本発明において乳酸オリゴマーとは、乳� ��の2量体から分子量5万程度までの乳酸重合� �を含む概念であるが、ラクチドの製造にお� �て解重合装置に投入される乳酸オリゴマー� �分子量は、数平均分子量で、通常150~1万、好 ましくは500~5,000である。

 本発明においてラクチドとは、乳酸2分子 から水2分子を脱水することにより生じる環� �エステルを意味する。乳酸には、L-乳酸、D-� ��酸のいずれも包含される。

 ポリ乳酸は、乳酸を主成分とする重合体� ��意味し、ポリL-乳酸ホモポリマー、ポリD-乳 酸ホモポリマー、ポリL/D-乳酸共重合物、こ� �らのポリ乳酸に他のエステル結合形成性成� �、例えば、ヒドロキシカルボン酸、ラクト� �類、ジカルボン酸とジオールなどを共重合� �た共重合ポリ乳酸およびそれらに副次成分� �して添加物を混合したものを包含する。添� �物の例としては、酸化防止剤、安定剤、紫� �線吸収剤、顔料、着色剤、無機粒子、各種� �ィラー、離型剤、可塑剤、その他類似のも� �が挙げられる。これらの共重合成分および� �加剤の添加率は任意であるが、主成分は乳� �または乳酸由来のもので、共重合成分およ� �添加剤は50重量%以下、特に30%以下とするこ� �が好ましい。

 本発明において、連続的または間欠的に� ��は、当技術分野において通常用いられる意� ��を有し、原料の供給と生成物の排出を行う� ��間帯が少なくとも一部重なる場合や、原料� ��供給を連続的または間欠的に行い、生成物� ��連続的または間欠的に排出する場合を含む� ��のである。

 本発明のラクチドの製造方法は、
a)解重合装置において乳酸オリゴマーを解重� ��反応させてラクチドを合成する工程、
b)解重合装置内の残渣を、解重合装置の反応� ��器よりも単位液量あたりの蒸発面積が大き� ��反応容器で解重合反応に付し、残渣に含ま� ��る乳酸オリゴマーの分子量を低下させる工� ��、および
c)解重合反応により気体として生成したラク� ��ドを凝縮して回収する工程、
を含む。

 本発明のラクチド製造方法は、
 乳酸オリゴマーを解重合反応するための解� ��合装置、
 解重合装置内の残渣を解重合反応に付して� ��渣に含まれる乳酸オリゴマーの分子量を低� ��するための、解重合装置の反応容器よりも� ��位液量あたりの蒸発面積が大きい反応容器� ��有する触媒再生装置、および
 解重合反応により気体として生成したラク� ��ドを凝縮するための蒸留塔
を有する、ラクチド装置により実施できる。

 解重合装置は、少なくとも反応器、乳酸� ��リゴマー供給口、ラクチド排出口および残� ��排出口を有する。また、通常温度計も設置� ��れる。反応器としては特に制限されず、縦� ��反応器、横型反応器またはタンク型反応器� ��用いることができる。攪拌翼としてはパド� ��翼、タービン翼、アンカー翼、ダブルモー� ��ョン翼、ヘリカルリボン翼などを使用する� ��とができる。

 反応器における加熱方法としては、当技� ��分野において通常用いられる方法を使用す� ��ことができ、例えば、反応器外周部に熱媒� ��ジャケットを設置し、反応器壁面を通して� ��熱により反応液を加熱する方法、または攪� ��翼の回転軸内部に熱媒を通して伝熱により� ��熱する方法等があり、これらを単独で使用� ��ても組み合わせて使用してもよい。

 解重合装置には通常減圧装置が設置され� ��おり、通常100Torr以下、好ましくは10Torr以下 の減圧環境下、通常120~250℃、好ましくは120~2 00℃で加熱することにより乳酸オリゴマーの� ��重合反応を実施する。当該解重合反応によ� ��ラクチドが気体として生成する。

 解重合反応においては、必要に応じて、� ��重合反応のための触媒を添加してもよい。� ��媒としては、従来公知のものを使用するこ� ��ができ、例えば、周期律表IA族、IIIA族、IVA� ��、IIB族およびVA族からなる群から選択され� �金属または金属化合物からなる触媒を使用� �きる。

 IA族に属するものとしては、例えば、ア� �カリ金属の水酸化物(例えば、水酸化ナトリ� ��ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等)、 アルカリ金属と弱酸の塩(例えば、乳酸ナト� �ウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、� �クチル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリ� �ム、乳酸カリウム、酢酸カリウム、炭酸カ� �ウム、オクチル酸カリウム等)、アルカリ金� ��のアルコキシド(例えば、ナトリウムメトキ シド、カリウムメトキシド、ナトリウムエト キシド、カリウムエトキシド等)等を挙げる� �とができる。

 IIIA族に属するものとしては、例えば、ア ルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプ ロポキシド、アルミナ、塩化アルミニウム等 を挙げることができる。

 IVA族に属するものとしては、例えば、有� ��スズ系の触媒(例えば、2-エチルヘキサン酸� ��ズ、乳酸スズ、酒石酸スズ、ジカプリル酸� ��ズ、ジステアリン酸スズ、ジオレイン酸ス� ��、α-ナフトエ酸スズ、β-ナフトエ酸スズ、� ��クチル酸スズ等)の他、粉末スズ、酸化スズ 、ハロゲン化スズ等を挙げることができる。

 IIB族に属するものとしては、例えば、亜� ��粉末、ハロゲン化亜鉛、酸化亜鉛、有機亜� ��系化合物を挙げることができる。

 IVB族に属するものとしては、例えば、テ� ��ラプロピルチタネート等のチタン系化合物� ��ジルコニウムイソプロポキシド等のジルコ� ��ウム系化合物等を挙げることができる。

 これらの中でも、オクチル酸スズ等のス� ��系化合物または三酸化アンチモン等のアン� ��モン系化合物を使用するのが好ましい。

 これら触媒の使用量は、乳酸オリゴマー� ��対して0.01~20重量%、好ましくは0.05~15重量%、 より好ましくは0.1~10重量%程度である。

 解重合装置内では、乳酸オリゴマーの解� ��合反応と同時に、逆反応である開環重合反� ��も進行している。そのため、反応が進行す� ��と乳酸オリゴマーの分子量が増大し、反応� ��の粘度が増大する。反応液の粘度が増大す� ��と、反応液に混入されている解重合触媒の� ��散性が悪化し、解重合反応の反応速度が低� ��するため、ラクチドの生成効率が低下する� ��そこで分子量の増大した乳酸オリゴマーを� ��む残渣を排出し、別の反応装置で解重合反� ��に付すことにより乳酸オリゴマーの分子量� ��低下させる。乳酸オリゴマーの分子量を低� ��させるための解重合反応は、前段の解重合� ��置と同様の圧力および温度条件であるが、� ��段の解重合装置の反応容器よりも単位液量� ��たりの蒸発面積が大きい反応容器で実施す� ��。

 解重合装置の反応容器よりも単位液量あ� ��りの蒸発面積(比表面積)が大きい反応容器� �有する反応装置で、残渣を解重合反応に付� �ことにより、残渣から生成したラクチドが� �速に脱揮される。その結果、化学平衡から� �環重合反応の速度が低下し、分子量増大効� �が低下する。そして、残渣に含まれる乳酸� �リゴマーの分子量が低下する。残渣に含ま� �る乳酸オリゴマーの分子量が低下すると粘� �が低下し、触媒活性に対する拡散速度の影� �が小さくなるため触媒活性が向上する。そ� �ため、解重合反応の反応速度が向上する。� �って、残渣に含まれる乳酸オリゴマーの分� �量を低下させる工程に使用する反応装置、� �なわち解重合装置の反応容器よりも単位液� �あたりの蒸発面積(比表面積)が大きい反応容 器を有する反応装置を、触媒再生装置と称す る。

 ここで残渣は、解重合装置における解重� ��反応の結果として反応器に残存する、比較� ��高分子量の乳酸オリゴマーおよび解重合触� ��を含む粘度の高い反応液をさす。より具体� ��には、数平均分子量が通常5000~30000、好まし くは5000~10000の乳酸オリゴマーを含む反応液� �さす。残渣は、乳酸オリゴマーおよび触媒� �加えて、未反応の乳酸、ポリ乳酸、水、ラ� �チド等を含みうる。残渣は、「解重合装置� �投入した乳酸オリゴマーの質量-生成したラ� ��チドの質量=残渣の質量」となるような量で 解重合装置から抜き取り触媒再生装置に送れ ばよい。

 触媒再生装置は、解重合装置より比表面� ��が大きいものであれば何を用いてもよいが� ��少なくとも反応器、残渣供給口、ラクチド� ��出口および残渣排出口を有する。また、通� ��温度計も設置される。反応器としては縦型� ��も横型でもよいが、外力を用いて溶融物で� ��る残渣を薄層化させる手段を有する装置が� ��ましい。外力を用いて溶融物である残渣を� ��層化させる手段は、換言すれば遠心力を与� ��る手段であり、具体的には翼が設置された� ��転子が挙げられる。触媒再生装置の一例と� ��て遠心薄膜蒸発器等が挙げられる。本発明� ��おいて遠心薄膜蒸発器とは、固定された装� ��ケーシング内で翼を回転させて遠心力を与� ��る装置であり、装置内に供給された反応液� ��遠心力により装置ケーシング内部に当てて� ��膜を形成し、装置ケーシング外面からの加� ��により蒸発を促すものである。遠心力は、� ��が設置された回転子が設置された固定され� ��装置ケーシング内において、回転する翼を� ��じて乳酸オリゴマーに与えられる。遠心薄� ��蒸発器は、設備規模を小さくできる、翼と� ��ーシングとの間のギャップ幅および翼の回� ��制御により液膜厚さを制御できる等の長所� ��有する。遠心薄膜蒸発器の概略図を図2に示 す。翼は、通常、回転軸に平行な板状のもの で回転軸から放射状に設置される。上記翼に ねじれを加えスクリュー状にしたものを用い る場合もある。遠心薄膜蒸発器は回転軸が地 面に対して水平なもの、垂直なもの、その中 間の角度のもののいずれでもよい。

 横型の遠心薄膜蒸発装置については装置� ��に触媒を滞留させ、回転子、翼の稼動によ� ��触媒を溶融した乳酸オリゴマーに分散させ� ��ことが可能である。従って、装置の一端か� ��溶融乳酸オリゴマーを連続供給しても、そ� ��がラクチド蒸気の排出量に見合っていれば� ��留量を一定に保てるので、必ずしも他端か� ��連続排出を行う必要はない。溶融乳酸オリ� ��マーの解重合後の残渣蓄積により滞留量が� ��大してきた場合は、断続的に装置内の液を� ��出し、新規に触媒を装置内に添加して運転� ��再開してもよい。

 遠心薄膜蒸発器は、特に以下の利点を備� ��ている。まず、蒸発能力が大きいため、比� ��的高粘度の物質の処理に適している。これ� ��、回転翼によって液が均一な薄膜にされ、� ��つ強力に攪拌されるため高粘度物質でも伝� ��係数が大きく取れるためである。次に、滞� ��時間を短くできるため、熱不安定物質の処� ��に適している。これは、液が薄膜で処理さ� ��、ごく短時間で所定の濃度まで濃縮される� ��めである。そして、真空蒸発に対応可能で� ��り、熱不安定物質や高沸点物質の処理に適� ��ている。これは、液が薄膜で処理されるこ� ��で液ヘッドによる沸点上昇がなく、系内の� ��空度における沸点で蒸発させることができ� ��ためである。また、スケール(付着物)がつ� �ず連続運転が可能である。これは、液が回� �翼により攪拌され、伝熱面が常に新しい液� �更新されるためである。また、回転翼によ� �遠心薄膜蒸発器内に飛散した液滴がたたか� �遠心力により回転翼上の液膜に押し戻され� �ことで吸収されるため、触媒が触媒再生装� �から液滴となって飛散し排出されることを� �止できる。

 本発明において触媒再生装置として遠心� ��膜蒸発器を用いると、タンク式反応器と比� ��して、装置体積に対する蒸発面積が大きい� ��め装置を小型化できる。そして、短時間で� ��酸オリゴマーの温度が上がりやすく解重合� ��応を数分から数十分で完了することが可能� ��ある。また液膜が薄いため生成したラクチ� ��の気化が非常に早い。そのため、乳酸オリ� ��マーの異性化反応により生成する光学異性� ��および乳酸オリゴマーの熱分解で生成する� ��純物が少なく、純度の高いラクチドを得る� ��とができる。また、開環重合反応よりも解� ��合反応の反応速度が速くなることで乳酸オ� ��ゴマーの分子量が低下し粘度が低下する。� ��の結果、触媒の活性が回復し、さらに解重� ��反応が促進される。

 場合により、触媒再生装置から排出され� ��残渣を、送液ポンプ等を用いて解重合装置� ��戻すことで反応の収率をさらに向上するこ� ��ができる。触媒再生装置から排出された残� ��は、分子量が低下した乳酸オリゴマーおよ� ��解重合反応の触媒を含む反応液であり、乳� ��、水、ポリ乳酸およびラクチドなども含み� ��る。当該残渣は粘度が低いことから触媒活� ��が回復している。この残渣に含まれる分子� ��が低下した乳酸オリゴマーは、通常2000~10000 、好ましくは2000~5000の数平均分子量を有する 。

 触媒再生装置には通常減圧装置が設置さ� ��ており、通常100Torr以下、好ましくは10Torr以 下の減圧環境下、通常120~250℃、好ましくは12 0~200℃で加熱することにより残渣の解重合反� ��を実施する。当該解重合反応によりオリゴ� ��ーの分子量が減少し、残渣の粘度が低下す� ��ことで、残渣に含まれる触媒の活性が回復� ��、解重合反応が促進される。また、ラクチ� ��が気体として生成する。また、解重合装置� ��おける反応液が高粘度になりすぎることが� ��く、連続的な反応を実施する上でも有利で� ��る。

 触媒再生装置において解重合反応が進行� ��ラクチドが蒸発すると相対的に触媒濃度が� ��大するため、ラクチドの光学純度が低下す� ��。これは、ラクチドの光学純度低下が触媒� ��度および滞留時間に比例するためである。� ��のため、必要に応じて残渣の粘度がある程� ��低下した時点で残渣を排出し、廃棄するか� ��たは解重合装置へ還流させてもよい。触媒� ��生装置は複数段設置してもよく、その場合� ��最後段の触媒再生装置から排出される残渣� ��解重合装置もしくは最後段より前段の触媒� ��生装置に還流することができる。この、触� ��再生装置の比表面積は後段に行くほど大き� ��ものであることが好ましい。

 解重合装置または触媒再生装置で気体と� ��て生成したラクチドを含む蒸気は解重合装� ��の外に排出され、蒸留塔に導入される。蒸� ��塔においてラクチドは凝縮されて回収され� ��好ましくはラクチド精製装置に移送される� ��冷媒の温度を適切に制御することにより、� ��段目の蒸留塔では乳酸オリゴマーのみを凝� ��させてラクチド蒸気を通過させ、より下段� ��蒸留等(蒸留塔下段)でラクチドを凝縮し回� �してもよい。ここで凝縮した乳酸オリゴマ� �は還流させて、乳酸縮合装置、乳酸濃縮装� �、解重合装置、触媒再生装置等に戻しても� �い。

 蒸留塔については、金属管を隔てて蒸気� ��冷媒が間接的に接触する表面凝縮器が望ま� ��い。これはラクチドおよび乳酸オリゴマー� ��水を含む冷媒と直接接触すると分解して酸� ��生成するためである。これは酸触媒として� ��環重合反応の進捗を阻害する上、蒸留塔等� ��材料腐食を引き起こす可能性がある。冷媒� ��してラクチドおよび乳酸オリゴマーに対し� ��活性なものを用いる場合は上記の限りでは� ��いが、その場合でも、冷媒を十分乾燥させ� ��分を低下することが好ましい。

 蒸留塔で分離された乳酸オリゴマーは、� ��酸濃縮装置、濃縮乳酸バッファタンク、乳� ��縮合装置、オリゴマーバッファタンク、解� ��合装置入口等のいずれに戻してもよい。し� ��し、蒸留塔においてラクチドと分離された� ��酸オリゴマーは、解重合反応によって分子� ��が非常に小さくなっている場合がある。こ� ��ような低分子量乳酸オリゴマーを解重合装� ��にそのまま投入することは望ましくないが� ��再度縮合させて分子量を向上させることで� ��クチドの収率を向上させることが望ましい� ��すなわち、低分子量乳酸オリゴマーは乳酸� ��合装置に戻して縮合反応に付すことが望ま� ��い。また、乳酸オリゴマーを分子量に応じ� ��分離させた後に還流させるために、蒸留塔� ��多段化してもよい。そして、低分子量乳酸� ��リゴマーを乳酸濃縮装置、濃縮乳酸バッフ� ��タンク、乳酸縮合装置の少なくとも一つに� ��高分子量乳酸オリゴマーを乳酸縮合装置、� ��酸オリゴマーバッファタンク、解重合装置� ��口の少なくとも一つに戻すことが望ましい� ��

 本発明のラクチドの製造方法は、原料と� ��る乳酸オリゴマーを合成する工程、すなわ� ��乳酸を縮合することにより乳酸オリゴマー� ��合成する工程をさらに含んでいてもよい。� ��の場合、乳酸は従来公知の方法により製造� ��れたもののいずれを用いてもよいが、水分� ��量の少ない乳酸が好ましい。このような乳� ��を使用することにより、乳酸に含まれる水� ��を蒸発させて濃縮するための工程を短縮す� ��ことができ、コストの面からも有利となる� ��

 乳酸にもともと含まれている水分は、加� ��して蒸発させることにより除去することが� ��ましい。原料乳酸に含まれる水分は、乳酸� ��合工程において、乳酸の縮合反応よって生� ��する水分と一緒に除去してもよいが、原料� ��酸から予め水分を除去し、乳酸を濃縮した� ��で、これを乳酸縮合工程に付してもよい。

 前者の場合は、原料乳酸を乳酸縮合装置� ��直接輸送して乳酸縮合反応を行うが、後者� ��場合は、乳酸濃縮装置と乳酸縮合装置を直� ��に接続し、前段の乳酸濃縮装置で乳酸を加� ��して水分を蒸発させた後、得られた乳酸濃� ��物を乳酸縮合装置に輸送して乳酸縮合反応� ��行う。乳酸縮合装置または乳酸濃縮装置の� ��段に、乳酸供給装置を設置して、ここから� ��ずれかの装置に乳酸を供給してもよい。

 乳酸縮合装置において、乳酸を加熱する� ��とにより乳酸オリゴマーを生成する。乳酸� ��合反応においては、得られる乳酸オリゴマ� ��の分子量が、上述の解重合装置に投入する� ��に適する分子量となるようにする。すなわ� ��、得られる乳酸オリゴマーの分子量が数平� ��分子量で通常150~1万、好ましくは500~5,000と� �るように反応を行う。乳酸縮合反応は、通� �圧力100Torr以下、好ましくは10Torr以下、さら� ��好ましくは1Torr以下で、通常160~220℃、好ま� ��くは170~200℃まで徐々に昇温させることによ り実施する。加熱時間を可能な限り短くする ことで、乳酸およびオリゴマーの熱分解を抑 制することができる。

 乳酸縮合反応においては、必要に応じて� ��乳酸縮合反応のための触媒を添加してもよ� ��。触媒としては、従来公知のものを使用す� ��ことができ、例えば、有機スズ系の触媒(例 として、乳酸スズ、酒石酸スズ、ジカプリル 酸スズ、ジラウリル酸スズ、ジパルミチン酸 スズ、ジステアリン酸スズ、ジオレイン酸ス ズ、α-ナフトエ酸スズ、β-ナフトエ酸スズ、 オクチル酸スズ等)および粉末スズ等が挙げ� �れる。上記乳酸供給装置が設置されている� �合は、予め乳酸供給装置においてこれらの� �媒を添加してもよい。

 乳酸縮合装置は、少なくとも反応器、供� ��口および排出口を有する。また、乳酸縮合� ��置には、通常反応器内部を減圧するための� ��圧装置および温度計が設置される。反応器� ��しては、特に制限されず、縦型反応器、横� ��反応器またはタンク型反応器でもよい。攪� ��翼としてはパドル翼、タービン翼、アンカ� ��翼、ダブルモーション翼、ヘリカルリボン� ��なども使用可能である。

 反応器における加熱方法としては、当技� ��分野において通常用いられる方法を使用す� ��ことができ、例えば、反応器外周部に熱媒� ��ジャケットを設置し、反応器壁面を通して� ��熱により反応液を加熱する方法、または攪� ��翼の回転軸内部に熱媒を通して、伝熱によ� ��加熱する方法等、様々な方法があり、これ� ��を単独で使用しても組み合わせて使用して� ��よい。

 縮合反応によって得られた乳酸オリゴマ� ��は、一度バッファタンクとしての乳酸オリ� ��マー供給装置等に蓄積してから解重合装置� ��輸送してもよいし、解重合装置に直接輸送� ��てもよい。解重合反応を連続的に実施する� ��合は、乳酸オリゴマーを乳酸オリゴマー供� ��装置に蓄積してから解重合装置に連続的に� ��送することが好ましい。

 一実施形態において本発明は、上記の方� ��によりラクチドを製造し、得られたラクチ� ��を開環重合することを含む、ポリ乳酸の製� ��方法に関する。

 開環重合装置において、不活性ガス雰囲� ��下、通常120~250℃、好ましくは120~200℃で加� �することによりラクチドの開環重合反応を� �施する。当該開環重合反応によりポリ乳酸� �生成する。開環重合反応によって得られる� �リ乳酸の分子量は、重量平均分子量で、通� �10万~50万、好ましくは20~30万である。

 開環重合装置は、少なくとも反応器、ラ� ��チド供給口およびポリ乳酸排出口を有する� ��また、通常温度計も設置される。反応器と� ��ては特に制限されず、縦型反応器、横型反� ��器またはタンク型反応器を用いることがで� ��、2つ以上の反応器が直列に接続されていて も構わない。攪拌翼としてはパドル翼、ター ビン翼、アンカー翼、ダブルモーション翼、 ヘリカルリボン翼などを使用することができ る。

 反応器における加熱方法としては、当技� ��分野において通常用いられる方法を使用す� ��ことができ、例えば、反応器外周部に熱媒� ��ジャケットを設置し、反応器壁面を通して� ��熱により反応液を加熱する方法、または反� ��器内部の伝熱管(コイル)を通して伝熱によ� �加熱する方法等があり、これらを単独で使� �しても組み合わせて使用してもよい。

 開環重合反応の触媒としては、必要に応� ��て解重合反応のための触媒と同じものを用� ��てもよい。触媒としては、従来公知のもの� ��使用することができ、例えば、周期律表IA� �、IIIA族、IVA族、IIB族およびVA族からなる群� �ら選択される金属または金属化合物からな� �触媒を使用できる。

 IA族に属するものとしては、例えば、ア� �カリ金属の水酸化物(例えば、水酸化ナトリ� ��ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等)、 アルカリ金属と弱酸の塩(例えば、乳酸ナト� �ウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、� �クチル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリ� �ム、乳酸カリウム、酢酸カリウム、炭酸カ� �ウム、オクチル酸カリウム等)、アルカリ金� ��のアルコキシド(例えば、ナトリウムメトキ シド、カリウムメトキシド、ナトリウムエト キシド、カリウムエトキシド等)等を挙げる� �とができる。

 IIIA族に属するものとしては、例えば、ア ルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプ ロポキシド、アルミナ、塩化アルミニウム等 を挙げることができる。

 IVA族に属するものとしては、例えば、有� ��スズ系の触媒(例えば、乳酸スズ、酒石酸ス ズ、ジカプリル酸スズ、ジステアリン酸スズ 、ジオレイン酸スズ、α-ナフトエ酸スズ、β� ��ナフトエ酸スズ、オクチル酸スズ等)の他、 粉末スズ、酸化スズ、ハロゲン化スズ等を挙 げることができる。

 IIB族に属するものとしては、例えば、亜� ��粉末、ハロゲン化亜鉛、酸化亜鉛、有機亜� ��系化合物を挙げることができる。

 IVB族に属するものとしては、例えば、テ� ��ラプロピルチタネート等のチタン系化合物� ��ジルコニウムイソプロポキシド等のジルコ� ��ウム系化合物等を挙げることができる。

 これらの中でも、オクチル酸スズ等のス� ��系化合物または三酸化アンチモン等のアン� ��モン系化合物を使用するのが好ましい。

 これら触媒の使用量は、ラクチドに対し� ��1~2000ppm、好ましくは5~1500ppm、より好ましく� ��10~1000ppm程度である。

 開環重合反応においては、分子量の調整� ��を目的として、必要に応じて開環重合反応� ��ための重合開始剤を添加してもよい。重合� ��始剤としては1-ドデカノール等のアルコー� �類のように水酸基を有する物質を用いるこ� �ができる。

 本発明のラクチド製造装置およびポリ乳� ��製造装置は、当技術分野で慣用の構成とす� ��ことができ、当業者であればその他必要な� ��置を適宜組み合わせることができる。従っ� ��、本発明のラクチド製造装置は、上述の解� ��合装置、触媒再生装置、蒸留塔、液送ポン� ��および乳酸縮合装置の他にも、乳酸供給装� ��、乳酸濃縮装置、濃縮乳酸バッファタンク� ��オリゴマーバッファタンク、蒸留塔下段お� ��びラクチド精製装置などを有しうる。

 図1に本発明のラクチド製造装置を含むポ リ乳酸製造装置の一実施形態を示す。当該装 置は反応経路上流側から、乳酸供給装置1、� �送ポンプ2、乳酸濃縮装置3、液送ポンプ4、� �縮乳酸バッファタンク5、液送ポンプ6、乳酸 縮合装置7、液送ポンプ8、オリゴマーバッフ� ��タンク9、液送ポンプ10、解重合装置11、蒸� �塔12、蒸留塔下段13、液送ポンプ14、ラクチ� �精製装置15、液送ポンプ16、開環重合装置17� �順番で配置され、解重合装置11の残渣排出口 から触媒再生装置27、蒸留塔28、蒸留塔下段29 の順番で配置されて成る。

 図1に示されるポリ乳酸製造装置は、乳酸 濃縮装置において乳酸中に含まれる水分を蒸 発させて濃縮乳酸とし、乳酸縮合装置におい て濃縮乳酸を縮合して乳酸オリゴマーを生成 させ、得られた乳酸オリゴマーを解重合装置 において減圧下で解重合させることによりラ クチドを生成させた後、精製したラクチドを 開環重合させポリ乳酸を製造するものである 。

 乳酸は乳酸供給装置1から供給され、乳酸 濃縮装置3において水分を除去され濃縮乳酸� �なる。濃縮乳酸は濃縮乳酸バッファタンク5� ��経て乳酸縮合装置7に供給され、縮合反応に より乳酸オリゴマーとなる。乳酸オリゴマー はオリゴマーバッファタンク9を経て解重合� �置11に送られ、解重合反応によりラクチドと なり、蒸留塔12でオリゴマーと分離された後� ��留塔下段13で凝縮・回収される。ラクチド� �製装置15から排出されたラクチドは開環重合 装置17に移送される。開環重合装置17におい� �、不活性ガス雰囲気下、ラクチドの開環重� �反応が行われ、ポリ乳酸が製造される。解� �合装置11から排出された残渣は触媒再生装置 27へ移送される。触媒再生装置27から排出さ� �たラクチドは蒸留塔28、蒸留塔下段29を経て� ��環重合装置17に移送される。

 以下、図1に示す実施形態についてより詳 細に説明する。

 乳酸濃縮装置3では、加熱により乳酸に含 まれる水分を蒸発させる。加熱は窒素ガス流 通下、120~150℃で行う。乳酸濃縮反応では水� �および乳酸が気体として発生する。これら� �気体は還流器18に入り、乳酸が気体から除去 され、乳酸濃縮装置3に還流される。

 乳酸濃縮装置3で製造された濃縮乳酸は濃 縮乳酸バッファタンク5を経て乳酸縮合装置7� ��送られる。

 乳酸縮合装置7では乳酸の縮合反応を進め 、これに伴い発生する水分を蒸発させる。反 応は10torr以下まで減圧し、120~250℃の温度で� �う。乳酸縮合反応では水分、乳酸、低分子� �乳酸オリゴマーおよびその分解で発生する� �クチドが気体として発生する。これらは乳� �縮合装置7から減圧装置23に向かって移動す� �。これらの気体は還流器21に入り、乳酸、低 分子量乳酸オリゴマー、ラクチドが気体から 除去され、乳酸縮合装置7に還流される。

 乳酸縮合装置7で生成した乳酸オリゴマー は解重合装置11へ送られる。

 解重合装置11ではオリゴマーの解重合反� �を進める。反応は10torr以下まで減圧し、120~2 50℃の温度で、乳酸オリゴマーを解重合触媒� ��接触させて行う。この反応により生成した� ��体ラクチドは蒸留塔12に送られる。

 蒸留塔12では気体ラクチドを冷却するこ� �でラクチドに含まれる乳酸オリゴマー等の� �純物を液化し、気体であるラクチドは蒸留� �下段13に送られる。ラクチドと分離された乳 酸オリゴマーは解重合反応によって分子量が 小さくなっているものが多い。ラクチドの収 率を向上させるためにはこのような低分子量 乳酸オリゴマーを再度縮合させて利用するこ とが望ましいので、これを乳酸縮合装置7に� �流する。

 気体ラクチドは蒸留塔下段13において冷� �・凝縮された後ラクチド精製装置15に送られ る。ラクチドと分離された水蒸気を多く含む 気体は凝縮器24に入り、乳酸、低分子量乳酸� ��リゴマー、ラクチドが気体から除去され、� ��留塔下段13に還流される。

 凝縮器24において凝縮されなかった蒸気� �不純物冷却器25に入り、ここで凝縮・液化さ れる。液化された不純物は通常廃棄される場 合が多い。不純物冷却器25で凝縮されなかっ� ��ガスは減圧装置26を経て、系外に放出され� �。

 ラクチド精製装置15から排出されたラク� �ドは開環重合装置17に移送される。開環重合 装置17ではラクチドの開環重合反応を進める� ��反応は10torr以下まで減圧し、120~250℃の温度 で、ラクチドを開環重合触媒および重合開始 剤に接触させて行う。

 触媒再生装置27では解重合装置11から排出 される残渣の分子量を低下させるため、解重 合反応を進める。反応は10torr以下まで減圧し 、120~250℃の温度で行う。残渣にはすでに解� �合触媒が含まれているため、上記環境下に� �くことで解重合反応が進行する。この反応� �より生成した気体ラクチドは蒸留塔28に送ら れ、触媒を含む残渣は解重合装置11に還流さ� ��るが、不純物が多く含まれている等解重合� ��応に寄与しないと判断される場合は廃棄し� ��もよい。

 次に図3に示す実施形態について説明する 。

 乳酸濃縮装置3では、加熱により乳酸に含 まれる水分を蒸発させる。加熱は窒素ガス流 通下、120~150℃で行う。

 乳酸濃縮反応では水分、乳酸が気体とし� ��発生する。これらの気体は還流器18に入り� �乳酸が気体から除去され、乳酸濃縮装置3に� ��流される。

 乳酸濃縮装置3で製造された濃縮乳酸は濃 縮乳酸バッファタンク5を経て乳酸縮合装置7� ��送られる。

 乳酸縮合装置7では乳酸の縮合反応を進め 、これに伴い発生する水分を蒸発させる。反 応は10torr以下まで減圧し、120~250℃の温度で� �う。乳酸縮合反応では水分、乳酸、低分子� �乳酸オリゴマーおよびその分解で発生する� �クチドが気体として発生する。これらは乳� �縮合装置7から減圧装置23に向かって移動す� �。これらの気体は還流器21に入り、乳酸、低 分子量乳酸オリゴマー、ラクチドが気体から 除去され、乳酸縮合装置7に還流される。

 乳酸縮合装置7で生成したオリゴマーは解 重合装置11へ送られる。

 解重合装置11ではオリゴマーの解重合反� �を進める。反応は10torr以下まで減圧し、120~2 50℃の温度で、乳酸オリゴマーを解重合触媒� ��接触させて行う。この反応により生成した� ��体ラクチドは蒸留塔12に送られる。

 蒸留塔12では気体ラクチドを冷却するこ� �でラクチドに含まれる乳酸オリゴマー等の� �純物を液化し、気体であるラクチドは蒸留� �下段13に送られる。ラクチドと分離された乳 酸オリゴマーは解重合反応によって分子量が 小さくなっているものが多い。ラクチドの収 率を向上させるためには分子量の小さいオリ ゴマーを再度縮合させて利用することが望ま しいので、ラクチドと分離された低分子量オ リゴマーは乳酸縮合装置7に還流される。

 気体ラクチドは蒸留塔下段13において冷� �・凝縮された後ラクチド精製装置15に送られ る。ラクチドと分離された水蒸気を多く含む 気体は凝縮器24に入り、乳酸、低分子量乳酸� ��リゴマー、ラクチドが気体から除去され、� ��留塔下段13に還流される。

 凝縮器24において凝縮されなかった蒸気� �不純物冷却器25に入り、ここで凝縮・液化さ れる。液化された不純物は通常廃棄される場 合が多い。不純物冷却器25で凝縮されなかっ� ��ガスは減圧装置26を経て、系外に放出され� �。

 ラクチド精製装置15から排出されたラク� �ドは開環重合装置17に移送される。

開環重合装置17ではラクチドの開環重合反� ��を進める。反応は10torr以下まで減圧し、120~ 250℃の温度で、ラクチドを開環重合触媒およ び重合開始剤に接触させて行う。

 触媒再生装置27では解重合装置11から排出 される残渣の分子量を低下させるため、解重 合反応を進める。反応は10torr以下まで減圧し 、120~250℃の温度で行う。残渣にはすでに解� �合触媒が含まれているため、上記環境下に� �くことで解重合反応が進行する。この反応� �より生成した気体ラクチドは蒸留塔28に送ら れ、触媒を含む残渣は触媒再生装置34に送ら� ��るが、不純物が多く含まれている等解重合� ��応に寄与しないと判断される場合は廃棄し� ��もよい。

 触媒再生装置34では触媒再生装置27から排 出される残渣の分子量をさらに低下させるた め、解重合反応を進める。反応は10torr以下ま で減圧し、120~250℃の温度で行う。残渣には� �でに解重合触媒が含まれているため、上記� �境下に置くことで解重合反応が進行する。� �の反応により生成した気体ラクチドは蒸留� �35に送られ、触媒を含む残渣は解重合装置11� ��しくは触媒再生装置27に送られるが、不純� �が多く含まれている等解重合反応に寄与し� �いと判断される場合は廃棄してもよい。