JPH07238156A - ポリカーボネート - Google Patents

ポリカーボネート

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JPH07238156A
JPH07238156A JP22379994A JP22379994A JPH07238156A JP H07238156 A JPH07238156 A JP H07238156A JP 22379994 A JP22379994 A JP 22379994A JP 22379994 A JP22379994 A JP 22379994A JP H07238156 A JPH07238156 A JP H07238156A
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Takeshi Sakashita
下 健 阪
Tomoaki Shimoda
田 智 明 下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、優れた色相、耐熱性および耐水性
を有するポリカーボネートを提供する。 【構成】本発明に係るポリカーボネートは、溶融法で得
られるポリカーボネートであって、該ポリカーボネート
全末端のうち、水酸基末端が30モル%以下であり、ポ
リカーボネート中のナトリウム含量が1ppm 以下であ
り、かつ塩素含量が20ppm 以下である。本発明に係る
ポリカーボネートは、ナトリウム含量が0.5ppm 以下
であり、かつ塩素含量が10ppm 以下であることが好ま
しい。また本発明に係るポリカーボネートの20℃の塩
化メチレン中で測定した極限粘度[η]は、0.3〜1.
0dl/gであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、優れた色調、耐熱性およ
び耐水性を有するポリカーボネートに関する。
【0002】
【発明の技術的背景】ポリカーボネートは、耐衝撃性な
どの機械的特性に優れ、しかも耐熱性、透明性などにも
優れており、広く用いられている。このようなポリカー
ボネートの製造方法としては、ビスフェノールなどの芳
香族系有機二水酸基化合物とホスゲンとを直接反応させ
る方法(界面法)、あるいはビスフェノールなどの芳香
族系有機二水酸基化合物とジフェニルカーボネートなど
の炭酸ジエステルとを溶融状態でエステル交換反応(重
縮合反応)させる方法などが知られている。
【0003】ところで芳香族系有機二水酸基化合物と炭
酸ジエステルとのエステル交換反応によってポリカーボ
ネートを製造する際には、芳香族系有機二水酸基化合物
と炭酸ジエステルとを、金属の有機酸塩、無機酸塩、酸
化物、水酸化物、水素化物あるいはアルコラートなどの
触媒を用いて、通常250〜330℃の温度で減圧下に
加熱しながら溶融状態でエステル交換反応させているた
め、前述の界面法と比較して安価にポリカーボネートを
製造することができるという利点を有している。しかし
ながら、芳香族系有機二水酸基化合物と炭酸ジエステル
とを溶融状態で反応させているため、生成するポリカー
ボネートは、色調、耐熱性あるいは耐水性に劣るという
問題点があった。
【0004】本発明者らは、上記のような問題を解決す
べく鋭意検討したところ、溶融法で得られるポリカーボ
ネートであって、該ポリカーボネート全末端のうち、水
酸基末端が30モル%以下であり、ポリカーボネート中
のナトリウム含量が1ppm 以下であり、かつ塩素含量が
20ppm 以下であるポリカーボネートは、耐熱性および
耐水性に優れたポリカーボネートが得られることを見出
して、本発明を完成するに至った。
【0005】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題点を解決しようとするものであって、優れた色相、
耐熱性および耐水性を有するポリカーボネートを提供す
ることを目的としている。
【0006】
【発明の概要】本発明に係るポリカーボネートは、溶融
法で得られるポリカーボネートであって、該ポリカーボ
ネート全末端のうち、水酸基末端が30モル%以下であ
り、ポリカーボネート中のナトリウム含量が1ppm 以下
であり、かつ塩素含量が20ppm 以下であることを特徴
としている。
【0007】本発明に係るポリカーボネートは、ナトリ
ウム含量が0.5ppm 以下であり、かつ塩素含量が10p
pm 以下であることが好ましい。また本発明に係るポリ
カーボネートの20℃の塩化メチレン中で測定した極限
粘度[η]は、0.3〜1.0dl/gであることが好まし
い。
【0008】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係るポリカーボネ
ートについて具体的に説明する。本発明に係るポリカー
ボネートは、溶融法で得られるポリカーボネートであっ
て、該ポリカーボネート全末端のうち、水酸基末端が3
0モル%以下であり、ポリカーボネート中のナトリウム
含量が1ppm 以下であり、かつ塩素含量が20ppm 以下
である。
【0009】上記のような本発明に係るポリカーボネー
トは、溶融法によって、各種の条件を選択することによ
って製造することができる。以下にまずこのような溶融
法によるポリカーボネートの製造方法について具体的に
例示する。
【0010】本発明に係るポリカーボネートは、たとえ
ば芳香族系有機二水酸基化合物と炭酸ジエステルとを、
後述するような特定の触媒の存在下に、特定の分子末端
剤を存在させて溶融重縮合させることにより製造される
ことが好ましい。
【0011】上記のようなポリカーボネートを製造しう
る第1および第2の方法では、芳香族系有機二水酸基化
合物と炭酸ジエステルとを、後述するような特定の触媒
を用いて溶融重縮合してポリカーボネートを製造するに
際して、反応系に炭素数が10〜40のフェノール類を
存在させている。
【0012】本発明で用いられる芳香族系有機二水酸基
化合物とは、下記式[I]で示される化合物である。
【0013】
【化1】
【0014】このような芳香族系有機二水酸基化合物と
しては、具体的には、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)プロパン、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、ビス(4-ヒドロキシフェニル)フ
ェニルメタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-1-メチルフェ
ニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-t-ブチルフ
ェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-ブロモ
フェニル)プロパンなどのビス(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
キサンなどのビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカ
ン類、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'-ジメチルフェニルエーテルなどのジヒ
ドロキシ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など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
ホキシドなど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などのジヒ
ドロキシジアリールスルホン類などが挙げられる。
【0015】これらのうちでは、特に2,2-ビス(4-ヒド
ロキシフェニル)プロパンが好ましい。また炭酸ジエス
テルとしては、具体的には、ジフェニルカーボネート、
ジトリールカーボネート、ビス(クロロフェニル)カー
ボネート、m-クレジルカーボネート、ジナフチルカーボ
ネート、ビス(ジフェニル)カーボネート、ジエチルカ
ーボネート、ジメチルカーボネート、ジブチルカーボネ
ート、ジシクロヘキシルカーボネートなどが用いられ
る。
【0016】これらのうちでは、特にジフェニルカーボ
ネートが好ましい。またこれらの炭酸ジエステルは、ジ
カルボン酸あるいはジカルボン酸エステルを含有してい
てもよい。このようなジカルボン酸あるいはジカルボン
酸エステルとしては、特に炭素数の制限はなく、具体的
には、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などが例示できる。
【0017】上記のようなジカルボン酸あるいはジカル
ボン酸エステルを炭酸ジエステルと併用した場合には、
ポリエステルポリカーボネートが得られるが、本発明で
はポリカーボネートとしてこのポリエステルポリカーボ
ネートが製造されてもよい。
【0018】本発明でポリカーボネートを製造するに際
して、上記のような炭酸ジエステルは、芳香族系有機二
水酸基化合物1モルに対して、1.01〜1.30モル好
ましくは1.02〜1.20モルの量で用いられることが
望ましい。
【0019】本発明では、上記のような芳香族系有機二
水酸基化合物と炭酸ジエステルとを溶融重縮合してポリ
カーボネートを製造するに際して、反応系に炭素数が1
0〜40好ましくは15〜40のフェノール類を芳香族
系有機二水酸基化合物に対して0.05〜15モル%好
ましくは0.5〜7モル%さらに好ましくは1〜5モル
%の量で存在させる。
【0020】上記のような炭素数が10〜40のフェノ
ール類として、以下のような化合物が用いられる。 o-n-ブチルフェノール m-n-ブチルフェノール p-n-ブチルフェノール o-イソブチルフェノール m-イソブチルフェノール p-イソブチルフェノール o-t-ブチルフェノール m-t-ブチルフェノール p-t-ブチルフェノール o-n-ペンチルフェノール m-n-ペンチルフェノール p-n-ペンチルフェノール o-n-ヘキシルフェノール m-n-ヘキシルフェノール p-n-ヘキシルフェノール o-シクロヘキシルフェノール m-シクロヘキシルフェノール p-シクロヘキシルフェノール o-フェニルフェノール m-フェニルフェノール p-フェニルフェノール o-n-ノニルフェノール m-n-ノニルフェノール p-n-ノニルフェノール o-クミルフェノール m-クミルフェノール p-クミルフェノール o-ナフチルフェノール m-ナフチルフェノール p-ナフチルフェノール 2,6-ジ-t- ブチルフェノール 2,5-ジ-t- ブチルフェノール 2,4-ジ-t- ブチルフェノール 3,5-ジ-t- ブチルフェノール 2,5-ジクミルフェノール 3,5-ジクミルフェノール
【0021】
【化2】
【0022】などの1価フェノール。このようなフェノ
ール類のうち、芳香核を2つ有する2核フェノールが好
ましく、特にp-クミルフェノール、p-フェニルフェノー
ルなどが好ましい。
【0023】上記のようなフェノール類の存在量が芳香
族系有機二水酸基化合物1モルに対して0.05モル%
〜15モル%の範囲にあると、得られるポリカーボネー
トの水酸基末端が封止され、耐熱性および耐水性に充分
に優れたポリカーボネートが得られ、かつ重縮合反応速
度が大きくなる。
【0024】このようなフェノール類は、予め反応系に
全量添加しておいてもよく、また予め反応系に一部添加
しておき、反応の進行に伴って残部を添加してもよい。
さらに場合によっては、芳香族系有機二水酸基化合物と
炭酸ジエステルとの重縮合反応が一部進行した後に、反
応系に全量添加してもよい。
【0025】次に本発明に係るポリカーボネートを製造
しうる第3および第4の製造方法を説明する。本発明に
係る第3および第4のポリカーボネートの製造方法で
は、芳香族系有機二水酸基化合物とジフェニルカーボネ
ート類とを、後述するような特定の触媒を用いて溶融重
縮合してポリカーボネートを製造するに際して、反応系
に炭素数が17〜50の炭酸ジエステルを存在させてい
る。
【0026】芳香族系有機二水酸基化合物としては、上
記のような第1の製造方法で用いられた芳香族系有機二
水酸基化合物と同様な化合物が用いられる。またジフェ
ニルカーボネート類としては、炭素数が13〜16の芳
香族系炭酸ジエステルが通常使用され、具体的には、ジ
フェニルカーボネート、トリフェニルカーボネート、ジ
トリールカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボ
ネート、m-クレジルカーボネートなどが用いられる。
【0027】これらのうち特にジフェニルカーボネート
が好ましい。またこれらのジフェニルカーボネート類
は、ジカルボン酸あるいはジカルボン酸エステルを含有
していてもよい。このようなジカルボン酸あるいはジカ
ルボン酸エステルとしては、特に炭素数の制限はなく、
具体的にはテレフタル酸、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などが例示でき
る。
【0028】上記のようなジカルボン酸あるいはジカル
ボン酸エステルをジフェニルカーボネート類と併用した
場合には、ポリエステルポリカーボネートが得られる
が、本発明ではポリカーボネートとしてこのポリエステ
ルポリカーボネートが製造されてもよい。
【0029】第3および第4のポリカーボネートの製造
方法では、上記のようなジフェニルカーボネート類は、
芳香族系有機二水酸基化合物1モルに対して、1.01
〜1.30モル好ましくは1.02〜1.20モルの量で
用いられることが望ましい。
【0030】第3および第4のポリカーボネートの製造
方法では、炭素数が17〜50の炭酸ジエステルを芳香
族系有機二水酸基化合物に対して0.05〜15モル%
好ましくは1〜5モル%の量で存在させる。
【0031】このような炭素数17〜50の炭酸ジエス
テルとしては、通常、一般式
【0032】
【化3】
【0033】(式中、Aは炭素数6〜25の基であり、
Bは炭素数10〜25の基であり、AとBの炭素数の和
は49以下である。)で示される化合物が用いられる。
上記のような炭酸ジエステルとしては、具体的には、例
えば下記のような化合物が用いられる。
【0034】
【化4】
【0035】上記のような本発明で用いられる炭酸ジエ
ステルとしては、より具体的には、以下のような化合物
が好ましく用いられる。カルボブトキシフェニルフェニ
ルカーボネート、メチルフェニルブチルフェニルカーボ
ネート、エチルフェニルブチルフェニルカーボネート、
ジブチルジフェニルカーボネート、ビフェニルフェニル
カーボネート、ジビフェニルカーボネート、クミルフェ
ニルフェニルカーボネート、ジクミルフェニルカーボネ
ート、ナフチルフェニルフェニルカーボネート、ジナフ
チルフェニルカーボネート、カルボプロポキシフェニル
フェニルカーボネート、カルボヘプトキシフェニルフェ
ニルカーボネート、カルボメトキシt-ブチルフェニルフ
ェニルカーボネート、カルボプロトキシフェニルメチル
フェニルフェニルカーボネート、クロマニルフェニルカ
ーボネート、ジクロマニルカーボネートなどである。
【0036】上記のような炭酸ジエステルの存在量が芳
香族系有機二水酸基化合物1モルに対して0.05モル
%〜15モル%の範囲にあると、得られるポリカーボネ
ートの水酸基末端が封止されるため、耐熱性および耐水
性に充分に優れたポリカーボネートが得られ、かつ重縮
合反応速度が大きくなる。
【0037】このような炭酸ジエステルは、予め反応系
に全量添加しておいてもよく、また予め反応系に一部添
加しておき、反応の進行に伴って残部を添加してもよ
い。さらに場合によっては、芳香族系有機二水酸基化合
物と炭酸ジエステルとの重縮合反応が一部進行した後
に、反応系に全量添加してもよい。
【0038】次に本発明に係るポリカーボネートを製造
しうる第5および第6の製造方法を具体的に説明する。
第5および第6のポリカーボネートの製造方法では、芳
香族系有機二水酸基化合物とジフェニルカーボネート類
とを後述するような特定の触媒を用いて溶融重縮合して
ポリカーボネートを製造するに際して、反応系に炭素数
が13〜16の炭酸ジエステルを存在させている。
【0039】芳香族系有機二水酸基化合物としては、前
記のような第1のポリカーボネートの製造方法で用いら
れた芳香族系有機二水酸基化合物と同様な化合物が用い
られる。
【0040】またジフェニルカーボネート類としては、
前記のような第3および第4のポリカーボネートの製造
方法で用いられたジフェニルカーボネート類と同様な化
合物が用いられる。
【0041】本発明でポリカーボネートを製造するに際
して、上記のようなジフェニルカーボネート類は、芳香
族系有機二水酸基化合物1モルに対して、1.01〜1.
30モル好ましくは1.02〜1.20モルの量で用いら
れることが好ましい。
【0042】このようなポリカーボネートの製造方法で
は、炭素数が13〜16の炭酸ジエステルとしては、下
記に示す炭酸ジエステルに加えて、前記炭素数が13〜
16のジフェニルカーボネート類も用いることができ
る。したがってジフェニルカーボネート、フェニルトリ
ルカーボネート、ジトリールカーボネートなどの炭酸ジ
エステルとジフェニルカーボネートとが、同一化合物で
あってもよい。
【0043】上記のような炭酸ジエステルの存在量が芳
香族系有機二水酸基化合物1モルに対して0.05〜1
5モル%の範囲にあると、得られるポリカーボネートの
水酸基末端が封止されるため、耐熱性および耐水性に充
分に優れたポリカーボネートが得られる。
【0044】このような炭酸ジエステルは、予め反応系
に全量添加しておいてもよく、また予め反応系に一部添
加しておき、反応の進行に伴って残部を添加してもよ
い。さらに場合によっては、芳香族系有機二水酸基化合
物と炭酸ジエステルとの重縮合反応が一部進行した後
に、反応系に全量添加してもよい。
【0045】また上記のようなポリカーボネートの製造
方法では、上記のような出発物質中に含まれる合計の塩
素含有量が20ppm 以下であることが好ましく、さらに
10ppm 以下であることが望ましい。
【0046】本明細書でいう塩素含有量とは、塩酸など
の酸あるいは塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩と
して存在する塩素、あるいはフェニルクロロホーメイト
あるいは塩化メチレンのような有機化合物中の塩素の含
有量を意味し、イオンクロマトグラフィーなどの分析を
することによって測定することができる。
【0047】上記のような出発物質中の塩素含有量の合
計が20ppm 以下であると、色相の良好なポリカーボネ
ートが得られるため好ましい。上記のような出発物質中
の塩素含有量の合計を20ppm 以下にするには、これら
原料をpHが6.0〜9.0好ましくはpHが7.0〜8.
5さらに好ましくはpHが7.0〜8.0であり、温度が
78〜105℃好ましくは80〜100℃さらに好まし
くは80〜90℃の温水で洗浄すればよい。
【0048】上記のような炭酸ジエステルを洗浄する際
に用いられる弱塩基性溶液としては、たとえば水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナト
リウム、炭酸カリウム、水酸化アンモニウム、炭酸水素
ナトリウム、炭酸水素カリウム、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシドなどの水溶液が用いられる、このうち
特に炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カ
リウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
カリウムなどの水溶液が特に好ましい。
【0049】また炭酸ジエステルおよびジフェニルカー
ボネート類を上記のような温水で洗浄した後、さらに蒸
留して用いることが好ましい。また本発明では、上記の
出発物質中に含まれる合計のナトリウムイオン含有量を
好ましくは1.0ppm 以下さらに好ましくは0.5ppm 以
下とすることが望ましい。ナトリウム含量が上記の量以
下であると、さらに着色のないポリカーボネートを得る
ことができる。
【0050】なお出発物質中に含まれるナトリウムイオ
ン含有量は、原子吸光分析および誘導結合プラズマ発光
分析によって決定される。上記のような出発物質中に含
まれるナトリウムイオン含有量を上記のような値以下と
するには、蒸留、再結晶、フェノールとのアダクト法な
どの精製法を採用すればよい。
【0051】上記のような第1、第3および第5のポリ
カーボネートの製造方法では、芳香族系有機二水酸基化
合物と炭酸ジエステルとを溶融重縮合してポリカーボネ
ートを製造するに際して、または芳香族系有機二水酸基
化合物とジフェニルカーボネートとを溶融重縮合してポ
リカーボネートを製造するに際して、 (a) 含窒素塩基性化合物および (b) アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物
からなる触媒が用いられる。 (a) 含窒素塩基性化合物としては、具体的には、テトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド(Me4NOH)、テト
ラエチルアンモニウムヒドロキシド(Et4NOH)、テ
トラブチルアンモニウムヒドロキシド(Bu4NOH)、
トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド(φ−C
2(Me)3NOH)などのアルキル、アリール、アルア
リール基などを有するアンモニウムヒドロオキシド類、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルベンジ
ルアミン、トリフェニルアミンなどの三級アミン類、R
2NH(式中Rはメチル、エチルなどのアルキル基、フ
ェニル、トルイルなどのアリール基などである)で示さ
れる二級アミン類、RNH2 (式中Rは上記と同じであ
る)で示される一級アミン類、あるいはアンモニア、テ
トラメチルアンモニウムボロハイドライド(Me4NBH
4 )、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド(B
u4NBH4 )、テトラブチルアンモニウムテトラフェニ
ルボレート(Bu4NBPh4)、テトラメチルアンモニウ
ムテトラフェニルボレート(Me4NBPh4)などの塩基
性塩などが用いられる。
【0052】これらのうち、テトラアルキルアンモニウ
ムヒドロキシド類が特に好ましい。 (b) アルカリ金属化合物としては、具体的には、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、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、
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、酢酸ナ
トリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、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、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウ
ム、フェニル化ホウ素ナトリウム、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、リン酸水素
二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二リ
チウム、ビスフェノールAの二ナトリウム塩、二カリウ
ム塩、二リチウム塩、フェノールのナトリウム塩、カリ
ウム塩、リチウム塩などが用いられる。
【0053】また(b) アルカリ土類金属化合物として
は、具体的には、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
トロンチウムなどが用いられる。
【0054】上記のような(a) 含窒素塩基性化合物は、
芳香族系有機二水酸基化合物1モルに対して、10-6
10-1モル好ましくは10-5〜10-2モルの量で、そし
て(b) アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合
物は、10-8〜10-3モル好ましくは10-7〜10-4
ルの量で特に好ましくは10-7〜10-5モル量で用いら
れる。
【0055】(a) 含窒素塩基性化合物の量が芳香族系有
機二水酸基化合物1モルに対して10-6〜10-1モルで
あると、エステル交換反応、重合反応が十分な速度で進
行し、さらに色相、耐熱性および耐水性などに優れたポ
リカーボネートが得られるので好ましい。
【0056】また(b) アルカリ金属化合物またはアルカ
リ土類金属化合物の量が芳香族系有機二水酸基化合物1
モルに対して10-8〜10-3モルであると、重合活性を
高くすることができ、さらに色相、耐熱性および耐水性
に優れたポリカーボネートが得られるので好ましい。
【0057】このように(a) 含窒素塩基性化合物と(b)
アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物とか
らなる触媒は、高い重合活性を有して高分子量のポリカ
ーボネートを生成させることができ、しかも得られるポ
リカーボネートは、耐熱性および耐水性に優れ、その上
色調が改良され透明性に優れている。
【0058】また第2、第4および第6のポリカーボネ
ートの製造方法では、芳香族系有機二水酸基化合物と炭
酸ジエステルとを溶融重縮合してポリカーボネートを製
造するに際して、または芳香族系有機二水酸基化合物と
ジフェニルカーボネートとを溶融重縮合してポリカーボ
ネートを製造するに際して、(a) 含窒素塩基性化合物、
(b) アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物
および(c) ホウ酸またはホウ酸エステルからなる触媒が
用いられる。
【0059】(a) 含窒素塩基性化合物、(b) アルカリ金
属化合物またはアルカリ土類金属化合物としては、前述
したような化合物が用いられる。 (c) ホウ酸またはホウ酸エステルとしては、ホウ酸また
は 一般式B(OR)n(OH)3-n (式中Rは、メチル、エチルなどのアルキル、フェニル
などのアリールなどであり、nは1、2または3であ
る)で示されるホウ酸エステルが用いられる。
【0060】このようなホウ酸エステルとしては、具体
的には、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸
トリブチル、ホウ酸トリヘキシル、ホウ酸トリヘプチ
ル、ホウ酸トリフェニル、ホウ酸トリトリル、ホウ酸ト
リナフチルなどが用いられる。
【0061】上記のような(a) 含窒素塩基性化合物は、
芳香族系有機二水酸基化合物1モルに対して、10-6
10-1モル好ましくは10-5〜10-2モルの量で、(b)
アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物は、
10-8〜10-3モル好ましくは10-7〜10-4モルの量
で特に好ましくは10-7〜10-5モル量で、そして(c)
ホウ酸またはホウ酸エステルは、10-8〜10-1モル好
ましくは10-7〜10-2モルの量で特に好ましくは10
-6〜10-4モル量で用いられる。
【0062】(a) 含窒素塩基性化合物の量が芳香族系有
機二水酸基化合物1モルに対して10-6〜10-1モルで
あると、エステル交換反応、重合反応が十分な速度で進
行し、さらに色相、耐熱性および耐水性などに優れたポ
リカーボネートが得られるので好ましい。
【0063】(b) アルカリ金属化合物またはアルカリ土
類金属化合物の量が芳香族系有機二水酸基化合物1モル
に対して10-8〜10-3モルであると、重合活性を高く
することができ、さらに色相、耐熱性および耐水性に優
れたポリカーボネートが得られるので好ましい。
【0064】また(c) ホウ酸またはホウ酸エステルの量
が芳香族系有機二水酸基化合物1モルに対して10-8
10-1モルであると、熱老化後の分子量の低下が起こり
にくく、さらに色相、耐熱性および耐水性に優れたポリ
カーボネートが得られるので好ましい。
【0065】このように(a) 含窒素塩基性化合物と(b)
アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物と、
(c) ホウ酸またはホウ酸エステルとからなる触媒は、さ
らに高い重合活性を有して高分子量のポリカーボネート
を生成させることができ、しかも得られるポリカーボネ
ートは、さらに耐熱性および耐水性に優れ、その上色調
がさらに改良され、透明性に優れている。
【0066】本発明では、芳香族系有機二水酸基化合物
と炭酸ジエステルとの重縮合反応または芳香族系有機二
水酸基化合物とジフェニルカーボネートとの重縮合反応
は、従来知られているポリカーボネートの製造方法にお
ける重縮合反応条件と同様な条件下で行なうことができ
る。具体的には、第一段目の反応は、80〜250℃好
ましくは100〜230℃さらに好ましくは120〜1
90℃の温度で0〜5時間好ましくは0〜4時間さらに
好ましくは0.25〜3時間、常圧で行なう。次いで反
応系を減圧しながら反応温度を高めてさらに反応を行な
い、最終的には1mmHg 以下の減圧下で240〜320
℃の温度で芳香族系有機二水酸基化合物と炭酸ジエステ
ルとの重縮合反応を行なう。
【0067】上記のような重縮合反応は、連続式で行な
ってもよくまたバッチ式で行なってもよい。また上記の
重縮合反応を行なうに際して用いられる反応装置は、槽
型であっても管型であっても塔型であってもよい。
【0068】上記のようにして、反応系に炭素数が10
〜40のフェノール類を存在させて芳香族系有機二水酸
基化合物と炭酸ジエステルとを溶融重縮合してポリカー
ボネートを製造すると、得られるポリカーボネートの全
末端のうち水酸基末端は30モル%以下好ましくは20
モル%以下さらに好ましくは10〜20モル%となり、
しかも20℃の塩化メチレン中で測定した極限粘度
[η]が0.3〜1.0dl/gであるポリカーボネートが
得られる。さらに本発明により得られるポリカーボネー
トは、優れた色調を有しており、その上沸水試験後の引
張強度および伸びにも優れている。
【0069】また反応系に炭素数が17〜50の炭酸ジ
エステルを存在させて芳香族系有機二水酸基化合物とジ
フェニルカーボネートとを溶融重縮合してポリカーボネ
ートを製造すると、得られるポリカーボネートの全末端
のうち水酸基末端は30モル%以下好ましくは20モル
%以下さらに好ましくは10〜20モル%となり、しか
も20℃の塩化メチレン中で測定した極限粘度[η]が
0.3〜1.0dl/gであるポリカーボネートが得られ
る。さらに本発明により得られるポリカーボネートは、
優れた色調を有しており、その上沸水試験後の引張強度
および伸びにも優れている。
【0070】また反応系に炭素数が13〜16の炭酸ジ
エステルを存在させて芳香族系有機二水酸基化合物とジ
フェニルカーボネートとを溶融重縮合してポリカーボネ
ートを製造すると、得られるポリカーボネートの全末端
のうち水酸基末端は30モル%以下好ましくは20モル
%以下さらに好ましくは10〜20モル%となり、しか
も20℃の塩化メチレン中で測定した極限粘度[η]が
0.3〜1.0dl/gであるポリカーボネートが得られ
る。さらに本発明により得られるポリカーボネートは、
優れた色調を有しており、その上沸水試験後の引張強度
および伸びにも優れている。
【0071】本発明に係るポリカーボネートは、上記の
ような溶融法によって製造されるポリカーボネートであ
って、前述したように該ポリカーボネート全末端のう
ち、水酸基末端が30モル%以下であり、ポリカーボネ
ート中のナトリウム含量が1ppm 以下であり、かつ塩素
含量が20ppm 以下である。
【0072】ポリカーボネート全末端のうち水酸基末端
が上記の範囲内にあるポリカーボネートは、色調、耐熱
性および耐水性に特に優れている。また本発明に係るポ
リカーボネートは、その中に含まれるナトリウム含量が
1.0ppm 以下好ましくは0.5ppm 以下であり、かつ塩
素含量が20ppm 以下、好ましくは10ppm 以下であ
る。
【0073】本発明に係るポリカーボネートは、その全
末端のうち水酸基末端が30モル%以下であるが、好ま
しくは5〜30モル%、さらに好ましくは5〜25モル
%、特に好ましくは10〜20モル%である。上記のよ
うにナトリウム含量が1.0ppm 以下好ましくは0.5pp
m 以下であり、かつ塩素含量が20ppm 以下好ましくは
10ppm以下であるポリカーボネートは、その全末端の
うち水酸基末端が5〜30モル%好ましくは5〜25モ
ル%さらに好ましくは10〜20モル%であっても、耐
熱性、耐水性に優れ、着色したりすることが少ない。
【0074】このことは、ポリカーボネートが活性点で
ある水酸基末端を有していても、ナトリウム含量あるい
は塩素含量が少ない場合には、水酸基末端が反応するこ
とが少なく、したがってポリカーボネートが着色するこ
とが少ないことを意味している。しかもポリカーボネー
トの全末端のうち上記のような範囲で水酸基末端を有す
るポリカーボネートは、適量の水酸基末端を含んでいる
ため、ポリマーアロイなどを製造する際に活性点を有す
ることとなる。
【0075】また本発明に係るポリカーボネートは、ナ
トリウム以外のリチウム、カリウム、セシウムなどのア
ルカリ金属あるいはベリリウム、マグネシウム、カルシ
ウムなどのアルカリ土類金属の総含量も1ppm である
と、初期色相、耐水性、耐熱性に優れているので好まし
い。
【0076】さらに本発明に係るポリカーボネートは、
20℃の塩化メチレン中で測定した極限粘度[η]が
0.3〜1.0dl/gであることが好ましい。
【0077】
【発明の効果】本発明に係るポリカーボネートは、溶融
法で得られるポリカーボネートであって、ポリカーボネ
ート全末端の中で、水酸基末端が特定量封止されてお
り、かつナトリウム含量および塩素含量が特定量以下で
あるため、色調、耐熱性および耐水性(耐加水分解性)
に優れている。
【0078】しかも本発明に係るポリカーボネートは、
色調にも優れており、その上沸水試験後の引張強度にも
優れている。
【0079】
【実施例】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。
【0080】なお以下の実施例においてポリカーボネー
トの物性は、下記のようにして測定した。 極限粘度[η](IV):塩化メチレン中、20℃でウ
ベローデ粘度計を用いて測定した。
【0081】色相(b値):2mm厚のプレスシートのLa
b値を日本電色工業(株)のColor andColor Defference M
eter ND-1001 DP を用い透過法で測定し、黄色度の尺度
としてb値を用いた。
【0082】熱老化試験(1) :120℃、400mmHgで
12時間乾燥したペレットをテフロンペトリ皿(40mm
φ)に4.5秤量し、250℃のギヤオーブン(GHPS-21
2 田葉井製作所、空気置換率71.6回/時間)中に1
6時間保持した後、室温まで徐冷した。この試料を2mm
厚のプレスシートにして、このシートを用いて色相(b
値)およびIVを測定した。
【0083】熱老化試験(2) :3mm厚のプレスシートを
用いて、140℃のギヤオーブン(GHPS-212田葉井製作
所、空気置換率71.6回/時間)中で、1000時間の熱
老化試験を行なった。この試料の色相を測定し、黄色度
(YI)を計算した。
【0084】
【数1】
【0085】耐水試験(1) :0.5mm厚のプレスシート
より、幅5mm、長さ5cmのダンベルを打ち抜き、沸水中
に浸漬し、1日後、3日後、7日後に取り出す。取り出
し後、1時間以内にインストロン1132でチャック間
距離30mm、引張り速度50mm/min 、測定レンジ50
kgで引張り試験を行ない伸び(%)を測定した。
【0086】耐水試験(2) :3mm厚のプレスシートをオ
ートクレーブ中の水に浸漬し、125℃のオーブンで5
日間保持する。この試験片を用いて日本電色工業(株)の
NDH-200 でヘイズを測定した。
【0087】プレスシート作成条件:120℃、400
mmHg、12時間乾燥したペレットを280℃、10分予
熱後、280℃で5分間100kg/cm3 でプレスし、室
温でコールドプレスを5分間行なった。
【0088】末端基構造:サンプル0.4gを3mlのク
ロロホルムに溶解し、40℃で、13C−NMR(日本電
子社製、GX−270)を用いて、末端のOH基および
構造を測定した。末端OH基濃度は全末端基濃度に対す
る割合(%)で計算した。
【0089】末端OH基濃度:サンプル0.25gを1
0mlの塩化メチレンに溶解し、FT−IR(島津製作所
製、FT-IR4300 )を用いて、3580cm-1付近にでるOH基
の吸光度を測定し、末端OH基濃度を算出した。
【0090】ポリマー中のナトリウム含量:20gのポ
リマーを灰化し、原子吸光分光機(日立製作所製:日立
180-80)を用いて限界値0.05ppm まで測定した。
【0091】ポリマー中の塩素含量:50mgのポリマー
をSchoriger 法によりガス化して水溶液にし、イオンク
ロマトグラフィー(ダイオネックス社製:イオンクロマ
トグラフ 2000i)を用いて、限界値0.05ppm まで測
定した。
【0092】
【実施例1】500mlのガラスリアクター中にジフェニ
ルカーボネート(エニー社製のジフェニルカーボネート
を80℃、pH7の温水で2回洗浄し、収率90%で蒸留;Na
含量0.05ppm 以下、Cl含量15.0 ppm )141.24g
(0.660mol)と、ビスフェノールA(日本ジーイープラ
スチック社製;Na含量0.10ppm 、Cl含量0.8ppm)13
6.8g(0.600mol)と、
【0093】
【化5】
【0094】(0.03mol ;5mol %/ビスフェノール
A)と、ホウ酸H3BO3 3%水溶液3.0mg(H3BO
3 0.025×10-4mol /ビスフェノールA1mol)とをN2
雰囲気下で入れ、180℃で加熱し、30分間Ni 攪拌
棒で攪拌した。次いで、テトラメチルアンモニウムヒド
ロオキサイドMe4NOH 15%水溶液(東洋合成社
製)91.2mg(Me4NOH 2.5×10-4mol /ビスフェ
ノールA 1mol)と、水酸化ナトリウムNaOH 0.1
%水溶液12.0mg(NaOH 0.005×10-4mol /ビスフェ
ノールA1mol)とを加えて、さらに180℃、N2 雰囲
気下30分攪拌し、エステル交換反応を行なった。
【0095】その後、210℃に昇温し、徐々に200
mmHgまで減圧し1時間さらに240℃まで昇温し、20
0mmHgで20分、徐々に150mmHgまで減圧し20分、
さらに100mmHgまで減圧後20分、15mmHgまで減圧
して0.5時間反応させた後、270℃に昇温し、最終
的に0.5mmHgまで減圧して、2.0時間反応させた。
【0096】上記のようにしたところ、IV 0.50d
l/gのポリカーボネートが得られた。このポリカーボ
ネートの末端OH基濃度は14%であった。結果を表1
に示す。
【0097】
【実施例2】500mlのガラスリアクター中にジフェニ
ルカーボネート(実施例1で使用したもの)136.1
g(0.636mol)と、ビスフェノール A(実施例1で使
用したもの)136.8g(0.600mol)と、p-クミルフ
ェニルフェニルカーボネート
【0098】
【化6】
【0099】9.960g(0.03mol;5mol%/ビスフェ
ノールA)と、ホウ酸H3BO3 3%水溶液3.0mg(H
3BO3 0.025×10-4mol /ビスフェノールA 1mol)と
をN2 雰囲気下で入れ、180℃で加熱し、30分間N
i攪拌棒で攪拌した。次いで、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロオキサイドMe4NOH 15%水溶液(東洋
合成社製)91.2mg(Me4NOH 2.5×10-4mol /ビ
スフェノールA 1mol)と、水酸化ナトリウムNaOH
0.1%水溶液12.0mg(NaOH 0.005×10-4mol /ビス
フェノールA1mol)とを加えて、さらに180℃、N2
雰囲気下30分攪拌し、エステル交換反応を行なった。
【0100】その後、210℃に昇温し、徐々に200
mmHgまで減圧し1時間さらに240℃まで昇温し、20
0mmHgで20分、徐々に150mmHgまで減圧し20分、
さらに100mmHgまで減圧後20分、15mmHgまで減圧
して0.5時間反応させた後、270℃に昇温し、最終
的に0.5mmHgまで減圧して、2.0時間反応させた。
【0101】上記のようにしたところ、IV 0.50d
l/gのポリカーボネートが得られた。このポリカーボ
ネートの末端OH基濃度は14%であった。結果を表1
に示す。
【0102】
【実施例3】実施例2において、p-クミルフェニルフェ
ニルカーボネートを用いる代りに、ジフェニルカーボネ
ートを表1に示す量でさらに用いた以外は、実施例2と
同様にしてポリカーボネートを得た。得られたポリカー
ボネートのIVは0.52dl/gであり、末端OH基濃
度は14%であった。結果を表1に示す。
【0103】
【実施例4】実施例1において、270℃、0.5mmHg
に減圧して、2.2時間反応させた以外は、実施例1と
同様にしてポリカーボネートを得た。得られたポリカー
ボネートのIVは0.52dl/gであり、末端OH基濃
度は7%であった。結果を表1に示す。
【0104】
【実施例5】実施例3において、270℃、0.5mmHg
に減圧して、2.2時間反応させた以外は、実施例3と
同様にしてポリカーボネートを得た。得られたポリカー
ボネートのIVは0.52dl/gであり、末端OH基濃
度は7%であった。結果を表1に示す。
【0105】
【実施例6】実施例1において、270℃、0.5mmHg
に減圧して、2.5時間反応させた以外は、実施例1と
同様にしてポリカーボネートを得た。得られたポリカー
ボネートのIVは0.53dl/gであり、末端OH基濃
度は2%であった。結果を表1に示す。
【0106】
【実施例7】実施例3において、270℃、0.5mmHg
に減圧して2.5時間反応させた以外は、実施例3と同
様にしてポリカーボネートを得た。得られたポリカーボ
ネートのIVは0.56dl/gであり、末端OH基濃度
は2%であった。結果を表1に示す。
【0107】
【実施例8】実施例3において、添加するNaOHの量
を表1に示す量に変え、270℃、0.5mmHgに減圧し
て2.2時間反応させた以外は、実施例3と同様にして
ポリカーボネートを得た。結果を表1に示す。
【0108】
【実施例9】実施例3において、添加するNaOHの量
を表1に示す量に変え、270℃、0.5mmHgに減圧し
て1.8時間反応させた以外は、実施例3と同様にして
ポリカーボネートを得た。結果を表1に示す。
【0109】
【実施例10〜13】実施例3において、NaOHの代
りに、表1に示すような触媒を表1に示すような量で用
いた以外は、実施例3と同様にしてポリカーボネートを
得た。結果を表1に示す。
【0110】
【比較例1】実施例3において、用いる触媒を表1に示
すように変え、270℃、0.5mmHgに減圧して、1時
間反応させた以外は、実施例3と同様にしてポリカーボ
ネートを得た。結果を表1に示す。
【0111】
【比較例2〜3】実施例3において、さらに用いたジフ
ェニルカーボネートの量を表1に示すように変えた以外
は、実施例3と同様にしてポリカーボネートを得た。結
果を表1に示す。
【0112】
【比較例4】ビスフェノールAとホスゲンを用いて界面
重合法で合成した日本ジーイープラスチックス社製のポ
リカーボネート(IV 0.50 dl/g、末端OH濃度0%、Na
含量<0.05ppm、Cl含量30ppm )の物性を表1に示す。
【0113】
【表1】
【0114】
【表2】
【0115】
【表3】
【0116】
【表4】
【0117】
【表5】
【0118】
【表6】
【0119】
【実施例14〜16】実施例3において、NaOHの代
りに、表2に示すような触媒を表2に示すような量で用
いた以外は、実施例3と同様にしてポリカーボネートを
得た。
【0120】結果を表2に示す。
【0121】
【表7】
【0122】
【参考例1】100mlのガラスリアクター中にジフェニ
ルカーボネート(Bayer 社製のジフェニルカーボネート
を80℃、pH 7.0の温水で2 回洗浄し、収率90%で蒸留;
Na含量0.05ppm 以下、Cl含量240ppm)47.08g(0.2
20mol)と、ビスフェノールA(日本ジーイープラスチ
ック社製のNa含量0.05ppm 以下、Cl含量16.4ppm )4
5.600g(0.200mol)と、p-クミルフェノール2.1
2g(0.01mol ;5mol%/ビスフェノールA)と、ホウ
酸H3BO3 (和光試薬特級)3.72mg(3 ×10 -4 mol
/ビスフェノールA1mol )とをN2 雰囲気下で入れ、
180℃で加熱し、30分間Ni攪拌棒で攪拌した。次
いで、テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド M
e4NOH 15%水溶液(東洋合成社製)36.48mg
(Me4NOH 3×10-4mol /ビスフェノールA 1mol)
と、炭酸水素ナトリウムNaHCO3(和光試薬特級)
0.50mg(0.3 ×10-4 mol/ビスフェノールA 1mol
)とを加えて、さらに180℃、N2 雰囲気下30分
攪拌し、エステル交換反応を行なった。
【0123】その後、210℃に昇温し、徐々に200
mmHgまで減圧し1時間さらに240℃まで昇温し、20
0mmHgで20分、徐々に150mmHgまで減圧し20分、
さらに100mmHgまで減圧後20分、15mmHgまで減圧
して0.5時間反応させた後、270℃に昇温し、最終
的に0.5mmHgまで減圧して、2.0時間反応させた。
【0124】上記のようにしたところ、IV 0.50d
l/gのポリカーボネートが得られた。このポリカーボ
ネートの末端OH基濃度は0%であった。結果を表3に
示す。
【0125】
【比較例5】参考例1において、末端封止剤として表1
に記載したフェノール類を表1に記載した量で用いた以
外は、参考例1と同様にしてポリカーボネートを得た。
結果を表3に示す。
【0126】
【参考例2〜4】参考例1において、末端封止剤として
表3に記載したフェノール類を表3に記載した量で用い
た以外は、参考例1と同様にしてポリカーボネートを得
た。結果を表3に示す。
【0127】
【表8】
【0128】
【表9】
【0129】
【参考例5】100mlのガラスリアクター中に、ジフェ
ニルカーボネート(参考例1で使用したもの)45.3
68g(0.212mol)と、ビスフェノールA(参考例1で
使用したもの)45.600g(0.200mol)と、2-カル
ボメトキシ-5-t-ブチル-フェニルフェニルカーボネート
【0130】
【化7】
【0131】3.280g(0.01 mol;5mol%/ビスフ
ェノールA)と、ホウ酸H3BO3(和光試薬特級)3.
72mg(3 ×10-4 mol/ビスフェノールA 1mol )と
をN2雰囲気下で入れ、180℃で加熱し、30分間N
i攪拌棒で攪拌した。次いで、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロオキサイドMe4NOH 15%水溶液(東洋合
成社製)36.48mg(Me4NOH 3×10-4 mol/ビス
フェノールA 1mol )と、炭酸水素ナトリウムNaH
CO3 (和光試薬特級)0.50mg( 0.3×10-4mol /
ビスフェノールA 1mol )とを加えて、さらに180
℃、N2 雰囲気下30分攪拌し、エステル交換反応を行
なった。
【0132】その後、210℃に昇温し、徐々に200
mmHgまで減圧し1時間さらに240℃まで昇温し、20
0mmHgで20分、徐々に150mmHgまで減圧し20分、
さらに100mmHgまで減圧後20分、15mmHgまで減圧
して0.5時間反応させた後、270℃に昇温し、最終
的に0.5mmHgまで減圧して、2.0時間反応させた。
【0133】上記のようにしたところ、IV 0.51d
l/gのポリカーボネートが得られた。このポリカーボ
ネートの末端OH基濃度は1%であった。結果を表4に
示す。
【0134】
【参考例6〜8】参考例5において、末端封止剤として
表4に記載した炭酸ジエステルを表4に記載した量で用
いた以外は、参考例5と同様にしてポリカーボネートを
得た。結果を表4に示す。
【0135】
【比較例6】参考例5において、末端封止剤として表4
に記載した炭酸ジエステルを表4に記載した量で用いた
以外は、参考例5と同様にしてポリカーボネートを得
た。結果を表4に示す。
【0136】
【参考例9】参考例5において、2-カルボメトキシ-5-
ブチルフェニルカーボネートを用いる代りに、ジフェニ
ルカーボネートを0.01mol (5mol%/ビスフェノー
ルA)の量でさらに用いた以外は、参考例5と同様にし
てポリカーボネートを得た。結果を表4に示す。
【0137】
【表10】
【0138】
【表11】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融法で得られるポリカーボネートであっ
    て、該ポリカーボネート全末端のうち、水酸基末端が3
    0モル%以下であり、ポリカーボネート中のナトリウム
    含量が1ppm 以下であり、かつ塩素含量が20ppm 以下
    であることを特徴とするポリカーボネート。
  2. 【請求項2】ポリカーボネート中のナトリウム含量が
    0.5ppm 以下であり、かつ塩素含量が10ppm 以下で
    ある請求項1に記載のポリカーボネート。
  3. 【請求項3】ポリカーボネートの20℃の塩化メチレン
    中で測定した極限粘度[η]が0.3〜1.0dl/gであ
    る請求項1または2に記載のポリカーボネート。
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