[发明专利]聚乳酸的制造装置及其方法

说明书

本申请是申请人于2009年5月25日提交的申请号为200910141735.5、发明名称为“聚乳酸的制造装置及其方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及从聚乳酸除去未反应单体及未反应丙交酯(乳酸的二聚物)的除去方法及其装置。

背景技术

在聚乳酸的未反应物除去中，伴随工厂的大型化，通过以往的真空泵单体难以确保除去所必须的真空度。

另外，在真空抽吸时，存在有时乳酸单体或丙交酯等缩合物飞向排气处理装置，导致发生闭塞或腐蚀的问题。

作为利用开环聚合反应合成的聚合物之一的聚乳酸是将作为羟基羧酸之一的乳酸作为原料来制作的无色透明的聚酯。由乳酸合成聚乳酸的方法之一有缩合乳酸而生成低聚物，向其中添加乳化锑等催化剂而解聚，由此生成作为环状缩合物的丙交酯(乳酸的二聚物)，向丙交酯中添加辛酸锡等催化剂，进行开环聚合后，除去未反应的丙交酯或单体的方法。在该方法中，在低聚物生成、解聚、单体除去的各工序中，利用真空排气来减压，除去未反应的单体或丙交酯。此时，若真空度不充分，则不能充分地除去未反应的单体或丙交酯，有时制品的品味降低。同样的情况还适用于将作为羟基乙酸的环状二聚物的乙交酯开环聚合而合成的聚羟基乙酸中。

为了除去单体除去工序中的未反应的单体或丙交酯，需要利用真空排气的除去装置。作为这样的除去装置及方法，知道有专利文献1。

在专利文献1中，记载了关于作为缩聚系聚合物之一的聚对苯二甲酸丁二醇酯，作为副产物的四氢呋喃的除去方法。其中涉及了排气处理装置。根据本方式可知，使用具备两组以上喷射器、冷凝器、和热水井罐的缩聚反应槽，利用作为原料之一的1，4-丁二醇成分为主的蒸汽驱动喷射器，利用与喷射器下游部连接的冷凝器冷凝从喷射器排出的以1，4-丁二醇成分为主的蒸汽，将缩聚反应槽形成为减压状态，进行缩聚反应。

【专利文献1】日本特许第3812564号公报

【专利文献2】日本特开2004-10791号公报

然而，专利文献1中记载的排气处理装置是限定于聚对苯二甲酸丁二醇酯的装置，若将驱动喷射器的物质替换为作为聚乳酸的原料的乳酸而运行，则冷凝器内的乳酸浓度上升，在冷凝器内部产生聚合反应，发生排气处理装置的闭塞或伴随此的真空度的不足，由此导致聚合反应不进展，有时由于聚合度的不足而导致制品的品味降低。

发明内容

本发明的目的在于为了解决上述问题，提供具有如下特征的聚乳酸的制造装置及其方法，即：在装置的第一区段配置使以乳酸成分为主的液体循环的主冷凝器和主热水井罐，在第二区段以后配置使以水为主成分的液体循环的冷凝器和热水井罐，以及利用水蒸气驱动的喷射器，由此抑制冷凝器内的乳酸浓度，抑制聚合引起的闭塞，并且，利用真空泵单体得到充分的真空度。

另外，本发明的另一目的在于通过使以水为主成分的液体循环到第二区段以后的冷凝器，将喷射器设为水蒸气驱动，从而减少装置整体中的耐腐蚀性原材料的使用率，降低制造成本。

为了实现上述目的，本发明具有如下所述的特征的装置，即：将排气处理装置形成为将喷射器、冷凝器、热水井罐的组合为多区段的结构，在第一区段设置使以乳酸成分为主的液体循环的主冷凝器和与该冷凝器连接的主热水井罐，在第二区段以后设置至少一区段以上利用水蒸气驱动的喷射器、在该喷射器下游部设置的使以水为主成分的液体循环的冷凝器、和与该冷凝器连接的热水井罐的组合，并且，将由第一区段的冷凝器回收的乳酸向原料系反馈。

另外，本发明的特征在于，在所述热水井罐之间从后区段朝向前区段输送喷射器驱动溶液，抑制前区段的乳酸浓度，由此确保充分的真空度，同时，抑制闭塞或腐蚀。

根据本发明可知，能够实现在PLA(聚乳酸)等开环聚合系聚合物中，能够抑制作为原料的乳酸的聚合引起的闭塞或腐蚀，同时，在大型的工厂中也能够保持充分的真空度的排气处理装置。

附图说明

图1是表示与本发明的聚乳酸的制造装置及其方法有关的一实施例的整体结构的图。

图2是放大而表示在本发明的聚乳酸的制造装置及其方法中使用的排气处理装置的图。