JPH06345862A - ポリカーボネート製造における粘度均一性を増大させるための方法及び装置 - Google Patents
ポリカーボネート製造における粘度均一性を増大させるための方法及び装置Info
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Abstract
変動を減少することにある。 【構成】 約10〜約30重量%の範囲の固形分含有率
を有し、ジクロロメタン中に溶解したポリカーボネート
バッチを容器中で溶液配合する。バッチ間粘度(分子
量)変動が約40〜約260%まで減ずる。本発明は、
使用する連鎖停止剤、コモノマー又は分枝剤に関係な
く、約15000〜約100000amuの分子量範囲
のポリカーボネート材料に有効である。
Description
変動(batch - to - batch variability )を減少する
ための方法及び装置、特に沈澱、濃縮及び乾燥によりポ
リカーボネート粉末を回収する前にポリカーボネートバ
ッチの溶液配合に関する。
ロライド及び水キャリヤー中のビスフェノール、例えば
ビスフェノールAの、無機苛性(例えばNaOH)及び
有機溶媒(例えばジクロロメタン)を含む2相反応媒体
中でのホスゲンとの界面反応によって製造される。
変動が、最終ポリカーボネート生成物におけるバッチ間
粘度(例えば分子量)変動を生ぜしめた。これらの変動
は、最終的な使用者に大きな加工困難性をもたらしう
る。
完成生成物のバッチを一緒にし、容器中の材料を乾燥配
合することにあった。この方法はバッチ間変動を減少さ
せるために幾分は有効である、しかしながらロット間変
動は所望するより大であり、最終の使用者に加工問題を
生ぜしめる。乾燥配合法も不充分である。最後に、乾燥
配合は、通常製造場所とは異なる配合場所で行われる。
これは生産性を低下し、作業及び投資要件の両方で加工
コストの有効性を低下させる。
に固有のバッチ間粘度変動(例えばMW)を減少させる
ことが望ましい。
バッチ間粘度変動を著しく減少できることを見出したこ
とに基づいている。特別の実施態様において、ポリカー
ボネートは溶媒、例えばジクロロメタン中に溶解する。
溶液は固形分含有率約10〜約30重量%である。溶液
配合は約40〜約260%の範囲でバッチ間変動減少を
もたらす。本発明は、使用する連鎖反応停止剤、コモノ
マー又は分枝鎖とは無関係に、約15000〜約100
000amuの分子量範囲でのポリカーボネート材料を
用いて有効である。本発明の方法は、最終使用者に改良
された加工能力をもたらすバッチ間粘度変動を著しく減
少させることで高品質のポリカーボネートをもたらす。
において、多数のポリカーボネート反応器バッチの内容
物を保持できる連続撹拌したタンク反応器等が、重合体
回収前に重合体反応生成物を受け入れる。多数のバッチ
の反応生成物を連続的に一緒にし、これによって粘度
(例えば分子量)変動を著しく減少する。
ッチ間変動を減少させるためポリカーボネートを処理す
る方法にあり、この方法は、ジクロロメタン中の前記ポ
リカーボネートの逐次バッチを混合して約10〜約30
重量%の固形分を含有する溶液を形成し;前記溶液から
前記ポリカーボネートを回収後、前記ポリカーボネート
の粘度におけるバッチ間変動を減少させるのに充分な時
間前記混合物を配合し;そして前記配合工程後前記溶液
から前記ポリカーボネートを回収することを含む。
の生成物の供給速度の関数である。粘度変動は、工業的
ポリカーボネート製造スケジュールに対する実際の時
間、例えば1〜10時間で本発明の溶液配合法で例えば
50〜200%まで著しく減少させることができる。滞
留時間を考慮に入れなければ更に大なる改良が達成でき
る。又本発明の方法は、分枝ポリカーボネート及び基本
組成物に加えたコモノマーにおける変動を減少するのに
も有用である。
トの製造の界面法を示すブロック図である。
ったポリカーボネート生成物のバッチ間分子量変動のグ
ラフである。
ったポリカーボネート生成物のバッチ間分子量変動のグ
ラフである。
による溶液配合前及び後の分子量変動の比較である。
合タンク容量に対する標準偏差(1σ)での減少のグラ
フである。
媒(例えばジクロロメタン)を含む2相反応媒体中で、
メチレンクロライド及び水中のビスフェノールとホスゲ
ンとの界面反応によってポリカーボネートの製造をブロ
ック図で示す。図1において、BPA及びフェノールは
配合容器12中で一緒にして選択した固体レベル(例え
ば10〜30重量%BPA固形分)にする。容器12は
図示する如く再循環溶媒及び水を受入れる。反応容器1
4では、メチレンクロライド及び水キャリヤー中のBP
Aを、ホスゲンガス、アミン触媒(例えばトリエチルア
ミン)及び無機苛性アルカリ(例えばNaOH)と一緒
にしてポリカーボネートを作る、これは一つ以上の精製
段階16で水で精製する。溶液配合器18は、その入口
20でバッチ毎の基準でポリカーボネートを受入れる。
一緒にしたバッチは例えば混合素子22によって混合
し、溶液配合器(タンク)18の出口は一連の沈澱容器
26に連結され、この中で溶媒が既知の方法、例えば水
蒸気沈澱で除去される。溶媒は図示する如く配合容器1
2に再循環され、反応からの廃塩水は図示する如く精製
(洗浄)段階16から回収される。その後生成物は乾燥
器28に入り、粉末の形で貯蔵場所又は運送場所に送ら
れる。
T6及びT1′〜T6′に対する原子質量単位(am
u)での分子量の例示的グラフである。これらの例にお
いて、各時間単位は約8時間である。
1〜T6から相殺する。T1〜T1′時間相殺は、一つ
の分子量生成物から他の分子量生成物への生産変化のた
めにする。タンク18への投入量は図2に示す。生産量
は図3に示す。時間T1〜T6と対応する時間T1′〜
T6′の間の代表的な時間相殺(例えば8時間)は、溶
液配合器(タンク)18中での滞留時間、即ちタンクへ
の供給速度及びタンクのレベルによって決まる。図3
は、図1の溶液配合器18の出口24でとった溶液配合
したポリカーボネートの分子量のプロットである。
である。分子量は原子質量単位(amu)で与えられ、
ゲル透過クロマトグラフィ(GPC)によって導かれ
る。測定値は、配合器18の入口20で配合する前に未
配合ポリカーボネートの試料からとり、そして配合器1
8の出口24で配合されたポリカーボネートバッチの試
料についてとる。
W)が望まれる。材料に対し或る一定の規格内にあるた
めには分子量範囲(RMW)を選択するとよい。図1及
び図3において、TMWは約17500amu±700
amuである。RMWは点線間の帯域としてグラフで示
してある。図2において多くの測定値はRMWから外へ
出ている。図3においては、一つの例外を除いて測定値
の全てがRMW内にある。容易に認められるように、時
間T1′での約8時間の滞留時間後、溶液配合材料はT
MW近くで安定した分子量を有する。図3において、T
1′前の時間の間、生成物の種類のグレードが変化し、
従って分子量の大きな変動が見られる。しかしながら、
配合物の分子量は、(T1′)後、分子量範囲(RM
W)内で全体的に変化している。図2及び図3を比較す
ると、本発明の溶液配合法が、グレード変化後の大きな
バッチ間変動を無くすることを示している。
のバッチ(1〜20)のバッチ数に対する原子質量単位
での平均分子量のプロットである。曲線Iは溶液配合後
測定したバッチ1〜20の分子量平均を表す。曲線IIは
溶液配合前のそれぞれのバッチの分子量を表す。曲線II
I は、大きな容器中で多くのバッチを配合の影響を予測
するための連続撹拌したタンク反応器(CSTR)数学
モデルを用いたバッチ1〜20の計算又は予測平均分子
量を表す。CSTRモデルは下記式によって表される。
た。
は1時間について1バッチである。配合MWは図4の曲
線Iである。未配合MWは図4の曲線IIである。計算M
Wは図4の曲線III である。
測及び実際の平均分子量は、多分曲線Iと曲線III の間
の初期相殺を除いて一般に一致していることを認めるこ
とができる。曲線は、バッチ間における大きな変動が、
理論的にも実際でも両方で溶液配合法によって安定化さ
れることを示している。
均(M)からの各測定値の差の平均として規定される。
平均は下記式で規定される:
す。
偏差(σ)は曲線Iについて最低であり、これは結果が
予期したものより良好であることを示している。バッチ
間基準(曲線II)についてポリカーボネートに対する標
準偏差は、溶液配合した材料(曲線I)の標準偏差の約
2.6倍である。
る実際の分子量変動と、前述した混合式を用いたワンパ
スについての曲線IIからの計算値との比較を表す。第4
欄はセコンドパスでの溶液配合に対する計算値を表す。
ワンパスは1分供給について50ガロンの割合での80
%容量で操作する20000ガロンタンクを用いて計算
した。
1パスで著しく減少し、2パスで更に減少している。値
Cp(U)及びCp(L)及びCpKは次の如く定義す
る:
内、即ちRMW内に益々入る。CpKが減少すると、材
料が規定の外に出る確率が増大する。表2から1パスに
ついてのCpKは未配合結果より約171%改良される
ことを認めることができる。2パスに対するCpKは1
パスの結果より約131%良好で、未配合結果に対して
は約223%良好である。
差及びタンク18の容量の間の関係を示す。ゼロタンク
容量は未配合生成物を表す。データは明らかに、標準偏
差が指数関数的に低下することを示している。最も著し
い効果は、1分について50ガロンの供給速度で操作す
る20000ガロンのタンク程小さく生ずる。タンクの
大きさが増大すると、これによって滞留時間が長くな
り、標準偏差は指数関数的に低下を続ける。標準偏差に
おける最大の減少は、滞留時間のほぼ最初の10時間内
に生ずる。滞留時間の計算は、最初に入ったものが最初
に出ること(first in first out )を基準にしてい
る。
もののポリカーボネートの四つの異なる分子量グレード
の比較である。グレード1は約24000amu±70
0amuの分子量を有するポリカーボネートを有する。
グレード2は約27300amu±900amuの分子
量を有するポリカーボネート材料である。グレード3は
30400amu±800amuの分子量を有するポリ
カーボネート樹脂である。グレード4は約36000a
mu±1500amuの分子量を有するポリカーボネー
ト樹脂である。
の5個の配合バッチに対する改良%で示される如く配合
材料とは極端に異なる。前に示した如く、試料の数が大
になればなる程、大なる改良を生ずる。
重量%で、ジクロロメタン溶媒中に溶解したポリカーボ
ネートの配合物が、材料に対して有効作用範囲であるこ
とが判った。より大なるPCの固形分濃度を配合するこ
とができる、しかしながら増大した固形分濃度は、高滞
留時間を必要とする程粘度を上昇させる。PCの低い濃
度、即ち10%が同様に有効であるが、容器の大きさの
要件を増大する。
用いると少なくとも約50%まで減少することができる
ことが判った。又バッチ間の変動が減少するため、規定
限界が信頼性をもって狭くすることができる。従ってロ
ット間変動も同様に著しく小さくされる。本発明は、連
鎖停止剤、コモノマー又は分枝剤を使用するのとは無関
係に、約15000〜約100000amuの分子量範
囲でのポリカーボネート材料に適用できる。本発明は、
かかる末端キャッピング、分枝ポリカーボネート及び組
合せたコモノマーにおける変動を減少させるために適用
できる。
れるものについて説明したが、本発明の範囲を逸脱する
ことなく種々の改変をすることができることは当業者に
容易に明らかであろう、そしてかかる改変は本発明の範
囲を逸脱することなく特許請求の範囲内に入る。
ートの製造の界面法を示すブロック図である。
ボネート生成物のバッチ間分子量変動のグラフである。
ーボネート生成物のバッチ間分子量変動のグラフであ
る。
配合前及び後の分子量変動の比較である。
に対する標準偏差(1σ)での減少のグラフである。
Claims (14)
- 【請求項1】 粘度におけるバッチ間変動を減ずるため
ポリカーボネートを処理する方法において、前記方法
が、 有機溶媒中に溶解したポリカーボネートの逐次バッチを
混合して固形分約10〜約30重量%を含有する溶液を
形成し;前記溶液から前記ポリカーボネートを回収する
前に前記ポリカーボネートの粘度におけるバッチ間変動
を減少させるに充分な時間前記溶液を配合し;そして前
記配合工程後前記溶液から前記ポリカーボネートを回収
することを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記溶液を約40℃までの範囲内の温度
で配合することを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記時間を、連続先入れ先出し基準で配
合容器中で各バッチの滞留時間に基づいて約10時間ま
で続けることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項4】 前記ポリカーボネートが約15000〜
約10000amuの分子量範囲を有することを特徴と
する請求項1の方法。 - 【請求項5】 前記溶液を連続撹拌タンク反応器中で配
合することを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項6】 更にバッチ界面ポリカーボネート法で処
理すべき前記ポリカーボネートを形成する工程を含むこ
とを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項7】 有機溶媒がジクロロメタンを含有するこ
とを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項8】 溶液を配合した後、バッチ間粘度の変動
を約40〜約260%の範囲の量で改良することを特徴
とする請求項1の方法。 - 【請求項9】 粘度における変動が配合工程前及び配合
工程後に標準偏差を有し、前記配合工程後の前記標準偏
差が少なくとも40%まで減少することを特徴とする請
求項1の方法。 - 【請求項10】 前記改良が前記ポリカーボネート中の
連鎖停止反応、コモノマー、及び分枝剤と無関係である
ことを特徴とする請求項9の方法。 - 【請求項11】 約10〜約30重量%の固形成分を有
機溶媒中に溶解した約15000〜約100000am
uのMw範囲でのポリカーボネートを配合して、少なく
とも約40%のバッチ間変動での減少を生ぜしめる工程
を含むことを特徴とするポリカーボネートにおけるバッ
チ間粘度変動を減少する方法。 - 【請求項12】 有機溶媒がジクロロメタンを含有する
ことを特徴とする請求項11の方法。 - 【請求項13】 個々のバッチに比較して配合物の標準
偏差が約40〜約200%減少することを特徴とする請
求項11の方法。 - 【請求項14】 変動における減少が連鎖停止反応、コ
モノマー又は分枝剤と無関係であることを特徴とする請
求項11の方法。
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- 1994-04-26 JP JP06112312A patent/JP3138137B2/ja not_active Expired - Fee Related
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