芳香族ポリカーボネートの製造方法
【課題】溶融法により色相に優れる高分子量の芳香族ポリカーボネートの製造方法を提供する。
【解決手段】撹拌装置を備えた竪型反応器３基と横型反応器１基を接続し、第３竪型反応器６ｃに供給される重合反応液の極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上のときに、重合反応液の平均滞留時間９０分以内、単位容積当たりの撹拌動力２．０ｋＷ／ｍ３以上、単位処理量当たりの蒸発表面積１．０ｍ２・ｒ／ｍ３以上の条件で芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応を行う。
【解決手段】撹拌装置を備えた竪型反応器３基と横型反応器１基を接続し、第３竪型反応器６ｃに供給される重合反応液の極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上のときに、重合反応液の平均滞留時間９０分以内、単位容積当たりの撹拌動力２．０ｋＷ／ｍ３以上、単位処理量当たりの蒸発表面積１．０ｍ２・ｒ／ｍ３以上の条件で芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族ポリカーボネートの製造方法に関し、より詳しくは、高分子量の芳香族ポリカーボネートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族ポリカーボネートは、耐衝撃性等の機械的特性、耐熱性、透明性等に優れ、各種機械部品、光学用ディスク、自動車部品等の用途に広く用いられている。
このような芳香族ポリカーボネートの製造方法としては、ビスフェノールＡ等のビスフェノール類とホスゲンとを直接反応させる方法（界面法）、ビスフェノールＡ等のビスフェノール類とジフェニルカーボネート等の炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合反応させる方法（溶融法）が知られている。中でも、エステル交換反応による溶融法は、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。
【０００３】
ところで、溶融法による芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの重縮合反応は、通常、エステル交換触媒の存在下、多段の反応器を用いて行われる。この場合、通常、反応器の運転条件を、後段になるほど高温、高真空の条件に設定することにより、副生するフェノールを効率的に除去し、生成するポリマーの重合度を上げる操作が行われる。また、ポリマーの色相を悪化させないために、できるだけ熱履歴を少なくし、副生するフェノールを短時間で除去することが必要とされる。
【０００４】
このような観点から、本出願人は、複数基の竪型反応器と少なくとも１基の横型反応器とを直列に接続した製造装置により芳香族ポリカーボネートを製造する際に、各反応器における重合反応液の平均滞留時間と反応液の単位容積当たりの撹拌動力とをコントロールすることにより、色相に優れた高分子量の芳香族ポリカーボネートを製造する方法について報告した（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０００４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、さらに詳細に検討を進めると、上記滞留時間と撹拌動力のコントロールのみでは重合後段の竪型反応器における副生フェノールの除去効率が不十分であり、その結果、重縮合反応の進行が妨げられることがわかった。
本発明は、このような溶融法による芳香族ポリカーボネートの製造における課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、溶融法により熱履歴が少なく色相に優れる高分子量の芳香族ポリカーボネートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かくして本発明によれば、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料とし撹拌装置を備えた反応器を複数基用いてエステル交換反応により溶融重縮合して芳香族ポリカーボネートを製造する方法において、下記（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法が提供される。
（１）少なくとも１基の反応器における平均滞留時間が１２０分以内。
（２）少なくとも１基の反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力が２．０ｋＷ／ｍ３以上。
（３）少なくとも１基の反応器における反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上。
ここで、反応器が竪型反応器であることが好ましい。
また、反応器としては、直列に接続された複数基の竪型反応器と、竪型反応器に続く少なくとも１基の横型反応器と、を有し、多段工程によるエステル交換反応が行われることが好ましい。
この場合、竪型反応器に続く横型反応器における反応液の平均滞留時間を１２０分以内とし、横型反応器における反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積を４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上とすることが好ましい。
また、横型反応器の直前の竪型反応器に供給される反応液の極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上の場合に、上述した条件でエステル交換反応が行われることが好ましい。
さらに、このような運転条件により製造される芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量が１０，０００以上であることが好ましい。
【０００８】
次に、本発明によれば、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料とし撹拌装置を備えた反応器を複数基用いてエステル交換反応により溶融重縮合して芳香族ポリカーボネートを製造する方法であって、極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上の反応液が供給される反応器中の反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上であることを特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法が提供される。
ここで、反応器の少なくとも１基が竪型反応器であり、且つ、竪型反応器の少なくとも１基が、上述した極限粘度及び蒸発表面積の条件を満たすものであることが好ましい。
さらに、竪型反応器における反応液の反応条件が、下記（１）及び（２）の条件を満たすことが好ましい。
（１）竪型反応器における反応液の平均滞留時間が１２０分以内。
（２）竪型反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力が２．０ｋＷ／ｍ３以上。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、溶融法により色相に優れる高分子量の芳香族ポリカーボネートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、発明の実施の形態）について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、以下に示す図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１１】
（芳香族ポリカーボネート）
本発明において、芳香族ポリカーボネートは、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応に基づく重縮合により製造される。
以下、原料として芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを用い、エステル交換触媒の存在下、連続的に重縮合反応を行うことにより、芳香族ポリカーボネートを製造する方法について説明する。
【００１２】
（芳香族ジヒドロキシ化合物）
本実施の形態において使用する芳香族ジヒドロキシ化合物としては、下記一般式（１）で示される化合物が挙げられる。
【００１３】
【化１】
【００１４】
ここで、一般式（１）において、Ａは、単結合または置換されていてもよい炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状若しくは環状の２価の炭化水素基、又は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−若しくは−ＳＯ２−で示される２価の基である。Ｘ及びＹは、ハロゲン原子又は炭素数１〜６の炭化水素基である。ｐ及びｑは、０又は１の整数である。尚、ＸとＹ及びｐとｑは、それぞれ、同一でも相互に異なるものでもよい。
【００１５】
芳香族ジヒドロキシ化合物の具体例としては、例えば、ビス（４−ヒドロキシジフェニル）メタン、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−３−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェニル）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（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、４，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等のビスフェノール類；４，４’−ジヒドロキシビフェニル、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジヒドロキシビフェニル等のビフェノ−ル類；ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン等が挙げられる。
これらの中でも、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（「ビスフェノールＡ」、以下、ＢＰＡと略記することがある。）が好ましい。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１６】
（炭酸ジエステル）
本実施の形態において使用する炭酸ジエステルとしては、下記一般式（２）で示される化合物が挙げられる。
【００１７】
【化２】
【００１８】
ここで、一般式（２）中、Ａ’は、置換されていてもよい炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状又は環状の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るものでもよい。
【００１９】
炭酸ジエステルの具体例としては、例えば、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。
これらの中でも、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、単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２０】
また、上記の炭酸ジエステルは、好ましくはその５０モル％以下、さらに好ましくは３０モル％以下の量を、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換してもよい。
代表的なジカルボン酸又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又はジカルボン酸エステルを併用した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
【００２１】
これら炭酸ジエステル（上記の置換したジカルボン酸又はジカルボン酸エステル酸を含む。以下同じ。）は、ジヒドロキシ化合物に対して過剰に用いられる。
即ち、芳香族ジヒドロキシ化合物に対して、通常、炭酸ジエステル１．０１〜１．３０、好ましくは１．０２〜１．２０のモル比で用いられる。同一反応条件下では、このモル比が小さくなるほど反応速度が上昇し、芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量が大きくなる傾向がある。また、この範囲でモル比が大きくなると、反応速度が低下し、粘度平均分子量は小さくなる傾向がある。
モル比が過度に小さいと、重縮合により得られるポリカーボネートの末端ＯＨ基の量が多くなり、反応性は高くなるものの、熱安定性、耐加水分解性等が低下する傾向がある。また、モル比が過度に大きいと、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がある。
【００２２】
（エステル交換触媒）
本実施の形態において使用するエステル交換触媒としては、通常、エステル交換法によりポリカーボネートを製造する際に用いられる触媒が挙げられ、特に限定されない。一般的には、例えば、アルカリ金属化合物、ベリリウム又はマグネシウム化合物、アルカリ土類金属化合物、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又はアミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。
これらのエステル交換触媒の中でも、実用的にはアルカリ金属化合物が望ましい。これらのエステル交換触媒は、単独で使用してもよく、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、通常、芳香族ジヒドロキシ化合物１モルに対して１×１０−９〜１×１０−１モル、好ましくは１×１０−７〜１×１０−２モルの範囲で用いられる。
【００２３】
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、炭酸水素化合物等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、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等の有機アルカリ金属化合物等が挙げられる。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も、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、水酸化セシウムが好ましい。
【００２４】
ベリリウム又はマグネシウム化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩等の無機アルカリ土類金属化合物；これらの金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等が挙げられる。ここで、アルカリ土類金属としては、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられる。
【００２５】
塩基性ホウ素化合物としては、ホウ素化合物のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩、ストロンチウム塩等が挙げられる。ここで、ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等が挙げられる。
【００２６】
塩基性リン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリ−ｎ−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の３価のリン化合物、又はこれらの化合物から誘導される４級ホスホニウム塩等が挙げられる。
【００２７】
塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラエチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキサイド、テトラブチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキサイド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキサイド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキサイド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキサイド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキサイド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキサイド、ブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキサイド等が挙げられる。
【００２８】
アミン系化合物としては、例えば、４−アミノピリジン、２−アミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン，４−ジエチルアミノピリジン、２−ヒドロキシピリジン、２−メトキシピリジン、４−メトキシピリジン、２−ジメチルアミノイミダゾール、２−メトキシイミダゾール、イミダゾール、２−メルカプトイミダゾール、２−メチルイミダゾール、アミノキノリン等が挙げられる。
【００２９】
（芳香族ポリカーボネートの製造方法）
次に、芳香族ポリカーボネートの製造方法について説明する。
芳香族ポリカーボネートの製造は、原料である芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステル化合物の所望のモル比の混合物を調製し（原調工程）、これらの化合物を、エステル交換反応触媒の存在下、溶融状態で複数の反応器を用いて多段階の重縮合反応させる（重縮合工程）ことによって行われる。反応方式は、バッチ式、連続式、又はバッチ式と連続式の組合せのいずれでもよい。反応器は、複数基の竪型反応器及びこれに続く少なくとも１基の横型反応器が用いられる。通常、これらの反応器は直列に設置され、連続的に処理が行われる。
重縮合工程後、反応液中の未反応原料や反応副生物を除去し（脱揮工程）、冷却された芳香族ポリカーボネートは所定の粒径のペレットに成形される（ペレット化工程）。
次に、製造方法の各工程について説明する。
【００３０】
（原調工程）
芳香族ポリカーボネートの原料として使用する芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとは、通常、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用いて、溶融混合物として調製される。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を用い、炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネートを用いる場合は、通常２０℃〜１８０℃、好ましくは１２５℃〜１６０℃の範囲から選択される。
この際、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの割合は、炭酸ジエステルが過剰になるように調整され、芳香族ジヒドロキシ化合物１モルに対して、炭酸ジエステルは通常１．０１モル〜１．３０モル、好ましくは１．０２モル〜１．２０モルの割合になるように調整される。
【００３１】
（重縮合工程）
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による重縮合は、通常、２段階以上、好ましくは３段〜７段の多段工程で連続的に行われる。具体的な反応条件としては、温度：１５０℃〜３２０℃、圧力：常圧〜０．０１Ｔｏｒｒ（１．３３×１０−３ｋＰａ）である。また、本実施の形態では、平均滞留時間は１２０分以下、好ましくは９０分以下である。
多段工程の各反応器においては、重縮合反応の進行とともに副生するフェノールをより効果的に排出するために、上記の反応条件内で、段階的により高温、より高真空に設定する。尚、得られる芳香族ポリカーボネートの色相等の品質低下を防止するためには、できるだけ低温、低滞留時間の設定が好ましい。
【００３２】
多段工程の重縮合は、通常、撹拌翼を備えた竪型反応器を複数個接続し、最終工程として横型反応器を設けて、芳香族ポリカーボネートの平均分子量を増大させる。竪型反応器は通常２基〜５基、好ましくは３基〜４基設置される。
ここで、竪型反応器とは、撹拌翼の回転軸が竪型（垂直方向）であるものをいう。竪型反応器の形状としては、反応器の内径Ｄに対する直胴部長さＬとの比率（Ｌ／Ｄ）が３以下、好ましくは０．５〜３であるものが用いられる。尚、反応器の直胴部長さＬとは、反応器の形状が、円筒両鏡のときには、反応器のタンジェンシャルライン間の長さを指し、また、反応器の上部または下部が平蓋構造のときには、側胴部片側のタンジェンシャルラインと、もう一方の片側端面間の距離を指す。また、反応器の内径Ｄは、反応液が充填されている領域での距離を指すものである。
【００３３】
竪型反応器の撹拌翼の形式としては、例えば、タービン翼、パドル翼、ファウドラー翼、アンカー翼、フルゾーン翼（神鋼パンテック株式会社製）、サンメラー翼（三菱重工業株式会社製）、マックスブレンド翼（住友重機械工業株式会社製）、ヘリカルリボン翼、ねじり格子翼（日立製作所株式会社製）等が挙げられる。
【００３４】
また、横型反応器とは、撹拌翼の回転軸が横型（水平方向）であるものをいう。横型反応器の撹拌翼としては、例えば、円板型、パドル型等の一軸タイプの撹拌翼やＨＶＲ、ＳＣＲ、Ｎ−ＳＣＲ（三菱重工業株式会社製）、バイボラック（住友重機械工業株式会社製）、メガネ翼、格子翼（日立製作所株式会社製）等の二軸タイプの撹拌翼が挙げられる。
【００３５】
尚、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重縮合に使用するエステル交換触媒は、通常、予め水溶液として準備される。触媒水溶液の濃度は特に限定されず、触媒の水に対する溶解度に応じて任意の濃度に調整される。また、水に代えて、アセトン、アルコール、トルエン、フェノール等の他の溶媒を選択することもできる。
触媒の溶解に使用する水の性状は、含有される不純物の種類ならびに濃度が一定であれば特に限定されないが、通常、蒸留水や脱イオン水等が好ましく用いられる。
【００３６】
（脱揮工程）
重縮合工程後、脱揮工程において反応液中の未反応原料、エステル交換触媒、エステル交換反応で副生するモノヒドロキシ化合物、ポリカーボネートオリゴマー等の低分子量化合物が除去される。脱揮処理は、通常、ベント式の押出機により連続的に行われる。
使用する押出機としては、ベント部を備えたものであればどのような形式のものでも使用することができ特に限定されないが、例えば、ベント式の単軸又は多軸押出機が挙げられるが、特に、かみ合い型二軸押出機が好ましい。押出機の軸の回転方向は同方向回転でも異方向回転でもよい。ベント数は、通常２段〜１０段の多段ベントが用いられる。
【００３７】
また、脱揮工程において、重縮合反応後の芳香族ポリカーボネート中の残留塩基性エステル交換触媒を、酸性化合物又はその誘導体により中和・失活させることが好ましい。これにより脱揮中の副反応を抑え、残存する未反応原料及びヒドロキシ化合物を除去することができる。
脱揮工程において添加する酸性化合物又はその誘導体としては、塩基性エステル交換触媒を中和するものであれば、いずれも使用でき、特に限定されない。例えば、塩酸、硝酸、ホウ酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸、アジピン酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、アゼライン酸、アデノシンリン酸、安息香酸、ギ酸、吉草酸、クエン酸、グリコール酸、グルタミン酸、グルタル酸、ケイ皮酸、コハク酸、酢酸、酒石酸、シュウ酸、ｐ−トルエンスルフィン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ニコチン酸、ピクリン酸、ピコリン酸、フタル酸、テレフタル酸、プロピオン酸、ベンゼンスルフィン酸、ベンゼンスルホン酸、マロン酸、マレイン酸等のブレンステッド酸及びそのエステル類が挙げられる。これらの酸性化合物又はその誘導体のなかでも、スルホン酸類又はそのエステル類が好ましく、中でも、ｐ−トルエンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸メチル、ｐ−トルエンスルホン酸ブチルが特に好ましい。
【００３８】
尚、酸性化合物又はその誘導体を溶解する溶媒としては、上記の酸性化合物又はその誘導体を溶解するものであれば特に限定されない。なかでも水が好ましい。また、水に不溶な酸性化合物又はその誘導体は、アセトン等の有機溶媒を水に加えた混合溶媒を使用することができる。これら酸性化合物又はその誘導体の使用量は、重縮合反応に使用した塩基性エステル交換触媒の中和当量に対し０．１倍〜５０倍、好ましくは０．５倍〜３０倍の範囲で添加する。
【００３９】
脱揮工程において、多段ベント口を備えた押出機を使用する場合、酸性化合物又はその誘導体は、樹脂供給口に最も近いベント口の手前に添加される。押出機による中和脱揮処理に供する芳香族ポリカーボネートの形態としては、重縮合直後の溶融状態にあるうちに押出機に導入し処理する方法、または、一旦冷却固化した後、押出機に導入し処理する方法等が挙げられる。
【００４０】
（ペレット化工程）
脱揮工程において押出機より排出されたストランド状のポリカーボネートは、通常、ストランドバスを経由してストランドカッターによりペレット化され、その後、遠心脱水機等により水分を除去した後に製品サイロに収納される。
【００４１】
（製造装置）
次に、図面に基づき、本実施の形態が適用される芳香族ポリカーボネートの製造方法を具体的に説明する。
図１は、芳香族ポリカーボネートの製造装置の一例を示す図である。図１に示す製造装置において、芳香族ポリカーボネートは、原料の芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステル化合物を含む混合物を調製する原調工程と、これらの原料を溶融状態で複数の反応器を用いて重縮合反応させる重縮合工程とを経て製造され、その後、反応液中の未反応原料や反応副生物を除去する脱揮工程と、ペレット化工程を経て、芳香族ポリカーボネートのペレットが製造される。
【００４２】
原調工程においては、直列に接続した第１原料混合槽２ａ及び第２原料混合槽２ｂと、調製した原料を重縮合工程に供給するための原料供給ポンプ４ａとが設けられている。第１原料混合槽２ａと第２原料混合槽２ｂとには、例えばアンカー型撹拌翼３ａ，３ｂがそれぞれ設けられている。
また、第１原料混合槽２ａには、ＤＰＣ供給口１ａ−１から、炭酸ジエステルであるジフェニルカーボネート（以下、ＤＰＣと記載することがある。）が溶融状態で供給され、ＢＰＡ供給口１ｂからは、芳香族ジヒドロキシ化合物であるビスフェノールＡ（以下、ＢＰＡと記載することがある。）が粉末状態で供給される。
【００４３】
次に、重縮合工程においては、直列に接続した第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ及び第３竪型反応器６ｃと、第３竪型反応器６ｃの後段に直列に接続した第４横型反応器９ａとが設けられている。第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ及び第３竪型反応器６ｃには、マックスブレンド翼７ａ，７ｂ，７ｃがそれぞれ設けられている。また、第４横型反応器９ａには、格子翼１０ａが設けられている。
また、予めエステル交換触媒を調製する触媒溶解槽５ａと、触媒溶解槽５ａで調製したエステル交換触媒を第１竪型反応器６ａに供給するための触媒導入管５ｂが設けられている。
さらに、４基の反応器には、それぞれ重縮合反応により生成する副生物等を排出するための留出管８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが取り付けられている。留出管８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、それぞれ凝縮器８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄに接続し、また、各反応器は、減圧装置８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄにより、所定の減圧状態に保たれる。
【００４４】
脱揮工程においては、添加剤供給口１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する押出機１１ａが設けられている。
ペレット化工程に置いては、押出機１１ａより排出されたストランド状の芳香族ポリカーボネートを冷却するストランドバス１３ａと、冷却したストランドを所定の粒径にカットするストランドカッター１４ａと、ペレットの水分を除去するための遠心脱水機１５ａと、乾燥したペレットを格納する製品サイロ１６ａ，１６ｂとが設けられている。
【００４５】
図１に示す芳香族ポリカーボネートの製造装置において、窒素ガス雰囲気下、所定の温度で調製されたＤＰＣ溶融液と、窒素ガス雰囲気下で計量されたＢＰＡ粉末とが、それぞれＤＰＣ供給口１ａ−１とＢＰＡ供給口１ｂから第１原料混合槽２ａに連続的に供給される。第１原料混合槽２ａの液面が移送配管中の最高位と同じ高さを超えると、原料混合物が第２原料混合槽２ｂに移送される。
次に、原料混合物は、原料供給ポンプ４ａを経由して第１竪型反応器６ａに連続的に供給される。
またエステル交換触媒として、水溶液状の炭酸セシウムが、触媒溶解槽５ａから、触媒導入管５ｂにより第１竪型反応器６ａに連続的に供給される。
【００４６】
第１竪型反応器６ａでは、窒素雰囲気下、例えば、温度２２０℃、圧力１３．３３ｋＰａ（１００Ｔｏｒｒ）、翼回転数１６０ｒｐｍに保持し、副生したフェノールを留出管８ａから留出させながら平均滞留時間が６０分になるように液面レベルを一定に保ち、重縮合反応が行われる。次に、第１竪型反応器６ａより排出された重合反応液は、引き続き、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃ、第４横型反応器９ａに順次連続供給され、重縮合反応が進行する。各反応器における反応条件は、重縮合反応の進行とともに高温、高真空、低撹拌速度となるようにそれぞれ設定される。重縮合反応の間、各反応器における平均滞留時間は、例えば、６０分程度になるように液面レベルを制御し、また各反応器においては、副生するフェノールが留出管８ｂ，８ｃ，８ｄから留出される。
本実施の形態においては、第１竪型反応器６ａと第２竪型反応器６ｂとにそれぞれ取り付けられた凝縮器８１ａ，８１ｂからは、フェノール等の副生物が連続的に液化回収される。また、第３竪型反応器６ｃと第４横型反応器９ａとにそれぞれ取り付けられた凝縮器８１ｃ，８１ｄにはコールドトラップ（図示せず）が設けられ、副生物が連続的に固化回収される。
【００４７】
次に、第４横型反応器９ａより抜き出された芳香族ポリカーボネートは、溶融状態のまま３段ベント口を具備した２軸型の押出機１１ａに供給される。押出機１１ａには添加剤供給口１２ａ，１２ｂ，１２ｃから、たとえば、ｐ−トルエンスルホン酸ブチル、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ステアリン酸モノグリセリド等の各種添加剤がそれぞれ供給される。押出機１１ａの条件は、例えば、吐出量５０ｋｇ／時、回転数１５０ｒｐｍ、最高樹脂温度２７８℃程度に設定される。
押出機１１ａより排出されたストランド状の芳香族ポリカーボネートはストランドバス１３ａを経由してストランドカッター１４ａでペレット化され、遠心脱水機１５ａにて水分除去した後に製品サイロ１６ａ，１６ｂに導入される。
【００４８】
図１に示すように、本実施の形態では、撹拌翼を備えた３基の竪型反応器を直列に接続し、さらにこれらの竪型反応器に続き、１基の横型反応器を直列に接続した製造装置を用いて、エステル交換反応による芳香族ポリカーボネートの製造を行っている。
特に、本実施の形態では、竪型反応器における芳香族ポリカーボネートの製造が、以下の条件を満たすことに特徴を有している。
（１）竪型反応器における平均滞留時間（θ）が９０分以下、好ましくは７５分以下、さらに好ましくは６０分以下。
（２）竪型反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力（Ｐ／Ｖ）が２．０ｋＷ／ｍ３以上、好ましくは２．５ｋＷ／ｍ３以上、さらに好ましくは３．０ｋＷ／ｍ３以上。
（３）竪型反応器における反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上、好ましくは２．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上、さらに好ましくは３．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上。
【００４９】
ここで、「単位容積当たりの撹拌動力」とは、撹拌翼を備えた反応器内に充填された重合反応液を撹拌するための正味の撹拌動力（Ｐ）を、反応器内に充填された重合反応液の容積（Ｖ）で除した数値（Ｐ／Ｖ）のことを意味する。尚、正味の撹拌動力（Ｐ）とは、重合反応液が充填された運転状態にあるときの撹拌動力値（Ｐ１）から重合反応液が存在しない状態での同一運転条件下での撹拌動力値（Ｐ０）を差し引いた数値を意味する。
【００５０】
この場合、竪型反応器における重合反応液の充填量は、通常、竪型反応器の内径に対する重合反応液の液深の比率が１．５以下程度となるようにする。さらに、反応温度は、通常、１５０〜２３０℃、圧力は、７６０〜５０Ｔｏｒｒの範囲でそれぞれ設定する。
また、竪型反応器に取付けられる撹拌翼の回転数は、採用する翼形状によって撹拌の動力特性が異なるため、採用した翼形状または装置スケール毎に撹拌動力を満たすように、撹拌翼の回転数を設定する必要がある。
【００５１】
また、「単位処理量当たりの蒸発表面積」とは、撹拌翼を備えた反応器であれば静止（撹拌停止）状態の液表面積、即ち、槽の断面積（Ａ）を、反応器に供給される量（Ｆ）で除した数値（Ａ／Ｆ）のことを意味する。横型反応器であれば、翼回転面積と翼段数との積が蒸発表面積（Ａ）を単位処理量（Ｆ）で除した数値（Ａ／Ｆ）である。
【００５２】
上述した竪型反応器での単位容積あたりの撹拌動力（Ｐ／Ｖ）が過度に小さい場合、重合反応液の撹拌流動による気液界面での表面更新性が不十分となり、副生したフェノールの除去効率が低下する傾向がある。このため、竪型反応器における単位容積あたりの撹拌動力（Ｐ／Ｖ）は２．０ｋＷ／ｍ３以上であることが好ましいが、これだけでは不十分な場合は、さらに、竪型反応器における反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上にすることが好ましい。竪型反応器での単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）が過度に小さい場合も同様な傾向があり、目的とする分子量の芳香族ポリカーボネートが得られない場合がある。
また、横型反応器の場合、撹拌動力を大きくしても必ずしもフェノールの除去が効率的に行われるわけではない。そのため、横型反応器における撹拌動力は特に限定されず、装置のスケール又は翼形状に関係無く、通常、２ｒｐｍ〜１５ｒｐｍの範囲で設定される。このとき、表面更新性を向上させるために、単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）は４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上とすることが好ましい。
【００５３】
図１に示すように、３基の竪型反応器を直列に接続した芳香族ポリカーボネートの製造装置において、重縮合反応の初期である第１竪型反応器６ａ又は第２竪型反応器６ｂでは、発泡による液面上昇や飛沫同伴量が増大する傾向がある。そのため、本実施の形態では、図１に示す芳香族ポリカーボネートの製造装置の、重縮合工程において直列に接続した３基の竪型反応器の中、少なくとも最後段に接続した第３竪型反応器６ｃにおいて、上述した（１）〜（３）の条件を満たすようにエステル交換反応による芳香族ポリカーボネートの製造を行うことが好ましい。
この場合、第３竪型反応器６ｃに供給される重合反応液の極限粘度［η］が０．１ｄｌ／ｇ以上、好ましくは０．２ｄｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．３ｄｌ／ｇ以上である場合に、第３竪型反応器６ｃにおける芳香族ポリカーボネートの製造運転が、少なくとも上述した（３）の条件（反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上）を満たすことが望ましい。さらに、第３竪型反応器６ｃにおいては、上述した（１）〜（３）の条件を満たすことがより望ましい。
上述した条件を満たすことにより、粘度平均分子量（Ｍｖ）が１０,０００以上の色相に優れた芳香族ポリカーボネートを製造することができる。
【００５４】
ここで、重合反応液の極限粘度［η］は、ウベローデ粘度計による塩化メチレン中２０℃の測定値である（単位：ｄｌ／ｇ）。
また、芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ウベローデ粘度計を用いて、塩化メチレン中２０℃で測定した極限粘度［η］（単位：ｄｌ／ｇ）に基づき、以下の式より求めた。
［η］＝１．２３×１０−４×（Ｍｖ）０．８３
【００５５】
本実施の形態では、図１に示すように、撹拌翼を備えた３基の竪型反応器を直列に接続し、さらにこれらの竪型反応器に続き、１基の横型反応器（第４横型反応器９ａ）を直列に接続した製造装置を用いている。
重合反応液の粘度は、直列に接続した３基の竪型反応器の最後段に設けた第３竪型反応器６ｃから排出される段階で増大する。重合反応液はさらに第４横型反応器９ａへ供給されて、目標とする分子量の芳香族ポリカーボネートが得られるまで重縮合反応が継続される。
ここで、第３竪型反応器６ｃの後段に接続した第４横型反応器９ａにおける芳香族ポリカーボネートの製造が、以下の条件を満たすことが好ましい。
（ａ）第４横型反応器９ａでの平均滞留時間（θ）が１２０分以内、好ましくは９０分以内、さらに好ましくは６０分以内。
（ｂ）第４横型反応器９ａでの単位処理量当たりの蒸発表面積が４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上、好ましくは１０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上、さらに好ましくは１５ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上である。
第４横型反応器９ａにおける反応が上述した条件を満たすことにより、粘度平均分子量（Ｍｖ）が１００００以上の色相に優れた芳香族ポリカーボネートを製造することができる。
【００５６】
尚、ここでは、図１に示すように、３基の竪型反応器と、１基の横型反応器とを直列に接続した製造装置を用いて、エステル交換反応による芳香族ポリカーボネートの製造方法について詳細に説明したが、竪型反応器又は横型反応器の個数は特に限定されず、必要に応じて適宜選択することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。尚、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。尚、実施例、比較例において得られた芳香族ポリカーボネートは下記測定方法により分析した。
（１）芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）
芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ウベローデ粘度計を用いて、塩化メチレン中２０℃の極限粘度［η］（単位：ｄｌ／ｇ）を測定し以下の式より求めた。
［η］＝１．２３×１０−４×（Ｍｖ）０．８３
（２）芳香族ポリカーボネートの色相
芳香族ポリカーボネートの色相は、射出成形機（株式会社日本製鋼所製Ｊ１００ＳＳ−２）を用いて、バレル温度２８０℃、金型温度９０℃の条件下にて成形した厚み３ｍｍ、一辺１００ｍｍ角のシートについて、カラーテスター（スガ試験機株式会社製ＳＣ−１−ＣＨ）で色の絶対値である三刺激値ＸＹＺを測定し、次の関係式により黄色度の指標であるＹＩ値を計算した。
ＹＩ＝（１００／Ｙ）×（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）
ＹＩ値が大きいほど着色していることを示す。
【００５８】
（実施例１）
前述した図１に示すように、原料混合槽２基と、竪型反応器３基及び横型反応器１基とを有する製造装置により、以下の条件で芳香族ポリカーボネートの製造を行った。
初めに、原調工程において、ＤＰＣ（ジフェニルカーボネート）とＢＰＡ（ビスフェノールＡ）とを、窒素ガス雰囲気下、一定のモル比（ＤＰＣ／ＢＰＡ＝１．０４０）に混合し、ＤＰＣ／ＢＰＡの原料混合溶融液を調製した。
【００５９】
続いて重縮合工程では、原料混合溶融液を移送配管により、マックスブレンド翼７ａを備えた第１竪型反応器６ａ（容量１３０Ｌ（槽径：４５０ｍｍ、蒸発表面積：０．１６ｍ２））内に、流量１０６．４ｋｇ／時で連続供給した。
第１竪型反応器６ａ内は、温度２２２℃、圧力１３．３３ＫＰａ（１００Ｔｏｒｒ）とし、単位容積当たりの撹拌動力０．８ｋＷ／ｍ３（翼回転数：２００ｒｐｍ）、単位処理当たりの蒸発表面積２．７ｍ２・ｈｒ／ｍ３、に制御した。
また、重合反応液の平均滞留時間が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たバルブ開度を制御しつつ、液面レベルを一定に保った。
【００６０】
次に、原料混合溶融液の供給開始と同時に、エステル交換触媒として炭酸セシウム水溶液（濃度８．０６×１０−２重量％）を、触媒導入管５ｂを介して第１竪型反応器６ａ内に連続供給した。供給流量は、１００ｇ／時（ビスフェノールＡ１モルに対し、１×１０−６モル）である。尚、第１竪型反応器６ａの反応器底部から排出された重合反応液の極限粘度［η］は０．０６ｄｌ／ｇであった。
【００６１】
続いて、第１竪型反応器６ａより排出した重合反応液は、第１竪型反応器６ａと直列に接続した第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃ、第４横型反応器９ａに逐次連続供給した。尚、第２竪型反応器６ｂはマックスブレンド翼７ｂ、第３竪型反応器６ｃはマックスブレンド翼７ｃ、第４横型反応器９ａは格子翼１０ａを備えている。尚、第４横型反応器９ａ内での重合反応液の充填率は約２０％とした。
また、第２竪型反応器６ｂ及び第３竪型反応器６ｃは容量１３０Ｌであり、第４横型反応器９ａは容量２８０Ｌ（蒸発表面積０．５９ｍ２）である。
第４横型反応器９ａのポリマー排出口から抜き出した芳香族ポリカーボネートは、押出機１１ａを用い脱揮し、冷却後ペレット化した。
【００６２】
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００６３】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、６０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１６０ｒｐｍ）、２．７ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４０℃、１５Ｔｏｒｒ、６０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１００ｒｐｍ）、２．７ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１６ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、４．２ｋＷ／ｍ３（６０ｒｐｍ）、２．７ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．３０ｄｌ／ｇ
【００６４】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
尚、芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）の目標値は、２２０００〜２３０００とした。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、５ｒｐｍ、１０．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２２１００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝１．５
【００６５】
（実施例２）
実施例１において、（ＢＰＡ／ＤＰＣ）原料混合溶融液の供給速度を７１．０ｋｇ／時とし、炭酸セシウム水溶液の供給速度を６６ｇ／時とし、第１竪型反応器６ａ〜第３竪型反応器６ｃの各反応器での平均滞留時間をそれぞれ９０分とした。
また、第４横型反応器９ａ内の重合反応液の充填率を約２５％とし、第４横型反応器９ａの平均滞留時間を１２０分とした。これ以外の製造条件は、実施例１と同様に設定して芳香族ポリカーボネートを製造した。
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、実施例１と同様に、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００６６】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、９０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１６０ｒｐｍ）、４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４５℃、１５Ｔｏｒｒ、９０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１００ｒｐｍ）、４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１６ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、９０分、４．２ｋＷ／ｍ３（６０ｒｐｍ）、４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．３３ｄｌ／ｇ
【００６７】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、５ｒｐｍ、１５．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２２４００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝１．７
【００６８】
（実施例３）
実施例１において、（ＢＰＡ／ＤＰＣ）原料混合溶融液の供給速度を２１２．９ｋｇ／時とし、炭酸セシウム水溶液の供給速度を２００ｇ／時とし、第１竪型反応器６ａ〜第３竪型反応器６ｃの各反応器での平均滞留時間をそれぞれ３０分とした。
また、第４横型反応器９ａ内の重合反応液の充填率を約４０％とし、第４横型反応器９ａの平均滞留時間を６０分とした。これ以外の製造条件は、実施例１と同様に設定して芳香族ポリカーボネートを製造した。
【００６９】
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、実施例１と同様に、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００７０】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、３０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１６０ｒｐｍ）、１．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４５℃、１５Ｔｏｒｒ、３０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１００ｒｐｍ）、１．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１５ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、３０分、４．２ｋＷ／ｍ３（６０ｒｐｍ）、１．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．３０ｄｌ／ｇ
【００７１】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、５ｒｐｍ、５．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２２０００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝１．５
【００７２】
（比較例１）
実施例１において、（ＢＰＡ／ＤＰＣ）原料混合溶融液の供給速度を３１２．６ｋｇ／時とし、炭酸セシウム水溶液の供給速度を２９４ｇ／時とし、第１竪型反応器６ａ〜第３竪型反応器６ｃの各反応器での平均滞留時間をそれぞれ３０分とし、翼回転数を上昇させた。
また、第４横型反応器９ａ内の重合反応液の充填率を約４０％とし、第４横型反応器９ａの平均滞留時間を４０分とした。これ以外の製造条件は、実施例１と同様に設定して芳香族ポリカーボネートを製造した。
【００７３】
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、実施例１と同様に、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００７４】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、３０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１８６ｒｐｍ）、０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４５℃、１５Ｔｏｒｒ、３０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１１６ｒｐｍ）、０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１４ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、３０分、４．２ｋＷ／ｍ３（７０ｒｐｍ）、０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．２８ｄｌ／ｇ
【００７５】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、５ｒｐｍ、３．４ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２０１００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝１．６
【００７６】
このように、３基の竪型反応器を直列に接続して溶融法による芳香族ポリカーボネートの製造では、特に、第３番目の第３竪型反応器６ｃにおける単位処理当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３未満（０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の条件では、最終的に得られる製品ポリマーの粘度平均分子量（Ｍｖ）が目標値（２２０００〜２３０００）に到達しないことが分かる。
尚、製品ポリマーの分子量を増大させるために、第４横型反応器９ａのポリマー排出部における温度を２８５℃に上昇させて製造運転を行ったところ、製品ポリマーの色相（黄色度：ＹＩ）がさらに２．２までに悪化した。
【００７７】
（比較例２）
実施例１において、（ＢＰＡ／ＤＰＣ）原料混合溶融液の供給速度を５３．２ｋｇ／時とし、炭酸セシウム水溶液の供給速度を５０ｇ／時とし、第１竪型反応器６ａ〜第３竪型反応器６ｃの各反応器での平均滞留時間をそれぞれ１２０分とした。
また、第４横型反応器９ａ内の重合反応液の充填率を約３０％とし、第４横型反応器９ａの平均滞留時間を４０分とした。これ以外の製造条件は、実施例１と同様に設定して芳香族ポリカーボネートを製造した。
【００７８】
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、実施例１と同様に、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００７９】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、１２０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１６０ｒｐｍ）、５．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４５℃、１５Ｔｏｒｒ、１２０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１００ｒｐｍ）、５．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１６ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、１２０分、０．８ｋＷ／ｍ３（７０ｒｐｍ）、０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．３１ｄｌ／ｇ
【００８０】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、４０分、５ｒｐｍ、２０．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２２３００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝２．４
【００８１】
このように、３基の竪型反応器を直列に接続して溶融法による芳香族ポリカーボネートの製造では、各反応器における平均滞留時間が９０分を超える条件で運転を行うと、最終的に得られる製品ポリマーの色相（黄色度：ＹＩ）が２．４までに悪化することが分かる。
尚、実施例１〜実施例３及び比較例１、比較例２の結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
以上詳述したように、本実施の形態が適用される芳香族ポリカーボネートの製造方法によれば、色相に優れる高分子量の芳香族ポリカーボネートを製造することができる。
こうして得られた芳香族ポリカーボネートは、シート等の建築材料、水用ボトル等の容器、自動車用ヘッドランプレンズ、眼鏡等の光学用レンズ類、光ディスク等の光学用記録材料、液晶ディスプレイの導光板等に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】芳香族ポリカーボネートの製造装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
２ａ…第１原料混合槽、２ｂ…第２原料混合槽、３ａ，３ｂ…アンカー型撹拌翼、４ａ…原料供給ポンプ、５ａ…触媒溶解槽、５ｂ…触媒導入管、６ａ…第１竪型反応器、６ｂ…第２竪型反応器、６ｃ…第３竪型反応器、７ａ，７ｂ，７ｃ…マックスブレンド翼、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…留出管、９ａ…第４横型反応器、１０ａ…格子翼、１１ａ…押出機、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…添加剤供給口、１３ａ…ストランドバス、１４ａ…ストランドカッター、１５ａ…遠心脱水機、１６ａ，１６ｂ…製品サイロ、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ…凝縮器、８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ…減圧装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族ポリカーボネートの製造方法に関し、より詳しくは、高分子量の芳香族ポリカーボネートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族ポリカーボネートは、耐衝撃性等の機械的特性、耐熱性、透明性等に優れ、各種機械部品、光学用ディスク、自動車部品等の用途に広く用いられている。
このような芳香族ポリカーボネートの製造方法としては、ビスフェノールＡ等のビスフェノール類とホスゲンとを直接反応させる方法（界面法）、ビスフェノールＡ等のビスフェノール類とジフェニルカーボネート等の炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合反応させる方法（溶融法）が知られている。中でも、エステル交換反応による溶融法は、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。
【０００３】
ところで、溶融法による芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの重縮合反応は、通常、エステル交換触媒の存在下、多段の反応器を用いて行われる。この場合、通常、反応器の運転条件を、後段になるほど高温、高真空の条件に設定することにより、副生するフェノールを効率的に除去し、生成するポリマーの重合度を上げる操作が行われる。また、ポリマーの色相を悪化させないために、できるだけ熱履歴を少なくし、副生するフェノールを短時間で除去することが必要とされる。
【０００４】
このような観点から、本出願人は、複数基の竪型反応器と少なくとも１基の横型反応器とを直列に接続した製造装置により芳香族ポリカーボネートを製造する際に、各反応器における重合反応液の平均滞留時間と反応液の単位容積当たりの撹拌動力とをコントロールすることにより、色相に優れた高分子量の芳香族ポリカーボネートを製造する方法について報告した（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０００４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、さらに詳細に検討を進めると、上記滞留時間と撹拌動力のコントロールのみでは重合後段の竪型反応器における副生フェノールの除去効率が不十分であり、その結果、重縮合反応の進行が妨げられることがわかった。
本発明は、このような溶融法による芳香族ポリカーボネートの製造における課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、溶融法により熱履歴が少なく色相に優れる高分子量の芳香族ポリカーボネートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かくして本発明によれば、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料とし撹拌装置を備えた反応器を複数基用いてエステル交換反応により溶融重縮合して芳香族ポリカーボネートを製造する方法において、下記（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法が提供される。
（１）少なくとも１基の反応器における平均滞留時間が１２０分以内。
（２）少なくとも１基の反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力が２．０ｋＷ／ｍ３以上。
（３）少なくとも１基の反応器における反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上。
ここで、反応器が竪型反応器であることが好ましい。
また、反応器としては、直列に接続された複数基の竪型反応器と、竪型反応器に続く少なくとも１基の横型反応器と、を有し、多段工程によるエステル交換反応が行われることが好ましい。
この場合、竪型反応器に続く横型反応器における反応液の平均滞留時間を１２０分以内とし、横型反応器における反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積を４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上とすることが好ましい。
また、横型反応器の直前の竪型反応器に供給される反応液の極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上の場合に、上述した条件でエステル交換反応が行われることが好ましい。
さらに、このような運転条件により製造される芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量が１０，０００以上であることが好ましい。
【０００８】
次に、本発明によれば、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料とし撹拌装置を備えた反応器を複数基用いてエステル交換反応により溶融重縮合して芳香族ポリカーボネートを製造する方法であって、極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上の反応液が供給される反応器中の反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上であることを特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法が提供される。
ここで、反応器の少なくとも１基が竪型反応器であり、且つ、竪型反応器の少なくとも１基が、上述した極限粘度及び蒸発表面積の条件を満たすものであることが好ましい。
さらに、竪型反応器における反応液の反応条件が、下記（１）及び（２）の条件を満たすことが好ましい。
（１）竪型反応器における反応液の平均滞留時間が１２０分以内。
（２）竪型反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力が２．０ｋＷ／ｍ３以上。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、溶融法により色相に優れる高分子量の芳香族ポリカーボネートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、発明の実施の形態）について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、以下に示す図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１１】
（芳香族ポリカーボネート）
本発明において、芳香族ポリカーボネートは、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応に基づく重縮合により製造される。
以下、原料として芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを用い、エステル交換触媒の存在下、連続的に重縮合反応を行うことにより、芳香族ポリカーボネートを製造する方法について説明する。
【００１２】
（芳香族ジヒドロキシ化合物）
本実施の形態において使用する芳香族ジヒドロキシ化合物としては、下記一般式（１）で示される化合物が挙げられる。
【００１３】
【化１】
【００１４】
ここで、一般式（１）において、Ａは、単結合または置換されていてもよい炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状若しくは環状の２価の炭化水素基、又は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−若しくは−ＳＯ２−で示される２価の基である。Ｘ及びＹは、ハロゲン原子又は炭素数１〜６の炭化水素基である。ｐ及びｑは、０又は１の整数である。尚、ＸとＹ及びｐとｑは、それぞれ、同一でも相互に異なるものでもよい。
【００１５】
芳香族ジヒドロキシ化合物の具体例としては、例えば、ビス（４−ヒドロキシジフェニル）メタン、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−３−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェニル）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（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、４，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等のビスフェノール類；４，４’−ジヒドロキシビフェニル、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジヒドロキシビフェニル等のビフェノ−ル類；ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン等が挙げられる。
これらの中でも、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（「ビスフェノールＡ」、以下、ＢＰＡと略記することがある。）が好ましい。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１６】
（炭酸ジエステル）
本実施の形態において使用する炭酸ジエステルとしては、下記一般式（２）で示される化合物が挙げられる。
【００１７】
【化２】
【００１８】
ここで、一般式（２）中、Ａ’は、置換されていてもよい炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状又は環状の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るものでもよい。
【００１９】
炭酸ジエステルの具体例としては、例えば、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。
これらの中でも、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、単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２０】
また、上記の炭酸ジエステルは、好ましくはその５０モル％以下、さらに好ましくは３０モル％以下の量を、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換してもよい。
代表的なジカルボン酸又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又はジカルボン酸エステルを併用した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
【００２１】
これら炭酸ジエステル（上記の置換したジカルボン酸又はジカルボン酸エステル酸を含む。以下同じ。）は、ジヒドロキシ化合物に対して過剰に用いられる。
即ち、芳香族ジヒドロキシ化合物に対して、通常、炭酸ジエステル１．０１〜１．３０、好ましくは１．０２〜１．２０のモル比で用いられる。同一反応条件下では、このモル比が小さくなるほど反応速度が上昇し、芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量が大きくなる傾向がある。また、この範囲でモル比が大きくなると、反応速度が低下し、粘度平均分子量は小さくなる傾向がある。
モル比が過度に小さいと、重縮合により得られるポリカーボネートの末端ＯＨ基の量が多くなり、反応性は高くなるものの、熱安定性、耐加水分解性等が低下する傾向がある。また、モル比が過度に大きいと、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がある。
【００２２】
（エステル交換触媒）
本実施の形態において使用するエステル交換触媒としては、通常、エステル交換法によりポリカーボネートを製造する際に用いられる触媒が挙げられ、特に限定されない。一般的には、例えば、アルカリ金属化合物、ベリリウム又はマグネシウム化合物、アルカリ土類金属化合物、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又はアミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。
これらのエステル交換触媒の中でも、実用的にはアルカリ金属化合物が望ましい。これらのエステル交換触媒は、単独で使用してもよく、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、通常、芳香族ジヒドロキシ化合物１モルに対して１×１０−９〜１×１０−１モル、好ましくは１×１０−７〜１×１０−２モルの範囲で用いられる。
【００２３】
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、炭酸水素化合物等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、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等の有機アルカリ金属化合物等が挙げられる。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も、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、水酸化セシウムが好ましい。
【００２４】
ベリリウム又はマグネシウム化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩等の無機アルカリ土類金属化合物；これらの金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等が挙げられる。ここで、アルカリ土類金属としては、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられる。
【００２５】
塩基性ホウ素化合物としては、ホウ素化合物のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩、ストロンチウム塩等が挙げられる。ここで、ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等が挙げられる。
【００２６】
塩基性リン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリ−ｎ−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の３価のリン化合物、又はこれらの化合物から誘導される４級ホスホニウム塩等が挙げられる。
【００２７】
塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラエチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキサイド、テトラブチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキサイド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキサイド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキサイド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキサイド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキサイド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキサイド、ブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキサイド等が挙げられる。
【００２８】
アミン系化合物としては、例えば、４−アミノピリジン、２−アミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン，４−ジエチルアミノピリジン、２−ヒドロキシピリジン、２−メトキシピリジン、４−メトキシピリジン、２−ジメチルアミノイミダゾール、２−メトキシイミダゾール、イミダゾール、２−メルカプトイミダゾール、２−メチルイミダゾール、アミノキノリン等が挙げられる。
【００２９】
（芳香族ポリカーボネートの製造方法）
次に、芳香族ポリカーボネートの製造方法について説明する。
芳香族ポリカーボネートの製造は、原料である芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステル化合物の所望のモル比の混合物を調製し（原調工程）、これらの化合物を、エステル交換反応触媒の存在下、溶融状態で複数の反応器を用いて多段階の重縮合反応させる（重縮合工程）ことによって行われる。反応方式は、バッチ式、連続式、又はバッチ式と連続式の組合せのいずれでもよい。反応器は、複数基の竪型反応器及びこれに続く少なくとも１基の横型反応器が用いられる。通常、これらの反応器は直列に設置され、連続的に処理が行われる。
重縮合工程後、反応液中の未反応原料や反応副生物を除去し（脱揮工程）、冷却された芳香族ポリカーボネートは所定の粒径のペレットに成形される（ペレット化工程）。
次に、製造方法の各工程について説明する。
【００３０】
（原調工程）
芳香族ポリカーボネートの原料として使用する芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとは、通常、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用いて、溶融混合物として調製される。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を用い、炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネートを用いる場合は、通常２０℃〜１８０℃、好ましくは１２５℃〜１６０℃の範囲から選択される。
この際、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの割合は、炭酸ジエステルが過剰になるように調整され、芳香族ジヒドロキシ化合物１モルに対して、炭酸ジエステルは通常１．０１モル〜１．３０モル、好ましくは１．０２モル〜１．２０モルの割合になるように調整される。
【００３１】
（重縮合工程）
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による重縮合は、通常、２段階以上、好ましくは３段〜７段の多段工程で連続的に行われる。具体的な反応条件としては、温度：１５０℃〜３２０℃、圧力：常圧〜０．０１Ｔｏｒｒ（１．３３×１０−３ｋＰａ）である。また、本実施の形態では、平均滞留時間は１２０分以下、好ましくは９０分以下である。
多段工程の各反応器においては、重縮合反応の進行とともに副生するフェノールをより効果的に排出するために、上記の反応条件内で、段階的により高温、より高真空に設定する。尚、得られる芳香族ポリカーボネートの色相等の品質低下を防止するためには、できるだけ低温、低滞留時間の設定が好ましい。
【００３２】
多段工程の重縮合は、通常、撹拌翼を備えた竪型反応器を複数個接続し、最終工程として横型反応器を設けて、芳香族ポリカーボネートの平均分子量を増大させる。竪型反応器は通常２基〜５基、好ましくは３基〜４基設置される。
ここで、竪型反応器とは、撹拌翼の回転軸が竪型（垂直方向）であるものをいう。竪型反応器の形状としては、反応器の内径Ｄに対する直胴部長さＬとの比率（Ｌ／Ｄ）が３以下、好ましくは０．５〜３であるものが用いられる。尚、反応器の直胴部長さＬとは、反応器の形状が、円筒両鏡のときには、反応器のタンジェンシャルライン間の長さを指し、また、反応器の上部または下部が平蓋構造のときには、側胴部片側のタンジェンシャルラインと、もう一方の片側端面間の距離を指す。また、反応器の内径Ｄは、反応液が充填されている領域での距離を指すものである。
【００３３】
竪型反応器の撹拌翼の形式としては、例えば、タービン翼、パドル翼、ファウドラー翼、アンカー翼、フルゾーン翼（神鋼パンテック株式会社製）、サンメラー翼（三菱重工業株式会社製）、マックスブレンド翼（住友重機械工業株式会社製）、ヘリカルリボン翼、ねじり格子翼（日立製作所株式会社製）等が挙げられる。
【００３４】
また、横型反応器とは、撹拌翼の回転軸が横型（水平方向）であるものをいう。横型反応器の撹拌翼としては、例えば、円板型、パドル型等の一軸タイプの撹拌翼やＨＶＲ、ＳＣＲ、Ｎ−ＳＣＲ（三菱重工業株式会社製）、バイボラック（住友重機械工業株式会社製）、メガネ翼、格子翼（日立製作所株式会社製）等の二軸タイプの撹拌翼が挙げられる。
【００３５】
尚、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重縮合に使用するエステル交換触媒は、通常、予め水溶液として準備される。触媒水溶液の濃度は特に限定されず、触媒の水に対する溶解度に応じて任意の濃度に調整される。また、水に代えて、アセトン、アルコール、トルエン、フェノール等の他の溶媒を選択することもできる。
触媒の溶解に使用する水の性状は、含有される不純物の種類ならびに濃度が一定であれば特に限定されないが、通常、蒸留水や脱イオン水等が好ましく用いられる。
【００３６】
（脱揮工程）
重縮合工程後、脱揮工程において反応液中の未反応原料、エステル交換触媒、エステル交換反応で副生するモノヒドロキシ化合物、ポリカーボネートオリゴマー等の低分子量化合物が除去される。脱揮処理は、通常、ベント式の押出機により連続的に行われる。
使用する押出機としては、ベント部を備えたものであればどのような形式のものでも使用することができ特に限定されないが、例えば、ベント式の単軸又は多軸押出機が挙げられるが、特に、かみ合い型二軸押出機が好ましい。押出機の軸の回転方向は同方向回転でも異方向回転でもよい。ベント数は、通常２段〜１０段の多段ベントが用いられる。
【００３７】
また、脱揮工程において、重縮合反応後の芳香族ポリカーボネート中の残留塩基性エステル交換触媒を、酸性化合物又はその誘導体により中和・失活させることが好ましい。これにより脱揮中の副反応を抑え、残存する未反応原料及びヒドロキシ化合物を除去することができる。
脱揮工程において添加する酸性化合物又はその誘導体としては、塩基性エステル交換触媒を中和するものであれば、いずれも使用でき、特に限定されない。例えば、塩酸、硝酸、ホウ酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸、アジピン酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、アゼライン酸、アデノシンリン酸、安息香酸、ギ酸、吉草酸、クエン酸、グリコール酸、グルタミン酸、グルタル酸、ケイ皮酸、コハク酸、酢酸、酒石酸、シュウ酸、ｐ−トルエンスルフィン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ニコチン酸、ピクリン酸、ピコリン酸、フタル酸、テレフタル酸、プロピオン酸、ベンゼンスルフィン酸、ベンゼンスルホン酸、マロン酸、マレイン酸等のブレンステッド酸及びそのエステル類が挙げられる。これらの酸性化合物又はその誘導体のなかでも、スルホン酸類又はそのエステル類が好ましく、中でも、ｐ−トルエンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸メチル、ｐ−トルエンスルホン酸ブチルが特に好ましい。
【００３８】
尚、酸性化合物又はその誘導体を溶解する溶媒としては、上記の酸性化合物又はその誘導体を溶解するものであれば特に限定されない。なかでも水が好ましい。また、水に不溶な酸性化合物又はその誘導体は、アセトン等の有機溶媒を水に加えた混合溶媒を使用することができる。これら酸性化合物又はその誘導体の使用量は、重縮合反応に使用した塩基性エステル交換触媒の中和当量に対し０．１倍〜５０倍、好ましくは０．５倍〜３０倍の範囲で添加する。
【００３９】
脱揮工程において、多段ベント口を備えた押出機を使用する場合、酸性化合物又はその誘導体は、樹脂供給口に最も近いベント口の手前に添加される。押出機による中和脱揮処理に供する芳香族ポリカーボネートの形態としては、重縮合直後の溶融状態にあるうちに押出機に導入し処理する方法、または、一旦冷却固化した後、押出機に導入し処理する方法等が挙げられる。
【００４０】
（ペレット化工程）
脱揮工程において押出機より排出されたストランド状のポリカーボネートは、通常、ストランドバスを経由してストランドカッターによりペレット化され、その後、遠心脱水機等により水分を除去した後に製品サイロに収納される。
【００４１】
（製造装置）
次に、図面に基づき、本実施の形態が適用される芳香族ポリカーボネートの製造方法を具体的に説明する。
図１は、芳香族ポリカーボネートの製造装置の一例を示す図である。図１に示す製造装置において、芳香族ポリカーボネートは、原料の芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステル化合物を含む混合物を調製する原調工程と、これらの原料を溶融状態で複数の反応器を用いて重縮合反応させる重縮合工程とを経て製造され、その後、反応液中の未反応原料や反応副生物を除去する脱揮工程と、ペレット化工程を経て、芳香族ポリカーボネートのペレットが製造される。
【００４２】
原調工程においては、直列に接続した第１原料混合槽２ａ及び第２原料混合槽２ｂと、調製した原料を重縮合工程に供給するための原料供給ポンプ４ａとが設けられている。第１原料混合槽２ａと第２原料混合槽２ｂとには、例えばアンカー型撹拌翼３ａ，３ｂがそれぞれ設けられている。
また、第１原料混合槽２ａには、ＤＰＣ供給口１ａ−１から、炭酸ジエステルであるジフェニルカーボネート（以下、ＤＰＣと記載することがある。）が溶融状態で供給され、ＢＰＡ供給口１ｂからは、芳香族ジヒドロキシ化合物であるビスフェノールＡ（以下、ＢＰＡと記載することがある。）が粉末状態で供給される。
【００４３】
次に、重縮合工程においては、直列に接続した第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ及び第３竪型反応器６ｃと、第３竪型反応器６ｃの後段に直列に接続した第４横型反応器９ａとが設けられている。第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ及び第３竪型反応器６ｃには、マックスブレンド翼７ａ，７ｂ，７ｃがそれぞれ設けられている。また、第４横型反応器９ａには、格子翼１０ａが設けられている。
また、予めエステル交換触媒を調製する触媒溶解槽５ａと、触媒溶解槽５ａで調製したエステル交換触媒を第１竪型反応器６ａに供給するための触媒導入管５ｂが設けられている。
さらに、４基の反応器には、それぞれ重縮合反応により生成する副生物等を排出するための留出管８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが取り付けられている。留出管８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、それぞれ凝縮器８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄに接続し、また、各反応器は、減圧装置８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄにより、所定の減圧状態に保たれる。
【００４４】
脱揮工程においては、添加剤供給口１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する押出機１１ａが設けられている。
ペレット化工程に置いては、押出機１１ａより排出されたストランド状の芳香族ポリカーボネートを冷却するストランドバス１３ａと、冷却したストランドを所定の粒径にカットするストランドカッター１４ａと、ペレットの水分を除去するための遠心脱水機１５ａと、乾燥したペレットを格納する製品サイロ１６ａ，１６ｂとが設けられている。
【００４５】
図１に示す芳香族ポリカーボネートの製造装置において、窒素ガス雰囲気下、所定の温度で調製されたＤＰＣ溶融液と、窒素ガス雰囲気下で計量されたＢＰＡ粉末とが、それぞれＤＰＣ供給口１ａ−１とＢＰＡ供給口１ｂから第１原料混合槽２ａに連続的に供給される。第１原料混合槽２ａの液面が移送配管中の最高位と同じ高さを超えると、原料混合物が第２原料混合槽２ｂに移送される。
次に、原料混合物は、原料供給ポンプ４ａを経由して第１竪型反応器６ａに連続的に供給される。
またエステル交換触媒として、水溶液状の炭酸セシウムが、触媒溶解槽５ａから、触媒導入管５ｂにより第１竪型反応器６ａに連続的に供給される。
【００４６】
第１竪型反応器６ａでは、窒素雰囲気下、例えば、温度２２０℃、圧力１３．３３ｋＰａ（１００Ｔｏｒｒ）、翼回転数１６０ｒｐｍに保持し、副生したフェノールを留出管８ａから留出させながら平均滞留時間が６０分になるように液面レベルを一定に保ち、重縮合反応が行われる。次に、第１竪型反応器６ａより排出された重合反応液は、引き続き、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃ、第４横型反応器９ａに順次連続供給され、重縮合反応が進行する。各反応器における反応条件は、重縮合反応の進行とともに高温、高真空、低撹拌速度となるようにそれぞれ設定される。重縮合反応の間、各反応器における平均滞留時間は、例えば、６０分程度になるように液面レベルを制御し、また各反応器においては、副生するフェノールが留出管８ｂ，８ｃ，８ｄから留出される。
本実施の形態においては、第１竪型反応器６ａと第２竪型反応器６ｂとにそれぞれ取り付けられた凝縮器８１ａ，８１ｂからは、フェノール等の副生物が連続的に液化回収される。また、第３竪型反応器６ｃと第４横型反応器９ａとにそれぞれ取り付けられた凝縮器８１ｃ，８１ｄにはコールドトラップ（図示せず）が設けられ、副生物が連続的に固化回収される。
【００４７】
次に、第４横型反応器９ａより抜き出された芳香族ポリカーボネートは、溶融状態のまま３段ベント口を具備した２軸型の押出機１１ａに供給される。押出機１１ａには添加剤供給口１２ａ，１２ｂ，１２ｃから、たとえば、ｐ−トルエンスルホン酸ブチル、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ステアリン酸モノグリセリド等の各種添加剤がそれぞれ供給される。押出機１１ａの条件は、例えば、吐出量５０ｋｇ／時、回転数１５０ｒｐｍ、最高樹脂温度２７８℃程度に設定される。
押出機１１ａより排出されたストランド状の芳香族ポリカーボネートはストランドバス１３ａを経由してストランドカッター１４ａでペレット化され、遠心脱水機１５ａにて水分除去した後に製品サイロ１６ａ，１６ｂに導入される。
【００４８】
図１に示すように、本実施の形態では、撹拌翼を備えた３基の竪型反応器を直列に接続し、さらにこれらの竪型反応器に続き、１基の横型反応器を直列に接続した製造装置を用いて、エステル交換反応による芳香族ポリカーボネートの製造を行っている。
特に、本実施の形態では、竪型反応器における芳香族ポリカーボネートの製造が、以下の条件を満たすことに特徴を有している。
（１）竪型反応器における平均滞留時間（θ）が９０分以下、好ましくは７５分以下、さらに好ましくは６０分以下。
（２）竪型反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力（Ｐ／Ｖ）が２．０ｋＷ／ｍ３以上、好ましくは２．５ｋＷ／ｍ３以上、さらに好ましくは３．０ｋＷ／ｍ３以上。
（３）竪型反応器における反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上、好ましくは２．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上、さらに好ましくは３．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上。
【００４９】
ここで、「単位容積当たりの撹拌動力」とは、撹拌翼を備えた反応器内に充填された重合反応液を撹拌するための正味の撹拌動力（Ｐ）を、反応器内に充填された重合反応液の容積（Ｖ）で除した数値（Ｐ／Ｖ）のことを意味する。尚、正味の撹拌動力（Ｐ）とは、重合反応液が充填された運転状態にあるときの撹拌動力値（Ｐ１）から重合反応液が存在しない状態での同一運転条件下での撹拌動力値（Ｐ０）を差し引いた数値を意味する。
【００５０】
この場合、竪型反応器における重合反応液の充填量は、通常、竪型反応器の内径に対する重合反応液の液深の比率が１．５以下程度となるようにする。さらに、反応温度は、通常、１５０〜２３０℃、圧力は、７６０〜５０Ｔｏｒｒの範囲でそれぞれ設定する。
また、竪型反応器に取付けられる撹拌翼の回転数は、採用する翼形状によって撹拌の動力特性が異なるため、採用した翼形状または装置スケール毎に撹拌動力を満たすように、撹拌翼の回転数を設定する必要がある。
【００５１】
また、「単位処理量当たりの蒸発表面積」とは、撹拌翼を備えた反応器であれば静止（撹拌停止）状態の液表面積、即ち、槽の断面積（Ａ）を、反応器に供給される量（Ｆ）で除した数値（Ａ／Ｆ）のことを意味する。横型反応器であれば、翼回転面積と翼段数との積が蒸発表面積（Ａ）を単位処理量（Ｆ）で除した数値（Ａ／Ｆ）である。
【００５２】
上述した竪型反応器での単位容積あたりの撹拌動力（Ｐ／Ｖ）が過度に小さい場合、重合反応液の撹拌流動による気液界面での表面更新性が不十分となり、副生したフェノールの除去効率が低下する傾向がある。このため、竪型反応器における単位容積あたりの撹拌動力（Ｐ／Ｖ）は２．０ｋＷ／ｍ３以上であることが好ましいが、これだけでは不十分な場合は、さらに、竪型反応器における反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上にすることが好ましい。竪型反応器での単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）が過度に小さい場合も同様な傾向があり、目的とする分子量の芳香族ポリカーボネートが得られない場合がある。
また、横型反応器の場合、撹拌動力を大きくしても必ずしもフェノールの除去が効率的に行われるわけではない。そのため、横型反応器における撹拌動力は特に限定されず、装置のスケール又は翼形状に関係無く、通常、２ｒｐｍ〜１５ｒｐｍの範囲で設定される。このとき、表面更新性を向上させるために、単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）は４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上とすることが好ましい。
【００５３】
図１に示すように、３基の竪型反応器を直列に接続した芳香族ポリカーボネートの製造装置において、重縮合反応の初期である第１竪型反応器６ａ又は第２竪型反応器６ｂでは、発泡による液面上昇や飛沫同伴量が増大する傾向がある。そのため、本実施の形態では、図１に示す芳香族ポリカーボネートの製造装置の、重縮合工程において直列に接続した３基の竪型反応器の中、少なくとも最後段に接続した第３竪型反応器６ｃにおいて、上述した（１）〜（３）の条件を満たすようにエステル交換反応による芳香族ポリカーボネートの製造を行うことが好ましい。
この場合、第３竪型反応器６ｃに供給される重合反応液の極限粘度［η］が０．１ｄｌ／ｇ以上、好ましくは０．２ｄｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．３ｄｌ／ｇ以上である場合に、第３竪型反応器６ｃにおける芳香族ポリカーボネートの製造運転が、少なくとも上述した（３）の条件（反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積（Ａ／Ｆ）が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上）を満たすことが望ましい。さらに、第３竪型反応器６ｃにおいては、上述した（１）〜（３）の条件を満たすことがより望ましい。
上述した条件を満たすことにより、粘度平均分子量（Ｍｖ）が１０,０００以上の色相に優れた芳香族ポリカーボネートを製造することができる。
【００５４】
ここで、重合反応液の極限粘度［η］は、ウベローデ粘度計による塩化メチレン中２０℃の測定値である（単位：ｄｌ／ｇ）。
また、芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ウベローデ粘度計を用いて、塩化メチレン中２０℃で測定した極限粘度［η］（単位：ｄｌ／ｇ）に基づき、以下の式より求めた。
［η］＝１．２３×１０−４×（Ｍｖ）０．８３
【００５５】
本実施の形態では、図１に示すように、撹拌翼を備えた３基の竪型反応器を直列に接続し、さらにこれらの竪型反応器に続き、１基の横型反応器（第４横型反応器９ａ）を直列に接続した製造装置を用いている。
重合反応液の粘度は、直列に接続した３基の竪型反応器の最後段に設けた第３竪型反応器６ｃから排出される段階で増大する。重合反応液はさらに第４横型反応器９ａへ供給されて、目標とする分子量の芳香族ポリカーボネートが得られるまで重縮合反応が継続される。
ここで、第３竪型反応器６ｃの後段に接続した第４横型反応器９ａにおける芳香族ポリカーボネートの製造が、以下の条件を満たすことが好ましい。
（ａ）第４横型反応器９ａでの平均滞留時間（θ）が１２０分以内、好ましくは９０分以内、さらに好ましくは６０分以内。
（ｂ）第４横型反応器９ａでの単位処理量当たりの蒸発表面積が４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上、好ましくは１０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上、さらに好ましくは１５ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上である。
第４横型反応器９ａにおける反応が上述した条件を満たすことにより、粘度平均分子量（Ｍｖ）が１００００以上の色相に優れた芳香族ポリカーボネートを製造することができる。
【００５６】
尚、ここでは、図１に示すように、３基の竪型反応器と、１基の横型反応器とを直列に接続した製造装置を用いて、エステル交換反応による芳香族ポリカーボネートの製造方法について詳細に説明したが、竪型反応器又は横型反応器の個数は特に限定されず、必要に応じて適宜選択することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。尚、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。尚、実施例、比較例において得られた芳香族ポリカーボネートは下記測定方法により分析した。
（１）芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）
芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ウベローデ粘度計を用いて、塩化メチレン中２０℃の極限粘度［η］（単位：ｄｌ／ｇ）を測定し以下の式より求めた。
［η］＝１．２３×１０−４×（Ｍｖ）０．８３
（２）芳香族ポリカーボネートの色相
芳香族ポリカーボネートの色相は、射出成形機（株式会社日本製鋼所製Ｊ１００ＳＳ−２）を用いて、バレル温度２８０℃、金型温度９０℃の条件下にて成形した厚み３ｍｍ、一辺１００ｍｍ角のシートについて、カラーテスター（スガ試験機株式会社製ＳＣ−１−ＣＨ）で色の絶対値である三刺激値ＸＹＺを測定し、次の関係式により黄色度の指標であるＹＩ値を計算した。
ＹＩ＝（１００／Ｙ）×（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）
ＹＩ値が大きいほど着色していることを示す。
【００５８】
（実施例１）
前述した図１に示すように、原料混合槽２基と、竪型反応器３基及び横型反応器１基とを有する製造装置により、以下の条件で芳香族ポリカーボネートの製造を行った。
初めに、原調工程において、ＤＰＣ（ジフェニルカーボネート）とＢＰＡ（ビスフェノールＡ）とを、窒素ガス雰囲気下、一定のモル比（ＤＰＣ／ＢＰＡ＝１．０４０）に混合し、ＤＰＣ／ＢＰＡの原料混合溶融液を調製した。
【００５９】
続いて重縮合工程では、原料混合溶融液を移送配管により、マックスブレンド翼７ａを備えた第１竪型反応器６ａ（容量１３０Ｌ（槽径：４５０ｍｍ、蒸発表面積：０．１６ｍ２））内に、流量１０６．４ｋｇ／時で連続供給した。
第１竪型反応器６ａ内は、温度２２２℃、圧力１３．３３ＫＰａ（１００Ｔｏｒｒ）とし、単位容積当たりの撹拌動力０．８ｋＷ／ｍ３（翼回転数：２００ｒｐｍ）、単位処理当たりの蒸発表面積２．７ｍ２・ｈｒ／ｍ３、に制御した。
また、重合反応液の平均滞留時間が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たバルブ開度を制御しつつ、液面レベルを一定に保った。
【００６０】
次に、原料混合溶融液の供給開始と同時に、エステル交換触媒として炭酸セシウム水溶液（濃度８．０６×１０−２重量％）を、触媒導入管５ｂを介して第１竪型反応器６ａ内に連続供給した。供給流量は、１００ｇ／時（ビスフェノールＡ１モルに対し、１×１０−６モル）である。尚、第１竪型反応器６ａの反応器底部から排出された重合反応液の極限粘度［η］は０．０６ｄｌ／ｇであった。
【００６１】
続いて、第１竪型反応器６ａより排出した重合反応液は、第１竪型反応器６ａと直列に接続した第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃ、第４横型反応器９ａに逐次連続供給した。尚、第２竪型反応器６ｂはマックスブレンド翼７ｂ、第３竪型反応器６ｃはマックスブレンド翼７ｃ、第４横型反応器９ａは格子翼１０ａを備えている。尚、第４横型反応器９ａ内での重合反応液の充填率は約２０％とした。
また、第２竪型反応器６ｂ及び第３竪型反応器６ｃは容量１３０Ｌであり、第４横型反応器９ａは容量２８０Ｌ（蒸発表面積０．５９ｍ２）である。
第４横型反応器９ａのポリマー排出口から抜き出した芳香族ポリカーボネートは、押出機１１ａを用い脱揮し、冷却後ペレット化した。
【００６２】
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００６３】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、６０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１６０ｒｐｍ）、２．７ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４０℃、１５Ｔｏｒｒ、６０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１００ｒｐｍ）、２．７ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１６ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、４．２ｋＷ／ｍ３（６０ｒｐｍ）、２．７ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．３０ｄｌ／ｇ
【００６４】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
尚、芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）の目標値は、２２０００〜２３０００とした。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、５ｒｐｍ、１０．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２２１００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝１．５
【００６５】
（実施例２）
実施例１において、（ＢＰＡ／ＤＰＣ）原料混合溶融液の供給速度を７１．０ｋｇ／時とし、炭酸セシウム水溶液の供給速度を６６ｇ／時とし、第１竪型反応器６ａ〜第３竪型反応器６ｃの各反応器での平均滞留時間をそれぞれ９０分とした。
また、第４横型反応器９ａ内の重合反応液の充填率を約２５％とし、第４横型反応器９ａの平均滞留時間を１２０分とした。これ以外の製造条件は、実施例１と同様に設定して芳香族ポリカーボネートを製造した。
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、実施例１と同様に、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００６６】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、９０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１６０ｒｐｍ）、４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４５℃、１５Ｔｏｒｒ、９０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１００ｒｐｍ）、４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１６ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、９０分、４．２ｋＷ／ｍ３（６０ｒｐｍ）、４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．３３ｄｌ／ｇ
【００６７】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、５ｒｐｍ、１５．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２２４００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝１．７
【００６８】
（実施例３）
実施例１において、（ＢＰＡ／ＤＰＣ）原料混合溶融液の供給速度を２１２．９ｋｇ／時とし、炭酸セシウム水溶液の供給速度を２００ｇ／時とし、第１竪型反応器６ａ〜第３竪型反応器６ｃの各反応器での平均滞留時間をそれぞれ３０分とした。
また、第４横型反応器９ａ内の重合反応液の充填率を約４０％とし、第４横型反応器９ａの平均滞留時間を６０分とした。これ以外の製造条件は、実施例１と同様に設定して芳香族ポリカーボネートを製造した。
【００６９】
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、実施例１と同様に、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００７０】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、３０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１６０ｒｐｍ）、１．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４５℃、１５Ｔｏｒｒ、３０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１００ｒｐｍ）、１．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１５ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、３０分、４．２ｋＷ／ｍ３（６０ｒｐｍ）、１．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．３０ｄｌ／ｇ
【００７１】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、５ｒｐｍ、５．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２２０００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝１．５
【００７２】
（比較例１）
実施例１において、（ＢＰＡ／ＤＰＣ）原料混合溶融液の供給速度を３１２．６ｋｇ／時とし、炭酸セシウム水溶液の供給速度を２９４ｇ／時とし、第１竪型反応器６ａ〜第３竪型反応器６ｃの各反応器での平均滞留時間をそれぞれ３０分とし、翼回転数を上昇させた。
また、第４横型反応器９ａ内の重合反応液の充填率を約４０％とし、第４横型反応器９ａの平均滞留時間を４０分とした。これ以外の製造条件は、実施例１と同様に設定して芳香族ポリカーボネートを製造した。
【００７３】
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、実施例１と同様に、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００７４】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、３０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１８６ｒｐｍ）、０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４５℃、１５Ｔｏｒｒ、３０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１１６ｒｐｍ）、０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１４ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、３０分、４．２ｋＷ／ｍ３（７０ｒｐｍ）、０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．２８ｄｌ／ｇ
【００７５】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、６０分、５ｒｐｍ、３．４ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２０１００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝１．６
【００７６】
このように、３基の竪型反応器を直列に接続して溶融法による芳香族ポリカーボネートの製造では、特に、第３番目の第３竪型反応器６ｃにおける単位処理当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３未満（０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の条件では、最終的に得られる製品ポリマーの粘度平均分子量（Ｍｖ）が目標値（２２０００〜２３０００）に到達しないことが分かる。
尚、製品ポリマーの分子量を増大させるために、第４横型反応器９ａのポリマー排出部における温度を２８５℃に上昇させて製造運転を行ったところ、製品ポリマーの色相（黄色度：ＹＩ）がさらに２．２までに悪化した。
【００７７】
（比較例２）
実施例１において、（ＢＰＡ／ＤＰＣ）原料混合溶融液の供給速度を５３．２ｋｇ／時とし、炭酸セシウム水溶液の供給速度を５０ｇ／時とし、第１竪型反応器６ａ〜第３竪型反応器６ｃの各反応器での平均滞留時間をそれぞれ１２０分とした。
また、第４横型反応器９ａ内の重合反応液の充填率を約３０％とし、第４横型反応器９ａの平均滞留時間を４０分とした。これ以外の製造条件は、実施例１と同様に設定して芳香族ポリカーボネートを製造した。
【００７８】
第１竪型反応器６ａ、第２竪型反応器６ｂ、第３竪型反応器６ｃにおける運転条件と、運転開始３０時間後に各反応器の重合反応液について測定した極限粘度（［η］）を以下に示す。
運転条件は、実施例１と同様に、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、反応器における単位容積当たりの撹拌動力（ｋＷ／ｍ３）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）の順番に表記した。
【００７９】
（第１竪型反応器６ａ）
２２０℃、１００Ｔｏｒｒ、１２０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１６０ｒｐｍ）、５．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．０６ｄｌ／ｇ
（第２竪型反応器６ｂ）
２４５℃、１５Ｔｏｒｒ、１２０分、０．８ｋＷ／ｍ３（１００ｒｐｍ）、５．３ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．１６ｄｌ／ｇ
（第３竪型反応器６ｃ）
２７０℃、０．５Ｔｏｒｒ、１２０分、０．８ｋＷ／ｍ３（７０ｒｐｍ）、０．９ｍ２・ｈｒ／ｍ３
［η］＝０．３１ｄｌ／ｇ
【００８０】
さらに、第４横型反応器９ａの運転条件（但し、反応器の温度（℃）、反応器の圧力（Ｔｏｒｒ）、平均滞留時間（分）、格子翼１０ａの回転数（ｒｐｍ）、反応器における単位処理量当たりの蒸発表面積（ｍ２・ｈｒ／ｍ３）、の順番に表記した）と、ペレット化した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍｖ）、色相（黄色度：ＹＩ）は以下のとおりであった。
（第４横型反応器９ａ）
２８０℃、０．５Ｔｏｒｒ、４０分、５ｒｐｍ、２０．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３
粘度平均分子量（Ｍｖ）＝２２３００
製品ポリマー色相（黄色度：ＹＩ）＝２．４
【００８１】
このように、３基の竪型反応器を直列に接続して溶融法による芳香族ポリカーボネートの製造では、各反応器における平均滞留時間が９０分を超える条件で運転を行うと、最終的に得られる製品ポリマーの色相（黄色度：ＹＩ）が２．４までに悪化することが分かる。
尚、実施例１〜実施例３及び比較例１、比較例２の結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
以上詳述したように、本実施の形態が適用される芳香族ポリカーボネートの製造方法によれば、色相に優れる高分子量の芳香族ポリカーボネートを製造することができる。
こうして得られた芳香族ポリカーボネートは、シート等の建築材料、水用ボトル等の容器、自動車用ヘッドランプレンズ、眼鏡等の光学用レンズ類、光ディスク等の光学用記録材料、液晶ディスプレイの導光板等に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】芳香族ポリカーボネートの製造装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
２ａ…第１原料混合槽、２ｂ…第２原料混合槽、３ａ，３ｂ…アンカー型撹拌翼、４ａ…原料供給ポンプ、５ａ…触媒溶解槽、５ｂ…触媒導入管、６ａ…第１竪型反応器、６ｂ…第２竪型反応器、６ｃ…第３竪型反応器、７ａ，７ｂ，７ｃ…マックスブレンド翼、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…留出管、９ａ…第４横型反応器、１０ａ…格子翼、１１ａ…押出機、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…添加剤供給口、１３ａ…ストランドバス、１４ａ…ストランドカッター、１５ａ…遠心脱水機、１６ａ，１６ｂ…製品サイロ、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ…凝縮器、８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ…減圧装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料とし撹拌装置を備えた反応器を複数基用いてエステル交換反応により溶融重縮合して芳香族ポリカーボネートを製造する方法において、
下記（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法。
（１）少なくとも１基の反応器における平均滞留時間が１２０分以内。
（２）少なくとも１基の反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力が２．０ｋＷ／ｍ３以上。
（３）少なくとも１基の反応器における前記反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上。
【請求項２】
前記反応器の少なくとも１基が竪型反応器であることを特徴とする請求項１に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項３】
前記反応器が、
直列に接続された複数基の竪型反応器と、
前記竪型反応器に続く少なくとも１基の横型反応器と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項４】
横型反応器における反応液の平均滞留時間を１２０分以内とし、当該横型反応器における前記反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積を４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上とすることを特徴とする請求項３に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項５】
横型反応器の直前の竪型反応器に供給される反応液の極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上であることを特徴とする請求項３又は４に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項６】
得られる芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量が１００００以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項７】
芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料とし撹拌装置を備えた反応器を複数基用いてエステル交換反応により溶融重縮合して芳香族ポリカーボネートを製造する方法であって、
極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上の反応液が供給される前記反応器中の当該反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上であることを特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項８】
前記反応器の少なくとも１基が竪型反応器であり、且つ、当該竪型反応器の少なくとも１基が請求項７に記載の条件を満たすものであることを特徴とする請求項７に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項９】
前記竪型反応器における前記反応液の反応条件が、さらに、下記（１）及び（２）の条件を満たすことを特徴とする請求項８に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
（１）竪型反応器における反応液の平均滞留時間が１２０分以内。
（２）竪型反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力が２．０ｋＷ／ｍ３以上。
【請求項１】
芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料とし撹拌装置を備えた反応器を複数基用いてエステル交換反応により溶融重縮合して芳香族ポリカーボネートを製造する方法において、
下記（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法。
（１）少なくとも１基の反応器における平均滞留時間が１２０分以内。
（２）少なくとも１基の反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力が２．０ｋＷ／ｍ３以上。
（３）少なくとも１基の反応器における前記反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上。
【請求項２】
前記反応器の少なくとも１基が竪型反応器であることを特徴とする請求項１に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項３】
前記反応器が、
直列に接続された複数基の竪型反応器と、
前記竪型反応器に続く少なくとも１基の横型反応器と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項４】
横型反応器における反応液の平均滞留時間を１２０分以内とし、当該横型反応器における前記反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積を４．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上とすることを特徴とする請求項３に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項５】
横型反応器の直前の竪型反応器に供給される反応液の極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上であることを特徴とする請求項３又は４に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項６】
得られる芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量が１００００以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項７】
芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを原料とし撹拌装置を備えた反応器を複数基用いてエステル交換反応により溶融重縮合して芳香族ポリカーボネートを製造する方法であって、
極限粘度が０．１ｄｌ／ｇ以上の反応液が供給される前記反応器中の当該反応液の単位処理量当たりの蒸発表面積が１．０ｍ２・ｈｒ／ｍ３以上であることを特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項８】
前記反応器の少なくとも１基が竪型反応器であり、且つ、当該竪型反応器の少なくとも１基が請求項７に記載の条件を満たすものであることを特徴とする請求項７に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
【請求項９】
前記竪型反応器における前記反応液の反応条件が、さらに、下記（１）及び（２）の条件を満たすことを特徴とする請求項８に記載の芳香族ポリカーボネートの製造方法。
（１）竪型反応器における反応液の平均滞留時間が１２０分以内。
（２）竪型反応器における反応液の単位容積当たりの撹拌動力が２．０ｋＷ／ｍ３以上。
【図１】
【公開番号】特開２００８−５０５９１（Ｐ２００８−５０５９１Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９３２２７（Ｐ２００７−１９３２２７）
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
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