JP6206474B2 - ラクチドの回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリ乳酸を解重合することにより生成するラクチドを回収する方法に関するものである。

近年におけるプラスチック使用量の増大に伴うプラスチック廃棄物の異常な増大を解決する手段として、バクテリヤや真菌類が体外に放出する酵素の作用で崩壊する生分解性プラスチックが注目されている。このような生分解性プラスチックの中でも、工業的に量産されて入手が容易であり、環境にも優しい脂肪族ポリエステルとして、ポリ乳酸が注目され、広範囲の分野での使用が種々提案されている。

ポリ乳酸（ＰＬＡ）は、トウモロコシなどの穀物でんぷんを原料とする樹脂であり、でんぷんの乳酸発酵物、Ｌ−乳酸をモノマーとする直接重縮合の重合体や、そのダイマーであるラクチドの開環重合により製造される重合体である。この重合体は、自然界に存在する微生物により、水と炭酸ガスに分解され、生物的な完全リサイクルシステム型の樹脂としても着目されている。

最近では、ポリ乳酸のリサイクルシステムとして、ポリ乳酸を分解して再利用し得るケミカルリサイクル法が最も注目を浴びている。この方法は、ポリ乳酸を解重合触媒の存在下で加熱することにより解重合を行い、得られるラクチドを再度開環重合に供してポリ乳酸として再利用するというものである。

このようなケミカルリサイクルに適用されるポリ乳酸からのラクチド回収装置は、例えば特許文献１及び２で提案されている。これら特許文献で提案されている装置では、ポリ乳酸と解重合触媒及びキャリヤ樹脂が、二軸押出機中に投入されて溶融混練され、溶融混練物は、二軸押出機中のスクリューによりベント室（ベントゾーン）に搬送され、このベント室でポリ乳酸の解重合により生成したラクチドがガス化して他の成分と分離して回収される。即ち、ポリ乳酸の解重合により生成する低分子量のラクチドは、標準大気圧下の沸点が２５５℃と高いため、減圧下に保持されたベント室にポリ乳酸と解重合触媒とを含む溶融混練物を供給することにより、生成するラクチドをガス化して回収するというものである。

このような回収装置で実施されるラクチドの回収方法は、実験室レベルでの実施には問題は無いのであるが、大量のポリ乳酸が投入される工業的実施には、解決すべき問題が残されている。例えば、押出機中では、キャリヤ樹脂が溶融圧縮されながら移動しており、このキャリヤ樹脂によって溶融粘度の小さなポリ乳酸の溶融物や解重合触媒が搬送されるのであるが、溶融圧縮されたキャリヤ樹脂が減圧されているベント室に導入されたとき、圧力開放によって膨張、及び解重合ラクチドの膨張により、キャリヤ樹脂が樹脂塊となってスクリュー搬送路から浮いてしまうという現象を生じることが本発明者等による研究により判っている。このような樹脂塊が大きく成長すると、キャリヤ樹脂表面全面を覆いガス状ラクチドが揮発しなくなったり、ポリ乳酸の解重合により生成しガス化したラクチドの流路を塞いでしまい、ラクチドの回収効率が大幅に低下してしまったり、さらには、樹脂塊が飛散してベント室から捕集されたラクチドに混ざってしまうという重大な問題が生じることもある。
上記のようなキャリヤ樹脂の樹脂塊によりガス状ラクチドが揮発しにくい状態、あるいは揮発しなくなった状態を、一般に「ベントアップ」と呼んでいる。

また、ベントアップの原因としては、ラクチドの還流も考えられる。
即ち、減圧下に保持されているベント室の壁部（特にスクリュー搬送路を形成しているシリンダー壁）はヒーターにより加熱され、これにより、解重合により生成したラクチドがガス化し、キャリヤ樹脂や触媒と分離して捕集されるのであるが、ガス化したラクチドが、温度の低い覗き窓（天窓）や上部内壁面に接触して結露し、液滴となって、再びスクリュー搬送路に戻ってしまうことがある。このような還流が著しく生じると、スクリューやシリンダー壁表面が液状物質で被覆されてしまい、この結果、キャリヤ樹脂（溶融樹脂）がスリップして前走しなくなり、樹脂塊が成長する原因となり、ベントアップの原因となってしまう。
さらに、還流現象は、気化と液化とを繰り返す行程となるため、目的とするラクチドのラセミ化を進行させることとなる。例えば、Ｌ−ラクチドからｍｅｓｏ−ラクチドへの光学異性転移、及びｍｅｓｏ−ラクチドからＤ−ラクチドへの光学異性転移が生じ、得られるＬ−ラクチドの純度（光学的純度）が低下してしまうこともある。

特開２０１０−１２６４９０号公報 特許第５０５１７２９号公報

従って、本発明の目的は、ポリ乳酸の解重合により生成するラクチドを、樹脂塊を有効に回避し、ベントアップを発生することなく、有効に回収することが可能なラクチドの回収方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、高純度（光学的純度）のＬ−ラクチドを回収することが可能なラクチドの回収方法を提供することにある。

本発明によれば、スクリュー搬送路が延びているベント室を使用し、該スクリュー搬送路を利用してポリ乳酸と解重合触媒とキャリヤ樹脂とを含む溶融樹脂混合物を、減圧下に保持された前記ベント室内に導入し、該溶融樹脂混合物中に含まれるラクチドをガス化し、ガス状ラクチドを該ベント室から捕集するラクチドの回収方法において、
前記ベント室内のスクリュー搬送路上に、前記ラクチドのガス化と共に生成する樹脂塊を前記スクリュー搬送路に戻すための戻し部材を設けたことを特徴とするラクチドの回収方法が提供される。

本発明のラクチドの回収方法においては、
（１）前記戻し部材が、前記スクリュー搬送路を延びている搬送スクリューと係合して設けられている落とし込み用スクリューであること、
（２）前記ベント室には、前記ガス状ラクチドを捕集するための捕集装置が連結されていること、
（３）前記ベント室の上部壁には、該上部壁に沿って流れ落ちる還流液を受ける槽が前記スクリュー搬送路とは区画して設けられていること、
（４）前記ベント室の上部壁には、傾斜覗き窓が設けられていること、
が好適である。

本発明のラクチドの回収方法では、ベント室内のスクリュー搬送路上に、ラクチドのガス化と共に生成した樹脂塊が、該スクリュー搬送路に戻すための戻し部材（例えば該スクリュー搬送路を延びている搬送用スクリューに係合している落とし込みスクリュー）によって、スクリュー搬送路中に戻されて搬送される。このため、このような樹脂塊が成長して大きくなることがなく、かかる樹脂塊によるベントアップ、即ち、ベント室での閉塞や樹脂塊の捕集ラクチドへの混入等の問題を有効に防止することができる。

また、本発明の回収方法では、ラクチドの還流により生じる不都合を有効に抑制する手段を採用することもできる。
具体的には、ベント室から流れ落ちる還流液を受ける槽を、仕切り壁等により、前記スクリュー搬送路と区画して設けることにより、この還流液がスクリュー搬送路に滴下することを防止することができる。例えば、前記スクリュー搬送路を観察するための傾斜覗き窓（天窓に相当）を設けたとき、結露などにより液化したラクチドが該覗き窓上に生成した場合においても、この覗き窓に沿って流れ落ちる還流液はスクリュー搬送路に流れ落ちることがなく、これにより、スクリュー搬送路を延びているスクリューや該スクリューを収容しているシリンダー壁の表面が液状物質で覆われることが有効に回避され、キャリヤ樹脂のスリップなどによる樹脂塊の発生を防止でき、従って、ベントアップをより確実に回避できる。しかも、気化と液化の繰り返しを有効に抑制できるため、ポリ乳酸の解重合により生成するラクチドのラセミ化を有効に防止でき、ラセミ化によるラクチドの純度（光学的純度）低下も効果的に回避することができる。

このように、本発明の回収方法によれば、ベントアップの問題を有効に回避でき、安定した連続運転による効率よくガス化したラクチドを安定的に回収することができ、回収率も向上し、さらには高純度（光学的純度）のラクチドを得ることができる。

本発明の回収方法を好適に実施するために使用される回収装置の概略構造を示す図。 図１の回収装置におけるベント室の断面構造を示す図。 図２に示されているベント室に設けられる戻し部材の他の態様を示す概略図。 図２に示されているベント室に設けられる戻し部材のさらに他の態様を示す概略図。 図２のベント室に設けられている受け槽の他の構造を示す概略図。

本発明のラクチド回収方法を実施するために使用される回収装置は、大まかに言って、押出機（溶融混練装置）１、押出機１に連なるベント室３、及びベント室３に連なる捕集装置５から構成されており、通常、捕集装置５側に設けられている真空ポンプ７により、ベント室３が所定の減圧度に保持されるようになっている。

本発明では、このような回収装置を使用し、ポリ乳酸、解重合触媒及びキャリヤ樹脂を、押出機１のホッパーに投入し、押出機１のシリンダー内で溶融混練し、溶融混練物をベント室３に供給し、このベント室３において、ポリ乳酸の解重合により生成したラクチドをガス化し、ガス化したラクチドは、ベント室３に連なる捕集装置５に導入され、液化して回収されることとなる。

ラクチド回収のために使用されるポリ乳酸としては、市場回収品（Ｐｏｓｔ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ）や樹脂加工メーカー工場から排出される産業廃棄物、或いはポリ乳酸樹脂の製造工程で発生するスペックアウト樹脂などが使用される。さらに、Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）とＤ−乳酸（ＰＤＬＡ）とを混合したステレオコンプレックスタイプでもよいし、分子鎖中のＬ−乳酸単位とＤ−乳酸単位とが混在するメソタイプのものであっても差し支えない。勿論、バージンのポリ乳酸であっても問題はない。
また、用いるポリ乳酸は、少量の共重合単位が組みこまれているもの、例えば、５０モル％以上が乳酸単位であることを条件として、ラクチドと共重合可能なラクトン類、環状エーテル類、環状アミド類、各種アルコール類、カルボン酸類などに由来する単位を含んでいてもよい。

ポリ乳酸の解重合触媒としては、ＭｇＯが代表的であり、最も好適に使用されるが、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のアルカリ土類金属酸化物なども使用し得る。更に、重合触媒に使用されるＴｉｎ（ＩＩ）２−ｅｔｈｙｌ ｈｅｘａｎｏａｔｅや難燃剤である水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）３も好適に使用することができる。かかる解重合触媒は、ポリ乳酸の解重合温度を低下させるものであり、解重合触媒の使用により、ポリ乳酸の熱分解が促進され、ポリ乳酸の低分子量化が進行し、例えば押出機１のホッパー投入時に約２０万の分子量を有していたポリ乳酸が、分子量が１４４のラクチドまで分解する。また、ＭｇＯなどは、熱反応時のラセミ化現象を抑制する効果もある。

上記のポリ乳酸の解重合触媒は、通常、ポリ乳酸１００質量部当り、０．１〜５質量部の量で使用される。

キャリヤ樹脂は、ポリ乳酸の溶融物をスクリュー搬送するために使用されるものであると同時に、シール材としての機能も有している。

即ち、ラクチドを含んだポリ乳酸は、その分子量によっても異なるが、概して溶融粘度が通常のポリマーに比してかなり低いため、スクリューによるポリ乳酸溶融物の搬送を効率よく行うことが困難である。スクリューが空回りに近い状態となってしまうからである。このため、キャリヤ樹脂を併用することにより、押出機中でのポリ乳酸溶融物の粘性を高め、効率よく、ポリ乳酸の溶融物をスクリュー搬送することができる。
また、キャリヤ樹脂は、ポリ乳酸に比して溶融粘度が高いことから、これをある程度以上の量で使用してポリ乳酸と溶融混合することにより、押出機のシリンダー内面とスクリューとの間の空隙を溶融混合物が充満した状態を維持しながら、該溶融混合物をスクリュー搬送することができる。即ち、キャリヤ樹脂の使用により、シリンダー内面とスクリューとの間の空隙が常にシールされている状態を保持することが可能となり、これにより、ベント室３の減圧を効果的に行うことができる。
また、溶融粘度が低いキャリヤ樹脂の場合においても、ＰＬＡの解重合温度より高い熱分解温度を有する樹脂（ＰＥＴ・ＰＣ・ＰＳなど）であれば、それ自体が熱分解することがないため、ポリ乳酸、及び、その解重合物をスクリュー搬送（前走）させることができ、適用することが可能である。

このようなキャリヤ樹脂としては、ポリ乳酸の解重合に悪影響を与えず、且つポリ乳酸の解重合により生成するラクチドに対して反応性を示さない限りにおいて、種々の熱可塑性樹脂を使用することができるが、一般的には、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）などが好適に使用されるが、なかでも溶融粘度の高いＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＰがより好適に使用される。またこれらの樹脂は、上述した機能を発揮するに十分な分子量を有するものが使用される。

本発明において、上記のキャリヤ樹脂は、装置の仕様等にもよるが、一般に、ポリ乳酸１００質量部当り２０〜１００００質量部程度、より好適には４０〜６００質量部程度の量で使用される。この範囲を下回ると溶融樹脂が前走しにくくなり、この範囲を上回るとラクチド回収効率が落ちる虞がある。

上述したポリ乳酸、解重合触媒及びキャリヤ樹脂は、その所定量が押出機１のホッパーから投入され、この押出機１のシリンダー内で溶融混合されることとなる。
即ち、押出機１のシリンダーを覆うように設けられているヒーターによりシリンダー内部が加熱され、シリンダー内部を走行しているスクリューにより、撹拌及び搬送されながら、溶融混合が行われることとなる。押出機１としては、通常、２本以上のスクリューを備えた２軸押出機が使用され、シリンダー内部を２５０℃〜３５０℃に加熱して溶融混合が行われ、この溶融混合に伴い、ポリ乳酸の解重合が始まり、ポリ乳酸の低分子量化が進行していくこととなる。

上記の溶融混合によりポリ乳酸の低分子量化が進行していき、ポリ乳酸の基本単位を形成しているラクチド（乳酸２量体）が得られるが、このラクチドの標準大気圧下での沸点は２５５℃であるため、このままでは、これをガス化して捕集することができない。即ち、ラクチドが液状のままでは、キャリヤ樹脂の溶融物等と分離して捕集することができないため、この溶融混練物は、減圧状態に保持されたベント室３内に導入され、ラクチドのガス化を行うことが必要となる。

図２を図１と併せて参照して、ベント室３は、底部にスクリュー搬送路１１を備えており、このスクリュー搬送路１１から上方に立ち上がっている側壁１３の上部には、捕集装置５に連なる捕集管１５が連結されている。
また、このベント室３の天井壁１７は、傾斜構造を有しており、この傾斜した部分に覗き窓１９が取り付けられており、この覗き窓１９からベント室３の内部、特にスクリュー搬送路１１の状態を常時観察できるようになっている。
さらに、上記の覗き窓１９の下方端部は、スクリュー搬送路１１から上方に立ち上がっている側壁１３の外側部分にまで延びており、その下側には、還流液の受け槽２１が設けられている。即ち、この受け槽２１は、上記の側壁１３によってスクリュー搬送路１１とは区画されており、還流液がスクリュー搬送路１１に混ざらないようになっている。

このような構造のベント室３において、スクリュー搬送路１１は、同方向に回転する一対の搬送スクリュー２３ａ，２３ｂと、一方の搬送スクリュー２３ａの上部に配置された落とし込みスクリュー２５と、搬送スクリュー２３ａ，２３ｂを収容しているシリンダー壁（バレル）２７とから構成されている。

上記のシリンダー壁２７は、押出機１のシリンダー壁が延長して伸びているものであり、同様に、搬送スクリュー２３ａ，２３ｂは、押出機１のスクリューが延長しているものであり、前述した溶融混合物は、押出機１から図２の紙面手前に搬送され、ベント室３内に導入されるようになっている。
また、落とし込みスクリュー２５は、ベント室３内に選択的に設けられているものであり、搬送スクリュー２３ａと係合しており且つ搬送スクリュー２３ａとは逆方向（ニップ位置では同方向）に回転するように設けられている。

即ち、ベント室３は、真空ポンプ７の作動により、０．１〜８ｋＰａＡ程度に減圧される。また、シリンダー壁２７に取り付けられているヒーター（図示せず）によって、スクリュー搬送路１１内は、押出機１内のシリンダー部分と同様、２５０℃〜３５０℃程度に加熱されている。これにより、スクリュー搬送路１１内を走行している上記の搬送スクリュー２３ａ，２３ｂによってベント室３内に導入された溶融混合物に含まれるポリ乳酸の解重合により生成したラクチドがガス化され、ガス化したラクチドは、上記の捕集管１５から捕集装置５に導入される。

ところで、スクリュー搬送される溶融混合物は、蒸気圧の高いポリ乳酸解重合物を含有し、かつ圧縮されながら減圧されているベント室３内に導入され、このベント室３内で膨張するため、スクリュー２３ａ，２３ｂから樹脂塊３０が浮いてしまうことがある。従って、この回収装置の運転を続けていくと、ベント室３内で、一対の搬送スクリュー２３ａ，２３ｂから浮いてしまった樹脂塊３０を連続して生じてしまう。この樹脂塊３０は、主としてキャリヤ樹脂により形成されたカサブタのようなものであり、この樹脂塊３０が成長して大きくなっていくと、ラクチドガス回収が妨げられるばかりか、飛散した樹脂塊３０が捕集管１５を通って捕集装置５内に入り込んでしまい、捕集管１５全体を閉塞してしまうこともある。

しかるに本発明においては、上記の搬送スクリュー２３ａの上側に、該スクリュー２３ａと係合する落とし込みスクリュー２５が設けられている。この落とし込みスクリュー２５は、図２から理解されるように、搬送スクリュー２３ａとは逆方向に回転するように設けられている。このため、スクリュー搬送路１１から浮いてしまった状態の樹脂塊３０は、この落とし込みスクリュー２５によって再び搬送スクリュー２３ａ上に戻され、他方の搬送スクリュー２３ｂとのニップ位置で粉砕されながら搬送され、スクリュー搬送路１１の端部１１ａ（図１参照）から押し出されて排出される。
このように、落とし込みスクリュー２５は、樹脂塊３０をスクリュー搬送路１１に戻すための戻し部材として機能し、これにより、樹脂塊３０の成長を抑制し、樹脂塊３０の成長による不都合を有効に防止することができる。

尚、上記の落とし込みスクリュー２５は、他方の搬送スクリュー２３ｂ上に設けることもできるし、一対の搬送スクリュー２３ａ，２３ｂの両方に、落とし込みスクリュー２５を設けることも可能である。

また、図３に示されているように、スクリュー羽根の代わりに、楕円形上の羽根２６が複数配列されている回転シャフト１２７を、戻し部材として使用することもできる。即ち、この回転シャフト１２７を、搬送スクリュー２３ａ或いは２３ｂと並走させ、搬送スクリュー２３ａ或いは２３ｂと点接触させることにより、樹脂塊３０をスクリュー搬送路１１に押し込むことができる。この態様では、溶融樹脂との接触面積あるいは接触時間を少なくすることができ、溶融樹脂の搬送阻害が極めて少ないという利点がある。

上述した戻し部材として使用される落とし込むスクリュー２５や回転シャフト１２７の回転は、搬送スクリュー２３ａ・２３ｂと同期する回転であってもよく、同期しない回転であってもよい。

また、スクリュー搬送路１１から浮いてしまった樹脂塊３０をスクリュー搬送路１１に戻すことができる限り、落とし込みスクリュー２５や上記の回転シャフト１２７以外の部材を戻し部材として用いることもできる。例えば、スクリュー２３ａ，２３ｂにより搬送されている溶融混合物からガス化して捕集管１５に流れるラクチドの流路を阻害しないように、搬送スクリュー２３ａ及び／または２３ｂの上方を覆うようにプレート状の戻し部材や点接触の戻し部材を設けることもできる。
例えば、図４のように、エアシリンダー２８により、押し込み用のプレート２９を側壁１３に添って上下動させることにより、樹脂塊３０をスクリュー搬送路１１内に押し込むこともできる。この場合、プレート２９の下端面は、押し込みを効果的に行うために湾曲した面となっていることが好ましく、さらには溶融樹脂の溶着を避けるために、この下端面を、ジルコニアで焼結被膜したり、ＤＬＣ蒸着膜を形成したり、テフロン（登録商標）被膜を形成するなど、平滑性の高い非極性皮膜を形成しておくことが好ましい。

また、上記のような構造のベント室３では、還流液による不都合も有効に防止することができる。
即ち、ポリ乳酸、解重合触媒及びキャリヤ樹脂を含む溶融混合物を、スクリュー搬送路１１により押出機１からベント室３に導入していき、ラクチドのガス化を連続して行っていくと、覗き窓１９の面で結露による液滴３１（即ち、還流液）を生じていく。この液滴３１がスクリュー搬送路１１に滴下していくと、この搬送路１１を走行している搬送スクリュー２３ａ，２３ｂの表面或いはシリンダー壁２７の内表面を覆うように液膜が形成されてしまい、溶融混合物がスリップし易くなり、結果として、前述した樹脂塊３０を生成し易くなってしまう。

しかるに、図２に示されているような構造のベント室３では、覗き窓１９が傾斜して設けられており、結露による液滴３１は、覗き窓１９の面に沿って流れ落ち、側壁１３によってスクリュー搬送路１１とは完全に区画された受け槽２１に収容されることとなる。即ち、液滴３１がスクリュー搬送路１１内に滴下し、樹脂塊３０の発生を促してしまうという不都合を有効に回避することができる。
また、液滴３１のスクリュー搬送路１１への落下は、ラクチドの気化と液化の繰り返しをもたらし、ラクチドのラセミ化を促進させ、得られるラクチドの光学的純度を低下させるが、上記のような構造のベント室３では、このような不都合も有効に回避することができる。

本発明において、上述した覗き窓１９は、図２に示されているように二重窓とし、Ｏリング３３ａ，３３ｂを備えたガスケット３５により、天井壁１７に取り付けられていることが好適である。このような構造により、覗き窓１９の保温性を高め、結露を防止でき、還流液の生成を有効に回避することができる。

また、上述した液滴３１（還流液）を捕集する受け槽２１の底部には、受け槽２１に溜まった還流液３１ａを回収する回収ライン３７が設けられており、その側壁の上部には、ベント室３の真空度を保持し或いは真空をブレイクするための真空ブレイク／復旧ライン３９が設けられている。このような構造により、受け槽２１に溜まった還流液３１ａを回収することができる。

さらに、受け槽２１に溜まった還流液３１ａを真空系を破壊せずに回収するために、図５に示すように、受け槽２１の底部に、捕集ライン４１を介して一時的捕集槽４３を連結し、この一時的捕集槽４３に真空ブレイク／復旧ライン４５及び回収ライン４７を設けることもできる。この構造では、真空ブレイク／復旧ライン４５を閉じた状態で、受け槽２１に溜まった還流液３１ａを捕集ライン４１を通して一時的捕集槽４３に移動させれば、還流液３１ａを受け槽２１から排出する際の真空系の破壊をより確実に防止することができる。勿論、一時的捕集槽４３に捕集された液３１ｂを回収ライン４７により回収する際に、上記の捕集ライン４１を閉じておけば、この時に真空系が破壊されることもない。

本発明において、ベント室３によりガス化されたラクチドは、側壁１３の上部に設けられている捕集管１５を介して捕集装置５に導入されるが、図２に示されているように、この捕集管１５は、上方に傾斜して延びており且つ、真空ブレイク防止弁５０が設けられており、異常時等に、この弁５０を開閉し得るようになっている。

また、この捕集管１５の入り口部分にも、還流液を受けるための受け槽１５ａを設けておくことが望ましい。即ち、捕集管１５内で液化した還流液は、この受け槽１５ａで捕集され、スクリュー搬送路１１内に流れ落ちないような構造としておくことが好適である。尚、この受け槽１５ａにも、真空ブレイク／復旧ライン１５ｂ及び回収ライン１５ｃが設けられる。

上記の捕集管１５が連結している捕集装置５においては、気液分離塔５１、第１の凝縮器５３、第２の凝縮器５５及び深冷トラップ５７を備えており、これにより、ベント室３から捕集されたラクチドのガス化物から気液分離により不純物を除き、高純度のラクチドが回収されるようになっている。即ち、ベント室３から捕集されたラクチドのガス化物には、ラクチド以外に、乳酸のオリゴマー、ポリ乳酸或いはキャリヤ樹脂に配合されていた重合開始剤等に由来する各種の低分子化合物などが含まれているため、これらを除去する必要がある。

具体的には、ガス回収したラクチドを、気液分離塔（整流塔）５１に通し気液分離塔内のデミスターで高分子量オリゴマー成分を除去後、第１の凝縮器（熱交換器）５３に導入し、ラクチドのみ相転換（Ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ）させ液状ラクチドとして回収する。
相転移の適正熱交換温度は真空度に依存し変化するが、一般に、標準大気圧下のラクチド（Ｌ−ラクチド／Ｄ−ラクチド）の沸点と融点がそれぞれ、２５５℃、及び、９２℃〜９４℃であることから、相転移に必要な冷却温度は、０．１ＫＰａＡ〜８ＫＰａＡの真空度範囲で熱交換温度は６０℃〜１４０℃が好ましく、真空度範囲が０．５ＰａＡ〜４ＫＰａＡで熱交換温度は８０℃〜９０℃がより好ましい。
この範囲を下回ると、前述ベント部の真空度が高くなりすぎ溶融樹脂による「ベントアップ」発生の虞があり、この範囲を上回ると、ベント部の真空度が低すぎラクチドの沸点降下が不十分で、ラクチドを回収できない虞がある。
また、ポリ乳酸解重合物（ラクチド）をガス回収するため、捕集装置５内の設備（気液分離塔５１，第１の凝縮器５３、第２の凝縮器５５など）はベント室３よりも高い位置に設置することが好ましい。

このようにしてオリゴマーが除かれたガスは、第１の凝縮器（熱交換器）５３により８０℃程度に冷却され、これにより、目的とするラクチドが液化され、受け器５９に回収される。残ったガスは、第２の凝縮器（熱交換器）５５で５℃程度に冷却され、低沸点の低分子化合物が除去され、最後に、深冷トラップ５７により−５０℃程度まで冷却され、残存化合物も液体として除去されることとなる。

尚、前述した受け槽２１に溜まった還流液３１ａや捕集管１５に設けられている受け槽１５ａの底部に溜まった液などは、そのまま廃棄することもできるし、問題が無ければ、受け器５９で回収された液状ラクチドと合わせて、精製工程に導入することができる。

かかる本発明によれば、ベント室３内で生成する樹脂塊３０に由来するベントアップの問題を有効に回避することができ、装置の安定稼働により、純度の高いラクチドをポリ乳酸から安定して連続回収することができる。

１：押出機
３：ベント室
５：捕集装置
７：真空ポンプ
１１：スクリュー搬送路
１５：捕集管
１９：覗き窓
２１：受け槽
２３ａ，２３ｂ：搬送スクリュー
２５：落とし込みスクリュー（戻し部材）
２７：シリンダー壁
５１：気液分離塔
５３：第１の凝縮器
５５：第２の凝縮器

Claims (5)

1. スクリュー搬送路が延びているベント室を使用し、該スクリュー搬送路を利用してポリ乳酸と解重合触媒とキャリヤ樹脂とを含む溶融樹脂混合物を、減圧下に保持された前記ベント室内に導入し、該溶融樹脂混合物中に含まれるラクチドをガス化し、ガス状ラクチドを該ベント室から捕集するラクチドの回収方法において、
   前記ベント室内のスクリュー搬送路上に、前記ラクチドのガス化と共に生成する樹脂塊を前記スクリュー搬送路に戻すための戻し部材を設けたことを特徴とするラクチドの回収方法。
2. 前記戻し部材が、前記スクリュー搬送路を延びている搬送スクリューと係合して設けられている落とし込み用スクリューである請求項１に記載の方法。
3. 前記ベント室には、前記ガス状ラクチドを捕集するための捕集装置が連結されている請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ベント室の上部壁には、該上部壁に沿って流れ落ちる還流液を受ける槽が前記スクリュー搬送路とは区画して設けられている請求項１〜３の何れかに記載の方法。
5. 前記ベント室の上部壁には、傾斜覗き窓が設けられている請求項４に記載の方法。