聚碳酸酯制造装置的组装方法和聚碳酸酯的制造装置与流程

文档序号:32411887发布日期:2022-12-02 21:35阅读:118来源:国知局
聚碳酸酯制造装置的组装方法和聚碳酸酯的制造装置与流程

1.本发明涉及聚碳酸酯制造装置的组装方法和聚碳酸酯的制造装置。


背景技术:

2.以往,关于聚碳酸酯的制造装置,公开了如下技术:使用对不锈钢进行#200以下的抛光轮研磨而得到的材料作为制造装置的内壁面的材料(例如,参见专利文献1);使熔融的聚合物通过的不锈钢制管道的内壁面的至少一部分的表面粗糙度rmax为5μm以下(例如,参见专利文献2);使用液体接触部的表面粗糙度为10μm以下的容器和/或管道(例如,参见专利文献3);等。
3.另一方面,上述各专利文献存在如下问题:关于聚碳酸酯的制造装置,没有公开对组装方法进行优化。
4.另外,以往公开了:对管道和设备的金属表面进行抛光轮抛光;将管道和设备的金属表面的表面粗糙度调节为50μm以下、优选调节为10μm以下;为了除去附着在管道和设备的金属表面上的污渍、油和反应抑制物(例如酸等)以及金属表面的吸附氧,利用选自由化学试剂、温水、稀碱、以及芳香族单羟基化合物、碳酸二芳基酯、和芳香族二羟基化合物与碳酸二芳基酯的熔融混合物构成的组中的一种以上进行清洗(例如,参见专利文献4)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开平4-7328号公报
8.专利文献2:日本专利第3224434号公报
9.专利文献3:日本专利第4255548号公报
10.专利文献4:日本专利第6554012号公报


技术实现要素:

11.发明所要解决的问题
12.但是,在专利文献1~4中,关于聚碳酸酯的制造装置,均没有公开关于对组装方法进行优化的任何内容,以往公开的聚碳酸酯的制造装置具有如下问题:从得到着色和异物少、高品质且高性能的聚碳酸酯的观点考虑,存在改善的余地。
13.因此,本发明的目的在于提供一种能够得到着色和异物少、高品质且高性能的聚碳酸酯的聚碳酸酯制造装置的组装方法和聚碳酸酯的制造装置。
14.用于解决问题的手段
15.本发明人等鉴于上述现有技术的问题进行了深入研究,结果发现,通过对聚碳酸酯制造装置的组装方法进行优化并且对于聚碳酸酯的制造装置规定其结构,能够解决上述现有技术的问题,从而完成了本发明。
16.即,本发明如下所述。
17.1.18.一种聚碳酸酯制造装置的组装方法,所述聚碳酸酯制造装置包含多个装置要素,其中,
19.所述聚碳酸酯制造装置的组装方法包含:
20.对进行研磨和清洗后的装置要素的开口部进行养护,其中,利用相当于抛光轮#400的研磨剂对所述装置要素的与内部液体接触的金属表面的至少一部分进行研磨,并且将所述研磨后的金属表面清洗至成为通过使所述金属表面与无纺布接触的检查而在无纺布上不附着污渍的状态;和
21.在防尘罩内将所述装置要素的开口部与其它装置要素的开口部连接。
22.2.23.一种聚碳酸酯的制造装置,其中,所述聚碳酸酯的制造装置的与内部液体接触的金属表面的至少一部分的算术平均粗糙度(ra)为0.25μm以下。
24.3.25.如上述[2]所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,通过利用碱金属氢氧化物的水溶液对所述聚碳酸酯的制造装置的内部进行清洗,从所述聚碳酸酯的制造装置内部除去的所述水溶液中的硫酸根离子(so
42-)浓度与氟化物离子(f-)浓度的合计值为150ppb以下。
[0026]
[4]
[0027]
如上述[3]所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,通过在利用所述碱金属氢氧化物的水溶液对所述聚碳酸酯的制造装置的内部进行清洗后利用芳香族单羟基化合物对所述聚碳酸酯的制造装置的内部进行清洗,从所述聚碳酸酯的制造装置内部除去的所述芳香族单羟基化合物的“400nm下的吸光度”与“700nm下的吸光度”之差为0.002以下。
[0028]
[5]
[0029]
如上述[2]~[4]中任一项所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,
[0030]
所述聚碳酸酯的制造装置具有引导件接触流下式聚合装置,所述引导件接触流下式聚合装置使聚碳酸酯的预聚物沿着其自身没有加热源的引导件的外部表面流下,并在此期间使低沸点物质蒸发,
[0031]
所述引导件接触流下式聚合装置满足下述<条件(1)>~<条件(9)>:
[0032]
<条件(1)>
[0033]
所述引导件接触流下式聚合装置具有:液体接收口;液体供给区,所述液体供给区用于通过多孔板向蒸发区的引导件供给液体;蒸发区,所述蒸发区在由所述多孔板、侧面壳体和底部壳体包围的空间中设置有从所述多孔板向下方延伸的多个引导件;真空排气口,所述真空排气口设置在所述蒸发区中;和液体排出口,所述液体排出口设置在底部壳体的最下部;
[0034]
<条件(2)>
[0035]
在所述液体供给区中设置有流路控制部件,所述流路控制部件具有在所述液体供给区中使从所述液体接收口供给至多孔板的液体从多孔板的周边部向中央部的方向流动的功能;
[0036]
<条件(3)>
[0037]
所述蒸发区的侧面壳体的水平面上的内部截面积a(m2)满足下式(i):
[0038]
0.7≤a≤300
ꢀꢀꢀ
式(i);
[0039]
<条件(4)>
[0040]
所述内部截面积a(m2)与所述液体排出口的水平面上的内部截面积b(m2)之比满足下式(ii):
[0041]
20≤a/b≤1000
ꢀꢀꢀ
式(ii);
[0042]
<条件(5)>
[0043]
构成所述蒸发区的底部的底部壳体在所述蒸发区的内部以角度c度与上部的侧面壳体连接,并且所述角度c度(
°
)满足下式(iii):
[0044]
110≤c≤165
ꢀꢀꢀ
式(iii);
[0045]
<条件(6)>
[0046]
所述引导件的长度h(cm)满足下式(iv):
[0047]
150≤h≤5000
ꢀꢀꢀ
式(iv);
[0048]
<条件(7)>
[0049]
多个所述引导件整体的外部总表面积s(m2)满足下式(v):
[0050]
2≤s≤50000
ꢀꢀꢀ
式(v);
[0051]
<条件(8)>
[0052]
每1m2所述多孔板的平均孔数n(个/m2)满足下式(vi):
[0053]
50≤n≤3000
ꢀꢀꢀ
式(vi);
[0054]
<条件(9)>
[0055]
包含所述多孔板的孔的上部面积的所述多孔板的上部面积t(m2)与所述孔的有效截面积的合计q(m2)之比满足下式(vii):
[0056]
50≤t/q≤3000
ꢀꢀꢀ
式(vii)。
[0057]
[6]
[0058]
如上述[5]所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,所述蒸发处理后的液体为每小时1吨以上。
[0059]
[7]
[0060]
如上述[5]或[6]所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,所述液体供给区的内部侧壁面与所述多孔板形成的角度e(
°
)满足下式(viii):
[0061]
100≤e<180
ꢀꢀꢀ
式(viii)。
[0062]
[8]
[0063]
如上述[5]~[7]中任一项所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,最靠近所述蒸发区的侧面壳体的内壁面的所述引导件与所述内壁面的距离k(cm)满足下式(ix):
[0064]
5≤k≤50
ꢀꢀꢀ
式(ix)。
[0065]
[9]
[0066]
如上述[5]~[8]中任一项所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,
[0067]
所述蒸发区的所述侧面壳体为内径为d(cm)且长度为l(cm)的圆筒形,与所述侧面壳体的下部连接的底部壳体为锥形,所述锥形的底部壳体的最下部的液体排出口为内径为d(cm)的圆筒形,并且
[0068]
所述d、l、d满足下式(x)、(xi)、(xii)和(xiii):
[0069]
100≤d≤1800
ꢀꢀꢀꢀ
式(x)
[0070]
5≤d/d≤50
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(xi)
[0071]
0.5≤l/d≤30
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式(xii))
[0072]
h-20≤l≤h+300
ꢀꢀꢀ
式(xiii)
[0073]
(式(xiii)中,h(cm)表示引导件的长度)。
[0074]
[10]
[0075]
如上述[5]~[9]中任一项所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,在从所述液体接收口到多孔板的上表面为止的所述液体供给区中能够存在液体的空间容积v(m3)和包含所述多孔板的孔的上部面积的所述多孔板的上部面积t(m2)满足下式(xiv):
[0076]
0.02(m)≤v/t≤0.5(m)
ꢀꢀꢀ
式(xiv)。
[0077]
[11]
[0078]
如上述[5]~[10]中任一项所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,至少一个所述引导件为外径为r(cm)的圆柱状或者不使液体和/或气态物质进入所述引导件的内侧的管状的引导件,并且
[0079]
所述外径r满足下式(xv):
[0080]
0.1≤r≤1
ꢀꢀꢀ
式(xv)。
[0081]
[12]
[0082]
如上述[5]~[11]中任一项所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,所述聚碳酸酯的制造装置具有多个所述引导件,并且所述多个引导件利用支撑材料进行了结合。
[0083]
[13]
[0084]
如上述[12]所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,所述多个引导件为选自由利用横向的支撑材料将各个引导件固定而得到的格子状或网状的引导件、在前后配置多个格子状或网状的引导件并利用横向的支撑材料将这些引导件固定而得到的立体引导件、和利用横向的支撑材料将多个引导件的各个引导件的前后左右固定而得到的攀登架状的立体引导件构成的组中的任一种引导件。
[0085]
[14]
[0086]
如上述[5]~[13]中任一项所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,
[0087]
在所述引导件接触流下式聚合装置上进一步连接有满足所述<条件(1)>~<条件(9)>的至少一台引导件接触流下式聚合装置,并且
[0088]
2台以上的所述引导件接触流下式聚合装置通过串联、并联以及串联与并联并用中的任一种方式连接。
[0089]
[15]
[0090]
如上述[14]所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,在所述引导件接触流下式聚合装置上进一步连接有一台引导件接触流下式聚合装置,并且
[0091]
所述引导件接触流下式聚合装置的引导件的外部总表面积s1(m2)和所述进一步连接的引导件接触流下式聚合装置的引导件的外部总表面积s2(m2)满足下式(xvi):
[0092]
1≤s1/s2≤20
……
式(xvi)。
[0093]
[16]
[0094]
如上述[5]~[15]中任一项所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,
[0095]
所述聚碳酸酯的制造装置还具有非活性气体吸收装置,所述非活性气体吸收装置
用于使在供给至所述引导件接触流下式聚合装置之前的聚碳酸酯的熔融预聚物吸收非活性气体,并且
[0096]
所述聚碳酸酯的制造装置被构造为:利用设置在紧接所述引导件接触流下式聚合装置的入口之前的压力调节阀将从所述非活性气体吸收装置到所述引导件接触流下式聚合装置之间的熔融预聚物的供给管道内的吸收了非活性气体的熔融预聚物的压力保持在15kpaa~200kpaa而进行供给。
[0097]
[17]
[0098]
如上述[14]或[15]所述的聚碳酸酯的制造装置,其中,
[0099]
在所述引导件接触流下式聚合装置和所述进一步连接的引导件接触流下式聚合装置上连接有非活性气体吸收装置,所述非活性气体吸收装置用于使在供给至各个引导件接触流下式聚合装置之前的聚碳酸酯的熔融预聚物吸收非活性气体,并且所述聚碳酸酯的制造装置被构造为:利用设置在紧接所述各个引导件接触流下式聚合装置的入口之前的压力调节阀将从所述非活性气体吸收装置到所述各个引导件接触流下式聚合装置之间的熔融预聚物的供给管道内的吸收了非活性气体的熔融预聚物的压力保持在15kpaa~200kpaa而进行供给。
[0100]
发明效果
[0101]
根据本发明,能够提供能够制造着色和异物少、高品质且高性能的聚碳酸酯的聚碳酸酯制造装置的组装方法和聚碳酸酯的制造装置。
附图说明
[0102]
图1表示构成聚碳酸酯制造装置的非活性气体吸收装置的示意结构图。
[0103]
图2表示构成聚碳酸酯制造装置的引导件接触流下式聚合装置的示意结构图。
[0104]
图3表示非活性气体吸收装置和引导件接触流下式聚合装置的上部的示意结构图。
[0105]
图4表示非活性气体吸收装置和引导件接触流下式聚合装置的上部的放大示意结构图。
[0106]
图5表示本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的一例的示意结构图。
具体实施方式
[0107]
以下,对用于实施本发明的方式(以下也称为“本实施方式”)详细地说明。
[0108]
需要说明的是,本发明不限于本实施方式,能够在其主旨的范围内进行各种变形而实施。
[0109]
[聚碳酸酯制造装置的组装方法]
[0110]
本实施方式的聚碳酸酯制造装置的组装方法为包含多个装置要素的聚碳酸酯制造装置的组装方法,其中,
[0111]
所述聚碳酸酯制造装置的组装方法包含:
[0112]
对进行研磨和清洗后的装置要素的开口部进行养护,其中,利用相当于抛光轮#400的研磨剂对上述装置要素的与内部液体接触的金属表面的至少一部分进行研磨,并且将上述研磨后的金属表面清洗至成为通过使上述金属表面与无纺布接触的检查而在无纺
布上不附着污渍的状态;和
[0113]
在防尘罩内将上述装置要素的开口部与其它装置要素的开口部连接。
[0114]
根据本实施方式的聚碳酸酯制造装置的组装方法,能够得到能够制造着色和异物少、高品质且高性能的聚碳酸酯的聚碳酸酯制造装置。
[0115]
更详细而言,通过利用相当于抛光轮#400的研磨剂对聚碳酸酯制造装置的与内部液体接触的金属表面的至少一部分进行研磨,并且将金属表面清洗至成为通过使上述金属表面与无纺布接触的检查而在无纺布上不附着污渍的状态,能够抑制微小异物混入到所制造的聚碳酸酯中、在聚碳酸酯中生成鱼眼(凝胶),而且还能够抑制聚碳酸酯的着色。
[0116]
另外,通过对聚碳酸酯制造装置的装置要素的开口部进行养护,并且在防尘罩内将聚碳酸酯制造装置的装置要素的开口部与相邻的其它装置要素的开口部连接,能够防止在组装时混入异物,并且能够得到着色和异物少、高品质且高性能的聚碳酸酯。
[0117]“装置要素”是指构成聚碳酸酯制造装置的装置和相关的部件。
[0118]
作为装置要素,例如可以列举:非活性气体吸收装置、引导件接触流下式聚合装置、输送泵、供给泵、连接这些装置要素的管道等。
[0119]“内部液体”是指在聚碳酸酯制造装置中进行处理的聚碳酸酯的原料、熔融的聚碳酸酯等液体。
[0120]
本实施方式中的装置要素使用利用相当于抛光轮#400的研磨剂对所述装置要素的与内部液体接触的金属表面的至少一部分进行了研磨的装置要素。
[0121]
利用研磨剂进行研磨的金属表面只要为上述装置要素的至少一部分即可,但优选为与内部液体接触的金属表面的90面积%以上,更优选为95面积%以上。
[0122]“利用相当于抛光轮#400的研磨剂进行了研磨的金属表面”是指接近镜面的光泽或具有若干条纹的状态的金属表面。该利用相当于抛光轮#400的研磨剂进行了研磨的金属表面优选为例如算术平均粗糙度(ra)为0.25μm以下的金属表面。
[0123]
算术平均粗糙度(ra)通过后述的方法测定。
[0124]
在本实施方式中,将上述金属表面清洗至成为通过使该金属表面与无纺布接触的检查而在无纺布上不附着污渍的状态。“在无纺布上不附着污渍”是指利用无纺布擦拭金属表面,不附着能够通过目视确认到的污渍。
[0125]
需要说明的是,对上述金属表面的清洗没有特别限制,例如可以通过化学试剂涂布、喷射水流、水溶性矿物油清洗剂的涂布和利用喷射水流的冲洗等进行。
[0126]
在本实施方式中,对上述清洗后的装置要素的开口部进行养护。为了防止来自外部的异物的混入,养护可以通过利用膜等封闭而进行。作为膜,没有特别限制,例如可以列举聚氯乙烯膜等。另外,养护可以通过从上述膜上进一步利用袋覆盖而进行。此外,养护可以通过在上述膜、上述袋上安装胶合板从而保护上述膜、上述袋而进行。在本实施方式中,上述被养护的开口部优选为构成聚碳酸酯制造装置的装置要素的所有开口部。
[0127]
在本实施方式中,可以在对装置要素的开口部进行了养护的状态下长期保存至后述的连接。
[0128]
在本实施方式中,在将装置要素的开口部与其它装置要素的开口部连接时,该连接在防尘罩内进行。通过使用防尘罩,能够防止异物的混入。上述防尘罩只要是具有能够在该防尘罩内部连接装置要素的开口部的大小的防尘罩,就没有特别限制,可以使用公知的
防尘罩。对防尘罩的材质没有特别限制,例如可以列举聚乙烯。
[0129]
以下,对本实施方式的聚碳酸酯的制造装置进行说明。
[0130]
[聚碳酸酯的制造装置]
[0131]
本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的与内部液体接触的金属表面的至少一部分的算术平均粗糙度ra为0.25μm以下。优选为0.23μm以下,更优选为0.2μm以下。
[0132]
需要说明的是,上述“一部分”是指与内部液体接触的金属表面整体的面积的50%以上。具有上述ra的金属表面优选为与内部液体接触的金属表面整体的面积的90%以上,更优选为95%以上。
[0133]
通过上述金属表面的至少一部分的算术平均粗糙度(ra)为0.25μm以下,能够抑制在利用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造的聚碳酸酯中生成微小异物、鱼眼(凝胶),而且还能够防止着色。
[0134]
在此,算术平均粗糙度(ra)为作为表示工业制品的表面粗糙度的参数通常使用的参数,在jis b 0031-2003、jis b 0601-2013中进行了规定。另外,ra值可以使用触针式表面粗糙度测定仪测定。
[0135]
作为将本实施方式的聚碳酸酯的制造装置中的与内部液体接触的金属表面的算术平均粗糙度(ra)调节为0.25μm以下的方法,例如可以列举:在jis h 0400-1998中规定的研磨方法、和进行作为预处理的3010抛光轮研磨法中记载的化学研磨或电解研磨等的方法。
[0136]
在将本实施方式的聚碳酸酯的制造装置安装在工厂中之后,通过利用碱金属氢氧化物的水溶液对该聚碳酸酯的制造装置的内部进行清洗,从聚碳酸酯的制造装置内部除去的上述水溶液中的硫酸根离子(so
42-)浓度与氟化物离子(f-)浓度的合计值优选为150ppb以下,更优选为125ppb以下,进一步优选为100ppb以下。
[0137]
通过上述浓度的合计值为150ppb以下,能够使聚碳酸酯的聚合反应以实用上足够的速度进行。
[0138]
作为上述碱金属氢氧化物,例如可以列举氢氧化钾,水溶液的浓度优选为0.5ppm~1.5ppm。
[0139]
另外,为了将上述浓度的合计值调节为150ppb以下,例如可以列举使用氢氧化钾的水溶液充满聚碳酸酯的制造装置内并利用泵等使水溶液循环约5小时而进行清洗的方法作为适当的方法。
[0140]
另外,对于本实施方式的聚碳酸酯的制造装置而言,在利用氢氧化钾水溶液如上所述对该装置的内部进行清洗后利用芳香族单羟基化合物对装置的内部进行清洗时,从装置内部除去的芳香族单羟基化合物的“400nm下的吸光度”与“700nm下的吸光度”之差优选为0.002以下,更优选为0.0015以下,进一步优选为0.001以下。
[0141]
通过上述吸光度之差为0.002以下,能够有效地抑制利用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造的聚碳酸酯的着色。
[0142]
作为上述芳香族单羟基化合物,例如可以列举苯酚。
[0143]
通过将利用上述碱金属氢氧化物的水溶液进行清洗时的该水溶液中的硫酸根离子浓度与氟化物离子浓度的合计值调节为150ppb以下,能够将上述吸光度之差控制在0.002以下。
[0144]
[聚碳酸酯的制造装置]
[0145]
以下,参照附图对本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的具体结构进行说明。
[0146]
在图5中示出本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的一例的示意结构图。
[0147]
在聚碳酸酯的制造装置中,将聚合原料和催化剂投入到混合槽31中并进行混合,接着,利用输送泵32输送至溶解混合物贮槽33a、33b中,从溶解混合物贮槽33a、33b进一步利用输送泵34a、34b输送至第一聚合器35中,并在第一聚合器35中进行预聚合。
[0148]
然后,经由排出用齿轮泵36输送至第二聚合器37中,并在第二聚合器37中进行预聚合,从而得到聚碳酸酯的预聚物。
[0149]
将聚碳酸酯的预聚物经由供给泵38输送至第一非活性气体吸收装置39中,利用压力调节阀41调节非活性气体的溶解度,然后输送至第一引导件接触流下式聚合装置42中,并在第一引导件接触流下式聚合装置42中进行预聚物的聚合。另外,在此,将作为低沸点物质的低分子量成分的苯酚从排气口排出。
[0150]
接着,经由供给泵43输送至第二非活性气体吸收装置44中,然后,从第二非活性气体吸收装置44经由三通聚合物阀45利用供给泵46a、46b进行输送。利用压力调节阀47a、47b调节非活性气体的溶解度,然后输送至所连接的第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b中,并进行预聚物的聚合。另外,在此,将苯酚从排气口排出。
[0151]
然后,利用供给泵49a、49b进行输送,在后段的设备50a、50b中添加添加剂,从而得到目标聚碳酸酯。
[0152]
需要说明的是,调节非活性气体的溶解度的压力调节阀41、47a、47b具有通过调节阀的开度而控制压力的功能,对其形态没有限制,可以为设置在规定的管道上的阀,也可以为其它能够控制规定压力的设备。
[0153]
本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的特征在于,具有引导件接触流下式聚合装置,所述引导件接触流下式聚合装置使聚碳酸酯的预聚物沿着其自身没有加热源的引导件的外部表面流下,并在此期间使低沸点物质蒸发。
[0154]
图1中示出非活性气体吸收装置39、44的示意结构图,图2中示出引导件接触流下式聚合装置42、48a、48b的示意结构图。
[0155]
需要说明的是,非活性气体吸收装置在内部空间中具有进行非活性气体的吸收的非活性气体吸收区15,引导件接触流下式聚合装置在内部空间中具有进行低沸点物质的蒸发的蒸发区5,非活性气体吸收装置和引导件接触流下式聚合装置在这一点上不同,但基本的装置结构相同。
[0156]
图3和图4表示非活性气体吸收装置和引导件接触流下式聚合装置的上部的示意图。
[0157]
本实施方式的聚碳酸酯的制造装置中的上述引导件接触流下式聚合装置优选满足下述<条件(1)>~<条件(9)>。
[0158]
<条件(1)>
[0159]
所述引导件接触流下式聚合装置具有:液体接收口1;液体供给区3,所述液体供给区3用于通过多孔板2向蒸发区5的引导件4供给液体;蒸发区5,所述蒸发区5在由所述多孔板2、侧面壳体10和底部壳体11包围的空间中设置有从所述多孔板2向下方延伸的多个引导件4;真空排气口6,所述真空排气口6设置在所述蒸发区5中;和液体排出口7,所述液体排出
口7设置在底部壳体11的最下部。
[0160]
<条件(2)>
[0161]
在上述液体供给区3中设置有流路控制部件20,所述流路控制部件20具有在上述液体供给区3中使从上述液体接收口1供给至多孔板2的液体从多孔板2的周边部向中央部的方向流动的功能。
[0162]
<条件(3)>
[0163]
上述蒸发区5的侧面壳体10的水平面(在图2中,a-a’处的切割面)上的内部截面积a(m2)满足下式(i)。
[0164]
0.7≤a≤300
ꢀꢀꢀ
式(i)
[0165]
<条件(4)>
[0166]
上述内部截面积a(m2)与上述液体排出口7的水平面(在图2中,b-b’面)上的内部截面积b(m2)之比满足式(ii)。
[0167]
20≤a/b≤1000
ꢀꢀꢀ
式(ii)
[0168]
通过满足上式(ii),能够在不降低蒸发浓缩后的液体或聚合物、或者所制造的聚合物的品质的情况下排出熔融粘度提高的这些熔融物。
[0169]
<条件(5)>
[0170]
构成上述蒸发区5的底部的底部壳体11在所述蒸发区5的内部以角度c度(
°
)与上部的侧面壳体10连接,并且上述角度c度满足式(iii)。
[0171]
110≤c≤165
ꢀꢀꢀ
式(iii)
[0172]
为了降低设备费用,c尽可能接近90度较好,但为了在不使从引导件4的下端落下的浓缩后的液体或聚合物的品质降低的情况下使熔融粘度提高的这些熔融物优选地移动至排出口7,优选c满足式(iii)。
[0173]
<条件(6)>
[0174]
上述引导件4的长度h(cm)满足式(iv)。
[0175]
150≤h≤5000
ꢀꢀꢀ
式(iv)
[0176]
通过引导件4的长度h为150cm以上,能够以实用上足够的速度和品质进行浓缩或聚合。通过h为5000cm以下,引导件4的上部和下部的液体的粘度的差异不会变得过大,能够防止浓缩度的变动、聚合度的变动的发生。
[0177]
<条件(7)>
[0178]
多个上述引导件4的外部总表面积s(m2)满足下式(v)。
[0179]
2≤s≤50000
ꢀꢀꢀ
式(v)
[0180]
通过s(m2)为2以上,能够实现每小时1吨以上的进行了蒸发处理的液体量、制造聚合物的生产量。
[0181]
另外,通过s(m2)为50000以下,能够在降低设备费用的同时实现上述生产量,并且能够抑制物性的变动。
[0182]
<条件(8)>
[0183]
每1m2上述多孔板的平均孔数n(个/m2)满足式(vi)。
[0184]
50≤n≤3000
ꢀꢀꢀ
式(vi)
[0185]
多孔板的平均孔数n(个/m2)是指孔的总数除以多孔板2的上部面的面积(包含孔
的上部面积)t(m2)而得到的数值。
[0186]
多孔板2的孔优选基本均匀地配置在多孔板2上,但多孔板2的周缘部与蒸发区5的内壁面的距离k(cm)通常优选比相邻的孔间的距离长,因此周缘部的每单位面积的孔数优选比中央部的每单位面积的孔数少。在本实施方式中,在该意义上使用平均孔数n。更优选的n的范围为70≤n≤2000,进一步优选的n的范围为100≤n≤1000。
[0187]
<条件(9)>
[0188]
包含上述多孔板的孔的上部面积的上述多孔板的上部面积t(m2)与上述孔的有效截面积的合计q(m2)之比满足下式(vii)。
[0189]
50≤t/q≤3000
ꢀꢀꢀ
式(vii)
[0190]
上述t/q更优选为100~2500,进一步优选为250~1500。
[0191]
需要说明的是,多孔板的孔的“有效截面积”表示液体通过的孔的截面中最狭窄部分的面积。在引导件4贯穿该孔的情况下,孔的“有效截面积”是孔的截面积减去引导件4的截面积而得到的面积。
[0192]
q(m2)表示这些孔的有效截面积的合计。
[0193]
通过满足上式(vi)和(vii),能够长时间连续稳定地进行大量液体、特别是粘度高的液体的蒸发处理。
[0194]
满足上述条件(1)~条件(9)的构成要件的本实施方式的聚碳酸酯的制造装置不仅能够解决以往公知的蒸发装置的问题,而且能够以每小时1吨以上的量、并且在几千小时以上、例如5000小时以上的长时间内稳定地制造没有着色的高品质且高性能的浓缩液体或聚合物。
[0195]
本实施方式的聚碳酸酯的制造装置具有上述优异的效果是因为,除了上述各种理由以外,还组合了由条件(1)~(9)起到的效果。
[0196]
例如,满足上式(iv)和(v)的高表面积的引导件对于在比较低的温度下被供给的大量的液体、预聚物、聚合物的有效的内部搅拌和表面更新非常有效,能够有效地进行低沸点物质的蒸发,有助于获得每小时1吨以上的大量的高品质的浓缩液体或聚合物。另外,满足上式(iii)的角度c(
°
)能够缩短直至将从引导件4落下的大量的高品质的浓缩液体或聚合物从液体排出口7排出的时间,从而减少热历史。
[0197]
需要说明的是,工业规模上的引导件接触流下式聚合装置的性能通过使用大规模的制造设备的长时间运转才能确立,但此时的制造设备费用是应该考虑的重要因素。
[0198]
与以往的蒸发装置或聚合器相比,构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置能够降低相对于性能的设备费用。
[0199]
本实施方式的引导件接触流下式聚合装置的特定条件、尺寸、角度等所要求的范围如上所述,更优选的范围如下所述。
[0200]
式(i)所示的蒸发区5的侧面壳体10的水平面上的内部截面积a(m2)的更优选的范围为0.8≤a≤250,进一步优选为1≤a≤200。
[0201]
另外,式(ii)所示的内部截面积a(m2)与液体排出口7的水平面上的内部截面积b(m2)之比的更优选的范围为25≤a/b≤900,进一步优选为30≤a/b≤800。
[0202]
另外,式(iii)所示的构成蒸发区5的底部的底部壳体11在所述蒸发区5的内部与上部的侧面壳体10形成的角度c度(
°
)的更优选的范围为120≤c≤165,进一步优选为135≤
c≤165。需要说明的是,在使用多个引导件接触流下式聚合装置依次提高浓缩度或聚合度的情况下,如果将分别对应的角度设为c1、c2、c3、
……
,则优选为c1≤c2≤c3≤
……

[0203]
另外,式(iv)所示的引导件4的所需的长度h(cm)根据要处理的液体的量或粘度或温度、低沸点物质的量或沸点、蒸发区的压力或温度、所需的浓缩度或聚合度等因素的不同而不同,更优选的范围为200≤h≤3000,进一步优选为400<h≤2500。
[0204]
另外,式(v)所示的所需的引导件整体的外部总表面积s(m2)也根据与上述同样的因素的不同而不同,其更优选的范围为10≤s≤40000,进一步优选为15≤s≤30000。
[0205]
在本说明书中,引导件整体的外部总表面积是指液体接触并流下的引导件的整个表面积,例如在管等引导件的情况下,引导件整体的外部总表面积是指外侧的表面积,不包括不使液体流下的管内侧的面的表面积。
[0206]
如图1~图3所示,优选将液体接收口1设置在液体供给区3的上部。
[0207]
液体接收口1可以为一处也可以为多处,但优选以将液体在液体供给区3中尽可能均匀地向多孔板2供给的方式配置,在一处的情况下,优选设置在液体供给区3的上部的中央部。
[0208]
在液体供给区3中优选设置有流路控制部件20,所述流路控制部件20具有在上述液体供给区3中使从液体接收口1供给至多孔板2的液体的流动主要从多孔板2的周边部向中央部的方向流动的功能。上述流路控制部件20通过使液体的流动从多孔板2的周边部朝向中央部,具有防止液体长期滞留在多孔板2的孔部(例如21)与液体供给区的内部侧壁面22之间的空间中的效果。主要从多孔板2的周边部向中央部流动的液体从存在于多孔板2的周边部与中央部之间的多孔板2的孔供给至引导件4。
[0209]
上述流路控制部件20的形状只要能够发挥上述效果,则可以为任何形状,但其横截面的外形优选为与多孔板2的横截面的外形相似的形状。在此,流路控制部件20的横截面是指在沿横向的面切断流路控制部件20的情况下显示出最大面积的部位。
[0210]
上述流路控制部件20与液体供给区3的内部侧壁面22之间的间隔根据要处理的液体的量、粘度等,优选的范围不同,在构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置、非活性气体吸收装置中,在进行处理的液体的粘度比较高的情况下,通常优选在1cm~50cm的范围内,更优选为2cm~30cm,进一步优选为3cm~20cm。
[0211]
如图3和图4所示,在液体供给区3的上部内部壁面23与流路控制部件20之间存在规定的间隔,该间隔可以适当选择,但优选尽可能地减少液体供给区3内的液体的滞留时间。从这样的观点考虑,上述间隔优选为1cm~200cm,更优选为2cm~170cm,进一步优选为3cm~150cm。
[0212]
可以采用液体供给区3的上部内部壁面23与流路控制部件20之间的间隔从液体接收口1到液体供给区3的内部侧壁面22为基本相同的间隔这样的流路控制部件20,也可以采用使该间隔逐渐变窄或相反逐渐变宽这样的流路控制部件20。
[0213]
另外,流路控制部件20与多孔板2之间的间隔通常为1cm~50cm,优选为2cm~30cm,更优选为3cm~20cm。
[0214]
多孔板2与流路控制部件20之间的间隔可以从液体供给区3的内部侧壁面22到多孔板的中央部为基本相同的间隔,也可以使该间隔逐渐变窄或者相反逐渐变宽。优选采用基本相同的间隔或使该间隔逐渐变窄这样的流路控制部件20。
[0215]
上述流路控制部件20阻碍从液体接收口1供给的液体被直接引导到多孔板2的孔中,因此作为某种挡板起作用。需要说明的是,在多孔板2的面积大的情况下,还优选使所供给的液体的一部分不经由多孔板2的周边部而在多孔板2的中央部附近短路,为此,在流路控制部件20的中央部附近或其它适当的部分设置一处以上的孔也是优选的形态。
[0216]
为了在液体供给区3中不形成“死区”,进一步优选液体供给区3的内部侧壁面22与多孔板2形成的角度、即图4中的e度(
°
)满足下式(viii):
[0217]
100≤e<180
ꢀꢀꢀ
式(viii)
[0218]
在此,在上述液体供给区3的内部侧壁面22为平面状的情况下,沿与该平面垂直且与多孔板2的上表面垂直的面的切割面上的内部侧壁面22与多孔板2形成的角度为e。
[0219]
另外,在上述内部侧壁面22为凹面的曲面的情况下,在沿与该凹面垂直且与多孔板2的上表面垂直的面的切割面上形成的曲线开始上升的点处的、上述曲线的切线与多孔板2的上表面形成的角度为e。
[0220]
更优选的e的范围为120≤e<180,进一步优选为145≤e<180。
[0221]
另外,还优选设计使得液体供给区3的上部内壁面23与内部侧壁面22的接合部附近也不成为“死区”,在上部内壁面23与内部侧壁面22形成的角度大于90
°
或为90
°
或接近90
°
的情况下,优选使接合部附近成为凹面状以使得液体不滞留。
[0222]
在本实施方式的聚碳酸酯的制造装置中,最靠近上述蒸发区5的侧面壳体10的内壁面的引导件4与上述内壁面的距离k(cm)优选满足下式(ix)。
[0223]
5≤k≤50
ꢀꢀꢀ
式(ix)
[0224]
当液体附着在上述蒸发区5的侧面壳体10的内壁面上时,在内壁面上发生蒸发浓缩,并且浓缩后的液体在内壁面上流下。但是,通常为了蒸发区5的保温和/或加热,该内壁的外壁面利用夹套等进行利用水蒸气、热介质的加热或者利用电加热器等进行加热,因此附着在内壁面上的液体与在引导件4中流下的液体相比被高度地浓缩,通常粘度变高。这样的粘度变高的液体在壁面上流下的时间(滞留时间)变长,粘度进一步变高。
[0225]
而且,通常从外壁面不断加热,因此也容易发生热变性。特别是像用作聚合器、聚合物的纯化和/或回收装置的情况那样,在处理预聚物、聚合物等粘度高的液体的情况下,该倾向变得非常高。在这样的情况下,附着在蒸发区5的内壁面上的聚合物类容易发生着色、高分子量化、凝胶化,当混入这样的变性产物时,作为产品的聚合物不令人满意。因此,最靠近内壁面的引导件4与内壁面的距离k(cm)优选长一些,但在工业装置的情况下,如果考虑到制造成本、想要利用尽可能小的装置得到高蒸发能力,则最靠近内壁面的引导件4与内壁面的距离k(cm)优选短一些。
[0226]
本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的特征之一在于,发现了不对产品造成不良影响、并且尽可能短的k(cm)的范围(上式(ix))。
[0227]
更优选的k(cm)的范围为10≤k≤40,进一步优选的范围为12≤k≤30。
[0228]
在本实施方式的聚碳酸酯的制造装置中,可以适当选择引导件接触流下式聚合装置的蒸发区5的侧面壳体10的水平面上的内部截面的形状,例如可以列举多边形、椭圆形、圆形等。
[0229]
蒸发区5通常在减压下操作,因此只要能够耐受在减压下操作,则可以为任何形状,但优选为圆形或接近圆形的形状。因此,蒸发区5的侧面壳体10优选为圆筒形。在此情况
下,优选在圆筒形的侧面壳体10的下部设置锥形的底部壳体11,并且在上述底部壳体11的最下部设置圆筒形的液体排出口7。
[0230]
在本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置中,在蒸发区5的侧面壳体10和底部壳体11分别由上述的圆筒形和锥形部构成,并且浓缩后的液体或聚合物的液体排出口7为圆筒形的情况下,在将上述侧面壳体10的圆筒形部的内径设为d(cm)、将上述侧面壳体10的圆筒形部的长度设为l(cm)并且将液体排出口7的内径设为d(cm)时,d、l、d优选满足下式(x)、(xi)、(xii)和(xiii)。
[0231]
100≤d≤1800
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式(x)
[0232]
5≤d/d≤50
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式(xi)
[0233]
0.5≤l/d≤30
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式(xii)
[0234]
h-20≤l≤h+300
ꢀꢀꢀ
式(xiii)
[0235]
需要说明的是,在式(xiii)中,h(cm)为上述<条件(6)>所示的引导件4的长度。
[0236]
在上述引导件接触流下式聚合装置中,d(cm)的更优选的范围为150≤d≤1500,进一步优选为200≤d≤1200。
[0237]
另外,d/d的更优选的范围为6≤d/d≤45,进一步优选为7≤d/d≤40。
[0238]
另外,l/d的更优选的范围为0.6≤l/d≤25,进一步优选为0.7≤l/d≤20。
[0239]
另外,l(cm)的更优选的范围为h-10≤l≤h+250,进一步优选为h≤l≤h+200。
[0240]
预聚物附着在引导件4上,并且利用重力而落下。因此,从能够附着在引导件4上的预聚物的量与上述侧面壳体10的圆筒形部的内径d(cm)的平衡、以及液体排出口7的内径d(cm)的大小的平衡的观点考虑,优选处于上述规定的数值范围内。即,相对于预聚物的供给量,确定引导件4的数量、即侧面壳体10的圆筒形部的内径d(cm),为了抽出落下的聚合物(由于聚合不断进行,因此粘度比所供给的预聚物高),需要与该粘度对应的管道直径d。
[0241]
另一方面,由于从上部向引导件4连续地供给液体或熔融物,因此通过满足上式的关系,具有基本相同粘度的液体、或者具有基本相同熔融粘度且聚合度进一步提高的熔融物从引导件4的下端连续地落下到底部壳体10上。即,在底部壳体10的下部积存在沿引导件4流下的同时生成的基本相同粘度的液体或基本相同聚合度的聚合物,从而连续地制造没有蒸发度的变动的浓缩液体或者没有分子量的变动的聚合物。这是构成本实施方式的聚碳酸酯制造装置的引导件接触流下式聚合装置所具有的优异的特征之一。
[0242]
积存在底部壳体11下部的浓缩液体或聚合物经过液体排出口7并利用排出泵8连续地被抽出,在聚合物的情况下,通常经过挤出机等连续地制成颗粒。在此情况下,也可以在挤出机中添加添加剂等。
[0243]
另外,在本实施方式的聚碳酸酯的制造装置中,在从液体接收口1(液体接收口1与液体供给区3的上部内壁的接合部)到多孔板2的上表面为止的液体供给区3中能够存在液体的空间容积v(m3)和包含孔的上部面积的多孔板2的上部面积t(m2)优选满足下式(xiv)。
[0244]
0.02(m)≤v/t≤0.5(m)
ꢀꢀꢀ
式(xiv)
[0245]
上述空间容积v(m3)为在使引导件接触流下式聚合装置连续运转中液体供给区3中的实质上的液体的容积,其中不包括流路控制部件20的容积。
[0246]
液体供给区3中的液体保持量为v(m3),该量少时,在液体供给区3中的滞留时间少,从而不会因热变性而产生不良影响,但为了以蒸发处理后的液体为1吨/小时以上且长
时间稳定地得到规定的浓缩度或聚合度的浓缩液体和/或聚合物,优选尽可能均匀地向多孔板2的孔中供给液体。为此,v/t的值优选在上式(xiv)的范围内。更优选的v/t的值的范围为0.05(m)≤v/t≤0.4(m),进一步优选为0.1(m)≤v/t≤0.3(m)。
[0247]
此外,在本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置中,在上述液体供给区3中能够存在液体的空间容积v(m3)和蒸发区5的空间容积y(m3)优选满足下式。
[0248]
10≤y/v≤500
[0249]
为了在不导致因热变性引起的物性降低的情况下长时间稳定且有效地对每单位时间大量的液体进行蒸发处理,y/v的值优选在该范围内。更优选的y/v值的范围为15≤y/v≤400,进一步优选为20≤y/v≤300。
[0250]
需要说明的是,蒸发区5的空间容积y(m3)是指从多孔板2的下表面到液体排出口7为止的空间容积,其中包含引导件所占的容积。
[0251]
在构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置中,在一个引导件4为外径r(cm)的圆柱状或不使液体、气体状物质、熔融预聚物进入内侧的管状的引导件的情况下,外径r(cm)优选满足下式(xv)。
[0252]
0.1≤r≤1
ꢀꢀꢀ
式(xv)
[0253]
引导件4在使液体或熔融预聚物流下的同时进行蒸发浓缩或聚合反应,但也具有将液体或熔融预聚物保持一定时间的功能。该保持时间与蒸发时间或聚合反应时间有关,随着蒸发或聚合的进行,其液体粘度或熔融粘度上升,因此其保持时间和保持量增加。即使是相同的熔融粘度,引导件4保持液体或熔融预聚物的量也根据引导件4的外部表面积而不同,即,在圆柱状或管状的情况下,引导件4保持液体、熔融预聚物的量也根据其外径而不同。
[0254]
另外,设置在引导件接触流下式聚合装置中的引导件4需要除了支撑引导件4自身的质量以外,还支撑所保持的液体、熔融预聚物或聚合物的质量的强度。在这样的意义上,引导件4的粗度是重要的,在圆柱状或管状的情况下,优选满足上式(xv)。
[0255]
当上述引导件4的外径r(cm)为0.1以上时,在强度方面能够进行长时间的稳定运转。另外,通过r(cm)为1以下,能够防止引导件自身变得非常重,例如能够避免为了将引导件保持在引导件接触流下式聚合装置中而必须使多孔板2的厚度非常厚等不良情况,能够防止保持液体、熔融预聚物或聚合物的量变得过多的部分增加,并且能够避免浓缩度的变动、分子量的变动变大等不良情况。
[0256]
在这样的意义上,更优选的引导件4的外径r(cm)的范围为0.15≤r≤0.8,进一步优选为0.2≤r≤0.6。
[0257]
对于引导件4与多孔板2的位置关系以及引导件4与多孔板2的孔的位置关系,只要液体、原料熔融预聚物或聚合物能够与引导件接触而流下,就没有特别限制。
[0258]
引导件4与多孔板2可以相互接触,也可以不接触。
[0259]
优选将引导件4以使其与多孔板2的孔对应的方式设置,但不限制于此。其理由在于,只要设计成从多孔板2落下的液体、原料熔融预聚物或聚合物在适当的位置与引导件4接触即可。
[0260]
作为将引导件4以使其与多孔板2的孔对应的方式设置的优选方式,例如可以列
举:(1)将引导件4的上端固定在流路控制部件20的下部表面等上,并在引导件4贯穿多孔板2的孔的中心部附近的状态下设置引导件4的方法;(2)将引导件4的上端固定在多孔板2的孔的上端的周缘部上,并在引导件4贯穿多孔板2的孔的状态下设置引导件4的方法;(3)将引导件4的上端固定在多孔板2的下侧面上的方法等。
[0261]
作为通过多孔板2使液体、原料熔融预聚物或聚合物沿着引导件4流下的方法,可以列举:利用液压头或自重使其流下的方法;或者通过使用泵等加压而从多孔板2中将液体、原料熔融预聚物或聚合物挤出等方法。优选的方法为使用供给泵在加压下将规定量的液体、原料熔融预聚物或聚合物供给至引导件接触流下式聚合装置的液体供给区3中,经过多孔板2被引导至引导件4的液体、原料熔融预聚物或聚合物利用自重沿着引导件流下的方法。
[0262]
在本实施方式的聚碳酸酯的制造装置中,这样的引导件4、其它装置要素的优选材质选自不锈钢、碳钢、哈斯特洛伊合金、镍、钛、铬、铝及其它合金等金属、耐热性高的聚合物材料等。特别优选为不锈钢。
[0263]
认为本实施方式的聚碳酸酯的制造装置能够以快的蒸发速度或快的聚合速度、以工业规模长期稳定地制造没有着色、机械物性优异的高品质且高性能的浓缩液体或聚合物、特别是在制造聚合物的情况下能够以没有聚合物的分子量的变动等的方式制造聚合物的理由如下所述。
[0264]
即,在构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置中,原料液体从液体接收口1经由液体供给区3和多孔板2被引导至引导件4,在沿着引导件4流下的同时被浓缩或者聚合度升高。在此情况下,液体或熔融预聚物在沿着引导件4流下的同时进行有效的内部搅拌和表面更新,并且有效地进行低沸点物质的抽出,因此以高速进行浓缩或聚合。随着浓缩或聚合的进行,其粘度变高,因此对引导件4的粘合力增大,粘合在引导件4上的液体或熔融物的量随着向引导件4的下部推进而增加。这表示液体或熔融预聚物在引导件4上的停留时间、即蒸发时间或聚合反应时间增加。而且,被引导件4支撑的同时因自重而流下的液体或熔融预聚物的每单位重量的表面积非常大,其表面更新有效地进行,因此能够容易地实现在以往公知的蒸发装置或机械搅拌式聚合器中无论如何都不可能的高粘度区域中的蒸发浓缩或聚合后半部分的高分子量化。这是本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的优异特征之一。
[0265]
在构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置中,在蒸发或聚合的后半部分,粘合在引导件4上的液体或熔融物的量增加,但由于只有与其粘度相匹配的粘合保持力,因此在多个引导件4的相同高度上,具有基本相同粘度的基本相同量的液体或熔融物由各引导件4支撑。另一方面,由于从上部向引导件4连续地供给液体或熔融物,因此具有基本相同粘度的液体或者具有基本相同熔融粘度且聚合度进一步提高的熔融物从引导件4的下端连续地落下到底部壳体11上。即,在底部壳体11的下部积存在引导件4中流下的同时生成的基本相同粘度的液体或基本相同聚合度的聚合物,从而连续地制造没有蒸发度的变动的浓缩液体或没有分子量的变动的聚合物。这是本发明的聚碳酸酯的制造装置所具有的优异特征之一。将积存在底部壳体11的下部的浓缩液体或聚合物经过液体排出口7并利用排出泵8连续地抽出,在聚合物的情况下,通常经过挤出机等连续地制成颗粒。在此情况下,也可以在挤出机中添加添加剂等。
[0266]
构成引导件接触流下式聚合装置的多孔板2通常选自平板、波纹板、中心部变厚的板等。关于多孔板2的横截面的形状,通常选自圆形、椭圆形、三角形、多边形等形状。
[0267]
多孔板2的孔的横截面通常选自圆形、椭圆形、三角形、狭缝状、多边形、星形等形状。
[0268]
多孔板的孔的截面积通常为0.01cm2~100cm2,优选为0.05cm2~10cm2,更优选在0.1cm2~5cm2的范围内。孔与孔的间隔以孔的中心与中心的距离计通常为1mm~500mm,优选为10mm~100mm。多孔板2的孔可以为贯穿多孔板2的孔,也可以为未贯穿多孔板2的孔,还可以为在多孔板2上安装有规定的管的结构。另外,多孔板的孔可以在深度方向的截面上呈锥形。
[0269]
在上述引导件接触流下式聚合装置中,多孔板2及其孔如上所述优选满足式(vi)、式(vii)。
[0270]
另外,构成引导件接触流下式聚合装置的引导件4在其自身内部不具有热介质、电加热器等加热源,并且优选由垂直方向截面的长度相对于水平方向截面的外周的平均长度的比率非常大的材料构成。(垂直方向截面的长度/水平方向截面的外周的平均长度)的比率通常在10~1000000的范围内,优选在50~100000的范围内。
[0271]
引导件4的水平方向的截面形状通常选自圆形、椭圆形、三角形、四边形、多边形、星形等形状。引导件4的截面形状沿长度方向可以相同也可以不同。另外,引导件4可以为中空状。构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件4由于其自身不具有加热源,因此完全不担心在引导件4的表面上发生液体的热变性,这是一大特征。
[0272]
引导件4可以为金属丝状引导件、细棒状引导件、不使液体或熔融预聚物进入内侧的细管状引导件等单一的引导件,也可以为通过扭合等方法组合多个而得到的引导件。另外,可以为网状的引导件、冲孔板状的引导件。
[0273]
引导件4的表面可以平滑,也可以具有凹凸,还可以局部具有凸起等。优选的引导件4为金属丝状或细棒状等圆柱状的引导件、上述细管状的引导件、网状的引导件、冲孔板状的引导件。
[0274]
在构成能够以工业规模(生产量、长期稳定制造等)制造高品质的浓缩液体或聚合物的本实施方式的聚碳酸酯制造装置的引导件接触流下式聚合装置中,特别优选将多个引导件利用支撑材料进行了结合的结构。即,其为从金属丝状或细棒状或上述细管状的引导件4的上部到下部使用横向的支撑材料以上下适当的间隔将各引导件间结合的类型的引导件。
[0275]
例如,从多个金属丝状或细棒状或上述细管状的引导件的上部到下部使用横向的支撑材料以上下适当的间隔、例如1cm~200cm的间隔固定而得到的格子状或网状的引导件;在前后配置多个格子状或网状的引导件,并使用横向的支撑材料以上下适当的间隔、例如1cm~200cm的间隔将这些引导件结合而得到的立体引导件;或者使用横向的支撑材料以上下适当的间隔、例如1cm~200cm的间隔将多个金属丝状或细棒状或上述细管状的引导件的前后左右固定而得到的攀登架状的立体引导件。
[0276]
横向的支撑材料不仅有助于将各引导件间的间隔保持为基本相同,而且还有助于强化整体为平面状或曲面状的引导件或者为立体状的引导件的强度。这些支撑材料可以为与引导件相同的材料,也可以为与引导件不同的材料。
[0277]
构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置具有从在液体中含有沸点比该液体低的低沸点物质的液体中蒸发出上述低沸点物质的功能。
[0278]
该液体可以为常温,但通常在被加热后的状态下从液体接收口1被供给至引导件接触流下式聚合装置中。另外,在该引导件接触流下式聚合装置的外壁面上通常优选设置有夹套等,并且优选根据需要通过水蒸气、热介质等对该夹套进行加热,由此进行液体供给区3、流路控制部件20、多孔板2的加热和/或保温以及蒸发区5的保温等。
[0279]
构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置不仅可以用作用于液体的单纯浓缩的装置,还可以用作缩合型聚合物用聚合装置、包含单体、低聚物、副产物等低沸点物质的热塑性聚合物的纯化装置、从热塑性聚合物溶液中分离回收该聚合物的分离回收装置等以粘度比较高的液体作为对象的蒸发装置。
[0280]
因此,从上述液体供给区3供给的液体为用于制造缩合型聚合物的单体、两种以上单体的单体混合物、缩合型聚合物的预聚物、缩合型聚合物的熔融液,上述低沸点物质为在缩聚反应中生成的副产物质和/或低聚物,能够用作用于通过从上述熔融液中蒸发除去低沸点物质而提高缩合型聚合物的预聚物和/或上述聚合物的聚合度的缩合型聚合物用聚合装置。
[0281]
作为上述缩合型聚合物,优选为脂肪族聚碳酸酯、芳香族聚碳酸酯和各种共聚碳酸酯等聚碳酸酯类;聚酯聚碳酸酯类等。
[0282]
通过使用具有上述引导件接触流下式聚合装置的本实施方式的聚碳酸酯的制造装置,能够长时间稳定地制造没有着色、凝胶状物质和固体异物、并且没有分子量的变动的高纯度且高性能的缩合型聚合物。
[0283]
构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置适合于从粘度比较高的液体中蒸发除去低沸点物质。
[0284]
以往公知的聚合器不能避免如下缺点:存在液体的一部分在长时间被加热的状态下滞留的部位,由此在滞留的液体中发生着色、凝胶化、交联化、超高分子量化、固化、烧焦、碳化等变性,这些变性产物慢慢或集中地混入到聚合物中,但是例如在将引导件接触流下式聚合装置用作缩合型聚合物的聚合器的情况下,不仅没有这样的缺点,而且具有以往的聚合器所没有的优异效果。
[0285]
即,例如在通过使由二羟基化合物和碳酸二芳基酯得到的熔融预聚物聚合而制造聚碳酸酯的情况下的反应温度通常需要在200℃~350℃的范围内,特别是在聚合的后半部分,其粘度急剧升高,必须从该超高粘度物质中抽出在平衡反应中生成的芳香族单羟基化合物,因此即使使用以往的聚合器、例如卧式双轴搅拌式超高粘度聚合物用反应器,也必须在300℃以上的高温且133pa以下的高真空下使其长时间反应,而且难以制造片用等高分子量体。
[0286]
但是,在构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置中,由于一直进行伴随着内部搅拌的有效的表面更新,因此能够在比较低的温度下进行聚合反应。因此,优选的反应温度为100℃~290℃,更优选为150℃~270℃。本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的特征在于,与以往的机械搅拌式聚合器的情况相比,能够在低温下充分地进行聚合,这也是能够制造没有着色和物性降低的高品质的聚碳酸酯的一个原因。
[0287]
此外,以往公知的聚合器存在如下缺点:发生从在高真空下的搅拌机的密封部的
空气等的漏入、异物的混入等,但在构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置中,由于没有机械搅拌,也没有搅拌机的密封部,因此空气等的漏入、异物的混入非常少,能够制造高纯度且高性能的聚碳酸酯。
[0288]
需要说明的是,在使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造缩合型聚合物的情况下,通过随着聚合反应的进行,将由平衡反应生成的作为副产物的低沸点物质除去到反应体系外,由此提高反应速度。因此,优选使用将氮气、氩气、氦气、二氧化碳、低级烃气体等对反应没有不良影响的非活性气体引入到引导件接触流下式聚合装置中从而使上述低沸点物质伴随这些气体而除去的方法、在减压下进行反应的方法等。或者也优选使用并用这些方法的方法,但在这些情况下,也不需要向引导件接触流下式聚合装置中引入大量的非活性气体,只要是将内部保持非活性气体气氛的程度即可。
[0289]
另外,在使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造缩合型聚合物的情况下的、引导件接触流下式聚合装置中的反应压力根据作为副产物生成的低沸点物质的种类、要制造的聚合物的种类或分子量、聚合温度等而不同。例如,在使用由双酚a和碳酸二苯酯得到的熔融预聚物制造聚碳酸酯的情况下,在要制造的聚碳酸酯的数均分子量在5000以下的范围内的情况下,反应压力优选在400paa~3000paa范围内,在数均分子量为5000~10000的情况下,反应压力优选在50paa~500paa的范围内。在数均分子量为10000以上的情况下,反应压力优选为300paa以下,特别优选在20paa~250paa的范围内。
[0290]
在使用本实施方式的引导件接触流下式聚合装置作为聚合器制造缩合型聚合物的情况下,可以仅利用一台该引导件接触流下式聚合装置制造具有目标聚合度的聚合物,但也可以采用根据作为原料的熔融单体、熔融预聚物的聚合度、聚合物的生产量等,连接两台以上的引导件接触流下式聚合装置从而依次提高聚合度的方式。
[0291]
在此情况下,优选第二台以上的引导件接触流下式聚合装置也满足上述的<条件(1)>~<条件(9)>,并且2台以上的上述引导件接触流下式聚合装置通过串联、并联以及串联与并联并用中的任一种方式连接。
[0292]
另外,在此情况下,在各引导件接触流下式聚合装置中可以分别采用适合于要制造的预聚物或聚合物的聚合度的引导件、反应条件。
[0293]
例如,在使用第一引导件接触流下式聚合装置、第二引导件接触流下式聚合装置、第三引导件接触流下式聚合装置、第四引导件接触流下式聚合装置
……
依次提高聚合度的方式的情况下,如果将各聚合装置具有的引导件整体的外部总表面积设为s1、s2、s3、s4
……
,则可以设为s1≥s2≥s3≥s4≥
……

[0294]
另外,聚合温度在各聚合装置中可以为相同的温度,也可以依次升高。
[0295]
聚合压力在各聚合装置中可以依次下降。
[0296]
在这样的意义上,例如,在使用第一引导件接触流下式聚合装置和第二引导件接触流下式聚合装置这两台聚合装置依次提高聚合度的情况下,优选第一引导件接触流下式聚合装置的引导件整体的外部总表面积s1(m2)和上述第二引导件接触流下式聚合装置的引导件整体的外部总表面积s2(m2)满足下式(xvi):
[0297]
1≤s1/s2≤20
ꢀꢀꢀ
式(xvi)
[0298]
通过上述s1/s2为1以上,能够抑制分子量的变动,能够长时间稳定制造,并且能够得到所期望的生产量。
[0299]
通过s1/s2为20以下,能够抑制在第二引导件接触流下式聚合装置中从引导件流下的熔融预聚物的流量,结果能够充分确保熔融预聚物的滞留时间,并且能够得到所需的分子量的聚合物。更优选的范围为1.5≤s1/s2≤15。
[0300]
在本实施方式的聚碳酸酯的制造装置中优选进一步设置非活性气体吸收装置,所述非活性气体吸收装置用于使在供给至引导件接触流下式聚合装置之前的缩合型聚合物的熔融预聚物吸收非活性气体。
[0301]
另外,在连接多台引导件接触流下式聚合装置而使用的情况下,优选对各聚合装置分别设置非活性气体吸收装置,所述非活性气体吸收装置用于使供给至上述引导件接触流下式聚合装置之前的缩合型聚合物的熔融预聚物吸收非活性气体。通过设置非活性气体吸收装置,能够进一步提高本发明的效果。
[0302]
以下,对将一台引导件接触流下式聚合装置和一台非活性气体吸收装置作为一对使用的情况进行说明。
[0303]
熔融预聚物在供给至引导件接触流下式聚合装置之前被引入到非活性气体吸收装置中。在非活性气体吸收装置中,通过利用非活性气体处理熔融预聚物而使熔融预聚物吸收非活性气体,由此使熔融预聚物吸收每1kg熔融预聚物为0.0001nl~1nl(其中,nl为在标准温度和压力条件下测定的体积)的特定量的非活性气体,接着,将吸收了该特定量的非活性气体的熔融预聚物供给至引导件接触流下式聚合装置中,并使其聚合。
[0304]
利用非活性气体处理熔融预聚物是指在熔融预聚物不易聚合的条件下使熔融预聚物吸收非活性气体。
[0305]
使熔融预聚物吸收的非活性气体的量相对于每1kg熔融预聚物优选为0.0001nl~1nl,更优选在0.001nl~0.8nl的范围内,进一步优选在0.005nl~0.6nl的范围内。
[0306]
在所吸收的非活性气体的量相对于1kg熔融预聚物少于0.0001nl的情况下,通过使用吸收了非活性气体的预聚物而实现的聚合速度提高的效果以及通过使用吸收了非活性气体的预聚物而实现的聚碳酸酯的稳定制造的效果变小。另外,不需要使所吸收的非活性气体的量相对于1kg熔融预聚物多于1nl。
[0307]
当利用上述引导件接触流下式聚合装置使吸收了上述特定量的非活性气体的熔融预聚物聚合时,能够进一步提高本发明的效果。
[0308]
被熔融预聚物吸收的非活性气体的量通常可以通过直接测定所供给的非活性气体的量而容易地测定。在使非活性气体在非活性气体吸收装置中流通的同时使熔融预聚物吸收非活性气体的情况下,可以由所供给的非活性气体量和被排出的非活性气体量之差求出被吸收的非活性气体的量。另外,被吸收的非活性气体的量也可以通过向投入了规定压力的非活性气体的非活性气体吸收装置中供给规定量的熔融预聚物,并根据通过非活性气体被熔融预聚物吸收而产生的非活性气体吸收装置的压力的降低量测定。此外,上述被吸收的非活性气体的量的测定可以为将规定量的熔融预聚物分批供给至非活性气体吸收装置中之后测定非活性气体吸收量的利用分批方式的测定,另外,也可以为在将熔融预聚物连续供给至吸收装置中并连续抽出的同时测定非活性气体吸收量的利用连续方式的测定。
[0309]
在本实施方式中,优选使用非活性气体吸收装置,在规定的压力下以及熔融预聚物不易聚合的条件下,利用非活性气体处理熔融预聚物,从而使熔融预聚物吸收非活性气体。
[0310]
使熔融预聚物吸收非活性气体是指使非活性气体分散和/或溶解在熔融预聚物中。
[0311]
分散是指在熔融预聚物中以气泡状混合非活性气体而成为气液混合相的状态,溶解是指在熔融预聚物中混合非活性气体而形成均匀的液相的状态。
[0312]
特别优选非活性气体不仅分散、而且溶解在熔融预聚物中。
[0313]
为了使非活性气体有效地溶解在熔融预聚物中,优选通过增大气液界面面积而改善接触效率、或者在非活性气体的加压下实施。
[0314]
作为上述非活性气体吸收装置,只要是能够使熔融预聚物吸收非活性气体的装置,对型号就没有特别限制,例如可以列举在化学装置设计和操作系列no.2、修订版、气体吸收、第49页~第54页(昭和56年3月15日,化学工业社发行)中记载的填料塔型吸收装置、塔板型吸收装置、喷雾塔式吸收装置、流化填料塔型吸收装置、液膜十字流吸收式吸收装置、高速旋流方式吸收装置、机械力利用方式吸收装置等公知的装置、具有在非活性气体气氛下在使熔融预聚物沿着引导件落下的同时使熔融预聚物吸收非活性气体的结构的装置等。另外,也可以为向将熔融预聚物供给至引导件接触流下式聚合装置中的管道中直接供给非活性气体而使熔融预聚物吸收非活性气体的结构的装置。使用喷雾塔式吸收装置、在非活性气体气氛下在使熔融预聚物沿引导件落下的同时使熔融预聚物吸收非活性气体的装置为特别优选的方法。
[0315]
作为非活性气体吸收装置,特别优选使用与引导件接触流下式聚合装置相同形式的装置。
[0316]
非活性气体吸收装置由于在几乎不进行聚合的条件下运转,因此与引导件接触流下式聚合装置在功能上完全不同,但这种形式的装置的优异特征在于,在引导件中流下过程中的熔融预聚物的每单位质量的表面积非常大,并且熔融预聚物的表面更新和内部搅拌非常良好,两者相结合从而能够在短时间内非常有效地吸收非活性气体。
[0317]
与引导件接触流下式聚合装置不同,在非活性气体吸收装置中,引导件的上部和下部的熔融预聚物的粘度几乎没有变化,因此每单位时间的熔融预聚物的处理能力大。因此,即使是相同的形式,非活性气体吸收装置一般也可以比引导件接触流下式聚合装置小。
[0318]
对使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的适当的聚碳酸酯的制造方法进行说明。
[0319]
当将吸收非活性气体前后的熔融预聚物的数均分子量分别设为m1、m2时,吸收非活性气体前后的分子量变化(m
2-m1)优选实质上为2000以下,更优选为1000以下,进一步更优选为500以下。
[0320]
关于使熔融预聚物吸收非活性气体的温度,只要是熔融状态就没有特别限制,通常在150℃~350℃的范围内,优选在180℃~300℃的范围内,更优选在230℃~270℃的范围内。
[0321]
使熔融预聚物吸收非活性气体的压力pg(paa)优选为用于制造熔融预聚物的压力以上。
[0322]
即,优选在与通过使二羟基化合物与碳酸二芳基酯反应而制造聚碳酸酯的熔融预聚物时使用的反应压力相同的压力或比其高的压力的条件下吸收非活性气体。
[0323]
另外,pg(paa)为比随后的引导件接触流下式聚合装置中的聚合反应的压力pp
(paa)高的压力,优选相对于m1(吸收非活性气体前的熔融预聚物的数均分子量)满足下式的关系。
[0324]
pg>4
×
10
12
×m1-2.6871
[0325]
在pg(paa)不满足上式的关系的情况下,通过使用吸收了非活性气体的预聚物而实现的聚合速度提高的效果以及通过使用吸收了非活性气体的预聚物而实现的聚碳酸酯的稳定制造的效果变小。
[0326]
从提高非活性气体在熔融预聚物中的吸收速度、结果能够减小吸收装置的方面考虑,特别优选吸收非活性气体时的压力为常压或加压。对吸收非活性气体时的压力的上限没有特别限制,通常在2
×
107paa以下、优选1
×
107paa以下、更优选5
×
106paa以下的压力下进行非活性气体吸收。
[0327]
作为在非活性气体吸收装置中使熔融预聚物吸收非活性气体的方法,可以为使供给至非活性气体吸收装置中的非活性气体的大部分吸收到熔融预聚物中的方法,也可以为使所供给的非活性气体的一部分吸收到熔融预聚物中的方法。
[0328]
作为前者的方法,例如可以列举:使用喷雾塔式吸收装置或者在使熔融预聚物沿着引导件落下的同时使熔融预聚物吸收非活性气体的装置,在供给与被吸收到熔融预聚物中的非活性气体基本等量的非活性气体从而将吸收装置的压力保持基本恒定的同时使熔融预聚物吸收非活性气体的方法;使用向将熔融预聚物供给至引导件接触流下式聚合装置中的管道中直接供给非活性气体的吸收装置的方法等。
[0329]
另外,作为后者的方法,例如可以列举:使用喷雾塔式吸收装置或者在使熔融预聚物沿着引导件落下的同时使熔融预聚物吸收非活性气体的装置作为非活性气体吸收装置,使被吸收到熔融预聚物中的量以上的非活性气体在非活性气体吸收装置内流通,并使过剩的非活性气体从非活性气体吸收装置中排出的方法等。
[0330]
从进一步减少非活性气体的使用量的方面考虑,特别优选前者的方法。
[0331]
另外,非活性气体的吸收可以为连续法和分批法中的任一种方法,在所述连续法中,向非活性气体吸收装置中连续地供给熔融预聚物,使熔融预聚物吸收非活性气体,并连续地抽出吸收了非活性气体的熔融预聚物;在所述分批法中,将熔融预聚物分批地投入到吸收装置中,并使熔融预聚物吸收非活性气体。
[0332]
非活性气体是指不与熔融预聚物发生化学反应并且在聚合条件下稳定的气体的统称,作为非活性气体,例如可以列举:氮气、氩气、氦气、二氧化碳、在预聚物保持熔融状态的温度下为气态的有机化合物、碳原子数为1~8的低级烃气体等。特别优选为氮气。
[0333]
在构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置等工业连续蒸发装置中,为了将从非活性气体吸收装置到引导件接触流下式聚合装置之间的熔融预聚物的供给管道内的吸收了非活性气体的熔融预聚物的压力保持为规定的压力,优选在紧接引导件接触流下式聚合装置的入口之前设置压力调节阀。
[0334]
在设置2台以上的上述引导件接触流下式聚合装置的情况下,优选设置用于使供给至各引导件接触流下式聚合装置的熔融预聚物吸收非活性气体的非活性气体吸收装置,并且在紧接各引导件接触流下式聚合装置的入口之前设置压力调节阀,所述压力调节阀调节从上述非活性气体吸收装置到上述各引导件接触流下式聚合装置之间的熔融预聚物的供给管道内的吸收了非活性气体的熔融预聚物的压力。
[0335]
引导件接触流下式聚合装置的内部为比较高的真空,向该引导件接触流下式聚合装置中供给的供给口附近的熔融预聚物容易被该装置抽吸而成为压力低的状态。因此,在非活性气体吸收装置中被吸收的非活性气体有时会从熔融预聚物中分离、凝聚。因此,为了防止这些问题,优选在非活性气体吸收装置中保持为使熔融预聚物吸收非活性气体的压力以上而供给至引导件接触流下式聚合装置。具体而言,优选在15kpaa~200kpaa的范围内,更优选为20kpaa~150kpaa,进一步优选为20kpaa~100kpaa。
[0336]
在未设置上述压力调节阀的情况下、或者在供给至引导件接触流下式聚合装置时的熔融预聚物的压力比使熔融预聚物吸收非活性气体的压力低的情况下,管道内的熔融预聚物的压力变得不稳定,暂时被熔融预聚物吸收的氮气等非活性气体分离或者凝聚,熔融预聚物的均匀性变得不稳定,阻碍在引导件接触流下式聚合装置内的熔融预聚物的均匀且持续的发泡现象,存在不能制造稳定的产品或者容易产生色调降低、鱼眼、凝胶等异物的倾向。
[0337]
另一方面,即使在供给至引导件接触流下式聚合装置时的熔融预聚物的压力超过200kpaa,效果也不会改变,即使效果进一步提高,也会对非活性气体吸收装置的排出齿轮泵或管道施加过量的负荷,需要提高耐压性,是不现实的,因此上限值优选为200kpaa。
[0338]
本实施方式的聚碳酸酯的制造装置只要是满足上述各种条件并且具有与其相应的机械强度的装置,则可以为任何装置,也可以为附加了连续运转所需的具有其它任何功能的装置和设备的装置。
[0339]
另外,本实施方式的聚碳酸酯的制造装置可以为将多个上述引导件接触流下式聚合装置、非活性气体吸收装置结合而得到的装置,也可以为附加了具有除蒸发以外的其它任何功能的装置和设备的装置。
[0340]
[用于制造聚碳酸酯的材料]
[0341]
以下,示出作为在使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造聚碳酸酯时使用的材料的二羟基化合物和碳酸二芳基酯。
[0342]
作为在本实施方式中使用的二羟基化合物,例如可以列举芳香族二羟基化合物、脂肪族二羟基化合物。
[0343]
(芳香族二羟基化合物)
[0344]
在制造芳香族聚碳酸酯的情况下使用的芳香族二羟基化合物为由下式表示的化合物。
[0345]
ho-ar-oh
[0346]
(式中,ar表示二价芳香族基团)。
[0347]
二价芳香族基团ar与上述定义同样地被定义。
[0348]
在使用本实施方式的芳香族聚碳酸酯的制造装置制造芳香族聚碳酸酯的情况下使用的芳香族二羟基化合物可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
[0349]
作为芳香族二羟基化合物,可以列举双酚a作为优选例。另外,可以并用用于引入支链结构的三价的芳香族三羟基化合物。
[0350]
作为双酚a,特别优选氯含量为1ppb以下的聚碳酸酯用高纯度产品。
[0351]
(碳酸二芳基酯)
[0352]
在使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造芳香族聚碳酸酯的情况下使用的
碳酸二芳基酯由下式表示。
[0353][0354]
(上式中,ar”各自表示碳原子数为5~20的一价芳香族基团。)
[0355]
在该碳酸二芳基酯中,优选未取代的碳酸二苯酯、或者碳酸二(甲苯基)酯、碳酸二(叔丁基苯基)酯等低级烷基取代的碳酸二苯酯等对称型碳酸二芳基酯,特别优选作为结构最简单的碳酸二芳基酯的碳酸二苯酯。这些碳酸二芳基酯可以单独仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
[0356]
作为成为制造芳香族聚碳酸酯的原料的碳酸二苯酯的制造方法,以下示出特别优选的例子。
[0357]
首先,使环氧乙烷与co2反应从而制造碳酸亚乙酯并进行纯化,使该碳酸亚乙酯与甲醇反应从而制造碳酸二甲酯并进行纯化。接着,使用上述碳酸二甲酯和纯化苯酚,利用反应蒸馏法制造碳酸二苯酯并进行纯化。该碳酸二苯酯为不含碱金属、碱土金属和氯的超高纯度产品。
[0358]
(熔融预聚物)
[0359]
在使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造芳香族聚碳酸酯的情况下使用的熔融预聚物由上述芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯制造,其使用比例(投料比率)根据所使用的芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯的种类、聚合温度及其它聚合条件而不同,相对于1摩尔的芳香族二羟基化合物,碳酸二芳基酯通常以0.9摩尔~2.5摩尔、优选0.95摩尔~2.0摩尔、更优选0.98摩尔~1.5摩尔的比例使用。
[0360]
由上述芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯制造的熔融状态的预聚物(熔融预聚物)是指由芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯制造的、聚合度比具有目标聚合度的芳香族聚碳酸酯低的聚合过程中的熔融物,当然也可以为低聚物。
[0361]
利用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置能够制造的聚碳酸酯的熔融预聚物的平均聚合度可以为任意的,另外,根据其化学结构而不同,但通常为约2~2000。
[0362]
作为聚合原料使用的这样的熔融预聚物可以通过公知的任何方法得到。
[0363]
(催化剂)
[0364]
由二羟基化合物和碳酸二芳基酯制造聚碳酸酯的反应可以在不加入催化剂的情况下实施,但为了提高聚合速度,可以根据需要在催化剂的存在下进行。
[0365]
作为催化剂,可以使用以往公知的催化剂,没有特别限制。
[0366]
作为催化剂,例如可以列举:氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等碱金属和碱土金属的氢氧化物类;氢化铝锂、硼氢化钠、四甲基硼氢化铵等硼或铝的氢化物的碱金属盐、碱土金属盐、季铵盐类;氢化锂、氢化钠、氢化钙等碱金属和碱土金属的氢化物类;甲醇锂、乙醇钠、甲醇钙等碱金属和碱土金属的醇盐类;苯氧基锂、苯氧基钠、苯氧基镁、lio-ar-oli、nao-ar-ona(ar为芳基)等碱金属和碱土金属的芳氧基化物类;乙酸锂、乙酸钙、苯甲酸钠等碱金属和碱土金属的有机酸盐类;氧化锌、乙酸锌、苯氧基锌等锌化合物类;氧化硼、硼酸、硼酸钠、硼酸三甲酯、硼酸三丁酯、硼酸三苯酯、氧化锡、二烷基氧化锡、二烷基羧酸锡、乙酸锡、乙基三丁氧基锡等与烷氧基或芳氧基键合的锡化合物、有机锡化合物等锡的化合
物类;氧化铅、乙酸铅、碳酸铅、碱式碳酸盐、铅和有机铅的醇盐或芳氧基化物等铅的化合物;季铵盐、季盐。
[0367]
在使用催化剂的情况下,这些催化剂可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,相对于作为原料的二羟基化合物,这些催化剂的使用量通常在10-10
质量%~1质量%的范围内,优选在10-9
质量%~10-1
质量%的范围内,进一步优选在10-8
质量%~10-2
质量%的范围内。
[0368]
在应用熔融酯交换法的情况下,所使用的催化剂残留在作为产品的聚碳酸酯中,但这些催化剂多数通常对聚合物物性产生不良影响。因此,优选尽可能降低催化剂的使用量。
[0369]
本实施方式的聚碳酸酯的制造装置和引导件接触流下式聚合装置由于能够有效地进行聚合,因此能够减少催化剂的使用量。这也是能够制造高品质的聚碳酸酯的本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的优点之一。
[0370]
对构成本实施方式的聚碳酸酯的制造装置的引导件接触流下式聚合装置或管道的材质没有特别限制,通常选自不锈钢制、碳钢制、哈斯特洛伊合金制、镍制、钛制、铬制及其它合金制等金属;耐热性高的聚合物材料等。另外,可以根据需要对这些材质的表面进行镀敷、内衬、钝化处理、酸洗、苯酚清洗等各种处理。优选为不锈钢、镍、搪玻璃等,特别优选为不锈钢。需要说明的是,作为熔融预聚物或聚碳酸酯的排出泵8,通常优选使用能够定量地排出高粘度物质的齿轮泵类,这些齿轮泵的材质可以为不锈钢,也可以为其它特殊的金属。
[0371]
利用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造的聚碳酸酯具有由下式表示的重复单元。
[0372][0373]
(上述ar与上述定义同样地被定义。)
[0374]
特别优选的聚碳酸酯为在全部重复单元中包含85摩尔%以上的由下式表示的重复单元的聚碳酸酯。
[0375][0376]
另外,利用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造的聚碳酸酯的末端基团通常包含羟基或由下式表示的碳酸芳基酯基。
[0377][0378]
(上式中,ar5与上述ar”的定义同样地被定义。)
[0379]
对羟基与碳酸芳基酯基的比率没有特别限制,通常在羟基:碳酸芳基酯基=95:5~5:95的范围内,优选在90:10~10:90的范围内,进一步优选在80:20~20:80的范围内。特
别优选碳酸苯基酯基在末端基团中所占的比例为85摩尔%以上的聚碳酸酯。
[0380]
利用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造的聚碳酸酯可以具有如下结构:该结构包含多个聚碳酸酯主链,并且该多个聚碳酸酯主链整体经由选自由酯键和醚键构成的组中的一种支链与至少一个侧链键合而部分地分支。
[0381]
通过使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置,能够长时间稳定地制造没有分子量的变动的聚碳酸酯。
[0382]
需要说明的是,本实施方式的聚碳酸酯的制造装置只要满足上述各种条件并且具有与其相应的机械强度,则可以为任何装置,也可以为附加了聚碳酸酯的连续制造运转所需的具有其它任何功能的装置和设备的装置。
[0383]
另外,本实施方式的聚碳酸酯的制造装置可以为将多个上述引导件接触流下式聚合装置结合而得到的装置,也可以为附加了具有除聚合以外的其它任何功能的装置和设备的装置。
[0384]
在本实施方式的聚碳酸酯的制造装置中,在进行聚碳酸酯的制造时,例如可以使用在国际公开第2005/121213号公报中记载的公知的催化剂失活剂。
[0385]
相对于每1摩尔的聚合用催化剂,催化剂失活剂的使用量优选为0.5摩尔~50摩尔的比例,更优选为0.5摩尔~10摩尔的比例,进一步优选为0.8摩尔~5摩尔的比例。催化剂失活剂例如可以在挤出机中进行添加。
[0386]
在使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造聚碳酸酯的工序中,可以添加各种添加剂,并且在第二引导件接触流下式聚合装置48a和48b中得到的聚碳酸酯可以在熔融的状态下从第二引导件接触流下式聚合装置48a和48b输出至其后段的设备50a和50b中。
[0387]
作为后段的设备50a和50b,只要是以往接收熔融的聚碳酸酯的设备就没有特别限制,例如可以列举挤出机、造粒机、筛分机、干燥机、筒仓和包装机等。
[0388]
例如,可以将熔融的聚碳酸酯供给至挤出机中,并在挤出机中混合abs、pet等其它树脂、耐热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、脱模剂、阻燃剂等添加剂、有机或无机的颜料或染料、金属钝化剂、防静电剂、润滑剂、成核剂等任意的添加剂。
[0389]
这些其它树脂和任意的添加剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
[0390]
此外,利用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置制造的聚碳酸酯例如可以含有:乙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇和1,10-癸二醇等脂肪族二羟基化合物(二元醇);例如琥珀酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、己二酸、环己烷二甲酸和对苯二甲酸等二元羧酸类;以及例如乳酸、对羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸等羟基酸类。
[0391]
由以上记载可知,通过使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置,能够连续地制造聚碳酸酯。
[0392]
使用本实施方式的聚碳酸酯的制造装置得到的聚碳酸酯可以经过规定的成型工序而制成成型品。
[0393]
成型工序只要是公知的成型工序即可,例如可以使用注射成型机、挤出成型机、吹塑成型机和片材成型机等将聚碳酸酯成型而得到成型品。
[0394]
所得到的成型品能够用作汽车、电气、电子、办公自动化(oa)、光学介质、建筑材料和医疗等广泛的用途。
[0395]
根据本实施方式的聚碳酸酯的制造装置及其组装方法能够有效地制造着色和异
物少、高品质和高性能的聚碳酸酯。
[0396]
实施例
[0397]
以下,使用具体的实施例和比较例具体地说明本发明,但本发明不受这些实施例和比较例的任何限制。
[0398]
在下述实施例和比较例中制造的聚碳酸酯的原料如下所示。
[0399]
[原料]
[0400]
((1)芳香族二羟基化合物)
[0401]
bpa-1:日铁化学材料株式会社制造的双酚a
[0402]
((2)碳酸二芳基酯)
[0403]
dpc-1:通过在国际公开第2006/006585号公报中记载的方法制造的碳酸二苯酯
[0404]
在下述实施例和比较例中制造的聚碳酸酯的物性和特性的测定方法如下所示。
[0405]
[物性和特性]
[0406]
((1)数均分子量(mn))
[0407]
使用凝胶渗透色谱法(hlc-8320gpc,东曹株式会社制造,两根tsk-gel super multipore hz-m,ri检测器),使用四氢呋喃作为洗脱液,在温度40℃下测定了聚碳酸酯的数均分子量(mn)。
[0408]
分子量通过使用基于下式的换算分子量校正曲线根据下式由标准单分散聚苯乙烯(easivial varian公司制造)的校正曲线求出。
[0409]mpc
=0.3591m
ps1.0388
[0410]
(式中,m
pc
表示聚碳酸酯的数均分子量,m
ps
表示聚苯乙烯的数均分子量。)
[0411]
((2)颜色的测定)
[0412]
使用在热风干燥机中在120℃下干燥5小时后的聚碳酸酯的颗粒,在注射成型机中在料筒温度为300℃、模具温度为90℃的条件下连续成型出纵向50mm
×
横向90mm
×
厚度3.0mm的试验片,从而得到了试验片。
[0413]
使用分光光度计(vista hunterlab公司制造)在d65光源、视场角10
°
的条件下通过透射法测定所得到的试验片,并以b*值表示黄度(cie no.15(astm e308)标准)。
[0414]
((3)微小异物量的测定)
[0415]
将1g聚碳酸酯溶解在200ml二氯甲烷中,使用液体中粒子计数器(hiac 8103,贝克曼库尔特公司制造),利用0.5μm~1μm、1μm~2μm、2μm~5μm、5μm~10μm、10μm~20μm、20μm以上这6个通道进行测定,并计算出合计数作为在1g聚碳酸酯中所含的微小异物数量。
[0416]
((4)硫酸根离子(so
42-)和氟化物离子(f-)的浓度的测定)
[0417]
利用碱金属氢氧化物的水溶液清洗后述的实施例和比较例的聚碳酸酯的制造装置,并测定从制造装置的内部除去的水溶液中的硫酸根离子和氟化物离子的浓度。
[0418]
使用离子色谱仪(930compact ic flex,metrohm公司制造,阴离子柱star-ion a300,phenomenex公司制造),使用将1.191g的na2co3和0.143g的nahco3溶解在1升的超纯水中而得到的水溶液作为洗脱液,使用将2.5ml的h2so4溶解在1升的超纯水中而得到的水溶液作为抑制液,并在室温下进行了测定。
[0419]
((5)吸光度的测定)
[0420]
利用苯酚清洗后述的实施例和比较例的聚碳酸酯的制造装置,并计算出从制造装
置的内部除去的苯酚的“波长400nm下的吸光度”与“波长700nm下的吸光度”之差。
[0421]
使用分光光度计(mps-2000,岛津制作所株式会社制造),将在上述清洗中使用后的1g苯酚溶解在7ml二氯甲烷中,利用光程长度为1cm的石英池测定波长700nm和400nm下的吸光度,并求出(400nm下的吸光度)-(700nm下的吸光度)。
[0422]
[实施例1]
[0423]
使用具有图5所示结构的聚碳酸酯的制造装置以如下的方式进行了聚碳酸酯的制造。
[0424]
首先,将聚合原料和催化剂投入到混合槽31中并进行混合。
[0425]
接着,利用输送泵32输送至溶解混合物贮槽33a、33b中,从该溶解混合物贮槽33a、33b进一步利用输送泵34a、34b输送,并在第一聚合器35中进行了预聚合。
[0426]
然后,经由排出用齿轮泵36在第二聚合器37中进行预聚合,从而得到了聚碳酸酯的预聚物。
[0427]
将聚碳酸酯的预聚物经由供给泵38输送至第一非活性气体吸收装置39中,根据需要利用压力调节阀41调节吸收了非活性气体的预聚物向引导件接触流下式聚合装置中供给的供给压力,然后输送至第一引导件接触流下式聚合装置42中并进行聚合。在此,将作为低分子量成分的苯酚从排气口排出。
[0428]
需要说明的是,作为压力调节阀41,例如可以列举阀等结构,但只要能够调节非活性气体的溶解度即可,对结构没有限制。下述压力调节阀47a、47b也同样。
[0429]
接着,将聚碳酸酯的预聚物经由供给泵43输送至第二非活性气体吸收装置44中,然后从第二非活性气体吸收装置44经由三通聚合物阀45利用供给泵46a、46b进行输送。根据需要利用压力调节阀47a、47b调节吸收了非活性气体的预聚物向引导件接触流下式聚合装置中供给的供给压力并调节非活性气体的溶解度,然后输送至所连接的第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b中并进行聚合。在此,将苯酚从排气口排出。
[0430]
然后,利用供给泵49a、49b进行输送,在后段的设备50a、50b中添加添加剂,从而得到了目标聚碳酸酯。
[0431]
在图1中表示第一非活性气体吸收装置39和第二非活性气体吸收装置44的示意结构图。
[0432]
需要说明的是,由于非活性气体吸收装置39、44的装置结构与后述的引导件接触流下式聚合装置42、48a、48b基本相同,因此对于相同的部位使用相同的符号。
[0433]
关于第一非活性气体吸收装置39,在作为内部空间的非活性气体吸收区15中,侧面壳体10的上部为圆筒形,作为构成侧面壳体10的锥形下部的底部壳体11为倒圆锥形,在图1中,l=500cm、h=400cm、d=200cm、d=20cm、c=150
°

[0434]
另外,设置在作为内部空间的非活性气体吸收区50中的引导件4的外径r=0.3cm,上述引导件4的外部总表面积s=60m2,设置在作为内部空间的非活性气体吸收区15的上部的多孔板2的孔的直径=约0.2cm。
[0435]
另外,第二非活性气体吸收装置44除了多孔板2的孔的直径为约0.6cm以外,形状与第一非活性气体吸收装置39基本相同。
[0436]
图2表示引导件接触流下式聚合装置的示意图。该引导件接触流下式聚合装置具有如图3所示的厚度为约2cm的圆盘状的流路控制部件20和圆柱状或管状的引导件4。
[0437]
图3表示引导件接触流下式聚合装置的引导件4的上部的示意结构图。
[0438]
在引导件接触流下式聚合装置中,流路控制部件20以距离液体供给区3的上部内部壁面23的间隔为约8cm的方式从上部悬垂固定。
[0439]
另外,液体供给区3的内部侧壁面22与流路控制部件20的间隔为约9cm,多孔板2与流路控制部件20的间隔为约8cm。
[0440]
需要说明的是,该圆盘状的流路控制部件20的周缘部被精加工成垂直截面为半径约1cm的半圆,并且设计成液体不滞留在周缘部。
[0441]
另外,液体供给区3的内部侧壁面22与多孔板2的连接部的截面的如图4所示的内侧被精加工成凹状,并且其上升部的角度e为约170度(
°
)。
[0442]
该引导件接触流下式聚合装置的材质全部为不锈钢。
[0443]
在浓缩液体为高粘度的情况下,排出泵8优选为齿轮泵,在粘度不那么高的情况下,排出泵8为通常的送液泵。
[0444]
上述的引导件接触流下式聚合装置的结构与在以下记载的第一引导件接触流下式聚合装置42和第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b相同。
[0445]
第一引导件接触流下式聚合装置42具有圆筒形的侧面壳体10和锥形的底部壳体11,在图2中,l=950cm,h=850cm。
[0446]
蒸发区5的侧面壳体10的内径d=400cm,锥形的底部壳体11的液体排出口7的内径d=20cm,c=150度(
°
)。
[0447]
引导件4整体的外部总表面积s=750m2。
[0448]
作为内部空间的蒸发区5的侧面壳体10的水平面上的内部截面积a=12.56m2。
[0449]
另外,上述内部截面积a与液体排出口7的水平面上的内部截面积b(m2)之比为a/b=400。
[0450]
另外,d/d=20。
[0451]
蒸发区5的侧面壳体10的长度l(cm)与上述内径d(cm)之比l/d=2.375。
[0452]
另外,上述引导件4的外径r=0.3cm。
[0453]
多孔板2的每1m2的平均孔数(个数/m2)n=约500。
[0454]
包含多孔板2的孔的上部面积的多孔板2的上部面积t与上述孔的有效截面积的合计q之比t/q=约1300。
[0455]
最靠近蒸发区5的内壁面的引导件4与该内壁面的间隔k为约14cm。
[0456]
在第一引导件接触流下式聚合装置42中,在从液体接收口1(接收口与液体供给区的上部内壁的接合部)到多孔板2的上表面的液体供给区3中能够存在液体的空间容积v(约2.03m3)与包含上述多孔板2的孔的上部面积的上述多孔板2的上部面积t(约12.56m2)之比v/t的值为约0.162(m)。
[0457]
蒸发区5的空间容积y为约135m3。
[0458]
蒸发区5的空间容积y与在从上述液体接收口1到多孔板2的上表面的液体供给区3中能够存在液体的空间容积v之比y/v的值为约67。
[0459]
在实施例1中,聚碳酸酯的制造装置中的第一引导件接触流下式聚合装置满足全部上述式(i)~式(xv)。
[0460]
在图2中,在液体供给区3中,从液体接收口1供给的包含低沸点物质的液体经由图
3中的流路控制部件20的上表面与供给区3的上部内部壁面23之间以及供给区3的内部侧壁面22与流路控制部件20之间,主要从多孔板2的周边部向中央部的方向流动,同时从多孔板2的孔(21等)均匀地分配到各引导件4中。
[0461]
在引导件接触流下式聚合装置的下部具有非活性气体供给口9,并且在上部具有作为低沸点物质的蒸发物抽出口的真空排气口6(通常与气体冷凝器和减压装置连接)。
[0462]
在引导件接触流下式聚合装置的外侧设置有夹套或热介质用加热管,使得能够利用热介质保持在规定的温度下。
[0463]
第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b在图3所示的结构中具有厚度约2cm的圆盘状的流路控制部件20和引导件4。
[0464]
圆盘状的流路控制部件20以距离液体供给区的上部内部壁面23的间隔为约8cm的方式从上部悬垂固定。
[0465]
另外,液体供给区3的内部侧壁面22与流路控制部件20的间隔为约9cm,多孔板2与流路控制部件20的间隔为约8cm。
[0466]
需要说明的是,该圆盘状的流路控制部件20的周缘部被精加工成垂直截面为半径约1cm的半圆,并且设计成液体不滞留在周缘部。
[0467]
另外,液体供给区3的内部侧壁面22与多孔板2的连接部的截面的如图4所示的内侧被精加工成凹状,并且其上升部的角度e为约170度(
°
)。
[0468]
第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b的材质全部为不锈钢。
[0469]
在第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b的下部设置有排出泵8,在浓缩液体为高粘度的情况下,优选齿轮泵,在粘度不那么高的情况下,优选通常的送液泵。
[0470]
第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b具有圆筒形的侧面壳体10和锥形的底部壳体11。
[0471]
关于第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b,在图2中,l=1000cm,h=900cm。
[0472]
蒸发区5的侧面壳体10的内径d=500cm,锥形的底部壳体11的液体排出口7的内径d=40cm,c=155度(
°
)。
[0473]
引导件4整体的外部总表面积s=250m2。
[0474]
作为内部空间的蒸发区5的侧面壳体10的水平面上的内部截面积a=19.625m2。
[0475]
另外,上述内部截面积a与液体排出口7的水平面上的内部截面积b(m2)之比为a/b=156.25。
[0476]
另外,d/d=12.5。
[0477]
蒸发区5的侧面壳体10的长度l(cm)与上述内径d(cm)之比l/d=2。
[0478]
另外,上述引导件4的外径r=0.3cm。
[0479]
多孔板2的每1m2的平均孔数(个数/m2)n=约140。
[0480]
多孔板2的孔的直径=约0.4cm。
[0481]
包含多孔板2的孔的上部面积的多孔板2的上部面积t与上述孔的有效截面积的合计q之比t/q=约470。
[0482]
最靠近蒸发区5的内壁面的引导件4与该内壁面的间隔k为约15cm。
[0483]
第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b在从液体接收口1(接收口与液体供给区的上部内壁的接合部)到多孔板2的上表面的液体供给区3中能够存在液体的空间容积v(约
3.17m3)与包含孔的上部面积的多孔板2的上部面积t(约19.63m2)之比v/t的值为约0.161(m)。
[0484]
蒸发区5的空间容积y为约222.8m3,蒸发区的空间容积y与在从上述液体接收口1到多孔板2的上表面的液体供给区3中能够存在液体的空间容积v之比y/v的值为约70。
[0485]
在实施例1中,聚碳酸酯的制造装置中的第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b满足全部上述式(i)~式(xv)。
[0486]
第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b的结构在液体供给区3中与第一引导件接触流下式聚合装置42一样。
[0487]
另外,第一引导件接触流下式聚合装置42的引导件4的外部总表面积s1(m2)与一台第二引导件接触流下式聚合装置(48a、48b)的引导件4的外部总表面积s2(m2)之比为s1/s2=750/250=3。
[0488]
除了排出泵8以外,上述非活性气体吸收装置39、44、第一和第二引导件接触流下式聚合装置42、48a、48b的材质全部为不锈钢。
[0489]
需要说明的是,在聚碳酸酯的制造装置的制作阶段中,利用相当于抛光轮#400的研磨剂对液体供给区3、侧面壳体10、底部壳体11各自的与内部液体接触的金属表面进行研磨直至上述金属表面以算术平均粗糙度(ra)计为0.2μm以下。
[0490]
另外,在聚碳酸酯的制造装置的清洗阶段中,首先利用0.4mpag的喷射水流对金属表面进行水洗,然后重复进行2次“水溶性矿物油清洗剂(neos株式会社,fd-20)的涂布和利用0.4mpag的喷射水流的冲洗”。然后喷吹通过网眼尺寸为0.2μm的过滤器后的干燥空气而使其干燥。然后,进行使上述金属表面与无纺布接触的检查,重复进行上述清洗直至接触后的无纺布没有污渍。
[0491]
另外,在聚碳酸酯的制造装置的保存阶段中,为了防止来自外部的异物的混入,利用聚氯乙烯制膜无间隙地封闭聚碳酸酯的制造装置的喷嘴等开口部,然后在其上安装塑料制的透明的袋和胶合板而进行保护,最后利用粘合带进行固定。
[0492]
另外,在聚碳酸酯的制造装置的安装阶段中,为了防止来自外部的异物的混入,在聚乙烯材质的防尘罩内以养护后的状态将聚碳酸酯的制造装置的喷嘴等开口部与相邻的装置或管道连接。
[0493]
将聚碳酸酯的制造装置安装在工厂中,然后实施了5小时以30m3/小时从液体接收口1供给相对于1吨纯水为1g氢氧化钾试剂(纯度为85重量%)的比率的常温水溶液,同时从抽出口12抽出的循环运转。
[0494]
接着,将上述水溶液贮存在聚碳酸酯的制造装置(非活性气体吸收装置、第一和第二引导件接触流下式聚合装置)的内部,并保持1小时,然后抽出全部量的上述水溶液。
[0495]
对抽出的氢氧化钾水溶液进行取样,并利用离子色谱仪测定了上述水溶液中所含的硫酸根离子(so
42-)和氟化物离子(f-)的浓度的合计。重复实施上述清洗直至其测定结果为100ppb以下。
[0496]
在实施例1中,第一次清洗后达到100ppb以下。
[0497]
在进行上述清洗后,经过泄漏检测、氮气置换、升温,然后利用苯酚清洗聚碳酸酯的制造装置。
[0498]
首先,从液体接收口1以30m3/小时供给150℃的苯酚直至接近充满到构成聚碳酸
酯制造装置的非活性气体吸收装置、第一和第二引导件接触流下式聚合装置的内部的多孔板2的上方。
[0499]
接着,从抽出口12以10m3/小时供给苯酚,从而使构成聚碳酸酯制造装置的非活性气体吸收装置、第一和第二引导件接触流下式聚合装置的内部全部充满液体。
[0500]
在满液状态下保持2小时,然后抽出全部量的液体。
[0501]
对抽出的苯酚进行取样,根据需要重复实施上述利用苯酚的清洗直至利用分光光度计测定苯酚的“400nm下的吸光度”与“700nm下的吸光度”之差的结果为0.001以下。
[0502]
在实施例1中,第一次清洗后为0.001以下。
[0503]
同样地,图5中的混合槽31、溶解混合物贮槽33a、33b、搅拌槽式第一聚合器35、搅拌槽式第二聚合器37、第一非活性气体吸收装置39、第二非活性气体吸收装置44、连接管道等也以上述方式利用氢氧化钾水溶液进行清洗,在清洗后经过泄漏检测、氮气置换、升温,然后利用苯酚清洗装置。
[0504]
使用如下聚碳酸酯的制造装置制造了聚碳酸酯,所述聚碳酸酯的制造装置如图5所示通过将2台非活性气体吸收装置(第一非活性气体吸收装置39、第二非活性气体吸收装置44)和2台引导件接触流下式聚合装置(第一引导件接触流下式聚合装置42、第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b)按照第一非活性气体吸收装置39、第一引导件接触流下式聚合装置42、第二非活性气体吸收装置44、第二引导件接触流下式聚合装置(将两台并联配置)的顺序串联地配置并连接而得到。
[0505]
在混合槽31(内部容量120m3)中投入40吨的160℃的熔融的碳酸二苯酯(dpc-1)。
[0506]
接着,向45吨双酚a(bpa-1)中添加以钾量计为120质量ppb的氢氧化钾作为催化剂,将混合槽中的混合液的温度保持在100℃以上,同时用1.8小时投入双酚a。
[0507]
上述双酚a的投入量为45.3吨。
[0508]
接着,追加投入8.9吨碳酸二苯酯以使得碳酸二苯酯相对于上述双酚a的摩尔比为1.15。需要说明的是,碳酸二苯酯的投入量使用科里奥利质量流量计进行称量,双酚a的投入量使用设置有称重传感器计量器的计量料斗进行称量。
[0509]
在上述混合液的温度达到180℃的时刻,用1小时输送至溶解混合物贮槽(内部容量120m3)33a中。
[0510]
利用在溶解混合物贮槽33a与搅拌槽式第一聚合器35之间串联配置而设置的孔径不同的2个聚合物过滤器(未图示。上游侧的孔径为5μm,下游侧的孔径为2.5μm)以14吨/小时的流量对在溶解混合物贮槽33a内保持4小时~6小时后的反应混合物进行过滤。
[0511]
将过滤后的反应混合物利用预热器(未图示)加热,并供给至搅拌槽式第一聚合器35中。预热器出口的液体温度为230℃。
[0512]
在溶解混合物贮槽33a中的反应混合物的量的液面高度低于规定值的时刻,将向搅拌槽式第一聚合器35中供给反应混合物的供给源从溶解混合物贮槽33a切换为溶解混合物贮槽33b。向搅拌槽式第一聚合器35中的反应混合物的供给通过重复进行每隔3.9小时交替地切换作为供给源的溶解混合物贮槽33a和33b的操作而连续地进行。
[0513]
需要说明的是,溶解混合物贮槽33a、33b均设置有内部线圈和夹套,并保持180℃。
[0514]
在搅拌槽式第一聚合器35和搅拌槽式第二聚合器37中,在减压下进行搅拌,在除去所产生的苯酚的同时,使反应混合物聚合,从而得到了预聚物。
[0515]
此时的搅拌槽式第一聚合器35的温度为230℃,压力为9.3kpaa,搅拌槽式第二聚合器36的温度为265℃,压力为2.9kpaa。
[0516]
利用供给泵38将所得到的聚碳酸酯的熔融预聚物(数均分子量mn为2150)从第一非活性气体吸收装置39的液体接收口1连续地供给至液体供给区3中。
[0517]
通过作为第一非活性气体吸收装置39的分配板的多孔板2连续地供给至作为内部空间的非活性气体吸收区15的上述预聚物在沿着引导件4流下的同时进行非活性气体的吸收。
[0518]
作为第一非活性气体吸收装置39的内部空间的非活性气体吸收区15从非活性气体供给口9供给氮气并保持为180kpaa。
[0519]
从引导件4的下部落下到作为第一非活性气体吸收装置39的壳体的锥形下部的底部壳体11上的熔融预聚物(每1kg该熔融预聚物含有0.04nl氮气)利用排出泵8(相当于图5中的符号40)连续地被排出以使得在上述第一非活性气体吸收装置的底部的量基本恒定,利用位于第一引导件接触流下式聚合装置42的液体接收口1的压力调节阀41将进入阀中的熔融预聚物的压力保持为200kpaa,并经过第一引导件接触流下式聚合装置42的液体接收口1连续地供给至液体供给区3中。
[0520]
作为第一引导件接触流下式聚合装置42的内部空间的蒸发区5通过真空排气口6而保持在800paa的压力下。
[0521]
从引导件4的下部落下到作为第一引导件接触流下式聚合装置42的壳体的锥形下部的底部壳体11上的聚合度提高的聚碳酸酯的熔融预聚物(数均分子量mn为4600)利用排出泵8(相当于图5中的符号43)从液体排出口7中以恒定的流量连续地被抽出以使得在底部的量基本恒定,接着连续地供给至第二非活性气体吸收装置44的液体供给区3中。
[0522]
通过作为第二非活性气体吸收装置44的分配板的多孔板2将上述熔融预聚物连续地供给至作为内部空间的非活性气体吸收区15中。
[0523]
熔融预聚物在沿着引导件4流下的同时吸收非活性气体。
[0524]
作为第二非活性气体吸收装置44的内部空间的非活性气体吸收区15通过从非活性气体供给口9供给氮气而被保持在200kpaa下。
[0525]
从引导件4的下部落下到作为第二非活性气体吸收装置的壳体的锥形下部的底部壳体11上的熔融预聚物(每1kg该熔融预聚物含有0.05nl氮气)利用三通聚合物阀45被分成两部分(以50:50的比分开),利用排出泵8(相当于图5中的符号46a、46b)以恒定量连续地排出以使得在底部的量基本恒定,利用位于第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b的液体接收口1的压力调节阀(47a、47b)将进入阀中的熔融预聚物的压力保持在220kpa下,并连续地供给至第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b的各供给区3中。
[0526]
通过第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b内的作为分配板的多孔板2连续地供给至作为内部空间的蒸发区5中的熔融预聚物在沿着引导件4流下的同时进行聚合反应。
[0527]
作为第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b的内部空间的蒸发区5通过真空排气口6而分别保持在110paa的压力下。
[0528]
将从引导件4的下部落下到作为第二引导件接触流下式聚合装置48a、48b的壳体的锥形下部的底部壳体11上的聚碳酸酯利用排出泵8(49a、49b)从后段的设备(50a、50b)中以线料的形式连续地抽出以使得在底部的量基本恒定,在冷却后,切割线料,从而得到了颗
粒状的聚碳酸酯。
[0529]
生产量分别为4.0吨/小时(合计8.0吨/小时)。不添加添加剂。
[0530]
在从开始制造聚碳酸酯起250小时后、500小时后、1000小时后、2000小时后、3000小时后、4000小时后、5000小时后抽出的聚碳酸酯的mn分别为10400,10650,10500,10540,10520,10480,10550,10450。
[0531]
另外,颜色为0.24~0.26。
[0532]
如上所述,mn和颜色均稳定。
[0533]
完全没有检测到基于长期滞留的着色物、目视异物等杂质的混入。
[0534]
另外,可知微小异物数量全部为11000个以下,满足作为管理值的80000个以下的基准。
[0535]
[比较例1]
[0536]
在建造与上述[实施例1]相同的聚碳酸酯的制造装置时,利用相当于抛光轮#100的研磨剂对与内部液体接触的金属表面进行了研磨(ra为0.78μm)。
[0537]
然后,不进行上述金属表面的利用喷射水流的清洗、水溶性矿物油清洗剂(neos株式会社,fd-20)的涂布和利用0.4mpag的喷射水流的清洗中的任何一种。
[0538]
另外,不实施使上述金属表面与无纺布接触的检查、用于防止聚碳酸酯的制造装置的保存阶段的来自外部的异物的混入的利用聚氯乙烯膜无间隙地封闭装置的喷嘴等的开口部的操作。
[0539]
在聚碳酸酯的制造装置的安装阶段,在不设置聚乙烯材质的防尘罩的情况下实施将装置的喷嘴等开口部与相邻的装置或管道连接。
[0540]
然后,与上述[实施例1]同样地实施1次利用氢氧化钾水溶液的清洗,并测定硫酸根离子(so
42-)浓度与氟化物离子(f-)浓度的合计,结果为5.3ppm。
[0541]
经过泄漏检测、氮气置换、升温,然后利用苯酚将聚碳酸酯的制造装置清洗1次,并测定“波长400nm下的吸光度”与“波长700nm下的吸光度”之差,结果为0.37。
[0542]
与上述[实施例1]同样地开始聚碳酸酯的制造,但聚碳酸酯的聚合未进行,从引导件接触流下式聚合装置的后段的设备50a排出粘度非常低且着色成褐色的预聚物状的物质,不能以线料的形式抽出。
[0543]
从开始制造起经过150小时后也得不到大的变化,因此中止制造。
[0544]
[比较例2]
[0545]
在上述[比较例1]中中止聚碳酸酯的制造后,按照与上述[实施例1]同样的方法利用苯酚清洗聚碳酸酯的制造装置,除去内部的残留物,并除去苯酚。然后,在降温后进行氮气置换。然后,与上述[实施例1]同样地再次利用氢氧化钾水溶液和苯酚清洗至分别达到规定值以下,然后与上述[实施例1]同样地开始聚碳酸酯的制造。
[0546]
在从制造开始起250小时后、500小时后、1000小时后、2000小时后、3000小时后、4000小时后、5000小时后抽出的聚碳酸酯的mn分别为10600,10500,10450,10600,10450,10540,10510,10430。颜色为0.29~0.34。
[0547]
如上所述,mn稳定,但与上述[实施例1]相比,颜色降低。
[0548]
完全没有检测到基于长期滞留的着色物、目视异物等杂质的混入。
[0549]
另外,微小异物数量为22000个~38000个,低于管理值的80,000个,但与上述[实
施例1]相比大幅增加。
[0550]
本技术基于在2021年3月26日向日本特许厅提交申请的日本专利申请(日本特愿2021-053222),其内容以参考的形式并入本技术中。
[0551]
产业实用性
[0552]
本发明的聚碳酸酯制造装置的组装方法和聚碳酸酯的制造装置在高品质的聚碳酸酯制造领域中具有产业实用性。
[0553]
标号说明
[0554]
1 液体接收口
[0555]
2 多孔板
[0556]
3 液体供给区
[0557]
4 引导件
[0558]
5 作为内部空间的蒸发区
[0559]
6 真空排气口
[0560]
7 液体排出口
[0561]
8 排出泵
[0562]
9 非活性气体供给口
[0563]
10 侧面壳体
[0564]
11 底部壳体
[0565]
12 抽出口
[0566]
15 作为内部空间的非活性气体吸收区
[0567]
20 流路控制部件
[0568]
21 多孔板的孔部
[0569]
22 液体供给区的内部侧壁面
[0570]
23 液体供给区的上部内部壁面
[0571]
31 混合槽
[0572]
32、34a、34b 输送泵
[0573]
33a、33b 溶解混合物贮槽
[0574]
35 第一聚合器
[0575]
36 排出用齿轮泵
[0576]
38、40、43、46a、46b、49a、49b 供给泵
[0577]
37 第二聚合器
[0578]
39 第一非活性气体吸收装置
[0579]
41、47a、47b 压力调节阀
[0580]
42 第一引导件接触流下式聚合装置
[0581]
44 第二非活性气体吸收装置
[0582]
45 三通聚合物阀
[0583]
48a、48b 第二引导件接触流下式聚合装置
[0584]
50a 后段的设备
[0585]
50b 后段的设备。
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