the polymer filter is a polymer filter having a large opening diameter when the polycarbonate resin C is obtained, and the polycarbonate filter D when the polymer filter is obtained. A polymer filter with a smaller opening diameter is used, and when switching from polycarbonate resin C to polycarbonate resin D, the polymer filter is switched to a polymer filter with a smaller opening diameter, and the number of fish eyes 2 hours before switching, The difference from the number of fish eyes one hour before switching is 10 or less. The reason for this is that when the degree of branching is high, the melt viscosity in the low shear rate region becomes larger than when the degree of branching is small, and as a result, the same phenomenon as when the above Mv is high occurs. .
本発明の特徴は、粘度平均分子量(Mv)が大きい製品から小さい製品への切替運転や分岐化度が大きい製品から小さい製品への切替運転に際し、反応条件を変更した後に、直ちに開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えず、前述のように、ポリマーフィルターを通過した芳香族ポリカーボネート樹脂のフィッシュアイ数を追跡し、その変化に基づいて開口径の小さなポリマーフィルターに切り替える点にある。 The feature of the present invention is that, when switching from a product having a large viscosity average molecular weight (Mv) to a small product or switching from a product having a high degree of branching to a product having a small degree of branching, immediately after changing the reaction conditions, the opening diameter is small. Instead of switching to the polymer filter, as described above, the number of fish eyes of the aromatic polycarbonate resin that has passed through the polymer filter is tracked, and based on the change, the polymer filter is switched to a polymer filter having a small opening diameter.
粘度平均分子量(Mv)が大きい製品から小さい製品への切替運転に際し、反応条件を変更した後に、直ちに開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えた場合は次のような問題がある。すなわち、反応条件を切り替えた場合、比較的早い時期に反応系内の芳香族ポリカーボネート樹脂のMvは小さくなる(低粘度となる)ものの、切り替え前のMvが大きい製品を得ていた際に生じたフィッシュアイ数が増加した状態は暫くの間続き漸次に消滅する。そして、反応系が定常状態に到る。従って、開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えることにより、濾過が困難となり、その結果、異物を含む芳香族ポリカーボネート樹脂が長期間に亘ってポリマーフィルターから排出されこととなる。 When switching from a product having a large viscosity average molecular weight (Mv) to a product having a small viscosity, after changing the reaction conditions and immediately switching to a polymer filter having a small opening diameter, there are the following problems. That is, when the reaction conditions were switched, the Mv of the aromatic polycarbonate resin in the reaction system became small (lower viscosity) at a relatively early time, but this occurred when a product with a large Mv before switching was obtained. The state in which the number of fish eyes has increased continues for a while and then gradually disappears. Then, the reaction system reaches a steady state. Therefore, by switching to a polymer filter having a small opening diameter, filtration becomes difficult, and as a result, the aromatic polycarbonate resin containing foreign substances is discharged from the polymer filter over a long period of time.
これに対し、上記のように反応条件を変更した後も開口径の大きなポリマーフィルターをそのまま使用した場合は、反応系内の芳香族ポリカーボネート樹脂のMvが小さくなる(低粘度となる)結果、異物を含む芳香族ポリカーボネート樹脂の濾過が促進される。 On the other hand, when a polymer filter having a large opening diameter is used as it is even after changing the reaction conditions as described above, the Mv of the aromatic polycarbonate resin in the reaction system becomes small (low viscosity), resulting in foreign matter. Filtration of aromatic polycarbonate resin containing is promoted.
分岐化度が大きい製品から小さい製品への切替運転に際し、反応条件を変更した後に、直ちに開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えた場合は次のような問題がある。すなわち、反応条件を切り替えた場合、比較的早い時期に反応系内の芳香族ポリカーボネート樹脂の分岐化度は小さくなるものの、切り替え前の分岐化度が大きい製品を得ていた際に生じたフィッシュアイ数が増加した状態は暫くの間続き漸次に消滅する。そして、反応系が定常状態に到る。従って、開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えることにより、濾過が困難となり、その結果、異物を含む芳香族ポリカーボネート樹脂が長期間に亘ってポリマーフィルターから排出されこととなる。 When switching from a product with a high degree of branching to a product with a small degree of branching, after changing the reaction conditions and immediately switching to a polymer filter with a small opening diameter, there are the following problems. That is, when the reaction conditions are switched, the degree of branching of the aromatic polycarbonate resin in the reaction system decreases relatively early, but the fish eye produced when a product with a large degree of branching before switching is obtained. The state in which the number has increased continues for a while and gradually disappears. Then, the reaction system reaches a steady state. Therefore, by switching to a polymer filter having a small opening diameter, filtration becomes difficult, and as a result, the aromatic polycarbonate resin containing foreign substances is discharged from the polymer filter over a long period of time.
これに対し、上記のように反応条件を変更した後も開口径の大きなポリマーフィルターをそのまま使用した場合は、反応系内の芳香族ポリカーボネート樹脂の分岐化度が小さくなる結果、異物を含む芳香族ポリカーボネート樹脂の濾過が促進される。 On the other hand, when a polymer filter having a large opening diameter is used as it is even after changing the reaction conditions as described above, the degree of branching of the aromatic polycarbonate resin in the reaction system is reduced, resulting in aromatics containing foreign substances. Filtration of polycarbonate resin is promoted.
本発明は、粘度平均分子量(Mv)或いは分岐化度が大きい製品から小さい製品への切替運転に際し、反応条件を変更した後にも変更前の開口径の大きなポリマーフィルターを暫くの間そのまま使用するが、斯かる状態が長くなると異物の除去率が低下したままとなり、Mv或いは分岐化度が小さい製品を得るための定常状態とならない。 In the present invention, when switching from a product having a large viscosity average molecular weight (Mv) or a degree of branching to a product having a small degree of branching, a polymer filter having a large opening diameter is used for a while after changing the reaction conditions. When such a state becomes longer, the removal rate of the foreign matter remains lowered, and a steady state for obtaining a product with a small Mv or a small degree of branching is not achieved.
そこで、本発明においては、ポリマーフィルターを通過した芳香族ポリカーボネート樹脂のフィッシュアイ数を追跡し、その変化に基づいて開口径の小さなポリマーフィルターに切り替えることとしている。反応条件を変更すると次のように推移する。すなわち、芳香族ポリカーボネート樹脂の溶融粘度は低下し、溶融押出機の圧力損失は低下し、ポリマーフィルターを通過した芳香族ポリカーボネート樹脂のフィッシュアイ数は漸次低下し、その後、略一定の値となる。 Therefore, in the present invention, the number of fish eyes of the aromatic polycarbonate resin that has passed through the polymer filter is tracked, and the polymer filter having a small opening diameter is switched based on the change. When the reaction conditions are changed, it changes as follows. That is, the melt viscosity of the aromatic polycarbonate resin is decreased, the pressure loss of the melt extruder is decreased, the number of fish eyes of the aromatic polycarbonate resin that has passed through the polymer filter is gradually decreased, and then becomes a substantially constant value.
本発明においては、上記のフィッシュアイ数の変動が減少し、略一定値となった時点をポリマーフィルターの切り替え時点として利用することが出来る。また、フィッシュアイ数の推移を示す蓄積されたデータに基づき予めポリマーフィルターの切り替え時点を求めておくことも出来る。ポリマーフィルターの切り替えは、溶融押出機の供給を一時停止して常法により行うことが出来る。上記の「フィッシュアイ数の変動が減少し、略一定値となる」とは、経時的にフィッシュアイ数を測定した場合、1時間前のフィッシュアイ数と現時点のフィッシュアイ数との差が10個以下であることを意味する。 In the present invention, the time point at which the fluctuation of the fisheye number is reduced and becomes a substantially constant value can be used as the polymer filter switching time point. In addition, it is possible to obtain the polymer filter switching time in advance based on accumulated data indicating the transition of the number of fish eyes. Switching of the polymer filter can be performed by a conventional method with the supply of the melt extruder temporarily stopped. The above-mentioned “change in the number of fish eyes is reduced to a substantially constant value” means that when the number of fish eyes is measured over time, the difference between the number of fish eyes one hour ago and the current number of fish eyes is 10 Means less than or equal to the number.
本発明によれば、粘度平均分子量(Mv)や分岐化度が異なる異種グレードにおいて、フィッシュアイ数が少なくて色相に優れた芳香族ポリカーボネート樹脂を効率良く製造することが出来る。本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂には、用途に応じ、従来公知の添加剤、例えば、他の熱可塑性樹脂、難燃剤、耐衝撃性改良剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、滑剤、防曇剤、天然油、合成油、ワックス、有機系充填剤、無機系充填剤を適宜選択して使用することが出来る。そして、本発明の製造方法で得られた芳香族ポリカーボネート樹脂は、機械部品、電気器具の部品、雑貨などの他、フィルム、シート、ボトル等として使用される。 According to the present invention, an aromatic polycarbonate resin having a small number of fish eyes and an excellent hue can be efficiently produced in different grades having different viscosity average molecular weights (Mv) and degrees of branching. For the aromatic polycarbonate resin of the present invention, conventionally known additives such as other thermoplastic resins, flame retardants, impact modifiers, antistatic agents, slip agents, antiblocking agents, lubricants, depending on the application. Antifogging agents, natural oils, synthetic oils, waxes, organic fillers, and inorganic fillers can be appropriately selected and used. And the aromatic polycarbonate resin obtained by the manufacturing method of this invention is used as a film, a sheet | seat, a bottle, etc. other than a machine part, the part of an electric appliance, miscellaneous goods, etc.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。芳香族ポリカーボネート樹脂の分析は以下の方法により行った。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples. Analysis of the aromatic polycarbonate resin was performed by the following method.
(1)粘度平均分子量(Mv):
ウベローデ粘度計を使用し、芳香族ポリカーボネート樹脂ペレット(試料)の塩化メチレン中20℃の極限粘度[η]を測定し、以下の式(1)及び(2)より求めた値を意味する。
(1) Viscosity average molecular weight (Mv):
By using an Ubbelohde viscometer, the intrinsic viscosity [η] at 20 ° C. in methylene chloride of an aromatic polycarbonate resin pellet (sample) is measured, and the value obtained from the following formulas (1) and (2) is meant.
[数1]
ηsp/C=[η]×(1+0.28ηsp) (1)
[η]=1.23×10−4×(Mv)0.83 (2)
(式(2)中、ηspは試料の塩化メチレン中20℃で測定した極限粘度[η]であり、Cはこの塩化メチレン溶液の濃度である。塩化メチレン溶液としては、試料の濃度が0.6g/dlの溶液を使用する。)
[Equation 1]
ηsp / C = [η] × (1 + 0.28ηsp) (1)
[Η] = 1.23 × 10 −4 × (Mv) 0.83 (2)
(In the formula (2), ηsp is the intrinsic viscosity [η] measured at 20 ° C. in the methylene chloride of the sample, and C is the concentration of the methylene chloride solution. (Use a 6 g / dl solution.)
(2)分岐化度:
分岐化度は、ビスフェノールA構造単位1モルに対する下記の式(1)〜(5)で表される分岐化合物の合計モル数の比(mol%)として表した。具体的には、各々の化合物の含有量は下記のようにして求めた。すなわち、芳香族ポリカーボネート(試料)1gを、塩化メチレン100mlに溶解した後、28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液18ml及びメタノール80mlを加え、更に、純水25mlを添加した後、室温で2時間攪拌して完全に加水分解した。その後、1規定塩酸を加えて中和し、塩化メチレン層を分離して加水分解物を得た。加水分解物0.05gをアセトニトリル10mlに溶解し、逆相の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用し測定を行った。逆相液体クロマトグラフィーにおいては、溶離液としてアセトニトリルと10mM酢酸アンモニウム水溶液とからなる混合溶媒を使用し、アセトニトリル/10mM酢酸アンモニウム水溶液比率を20/80からスタートし80/20までグラジュエントする条件下、カラム温度40℃で測定を行った。検出は波長280nmのUV検出器((株)島津製作所製「SPD−6A」)を使用した。そして、下記の式(1)〜(5)で表される分岐化合物は、Agilent(株)製「LC−MS(Agilent−1100」)及び日本電子製「NMR(AL−400)」を使用して同定し、各含有量は、ビスフェノールAの検量線を作成し、ビスフェノールAのピーク面積に対する各々のピーク面積より算出した。
(2) Degree of branching:
The degree of branching was expressed as the ratio (mol%) of the total number of moles of the branched compound represented by the following formulas (1) to (5) with respect to 1 mole of the bisphenol A structural unit. Specifically, the content of each compound was determined as follows. That is, 1 g of aromatic polycarbonate (sample) was dissolved in 100 ml of methylene chloride, 18 ml of 28% sodium methoxide methanol solution and 80 ml of methanol were added, and 25 ml of pure water was further added, followed by stirring at room temperature for 2 hours. Completely hydrolyzed. Thereafter, 1N hydrochloric acid was added for neutralization, and the methylene chloride layer was separated to obtain a hydrolyzate. 0.05 g of the hydrolyzate was dissolved in 10 ml of acetonitrile, and the measurement was performed using reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). In reverse phase liquid chromatography, a mixed solvent consisting of acetonitrile and 10 mM ammonium acetate aqueous solution is used as an eluent, and the column is used under the condition that the acetonitrile / 10 mM ammonium acetate aqueous solution ratio starts from 20/80 and is gradient to 80/20. The measurement was performed at a temperature of 40 ° C. For detection, a UV detector having a wavelength of 280 nm (“SPD-6A” manufactured by Shimadzu Corporation) was used. The branched compounds represented by the following formulas (1) to (5) use “LC-MS (Agilent-1100”) manufactured by Agilent, and “NMR (AL-400)” manufactured by JEOL. Each content was calculated from each peak area relative to the peak area of bisphenol A by preparing a calibration curve of bisphenol A.
(3)フィッシュアイ数:
先ず、130℃で5時間乾燥した芳香族ポリカーボネート樹脂ペレットを320℃で押出成形し、幅140mm、厚さ70μmのフィルムを得た。押出成形には、直径30mmの単軸押出機((株)いすず化工製)を使用した。次いで、光学式異物検査装置((株)ダイアインスツルメンツ製「GX40K」)を使用し、フィルムの中心から選択された幅(フィルムの中心から選択された幅)80mm×長さ1.7m×厚さ70μmのフィルム(体積952cm3)のフィッシュアイ(サイズ50〜500μm)数を測定した。すなわち、800mVの光量を使用し、吸収された100〜300mVの光量の範囲におけるフィッシュアイ数を(A)、300mV以上の光量の範囲の数を(B)として、次の式(3)より算出した。測定は2回行い、その平均値を示した。
(3) Number of fish eyes:
First, an aromatic polycarbonate resin pellet dried at 130 ° C. for 5 hours was extruded at 320 ° C. to obtain a film having a width of 140 mm and a thickness of 70 μm. A single screw extruder (manufactured by Isuzu Chemical Co., Ltd.) having a diameter of 30 mm was used for the extrusion molding. Next, using an optical foreign object inspection apparatus (“GX40K” manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.), a width selected from the center of the film (a width selected from the center of the film) 80 mm × length 1.7 m × thickness The number of fish eyes (size 50 to 500 μm) of a 70 μm film (volume 952 cm 3 ) was measured. That is, using a light amount of 800 mV, the number of fish eyes in the absorbed light amount range of 100 to 300 mV is (A), and the number of light amount ranges of 300 mV or more is (B). did. The measurement was performed twice and the average value was shown.
[数2]
フィッシュアイ数=(A)−(B) (3)
[Equation 2]
Number of fish eyes = (A)-(B) (3)
(4)色相:
芳香族ポリカーボネート樹脂ペレットを、120℃、5時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所製「J100SS−2」)を使用し、バレル温度300℃、金型温度90℃の条件下にて成形し、厚み3mm、一辺100mm角のシートを得た。そして、当該シートの色相を目視により判定した。
(4) Hue:
Aromatic polycarbonate resin pellets are dried at 120 ° C. for 5 hours and then molded using an injection molding machine (“J100SS-2” manufactured by Nippon Steel) under conditions of barrel temperature of 300 ° C. and mold temperature of 90 ° C. Thus, a sheet having a thickness of 3 mm and a side of 100 mm square was obtained. And the hue of the said sheet | seat was determined visually.
実施例1:
窒素ガス雰囲気下、ジフェニルカーボネート(DPC)とビスフェノールA(BPA)とを一定のモル比(DPC/BPA=1.050)に混合して原料溶融液を調製した。この原料溶融液を、88.7kg/時の流量で、原料導入管を介して、220℃、1.33×104Paに制御した容量100Lの第1竪型撹拌反応器内に連続供給し、平均滞留時間が60分になるように、反応器底部のポリマー排出ラインに設けられたバルブ開度を制御しつつ、液面レベルを一定に保った。また、原料溶融液の供給を開始すると同時に、触媒として、ビスフェノールA1モルに対し、1.0μモル(金属量としてビスフェノールA1モルに対し2.0μモル)の割合で炭酸セシウム水溶液を連続供給した。
Example 1:
In a nitrogen gas atmosphere, diphenyl carbonate (DPC) and bisphenol A (BPA) were mixed at a constant molar ratio (DPC / BPA = 1.050) to prepare a raw material melt. This raw material melt was continuously supplied into the first vertical stirring reactor having a capacity of 100 L controlled at 220 ° C. and 1.33 × 10 4 Pa through the raw material introduction pipe at a flow rate of 88.7 kg / hour. The liquid level was kept constant while controlling the valve opening degree provided in the polymer discharge line at the bottom of the reactor so that the average residence time was 60 minutes. At the same time as starting the supply of the raw material melt, an aqueous cesium carbonate solution was continuously supplied as a catalyst at a ratio of 1.0 μmol (as a metal amount, 2.0 μmol with respect to 1 mol of bisphenol A) with respect to 1 mol of bisphenol A.
反応器底部より排出された反応液は、引き続き、第2、第3の竪型攪拌反応器(容量100L)及び第4の横型反応器(容量150L)に逐次連続供給され、第4反応器底部のポリマー排出口から抜き出された。次に、溶融状態のままで、このポリマーをダイ出口にポリマーフィルターを設置した2軸押出機(スクリュー径0.046m、L/D=36)に送入し、p−トルエンスルホン酸ブチル(触媒として使用した炭酸セシウムに対して4倍モル量)を連続して混練し、ダイからストランド状で抜き出し、カッターで切断し、高分子量グレード(Mv:25,500)の芳香族ポリカーボネート樹脂ペレットを得た。 The reaction liquid discharged from the bottom of the reactor is continuously continuously supplied to the second and third vertical stirring reactors (capacity 100 L) and the fourth horizontal reactor (capacity 150 L), and the bottom of the fourth reactor From the polymer outlet. Next, in the molten state, this polymer was fed into a twin-screw extruder (screw diameter 0.046 m, L / D = 36) having a polymer filter installed at the die outlet, and p-toluenesulfonate (catalyst) Is continuously kneaded, extracted in a strand form from the die, and cut with a cutter to obtain high molecular weight grade (Mv: 25,500) aromatic polycarbonate resin pellets. It was.
第2〜第4反応器での反応条件は、夫々、第2反応器(240℃、2.00×103Pa、75rpm)、第3反応器(270℃、66.7Pa、75rpm)、第4反応器(290℃、67Pa、5rpm)とし、反応の進行と共に、高温、高真空、低攪拌速度に条件設定した。また、反応の間は、第2と3反応器の平均滞留時間が60分、第4反応器の平均滞留時間が90分となるように液面レベルの制御を行い、また、同時に副生するフェノールの留去も行った。 The reaction conditions in the second to fourth reactors were the second reactor (240 ° C., 2.00 × 10 3 Pa, 75 rpm), the third reactor (270 ° C., 66.7 Pa, 75 rpm), the second reactor, respectively. Four reactors (290 ° C., 67 Pa, 5 rpm) were used, and conditions were set for high temperature, high vacuum, and low stirring speed as the reaction proceeded. Further, during the reaction, the liquid level is controlled so that the average residence time of the second and third reactors is 60 minutes and the average residence time of the fourth reactor is 90 minutes. Phenol was also distilled off.
また、ポリマーフィルターとしては、リーフディスク型ポリマーフィルター市販品(長瀬産業(株)製、絶対濾過精度50μmの金属不織布型(材質:SUS316L)のリーフディスク90枚をセンターポストに装着したもの(ポリマーフィルターA)を使用した。 In addition, as a polymer filter, a commercially available leaf disk type polymer filter (manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd., with a metal nonwoven fabric type (material: SUS316L) having an absolute filtration accuracy of 50 μm mounted on a center post (polymer filter) A) was used.
上記運転を連続して1ヶ月間行い、その後、DPC/BPAモル比を徐々に1.090まで上昇し、炭酸セシウム水溶液の供給量を半分とし、かつ、第4反応器の温度を低下し、低分子量グレード(Mv:15,000)の製造条件に切り替えた。 The above operation was continuously performed for 1 month, and then the DPC / BPA molar ratio was gradually increased to 1.090, the supply amount of the aqueous cesium carbonate solution was halved, and the temperature of the fourth reactor was decreased, The production conditions were switched to low molecular weight grade (Mv: 15,000).
そして、1時間毎にポリマーフィルター(A)を通過した芳香族ポリカーボネート樹脂のフィッシュアイ数を追跡し、フィッシュアイ数が略一定の値(140個)となった時点(反応条件の切り替え後18時間経過した時点)から1時間後にポリマーフィルターの切り替えを行い、低分子量グレード(Mv:15,000)の芳香族ポリカーボネート樹脂ペレットの製造を続行した。ポリマーフィルターとしては、リーフディスク型ポリマーフィルター市販品(日本ポール(株)製、絶対濾過精度10μmの金属不織布型(材質:SUS316L)のリーフディスク120枚をセンターポストに装着したもの(ポリマーフィルターB)を使用した。そして、ポリマーフィルター(B)を通過した芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を測定した。粘度平均分子量(Mv)は15,100、フィッシュアイ数は24個、色相は透明であった。 Then, the number of fish eyes of the aromatic polycarbonate resin that passed through the polymer filter (A) was tracked every hour, and when the number of fish eyes reached a substantially constant value (140) (18 hours after switching reaction conditions). One hour after the elapse of time, the polymer filter was switched, and the production of low molecular weight grade (Mv: 15,000) aromatic polycarbonate resin pellets was continued. As a polymer filter, a commercially available leaf disk type polymer filter (manufactured by Nippon Pole Co., Ltd., a metal nonwoven fabric type (material: SUS316L) with an absolute filtration accuracy of 120 μm mounted on a center post (polymer filter B) The properties of the aromatic polycarbonate resin that passed through the polymer filter (B) were measured, the viscosity average molecular weight (Mv) was 15,100, the number of fish eyes was 24, and the hue was transparent.
比較例1:
実施例1において、高分子量グレードの芳香族ポリカーボネート樹脂ペレットの製造後、低分子量グレードの製造条件に切り替え、同時に、ポリマーフィルター(A)をポリマーフィルター(B)に変更した以外は、実施例1と同様に芳香族ポリカーボネート樹脂の製造を行った。この場合、ポリマーフィルター(B)を通過した芳香族ポリカーボネート樹脂の物性が実施例1と略同様(Mv:15,000、フィッシュアイ数:33個)となるまでには、反応条件の切り替え後92時間を要した。
Comparative Example 1:
In Example 1, after the production of the high molecular weight grade aromatic polycarbonate resin pellets, the production conditions were changed to the low molecular weight grade production conditions, and at the same time, except that the polymer filter (A) was changed to the polymer filter (B). Similarly, an aromatic polycarbonate resin was produced. In this case, until the physical properties of the aromatic polycarbonate resin that has passed through the polymer filter (B) are substantially the same as in Example 1 (Mv: 15,000, number of fish eyes: 33), the reaction conditions are changed to 92. It took time.
実施例2:
別途、実施例1と同様にして、高分子量(高分岐)グレード(分岐化度:0.48mol%)の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造を連続して1ケ月間行い、その後、炭酸セシウム水溶液の供給量を半分とし、かつ第4反応器の平均滞留時間を120分とし、低分岐グレード(分岐化度:0.27mol%、Mv:25,600)の製造条件に切り替えた。
Example 2:
Separately, in the same manner as in Example 1, a high molecular weight (highly branched) grade (branching degree: 0.48 mol%) aromatic polycarbonate resin was continuously produced for one month, and then an aqueous cesium carbonate solution was supplied. The amount was halved and the average residence time of the fourth reactor was 120 minutes, and the production conditions were switched to low branching grades (degree of branching: 0.27 mol%, Mv: 25,600).
そして、1時間毎にポリマーフィルター(A)を通過した芳香族ポリカーボネート樹脂のフィッシュアイ数を追跡し、フィッシュアイ数が略一定の値(427個)となった時点(反応条件の切り替え後11時間経過した時点)から1時間後にポリマーフィルターの切り替えを行い、低分岐グレード(分岐化度:0.27mol%、)の芳香族ポリカーボネート樹脂ペレットの製造を続行した。ポリマーフィルターとしては、リーフディスク型ポリマーフィルター市販品(長瀬産業(株)製、絶対濾過精度20μmの金属不織布型(材質:SUS316L)のリーフディスク90枚をセンターポストに装着したもの(ポリマーフィルターB')を使用した。そして、ポリマーフィルター(B')を通過した芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を測定した。粘度平均分子量(Mv)は25,500、分岐化度は0.27mol%、フィッシュアイ数は255個、色相は透明であった。 Then, the number of fish eyes of the aromatic polycarbonate resin that passed through the polymer filter (A) was tracked every hour, and when the number of fish eyes reached a substantially constant value (427) (11 hours after switching the reaction conditions) One hour after the elapse of time, the polymer filter was switched, and the production of low-branching grade (degree of branching: 0.27 mol%) aromatic polycarbonate resin pellets was continued. As a polymer filter, a commercially available leaf disk type polymer filter (manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd., metal nonwoven fabric type (material: SUS316L) with an absolute filtration accuracy of 20 μm mounted on a center post (polymer filter B ′ The properties of the aromatic polycarbonate resin that passed through the polymer filter (B ′) were measured, the viscosity average molecular weight (Mv) was 25,500, the degree of branching was 0.27 mol%, and the number of fish eyes was 255 and the hue was transparent.
比較例2:
実施例2において、高分岐グレードの芳香族ポリカーボネート樹脂ペレットの製造後、低分岐グレードの製造条件に切り替え、同時に、ポリマーフィルター(A)をポリマーフィルター(B')に変更した以外は、実施例2と同様に芳香族ポリカーボネート樹脂の製造を行った。この場合、ポリマーフィルター(B')を通過した芳香族ポリカーボネート樹脂の物性が実施例2と略同様(Mv:25,600、フィッシュアイ数:263個)となるまでには、反応条件の切り替え後52時間を要した。
Comparative Example 2:
In Example 2, after the production of the highly branched grade aromatic polycarbonate resin pellets, the production conditions were changed to the low branch grade production conditions, and at the same time, the polymer filter (A) was changed to the polymer filter (B ′). In the same manner as above, an aromatic polycarbonate resin was produced. In this case, after switching the reaction conditions until the physical properties of the aromatic polycarbonate resin having passed through the polymer filter (B ′) are substantially the same as in Example 2 (Mv: 25,600, number of fish eyes: 263). It took 52 hours.
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