JP7199993B2 - Polymer production system and production method - Google Patents
Polymer production system and production method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7199993B2 JP7199993B2 JP2019025739A JP2019025739A JP7199993B2 JP 7199993 B2 JP7199993 B2 JP 7199993B2 JP 2019025739 A JP2019025739 A JP 2019025739A JP 2019025739 A JP2019025739 A JP 2019025739A JP 7199993 B2 JP7199993 B2 JP 7199993B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- reaction
- polymer
- information
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、重合体製造システム及び製造方法に関する。詳細には、本発明は、重合体を連続的に製造可能な重合体製造システム及び製造方法に関する。 The present invention relates to a polymer production system and production method. Specifically, the present invention relates to a polymer production system and production method capable of continuously producing a polymer.
従来より、ポリアミック酸等の重合体の製造方法として、撹拌槽を利用するバッチ方式の製造方法が知られている。バッチ方式の製造方法は、品質管理においては比較的優れているが、大量生産には向かない場合がある。 BACKGROUND ART Conventionally, as a method for producing a polymer such as polyamic acid, a batch production method using a stirring tank has been known. Batch manufacturing methods are relatively superior in terms of quality control, but may not be suitable for mass production.
これに対し、例えば、チューブ内においてポリアミック酸(ポリアミド酸)を連続的に製造する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, for example, a method of continuously producing polyamic acid (polyamic acid) in a tube has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1に開示された方法では、原料ロットごとの差異や仕込み量の誤差等により生じた原料溶液における組成の差異の影響が大きく、所望の重合体を安定的に得ることが難しいという課題があった。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is said that it is difficult to stably obtain the desired polymer due to the large influence of the compositional difference in the raw material solution caused by the difference between raw material lots and the error in the charging amount. I had a problem.
また、事後的な分析結果に基づく管理は、原料溶液の供給条件等の調整までに時間がかかることから、スペックアウトの廃棄品を多く出してしまう場合がある。スペックアウト率を低減するため、経験豊かな作業員を常時配置して監視及び管理を行うことも考えられるが、作業負担及び製造コスト増の原因となる。 In addition, management based on ex post facto analysis results takes time to adjust the supply conditions of the raw material solution, etc., which may result in the production of many out-of-specification waste products. In order to reduce the out-of-specification rate, it is conceivable to constantly assign experienced workers to perform monitoring and management, but this causes an increase in work load and manufacturing costs.
このような状況下、所望の重合体を安定して得ることができる重合体製造システム及び製造方法が求められている。 Under such circumstances, there is a demand for a polymer production system and production method that can stably obtain a desired polymer.
本発明は、所望の重合体を連続的かつ安定的に得ることが可能な重合体製造システム及び製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、連続的な重合体の製造において、スペックアウト率を低減可能な重合体製造システム及び製造方法を提供することを他の目的とする。 An object of the present invention is to provide a polymer production system and a production method capable of continuously and stably obtaining a desired polymer. Another object of the present invention is to provide a polymer production system and production method capable of reducing the speck out rate in continuous polymer production.
上記課題を解決するための具体的な手段には、以下の実施態様が含まれる。
<1> 重付加性の第1重合性化合物を含む第1溶液と、前記第1重合性化合物と重付加する重付加性の第2重合性化合物を含む第2溶液とを原料として重合体を製造する重合体製造システムであって、
前記第1溶液を供給する第1供給部と、
前記第2溶液を供給する第2供給部と、
前記第1溶液と前記第2溶液とを混合して第1混合溶液を生成する第1混合部と、
前記第1混合部の下流側に連続して配置され、前記第1混合溶液に含まれる前記第1重合性化合物と前記第2重合性化合物との重合反応を進行させて第1重合体を含む第1重合溶液を生成する第1反応部と、
前記第1重合溶液の粘度、前記第1重合溶液の吸光度、又は前記第1重合溶液の流路における流れ方向の2点間の圧力差に関する第1反応情報を取得する第1測定部と、
前記第1測定部により取得された第1反応情報に基づいて、前記第1供給部及び/又は前記第2供給部における供給を制御する第1制御部と、を備え、
前記第1重合性化合物及び前記第2重合性化合物のうち、一方がテトラカルボン酸二無水物、他方がジアミンであるか、又は一方が酸無水物基末端若しくはアミノ基末端のポリアミック酸、他方がジアミン若しくはテトラカルボン酸二無水物であり、
前記第1重合体としてポリアミック酸を製造する重合体製造システム。
Specific means for solving the above problems include the following embodiments.
<1> A polymer is prepared from a first solution containing a first polyaddition polymerizable compound and a second solution containing a second polyaddition polymerizable compound that polyadditions with the first polymerizable compound as raw materials. A polymer manufacturing system for manufacturing,
a first supply unit that supplies the first solution;
a second supply unit that supplies the second solution;
a first mixing unit that mixes the first solution and the second solution to generate a first mixed solution;
It is arranged continuously downstream of the first mixing section, and includes a first polymer by advancing a polymerization reaction between the first polymerizable compound and the second polymerizable compound contained in the first mixed solution. a first reaction section that produces a first polymerization solution;
a first measurement unit that acquires first reaction information related to the viscosity of the first polymerization solution, the absorbance of the first polymerization solution, or the pressure difference between two points in the flow direction in the flow path of the first polymerization solution ;
a first control unit that controls supply in the first supply unit and/or the second supply unit based on the first reaction information acquired by the first measurement unit ;
Among the first polymerizable compound and the second polymerizable compound, one is a tetracarboxylic dianhydride and the other is a diamine, or one is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid, and the other is A diamine or a tetracarboxylic dianhydride,
A polymer production system for producing polyamic acid as the first polymer .
<2> 前記第1測定部は、粘度計を有し、前記第1反応情報として、前記第1重合溶液の粘度に関する第1粘度情報を取得し、
前記第1制御部は、前記第1測定部により取得された前記第1粘度情報に基づいて、前記第1供給部及び/又は前記第2供給部における供給を制御する<1>に記載の重合体製造システム。
< 2 > The first measuring unit has a viscometer, acquires first viscosity information about the viscosity of the first polymerization solution as the first reaction information,
The weight according to < 1 >, wherein the first control unit controls supply in the first supply unit and/or the second supply unit based on the first viscosity information acquired by the first measurement unit. Combined manufacturing system.
<3> 前記第1重合体が重付加性の重合体であり、
前記第1重合体に重付加する重付加性の第3重合性化合物を含む第3溶液を供給する第3供給部と、
前記第1重合溶液と前記第3溶液とを混合して第2混合溶液を生成する第2混合部と、
前記第2混合部の下流側に連続して配置され、前記第2混合溶液に含まれる前記第1重合溶液からの前記第1重合体と、前記第3溶液からの前記第3重合性化合物との重合反応を進行させて第2重合体を含む第2重合溶液を生成する第2反応部と、
前記第2重合溶液の粘度、前記第2重合溶液の吸光度、又は前記第2重合溶液の流路における流れ方向の2点間の圧力差に関する第2反応情報を取得する第2測定部と、
前記第2測定部により取得された前記第2反応情報に基づいて、前記第3供給部における供給を制御する第2制御部と、を更に備え、
前記第1重合体が酸無水物基末端又はアミノ基末端のポリアミック酸であり、
前記第3重合性化合物がジアミン又はテトラカルボン酸二無水物であり、
前記第2重合体としてポリアミック酸を製造する<1>又は<2>に記載の重合体製造システム。
< 3 > The first polymer is a polyaddition polymer,
a third supply unit that supplies a third solution containing a polyadditive third polymerizable compound that polyadditions to the first polymer;
a second mixing unit that mixes the first polymerization solution and the third solution to generate a second mixed solution;
The first polymer from the first polymerization solution and the third polymerizable compound from the third solution, which are arranged continuously downstream of the second mixing section and are contained in the second mixed solution a second reaction part that advances the polymerization reaction of to generate a second polymerization solution containing the second polymer;
a second measurement unit that acquires second reaction information related to the viscosity of the second polymerization solution, the absorbance of the second polymerization solution, or the pressure difference between two points in the flow direction of the flow path of the second polymerization solution ;
a second control unit that controls supply in the third supply unit based on the second reaction information acquired by the second measurement unit ;
The first polymer is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid,
the third polymerizable compound is a diamine or a tetracarboxylic dianhydride,
The polymer production system according to <1> or <2> , which produces polyamic acid as the second polymer .
<4> 前記第2測定部は、粘度計を有し、前記第2反応情報として、前記第2重合溶液の粘度に関する第2粘度情報を取得し、
前記第2制御部は、前記第2測定部により取得された前記第2粘度情報に基づいて、前記第3供給部における供給を制御する<3>に記載の重合体製造システム。
< 4 > The second measurement unit has a viscometer, acquires second viscosity information about the viscosity of the second polymerization solution as the second reaction information,
The polymer production system according to < 3 >, wherein the second control unit controls supply in the third supply unit based on the second viscosity information acquired by the second measurement unit.
<5> 製造されたポリアミック酸をイミド化するイミド化部を更に備える<1>~<4>のいずれか1項に記載の重合体製造システム。 < 5 > The polymer production system according to any one of < 1 > to < 4 >, further comprising an imidization unit that imidizes the produced polyamic acid.
<6> 重付加性の第1重合性化合物を含む第1溶液と、前記第1重合性化合物と重付加する重付加性の第2重合性化合物を含む第2溶液とを原料として重合体を製造する重合体の製造方法であって、
前記第1溶液を供給する第1供給工程と、
前記第2溶液を供給する第2供給工程と、
前記第1溶液と前記第2溶液とを混合して第1混合溶液を生成する第1混合工程と、
前記第1混合溶液に含まれる前記第1重合性化合物と前記第2重合性化合物との重合反応を進行させて第1重合体を含む第1重合溶液を生成する第1反応工程と、
前記第1重合溶液の粘度、前記第1重合溶液の吸光度、又は前記第1重合溶液の流路における流れ方向の2点間の圧力差に関する第1反応情報を取得する第1測定工程と、
前記第1測定工程において取得された前記第1反応情報に基づいて、前記第1供給工程及び/又は前記第2供給工程における供給を制御する第1制御工程と、を含み、
前記第1重合性化合物及び前記第2重合性化合物のうち、一方がテトラカルボン酸二無水物、他方がジアミンであるか、又は一方が酸無水物基末端若しくはアミノ基末端のポリアミック酸、他方がジアミン若しくはテトラカルボン酸二無水物であり、
前記第1重合体としてポリアミック酸を製造する重合体の製造方法。
< 6 > A polymer is prepared from a first solution containing a first polyaddition polymerizable compound and a second solution containing a second polyaddition polymerizable compound that polyadditions with the first polymerizable compound as raw materials. A method for producing a polymer to be produced,
a first supply step of supplying the first solution;
a second supply step of supplying the second solution;
a first mixing step of mixing the first solution and the second solution to generate a first mixed solution;
a first reaction step of allowing a polymerization reaction between the first polymerizable compound and the second polymerizable compound contained in the first mixed solution to generate a first polymerization solution containing the first polymer;
a first measuring step of acquiring first reaction information related to the viscosity of the first polymerization solution, the absorbance of the first polymerization solution, or the pressure difference between two points in the flow direction in the flow path of the first polymerization solution ;
a first control step of controlling supply in the first supply step and/or the second supply step based on the first reaction information acquired in the first measurement step ;
Among the first polymerizable compound and the second polymerizable compound, one is a tetracarboxylic dianhydride and the other is a diamine, or one is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid, and the other is A diamine or a tetracarboxylic dianhydride,
A method for producing a polymer in which polyamic acid is produced as the first polymer .
<7> 前記第1測定工程において、粘度計により前記第1反応情報として、前記第1重合溶液の粘度に関する第1粘度情報が取得され、
前記第1制御工程において、前記第1測定工程で取得された前記第1粘度情報に基づいて、前記第1供給工程及び/又は前記第2供給工程における供給が制御される<6>に記載の重合体の製造方法。
< 7 > In the first measurement step, the viscometer acquires first viscosity information about the viscosity of the first polymerization solution as the first reaction information,
< 6 >, wherein in the first control step, supply in the first supply step and/or the second supply step is controlled based on the first viscosity information acquired in the first measurement step A method for producing a polymer.
<8> 前記第1重合体が重付加性の重合体であり、
前記第1重合体に重付加する重付加性の第3重合性化合物を含む第3溶液を供給する第3供給工程と、
前記第1重合溶液と前記第3溶液とを混合して第2混合溶液を生成する第2混合工程と、
前記第2混合溶液に含まれる前記第1重合溶液からの前記第1重合体と、前記第3溶液からの前記第3重合性化合物との重合反応を進行させて第2重合体を含む第2重合溶液を生成する第2反応工程と、
前記第2重合溶液の粘度、前記第2重合溶液の吸光度、又は前記第2重合溶液の流路における流れ方向の2点間の圧力差に関する第2反応情報を取得する第2測定工程と、
前記第2測定工程において取得された前記第2反応情報に基づいて、前記第3供給工程における供給を制御する第2制御工程と、を更に含み、
前記第1重合体が酸無水物基末端又はアミノ基末端のポリアミック酸であり、
前記第3重合性化合物がジアミン又はテトラカルボン酸二無水物であり、
前記第2重合体としてポリアミック酸を製造する<6>又は<7>に記載の重合体の製造方法。
< 8 > The first polymer is a polyaddition polymer,
a third supplying step of supplying a third solution containing a polyadditional third polymerizable compound that polyadditions to the first polymer;
a second mixing step of mixing the first polymerization solution and the third solution to generate a second mixed solution;
The polymerization reaction between the first polymer from the first polymerization solution contained in the second mixed solution and the third polymerizable compound from the third solution is allowed to proceed to produce a second polymer containing the second polymer. a second reaction step of producing a polymerization solution;
a second measuring step of acquiring second reaction information related to the viscosity of the second polymerization solution, the absorbance of the second polymerization solution, or the pressure difference between two points in the flow direction in the flow path of the second polymerization solution ;
a second control step of controlling supply in the third supply step based on the second reaction information acquired in the second measurement step ;
The first polymer is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid,
the third polymerizable compound is a diamine or a tetracarboxylic dianhydride,
The method for producing a polymer according to <6> or <7>, wherein a polyamic acid is produced as the second polymer .
<9> 前記第2測定工程において、粘度計により前記第2反応情報として、前記第2重合溶液の粘度に関する第2粘度情報が取得され、
前記第2制御工程において、前記第2測定工程において取得された前記第2粘度情報に基づいて、前記第3供給工程における供給が制御される<8>に記載の重合体の製造方法。
< 9 > In the second measurement step, the viscometer acquires second viscosity information about the viscosity of the second polymerization solution as the second reaction information,
The method for producing a polymer according to < 8 >, wherein in the second control step, supply in the third supply step is controlled based on the second viscosity information acquired in the second measurement step.
<10> 製造されたポリアミック酸をイミド化するイミド化工程を更に含む<6>~<9>のいずれか1項に記載の重合体の製造方法。 < 10 > The method for producing the polymer according to any one of < 6 > to < 9 >, further comprising imidizing the produced polyamic acid.
本発明によれば、所望の重合体を連続的かつ安定的に得ることが可能な重合体製造システム及び製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、連続的な重合体の製造において、スペックアウト率を低減可能な重合体製造システム及び製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polymer manufacturing system and manufacturing method which can obtain a desired polymer continuously and stably can be provided. Moreover, according to the present invention, it is possible to provide a polymer production system and a production method capable of reducing the speck out rate in continuous polymer production.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
第1実施形態は、反応部が1段である重合体製造システムの例であって、測定部からの測定情報に基づいて原料である溶液の供給量を調整可能なシステムの例である。第2実施形態は、反応部が2段である重合体製造システムの例であって、測定部からの測定情報に基づいて原料である溶液の供給量を調整可能なシステムの例である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The first embodiment is an example of a polymer production system having a single-stage reaction section, and is an example of a system capable of adjusting the supply amount of the raw material solution based on the measurement information from the measurement section. The second embodiment is an example of a polymer manufacturing system having a two-stage reaction section, and is an example of a system capable of adjusting the supply amount of the raw material solution based on the measurement information from the measurement section.
<第1実施形態>
図1から図4により、第1実施形態における重合体製造システムについて説明する。図1は、第1実施形態における重合体製造システムを示す図である。図2は、第1実施形態における重合体製造システムのブロック図である。図3は、第1実施形態における重合体製造システムの動作を説明するフロー図である。図4は、第1実施形態における重合体製造システムの他の動作を説明するフロー図である。
<First Embodiment>
A polymer manufacturing system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. FIG. 1 is a diagram showing a polymer production system according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram of the polymer production system in the first embodiment. FIG. 3 is a flowchart explaining the operation of the polymer production system in the first embodiment. FIG. 4 is a flowchart explaining another operation of the polymer production system in the first embodiment.
まず、第1実施形態における重合体製造システム1の概要について説明する。
重合体製造システム1は、重付加性の第1重合性化合物が溶解した第1溶液A1と、第1重合性化合物と重付加する重付加性の第2重合性化合物が溶解した第2溶液A2とを原料として第1重合体を製造する製造システムである。第1実施形態は、反応部が1段である重合体製造システムの例である。
First, an overview of the polymer production system 1 in the first embodiment will be described.
The polymer production system 1 comprises a first solution A1 in which a first polyaddition polymerizable compound is dissolved, and a second solution A2 in which a second polyaddition polymerizable compound that polyadditions with the first polymerizable compound is dissolved. It is a production system for producing the first polymer using as a raw material. The first embodiment is an example of a polymer production system having a single reaction section.
以下では一例として、第1重合性化合物及び第2重合性化合物のうち、一方がテトラカルボン酸二無水物、他方がジアミンであり、第1重合体としてポリアミック酸を製造する場合について説明する。より具体的には、第1溶液A1に含まれる第1重合性化合物がテトラカルボン酸二無水物であり、第2溶液A2に含まれる第2重合性化合物がジアミンであり、第1重合体としてポリアミック酸を製造する場合について説明する。 As an example, the case where one of the first polymerizable compound and the second polymerizable compound is a tetracarboxylic dianhydride and the other is a diamine, and a polyamic acid is produced as the first polymer will be described below. More specifically, the first polymerizable compound contained in the first solution A1 is a tetracarboxylic dianhydride, the second polymerizable compound contained in the second solution A2 is a diamine, and the first polymer A case of producing a polyamic acid will be described.
テトラカルボン酸二無水物としては、特に制限されず、従来のポリイミド合成で用いられているものと同様のものを用いることができる。テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、1,3-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、2,3,3',4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',6,6'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,4,5-テトラカルボン酸二無水物、アントラセン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン-1,8,9,10-テトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエート-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物;ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物;シクロブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物等の脂環族テトラカルボン酸二無水物;チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、ピリジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物等の複素環族テトラカルボン酸二無水物;などが挙げられる。テトラカルボン酸二無水物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The tetracarboxylic dianhydride is not particularly limited, and those similar to those used in conventional polyimide synthesis can be used. Specific examples of tetracarboxylic dianhydrides include 3,3′,4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2, 3,3′,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 1,3-bis(2,3-dicarboxyphenoxy)benzene dianhydride, 1,4-bis(2, 3-dicarboxyphenoxy)benzene dianhydride, 2,3,3′,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2′,3,3′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ',3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2',6,6'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, anthracene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,8,9,10-tetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane dibenzoate-3 ,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride and other aromatic tetracarboxylic dianhydrides; butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride and other aliphatic tetracarboxylic dianhydrides; anhydride; alicyclic tetracarboxylic dianhydride such as cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride; thiophene-2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride, pyridine- heterocyclic tetracarboxylic dianhydrides such as 2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride; Tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.
第1溶液A1の溶媒としては、テトラカルボン酸二無水物及びポリアミック酸が溶解するものが用いられる。溶媒の具体例としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、アセトアニリド等のアミド系溶媒;γ-ブチロラクトン等の環状エステル系溶媒;酢酸エチル等の鎖状エステル系溶媒;2-プロパノン、3-ペンタノン、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;などが挙げられる。これらの中でも、ポリアミック酸の溶解性が高いアミド系溶媒、環状エステル系溶媒、及びエーテル系溶媒が好ましい。溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。例えば、アセトン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン等のポリアミック酸の溶解性が比較的低い溶媒に対して極性の高いアルコ―ル系溶媒を混合することで、ポリアミック酸の溶解性を向上させることも可能である。 As a solvent for the first solution A1, a solvent in which tetracarboxylic dianhydride and polyamic acid are dissolved is used. Specific examples of solvents include amide solvents such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and acetanilide; Cyclic ester solvents such as butyrolactone; chain ester solvents such as ethyl acetate; ketone solvents such as 2-propanone, 3-pentanone, acetone and methyl ethyl ketone; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxolane; and aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; and the like. Among these, amide-based solvents, cyclic ester-based solvents, and ether-based solvents in which the polyamic acid is highly soluble are preferred. A solvent may be used individually by 1 type, and may mix 2 or more types. For example, by mixing a highly polar alcoholic solvent with a solvent in which polyamic acid has relatively low solubility, such as acetone, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, toluene, and xylene, the solubility of polyamic acid can be improved. is also possible.
第1溶液A1は、テトラカルボン酸二無水物の溶解性を高め、又はジアミンとの反応性を高めるため、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の第3級アミンを少量含有していてもよい。 The first solution A1 may contain a small amount of a tertiary amine such as trimethylamine or triethylamine in order to increase the solubility of the tetracarboxylic dianhydride or increase the reactivity with the diamine.
ジアミンとしては、特に制限されず、従来のポリイミド合成で用いられているものと同様のものを用いることができる。ジアミンの具体例としては、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、1,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3'-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミノジフェニルスルフォン、3,4’-ジアミノジフェニルスルフォン、3,3'-ジアミノジフェニルスルフォン、4,4'-メチレン-ビス(2-クロロアニリン)、3,3'-ジメチル-4,4'-ジアミノビフェニル、4,4'-ジアミノジフェニルスルフィド、2,6-ジアミノトルエン、2,4-ジアミノクロロベンゼン、1,2-ジアミノアントラキノン、1,4-ジアミノアントラキノン、3,3'-ジアミノベンゾフェノン、3,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ジアミノビベンジル等の芳香族ジアミン;1,2-ジアミノエタン、1,4-ジアミノブタン、テトラメチレンジアミン、1,10-ジアミノドデカン等の脂肪族ジアミン;1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、4,4'-ジアミノジシクロヘキシルメタン等の脂環族ジアミン;3,4-ジアミノピリジン等の複素環族ジアミン;などが挙げられる。ジアミンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The diamine is not particularly limited, and the same diamines as those used in conventional polyimide synthesis can be used. Specific examples of diamines include 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 4,4′-bis(4- aminophenoxy)biphenyl, 1,4'-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3'-bis(4-aminophenoxy)benzene, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3, 4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-methylene-bis(2-chloroaniline), 3, 3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 2,6-diaminotoluene, 2,4-diaminochlorobenzene, 1,2-diaminoanthraquinone, 1,4-diaminoanthraquinone, Aromatic diamines such as 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobibenzyl; 1,2-diaminoethane, 1,4-diamino Aliphatic diamines such as butane, tetramethylenediamine, and 1,10-diaminododecane; heterocyclic diamines such as 3,4-diaminopyridine; and the like. A diamine may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
第2溶液A2の溶媒としては、ジアミン及びポリアミック酸が溶解するものが用いられる。溶媒の具体例としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、アセトアニリド等のアミド系溶媒;γ-ブチロラクトン等の環状エステル系溶媒;酢酸エチル等の鎖状エステル系溶媒;2-プロパノン、3-ペンタノン、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;などが挙げられる。これらの中でも、ポリアミック酸の溶解性が高いアミド系溶媒、環状エステル系溶媒、及びエーテル系溶媒が好ましい。溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。例えば、アセトン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン等のポリアミック酸の溶解性が比較的低い溶媒に対して極性の高いアルコ―ル系溶媒を混合することで、ポリアミック酸の溶解性を向上させることも可能である。 As a solvent for the second solution A2, a solvent in which diamine and polyamic acid are dissolved is used. Specific examples of solvents include amide solvents such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and acetanilide; Cyclic ester solvents such as butyrolactone; chain ester solvents such as ethyl acetate; ketone solvents such as 2-propanone, 3-pentanone, acetone and methyl ethyl ketone; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxolane; and aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; and the like. Among these, amide-based solvents, cyclic ester-based solvents, and ether-based solvents in which the polyamic acid is highly soluble are preferred. A solvent may be used individually by 1 type, and may mix 2 or more types. For example, by mixing a highly polar alcoholic solvent with a solvent in which polyamic acid has relatively low solubility, such as acetone, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, toluene, and xylene, the solubility of polyamic acid can be improved. is also possible.
図1に示すように、重合体製造システム1は、原料である第1溶液A1及び第2溶液A2を第1混合部20において混合して第1混合溶液Bを生成し、第1反応部30において重合反応を進行させて第1重合溶液Cを生成することで、ポリアミック酸(第1重合体)を製造するよう構成されている。
As shown in FIG. 1, the polymer production system 1 mixes a first solution A1 and a second solution A2, which are raw materials, in a
ここで、重合体製造システム1は、後述の第1タンク11及び第2タンク12から第1クッションタンク40までを密閉した状態でつなぐ管状の送液ラインLを有する。これにより、重合体製造システム1は、第1混合溶液Bや第1重合溶液Cに気泡を発生させない状態で連続的に重合体を製造することができる。
Here, the polymer production system 1 has a tubular liquid-feeding line L that connects the first and
続けて、重合体製造システム1の具体的な構成について説明する。
図1に示すように、重合体製造システム1は、第1タンク11と、第2タンク12と、第1供給ポンプ15(第1供給部)と、第2供給ポンプ16(第2供給部)と、第1混合部20と、第1反応部30と、第1クッションタンク40と、送液ラインLと、を備える。上述の送液ラインLは、第1送液部L1と、第2送液部L2と、第3送液部L3と、第4送液部L4と、第5送液部L5と、を有する。ここで、第3送液部L3は、第1混合部20を構成する。また、第4送液部L4は、第1反応部30を構成する。
Next, a specific configuration of the polymer production system 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the polymer production system 1 includes a
第1タンク11は、重付加性の第1重合性化合物を含む第1溶液A1を収容する。本実施形態においては、第1タンク11は、テトラカルボン酸二無水物を含む第1溶液A1を収容する。
The
第2タンク12は、第1重合性化合物と重付加する重付加性の第2重合性化合物を含む第2溶液A2を収容する。本実施形態においては、第2タンク12は、ジアミンを含む第2溶液A2を収容する。
The
第1供給ポンプ15(第1供給部)は、第1タンク11に収容されている第1溶液A1を第1混合部20に供給する。第1供給ポンプ15は、第1溶液A1を所定の送液量で供給する。例えば、第1供給ポンプ15は、所望の性状のポリアミック酸(第1重合体)が得られる条件で第1溶液A1を供給するよう調整される。
The first supply pump 15 (first supply section) supplies the first solution A1 contained in the
第2供給ポンプ16(第2供給部)は、第2タンク12に収容されている第2溶液A2を第1混合部20に供給する。第2供給ポンプ16は、第2溶液A2を所定の送液量で供給する。例えば、第2供給ポンプ16は、所望の性状のポリアミック酸(第1重合体)が得られる条件で第2溶液A2を供給するよう調整される。
The second supply pump 16 (second supply section) supplies the second solution A2 contained in the
第1混合部20は、第1溶液A1と第2溶液A2とを混合して第1混合溶液Bを生成する。第1混合部20は、第1供給ポンプ15及び第2供給ポンプ16の下流側に配置される。第1混合部20は、第1合流弁21と、第1混合撹拌部25と、を有する。また、第1混合部20は、第3送液部L3を有する。
The
第1合流弁21は、第1供給ポンプ15により供給される第1溶液A1と、第2供給ポンプ16により供給される第2溶液A2とを合流させる。第1合流弁21は、第1溶液A1と第2溶液A2とを混合する。
The
第1混合撹拌部25は、第1溶液A1及び第2溶液A2が混合された第1混合溶液Bを気体に接触しない状態で撹拌する。第1混合撹拌部25は、第3送液部L3を構成する配管の内部に配置されるか、第3送液部L3を構成するよう構成される。
The first mixing/stirring
第1混合撹拌部25は、例えば、スタティックミキサー、ノズル、オリフィス等の静止型混合器や、遠心ポンプ、渦巻きポンプ、撹拌羽を有するインラインミキサー等の駆動型混合器を含んで構成され、好ましくは静止型混合器を含んで構成され、より好ましくはスタティックミキサーを含んで構成される。なお、ツイストテープの内挿された管(特開2003-314982号公報の[図19]等を参照)でもスタティックミキサーと同様に撹拌促進効果が得られるが、スタティックミキサーの方がより撹拌促進効果が得られるため好ましい。
The first mixing and stirring
スタティックミキサーとしては、特に限定されず、例えば、Kenics mixer型、Sulzer SMV型、Sulzer SMX型、Tray Hi-mixer型、Komax mixer型、Lightnin mixer型、Ross ISG型、Bran&Lube mixer型等のスタティックミキサーが挙げられる。これらの中でも、Kenics mixer型のスタティックミキサーは、構造が単純であるためデッドスペースがなく、より好ましい。 The static mixer is not particularly limited, and examples thereof include static mixers such as Kenics mixer type, Sulzer SMV type, Sulzer SMX type, Tray Hi-mixer type, Komax mixer type, Lightnin mixer type, Ross ISG type, and Bran & Lube mixer type. mentioned. Among these, the Kenics mixer type static mixer is more preferable since it has a simple structure and has no dead space.
第1混合撹拌部25の位置は特に限定されないが、例えば、第1混合部20における第1合流弁21側(例えば、近傍)に配置されることが好ましい。
Although the position of the first mixing/stirring
第1反応部30は、第1混合部20の下流側に連続して配置される。第1反応部30は、第1混合溶液Bに含まれる第1重合性化合物と第2重合性化合物との重合反応を進行させる部分である。第1反応部30において、第1混合溶液Bに含まれる第1重合性化合物と第2重合性化合物との重合反応が徐々に進行し、第1重合溶液Cが得られる。
The
第1反応部30は、第4送液部L4と、第1反応撹拌部35と、第1温調タンク39と、を有する。
The
第4送液部L4は、本実施形態において、一端部L4aから他端部L4bまでの部分である。第4送液部L4を構成する配管の中空部は、例えば、断面積が1mm2以上400cm2以下であるが、これに限定されない。第4送液部L4は、第1反応調整部32と、第2反応調整部37と、を有する。
The fourth liquid feeding portion L4 is a portion from one end portion L4a to the other end portion L4b in the present embodiment. The hollow part of the pipe that constitutes the fourth liquid feeding part L4 has, for example, a cross-sectional area of 1 mm 2 or more and 400 cm 2 or less, but is not limited to this. The fourth liquid sending section L4 has a first
第1反応調整部32は、第1反応撹拌部35の上流側に配置される配管部である。第1反応調整部32は、第1混合溶液Bが所望の滞留時間で流通するように形成されている。第1反応調整部32は、第1温調タンク39内に配置され、所望の温度条件に温調(例えば、冷却)される。第1反応調整部32において、第1混合溶液Bは重合反応に適した温度に調整され、第1反応撹拌部35に送液される。
The first
第2反応調整部37は、第1反応撹拌部35の下流側に配置される配管部である。第2反応調整部37は、第1混合溶液Bが所望の滞留時間で流通するように形成されている。第2反応調整部37は、第1温調タンク39内に配置され、所望の温度条件に温調(例えば、冷却)される。第2反応調整部37において、後述する第1反応撹拌部35により撹拌された第1混合溶液Bを重合反応に適した温度に調整した状態で送液する。
The second
なお、図1では、第1反応調整部32及び第2反応調整部37の構造を螺旋管として示したが、十分な滞留時間が確保される限り、直管、屈曲管等の任意の構造とすることができる。
In FIG. 1, the structures of the first
第1反応撹拌部35は、第1反応調整部32から送液された第1混合溶液Bを気体に接触しない状態で撹拌する。本実施形態において、第1反応撹拌部35は、第1反応調整部32により重合反応に適した温度に調整された第1混合溶液Bを気体に接触しない状態で撹拌する。
The first
上述と同様、第1反応撹拌部35は、例えば、スタティックミキサー、ノズル、オリフィス等の静止型混合器や、遠心ポンプ、渦巻きポンプ、撹拌羽を有するインラインミキサー等の駆動型混合器を含んで構成され、好ましくは静止型混合器を含んで構成され、より好ましくはスタティックミキサーを含んで構成される。なお、上述の通り、ツイストテープの内挿された管でもスタティックミキサーと同様に撹拌促進効果が得られるが、スタティックミキサーの方がより撹拌促進効果が得られるため好ましい。
As described above, the first reaction-stirring
スタティックミキサーとしては、特に限定されず、例えば、Kenics mixer型、Sulzer SMV型、Sulzer SMX型、Tray Hi-mixer型、Komax mixer型、Lightnin mixer型、Ross ISG型、Bran&Lube mixer型等のスタティックミキサーが挙げられる。これらの中でも、Kenics mixer型のスタティックミキサーは、構造が単純であるためデッドスペースがなく、より好ましい。 The static mixer is not particularly limited, and examples thereof include static mixers such as Kenics mixer type, Sulzer SMV type, Sulzer SMX type, Tray Hi-mixer type, Komax mixer type, Lightnin mixer type, Ross ISG type, and Bran & Lube mixer type. mentioned. Among these, the Kenics mixer type static mixer is more preferable since it has a simple structure and has no dead space.
第1反応撹拌部35の位置は特に限定されないが、例えば、第1反応部30における中間に配置されることが好ましい。
Although the position of the first reaction/stirring
第1クッションタンク40は、第1反応部30からの第1重合溶液Cを収容する。第1クッションタンク40は、例えば、第1重合体であるポリアミック酸をイミド化してポリイミドを製造する際においては原料溶液を収容するタンクになる。
The
本実施形態における重合体製造システム1がポリイミドを製造する場合、重合体製造システム1は、ポリアミック酸をイミド化するイミド化部を更に備える。イミド化部(不図示)は、例えば、熱的に脱水閉環する熱的イミド化方法、脱水剤及びイミド化促進剤を用いる化学的イミド化方法等により、ポリアミック酸をイミド化する。 When the polymer production system 1 according to the present embodiment produces polyimide, the polymer production system 1 further includes an imidization unit that imidizes the polyamic acid. The imidization unit (not shown) imidizes the polyamic acid by, for example, a thermal imidization method of thermal dehydration ring closure, a chemical imidization method using a dehydrating agent and an imidization accelerator, or the like.
なお、重合体製造システム1がポリイミドを製造する場合、第1クッションタンク40を省略し、第5送液部L5からイミド化部に送液されるように構成してもよい。ただし、上記のように、ポリアミック酸を一旦、第1クッションタンク40に収容しておく方が好ましい。
When the polymer manufacturing system 1 manufactures polyimide, the
また、重合体製造システム1は、第1溶液A1、第2溶液A2、第1混合溶液B、及び第1重合溶液Cのいずれか1以上(以下、「第1測定対象」という。)における物理量及び/又は組成に関する1又は2以上の第1反応情報を取得する第1測定部を有する。本実施形態において、重合体製造システム1は、複数の第1測定部を有する。より具体的には、重合体製造システム1は、ポンプ圧測定部81と、第1差圧測定部91、92と、第2差圧測定部93、94と、第1粘度測定部111と、を有する。
In addition, the polymer production system 1 may be any one or more of the first solution A1, the second solution A2, the first mixed solution B, and the first polymerization solution C (hereinafter referred to as "first measurement object"). and/or a first measuring unit that acquires one or more first reaction information regarding the composition. In this embodiment, the polymer production system 1 has a plurality of first measurement units. More specifically, the polymer production system 1 includes a pump
ポンプ圧測定部81は、第1供給ポンプ15のポンプ圧の情報を第1反応情報として取得する。ポンプ圧測定部81は、例えば、ポンプ圧の数値情報や、電圧や電流値の情報を第1反応情報として取得する。
The pump
第1差圧測定部91、92は、第1混合撹拌部25における入出の差圧(上流側と下流側との差圧)の情報を第1反応情報として取得する。
第2差圧測定部93、93は、第1反応部30における入出の差圧(上流側と下流側との差圧)の情報を第1反応情報として取得する。
The first differential
The second differential
第1粘度測定部111は、第1重合溶液Cの粘度情報を第1反応情報として取得する。重合反応が進行することで粘度が上昇するため、粘度情報は、第1反応情報として有効な情報である。
The first
第1測定部は、本実施形態の測定部(物理量及び/又は組成の種類、測定方式)に限定されない。第1測定部は、例えば、粘度計、圧力計、ポンプ圧計、吸光度計、赤外分光計、近赤外分光計、密度計、色差計、屈折率計、分光光度計、導電率計、濁度計、及び蛍光X線分析装置からなる群より選択される1又は2以上を有して構成される。 The first measurement unit is not limited to the measurement unit (type of physical quantity and/or composition, measurement method) of this embodiment. The first measurement unit includes, for example, a viscometer, a pressure gauge, a pump pressure gauge, an absorbance meter, an infrared spectrometer, a near-infrared spectrometer, a density meter, a color difference meter, a refractometer, a spectrophotometer, a conductivity meter, a turbidity It comprises one or more selected from the group consisting of a photometer and a fluorescent X-ray spectrometer.
第1測定部は、第1測定対象における物理量及び/又は組成に関する1又は2以上の第1反応情報を取得するとともに、取得した第1反応情報を後述する第1制御部200に出力する。
The first measurement unit acquires one or more pieces of first reaction information relating to the physical quantity and/or composition of the first measurement object, and outputs the acquired first reaction information to the
次に、図2により、第1実施形態における重合体製造システム1のブロック図について説明する。
図2に示すように、重合体製造システム1は、複数の第1測定部(第1測定部群)と、第1制御部200と、第1記憶部300と、制御対象である第1供給ポンプ15及び第2供給ポンプ16と、を有する。
Next, a block diagram of the polymer production system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the polymer production system 1 includes a plurality of first measurement units (first measurement unit group), a
第1測定部は、上述の通り、第1測定対象における物理量及び/又は組成に関する1又は2以上の第1反応情報を取得する。重合体製造システム1は、複数の第1測定部を有する。より具体的には、重合体製造システム1は、ポンプ圧測定部81と、第1差圧測定部91、92と、第2差圧測定部93、94と、第1粘度測定部111と、を有する。
ここで、第1反応情報は、物理量及び/又は組成の測定値等の数値情報のほか、物理量及び/又は組成に対応して変化する電気信号等を含む。
The first measurement unit acquires one or more pieces of first reaction information regarding the physical quantity and/or composition of the first measurement object, as described above. The polymer production system 1 has a plurality of first measurement units. More specifically, the polymer production system 1 includes a pump
Here, the first reaction information includes numerical information such as measured values of physical quantity and/or composition, as well as electrical signals that change corresponding to physical quantity and/or composition.
第1制御部200は、第1測定部により取得された第1反応情報に基づいて、第1供給ポンプ15及び/又は第2供給ポンプ16における供給を制御する。
第1制御部200は、判定部210と、選択部220と、指示部230と、を有する。
The
判定部210は、第1測定部からの第1反応情報に基づいて、第1測定対象における物理量及び/又は組成に関する測定値等が所定の許容範囲内であるか否かを判定する。判定部210は、後述する測定間隔情報記憶部310に記憶された測定間隔に基づいて第1測定部から第1反応情報を取得するとともに、後述する許容範囲情報記憶部320に記憶された許容範囲情報に基づいて、取得された第1反応情報が所定の許容範囲内であるか否かを判定する。
Based on the first reaction information from the first measurement unit, the
選択部220は、判定部210が許容範囲外であると判定した第1反応情報が複数ある場合、後述する優先度情報記憶部340からの優先度情報に基づいて、制御において優先する第1反応情報を選択する。
また、選択部220は、判定部210が許容範囲外であると判定した第1反応情報が特定の情報である場合、例えば、当該第1反応情報が粘度情報である場合、後述する補完情報記憶部330からの補完情報に基づいて、制御内容を確定するために補完すべき他の第1反応情報を選択する。例えば、第1反応情報が粘度情報の場合、粘度測定値からは重合反応が不足していることが分かったとしても、第1溶液A1及び第2溶液A2のいずれを増加させるかについては分からない場合もある。選択部220は、補完情報に基づいて、粘度情報に対して補完すべき他の第1反応情報を選択する。
If there is a plurality of pieces of first reaction information determined by the
Further, when the first reaction information determined by the
指示部230は、後述する制御情報記憶部350からの制御情報に基づいて、第1供給ポンプ15及び/又は第2供給ポンプ16における供給を制御する。指示部230は、判定部210及び選択部220からの情報に基づいて制御情報記憶部350に記憶される制御内容である制御情報を取得する。そして、指示部230は、取得した制御情報に基づいて、第1供給ポンプ15及び/又は第2供給ポンプ16を制御する。
The
続けて、第1記憶部300は、測定間隔情報記憶部310と、許容範囲情報記憶部320と、補完情報記憶部330と、優先度情報記憶部340と、制御情報記憶部350と、を有する。
Subsequently, the
測定間隔情報記憶部310は、第1制御部200(判定部210)が第1測定部から第1反応情報を取得する間隔に関する測定間隔情報を記憶する。測定間隔は、第1測定部(第1反応情報)ごとに設定されている。また、測定間隔は、第1測定部が配置されている位置(送液ラインLにおける上流、下流に関する位置)に応じて設定される。 The measurement interval information storage unit 310 stores measurement interval information regarding intervals at which the first control unit 200 (determination unit 210) acquires the first reaction information from the first measurement unit. The measurement interval is set for each first measurement section (first reaction information). Moreover, the measurement interval is set according to the position where the first measurement unit is arranged (positions relating to upstream and downstream in the liquid feeding line L).
許容範囲情報記憶部320は、各第1測定部により取得された第1反応情報ごとに、所望の重合体を得るために必要な品質等に対応した許容範囲(例えば、測定値の範囲、信号の強弱等)の情報を記憶する。 The allowable range information storage unit 320 stores the allowable range (for example, the range of measured values, the signal strength, etc.).
補完情報記憶部330は、各種第1反応情報(各種第1測定部)が特定の第1反応情報(特定の測定部)である場合、補完情報として選択されるべき第1反応情報を特定可能な情報を記憶する。補完情報記憶部330は、特定の第1反応情報と、補完すべき第1反応情報とを関連付けて記憶する。補完情報記憶部330は、例えば、粘度情報に対して所定の第1反応情報を補完する旨の情報を記憶する。
Complementary
優先度情報記憶部340は、複数の第1反応情報(第1測定部)が上記許容範囲外にあると判定部210に判定された場合、優先すべき第1反応情報に関する情報(例えば、優先順位の情報)を記憶する。優先度情報記憶部340は、例えば、粘度情報を優先する旨の情報を記憶する。
When the
制御情報記憶部350は、許容範囲外と判定された第1反応情報の内容に対応した制御内容に関する情報を記憶する。制御情報記憶部350は、例えば、第1供給ポンプ15及び/又は第2供給ポンプ16における供給量を増加/減少させる内容の制御情報を記憶する。
The control
次に、図3により、第1実施形態における重合体製造システム1の動作を説明する。ここでは、第1反応情報として粘度情報を利用した制御について説明している。
図3に示すように、ステップST201において、判定部210は、第1測定部である第1粘度測定部111から第1反応情報である粘度情報を取得する。
Next, operation of the polymer manufacturing system 1 in the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, control using viscosity information as the first reaction information is described.
As shown in FIG. 3, in step ST201,
次いで、ステップST202において、判定部210は、許容範囲情報記憶部320に記憶される許容範囲情報に基づいて、取得した粘度情報が所定の許容範囲内にあるか否かを判定する。
そして、判定部210は、粘度情報(粘度の値)が所定範囲内にあると判定した場合(YES)、第2供給ポンプ16の供給量を変更しない(ステップST203)。
また、判定部210は、粘度情報(粘度の値)が所定範囲内にないと判定した場合(NO)、処理をステップST204に進める。
Next, in step ST202,
Then, when determining that the viscosity information (viscosity value) is within the predetermined range (YES), the
If
次いで、ステップST204において、選択部220は、補完情報記憶部330から粘度情報を補完する第1反応情報(種類)に関する情報である補完情報を取得する。
Next, in step ST204, the
次いで、ステップST205において、指示部230は、粘度情報の内容と、補完情報により特定された第1反応情報の内容とに基づいて、制御情報記憶部350から制御条件等の制御情報を取得する。
そして、指示部230は、取得した制御情報に基づいて、第2供給ポンプ16を制御する。指示部230は、制御内容が第2供給ポンプ16における供給量を増加させる内容のものである場合(増加)、供給量を増加させるよう第2供給ポンプ16を制御する(ステップST206)。
また、指示部230は、制御内容が第2供給ポンプ16における供給量を減少させる内容のものである場合(減少)、供給量を減少させるよう第2供給ポンプ16を制御する(ステップST207)。
Next, in step ST205,
The
If the content of the control is to decrease the supply amount of the second supply pump 16 (decrease), the
次いで、第1制御部200は、待機状態となる(ステップST208)。ここで、第1制御部200は、測定間隔情報記憶部310に記憶された測定間隔情報に基づいて、所定間隔で第1粘度測定部111からの粘度情報を取得する。
Next,
次に、図4により、第1実施形態における重合体製造システム1の他の動作を説明する。ここでは、複数の第1反応情報を利用した制御について説明している。
図4に示すように、ステップST251において、判定部210は、第1測定部群の各測定部からの第1反応情報を取得する。
Next, another operation of the polymer production system 1 in the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, control using a plurality of pieces of first reaction information is described.
As shown in FIG. 4, in step ST251,
次いで、ステップST252において、判定部210は、許容範囲情報記憶部320に記憶される許容範囲情報に基づいて、取得した全ての第1反応情報が所定の許容範囲内にあるか否かを判定する。
そして、判定部210は、全ての第1反応情報が所定範囲内にあると判定した場合(YES)、第2供給ポンプ16の供給量を変更しない(ステップST253)。
また、判定部210は、全ての第1反応情報が所定範囲内にあるのではない(1つ以上の第1反応情報が所定範囲外)と判定した場合(NO)、処理をステップST254に進める。
Next, in step ST252,
Then, when determining that all the first reaction information are within the predetermined range (YES), the
If determining
次いで、ステップST254において、判定部210は、所定範囲外となった第1反応情報が複数である場合(YES)、処理をステップST255に進める。判定部210は、所定範囲外となった第1反応情報が複数でない場合(NO)、処理をステップ256に進める。
Next, in step ST254, when there is a plurality of pieces of first reaction information outside the predetermined range (YES),
次いで、ステップST255において、選択部220は、優先度情報記憶部340に記録された優先度情報に基づいて、優先度の高い第1反応情報(種類)を選択する。
Next, in step ST255, the
次いで、ステップST256において、指示部230は、所定範囲外である第1反応情報の内容に基づいて、制御情報記憶部350から制御条件等の制御情報を取得する。
そして、指示部230は、取得した制御情報に基づいて、第2供給ポンプ16を制御する。指示部230は、制御内容が第2供給ポンプ16における供給量を増加させる内容のものである場合(増加)、供給量を増加させるよう第2供給ポンプ16を制御する(ステップST257)。
また、指示部230は、制御内容が第2供給ポンプ16における供給量を減少させる内容のものである場合(減少)、供給量を減少させるよう第2供給ポンプ16を制御する(ステップST258)。
Next, in step ST256,
The
If the content of control is to decrease the supply amount of the second supply pump 16 (decrease), the
次いで、第1制御部200は、待機状態となる(ステップST259)。ここで、第1制御部200は、測定間隔情報記憶部310に記憶された測定間隔情報に基づいて、所定間隔で第1測定部群の各測定部からの第1反応情報を取得する。
Next,
本実施形態の重合体製造システム1によれば、以下の効果を奏する。
重合体製造システム1は、第1測定対象における物理量及び/又は組成に関する1又は2以上の第1反応情報を取得する第1測定部と、第1測定部により取得された第1反応情報に基づいて、第1供給ポンプ15及び/又は第2供給ポンプ16における供給を制御する第1制御部200と、を備える。そして、重合体製造システム1は、所望の重合体が得られるよう、第1測定部により取得された第1反応情報に基づいて、第1供給ポンプ15及び/又は第2供給ポンプ16における供給を制御している。
According to the polymer production system 1 of this embodiment, the following effects are obtained.
The polymer production system 1 includes a first measurement unit that acquires one or more first reaction information related to the physical quantity and / or composition of the first measurement object, and the first reaction information acquired by the first measurement unit. and a
このような重合体製造システム1によれば、所望の重合体を連続的かつ安定的に得ることが可能である。また、重合体製造システム1によれば、連続的な重合体の製造において、スペックアウト率を低減可能である。 According to such a polymer production system 1, it is possible to obtain a desired polymer continuously and stably. Moreover, according to the polymer production system 1, the spec out rate can be reduced in the continuous polymer production.
また、重合体製造システム1において、第1測定部は、粘度計、圧力計、ポンプ圧計、吸光度計、赤外分光計、近赤外分光計、密度計、色差計、屈折率計、分光光度計、導電率計、濁度計、及び蛍光X線分析装置からなる群より選択される1又は2以上を有して構成される。これにより、重合体製造システム1は、複数種類の第1測定部により取得された複数種類の第1反応情報に基づいて、第1供給ポンプ15及び/又は第2供給ポンプ16における供給を制御できるため、重合反応をより好適に調整できる。
Further, in the polymer production system 1, the first measurement unit includes a viscometer, a pressure gauge, a pump pressure gauge, an absorbance meter, an infrared spectrometer, a near-infrared spectrometer, a density meter, a color difference meter, a refractometer, and a spectrophotometer. meter, conductivity meter, turbidimeter, and fluorescent X-ray analyzer. Thereby, the polymer production system 1 can control the supply in the
なお、本実施形態では、第1重合性化合物及び第2重合性化合物のうち、一方がテトラカルボン酸二無水物、他方がジアミンであり、第1重合体としてポリアミック酸を製造する場合について説明したが、これに制限されるものではない。例えば、第1重合性化合物及び第2重合性化合物のうち、一方を酸無水物基末端又はアミノ基末端のポリアミック酸(プレポリマー)、他方をジアミン又はテトラカルボン酸二無水物とし、第1重合体としてポリアミック酸を製造するようにしてもよい。この場合、第1重合性化合物及び第2重合性化合物のうち、一方が酸無水物基末端のポリアミック酸であると、他方はジアミンである。また、第1重合性化合物及び第2重合性化合物のうち、一方がアミノ基末端のポリアミック酸であると、他方はテトラカルボン酸二無水物である。 In this embodiment, one of the first polymerizable compound and the second polymerizable compound is a tetracarboxylic dianhydride and the other is a diamine, and the case of producing a polyamic acid as the first polymer has been described. However, it is not limited to this. For example, among the first polymerizable compound and the second polymerizable compound, one is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid (prepolymer), the other is a diamine or tetracarboxylic dianhydride, and the first polymer A polyamic acid may be produced as a coalescence. In this case, one of the first polymerizable compound and the second polymerizable compound is an acid anhydride group-terminated polyamic acid, and the other is a diamine. Further, when one of the first polymerizable compound and the second polymerizable compound is an amino group-terminated polyamic acid, the other is a tetracarboxylic dianhydride.
また、本実施形態では、第1混合溶液Bを所望の温度条件に温調するため、第4送液部L4を第1温調タンク39内に配置する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第4送液部L4を二重管で構成するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the fourth liquid feeding part L4 is arranged in the first
また、本実施形態では、第1タンク11及び第2タンク12から第1クッションタンク40までを、管状の送液ラインLにより密閉した状態でつなぐ場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第1重合溶液Cに気泡が発生することを抑制するためには、少なくとも第1混合撹拌部25及び第1反応撹拌部35が気体と接触しない状態で溶液を撹拌可能なものであればよい。ただし、第1混合部20及び第1反応部30の全体で溶液が気体と接触しないことが好ましく、上述のように送液ラインLの全体で溶液が気体と接触しないことがより好ましい。
In addition, in the present embodiment, the case where the
<第2実施形態>
次に、図5から図8により、第2実施形態における重合体製造システムについて説明する。図5は、第2実施形態における重合体製造システムを示す図である。図6は、第2実施形態における重合体製造システムのブロック図である。図7は、第2実施形態における重合体製造システムの動作を説明するフロー図である。図8は、第2実施形態における重合体製造システムの他の動作を説明するフロー図である。第2実施形態は、処理部(反応部)が2段である重合体製造システムの例である。
<Second embodiment>
Next, a polymer manufacturing system according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 8. FIG. FIG. 5 is a diagram showing a polymer production system in the second embodiment. FIG. 6 is a block diagram of a polymer production system in the second embodiment. FIG. 7 is a flowchart explaining the operation of the polymer production system in the second embodiment. FIG. 8 is a flowchart explaining another operation of the polymer production system in the second embodiment. The second embodiment is an example of a polymer production system having two stages of processing sections (reaction sections).
まず、図5により、第2実施形態における重合体製造システム1Aについて説明する。
図5に示すように、重合体製造システム1Aは、第1処理部K1と、第2処理部K2と、を有する。
First, a
As shown in FIG. 5, the
第1処理部K1は、第1実施形態における重合体製造システム1と同様の構成であるため、本実施形態での詳細な説明を省略する。第1処理部K1における構成要件や動作等については、第1実施形態における説明を援用できる。ただし、第1処理部K1で製造される第1重合溶液Cは、第1重合体として、酸無水物基末端又はアミノ基末端のポリアミック酸(プレポリマー)を含むものとする。 Since the first processing unit K1 has the same configuration as the polymer production system 1 in the first embodiment, detailed description in this embodiment is omitted. The description in the first embodiment can be used for the configuration requirements, operation, and the like in the first processing unit K1. However, the first polymerization solution C produced in the first processing section K1 contains an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid (prepolymer) as the first polymer.
第2処理部K2は、第1処理部K1(第1実施形態における重合体製造システム1)により製造された第1重合溶液Cと、第3溶液A3とを原料として重合反応を更に進行させ、ポリアミック酸(第2重合体)を製造する。第2処理部K2は、基本的な構成は第1処理部K1と同様であるが、第1処理部K1により製造された第1重合溶液Cを原料としてポリアミック酸(第2重合体)を製造する点で第1処理部K1と相違する。 The second processing section K2 uses the first polymerization solution C produced by the first processing section K1 (the polymer production system 1 in the first embodiment) and the third solution A3 as raw materials to further progress the polymerization reaction, A polyamic acid (second polymer) is produced. The second processing section K2 has the same basic configuration as the first processing section K1, but uses the first polymerization solution C produced by the first processing section K1 as a raw material to produce polyamic acid (second polymer). It is different from the first processing unit K1 in that
第2処理部K2は、第3タンク13と、第3供給ポンプ17(第3供給部)と、第2混合部50と、第2反応部60と、第2クッションタンク70と、送液ラインLの一部と、を備える。上述の送液ラインLの一部は、第6送液部L6と、第7送液部L7と、第8送液部L8と、第9送液部L9と、を有する。ここで、第7送液部L7は、第2混合部50を構成する。また、第8送液部L8は、第2反応部60を構成する。
The second processing section K2 includes a
第3タンク13は、第1重合溶液Cに含まれる第1重合体に重付加する重付加性の第3重合性化合物を含む第3溶液A3を収容する。本実施形態の場合、第3タンク13は、第1重合溶液Cに含まれる酸無水物基末端又はアミノ基末端のポリアミック酸に重付加するジアミン又はテトラカルボン酸二無水物が溶解した第3溶液A3を収容する。
The
以下では一例として、第1重合溶液Cが酸無水物基末端のポリアミック酸を含み、第3溶液A3がジアミンを含む場合について説明する。 As an example, the case where the first polymerization solution C contains an acid anhydride group-terminated polyamic acid and the third solution A3 contains a diamine will be described below.
第3供給ポンプ17(第3供給部)は、第3タンク13に収容されている第3溶液A3を第2混合部50に供給する。第3供給ポンプ17は、第3溶液A3を所定の送液量で供給する。例えば、第3供給ポンプ17は、所望の性状のポリアミック酸(第2重合体)が得られる条件で第3溶液A3を供給するよう調整される。第3供給ポンプ17における供給量は、第1重合溶液Cにおける性状や組成に応じて設定できる。また、第3供給ポンプ17における供給量は、第1重合溶液Cにおける反応率等に応じて設定できる。言い換えると、第3供給ポンプ17における供給量は、目標とする性状、組成や反応率になるような供給量に調整できる。
The third supply pump 17 (third supply section) supplies the third solution A3 contained in the
第2混合部50は、第1反応部30からの第1重合溶液Cと、第3供給ポンプ17からの第3溶液A3とを混合して第2混合溶液Dを生成する。第2混合部50は、第3供給ポンプ17の下流側に配置される。第2混合部50は、第2合流弁51と、第2混合撹拌部55と、を有する。また、第2混合部50は、第7送液部L7を有する。
The
第2合流弁51は、第1反応部30からの第1重合溶液Cと、第3供給ポンプ17からの第3溶液A3とを合流させる。第2合流弁51は、第1重合溶液Cと第3溶液A3とを混合する。
The
第2混合撹拌部55は、第1重合溶液C及び第3溶液A3が混合された第2混合溶液Dを気体に接触しない状態で撹拌する。第2混合撹拌部55は、第7送液部L7を構成する配管の内部に配置されるか、第7送液部L7を構成するよう構成される。
The second mixing/stirring
第2混合撹拌部55は、例えば、スタティックミキサー、ノズル、オリフィス等の静止型混合器や、遠心ポンプ、渦巻きポンプ、撹拌羽を有するインラインミキサー等の駆動型混合器を含んで構成され、好ましくは静止型混合器を含んで構成され、より好ましくはスタティックミキサーを含んで構成される。なお、上述の通り、ツイストテープの内挿された管でもスタティックミキサーと同様に撹拌促進効果が得られるが、スタティックミキサーの方がより撹拌促進効果が得られるため好ましい。
The second mixing and stirring
スタティックミキサーとしては、特に限定されず、例えば、Kenics mixer型、Sulzer SMV型、Sulzer SMX型、Tray Hi-mixer型、Komax mixer型、Lightnin mixer型、Ross ISG型、Bran&Lube mixer型等のスタティックミキサーが挙げられる。これらの中でも、Kenics mixer型のスタティックミキサーは、構造が単純であるためデッドスペースがなく、より好ましい。 The static mixer is not particularly limited, and examples thereof include static mixers such as Kenics mixer type, Sulzer SMV type, Sulzer SMX type, Tray Hi-mixer type, Komax mixer type, Lightnin mixer type, Ross ISG type, and Bran & Lube mixer type. mentioned. Among these, the Kenics mixer type static mixer is more preferable since it has a simple structure and has no dead space.
第2混合撹拌部55の位置は特に限定されないが、例えば、第2混合部50における第2合流弁51側(例えば、近傍)に配置されることが好ましい。
Although the position of the second mixing/stirring
第2反応部60は、第2混合部50の下流側に連続して配置される。本実施形態において、第2反応部60は、第2混合溶液Dに含まれる第1重合溶液Cからの酸無水物基末端のポリアミック酸(第1重合体)と、第3溶液A3からのジアミン(第3重合性化合物)との重合反応を進行させる部分である。第2反応部60において、第2混合溶液Dに含まれる第1重合溶液Cからの酸無水物基末端のポリアミック酸(第1重合体)と、第3溶液A3からのジアミン(第3重合性化合物)との重合反応が徐々に進行し、第2重合溶液Eが得られる。
The
第2反応部60は、第8送液部L8と、第2反応撹拌部65と、第2温調タンク69と、を有する。
The
第8送液部L8は、本実施形態において、一端部L8aから他端部L8bまでの部分である。第8送液部L8を構成する配管の中空部は、例えば、断面積が1mm2以上400cm2以下であるが、これに限定されない。第8送液部L8は、第3反応調整部62と、第4反応調整部67と、を有する。
The eighth liquid feeding part L8 is a part from one end L8a to the other end L8b in the present embodiment. The hollow part of the pipe that constitutes the eighth liquid feeding part L8 has, for example, a cross-sectional area of 1 mm 2 or more and 400 cm 2 or less, but is not limited to this. The eighth liquid feeding section L8 has a third
第3反応調整部62は、第2反応撹拌部65の上流側に配置される配管部である。第3反応調整部62は、第2混合溶液Dが所望の滞留時間で流通するように形成されている。第3反応調整部62は、第2温調タンク69内に配置され、所望の温度条件に温調(例えば、冷却)される。第3反応調整部62において、第2混合溶液Dは重合反応に適した温度に調整され、第2反応撹拌部65に送液される。
The third
第4反応調整部67は、第2反応撹拌部65の下流側に配置される配管部である。第4反応調整部67は、第2混合溶液Dが所望の滞留時間で流通するように形成されている。第4反応調整部67は、第2温調タンク69内に配置され、所望の温度条件に温調(例えば、冷却)される。第4反応調整部67において、後述する第2反応撹拌部65により撹拌された第2混合溶液Dを重合反応に適した温度に調整した状態で送液する。
The fourth
なお、図5では、第3反応調整部62及び第4反応調整部67の構造を螺旋管として示したが、十分な滞留時間が確保される限り、直管、屈曲管等の任意の構造とすることができる。
In FIG. 5, the structure of the third
第2反応撹拌部65は、第3反応調整部62から送液された第2混合溶液Dを気体に接触しない状態で撹拌する。本実施形態において、第2反応撹拌部65は、第3反応調整部62により重合反応に適した温度に調整された第2混合溶液Dを気体に接触しない状態で撹拌する。
The second
上述と同様、第2反応撹拌部65は、例えば、スタティックミキサー、ノズル、オリフィス等の静止型混合器や、遠心ポンプ、渦巻きポンプ、撹拌羽を有するインラインミキサー等の駆動型混合器を含んで構成され、好ましくは静止型混合器を含んで構成され、より好ましくはスタティックミキサーを含んで構成される。なお、上述の通り、ツイストテープの内挿された管でもスタティックミキサーと同様に撹拌促進効果が得られるが、スタティックミキサーの方がより撹拌促進効果が得られるため好ましい。
As described above, the second reaction-stirring
スタティックミキサーとしては、特に限定されず、例えば、Kenics mixer型、Sulzer SMV型、Sulzer SMX型、Tray Hi-mixer型、Komax mixer型、Lightnin mixer型、Ross ISG型、Bran&Lube mixer型等のスタティックミキサーが挙げられる。これらの中でも、Kenics mixer型のスタティックミキサーは、構造が単純であるためデッドスペースがなく、より好ましい。 The static mixer is not particularly limited, and examples thereof include static mixers such as Kenics mixer type, Sulzer SMV type, Sulzer SMX type, Tray Hi-mixer type, Komax mixer type, Lightnin mixer type, Ross ISG type, and Bran & Lube mixer type. mentioned. Among these, the Kenics mixer type static mixer is more preferable since it has a simple structure and has no dead space.
第2反応撹拌部65の位置は特に限定されないが、例えば、第2反応部60における中間に配置されることが好ましい。
Although the position of the second
第2クッションタンク70は、第2反応部60からの第2重合溶液Eを収容する。第2クッションタンク70は、例えば、第2重合体であるポリアミック酸をイミド化してポリイミドを製造する際においては原料溶液を収容するタンクになる。
The
本実施形態における重合体製造システム1Aがポリイミドを製造する場合、重合体製造システム1Aは、ポリアミック酸をイミド化するイミド化部を更に備える。イミド化部(不図示)は、例えば、熱的に脱水閉環する熱的イミド化方法、脱水剤及びイミド化促進剤を用いる化学的イミド化方法等により、ポリアミック酸をイミド化する。
When the
なお、重合体製造システム1Aがポリイミドを製造する場合、第2クッションタンク70を省略し、第9送液部L9からイミド化部に送液されるように構成してもよい。ただし、上記のように、ポリアミック酸を一旦、第2クッションタンク70に収容しておく方が好ましい。
When the
また、重合体製造システム1Aは、上述の第1測定部のほか、第1重合溶液C、第3溶液A3、第2混合溶液D、及び第2重合溶液Eのいずれか1以上(以下、「第2測定対象」という。)における物理量及び/又は組成に関する1又は2以上の第2反応情報を取得する第2測定部を有する。本実施形態において、重合体製造システム1Aは、複数の第2測定部を有する。より具体的には、重合体製造システム1Aは、第3差圧測定部95、96と、第4差圧測定部97、98と、第2粘度測定部112と、第1吸光度測定部101と、第2吸光度測定部102と、を有する。
In addition to the above-described first measurement unit, the
第3差圧測定部95、96は、第2混合撹拌部55における入出の差圧(上流側と下流側との差圧)の情報を第2反応情報として取得する。
第4差圧測定部97、98は、第2反応部60における入出の差圧(上流側と下流側との差圧)の情報を第2反応情報として取得する。
The third differential
The fourth differential
第2粘度測定部112は、第2重合溶液Eの粘度情報を第2反応情報として取得する。重合反応が進行することで粘度が上昇するため、粘度情報は、第2反応情報として有効な情報である。
The second
第1吸光度測定部101は、第1重合溶液Cにおける特定波長の吸光度に関する情報を第2反応情報として取得する。
第2吸光度測定部102は、第2重合溶液Eにおける特定波長の吸光度に関する情報を第2反応情報として取得する。
ここで、第1吸光度測定部101が取得した吸光度情報と、第2吸光度測定部102が取得した吸光度情報とにより、吸光度の差分を算出することができる。
The first
The second
Here, the absorbance difference can be calculated from the absorbance information acquired by the first
第2測定部は、本実施形態の測定部(物理量及び/又は組成の種類、測定方式)に限定されない。第2測定部は、例えば、粘度計、圧力計、ポンプ圧計、吸光度計、赤外分光計、近赤外分光計、密度計、色差計、屈折率計、分光光度計、導電率計、濁度計、及び蛍光X線分析装置からなる群より選択される1又は2以上を有して構成される。 The second measurement unit is not limited to the measurement unit (type of physical quantity and/or composition, measurement method) of this embodiment. The second measurement unit includes, for example, a viscometer, a pressure gauge, a pump pressure gauge, an absorbance meter, an infrared spectrometer, a near-infrared spectrometer, a density meter, a color difference meter, a refractometer, a spectrophotometer, a conductivity meter, a turbidity It comprises one or more selected from the group consisting of a photometer and a fluorescent X-ray spectrometer.
第2測定部は、第2測定対象における物理量及び/又は組成に関する1又は2以上の第2反応情報を取得するとともに、取得した第2反応情報を後述する第2制御部200Aに出力する。
The second measurement unit acquires one or more pieces of second reaction information relating to the physical quantity and/or composition of the second measurement object, and outputs the acquired second reaction information to the
次に、図6により、第2実施形態における重合体製造システム1Aのブロック図について説明する。ここでは、主に第1実施形態と相違する構成について説明し、第1実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
Next, a block diagram of the
図6に示すように、重合体製造システム1Aは、複数の第1測定部(第1測定部群)と、複数の第2測定部(第2測定部群)と、第2制御部200Aと、第2記憶部300Aと、制御対象である第1供給ポンプ15、第2供給ポンプ16、及び第3供給ポンプ17と、を有する。
As shown in FIG. 6, the
第2測定部は、上述の通り、第2測定対象における物理量及び/又は組成に関する1又は2以上の第2反応情報を取得する。重合体製造システム1Aは、複数の第2測定部を有する。より具体的には、重合体製造システム1Aは、第3差圧測定部95、96と、第4差圧測定部97、98と、第2粘度測定部112と、第1吸光度測定部101と、第2吸光度測定部102と、を有する。
ここで、第2反応情報は、物理量及び/又は組成の測定値等の数値情報のほか、物理量及び/又は組成に対応して変化する電気信号等を含む。
The second measurement unit acquires one or more pieces of second reaction information regarding the physical quantity and/or composition of the second measurement object, as described above. The
Here, the second reaction information includes numerical information such as measured values of physical quantity and/or composition, as well as electrical signals that change corresponding to physical quantity and/or composition.
第2制御部200Aは、第1測定部により取得された第1反応情報及び/又は第2測定部により取得された第2反応情報に基づいて、第3供給ポンプ17における供給を制御する。ここで、第2制御部200Aは、第1制御部の機能も有するので、第1測定部により取得された第1反応情報に基づいて、第1供給ポンプ15及び/又は第2供給ポンプ16における供給を制御可能に構成される。以下、第1実施形態における名称と同じ構成要素については、本実施形態において以下に説明する機能に加え、第1実施形態で説明した機能も有する。
The
第2制御部200Aは、判定部210Aと、選択部220Aと、指示部230Aと、を有する。
The
判定部210Aは、第1反応情報及び/又は第2反応情報に基づいて、第1測定対象及び/又は第2測定対象における物理量及び/又は組成に関する測定値等が所定の許容範囲内であるか否かを判定する。判定部210Aは、後述する測定間隔情報記憶部310Aに記憶された測定間隔に基づいて第1測定部及び/又は第2測定部から第1反応情報及び/又は第2反応情報を取得するとともに、後述する許容範囲情報記憶部320Aに記憶された許容範囲情報に基づいて、取得された第1反応情報及び/又は第2反応情報が所定の許容範囲内であるか否かを判定する。
Based on the first reaction information and/or the second reaction information, the
選択部220Aは、判定部210Aが許容範囲外であると判定した第1反応情報及び/又は第2反応情報が複数ある場合、後述する優先度情報記憶部340Aからの優先度情報に基づいて、制御において優先する第1反応情報及び/又は第2反応情報を選択する。
If there are a plurality of pieces of first reaction information and/or second reaction information determined by the
また、選択部220Aは、判定部210Aが許容範囲外であると判定した第1反応情報及び/又は第2反応情報が特定の情報である場合、例えば、当該第1反応情報及び/又は第2反応情報が粘度情報である場合、後述する補完情報記憶部330Aからの補完情報に基づいて、制御内容を確定するために補完すべき他の第1反応情報及び/又は第2反応情報を選択する。例えば、第1反応情報及び/又は第2反応情報が粘度情報の場合、粘度測定値からは重合反応が不足していることが分かったとしても、第1重合溶液C及び第3溶液A3のいずれを増加させるかについては分からない場合もある。選択部220Aは、補完情報に基づいて、粘度情報に対して補完すべき他の第1反応情報及び/又は第2反応情報を選択する。
Further, when the first reaction information and/or the second reaction information determined by the
指示部230Aは、後述する制御情報記憶部350Aからの制御情報に基づいて、第3供給ポンプ17における供給を制御する。指示部230Aは、判定部210A及び選択部220Aからの情報に基づいて制御情報記憶部350Aに記憶される制御内容である制御情報を取得する。そして、指示部230Aは、取得した制御情報に基づいて、第3供給ポンプ17を制御する。
The
続けて、第2記憶部300Aは、測定間隔情報記憶部310Aと、許容範囲情報記憶部320Aと、補完情報記憶部330Aと、優先度情報記憶部340Aと、制御情報記憶部350Aと、を有する。以下、第1実施形態における名称と同じ構成要素については、本実施形態において以下に説明する機能に加え、第1実施形態で説明した機能も有する。
Subsequently, the
測定間隔情報記憶部310Aは、第2制御部200A(判定部210A)が第1測定部から第1反応情報を取得する間隔、及び第2測定部から第2反応情報を取得する間隔に関する測定間隔情報を記憶する。測定間隔は、第1測定部(第1反応情報)ごとに設定されている。また、測定間隔は、第1測定部が配置されている位置(送液ラインLにおける上流、下流に関する位置)に応じて設定される。同様に、測定間隔は、第2測定部(第2反応情報)ごとに設定されている。また、測定間隔は、第2測定部が配置されている位置(送液ラインLにおける上流、下流に関する位置)に応じて設定される。
The measurement interval information storage unit 310A stores measurement intervals related to the interval at which the
許容範囲情報記憶部320Aは、各第1測定部により取得された第1反応情報ごとに、所望の重合体を得るために必要な品質等に対応した許容範囲(例えば、測定値の範囲、信号の強弱等)の情報を記憶する。また、許容範囲情報記憶部320Aは、各第2測定部により取得された第2反応情報ごとに、所望の重合体を得るために必要な品質等に対応した許容範囲(例えば、測定値の範囲、信号の強弱等)の情報を記憶する。 The allowable range information storage unit 320A stores the allowable range (for example, the range of measured values, the signal strength, etc.) is stored. In addition, the allowable range information storage unit 320A stores the allowable range (for example, the range of measured values , signal strength, etc.).
補完情報記憶部330Aは、各種第1反応情報(各種第1測定部)及び/又は各種第2反応情報(各種第2測定部)が特定の第1反応情報(特定の測定部)及び/又は特定の第2反応情報(特定の測定部)である場合、補完情報として選択されるべき第1反応情報及び/又は第2反応情報を特定可能な情報を記憶する。補完情報記憶部330Aは、特定の第1反応情報及び/又は第2反応情報と、補完すべき第1反応情報及び/又は第2反応情報とを関連付けて記憶する。補完情報記憶部330Aは、例えば、粘度情報に対して所定の第1反応情報及び/又は第2反応情報を補完する旨の情報を記憶する。
Complementary
優先度情報記憶部340Aは、複数の第1反応情報(第1測定部)及び/又は第2反応情報(第2測定部)が上記許容範囲外にあると判定部210Aに判定された場合、優先すべき第1反応情報及び/又は第2反応情報に関する情報(例えば、優先順位の情報)を記憶する。優先度情報記憶部340Aは、例えば、粘度情報を優先する旨の情報を記憶する。
When the
制御情報記憶部350Aは、許容範囲外と判定された第1反応情報及び/又は第2反応情報の内容に対応した制御内容に関する情報を記憶する。制御情報記憶部350Aは、例えば、第3供給ポンプ17における供給量を増加/減少させる内容の制御情報を記憶する。
The control
次に、図7により、第2実施形態における重合体製造システム1Aの動作を説明する。ここでは、第2反応情報として粘度情報を利用した制御について説明している。
図7に示すように、ステップST301において、判定部210Aは、第2測定部である第2粘度測定部112から第2反応情報である粘度情報を取得する。
Next, operation of the
As shown in FIG. 7, in step ST301,
次いで、ステップST302において、判定部210Aは、許容範囲情報記憶部320Aに記憶される許容範囲情報に基づいて、取得した粘度情報が所定の許容範囲内にあるかを判定する。
そして、判定部210Aは、粘度情報(粘度の値)が所定範囲内にあると判定した場合(YES)、第3供給ポンプ17の供給量を変更しない(ステップST303)。
また、判定部210Aは、粘度情報(粘度の値)が所定範囲内にないと判定した場合(NO)、処理をステップST304に進める。
Next, in step ST302,
Then, if the determining
If
続けて、ステップST304において、選択部220Aは、補完情報記憶部330Aから粘度情報を補完する第1反応情報(種類)及び/又は第2反応情報(種類)に関する情報である補完情報を取得する。
Subsequently, in step ST304, the
続けて、ステップST305において、指示部230Aは、粘度情報の内容と、補完情報により特定された第1反応情報及び/又は第2反応情報の内容とに基づいて、制御情報記憶部350Aから制御条件等の制御情報を取得する。
そして、指示部230Aは、取得した制御情報に基づいて、第3供給ポンプ17を制御する。指示部230Aは、制御内容が第3供給ポンプ17における供給量を増加させる内容のものである場合(増加)、供給量を増加させるよう第3供給ポンプ17を制御する(ステップST306)。
また、指示部230Aは、制御内容が第3供給ポンプ17における供給量を減少させる内容のものである場合(減少)、供給量を減少させるよう第3供給ポンプ17を制御する(ステップST307)。
Subsequently, in step ST305, the
The
If the content of control is to decrease the supply amount of the third supply pump 17 (decrease), the
続けて、第2制御部200Aは、待機状態となる(ステップST308)。ここで、第2制御部200Aは、測定間隔情報記憶部310Aに記憶された測定間隔情報に基づいて、所定間隔で第2粘度測定部112からの粘度情報を取得する。
Subsequently,
次に、図8により、第2実施形態における重合体製造システム1Aの他の動作を説明する。ここでは、複数の第1反応情報及び第2反応情報を利用した制御について説明している。
図8に示すように、ステップST351において、判定部210Aは、第1測定部群の各測定部からの第1反応情報を取得するとともに、第2測定部群の各測定部からの第2反応情報を取得する。
Next, another operation of the
As shown in FIG. 8, in step ST351,
次いで、ステップST352において、判定部210Aは、許容範囲情報記憶部320に記憶される許容範囲情報に基づいて、取得した全ての第1反応情報及び第2反応情報が所定の許容範囲内にあるか否かを判定する。
そして、判定部210Aは、全ての第1反応情報及び第2反応情報が所定範囲内にあると判定した場合(YES)、第3供給ポンプ17の供給量を変更しない(ステップST353)。
また、判定部210Aは、全ての第1反応情報及び第2反応情報が所定範囲内にあるのではない(1つ以上の反応情報が所定範囲外)と判定した場合(NO)、処理をステップST354に進める。
Next, in step ST352,
Then, when determining that all the first reaction information and the second reaction information are within the predetermined range (YES), the determining
Further, if the
次いで、ステップST354において、判定部210Aは、所定範囲外となった反応情報が複数である場合(YES)、処理をステップST355に進める。判定部210Aは、所定範囲外となった反応情報が複数でない場合(NO)、処理をステップ356に進める。
Next, in step ST354,
次いで、ステップST355において、選択部220Aは、優先度情報に基づいて、優先度の高い第1反応情報(種類)及び/又は第2反応情報(種類)を選択する。
Next, in step ST355, the
次いで、ステップST356において、指示部230Aは、所定範囲外である反応情報の内容に基づいて、制御情報記憶部350Aから制御条件等の制御情報を取得する。
そして、指示部230Aは、取得した制御情報に基づいて、第3供給ポンプ17を制御する。指示部230Aは、制御内容が第3供給ポンプ17における供給量を増加させる内容のものである場合(増加)、供給量を増加させるよう第3供給ポンプ17を制御する(ステップST357)。
また、指示部230Aは、制御内容が第3供給ポンプ17における供給量を減少させる内容のものである場合(減少)、供給量を減少させるよう第3供給ポンプ17を制御する(ステップST358)。
Next, in step ST356, the
The
If the content of the control is to decrease the supply amount of the third supply pump 17 (decrease), the
次いで、第2制御部200Aは、待機状態となる(ステップST359)。ここで、第2制御部200Aは、測定間隔情報記憶部310Aに記憶された測定間隔情報に基づいて、所定間隔で各第1測定部からの第1反応情報及び各第2測定部からの第2反応情報を取得する。
Next,
本実施形態の重合体製造システム1Aによれば、上述の第1実施形態における効果のほか、以下の効果を奏する。
重合体製造システム1Aは、第2測定対象における物理量及び/又は組成に関する1又は2以上の第2反応情報を取得する第2測定部と、第1測定部により取得された第1反応情報及び/又は第2測定部により取得された第2反応情報に基づいて、第3供給ポンプ17における供給を制御する第2制御部と、を更に備える。
According to the
The
このような重合体製造システム1Aによれば、所望の重合体を連続的かつ安定的に得ることが可能である。また、重合体製造システム1Aによれば、連続的な重合体の製造において、スペックアウト率を低減可能である。
According to such a
また、重合体製造システム1Aにおいて、第2測定部は、粘度計、圧力計、ポンプ圧計、吸光度計、赤外分光計、近赤外分光計、密度計、色差計、屈折率計、分光光度計、導電率計、濁度計、及び蛍光X線分析装置からなる群より選択される1又は2以上を有して構成される。これにより、重合体製造システム1Aは、複数種類の第1測定部により取得された複数種類の第1反応情報及び/又は複数種類の第2測定部により取得された複数種類の第2反応情報に基づいて、第3供給ポンプ17における供給を制御できるため、重合反応をより好適に調整できる。
Further, in the
なお、本実施形態では、第2混合溶液Dを所望の温度条件に温調するため、第8送液部L8を第2温調タンク69内に配置する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第8送液部L8を二重管で構成するようにしてもよい。
In the present embodiment, the case where the eighth liquid feeding part L8 is arranged in the second
また、本実施形態では、第1タンク11及び第2タンク12から第2クッションタンク70までを、管状の送液ラインLにより密閉した状態でつなぐ場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第2重合溶液Eに気泡が発生することを抑制するためには、少なくとも第1混合撹拌部25、第1反応撹拌部35、第2混合撹拌部55、及び第2反応撹拌部65が、気体と接触しない状態で溶液を撹拌可能なものであればよい。ただし、第1混合部20、第1反応部30、第2混合部50、及び第2反応部60の全体で溶液が気体と接触しないことが好ましく、上述のように送液ラインLの全体で溶液が気体と接触しないことがより好ましい。
Further, in the present embodiment, the case where the
<制御の具体例>
以下、重合体製造システム1及び重合体製造システム1Aにおける制御の具体例について説明する。ただし、以下の具体例に限定されるものではない。
<Specific example of control>
Specific examples of control in the polymer production system 1 and the
(1)例1
第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値に対して低い場合を想定する。第1反応部30の出口にインライン式粘度計を設置し、第1重合溶液Cの粘度情報を経時的に取得する。粘度を上昇させるためには、テトラカルボン酸二無水物/ジアミン比が等量比に近づくように流量比率を制御すればよい。
(1) Example 1
Assume that the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
(2)例2
第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値に対して低い場合を想定する。第1反応部30の出口付近に2つの圧力計を設置し、差圧を用いて第1重合溶液Cの粘度情報を経時的に取得する。粘度を上昇させるためには、テトラカルボン酸二無水物/ジアミン比が等量比に近づくように流量比率を制御すればよい。
(2) Example 2
Assume that the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
(3)例3
第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値に対して低い場合を想定する。第1反応部30の出口にインライン式粘度計を設置し、第1重合溶液Cの粘度情報を経時的に取得する。更に、第1反応部30の出口にインライン式吸光度計を設置し、第1重合溶液Cの吸光度情報を経時的に取得する。そして、余剰モノマーがある場合に検出される吸光度情報を基に、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとのいずれが過剰であるかを判定する。粘度を上昇させるためには、テトラカルボン酸二無水物/ジアミン比が等量比に近づくように流量比率を制御すればよい。
(3) Example 3
Assume that the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
(4)例4
第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値に対して低い場合を想定する。第1反応部30の出口にインライン式粘度計を設置し、第1重合溶液Cの粘度情報を経時的に取得する。更に、第1反応部30の出口にインライン式赤外分光計を設置し、第1重合溶液Cの赤外分光情報を経時的に取得する。そして、余剰モノマーがある場合に検出される赤外分光情報を基に、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとのいずれが過剰であるかを判定する。粘度を上昇させるためには、テトラカルボン酸二無水物/ジアミン比が等量比に近づくように流量比率を制御すればよい。
(4) Example 4
Assume that the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
(5)例5
第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値に対して低い場合を想定する。第1反応部30の出口付近に2つの圧力計を設置し、差圧を用いて第1重合溶液Cの粘度情報を経時的に取得する。更に、第1反応部30の出口にインライン式吸光度計を設置し、第1重合溶液Cの吸光度情報を経時的に取得する。そして、余剰モノマーがある場合に検出される吸光度情報を基に、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとのいずれが過剰であるかを判定する。粘度を上昇させるためには、テトラカルボン酸二無水物/ジアミン比が等量比に近づくように流量比率を制御すればよい。
(5) Example 5
Assume that the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
(6)例6
第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値に対して低い場合を想定する。第1反応部30の出口付近に2つの圧力計を設置し、差圧を用いて第1重合溶液Cの粘度情報を経時的に取得する。更に、第1反応部30の出口にインライン式赤外分光計を設置し、第1重合溶液Cの赤外分光情報を経時的に取得する。そして、余剰モノマーがある場合に検出される吸光度情報を基に、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとのいずれが過剰であるかを判定する。粘度を上昇させるためには、テトラカルボン酸二無水物/ジアミン比が等量比に近づくように流量比率を制御すればよい。
(6) Example 6
Assume that the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
(7)例7
第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値に対して低い場合を想定する。第1反応部30の出口にインライン式粘度計を設置し、第1重合溶液Cの粘度情報を経時的に取得する。次いで、第1溶液A1及び第2溶液A2のいずれかの流量を減少させ、粘度が上昇するか下降するかを確認する。そして、流量増減と粘度増減との相関を確認し、粘度を上昇させる方向に流量比率を制御すればよい。
(7) Example 7
Assume that the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
(8)例8
第1溶液A1としてのポリアミック酸溶液の粘度と、第1溶液A1におけるテトラカルボン酸二無水物/ジアミン比とに関する検量線を作成する。目的の粘度となるテトラカルボン酸二無水物/ジアミン比を予め求めておけば、第1溶液A1に加えるべき第2溶液A2の添加量を計算することができる。第1供給ポンプ15の出口にインライン式粘度計を設置し、第1溶液A1の粘度情報を経時的に取得する。得られた第1溶液A1の粘度情報を用いて、第1反応部30の出口における粘度が設定粘度になるのに必要な第2溶液A2の添加量を算出し、算出された流量になるように第2溶液A2の供給量を制御する。
(8) Example 8
A calibration curve is prepared for the viscosity of the polyamic acid solution as the first solution A1 and the tetracarboxylic dianhydride/diamine ratio in the first solution A1. If the tetracarboxylic dianhydride/diamine ratio that provides the desired viscosity is obtained in advance, the amount of the second solution A2 to be added to the first solution A1 can be calculated. An in-line viscometer is installed at the outlet of the
(9)例9
第2反応部60の出口における第2重合溶液Eの粘度が設定値に対して低い場合を想定する。第2反応部40の出口にインライン式粘度計を設置し、第2重合溶液Eの粘度情報を経時的に取得する。更に、第2反応部60の出口にインライン式吸光度計を設置し、第2重合溶液Eの吸光度情報を経時的に取得する。また、第1反応部30の出口にインライン式粘度計を設置し、第1重合溶液Cの粘度情報を経時的に取得する。更に、第1反応部30の出口にインライン式吸光度計を設置し、第1重合溶液Cの吸光度情報を経時的に取得する。
(9) Example 9
Assume that the viscosity of the second polymerization solution E at the outlet of the
第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値に対してずれている場合には、余剰モノマーがある場合に検出される吸光度情報を基に、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとのいずれが過剰であるかを判定する。そして、第1重合溶液Cの粘度が設定値となるようなテトラカルボン酸二無水物/ジアミン比に近づくように、第2溶液A2の流量を制御すればよい。
一方、第1反応部30の出口における第1重合溶液Cの粘度が設定値を示している場合、余剰モノマーがある場合に検出される吸光度情報を基に、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとのいずれが過剰であるかを判定する。そして、第2重合溶液Eの粘度が設定値となるようなテトラカルボン酸二無水物/ジアミン比に近づくように、第3溶液A3の流量を制御すればよい。
When the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
On the other hand, when the viscosity of the first polymerization solution C at the outlet of the
<変形例>
以上、2つの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形、改良等は本発明に含まれる。
<Modification>
Although the two embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、重合体製造システムが1つ又は2つの反応部(処理部)を有して構成されるものとしたが、これに限定されず、3つ以上の反応部(処理部)を有して構成されていてもよい。すなわち、重合体製造システムは、1段又は2段の反応を行うものに限定されず、3段以上の反応を行うものであってもよい。例えば、重合体製造システムは、混合撹拌部を有する混合部と、反応撹拌部を有する反応部とのセットを3セット以上有するように構成されていてもよい。重合体製造システムは、各反応部(処理部)を経るごとに目標とする反応率や品質に近づくように多段的に供給量等を調整可能である。 For example, in the above-described embodiments, the polymer production system is configured to have one or two reaction units (treatment units), but is not limited to this, and may include three or more reaction units (treatment units). part). That is, the polymer production system is not limited to one that performs one-stage or two-stage reactions, and may be one that performs three or more stages of reactions. For example, the polymer production system may be configured to have three or more sets of a mixing section having a mixing stirring section and a reaction section having a reaction stirring section. The polymer production system can adjust the amount of supply and the like in a multi-step manner so as to approach the target reaction rate and quality each time it passes through each reaction section (treatment section).
また、上述の実施形態では、ポリアミック酸又はポリイミドを製造する重合体製造システムについて説明したが、製造する重合体はこれらに限定されない。例えば、重合体製造システムは、ウレタンモノマー、エポキシモノマー等の重付加性モノマーを用いて重合体を製造するものであってもよい。 Also, in the above-described embodiments, the polymer production system for producing polyamic acid or polyimide was described, but the polymer to be produced is not limited to these. For example, the polymer production system may produce polymers using polyaddition monomers such as urethane monomers and epoxy monomers.
また、重合体製造システムは、第1溶液A1及び/又は第2溶液A2がフィラーを含有するものであってもよい。第1溶液A1及び/又は第2溶液A2にフィラーを添加することにより、製造される重合体に簡便にフィラーを導入することが可能である。 Further, in the polymer production system, the first solution A1 and/or the second solution A2 may contain a filler. By adding a filler to the first solution A1 and/or the second solution A2, it is possible to easily introduce the filler into the produced polymer.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
<実施例1>
実施例1では、第1混合撹拌部25を省略した以外は図1に示すような構造の重合体製造システム1を用いてポリアミック酸を製造した。第1タンク11には、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸二無水物との反応により得られた酸無水物基末端のポリアミック酸をN,N-ジメチルホルムアミド中に溶解した第1溶液A1を収容した。また、第2タンク12には、p-フェニレンジアミンをN,N-ジメチルホルムアミド中に溶解した第2溶液A2を収容した。また、第1粘度測定部111として、インライン式吸光度計を設置した。
<Example 1>
In Example 1, polyamic acid was produced using the polymer production system 1 having the structure as shown in FIG. In the
まず、第1混合部20において、第1供給ポンプ15により供給された第1溶液A1と、第2供給ポンプ16により供給された第2溶液A2とを混合して第1混合溶液Bを生成した。次いで、第1反応部30において、Kenics mixer型のスタティックミキサーにより第1混合溶液Bを気体に接触しない状態で撹拌することにより、ポリアミック酸が溶解した第1重合溶液Cを生成した。
First, in the
溶液の吸光度Aは、ランバート・ベールの法則により以下の式(1)で表される。
A=εcl ・・・(1)
ここで、εはモル吸光係数、cは試料のモル濃度、lは光路長である。予めオフラインで所定の重合処方で得られた重合溶液の吸光度を測定した結果、吸光度と粘度とに所定の関係があることを見出した。具体的には、波長490nmにおける吸光度が小さくなるほど粘度が上昇する。目標粘度を3200ポアズとしたとき、吸光度は0.178となる必要がある。第1溶液A1及び第2溶液A2の送液中に吸光度が0.199(換算粘度:2100ポアズ)である測定情報が得られたため、第2溶液A2が増加するように流量比率を変化させ、吸光度を0.178に調整した。その結果、第1重合溶液Cの粘度は3200ポアズとなった。得られた第1重合溶液C中に気泡は観察されなかった。
The absorbance A of the solution is represented by the following formula (1) according to the Lambert-Beer law.
A=εcl (1)
where ε is the molar extinction coefficient, c is the molar concentration of the sample, and l is the optical path length. As a result of previously measuring the absorbance of a polymerization solution obtained from a predetermined polymerization recipe off-line, it was found that there is a predetermined relationship between absorbance and viscosity. Specifically, the viscosity increases as the absorbance at a wavelength of 490 nm decreases. When the target viscosity is 3200 poise, the absorbance should be 0.178. Since measurement information with an absorbance of 0.199 (converted viscosity: 2100 poise) was obtained during the feeding of the first solution A1 and the second solution A2, the flow ratio was changed so that the second solution A2 increased, Absorbance was adjusted to 0.178. As a result, the viscosity of the first polymerization solution C was 3200 poise. No air bubbles were observed in the first polymerization solution C obtained.
<実施例2>
実施例2では、第1混合撹拌部25を省略した以外は図1に示すような構造の重合体製造システム1を用いてポリアミック酸を製造した。第1タンク11には、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸二無水物との反応により得られた酸無水物基末端のポリアミック酸をN,N-ジメチルホルムアミド中に溶解した第1溶液A1を収容した。また、第2タンク12には、p-フェニレンジアミンをN,N-ジメチルホルムアミド中に溶解した第2溶液A2を収容した。また、第2差圧測定部93、94として、2つの圧力計を設置した。
<Example 2>
In Example 2, polyamic acid was produced using the polymer production system 1 having the structure as shown in FIG. In the
まず、第1混合部20において、第1供給ポンプ15により供給された第1溶液A1と、第2供給ポンプ16により供給された第2溶液A2とを混合して第1混合溶液Bを生成した。次いで、第1反応部30において、Kenics mixer型のスタティックミキサーにより第1混合溶液Bを気体に接触しない状態で撹拌することにより、ポリアミック酸が溶解した第1重合溶液Cを生成した。
First, in the
層流で流れる溶液の円管での圧力損失ΔPは、以下の式(2)に示すハーゲンポアズイユの式より求めることができる。
ΔP=32μLu/D2 ・・・(2)
ここで、μは溶液の粘度、Lは管長(2つの圧力計間の距離)uは溶液の管断面平均流速、Dは管径である。ΔP、L、u、Dの値は得ることができるため、上記式(2)を用いて差圧と溶液の粘度との関係を求めることができる。このとき、圧力の測定精度を考慮して差圧を測定する2点間の距離を決めておけばよい。予め差圧と粘度との関係を確認した結果、差圧の測定値が小さくなるほど粘度が直線的に上昇することを見出した。目標粘度を1500ポアズとしたとき、差圧は0.6MPaとなる必要がある。第1溶液A1及び第2溶液A2の送液中に差圧が0.4MPa(換算粘度:600ポアズ)である測定情報が得られたため、第2溶液A2が増加するように流量比率を変化させ、差圧を0.6MPaに調整した。その結果、第1重合溶液Cの粘度は1500ポアズとなった。得られた第1重合溶液C中に気泡は観察されなかった。
The pressure loss ΔP in a circular tube of a solution flowing in a laminar flow can be obtained from the Hagen-Poiseuille formula shown in the following formula (2).
ΔP=32 μLu/D 2 (2)
Here, μ is the viscosity of the solution, L is the tube length (distance between two pressure gauges), u is the tube cross-sectional average flow velocity of the solution, and D is the tube diameter. Since the values of ΔP, L, u, and D can be obtained, the relationship between the differential pressure and the viscosity of the solution can be obtained using the above equation (2). At this time, the distance between the two points at which the differential pressure is measured should be determined in consideration of the pressure measurement accuracy. As a result of confirming the relationship between differential pressure and viscosity in advance, it was found that viscosity increases linearly as the measured value of differential pressure decreases. When the target viscosity is 1500 poise, the differential pressure should be 0.6 MPa. Since the measurement information that the differential pressure was 0.4 MPa (converted viscosity: 600 poise) was obtained during the feeding of the first solution A1 and the second solution A2, the flow ratio was changed so that the second solution A2 increased. , the differential pressure was adjusted to 0.6 MPa. As a result, the viscosity of the first polymerization solution C was 1500 poise. No air bubbles were observed in the first polymerization solution C obtained.
1、1A 重合体製造システム
11 第1タンク
12 第2タンク
13 第3タンク
15 第1供給ポンプ(第1供給部)
16 第2供給ポンプ(第2供給部)
17 第3供給ポンプ(第3供給部)
20 第1混合部
30 第1反応部
40 第1クッションタンク
50 第2混合部
60 第2反応部
70 第2クッションタンク
81 ポンプ圧測定部(第1測定部)
91、92 第1差圧測定部(第1測定部)
93、94 第2差圧測定部(第1測定部)
95、96 第3差圧測定部(第2測定部)
97、98 第4差圧測定部(第2測定部)
111 第1粘度測定部(第1測定部)
112 第2粘度測定部(第2測定部)
101 第1吸光度測定部(第2測定部)
102 第2吸光度測定部(第2測定部)
200 第1制御部
200A 第2制御部
300 第1記憶部
300A 第2記憶部
A1 第1溶液
A2 第2溶液
A3 第3溶液
B 第1混合溶液
C 第1重合溶液
D 第2混合溶液
E 第2重合溶液
L 送液ライン
16 second supply pump (second supply unit)
17 Third supply pump (third supply unit)
20
91, 92 first differential pressure measurement unit (first measurement unit)
93, 94 second differential pressure measurement unit (first measurement unit)
95, 96 third differential pressure measurement unit (second measurement unit)
97, 98 fourth differential pressure measurement unit (second measurement unit)
111 first viscosity measurement unit (first measurement unit)
112 second viscosity measurement unit (second measurement unit)
101 first absorbance measurement unit (second measurement unit)
102 second absorbance measurement unit (second measurement unit)
200
Claims (10)
前記第1溶液を供給する第1供給部と、
前記第2溶液を供給する第2供給部と、
前記第1溶液と前記第2溶液とを混合して第1混合溶液を生成する第1混合部と、
前記第1混合部の下流側に連続して配置され、前記第1混合溶液に含まれる前記第1重合性化合物と前記第2重合性化合物との重合反応を進行させて第1重合体を含む第1重合溶液を生成する第1反応部と、
前記第1重合溶液の粘度、前記第1重合溶液の吸光度、又は前記第1重合溶液の流路における流れ方向の2点間の圧力差に関する第1反応情報を取得する第1測定部と、
前記第1測定部により取得された第1反応情報に基づいて、前記第1供給部及び/又は前記第2供給部における供給を制御する第1制御部と、を備え、
前記第1重合性化合物及び前記第2重合性化合物のうち、一方がテトラカルボン酸二無水物、他方がジアミンであるか、又は一方が酸無水物基末端若しくはアミノ基末端のポリアミック酸、他方がジアミン若しくはテトラカルボン酸二無水物であり、
前記第1重合体としてポリアミック酸を製造する重合体製造システム。 a first solution containing a first polyaddition polymerizable compound and a second solution containing a second polyaddition polymerizable compound that polyadditions with the first polymerizable compound as raw materials to produce a polymer; A combined manufacturing system,
a first supply unit that supplies the first solution;
a second supply unit that supplies the second solution;
a first mixing unit that mixes the first solution and the second solution to generate a first mixed solution;
It is arranged continuously downstream of the first mixing section, and includes a first polymer by advancing a polymerization reaction between the first polymerizable compound and the second polymerizable compound contained in the first mixed solution. a first reaction section that produces a first polymerization solution;
a first measurement unit that acquires first reaction information related to the viscosity of the first polymerization solution, the absorbance of the first polymerization solution, or the pressure difference between two points in the flow direction in the flow path of the first polymerization solution ;
a first control unit that controls supply in the first supply unit and/or the second supply unit based on the first reaction information acquired by the first measurement unit ;
Among the first polymerizable compound and the second polymerizable compound, one is a tetracarboxylic dianhydride and the other is a diamine, or one is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid, and the other is A diamine or a tetracarboxylic dianhydride,
A polymer production system for producing polyamic acid as the first polymer .
前記第1制御部は、前記第1測定部により取得された前記第1粘度情報に基づいて、前記第1供給部及び/又は前記第2供給部における供給を制御する請求項1に記載の重合体製造システム。 The first measurement unit has a viscometer, acquires first viscosity information regarding the viscosity of the first polymerization solution as the first reaction information,
The weight according to claim 1 , wherein the first control unit controls supply in the first supply unit and/or the second supply unit based on the first viscosity information acquired by the first measurement unit. Combined manufacturing system.
前記第1重合体に重付加する重付加性の第3重合性化合物を含む第3溶液を供給する第3供給部と、
前記第1重合溶液と前記第3溶液とを混合して第2混合溶液を生成する第2混合部と、
前記第2混合部の下流側に連続して配置され、前記第2混合溶液に含まれる前記第1重合溶液からの前記第1重合体と、前記第3溶液からの前記第3重合性化合物との重合反応を進行させて第2重合体を含む第2重合溶液を生成する第2反応部と、
前記第2重合溶液の粘度、前記第2重合溶液の吸光度、又は前記第2重合溶液の流路における流れ方向の2点間の圧力差に関する第2反応情報を取得する第2測定部と、
前記第2測定部により取得された前記第2反応情報に基づいて、前記第3供給部における供給を制御する第2制御部と、を更に備え、
前記第1重合体が酸無水物基末端又はアミノ基末端のポリアミック酸であり、
前記第3重合性化合物がジアミン又はテトラカルボン酸二無水物であり、
前記第2重合体としてポリアミック酸を製造する請求項1又は2に記載の重合体製造システム。 The first polymer is a polyaddition polymer,
a third supply unit that supplies a third solution containing a polyadditive third polymerizable compound that polyadditions to the first polymer;
a second mixing unit that mixes the first polymerization solution and the third solution to generate a second mixed solution;
The first polymer from the first polymerization solution and the third polymerizable compound from the third solution, which are arranged continuously downstream of the second mixing section and are contained in the second mixed solution a second reaction part that advances the polymerization reaction of to generate a second polymerization solution containing the second polymer;
a second measurement unit that acquires second reaction information related to the viscosity of the second polymerization solution, the absorbance of the second polymerization solution, or the pressure difference between two points in the flow direction of the flow path of the second polymerization solution ;
a second control unit that controls supply in the third supply unit based on the second reaction information acquired by the second measurement unit ;
The first polymer is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid,
the third polymerizable compound is a diamine or a tetracarboxylic dianhydride,
3. The polymer production system according to claim 1, wherein polyamic acid is produced as the second polymer .
前記第2制御部は、前記第2測定部により取得された前記第2粘度情報に基づいて、前記第3供給部における供給を制御する請求項3に記載の重合体製造システム。 The second measurement unit has a viscometer, acquires second viscosity information regarding the viscosity of the second polymerization solution as the second reaction information,
The polymer production system according to claim 3 , wherein the second control section controls supply in the third supply section based on the second viscosity information acquired by the second measurement section.
前記第1溶液を供給する第1供給工程と、
前記第2溶液を供給する第2供給工程と、
前記第1溶液と前記第2溶液とを混合して第1混合溶液を生成する第1混合工程と、
前記第1混合溶液に含まれる前記第1重合性化合物と前記第2重合性化合物との重合反応を進行させて第1重合体を含む第1重合溶液を生成する第1反応工程と、
前記第1重合溶液の粘度、前記第1重合溶液の吸光度、又は前記第1重合溶液の流路における流れ方向の2点間の圧力差に関する第1反応情報を取得する第1測定工程と、
前記第1測定工程において取得された前記第1反応情報に基づいて、前記第1供給工程及び/又は前記第2供給工程における供給を制御する第1制御工程と、を含み、
前記第1重合性化合物及び前記第2重合性化合物のうち、一方がテトラカルボン酸二無水物、他方がジアミンであるか、又は一方が酸無水物基末端若しくはアミノ基末端のポリアミック酸、他方がジアミン若しくはテトラカルボン酸二無水物であり、
前記第1重合体としてポリアミック酸を製造する重合体の製造方法。 a first solution containing a first polyaddition polymerizable compound and a second solution containing a second polyaddition polymerizable compound that polyadditions with the first polymerizable compound as raw materials to produce a polymer; A method of manufacturing a coalescence,
a first supply step of supplying the first solution;
a second supply step of supplying the second solution;
a first mixing step of mixing the first solution and the second solution to generate a first mixed solution;
a first reaction step of allowing a polymerization reaction between the first polymerizable compound and the second polymerizable compound contained in the first mixed solution to generate a first polymerization solution containing the first polymer;
a first measuring step of acquiring first reaction information related to the viscosity of the first polymerization solution, the absorbance of the first polymerization solution, or the pressure difference between two points in the flow direction in the flow path of the first polymerization solution ;
a first control step of controlling supply in the first supply step and/or the second supply step based on the first reaction information acquired in the first measurement step ;
Among the first polymerizable compound and the second polymerizable compound, one is a tetracarboxylic dianhydride and the other is a diamine, or one is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid, and the other is A diamine or a tetracarboxylic dianhydride,
A method for producing a polymer in which polyamic acid is produced as the first polymer .
前記第1制御工程において、前記第1測定工程で取得された前記第1粘度情報に基づいて、前記第1供給工程及び/又は前記第2供給工程における供給が制御される請求項6に記載の重合体の製造方法。 In the first measurement step, the viscometer acquires first viscosity information about the viscosity of the first polymerization solution as the first reaction information,
7. The supply according to claim 6 , wherein in the first control step, supply in the first supply step and/or the second supply step is controlled based on the first viscosity information acquired in the first measurement step. A method for producing a polymer.
前記第1重合体に重付加する重付加性の第3重合性化合物を含む第3溶液を供給する第3供給工程と、
前記第1重合溶液と前記第3溶液とを混合して第2混合溶液を生成する第2混合工程と、
前記第2混合溶液に含まれる前記第1重合溶液からの前記第1重合体と、前記第3溶液からの前記第3重合性化合物との重合反応を進行させて第2重合体を含む第2重合溶液を生成する第2反応工程と、
前記第2重合溶液の粘度、前記第2重合溶液の吸光度、又は前記第2重合溶液の流路における流れ方向の2点間の圧力差に関する第2反応情報を取得する第2測定工程と、
前記第2測定工程において取得された前記第2反応情報に基づいて、前記第3供給工程における供給を制御する第2制御工程と、を更に含み、
前記第1重合体が酸無水物基末端又はアミノ基末端のポリアミック酸であり、
前記第3重合性化合物がジアミン又はテトラカルボン酸二無水物であり、
前記第2重合体としてポリアミック酸を製造する請求項6又は7に記載の重合体の製造方法。 The first polymer is a polyaddition polymer,
a third supplying step of supplying a third solution containing a polyadditional third polymerizable compound that polyadditions to the first polymer;
a second mixing step of mixing the first polymerization solution and the third solution to generate a second mixed solution;
The polymerization reaction between the first polymer from the first polymerization solution contained in the second mixed solution and the third polymerizable compound from the third solution is allowed to proceed to produce a second polymer containing the second polymer. a second reaction step of producing a polymerization solution;
a second measuring step of acquiring second reaction information related to the viscosity of the second polymerization solution, the absorbance of the second polymerization solution, or the pressure difference between two points in the flow direction in the flow path of the second polymerization solution ;
a second control step of controlling supply in the third supply step based on the second reaction information acquired in the second measurement step ;
The first polymer is an acid anhydride group-terminated or amino group-terminated polyamic acid,
the third polymerizable compound is a diamine or a tetracarboxylic dianhydride,
8. The method for producing a polymer according to claim 6 , wherein polyamic acid is produced as the second polymer .
前記第2制御工程において、前記第2測定工程において取得された前記第2粘度情報に基づいて、前記第3供給工程における供給が制御される請求項8に記載の重合体の製造方法。 In the second measurement step, the viscometer acquires second viscosity information about the viscosity of the second polymerization solution as the second reaction information,
9. The method for producing a polymer according to claim 8 , wherein in the second control step, supply in the third supply step is controlled based on the second viscosity information obtained in the second measurement step.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018036466 | 2018-03-01 | ||
JP2018036466 | 2018-03-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019151826A JP2019151826A (en) | 2019-09-12 |
JP7199993B2 true JP7199993B2 (en) | 2023-01-06 |
Family
ID=67948332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019025739A Active JP7199993B2 (en) | 2018-03-01 | 2019-02-15 | Polymer production system and production method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7199993B2 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003128745A (en) | 2001-10-25 | 2003-05-08 | Toyobo Co Ltd | Method of production for polyurethane urea elastomer |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3289823B2 (en) * | 1997-08-26 | 2002-06-10 | 東洋紡績株式会社 | Method for producing polyurethane elastic body |
-
2019
- 2019-02-15 JP JP2019025739A patent/JP7199993B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003128745A (en) | 2001-10-25 | 2003-05-08 | Toyobo Co Ltd | Method of production for polyurethane urea elastomer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019151826A (en) | 2019-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW406098B (en) | Continuous polymerization process for polyamides | |
US20110251425A1 (en) | Process for preparing aromatic isocyanates | |
JP7199993B2 (en) | Polymer production system and production method | |
JP7349275B2 (en) | Continuous production system and method for polyamic acid solution | |
JP7349239B2 (en) | Polymer manufacturing system and polymer manufacturing method | |
JP7249803B2 (en) | Polymer production system and production method | |
JP2021031609A (en) | System and method of producing polymer | |
JP7249802B2 (en) | Polymer production system and production method | |
JP2021017542A (en) | Polymer production system and production method | |
JP7296273B2 (en) | Polymer production system and polymer production method | |
JP7249801B2 (en) | Polyamic acid production system and production method, and polyimide production system and production method | |
WO2022196554A1 (en) | Polymer production system and polymer production method | |
JP2022145603A (en) | System of producing polymer, and method of producing polymer | |
JP2022145601A (en) | System of producing polymer, and method of producing polymer | |
JP7377792B2 (en) | Polyamic acid production system and production method, and polyimide production system and production method | |
JP7396831B2 (en) | Abnormality detection system and abnormality detection method, polymer production system and polymer production method using the same | |
JP2022145602A (en) | System of producing polymer, and method of producing polymer | |
JP7336302B2 (en) | Polymer production system and production method | |
JP2022149968A (en) | Polymer production system, and production method | |
JP2021031611A (en) | Polymer production system and polymer production process | |
JP2021036016A (en) | System and method of producing polymer | |
JP2021031610A (en) | Polymer production system and polymer production process | |
CN108559080A (en) | A kind of continuous polymerization preparation method of thermoplastic polyimide | |
JP2020090600A (en) | Polymer production system, and production method | |
JP2020090599A (en) | Polymer production system, and production method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221012 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221018 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7199993 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |