JPH0273821A - ｐ，ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネートの供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ポリウレタンを連続的に製造する際に、その
原料となるｐ、ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネート
を供給する為の装置の改良に関するものである。

［従来の技術Ｊ ポリウレタンは原理的には、例えばポリテトラメチレン
グリコール（以下ＰＴＭＧと略称することもある）とｐ
、ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下ＭＤＩ
と略称することもある）を付加重合することによって得
られるが、実［）［造に際しては、ＰＴＭＧに対して約
２倍モルのＭＤＩを作用させることによって、両末端に
イソシアネート基を有するプレポリマーを得、このプレ
ポリマーをエチレンジアミンまたはヒドラジンと反応さ
せて尿素結合を形成することによってポリマー鎮の伸長
が行なわれ、熱可塑性ポリウレタンが合成される。

前記プレポリマーの合成時におけるＰＴＭＧとＭＤＩの
量的関係の規制は、反応の安定性や次工程で鎖伸長して
得られる高分子重合体の物性の安定化等の点から重要で
ある。従って反応器への原料供給には高性能の計量器の
採用が必要である。

一方ポリウレタンの工業的連続反応では、■原料の供給
は原料貯蔵槽から計量器を介して反応器に送液する方法
や■原料貯蔵槽と計量器との間に供給槽を設けて該供給
槽及び計量装置を介して反応器に送液する方法等が採用
されている。

［発明が解決しようとする課題］ ポリウレタンの連続反応では、原料を原料貯蔵槽から反
応器等に連続的に供給する必要があるが、該原料貯蔵槽
から直接供給するにせよ、あるいは供給槽を介して供給
するにせよ、原料の定期的補給が必要である。こうした
原料補給に当たっては、槽内圧力を維持したまま補給す
るか、−旦常圧にして原料を補給した後所定の圧力に設
定しなおすのが一般的である。

しかしながら一方側原料であるＭＤＩ融液は粘度が３　
ｃｐｓ（４５℃）と低いことから、前記計量器としては
プランジャーポンプを使用するのが一般的であり、その
ときの問題として、ＭＤＩ融液中への気泡のかみ込みに
基づく計量性の低下若しくは送液の停止等という事態が
発生することが挙げられる。このため定期的な原料補給
作業が実行不能となり、安定した長期連続運転を保証す
ることはできない。尚原料補強間隔を長くしたいという
立場から貯蔵槽や供給槽の容量や個数を大きくすること
も考えられるが、この様にすると設備占有面積が増大し
、且つ設備コストも高騰するという難点がある。

本発明はこうした技術的課題を解決する為になされたも
のであって、その目的とするところは、連続的にポリウ
レタンを製造する際に、原料となるｐ、ｐ−ジフェニル
メタンジイソシアネートをその補給時における計量器の
計量性低下や送液停止等の不都合を招くことなく、連続
的に安定して反応器に供給できる装置を提供することに
ある。

［ＦＪ題を解決する為の手段］ 上記目的を達成し得た本発明とは、ポリテトラメチレン
グルコールとｐ、ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネー
トとを反応させて末端にイソシアネート基を有するプレ
ポリマーを得、これをジアミンまたはヒドラジンで鎖伸
長させて連続的にポリウレタンを製造する際に、ｐ、ｐ
−ジフェニルメタンジイソシアネートを供給する為の装
置であって、ｐ、ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト融液の主供給槽と、これに槽下部相互がラインで連結
された補助供給槽が並設され、前記ラインの各検出口側
には流路開閉弁が設けられている点に要旨を有するｐ、
ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネートの供給装置であ
る。

［構成及び作用］ 本発明者らは、ＰＴＭＧとＭＤＩを反応させる際に後者
を反応器に安定して供給できる方法について鋭意研究を
重ねた。その結果、ＭＤＩ融液の主供給槽とこれに槽下
部ラインで相互に連結された補助供給槽を並設すると共
に、前記ラインの各検出口側に流路開閉弁を設けておけ
ば、この流路開閉弁を原料補給時に適宜制御することに
よって上記目的が見事に達成されることを見出し、ここ
に本発明を完成した。

以下図面を参照しつつ本発明装置の構成を説明する。第
１図は本発明に係る供給装置の構成例を示す概略説明図
であり、１は主供給槽、２は補助供給槽、３は計量器、
４〜６は流路開閉弁、７は三方向制御弁、８は制御回路
、９は液位検出器を夫々示す。

前記主供給槽１には外套１０が設けられており、この外
套ｌＯ内にはライン１５ａ、１５ｂを介して温水が循環
供給され、主供給槽１が所定温度に維持される０図示し
た外套１０は外筒状であるが、累旋状バイブ、その他任
意の構成を採用することができる。また主供給槽１内に
は、前記流路開閉弁４を介在させた補充液導入ライン１
２を介して貯蔵槽からＭＤＩ融液が供給される。尚前記
三方向制御弁７は不活性ガス導入ライン１３に介装され
ており、該ライン１３はその一端（図では上端）加圧不
活性ガス供給源及び減圧器に連結されると共に、他１ｍ
！（図では下端）が蓋体１ａを貫通して主供給槽１内部
気相空間に導入されており、前記三方向制御弁７によっ
て主供給槽１内へ不活性ガスの導入及び該槽内の減圧、
或は主供給４１ｉ１からライン１４を介する不活性ガス
の排出等が選択的に行なわれる。

補助供給槽２には外套１１が設けられており、この外套
ＩＩにはライン１６ａ、１６ｂを介して温水が循環供給
され、補助供給槽２が所定温度に維持される。この外套
１１についても前記と同様設計変更が許される。また当
該補助供給槽２内には、前記ライン１３から分枝したラ
イン１３ａが導入されており、補助供給槽２内への不活
性ガスの導入及び槽内の減圧が行なわれる。

前記主供給槽１及び補助供給槽２は槽下部相互が送液ラ
イン１７で連結されており、該送液ライン１７の各検出
口側には前記流路開閉弁５．６が設けられている。また
送液ライン１７は分岐して前記計量器３に連結されてお
り、この計量器はライン１８を介して反応器に連結され
ている。

前記制御回路８は、主供給槽１内の液位を検出する液位
検出器９からの信号を受けて、流路開閉弁４〜６及び三
方向制御弁７の開閉制御を指示す以上の如き構成を有す
るＭＤＩ供給装置において、ＭＤＩ融液の補強は下記の
手順で行なわれる。

定常供給中は流路開閉弁５が開かれ、流路開閉弁６が閉
じられているので、主供給槽１内のＭＤＩ融液はライン
１８を経て反応器に送られている。さて液位検出器９が
主供給槽１内のＭＤＩ融液の液位が予め定めた位置（補
給が必要と考えられる位置）まで下フたことを検出する
と、その信号が制御回路８に入力され、制御回路８から
の指示によっての流路開閉弁６が開かれ、引続いて流路
開閉弁５が閉じられる。その結果主供給槽１からの供給
が停止され、補助供給槽２から計量器３へのＭＤＩ融液
の供給が開始される。次いで三方向制御弁７が作動し、
主供給槽１内の加圧不活性ガスが排出ライン１４から系
外に放出される。

モして流路開閉弁４が開かれ、主供給槽１へのＭＤＩ融
液の補給が開始され、所定量に達すると液位検出器９か
らの信号によって制御回路８が作動じて流路開閉弁４が
閉じられる。続いて主供給槽１内の加圧、減圧を繰返し
て脱泡処理（このとき三方向制御弁７によって主供給槽
１が加圧不活性ガス供給源及び減圧源に連結される）を
行なった後、制御回路８からの指示によって流路開閉弁
５が開かれ、主供給槽１と補助供給槽２とが連通された
状態となり、補助供給槽２の液面は連通管の原理によっ
て上昇し主供給槽１と同じレベルに達する。そしてこの
時点で補助供給槽２側の流路開閉弁６が閉じられ最初の
状態となる。こうして主供給槽１へのＭＤＩ融液の補給
が完了し、引き続いて該供給槽１から計量器３を介して
反応器へのＭＤＩ融液の供給が行なわれる。尚流路開閉
弁６が閉じられてから次に開かれるまでの間（この間は
主供給槽１から反応器へＭＤＩ融液の供給が行なわれて
いる）の所定時間に、補助供給槽２内は加圧、減圧され
、ＭＤＩ融液中内の気泡がとり除かれる。

上述した様に、主供給槽１内にＭＤＩ融液を補給してい
る間に、補助供給槽２内のＭＤＩ融液を計量器３を介し
て反応器に供給する様にしたので、ＭＤＩ融液の定期的
補給に際して計量トラブル等の不都合を招くことなく、
ＭＤＩ融液を反応器に安定して供給で台るのである。

上記第１図に示した構成では主供給槽１に関連して液位
検出器９を設け、これによって主供給槽１内のＭＤＩ液
量を検出して流路開閉弁４〜６や三方向制御弁７の作動
を制御する様にしたが、液位検出器９の代りに複数個の
タイマーを使用して各種弁の開閉時間を制御する様にし
てもよい。

尚補助供給槽１２と主供給槽１の有効体積比については
何ら限定するものではないが、１：１００〜１：１００
０程度であるのが好ましい。

有効体積比が１：１００よりも大きい比率になると、相
対的に装置全体の占有面積が大きくなり経済的とは言え
ず、また長期運転中補助供給槽２内に生成又は混入する
二量体、二量体等或はその他の異物が槽低部に蓄積し、
計量器３の詰りの原因になる。一方有効体積比が１　：
　１０００よりも小さい比率になると、補給可能時間が
短くなり、主供給槽１内に故障を生じた場合の点検、修
理等に必要な作業時間がとれない。また主供給槽１と補
助供給槽２の槽高比については、補助供給槽２への液補
充に際しては上述の如く連通管の原理を利用したもので
あるので、補助供給槽２の槽高は主供給槽１とほぼ同じ
であればよい。

［実施例］ 実施例１ 第１図に示した装置構成において、外套１０゜１１が４
５℃の温湯で加熱された主供給槽１及び補助供給槽を用
い、ＬＥＷＡ社製（西ドイツ）の計量器３（プランジャ
ー型）を使用して１．８ｋｇ／時間の流量でＭＤＩ融液
を反応器に供給した。尚このとき用いた補助供給槽２は
高さ１．７ｍ、直径０．２５ｍであり、主供給槽１との
有効体積比は１：３００であった。

一方前記反応器には平均分子量２０００のＰＴＭＧの６
５℃融液が容量１．２ｃｃ／ｒのギアポンプで計量後、
７．２０ｋｇ／時間の流量で供給され、反応器内におい
て前記ＭＤＩとＰＴＭＧを８５℃で２時間反応させ、末
端にジイソシアネート基を有するプレポリマーを得た。

次いで９．０ｋｇ／時間の流量でジメチルホルムアミド
を反応器に連続的に供給して反応物を溶解後、３０℃に
冷却した。引き続艶別途準備したジメチルホルムアミド
９８．５部、１．２−プロピレンジアミン（鎖伸長剤）
　１．２７部、モノエタノールアミン（末端封鎖剤）　
０．２３部の混合液をｘ９．ｔ４Ｋｇ／時間の流量で前
記反応器に供給し、鎖伸長及び末端封鎖反応を行なわせ
、３０℃における粘度を２５００ポイズに調整した。

上記条件下で装置を４力月間連続運転したところ、運転
期間中における計量器３の異常によるＭＤＩ融液の供給
停止回数はわずか１回であった。またこのとき得られた
ポリマーの重量を１時間ごとに測定したところ、ＰＴＭ
Ｇ、　鎖伸長剤。

末端封鎖剤等なよるばらつきを差し引いた変動は±０．
０１３　ｋｇ／時間であり、極めて安定な操業が達成さ
れた。更に鎖伸長後のポリマーの３０℃における粘度変
動は±４８ポイズであり、極めて安足な物性を示し、こ
れを乾式紡糸して得た糸条は詰物性のばらつきも少なく
高品位であった。

比較例１ 補助供給槽２を使用しない以外は実施例と同一条件下で
ポリウレタンの重合を行なった。その結果、１週間平均
で２．７２回の割合で計量器３のトラブルが発生し、操
業は極めて不安定であった。そして計量器３を解体・点
検したところ、プランジャー詰まりに原因したものが０
．８２回（３０，１％）、ＭＤＩ融液中の気泡のプラン
ジャ一部へのかみこみに原因したものが１．９０回（６
９，９％）であった。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、供給槽へのＭＤＩ融液
補給時においても計量器に供給されるＭＤＩ融液は気泡
を含むことなくまた計量器の一次側圧力も一定であり、
計量性の低下や計量不能等の装置運転上の問題が減少し
、操業性が向上することになる。またこのことは、得ら
れるポリウレタン製品物性のばらつぎを減少させること
になる。更に設備的にも、大容量型の複数個の貯蔵槽や
供給槽を設置する必要がないので、占有面積を大きくし
ないで済むという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る供給装置の構成例を示す概略説明
図である。 １・・・主供給槽　　　　２・・・補助供給槽３・・・
計量器　　　　　４〜６・・・流路開閉弁７・・・三方
向制御弁　　８・・・制御回路第１ 図 １　ヒ−一一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリテトラメチレングルコールとｐ，ｐ−ジフェニルメ
   タンジイソシアネートとを反応させて末端にイソシアネ
   ート基を有するプレポリマーを得、これをジアミンまた
   はヒドラジンで鎖伸長させて連続的にポリウレタンを製
   造する際に、ｐ，ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネー
   トを供給する為の装置であって、ｐ，ｐ−ジフェニルメ
   タンジイソシアネート融液の主供給槽と、これに槽下部
   相互がラインで連結された補助供給槽が並設され、前記
   ラインの各槽出口側には流路開閉弁が設けられているこ
   とを特徴とするｐ，ｐ−ジフェニルメタンジイソシアネ
   ートの供給装置。