(57)【要約】ポリ（アリーレンエーテル）の沈殿方法は、ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製し、ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、ポリ（アリーレンエーテル）分散液からポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離して単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分を形成し、ポリ（アリーレンエーテル）分散液からポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する前に前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定し、粒度分布に応じて沈殿条件を調節する工程を含む。測定した粒度分布は、最終的に単離される固体ポリ（アリーレンエーテル）の粒度分布とは大きく異なるが、プロセスの制御には有用である。本方法を自動化して粒度分布測定値に応じて沈殿条件をすばやく調節することができる。この方法を実施する装置も開示されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離して単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分を形成し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する前に前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定し、
前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節する
工程を含む、ポリ（アリーレンエーテル）の沈殿方法。
【請求項２】
前記粒度分布の測定を、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してから１０００秒以内に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粒度分布の測定を、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してから１２０秒以内に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記粒度分布の測定を、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してから３０秒以内に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記粒度分布の測定を、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を実質的に分流もしくは分取せずに行う、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記粒度分布の測定を連続的に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記粒度分布の測定を１０秒以内に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記粒度分布の測定がレーザー後方散乱法を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記粒度分布の測定が粒子計数を伴うレーザー後方散乱法を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記沈殿条件の調節が反溶剤組成の調節を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記反溶剤組成の調節が、前記第１ポリ（アリーレンエーテル）分散液への前記ポリ（アリーレンエーテル）の溶解度を上げること及び／又は前記第１ポリ（アリーレンエーテル）分散液への前記ポリ（アリーレンエーテル）の凝固傾向を下げることである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記反溶剤組成の調節が、前記第１ポリ（アリーレンエーテル）分散液への前記ポリ（アリーレンエーテル）の溶解度を下げること及び／又は前記第１ポリ（アリーレンエーテル）分散液への前記ポリ（アリーレンエーテル）の凝固傾向を上げることである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記反溶剤が水濃度を有し、前記反溶剤組成の調節が前記水濃度を変えることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記反溶剤がトルエン濃度を有し、前記反溶剤組成の調節が前記トルエン濃度を変えることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記反溶剤がアルカノール濃度を有し、前記反溶剤組成の調節が前記アルカノール濃度を変えることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合する工程が適当なポリ（アリーレンエーテル）溶液対反溶剤の容量比で行われ、前記沈殿条件の調節が前記容量比を変えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記沈殿条件の調節が反溶剤温度の調節を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記沈殿条件の調節がポリ（アリーレンエーテル）溶液組成の調節を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記沈殿条件の調節がポリ（アリーレンエーテル）溶液温度の調節を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記沈殿条件の調節が混合ポンプの入口又は出口圧力の調節を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合する工程が適当な剪断速度で行われ、前記沈殿条件の調節が前記剪断速度の調節を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記ポリ（アリーレンエーテル）が次式：
【化１】
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［式中の各Ｑ１は独立にハロゲン、Ｃ１−Ｃ７一級もしくは二級アルキル、フェニル、Ｃ１−Ｃ７ハロアルキル、Ｃ１−Ｃ７アミノアルキル、Ｃ１−Ｃ７炭化水素オキシ、及びハロゲン原子と酸素原子の間に２個以上の炭素原子が介在するＣ２−Ｃ７ハロ炭化水素オキシよりなる群から選ばれ、各Ｑ２は独立に水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ７一級もしくは二級アルキル、フェニル、Ｃ１−Ｃ７ハロアルキル、Ｃ１−Ｃ７炭化水素オキシ、及びハロゲン原子と酸素原子の間に２個以上の炭素原子が介在するＣ２−Ｃ７ハロ炭化水素オキシよりなる群から選ばれる］で表される一価フェノール化合物１種以上の重合生成物である、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ポリ（アリーレンエーテル）の固有粘度がクロロホルム中２５℃で測定して約０．２〜１．０ｄｌ／ｇである、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ポリ（アリーレンエーテル）の固有粘度がクロロホルム中２５℃で測定して０．６５ｄｌ／ｇ以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液は、同溶液の全重量に基づいて約１０〜５０重量％のポリ（アリーレンエーテル）を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記溶剤がＣ６−Ｃ１８芳香族炭化水素を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記反溶剤が、炭素原子数１〜約１０のアルカノール類、炭素原子数３〜約１０のケトン類、炭素原子数５〜約１０のアルカン類及びこれらの組合せよりなる群から選ばれる化合物を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記反溶剤が炭素原子数１〜約１０のアルカノールを含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記反溶剤が約６０〜９９．８重量％のメタノール、０．１〜約３５重量％のトルエン及び０．１〜約１０重量％の水を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合する工程で、温度約７０〜１００℃のポリ（アリーレンエーテル）溶液を温度約１５〜６０℃の反溶剤と混合する、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合する工程が剪断速度約５００ｓｅｃ−１〜約５００００ｓｅｃ−１で混合することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合する工程が撹拌槽で混合することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記沈殿条件を調節する工程を前記粒度分布の測定から約６０秒以内に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液からポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する工程が濾過を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分の平均粒度が約２０μｍ〜約１００μｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
前記溶剤がＣ１−Ｃ６アルカノールを実質的に含有しない、請求項１に記載の方法。
【請求項３７】
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液が１μｍより大きい粒子を実質的に含有しない、請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
さらに、前記単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３９】
ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製し、ここで前記溶剤はＣ６−Ｃ１８芳香族炭化水素を含有し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、ここで前記反溶剤は水と、炭素原子数１〜約１０のアルカノール類、炭素原子数３〜約１０のケトン類、炭素原子数５〜約１０のアルカン類及びこれらの組合せよりなる群から選ばれる化合物とを含有し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してから約３０秒以内に前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液の粒度分布を測定し、
前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節する
工程を含む、ポリ（アリーレンエーテル）の沈殿方法。
【請求項４０】
ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製し、ここで前記ポリ（アリーレンエーテル）は２，６−ジメチルフェノール、２，３，６−トリメチルフェノール又はこれらの組合せを含む一価フェノール化合物の重合生成物であり、前記溶剤はトルエンを含有し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、ここで前記反溶剤はメタノール、トルエン及び水を含有し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してから約２０秒以内に前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液の粒度分布を測定し、
前記粒度分布に応じて反溶剤組成を調節する
工程を含む、ポリ（アリーレンエーテル）の沈殿方法。
【請求項４１】
第１溶剤及び錯金属触媒の存在下酸素含有ガスを用いて一価フェノール化合物の酸化カップリングを行ってポリ（アリーレンエーテル）溶液を生成し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を第１反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離して単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分を形成し、
前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する前に前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定し、
前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節する
工程を含む、ポリ（アリーレンエーテル）の沈殿方法。
【請求項４２】
さらに、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を第１反溶剤と混合する前に、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を濃縮する工程を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
さらに、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を第１反溶剤と混合する前に、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を前記第１溶剤で希釈する工程を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製する手段、
前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成する手段、
前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離して単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分を形成する手段、
前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する前に前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定する手段、そして
前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節する手段
を含む、ポリ（アリーレンエーテル）の沈殿装置。
【請求項４５】
溶剤中で一価フェノール化合物を重合してポリ（アリーレンエーテル）溶液を形成する反応器（２０）、
前記反応器（２０）と流体連通しており、前記溶剤の一部を除去することにより前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を濃縮する予備濃縮ユニット（３０）、
前記予備濃縮ユニット（３０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成する混合ポンプ（４０）であって、ポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤とを剪断速度約５００〜約５００００ｓｅｃ−１で混合する混合ポンプ（４０）、
前記混合ポンプ（４０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する沈殿槽、
前記沈殿槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を前記溶剤及び反溶剤から分離する濾過ユニット（１１０）、
前記混合ポンプ（４０）と前記沈殿槽との間に介在し、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定する粒度分布測定ユニット（５０）、そして
前記粒度分布測定ユニット（５０）及び混合ポンプ（４０）と作動連通しており、前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節するフィードバックループ（６０）
を含む、ポリ（アリーレンエーテル）の製造装置。
【請求項４６】
溶剤中で一価フェノール化合物を重合してポリ（アリーレンエーテル）溶液を形成する反応器（２０）、
前記反応器（２０）と流体連通しており、前記溶剤の一部を除去することにより前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を濃縮する予備濃縮ユニット（３０）、
前記予備濃縮ユニット（３０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成する混合ポンプ（４０）、
前記混合ポンプ（４０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する沈殿槽、
前記沈殿槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を前記溶剤及び反溶剤から分離する濾過ユニット（１１０）、
前記沈殿槽と前記濾過ユニット（１１０）との間に介在し、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定する粒度分布測定ユニット（５０）、そして
前記粒度分布測定ユニット（５０）及び混合ポンプ（４０）と作動連通しており、前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節するフィードバックループ（６０）
を含む、ポリ（アリーレンエーテル）の製造装置。
【請求項４７】
溶剤中で一価フェノール化合物を重合してポリ（アリーレンエーテル）溶液を形成する反応器（２０）、
前記反応器（２０）と流体連通しており、前記溶剤の一部を除去することにより前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を濃縮して濃縮ポリ（アリーレンエーテル）溶液を形成するフラッシュ容器、
前記フラッシュドラムと流体連通しており、前記濃縮ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成する混合ポンプ（４０）であって、ポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤とを剪断速度約５００〜約５００００ｓｅｃ−１で混合する混合ポンプ（４０）、
前記混合ポンプ（４０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する第１沈殿槽（８０）、
前記第１沈殿槽（８０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する第２沈殿槽（９０）、
前記第２沈殿槽（９０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する第３沈殿槽（１００）、
前記第３沈殿槽（１００）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を前記溶剤及び前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から分離する濾過ユニット（１１０）、
前記回転真空フィルタと流体連通しており、回転真空フィルタから前記溶剤及び反溶剤を受け取る濾液槽（１２０）、
前記濾過ユニット（１１０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を第２反溶剤と混合する第１再スラリー化槽（１３０）、
前記第１再スラリー化槽（１３０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を第２反溶剤から分離する第１遠心分離器（１４０）、
前記第１遠心分離器（１４０）と流体連通しており、前記第１遠心分離器（１４０）からの第２反溶剤を受け取る第１遠心分離器流出液槽（１５０）、
前記第１遠心分離器（１４０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を第３反溶剤と混合する第２再スラリー化槽（１６０）、
前記第２再スラリー化槽（１６０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を第３反溶剤から分離する第２遠心分離器（１７０）、
前記第２遠心分離器（１７０）と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分から揮発分を除去する乾燥機（１８０）、
前記ポンプと前記第１沈殿槽（８０）との間に介在する粒度分布測定ユニット（５０）、そして
前記粒度分布測定ユニット（５０）及び混合ポンプ（４０）と作動連通しており、前記粒度分布に応じて反溶剤組成を調節するフィードバックループ（６０）
を含む、ポリ（アリーレンエーテル）の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポリ（アリーレンエーテル）を製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ（アリーレンエーテル）樹脂を製造するには、溶剤の存在下で一価フェノール化合物を酸化重合して、生成したポリ（アリーレンエーテル）が溶解している溶液を形成する。つぎに、この溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）を沈殿させることにより、ポリ（アリーレンエーテル）を単離する。実際のところ、これらの沈殿物を制御して常に一定な粒度を有する最終ポリ（アリーレンエーテル）固形分を得るのは極めて困難である。この問題の認識以前あるいは問題への対処以前には、受け入れがたいポリ（アリーレンエーテル）がかなりの量生成することがあった。また、例えば輸送パイプや濾過ユニットを詰まらせることによりプロセスに悪影響するポリ（アリーレンエーテル）粒子が形成されることもあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
沈殿条件をすばやく調節でき、プロセスの間中また最終生成物中に所望の粒度分布を維持することのできるポリ（アリーレンエーテル）の沈殿方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した、また他の欠点や不具合を緩和する本発明の方法は、ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製し、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離して単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分を形成し、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する前に前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定し、前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節する工程を含む。
【０００５】
上記方法を実施する装置を含めて、他の実施形態は、以下に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ポリ（アリーレンエーテル）樹脂の沈殿について実験室規模、パイロットプラント及び製造条件にて広範に検討したところ、本発明者らは、一定した望ましい粒度を有する単離したポリ（アリーレンエーテル）樹脂を形成するように、沈殿プロセスを制御するのは極めて困難であることを確認した。名目上同じ沈殿条件でも、時間毎、日毎、月毎に生成物の粒度（粒径）が異なることになる。よく理解できないが、同じプロセスを実施するプラントの違いによっても粒度のばらつきが生じることもある。特定の仮説に縛られるものではないが、本発明者らは、再生産が不可能なのは沈殿機構の複雑さに関係していると考える。ポリ（アリーレンエーテル）−溶剤溶液を反溶剤と混合すると、得られる分散液には、例えば反溶剤のポリ（アリーレンエーテル）溶液液滴への反溶剤の拡散、ポリ（アリーレンエーテル）溶液液滴内部でのポリ（アリーレンエーテル）の沈殿、ポリ（アリーレンエーテル）溶液液滴の凝固、反溶剤が拡散し終わったポリ（アリーレンエーテル）溶液液滴の硬化、そしてプロセスパイプ、攪拌機及びポンプでの粒子の磨砕など様々な作用が生じる。これらの作用は完了までに数分を要する。その結果、最終生成物のポリ（アリーレンエーテル）は、沈殿条件の変化に極めて敏感である。
【０００７】
沈殿条件の変化が、基本的な生成物特性、例えば所謂微粉（即ち約３８μｍ未満の最終生成物粒子）の含量、嵩密度、残留トルエンなど、またそれほど基本的ではないが、同様に重要な特性、例えば輸送適性や流動性に有意な影響を及ぼすことを見いだした。
【０００８】
また、製造プロセスの間、反溶剤組成、反溶剤対ポリ（アリーレンエーテル）比、ポリ（アリーレンエーテル）の固有粘度、沈殿ポンプ剪断速度、沈殿ポンプ吸引圧力などの沈殿条件に意図しない変化がわずかでも起こると、有意なプロセス問題が生じる。これらのプロセス問題には、例えば沈殿の粒度（又はアグリゲート粒度）が大きすぎる場合のパイプラインの詰まり、粒度が小さすぎる場合のフィルタの詰まり、或いは沈殿が粗すぎるか微細すぎる場合のばらつきの大きい乾燥もしくは輸送挙動が含まれる。
【０００９】
本発明以前には、沈殿容器及びフィルタを目視検査して大きなビーズや細かい沈殿を検出することにより沈殿プロセスをモニターするのが普通であった。このような視覚検査後、沈殿条件を調節すべきか否かそしてどう調節するかを決定する。このアプローチを用いた場合、問題が検出されてから１時間以上経たないと沈殿条件の変化がもたらされない。
【００１０】
本発明者らは、迅速な粒度測定方法を用いてポリ（アリーレンエーテル）分散液を沈殿の初期段階で分析できること、得られた粒度分布データを用いて沈殿条件を調節して、最終ポリ（アリーレンエーテル）生成物に常に一定な望ましい粒度分布を維持できることを見いだした。このことは、ポリ（アリーレンエーテル）の粒度が著しく増大し、ついで固体粒子を分散液から分離する前に著しく減少することから考えると、驚くべきことである。具体的には、粒子は、ポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成した直後の分析でおおよそ５０〜１００ミクロンの平均寸法を有すると測定されたとして、つぎの数分間で（移送ラインを閉塞するのに十分な大きさである）数センチメートルのように大きな寸法に成長し、この成長相の後に磨砕相が続き、そこで粒子が（輸送及び乾燥を困難にするのに十分な小ささである）おおよそ４０ミクロン以下の寸法に崩壊する。
【００１１】
１実施形態では、本方法は、ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製し、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離して単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分を形成し、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する前に前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定し、前記粒度分布に応じて沈殿条件（パラメータ）を調節する工程を含む。
【００１２】
図１は、本方法を実施するのに適当な装置を示す簡単なブロック図である。ポリ（アリーレンエーテル）製造プラント１０において、反応器２０内で溶剤の存在下一価フェノール化合物を重合してポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０を形成する。ポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０は第１沈殿槽８０に流れ、そこで反溶剤槽７０から流れてくる反溶剤と合流し、ポリ（アリーレンエーテル）分散液５４０を形成する。ポリ（アリーレンエーテル）分散液５４０が濾過ユニット１１０に流れる際に、分散液を粒度分布測定ユニット５０で分析する。濾過ユニット１１０で、ポリ（アリーレンエーテル）分散液５４０をポリ（アリーレンエーテル）固形分と濾液５５０とに分離し、前者は乾燥機１８０に流れ、後者は濾液槽１２０に流れ込む。粒度測定の結果はフィードバックループ６０により反溶剤槽７０に伝達され、ここで結果に応じて沈殿条件を調節する。沈殿条件の調節については以下の詳細な説明を参照されたい。
【００１３】
図２に、本方法を実施する好適な装置を示す。反応器２０で溶剤の存在下での一価フェノール化合物の重合が行われてポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０を形成する。ポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０は予備濃縮ユニット３０に流れ、そこで溶剤の一部が除去され、濃縮ポリ（アリーレンエーテル）溶液５２０となる。混合ポンプ４０では、濃縮ポリ（アリーレンエーテル）溶液５２０とリサイクル反溶剤５３０及び所望に応じて、補充の反溶剤６１０とを合流して、ポリ（アリーレンエーテル）分散液５４０を形成し、この分散液は粒度測定ユニット５０を経て第１沈殿槽８０、第２沈殿槽９０そして第３沈殿槽１００に流れ、最終的に濾過ユニット１１０に達する。濾過ユニット１１０で、ポリ（アリーレンエーテル）分散液５４０は濾過されて固形のポリ（アリーレンエーテル）と濾液５５０になり、濾液５５０は濾液槽１２０に流れ込む。固形のポリ（アリーレンエーテル）は第１再スラリー化槽１３０に流れ、そこで第２遠心分離器流出液５６０（ポリ（アリーレンエーテル）固形分から不純物を除去することのできる反溶剤リッチな流れ５８０である）と合流してスラリーを形成する。混合物は第１遠心分離器１４０に流れ、そこでポリ（アリーレンエーテル）固形分をスラリー液から分離し、スラリー液は第１遠心分離器１４０流出液槽１５０に流れ、しかる後、回収された反溶剤６００の一部と合流されてリサイクル反溶剤５３０を形成する。第１遠心分離器１４０で生成した固形のポリ（アリーレンエーテル）は第２再スラリー化槽１６０に送られ、そこで回収反溶剤６００の一部と合流されてスラリーを形成する。このスラリーは第２遠心分離器１７０でポリ（アリーレンエーテル）固形分と第２遠心分離器流出液５６０とに分離され、前者は乾燥機１８０に流れ、後者は第１再スラリー化槽１３０に流れ込む。濾過ユニット１１０で形成された濾液５５０の一部は第１遠心分離器流出液槽１５０に流れ、濾液５５０の別の一部はデカンター１９０に流れ、そこで溶剤リッチな流れ５７０と反溶剤リッチな流れ５８０とに分かれる。溶剤リッチな流れ５７０と反溶剤リッチな流れ５８０の分離は、デカンター１９０に水を添加することにより促進できる。水は溶剤相と反溶剤相との分離を助ける。当業者であれば、水の適当な量を簡単に求めることができる。溶剤リッチな流れ５７０を溶剤回収ユニット２００に導き、そこで適当に処理、例えば反応器２０へリサイクルできるように処理する（リサイクルは図示せず）。反溶剤リッチな流れ５８０は蒸留カラム２１０に送り、そこで蒸留した反溶剤５９０を生成し、反溶剤回収槽２０に供給する。反溶剤回収槽２０からの回収反溶剤６００は、一部は所望に応じて、乾燥機１８０に流れ（そこで乾燥機１８０から出てくるガス／蒸気流からポリマー微粒をスクラビングするのに用いる）、一部は第２再スラリー化槽１６０へ流れ、また一部はリサイクル反溶剤５３０との合流後に、混合ポンプ４０に流れる。図示しないが、反溶剤回収槽２２０の内容物を補充反溶剤槽２３０にポンプ送給してもよい。粒度測定の結果はフィードバックループ６０により混合ポンプ４０に伝達され、ここで濃縮ポリ（アリーレンエーテル）溶液５２０の量、リサイクル反溶剤５３０の量及び補充反溶剤６１０の量の１つ以上を制御し、こうして１つ以上の沈殿条件の調節を可能にする。例えば、もし粒度が所望の範囲を超えているなら、リサイクル反溶剤５３０及び補充反溶剤６１０のいずれかもしくは両方からの反溶剤組成に追加のメタノールを添加する。
【００１４】
粒度分布は、ポリ（アリーレンエーテル）分散液を濾過する前に測定する。この測定は、ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してから約１０００秒、５００秒、２４０秒、１２０秒、６０秒、３０秒、１５秒、さらには１秒以内に行うことができる。
【００１５】
粒度分布は「インライン」で測定するのが好ましい。言い換えると、ポリ（アリーレンエーテル）分散液をプロセス流れから分取することなく、もしくはプロセス流れ内のポリ（アリーレンエーテル）分散液を実質的に分流することなく、粒度分布を測定するのが好ましい。
【００１６】
粒度分布測定は「リアルタイム」で行うのが好ましい。例えば、粒度分布測定の開始と終了との間の時間が１０秒未満、５秒未満、さらには１秒未満であってもよい。粒度分析法、例えばレーザー後方散乱法は、このようなリアルタイムの粒度分析を行うことができる。
【００１７】
１実施形態では、粒度分布の測定を連続的に行う。これは、ポリ（アリーレンエーテル）の連続製造方法に特に有用である。
【００１８】
本発明の方法に用いる粒度分析法は特に制限されない。分析法としては、レーザー回折法及びレーザー後方散乱法が好ましく、特に粒子計数を伴うレーザー後方散乱法が好ましい。このような方法は当業界で周知であり、このような方法を使用した粒度分析計器が市販されており、例えば粒子計数式レーザー後方散乱計器が、Ｌａｓｅｎｔｅｃ製ＦＢＲＭ（登録商標）Ｄ６００Ｒ及びＭ６００Ｐ、Ｉｎｆｒａ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製ＭｉｃｒｏｔｒａｃＸ１００アナライザ及びＢｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ製ＣｏｕｌｅｔｅｒＬＳ２００として入手できる。
【００１９】
本発明の方法は、粒度分布に応じて沈殿条件を調節する工程を含む。このような沈殿条件には、例えば、反溶剤組成、反溶剤温度、ポリ（アリーレンエーテル）溶液組成、ポリ（アリーレンエーテル）溶液温度、ポリ（アリーレンエーテル）溶液対反溶剤の重量又は容量比、混合条件（例えばポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤とを混合する際の剪断速度）、熟成条件（例えば１つ以上の沈殿槽の温度及び／又は時間）、混合ポンプ４０に関する入口、内部、出口での圧力などがある。
【００２０】
１実施形態では、反溶剤組成を調節することにより、第１ポリ（アリーレンエーテル）分散液中のポリ（アリーレンエーテル）の溶解度を上げるか、第１ポリ（アリーレンエーテル）分散液中のポリ（アリーレンエーテル）の凝固傾向を下げるか、両方を行う。
【００２１】
別の実施形態では、反溶剤組成を調節することにより、第１ポリ（アリーレンエーテル）分散液中のポリ（アリーレンエーテル）の溶解度を下げるか、第１ポリ（アリーレンエーテル）分散液中のポリ（アリーレンエーテル）の凝固傾向を上げるか、両方を行う。
【００２２】
別の実施形態では、反溶剤が水を含有し、反溶剤組成の調節は水濃度を変えることを含む。
【００２３】
別の実施形態では、反溶剤がトルエンを含有し、反溶剤組成の調節はトルエン濃度を変えることを含む。
【００２４】
別の実施形態では、反溶剤がアルカノールを含有し、反溶剤組成の調節はアルカノール濃度を変えることを含む。
【００２５】
別の実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）溶液組成を調節する工程が、ポリ（アリーレンエーテル）溶液に溶剤を添加するか、同溶液から溶剤を除去する（例えば熱及び／又は減圧を用いて）工程を含む。
【００２６】
別の実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）溶液の圧力を調節する工程が、混合ポンプ４０の入口圧力又は出口圧力を調節する工程を含む。
【００２７】
本発明の方法に用いるポリ（アリーレンエーテル）の種類は特に限定されない。１実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）は次式で表される一価フェノール化合物１種以上の重合生成物である。
【００２８】
【化１】
2005539109.tif 000003
【００２９】
式中の各Ｑ１は独立にハロゲン、Ｃ１−Ｃ７一級もしくは二級アルキル、フェニル、Ｃ１−Ｃ７ハロアルキル、Ｃ１−Ｃ７アミノアルキル、Ｃ１−Ｃ７炭化水素オキシ、及びハロゲン原子と酸素原子の間に２個以上の炭素原子が介在するＣ２−Ｃ７ハロ炭化水素オキシよりなる群から選ばれ、各Ｑ２は独立に水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ７一級もしくは二級アルキル、フェニル、Ｃ１−Ｃ７ハロアルキル、Ｃ１−Ｃ７炭化水素オキシ、及びハロゲン原子と酸素原子の間に２個以上の炭素原子が介在するＣ２−Ｃ７ハロ炭化水素オキシよりなる群から選ばれる。
【００３０】
ポリ（アリーレンエーテル）の固有粘度は特に制限されない。例えば、ポリ（アリーレンエーテル）は、クロロホルム中２５℃で測定した固有粘度が約０．２〜約１．０ｄｌ／ｇであればよい。この範囲内で、固有粘度は約０．２５ｄｌ／ｇ以上、０．３０ｄｌ／ｇ以上、又は約０．３５ｄｌ／ｇ以上とすることができる。同じくこの範囲内で、固有粘度は約０．８ｄｌ／ｇ以下、又は０．６５ｄｌ／ｇ以下とすることができる。
【００３１】
本発明の方法は、低固有粘度のポリ（アリーレンエーテル）樹脂の沈殿を制御するのに特に有用である。したがって、１実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）の固有粘度は０．３５ｄｌ／ｇ以下、又は０．３０ｄｌ／ｇ以下である。
【００３２】
ポリ（アリーレンエーテル）溶液はポリ（アリーレンエーテル）をどのような濃度で含有してもよい。例えば、ポリ（アリーレンエーテル）溶液は、同溶液の全重量に基づいて約１０〜約５０重量％のポリ（アリーレンエーテル）を含有してもよい。この範囲内で、ポリ（アリーレンエーテル）濃度が約２０重量％以上、又は約２５重量％以上とすることができる。またこの範囲内で、ポリ（アリーレンエーテル）濃度が約４５重量％以下、又は約４０重量％以下とすることができる。
【００３３】
本発明の方法に用いる溶剤は特に制限されない。適当な有機溶剤には、脂肪族アルコール、ケトン類、脂肪族及び芳香族炭化水素、クロロ炭化水素、ニトロ炭化水素、エーテル、エステル、アミド、混成エーテル−エステル、スルホキシドなど及びこれらの組合せがある。但し、これらが酸化反応を妨害したり酸化反応に参加したりしない限りで。
【００３４】
好適な実施形態では、溶剤はＣ６−Ｃ１８芳香族炭化水素、具体的にはトルエン、キシレンなど並びにこれらの混合物を含む。溶剤としてとくに好ましいのはトルエンである。
【００３５】
１実施形態では、溶剤は、Ｃ６−Ｃ１８芳香族炭化水素に加えて、ポリ（アリーレンエーテル）に対する貧溶剤であるＣ３−Ｃ８脂肪族アルコール、例えばｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノールなど及びこれらの組合せを含有してもよい。Ｃ３−Ｃ８脂肪族アルコールとしてはｎ−ブタノールが好ましい。溶剤は、Ｃ６−Ｃ１８芳香族炭化水素及びＣ３−Ｃ８脂肪族アルコールに加えてさらに、ポリ（アリーレンエーテル）に対する反溶剤として作用するメタノールもしくはエタノールを含有してもよい。Ｃ６−Ｃ１８芳香族炭化水素、Ｃ３−Ｃ８脂肪族アルコール及びメタノールもしくはエタノールを任意の割合で組合せてよいが、溶剤が約５０重量％以上のＣ６−Ｃ１８芳香族炭化水素を含有するのが好ましい。
【００３６】
別の実施形態では、溶剤はＣ１−Ｃ６アルカノールを実質的に含まない。「実質的に含まない」とは、溶剤のＣ１−Ｃ６アルカノール含量が約０．１重量％未満であることを意味する。この実施形態で、溶剤にＣ１−Ｃ６アルカノールを意図的に添加しないのが好ましい。
【００３７】
ポリ（アリーレンエーテル）溶液は均質な溶液であるのが好ましい。言い換えると、ポリ（アリーレンエーテル）溶液が溶解していない固体粒子、特に寸法が１μｍより大きい粒子を含まないのが好ましい。
【００３８】
本発明の方法に用いる反溶剤は特に制限されない。適当な反溶剤には、炭素原子数１〜約１０の低級アルカノール類、例えばメタノールなど；炭素原子数３〜約１０のケトン類、例えばアセトンなど；炭素原子数５〜約１０のアルカン類、例えばヘキサンなど及びこれらの組合せがある。反溶剤としてはメタノールが好ましい。約６０〜９９．８重量％のメタノール、０．１〜約３０重量％のトルエン及び０．１〜約１０重量％の水を含有する反溶剤が特に好ましい。
【００３９】
反溶剤は、有機溶剤の量に対してある範囲の量使用することができ、最適な量は有機溶剤及び反溶剤の種類並びにポリ（アリーレンエーテル）生成物の濃度、固有粘度及びモノマー組成に依存する。例えば、ポリ（アリーレンエーテル）が０．３６ｄｌ／ｇの固有粘度と、８２重量％の２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位及び１８重量％の２，３，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位からなる組成を有するランダム共重合体であり、有機溶剤がトルエンであり、反溶剤がメタノールである場合、トルエン：メタノール重量比を約１：１．５〜約１：７とするのが適当である。
【００４０】
ポリ（アリーレンエーテル）溶液及び反溶剤の、それらを混合する直前の温度は、多数の因子、例えばポリ（アリーレンエーテル）組成、ポリ（アリーレンエーテル）固有粘度、溶液中のポリ（アリーレンエーテル）濃度、溶剤の種類、反溶剤の種類、ポリ（アリーレンエーテル）溶液対反溶剤の重量比などに応じて広い範囲で変わりうる。１実施形態では、本発明の方法は、約６０〜約１００℃の温度のポリ（アリーレンエーテル）を約１５〜約６０℃の温度の反溶剤と混合する工程を含む。上記範囲内で、ポリ（アリーレンエーテル）溶液の温度は約７０℃以上、又は約８０℃以上としてもよく、またポリ（アリーレンエーテル）溶液の温度は約９５℃以下、又は約９０℃以下としてもよい。また上記範囲内で、反溶剤の温度は約２０℃以上、又は約２５℃以上としてもよく、また反溶剤の温度は約５５℃以下、又は約５０℃以下としてもよい。合わせたポリ（アリーレンエーテル）と反溶剤の混合物の温度は約３０〜約５５℃とするのが好ましい。
【００４１】
１実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）溶液及び反溶剤を高い剪断混合条件下で合わせる。例えば、ポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤を剪断速度約５００ｓｅｃ−１〜約５００００ｓｅｃ−１で混合することができる。この範囲内で、剪断速度は約２０００ｓｅｃ−１以上、又は約１００００ｓｅｃ−１以上としてもよい。またこの範囲内で、剪断速度は約４００００ｓｅｃ−１以下、又は約２００００ｓｅｃ−１以下としてもよい。
【００４２】
他の実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤との混合工程は、撹拌槽内で混合することを含む。
【００４３】
好適な実施形態では、沈殿条件を調節する工程を粒度分布の測定から約６０秒以内、約３０秒以内、約１５秒以内又は約５秒以内に行う。
【００４４】
特に好適な実施形態では、粒度分布測定に応じて沈殿条件を自動的に調節する（即ち人の介在なしで調節する）。
【００４５】
本発明の方法は、ポリ（アリーレンエーテル）分散液からポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する工程を含む。１実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）分散液からポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する工程が濾過を含む。別の実施形態では、ポリ（アリーレンエーテル）分散液からポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する工程が遠心分離を含む。適当な濾過装置には、回転フィルター、連続回転真空フィルター、連続移動床フィルター、バッチフィルターなどがある。適当な固／液分離装置には連続固／液遠心分離器がある。
【００４６】
本発明の方法は、単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を制御することができる。目標の粒度分布は、例えばポリ（アリーレンエーテル）の組成や固有粘度の関数として変動する。１実施形態では、単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分の数平均粒度は約１０μｍ〜約１００μｍである。この範囲内で、平均粒度は約１５μｍ以上、又は約４０μｍ以上としてもよい。またこの範囲内で、平均粒度は約９０μｍ以下、又は約８０μｍ以下、又は約７０μｍ以下としてもよい。
【００４７】
１実施形態では、本発明の方法は、さらに、単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定する工程を含む。例えば、図２を参照すると、粒度分布測定ユニット５０を第２再スラリー化槽１６０と第２遠心分離器１７０との間に介在させることができる。或いは、粒度分布をプロセスの任意の中間段階、例えば第１沈殿槽８０内、第１沈殿槽８０と濾液槽１２０との中間、濾液槽１２０と第２再スラリー化槽１６０との中間、又は第２再スラリー化槽１６０と第２遠心分離器１７０との中間で測定してもよい。
【００４８】
１実施形態では、本発明の方法は、ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製し、ここで前記溶剤はＣ６−Ｃ１８芳香族炭化水素を含み；前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、ここで前記反溶剤は水と、炭素原子数１〜約１０のアルカノール類、炭素原子数３〜約１０のケトン類、炭素原子数５〜約１０のアルカン類及びこれらの組合せよりなる群から選ばれる化合物とを含有し；前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してから約３０秒以内に前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液の粒度分布を測定し；前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節する工程を含む。
【００４９】
１実施形態では、本発明の方法は、ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製し、ここで前記ポリ（アリーレンエーテル）は２，６−ジメチルフェノール、２，３，６−トリメチルフェノール又はこれらの組合せを含む一価フェノール化合物の重合生成物であり、前記溶剤はトルエンを含有し；前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し、ここで前記反溶剤はメタノール、トルエン及び水を含有し；前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してから約２０秒以内に前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液の粒度分布を測定し；前記粒度分布に応じて反溶剤組成を調節する工程を含む。この実施形態では、反溶剤組成を調節する工程は、所望に応じて、反溶剤の水含量を調節すること、反溶剤のトルエン含量を調節すること、又は反溶剤のメタノール含量を調節することを含む。
【００５０】
別の実施形態では、本発明の方法は、第１溶剤及び錯金属触媒の存在下酸素含有ガスを用いて一価フェノール化合物の酸化カップリングを行ってポリ（アリーレンエーテル）溶液を生成し；前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を第１反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成し；前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離して単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分を形成し；前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する前に前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定し；前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節する工程を含む。この実施形態では、前記方法はさらに、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を第１反溶剤と混合する前に、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を濃縮する工程を含んでもよい。或いは、前記方法は所望に応じてさらに、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を第１反溶剤と混合する前に、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を（例えば前記第１溶剤で）希釈する工程を含んでもよい。
【００５１】
別の実施形態であるポリ（アリーレンエーテル）の沈殿装置は、ポリ（アリーレンエーテル）及び溶剤を含有するポリ（アリーレンエーテル）溶液を調製する手段、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成する手段、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離して単離したポリ（アリーレンエーテル）固形分を形成する手段、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を分離する前に前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定する手段、そして前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節する手段を含む。
【００５２】
別の実施形態であるポリ（アリーレンエーテル）の製造装置は、溶剤中で一価フェノール化合物を重合してポリ（アリーレンエーテル）溶液を形成する反応器；前記反応器と流体連通しており、前記溶剤の一部を除去することにより前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を濃縮する予備濃縮ユニット；前記予備濃縮ユニットと流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成する混合ポンプであって、ポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤とを剪断速度約５００〜約５００００ｓｅｃ−１で混合する混合ポンプ；前記混合ポンプと流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する沈殿槽；前記沈殿槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を前記溶剤及び反溶剤から分離する濾過ユニット；前記混合ポンプと前記沈殿槽との間に介在し、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定する粒度分布測定ユニット；そして前記粒度分布測定ユニット及び混合ポンプと作動連通しており、前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節するフィードバックループを含む。
【００５３】
別の実施形態であるポリ（アリーレンエーテル）の製造装置は、溶剤中で一価フェノール化合物を重合してポリ（アリーレンエーテル）溶液を形成する反応器；前記反応器と流体連通しており、前記溶剤の一部を除去することにより前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を濃縮する予備濃縮ユニット；前記予備濃縮ユニットと流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成する混合ポンプ；前記混合ポンプと流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する沈殿槽；前記沈殿槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を前記溶剤及び反溶剤から分離する濾過ユニット；前記沈殿槽と前記濾過ユニットとの間に介在し、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分の粒度分布を測定する粒度分布測定ユニット；そして前記粒度分布測定ユニット及び混合ポンプと作動連通しており、前記粒度分布に応じて沈殿条件を調節するフィードバックループを含む。
【００５４】
別の実施形態であるポリ（アリーレンエーテル）の製造装置は、溶剤中で一価フェノール化合物を重合してポリ（アリーレンエーテル）溶液を形成する反応器；前記反応器と流体連通しており、前記溶剤の一部を除去することにより前記ポリ（アリーレンエーテル）溶液を濃縮して濃縮ポリ（アリーレンエーテル）溶液５２０を形成するフラッシュ容器；前記フラッシュドラムと流体連通しており、前記濃縮ポリ（アリーレンエーテル）溶液５２０を反溶剤と混合してポリ（アリーレンエーテル）固形分を含有するポリ（アリーレンエーテル）分散液を形成する混合ポンプであって、ポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤とを剪断速度約５００〜約５００００ｓｅｃ−１で混合する混合ポンプ；前記混合ポンプと流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する第１沈殿槽；前記第１沈殿槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する第２沈殿槽；前記第２沈殿槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液を熟成する第３沈殿槽；前記第３沈殿槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を前記溶剤及び前記ポリ（アリーレンエーテル）分散液から分離する濾過ユニット；前記回転真空フィルタと流体連通しており、回転真空フィルタから前記溶剤及び反溶剤を受け取る濾液槽；前記濾過ユニットと流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を第２反溶剤と混合する第１再スラリー化槽；前記第１再スラリー化槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を第２反溶剤から分離する第１遠心分離器；前記第１遠心分離器と流体連通しており、前記第１遠心分離器からの第２反溶剤を受け取る第１遠心分離器流出液槽；前記第１遠心分離器と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を第３反溶剤と混合する第２再スラリー化槽；前記第２再スラリー化槽と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分を第３反溶剤から分離する第２遠心分離器；前記第２遠心分離器と流体連通しており、前記ポリ（アリーレンエーテル）固形分から揮発分を除去する乾燥機；前記ポンプと前記第１沈殿槽との間に介在する粒度分布測定ユニット；そして前記粒度分布測定ユニット及び混合ポンプと作動連通しており、前記粒度分布に応じて反溶剤組成を調節するフィードバックループを含む。
【実施例】
【００５５】
本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
【００５６】
実施例１〜９
図２に示したのと同様の装置を用いて、ポリ（アリーレンエーテル）製造プロセスを連続的に実施して、固有粘度がクロロホルム中２５℃で測定して約０．３０ｄｌ／ｇであるポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を生成した。装置は、トルエン中でので２，６−ジメチルフェノールの酸化重合によりポリ（アリーレンエーテル）溶液を生成する反応器、ポリ（アリーレンエーテル）溶液を反溶剤と混合する高剪断混合ポンプ、Ｌａｓｅｎｔｅｃ社から登録商標ＦＢＲＭ  Ｍ６００Ｐとして入手できるレーザー後方散乱粒度分布測定ユニット、第１、第２及び第３沈殿槽、濾過ユニットとしての回転真空フィルター、濾液槽、第１再スラリー化槽、第１遠心分離器、第１遠心分離器流出液槽、第２再スラリー化槽、第２遠心分離器、乾燥セクション、デカンター、溶剤回収ユニット、蒸留カラム及び反溶剤回収槽を含む。粒度分布測定計器の位置及びプロセスの流れは、最初にポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤とを混合してから約１５秒後にポリ（アリーレンエーテル）分散液を分析するように、設定した。
【００５７】
以下の反溶剤組成パラメータを表１に示すように変え、最初にポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤とを混合してから約１５秒後に測定した平均粒度へのこれらのパラメータの影響を調べた。反溶剤はトルエン、メタノール及び水からなり、メタノール濃度は重量％表示で単純に１００−［Ｈ２Ｏ］−［トルエン］である。生データを表１に示す。線形回帰による解析からつぎの回帰方程式が得られた。
ＰＳ＝（−７１９．６±９１．４）＋（７０．０±１２．７）［Ｈ２Ｏ］＋（３６．０±５．２）［トルエン］
ここで、ＰＳはμｍ表示の平均粒度であり、［Ｈ２Ｏ］は重量％表示の反溶剤中の水濃度であり、［トルエン］は重量％表示の反溶剤中のトルエン濃度である。
【００５８】
これらの実施例から、ポリ（アリーレンエーテル）分散液の形成直後に測定した粒度と反溶剤組成との間には格別の統計的相関が存在することが分かる。また、トルエン濃度の１％上昇が平均粒度の３６μｍ増加をもたらし、水濃度の１％上昇が平均粒度の７０μｍ増加をもたらすといったように、粒度が反溶剤組成に極めて敏感であることも分かる。
【００５９】
【表１】
2005539109.tif 000004
【００６０】
実施例１０〜１７
実施例１〜９に記載したのと同様のプロセスを用いて、固有粘度が０．４０ｄｌ／ｇであるポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を生成した。生成速度、反溶剤の水及びメタノール組成を様々に変えて、分散液形成後１５秒で測定した平均粒度が約６５〜約１０５μｍの範囲にある８つのサンプルを生成した。対応する最終生成物（即ち濾過及び乾燥後に得られるポリ（アリーレンエーテル）粉末）を分析し、嵩密度と微粒含量を求め、そして線形回帰を通して最終生成物特性と粒度との関係を調べた。結果を表２並びに図３及び図４に示す。図３に示した嵩密度に関する結果から、粒度の増加と嵩密度の増加との間に強い相関があることが分かる。図４に示した微粒含量（即ち２８μｍ未満の粒子の重量％）に関する結果から、驚くべきことには、粒度の増加と微粒の重量割合の増加との間に強い相関があることが分かる。この実施例から、最終生成物特性が沈殿の早期段階で測定した平均粒度に相関していることが分かる。実施例１の結果と合わせると、この実施例から、沈殿パラメータの変更により最終生成物特性を予測可能な仕方で制御できることが分かる。
【００６１】
【表２】
2005539109.tif 000005
【００６２】
実施例１８〜２２
実施例１〜９のプロセスを行い、粒度分布をプロセス中の３つの位置で測定した。第１の位置は混合ポンプ４０の下流約１５秒であった。第２の位置は第３沈殿槽１００の出口であった。第３の位置は第２再スラリー化槽１６０の出口であった。結果を表３にまとめ、図５にプロットしたが、粒度の変化が時間経過につれて、ポリ（アリーレンエーテル）固形分が初期分散液中に形成されるとき（即ち混合ポンプ４０の直後）、第３沈殿槽１００内で、そして第２再スラリー化槽１６０内で生じることが分かる。この実験から、驚くべきことには、混合ポンプ４０の後で検出される粒度が大きければ大きいほど、第２再スラリー化槽１６０内の粒度が小さくなることが分かる。
【００６３】
【表３】
2005539109.tif 000006
【００６４】
実施例２３
この実施例は粒度を自動的に制御する１つの方法を具体的に説明する。図２に示したのと同様の装置を用いて、混合ポンプ４０の出口での粒度測定値に応じてメタノール補充反溶剤槽２３０からの流れ及び混合ポンプ４０を調節することにより、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）の粒度を自動的に約１１０〜１２５μｍの範囲に維持した。装置の正常機能のせいでリサイクルメタノール流（回収反溶剤６００）の水含量が増加した場合、追加のメタノール流を最大３倍まで増加して所望の粒度を維持した。データを表４にまとめ、図６に示した。だま形成も閉塞も起こらなかった。
【００６５】
【表４】
2005539109.tif 000007
【００６６】
【表５】
2005539109.tif 000008
【００６７】
実施例２４
この実施例では、ある停止期間後に、固有粘度が０．４０ｄｌ／ｇであるポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を生成するプロセスを開始した。目標粒度は６０〜７０μｍであった。始動時に、粒度が小さすぎると分かったので、反溶剤（メタノール、トルエン及び水のメタノールリッチな混合液）対ポリ（フェニレンエーテル）溶液（ポリ（フェニレンエーテル）をトルエンに溶解）の容量比を５から４．５に下げた。この操作により、高剪断沈殿ポンプ中のメタノール濃度がすぐに下がり、所望の増大した粒度となった。データを表５にまとめ、図７に示した。
【００６８】
【表６】
2005539109.tif 000009
【００６９】
実施例２５
同一の装置を用いて、組成及び／又は固有粘度の異なる種々のグレードのポリ（フェニレンエーテル）を生成した。この実施例は、固有粘度０．５７ｄｌ／ｇのポリ（フェニレンエーテル）の生成から固有粘度０．４０ｄｌ／ｇのポリ（フェニレンエーテル）の生成に切り換える際に粒度が自動的に制御されることを具体的に説明する。０．５７ｄｌ／ｇの材料は、混合ポンプ４０の出口で測定して１５０〜１６０μｍの所望の粒度を有し、一方０．４０ｄｌ／ｇの材料は８０〜９０μｍの所望の粒度を有する。このグレード変更は、固形分含量（そして高剪断沈殿ポンプへのトルエンの量）及び所望の粒度両方が同時に変化するので、制御が特に困難である。しかし、混合ポンプの出口での粒度分析と混合ポンプへの補充メタノール供給の自動調節とを用いることで、表６及び図８に示すように、滑らかなグレード移行を図ることが可能であった。
【００７０】
【表７】
2005539109.tif 000010
【００７１】
【表８】
2005539109.tif 000011
【００７２】
実施例２６
固有粘度０．４５ｄｌ／ｇのグレード（所望の粒度７０〜８０μｍ）から固有粘度０．４１ｄｌ／ｇのグレード（所望の粒度７５〜８５μｍ）への切換を行った。混合ポンプの出口での粒度測定値に応じて補充反溶剤槽２３０からの余分なメタノールを制御することで、メタノール対ＰＰＥトルエン溶液の容量比を調節することにより、粒度を維持した。表７及び図９に示したデータにおいて、グレード変更はちょうど４０分で行った。目標粒度の８０μｍには１５０分後に到達した。
【００７３】
【表９】
2005539109.tif 000012
【００７４】
【表１０】
2005539109.tif 000013
【００７５】
実施例２７
この実施例では、０．４５ｄｌ／ｇから０．４１ｄｌ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）へのグレード変更中に粒度平衡にすぐに近づくことを具体的に説明する。メタノール対ＰＰＥトルエン溶液の容量比及び供給ポンプへの余分なメタノールの流れを、両方とも混合ポンプの出口での粒度に応じて調節することにより、粒度を自動的に制御した。表８及び図１０に示すデータにおいて、グレード変更はちょうど４０分で行った。目標粒度の８０μｍには７０分後に到達した。
【００７６】
【表１１】
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【００７７】
【表１２】
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【００７８】
実施例２７と２８は一緒に、沈殿条件をすばやく調節するのにリアルタイムのインライン粒度測定を用いる例を具体的に説明する。これらの実施例からは、ＰＰＴ比や高剪断沈殿ポンプへの余分なメタノール供給などのいくつかの因子が粒度にすばやく影響し、一方反溶剤対ポリ（アリーレンエーテル）溶液比のような他の因子はその影響がもっとゆっくりであることも分かる。
【００７９】
実施例２８
実施例１〜９に記載したのと同様のプロセスを用いて、固有粘度０．４５ｄｌ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル−コ−２，３，６−ジメチルー１，４−フェニレンエーテル）を生成した。メタノール８０％、トルエン１６．５％及び水３．５％の初期反溶剤組成を用いて、ポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤との高剪断混合後約１５秒で約６０μｍの平均粒度が測定され（図１１参照、時間約２３分〜３３分）、濾過問題が認められた。図１１の４０分に対応する時間で、水濃度を５．１％に増加し、トルエン濃度を１７．５％に増加し、それに応じてメタノール濃度を下げることにより、反溶剤組成を調節した。すると平均粒度が約９０μｍで安定化し（図１１参照、時間約４１〜４５分）、濾過問題はなくなった。この実施例から、本発明の方法が沈殿条件を迅速に最適化するのに有用であることが分かる。同じくこの実施例から、ポリ（アリーレンエーテル）溶液と反溶剤との混合直後に測定した所望の平均粒度が、ポリ（アリーレンエーテル）モノマー組成及び固有粘度の関数として変化することも分かる。
【００８０】
実施例２９
固有粘度０．４１ｄｌ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）の製造中に、最終生成物クーラー（乾燥後の生成物を約１８０〜１９０℃から約５０〜５０℃に冷却する）の冷却効率を向上させる必要があった。このクーラーの熱交換特性がＰＰＯ粒子が小さいほど良好になることが確認された。したがって、上述した技法を用いて混合ポンプの出口での粒度を増大すれば、それは乾燥段階及び乾燥後の段階での粒度の減少につながる。それ以外は同じ生成条件下で、下流の粒度の変化はより効率よい乾燥後冷却を可能にし、このことはクーラー出口温度の１０℃の低下として現れた。
【００８１】
【表１３】
2005539109.tif 000016
【００８２】
以上本発明を好適な実施形態について説明したが、当業者であれば、本発明の要旨から逸脱することなく種々の変更を行ったり、構成要素を均等物と置き換えたりできることが理解できるであろう。さらに、本発明の要旨から逸脱することなく、特定の状況や材料を本発明の教示に適合させるべく種々の改変が可能である。したがって、本発明は発明を実施するための最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されず、本発明は特許請求の範囲にはいるすべての実施形態を包含する。
【００８３】
引用した特許、特許出願、その他の文献はすべてその全文を先行技術としてここに援用する。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】粒度分布測定ユニット５０が沈殿槽と濾過ユニット１１０との間に介在する、ポリ（アリーレンエーテル）製造プラントの簡略化したブロック図である。
【図２】粒度分布測定ユニット５０が混合ポンプ４０と第１沈殿槽８０との間に介在する、ポリ（アリーレンエーテル）製造プラントの簡略化したブロック図である。
【図３】ポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０と反溶剤との混合後１５秒以内に測定した粒度と嵩密度との関係を示すグラフである。
【図４】ポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０と反溶剤との混合後１５秒以内に測定した粒度と単離した最終樹脂の微粒含量との関係を示すグラフである。
【図５】初期粒度（即ち混合ポンプ４０後の粒度）が約６０μｍ（１〜３）、８０μｍ（４）及び１０５μｍ（５）である場合の、粒度を装置内の位置（混合ポンプ４０の後、第３沈殿槽１００の後及び第２再スラリー化槽１６０の後）の関数として示す棒グラフである。
【図６】リサイクルメタノールの水含量の変化に応じて混合ポンプ４０で補充メタノールを使用して粒度を制御する方法を示す粒度対時間のグラフである。
【図７】反溶剤対ポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０の比を変えて粒度を増加する方法を示す粒度対時間のグラフである。
【図８】固有粘度の高いポリ（アリーレンエーテル）から固有粘度の低いポリ（アリーレンエーテル）への製造の切り換え時に、混合ポンプ４０で補充メタノールを使用して粒度を制御する方法を示す粒度対時間のグラフである。
【図９】固有粘度の高いポリ（アリーレンエーテル）から固有粘度の低いポリ（アリーレンエーテル）への製造の切り換え時に、反溶剤対ポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０の比を変更して粒度を制御する方法を示す粒度対時間のグラフである。
【図１０】固有粘度の高いポリ（アリーレンエーテル）から固有粘度の低いポリ（アリーレンエーテル）への製造の切り換え時に、反溶剤対ポリ（アリーレンエーテル）溶液５１０の比を変更するとともに、混合ポンプ４０での補充メタノールの量を変更して粒度を制御する方法を示す粒度対時間のグラフである。
【図１１】ポリ（アリーレンエーテル）コポリマー生成の始動時に反溶剤の水含量を変更して粒度を増大する方法を示す粒度対時間のグラフである。
【符号の説明】
【００８５】
２０  反応器
３０  濃縮ユニット
４０  混合ポンプ
５０  粒度分布測定ユニット
６０  フィードバックループ
８０  第１沈殿槽
９０  第２沈殿槽
１００  第３沈殿槽
１１０  濾過ユニット
１２０  濾液槽
１３０  第１再スラリー化槽
１４０  第１遠心分離器
１６０  第２再スラリー化槽
１７０  第２遠心分離器
１８０  乾燥機
【図１】
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【図２】
2005539109.tif 000019
【図３】
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【図４】
2005539109.tif 000021
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005539109.tif 000024
【図８】
2005539109.tif 000025
【図９】
2005539109.tif 000026
【図１０】
2005539109.tif 000027
【図１１】
2005539109.tif 000028
【国際調査報告】
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