JPH0678429B2 - 光学成形品用成形材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリカーボネートよりな
る光学成形品用成形材料の製造方法に関し、特に光学的
に情報の記録・再生を行なう例えばコンパクトディス
ク、ビデオディスク、追記型や書換型情報記録媒体の基
板、各種レンズやプリズム及び光ファイバー等に有用な
成形材料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリカーボネートは、その透明性、耐熱
性、寸法安定性等の特徴を生かして光情報ディスク用基
板材料、レンズ、ファイバー等の光学部品の成形材料と
して使用されている。特に、光情報記録材料としては、
記録膜の耐久性、ポリカーボネート基板自身の耐久性、
基板作成時のスタンパー汚れ防止等の面から高純度のポ
リカーボネートが要求されている。例えば特開昭６３−
９７６２７号公報、特開昭６４−２４８２９号公報、特
開昭６４−３１６９０号公報に記載されているように塩
素成分を低減すること、特開昭６３−２７８９２９号公
報、特開昭６４−６０２０号公報、特開昭６３−３１６
３１３号公報、特開平１−１４６９２６号公報に記載さ
れているように低分子量体（以下オリゴマーという）や
未反応の二価フェノール（以下モノマーという）を低減
することが提案されている。

【０００３】特にアセトンによってポリカーボネートか
ら不純物を抽出する方法は、残留するハロゲン化溶媒、
モノマー類、オリゴマー類等を著しく低減できる優れた
方法である。アセトン抽出は、原料パウダー中に存在す
る溶媒類、モノマー類、オリゴマー類等をアセトン中に
溶出し、更に固体と液体を分離し、パウダーを１００〜
１４０℃で乾燥した後、押出機によりペレット状にす
る。抽出に使用し、分離したアセトンは、通常工業的に
は蒸溜して溶出物を除去した後、繰返し再使用される。

【０００４】アセトンによって抽出する方法は、特開昭
６３−２７８９２９号公報、特開昭６４−６０２０号公
報に紹介されている。これらの方法は、いずれも回分式
の装置であり、ポリカーボネートパウダーとアセトンと
を容器内に入れ、攪拌した後固体と液体を分離するもの
である。しかしながら、これらの方法は、工業的に採用
するには著しく非能率であり、また長時間攪拌するため
にポリカーボネートの微粉が発生して固液分離効率を大
きく阻害する欠点がある。更に驚くべきことには、分離
回収したアセトンの再使用を繰返すと、アセトン抽出し
て得られる乾燥パウダー中に、残留塩化メチレン量が次
第に増加することが確認された。かかる事実はアセトン
抽出法を紹介している前記二例では何等触れられていな
いことである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、常に高純度
のポリカーボネートを効率よく製造することのできる抽
出方法を提供することを目的とする。

【０００６】本発明者は、前記のアセトン抽出して得ら
れた乾燥パウダー中に残留塩化メチレン量が次第に増加
する原因を追及した結果、回収使用するアセトン中に塩
化メチレンが蒸溜除去されずに蓄積することを見出し
た。即ち、蒸溜工程においてモノマー類、オリゴマー類
は単蒸溜で除去できるが、塩化メチレンは、溶剤ポケッ
トブック（有機合成化学協会編）１９６頁に記載されて
いるように、アセトンと共沸混合物をつくり、この共沸
混合物の沸点がアセトンの沸点と近似するため、通常の
工業的規模の蒸溜では除去し難く、アセトンの循環使用
回数が増すに従って、アセトン中の塩化メチレン濃度が
上昇し、抽出パウダー中の塩化メチレン量も必然的に増
加し、初期の高品質を維持し得なくなることを見出し
た。これを解決するには短期間で使用中のアセトンを新
しく入れ替えればよいが、このようにすることは工業的
には極めて不利である。

【０００７】本発明者等は前記知見に基づいて、アセト
ン抽出方法について鋭意研究を重ねた結果、原料ポリカ
ーボネートパウダーとして特定の嵩密度のものを使用
し、向流式の連続向流方法で抽出すれば、たとえアセト
ン中に塩化メチレンが蓄積されても、パウダー中への残
留が少なく、連続運転が可能で、抽出時間も短時間です
み、微粉の発生もなく、抽出後の品質もオリゴマー類が
非常に少なく、モノマー類にいたっては検出されない程
の高品質のポリカーボネートパウダーが得られることを
究明し、本発明に到達した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、アセトンによ
ってポリカーボネートパウダーから不純物を抽出する際
に、（イ）該ポリカーボネートパウダーとして嵩密度が
０．２〜０．６の範囲のものを使用し、（ロ）抽出容器
の上方から該ポリカーボネートパウダーを投入すると共
に抽出容器の下方からアセトンを導入して連続向流接触
させながらアセトンを抽出容器の上方から排出し、
（ハ）該ポリカーボネートパウダーをアセトン中におい
て攪拌することなく自然沈降させてスラリー状として抽
出容器の下方から取出し、（ニ）固液分離した後乾燥す
ることを特徴とする光学成形品用成形材料の製造方法で
ある。

【０００９】本発明で使用する不純物を含有するポリカ
ーボネートパウダーは、任意の方法によって得られるも
のでよいが、通常はホスゲン法、特にビスフェノールＡ
等の二価フェノ―ル類とホスゲンを原料とし、塩化メチ
レンを溶媒とする界面重合法によって製造されたものが
好適である。ポリカーボネートの平均分子量としてはデ
ィスク基板材料として使用する場合は１３，０００〜１
８，０００のものが一般的であり、その他レンズや光フ
ァイバー等に使用する場合は１６，０００〜４０，００
０のものが一般的である。また、上記ポリカーボネート
パウダーとは厳密な意味の粉末状に限定するものではな
く、ビーズ状、フレークス状等も含まれる。

【００１０】ポリカーボネートパウダー中に含有される
不純物としては、オリゴマー類、モノマー類があるが、
これらは本発明方法を用いれば極限まで除去可能であ
り、特に制限する必要はないが、１〜３量体のオリゴマ
ーはＧＰＣ分析法において２重量％以下、モノマー類は
ＬＣ分析法において１５０ppm 以下が好ましく、また、
残留塩化メチレンは、アセトンへの蓄積性を考えれば低
濃度ほど好ましく、具体的には５０ppm 以下が好まし
く、１０ppm 以下が特に好ましい。

【００１１】本発明は、使用するパウダーの嵩密度を特
定する点に一つの特徴がある。即ち、原料パウダー中に
は塩化メチレンが含まれており、これがアセトンを蒸溜
して循環使用するに従ってアセトン中に蓄積し、ある比
率で抽出後のパウダー中に蓄積する。前記した通り、ア
セトンを蒸溜や吸着によって完全に精製することは工業
的に不利である。この矛盾を、パウダーの嵩密度を制限
することで解決した。パウダーの嵩密度とパウダーの多
孔質度とは反比例であり、多孔質のパウダーを使用する
ことにより、抽出後の乾燥における脱溶媒を容易にし、
塩化メチレンの残留量を著しく少くすることができる。
このため、アセトン中に塩化メチレンの蓄積があっても
何等問題にならなくなり、またアセトンの更新時期を著
しく延長させることができる。このことは工業的には大
きな意義がある。更に、アセトンの回収は単蒸溜のみで
よく、過大な精製工程を必要としなくなり、簡素な設備
が可能になる。パウダーの嵩密度は、特に０．２〜０．
６の範囲であり、特に０．３〜０．４５が好ましい。嵩
密度が０．２に達しないパウダーでは、抽出容積が著し
く増大し、且つ内部気孔が多いためにアセトン中で自然
沈降し難くなる。嵩密度が０．６を越えるパウダーで
は、内部気孔が不充分なためにアセトンによる抽出効率
が劣り、また乾燥による塩化メチレン等のハロゲン化物
の除去が著しく困難になる。

【００１２】かかる嵩密度の多孔質パウダーを製造する
には任意の方法が採用される。例えばポリカーボネート
の溶液を乱流熱水中に噴射する方法（特公昭４０−３５
３３号公報）、ポリカーボネートの溶液を７０℃前後の
温水中に噴射する方法（特公昭４６−３７４２４号公
報）、ポリカーボネートの溶液を水蒸気と共にポリカー
ボネート粒状体に供給する方法（特公昭６０−５４３２
９号公報）、濃度が２５〜４０重量％のポリカーボネー
トの溶液を６０〜８０℃の温水中に添加する方法（特開
昭６０−５４３２９号公報）、ポリカーボネートの溶液
に低沸点の非溶剤類を添加する方法（特公昭４２−１４
３５号公報、特公昭４６−３１４６８号公報）等があげ
られる。

【００１３】かかる多孔質のパウダーは、従来の回分式
のアセトン抽出法では多孔質中にオリゴマー類を含有し
たアセトンガ残留し、そのままアセトンのみが乾燥除去
されるので、結果としてオリゴマー抽出効率を阻害する
という重大な欠点があった。この点については、向流抽
出することによって解決した。

【００１４】図１は、本発明を説明するための抽出装置
の簡略図であり、図中１は抽出装置本体、２は原料パウ
ダー投入管、３はアセトン排出管、４はアセトン導入
管、５はロータリーバルブである。かかる向流抽出装置
では、アセトンは抽出装置下部に設けた導入管４から連
続的に導入され、上部に設けた排出管３からオーバーフ
ローにて排出される。原料パウダーは上部に設けた投入
管２から連続的に投入され、アセトンと向流的に連続接
触しながら、不純物を抽出されて下部に設けたロータリ
ーバルブ５から連続的にスラリー状として取出される。
かかる抽出装置は不連続的に使用してもよい。また、抽
出装置は円筒状でも角型状でもよく、垂直に設置しても
又は角度をもたせて設置してもよい。更には抽出補助と
して抽出装置又はアセトン液を微振動させる器具を付与
してもよい。

【００１５】本発明の他の特徴は、抽出装置の下部から
取出されるスラリー中のアセトンはオリゴマー類やモノ
マー類を殆んど含有しない点である。このため、前記し
たように多孔質パウダー中にオリゴマー類やモノマー類
を含んだアセトンが残留するという欠点は解消される。
また、このスラリーは不純物を含有しないために、固液
分離後のアセトンは蒸溜する必要はなく、そのまま再使
用可能であり、経済的にも非常に有利である。

【００１６】下方より導入されるアセトンの大部分はス
ラリーとして取出され、抽出に実質的に寄与するのは、
抽出装置の上部から排出されるアセトンである（以下こ
の上部から排出されるアセトンの量をアセトン量とい
う）。上部から排出されるアセトン中には、抽出された
不純物の他に投入されたパウダー中の微粉末及び抽出中
に発生した微粉末が含まれている。アセトン量が著しく
少ないと抽出効率が不安定になるばかりでなく微粉末が
排出され難くなる。また、あまりに多いと原料パウダー
の一部が浮遊排出されてロスになったり、更に抽出効率
があまり変らないのに蒸溜回収を要するアセトンの量が
増えるようになる。アセトン量は、投入するパウダー１
００重量部に対して０．１〜５重量部が適当であり、
０．２〜２重量部が好ましい。このアセトン量は再使用
するために蒸溜する必要があるが、従来のアセトン抽出
法として開示された前記二例の回分法に比べて著しく少
量であり、経済的に極めて有利な方法である。

【００１７】導入するアセトンの温度は、抽出効率に大
きな影響を与えるものであり、通常１０〜５５℃、好ま
しくは３０〜５０℃であり、抽出装置にジャケット又は
保温機構を備えることが好ましい。抽出時間は通常５〜
６０分、好ましくは１０〜４０分と、極めて短時間で終
了するので、抽出装置を大幅に小型化することが可能で
あり、この点からも工業的に有利な方法である。

【００１８】使用する多孔質パウダーは、場合によって
は非晶性のものもあり、アセトンと接触すると瞬時に融
着することがある。このような場合及び抽出装置内にパ
ウダーを均一に配分するために、パウダーを投入する前
に、予めパウダーとアセトンを攪拌混合した後抽出装置
内に投入するか、又は抽出装置上部のみを若干撹拌しな
がらパウダーを投入することができ、こうすることは好
ましいことでもある。しかしながら、抽出中は、パウダ
ーはアセトン中を自然沈降させるのがよい。アセトン抽
出中に長時間撹拌を続けると、パウダーが衝突を繰返し
てミクロンサイズの微粒子が多数発生するようになり、
後の固液分離工程を阻害し、固液分離に長時間を要し、
更に微粉漏れ等の現象によって著しく効率を悪化させる
ようになる。本発明では静置抽出しているので、粒度分
布は実質的に変化せず、更に原料パウダー中の微粉末は
アセトン抽出液と共に排出され、別途回収することがで
きる。従ってコンパクトな固液分離装置の採用が可能で
あり、パウダー収率も大幅に向上し、この点でも工業的
に有利な方法といえる。

【００１９】本発明の抽出処理して得られるポリカーボ
ネートパウダーは、単に経済的に効率がよいのみでな
く、パウダーが抽出処理において、最後に新しいアセト
ンと接触するため、不純物の含有が極めて少ない、従来
にない新しい高品質のものとなる。例えば不純物として
オリゴマー類を２重量％、モノマー類を５０ppm 、塩化
メチレンを５０ppm 含有するポリカーボネートパウダー
を、本発明によって抽出処理すると、得られるポリカー
ボネートパウダーには不純物としてオリゴマー類０．３
重量％以下、モノマー類不検出、塩化メチレン１ppm 以
下しか含んでおらず、極めて純度の高いものである。

【００２０】

【実施例】以下に実施例をあげて更に説明する。オリゴ
マー類の量はＴＯＨＳＯＨＸＬ−２０００とＨＸＬ−３
０００を直列に配列させたカラムを使用したＧＰＣ分析
におけるｎ＝１〜３量体の面積比（％）で求めた。モノ
マー類の量はメタノール沈殿処理によるＴＯＨＳＯカラ
ムＯＤＳ１２０Ｔを使用した液クロ分析(ppm）により求
めた。塩化メチレンの量は三菱化成（株）製ＴＳＸ−１
０による電位差滴定法(ppm）により求めた。微粉量は８
０メッシュ篩を通過したものの重量比（％）により求め
た。嵩密度はＪＩＳ Ｋ−６７２１に準じて求めた。

【００２１】

【実施例１】アセトン中に含まれている塩化メチレンを
除去するために、塩化メチレン４００ppm を含有するア
セトン４０g を回転バンド式精密分留装置［大科工業
（株）製ＴＳ−ＳＢ１型、理段段数３０段］により還流
比６０：１で精留してアセトン中の塩化メチレンをＧＣ
法で分析した。その結果を表１に示した。

【００２２】

【表１】 表より明らかなように、殆ど精留効果はなかった。

【００２３】

【実施例２】内径１０cm、長さ５０cm（内容積４リット
ル）の図１に示すようなガラス製抽出装置に、下方から
３０℃のアセトンを導入し、上部からアセトンを排出さ
せながら不純物としてオリゴマー類１．５重量％、モノ
マー類３０ppm 、塩化メチレン１０ppm 、微粉量０．２
重量％を含む嵩密度０．３０のパウダーを１kg／時で投
入し、同時に下部からアセトン中のパウダー粉面が一定
になるようにロータリーバルブでスラリー液を連続排出
した。パウダー粉面を２０cmで一定にすると、抽出時間
３０分、アセトン量は上部から１リットル／時（０．８
重量比）に下部の流管を調整して抽出した。スラリー液
を固液分離した後得られたパウダーをロータリーエバポ
レーターにより窒素ガスを０．５Nm³ ／H.kgpcで吹き込
みながら１４０℃で４時間乾燥し、結果を表２に示し
た。

【００２４】

【実施例３】実施例２において、抽出時間を１０分にす
る以外は実施例２と同様に抽出し、結果を表２に示し
た。

【００２５】

【実施例４】実施例２において、導入するアセトンの温
度を５０℃にする以外は実施例２と同様に抽出し、結果
を表２に示した。

【００２６】

【実施例５】実施例２において、アセトン量を０．４重
量比にする以外は実施例２と同様に抽出し、結果を表２
に示した。

【００２７】

【実施例６】実施例２において、アセトンとして塩化メ
チレンを５００ppm含有するものを使用する以外は実施
例２と同様に抽出し、結果を表２に示した。

【００２８】

【比較例１】実施例２で使用したパウダー１kgとアセト
ン４リットルを１０リットルの円筒型フラスコに入れ、
３０℃で３時間攪拌して抽出した。その後、固液分離を
行いロータリーエバポレーターにより窒素ガスを０．５
Nm³ ／H.kgpcで吹き込みながら１４０℃で４時間乾燥
し、結果を表２に示した。

【００２９】

【比較例２】不純物としてオリゴマー類１．５重量％、
モノマー類３０ppm、塩化メチレン５０ppm 、微粉量
０．２重量％を含む嵩密度０．６２のパウダーを使用す
る以外は比較例１と同様に抽出し、結果を表２に示し
た。

【００３０】

【比較例３】実施例６において、不純物としてオリゴマ
ー類１．５重量％、モノマー類３０ppm 、塩化メチレン
５０ppm 、微粉量０．２重量％を含む嵩密度０．６２の
パウダーを使用する以外は実施例２と同様に抽出し、結
果を表２に示した。なお、表中の“ＮＤ”は検出限界以
下を示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明は［Ａ］多孔質のポリカーボネー
トパウダーを用いるので乾燥し易く、循環使用するアセ
トンを精留する必要がない、［Ｂ］連続式交流抽出法で
あるので（イ）使用するアセトン量がパウダーに対して
極めて少量ですむ、（ロ）抽出時間が極めて短時間です
む、（ハ）不純物の極めて少ない高品質のポリカーボネ
ートが得られる、［Ｃ］静置抽出法であるので微粉の発
生が少く、脱液が容易である等従来にない高品質のもの
が、極めて経済的に且つ容易に安定して得られるという
極めて優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための抽出装置の簡略図であ
る。

【符号の説明】

１ 抽出装置本体 ２ 原料パウダー投入管 ３ アセトン排出管 ４ アセトン導入管 ５ ロータリーバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アセトンによってポリカーボネートパウ
   ダーから不純物を抽出する際に、（イ）該ポリカーボネ
   ートパウダーとして嵩密度が０．２〜０．６の範囲のも
   のを使用し、（ロ）抽出容器の上方から該ポリカーボネ
   ートパウダーを投入すると共に抽出容器の下方からアセ
   トンを導入して連続向流接触させながらアセトンを抽出
   容器の上方から排出し、（ハ）該ポリカーボネートパウ
   ダーをアセトン中において攪拌することなく自然沈降さ
   せてスラリー状として抽出容器の下方から取出し、
   （ニ）固液分離した後乾燥することを特徴とする光学成
   形品用成形材料の製造方法。