KR20040044168A - Thermoplastic polyurethane, and method and apparatus for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열가소성 폴리우레탄, 그 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 열가소성 폴리우레탄을 반응 압출 성형법에 의해 제조하기 위한 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법, 그 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법을 실시하기 위한 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치, 및 그 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에 의해서 얻어지는 열가소성 폴리우레탄에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoplastic polyurethane, a method for producing the same, and a device for producing the same. Specifically, the present invention provides a method for producing a thermoplastic polyurethane for producing a thermoplastic polyurethane by a reaction extrusion molding method, an apparatus for producing a thermoplastic polyurethane for carrying out the method for producing the thermoplastic polyurethane, and a production of the thermoplastic polyurethane. It relates to a thermoplastic polyurethane obtained by the method.
종래, 반응 압출 성형법에 의해서 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조하는 방법이 각종 제안되어 있다.Background Art Conventionally, various methods for producing a thermoplastic polyurethane continuously by the reaction extrusion molding method have been proposed.
예컨대, 일본 특허 공개 평5-214062호 공보나 특허 공개 평6-192368호 공보 등에는 폴리이소시아네이트, 매크로폴리올 및 사슬 연장제를 혼합한 후, 이축 압출기를 이용하여, 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조하는 방법이 제안되어 있다.For example, JP-A-5-214062, JP-A-6-192368, etc. mix polyisocyanate, macropolyol, and a chain extender, and continuously manufacture a thermoplastic polyurethane using a twin screw extruder. A method is proposed.
또한, 예컨대, 일본 특허 공개 평5-271370호 공보나 특허 공개 평10-81725호 공보에는, 우선, 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 혼합한 후, 스태틱 믹서 내를 통과시킴으로써 예비중합을 촉진시키고, 계속해서, 사슬 연장제를 배합하며, 그 후, 이축 압출기를 이용하여 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조하는 방법이 제안되어 있다.For example, in JP-A-5-271370 and JP-A-10-81725, first, after mixing polyisocyanate and macropolyol, the prepolymerization is promoted by passing through a static mixer, and then, And a method of blending a chain extender, and then continuously producing a thermoplastic polyurethane using a twin screw extruder.
또한, 예컨대, 일본 특허 공개 평8-337630호 공보나 특허 공개 2000-344855호 공보에는 2개의 스태틱 믹서를 연결하여 폴리이소시아네이트, 매크로폴리올 및 사슬 연장제를 제1 스태틱 믹서로 혼합하고, 제2 스태틱 믹서로 그 혼합물을 반응시킴으로써 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조하는 방법이 제안되어 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-337630 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-344855 connect two static mixers to mix polyisocyanate, macropolyol and chain extender with a first static mixer, and a second static mixer. A method of continuously producing a thermoplastic polyurethane has been proposed by reacting the mixture with a mixer.
그러나, 일본 특허 공개 평5-271370호 공보나 특허 공개 평10-81725호 공보, 또는, 특허 공개 평5-271370호 공보나 특허 공개 평10-81725호 공보에 기재되는 방법에서는 모두 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올에 사슬 연장제를 배합한 후, 이축 압출기를 이용하여 반응시키고 있으며, 반응과 혼합이 동시에 진행하여 압출기 스크류의 기계적인 전단에 의해 눌러 붙거나, 스크류의 홈에서의 체류에 의한 겔화물(피시 아이)이 생기기 쉽다고 하는 문제점이 있다.However, in the method described in JP-A-5-271370 or JP-A-10-81725, or in JP-A-5-271370 and JP-A-10-81725, both polyisocyanate and macro After blending the chain extender to the polyol, the reaction is carried out using a twin screw extruder, and the reaction and mixing proceed simultaneously and are pressed by mechanical shearing of the extruder screw, or gelled by retention in the groove of the screw. There is a problem that child) is easy to occur.
또한, 이들 방법에서는 반응을 촉진시키기 위한 촉매가 다량으로 필요해지기 때문에, 제조된 폴리우레탄을 압출 성형 또는 사출 성형할 때에는 그 다량으로 포함되는 촉매에 기인하여 분해 열화 등의 물성 저하를 유발하고, 또, 얻어진 성형품도 경시적인 열화가 불가피해진다.In addition, since these methods require a large amount of catalyst for promoting the reaction, when extrusion or injection molding the produced polyurethane, due to the catalyst contained in such a large amount, deterioration of physical properties such as decomposition deterioration is caused, and Deterioration with time is inevitable also in the obtained molded article.
한편, 일본 특허 공개 평8-337630호 공보나 특허 공개 2000-344855호 공보에 기재되는 방법에서는, 압출기 스크류의 기계적인 전단에 의해 눌러 붙거나, 스크류의 홈에서의 체류에 의한 겔화물의 발생을 방지할 수 있지만, 한편, 폴리이소시아네이트, 매크로폴리올 및 사슬 연장제를 직접 스태틱 믹서에 도입하기 때문에, 교반이 불충분해져 겔화물이 생기기 쉽고, 특히, 고융점의 매크로폴리올이나 고융점의 사슬 연장제를 이용하면, 폴리이소시아네이트와의 반응물이 석출되어 보다 더욱 겔화물이 생기기 쉬워진다고 하는 문제점이 있다.On the other hand, in the method described in JP-A-8-337630 or JP-A-2000-344855, it is possible to press the gel by mechanical shearing of the extruder screw or to generate gelation due to retention in the groove of the screw. On the other hand, since polyisocyanate, macropolyol and chain extender are directly introduced into the static mixer, the stirring is insufficient to cause gelation. Particularly, a high melting point macropolyol or a high melting point chain extender is used. When used, there is a problem that a reactant with polyisocyanate is precipitated and gelation is more likely to occur.
또한, 이 방법에 있어서도 역시 반응을 촉진시키기 위한 촉매가 다량으로 필요해지며, 상기한 바와 같이, 그 다량으로 포함되는 촉매에 기인하는 분해 열화 등의 물성 저하나, 얻어진 성형품의 경시적인 열화가 불가피해진다.Moreover, also in this method, a large amount of catalyst for accelerating the reaction is required, and as described above, physical properties such as degradation degradation due to the catalyst contained in such a large amount, and deterioration with time of the obtained molded article are inevitable. .
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 고융점의 매크로폴리올, 고융점의 사슬 연장제, 더욱이, 반응이 느린 폴리이소시아네이트를 이용하여 촉매량을 저감하여 제조할 수 있으며, 또한, 겔화물이나 눌러 붙는 것이 적고, 또, 물성 저하나 경시 열화가 적은 열가소성 폴리우레탄이나 저경도의 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있는 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법, 그 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법을 실시하기 위한 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치, 및 그 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에 의해서 얻어지는 열가소성 폴리우레탄을 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof can be prepared by reducing the amount of catalyst using a macropolyol having a high melting point, a chain extender having a high melting point, and a polyisocyanate having a slow reaction. Thermoplastic polyurethane for carrying out the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane which can produce the thermoplastic polyurethane which is hardly pressed, and which has little physical property fall and deterioration with time, and low hardness thermoplastic polyurethane, and the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane It is providing the thermoplastic polyurethane obtained by the manufacturing apparatus of a urethane, and the manufacturing method of this thermoplastic polyurethane.
도 1은 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법이 적용되는 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치의 제1 구체예를 도시하는 개략 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows the 1st specific example of the manufacturing apparatus of the thermoplastic polyurethane to which the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is applied.
도 2는 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법이 적용되는 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치의 제2 구체예를 도시하는 개략 구성도이다.It is a schematic block diagram which shows the 2nd specific example of the manufacturing apparatus of the thermoplastic polyurethane to which the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is applied.
도 3은 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법이 적용되는 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치의 제3 구체예를 도시하는 개략 구성도이다.It is a schematic block diagram which shows the 3rd specific example of the manufacturing apparatus of the thermoplastic polyurethane to which the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is applied.
도 4는 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법이 적용되는 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치의 제4 구체예를 도시하는 개략 구성도이다.It is a schematic block diagram which shows the 4th specific example of the manufacturing apparatus of the thermoplastic polyurethane to which the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is applied.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1a, 1b, 1c 및 1d: 제조 장치1a, 1b, 1c and 1d: manufacturing apparatus
4: 스태틱 믹서부4: static mixer
9(9a, 9b): 고속 교반기9 (9a, 9b): high speed stirrer
15: 사슬 연장제 공급 라인15: chain extender supply line
17: 스태틱 믹서17: static mixer
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법은 적어도 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올이 미리 혼합된 혼합물과 사슬 연장제를 포함하는 반응 원료를 스태틱 믹서 내를 통과시키면서 반응시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method for producing a thermoplastic polyurethane of the present invention is characterized by reacting a reaction raw material including a mixture of at least polyisocyanate and macropolyol previously mixed with a chain extender while passing through a static mixer.
이러한 방법에 의하면, 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올이 미리 혼합된 상태로 스태틱 믹서에 도입되기 때문에 스태틱 믹서 내에서의 교반으로 균일하게 반응시킬 수 있다. 그 때문에, 겔화물의 발생을 유효하게 방지할 수 있고, 고융점의 매크로폴리올이나 고융점의 사슬 연장제, 또, 반응이 느린 폴리이소시아네이트를 이용하여 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조할 수 있다. 또한, 이축 압출기를 이용하지 않기 때문에 스크류의 기계적인 전단에 의해 눌러 붙거나, 이축 압출기 스크류의 홈에서의 체류에 의한 겔화물이 생기는 일이 없고, 또, 촉매량을 저감하여 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다. 그 결과, 물성 저하나 경시 열화가 적은 열가소성 폴리우레탄이나 저경도의 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.According to this method, since polyisocyanate and macropolyol are introduce | transduced into the static mixer in the state mixed previously, it can make it react uniformly by stirring in a static mixer. Therefore, generation | occurrence | production of gelling can be prevented effectively, and a thermoplastic polyurethane can be manufactured continuously using a high melting | fusing macropolyol, a high melting point chain extender, and a slow reaction polyisocyanate. In addition, since the twin screw extruder is not used, the mechanical shearing of the screw does not cause pressing or gelling due to the retention of the screw in the groove of the twin screw extruder. Can be. As a result, a thermoplastic polyurethane with little physical property degradation and deterioration with time can be manufactured.
또한, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에서는 고속 교반기에 의해 적어도 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 혼합하는 것이 바람직하다.Moreover, in the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention, it is preferable to mix a polyisocyanate and macropolyol at least by a high speed stirrer.
고속 교반기에 의해 적어도 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 혼합하면, 스태틱 믹서 내에서 보다 더욱 균일하게 반응시킬 수 있으며, 보다 확실하게 겔화물의 발생을 방지할 수 있다.By mixing at least the polyisocyanate and the macropolyol by a high speed stirrer, the reaction can be made more uniformly in the static mixer, and the occurrence of gelation can be prevented more reliably.
또한, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에서는 폴리이소시아네이트, 매크로폴리올 및 사슬 연장제를 동시에 혼합하여 상기 반응 원료를 제조하더라도 좋고, 또는, 우선, 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 혼합하고, 계속해서, 얻어진 혼합물에 사슬 연장제를 배합하여 상기 반응 원료를 제조하더라도 좋다.In the method for producing a thermoplastic polyurethane of the present invention, the reaction raw material may be prepared by simultaneously mixing polyisocyanate, macropolyol and chain extender, or, first, polyisocyanate and macropolyol are mixed and then obtained The reaction raw material may be prepared by blending a chain extender with the mixture.
또한, 후자의 경우에는, 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 혼합한 후, 계속해서, 얻어진 혼합물 및 사슬 연장제를 고속 교반기에 의해 혼합하는 형태, 및 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 상기 스태틱 믹서 내를 통과시킴으로써 반응시키고, 계속해서, 상기 스태틱 믹서에 합류하도록 접속되어 있는 공급 라인으로부터 그 혼합물에 사슬 연장제를 배합하는 형태가 포함된다.In the latter case, after the polyisocyanate and the macropolyol are mixed, the obtained mixture and the chain extender are then mixed with a high speed stirrer, and the polyisocyanate and the macropolyol are mixed, and then the obtained mixture is It includes the form which reacts by passing through a static mixer, and then mix | blends a chain extender with the mixture from the supply line connected so that it may join the said static mixer.
또한, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에서, 상기 반응 원료와접촉하는 스태틱 믹서의 접촉부가 실질적으로 비금속 재료로 이루어지는 재질에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, in the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention, it is preferable that the contact part of the static mixer which contacts the said reaction raw material is formed with the material which consists of a substantially nonmetallic material.
반응 원료와 접촉하는 스태틱 믹서의 접촉부가 실질적으로 비금속 재료로 이루어지는 재질에 의해 형성되어 있으면, 눌러 붙는 것을 보다 더욱 방지할 수 있다.If the contact part of the static mixer which contacts a reaction raw material is formed with the material which consists of a substantially nonmetallic material, it can further prevent sticking.
또한, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에서는 상기 스태틱 믹서는 관내 온도를 독립적으로 제어할 수 있는 복수의 스태틱 믹서가 직렬로 연결됨으로써 구성되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, in the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention, it is preferable that the said static mixer is comprised by connecting several static mixers which can control the temperature in a pipe independently.
스태틱 믹서를 이와 같이 구성하면, 직렬로 연결되는 각 스태틱 믹서의 관내 온도를 반응 원료의 조성에 따라서 각각 변경함으로써 촉매량을 저감하면서 최적의 반응 조건으로 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.By constructing the static mixer in this manner, the thermoplastic polyurethane can be produced under optimum reaction conditions while reducing the amount of catalyst by changing the in-tube temperature of each static mixer connected in series according to the composition of the reaction raw material.
또한, 본 발명은 적어도 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 혼합하기 위한 혼합 수단;, 상기 혼합 수단에 의해 혼합되는 혼합물에 사슬 연장제를 배합하기 위한 사슬 연장제 배합 수단; 및 상기 혼합물에 사슬 연장제가 배합된 반응 원료를 반응시키기 위한 스태틱 믹서를 구비하고 있는 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치를 포함하고 있다.The present invention also provides mixing means for mixing at least polyisocyanate and macropolyol, chain extender compounding means for blending a chain extender with the mixture mixed by the mixing means; And an apparatus for producing a thermoplastic polyurethane, comprising a static mixer for reacting a reaction raw material in which a chain extender is added to the mixture.
이러한 장치에 의해서 열가소성 폴리우레탄을 제조하면, 혼합 수단에 의해서 적어도 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올이 혼합되고, 또한, 사슬 연장제 배합 수단에 의해서 혼합 수단에 의해 혼합된 혼합물에 사슬 연장제가 배합되며, 이것에 의해서 제조된 반응 원료가 스태틱 믹서에서 반응되기 때문에 스태틱 믹서 내에서의 교반으로 균일하게 반응시킬 수 있다. 그 때문에, 겔화물의 발생을 유효하게 방지할 수 있고, 고융점의 매크로폴리올이나 고융점의 사슬 연장제, 또, 반응이 느린 폴리이소시아네이트를 이용하여 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조할 수 있다. 또한, 이축 압출기를 이용하지 않기 때문에, 이축 압출기 스크류의 기계적인 전단에 의해 눌러 붙거나, 스크류의 홈에서의 체류에 의한 겔화물이 생기는 일이 없고, 또, 촉매량을 저감하여 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다. 그 결과, 물성 저하나 경시 열화가 적은 열가소성 폴리우레탄이나 저경도의 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.When the thermoplastic polyurethane is produced by such a device, at least the polyisocyanate and the macropolyol are mixed by the mixing means, and the chain extender is blended into the mixture mixed by the mixing means by the chain extender blending means. Since the reaction raw material manufactured by this is reacted in a static mixer, it can make it react uniformly by stirring in a static mixer. Therefore, generation | occurrence | production of gelling can be prevented effectively, and a thermoplastic polyurethane can be manufactured continuously using a high melting | fusing macropolyol, a high melting point chain extender, and a slow reaction polyisocyanate. In addition, since the twin screw extruder is not used, the mechanical shear of the twin screw extruder screw does not press or gelate due to retention in the groove of the screw, and the amount of catalyst is reduced to produce thermoplastic polyurethane. can do. As a result, a thermoplastic polyurethane with little physical property degradation and deterioration with time can be manufactured.
또한, 본 발명은 적어도 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올이 미리 혼합된 혼합물과 사슬 연장제를 포함하는 반응 원료를 스태틱 믹서 내를 통과시키면서 반응시킴으로써 얻어지는 열가소성 폴리우레탄을 포함하고 있다.The present invention also encompasses thermoplastic polyurethanes obtained by reacting a reaction raw material comprising a mixture of at least polyisocyanate and macropolyol pre-mixed with a chain extender while passing through a static mixer.
이러한 열가소성 폴리우레탄은 스태틱 믹서 내에서의 교반으로 균일하게 반응함으로써 얻어지기 때문에, 눌러 붙는 것이나 겔화물이 적고, 또한, 물성 저하나 경시 열화가 적고, 또, 인장 강도, 파단 신장, 인열 강도, 압축 영구 왜곡률 등 기계적 물성이 우수한 동시에, 경도가 동일한 경우라도 유동 개시 온도가 낮고 융점 범위가 넓어 성형 가공성이 우수하다. 게다가, 눌러 붙은 것, 과립에 관련된 겔화물(피시 아이)도 적고, 또, 소위 무황변 폴리이소시아네이트가 이용되더라도 제조시에 촉매량을 저감할 수 있기 때문에 보다 더욱 황변하지 않는다고 하는 우수한 성질을 갖고 있다.Since such thermoplastic polyurethane is obtained by reacting uniformly by stirring in a static mixer, there is little sticking and gelation, and there is little physical property degradation and deterioration with time, and tensile strength, breaking elongation, tear strength, compression In addition to excellent mechanical properties such as permanent strain, and at the same hardness, the flow initiation temperature is low and the melting point range is wide, so that the molding processability is excellent. In addition, there are few gelled products (fish eyes) associated with the pressed particles and granules, and since the so-called non-yellowing polyisocyanate is used, the amount of catalyst can be reduced at the time of manufacture, and thus has excellent properties of not being yellowed.
도 1은 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법이 적용되는 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치의 제1 구체예를 도시하는 개략 구성도이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법의 제1 구체예에 관해서 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows the 1st specific example of the manufacturing apparatus of the thermoplastic polyurethane to which the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is applied. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to FIG. 1, the 1st specific example of the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is demonstrated.
도 1에 있어서, 이 제조 장치(1a)는 열가소성 폴리우레탄을 반응 압출 성형법에 의해서 연속하여 제조하기 위한 장치이며, 원료 탱크부(2), 혼합부(3), 스태틱 믹서부(4) 및 펠릿화부(5)를 구비하고 있다.In FIG. 1, this manufacturing apparatus 1a is an apparatus for continuously manufacturing thermoplastic polyurethane by the reaction extrusion molding method, The raw material tank part 2, the mixing part 3, the static mixer part 4, and a pellet The fire part 5 is provided.
원료 탱크부(2)는 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6), 폴리올 저장 탱크(7), 사슬 연장제 저장 탱크(8)를 구비하고 있다.The raw material tank part 2 is provided with the polyisocyanate storage tank 6, the polyol storage tank 7, and the chain extender storage tank 8.
폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에는 열가소성 폴리우레탄의 원료로서 폴리이소시아네이트가 저장되어 있다.In the polyisocyanate storage tank 6, polyisocyanate is stored as a raw material of the thermoplastic polyurethane.
폴리이소시아네이트는 1분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 방향족계, 지방족계, 지환족계 등의 유기 화합물로서, 예컨대, 방향족계 폴리이소시아네이트로서는 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 이들 톨릴렌디이소시아네이트의 80:20 중량비(TDI-80/20), 65:35 중량비(TDI-65/35)의 이성체 혼합물, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄디이소시아네이트, 이들 디페닐메탄디이소시아네이트의 임의의 이성체 혼합물, 톨루일렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트, 파라페닐렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.The polyisocyanate is an organic compound such as an aromatic, aliphatic, alicyclic or the like having two or more isocyanate groups in one molecule. For example, as the aromatic polyisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, these 80:20 weight ratio of tolylene diisocyanate (TDI-80 / 20), isomeric mixture of 65:35 weight ratio (TDI-65 / 35), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane Diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, any isomeric mixture of these diphenylmethane diisocyanates, toluylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, paraphenylenedi isocyanate, naphthalenedi Isocyanate etc. are mentioned.
지방족 폴리이소시아네이트로서는, 예컨대, 에틸렌디이소시아네이트, 트리메틸렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 옥타메틸렌디이소시아네이트, 노나메틸렌디이소시아네이트, 2,2'-디메틸펜탄디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥산디이소시아네이트, 데카메틸렌디이소시아네이트, 부텐디이소시아네이트, 1,3-부타디엔-1,4-디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,6,11-운데카메틸렌트리이소시아네이트, 1,3,6-헥사메틸렌트리이소시아네이트, 1,8-디이소시아네이트-4-이소시아네이트메틸옥탄, 2,5,7-트리메틸-1,8-디이소시아네이트-5-이소시아네이트메틸옥탄, 비스(이소시아네이트에틸)카르보네이트, 비스(이소시아네이트에틸)에테르, 1,4-부틸렌글리콜디프로필에테르-ω, ω'-디이소시아네이트, 리신이소시아네이트메틸에스테르, 리신트리이소시아네이트, 2-이소시아네이트에틸-2,6-디이소시아네이트헥사노에이트, 2-이소시아네이트프로필-2,6-디이소시아네이트헥사노에이트, 비스(4-이소시아네이트-n-부틸리덴)펜타에리스리톨 등을 들 수 있다.Examples of the aliphatic polyisocyanates include ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, 2,2'-dimethylpentane diisocyanate, 2,2, 4-trimethylhexanediisocyanate, decamethylene diisocyanate, butene diisocyanate, 1,3-butadiene-1,4-diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecamethylene Triisocyanate, 1,3,6-hexamethylenetriisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanatemethyloctane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanate-5-isocyanatemethyloctane, bis ( Isocyanate ethyl) carbonate, bis (isocyanate ethyl) ether, 1,4-butylene glycol dipropyl ether-ω, ω'-diisocyanate Nate, lysine isocyanate methyl ester, lysine triisocyanate, 2-isocyanate ethyl-2,6-diisocyanate hexanoate, 2-isocyanate propyl-2,6-diisocyanate hexanoate, bis (4-isocyanate-n-part Thylidene) pentaerythritol, etc. are mentioned.
지환족계 폴리이소시아네이트로서는, 예컨대, 이소포론디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 시클로헥산디이소시아네이트, 메틸시클로헥산디이소시아네이트, 2,2'-디메틸디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 다이머산디이소시아네이트, 2,5-디이소시아네이트메틸-비시클로[2,2,1]-헵탄, 그 이성체인 2,6-디이소시아네이트메틸-비시클로[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-2-(3-이소시아네이트프로필)-5-이소시아네이트메틸-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-2-(3-이소시아네이트프로필)-6-이소시아네이트메틸-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-5-(2-이소시아네이트에틸)-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-6-(2-이소시아네이트에틸)-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-2-(3-이소시아네이트프로필)-5-(2-이소시아네이트에틸)-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-2-(3-이소시아네이트프로필)-6-(2-이소시아네이트에틸)-비시클로-[2,2,1]-헵탄 등을 들 수 있다.As alicyclic polyisocyanate, isophorone diisocyanate, bis (isocyanate methyl) cyclohexane, dicyclohexyl methane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, 2,2'- dimethyl dicyclohexyl methane di, for example. Isocyanate, dimer diisocyanate, 2,5-diisocyanatemethyl-bicyclo [2,2,1] -heptane, isomer of 2,6-diisocyanatemethyl-bicyclo [2,2,1] -heptane, 2 -Isocyanatemethyl-2- (3-isocyanatepropyl) -5-isocyanatemethyl-bicyclo- [2,2,1] -heptane, 2-isocyanatemethyl-2- (3-isocyanatepropyl) -6-isocyanatemethyl- Bicyclo- [2,2,1] -heptane, 2-isocyanatemethyl-3- (3-isocyanatepropyl) -5- (2-isocyanateethyl) -bicyclo- [2,2,1] -heptane, 2 Isocyanatemethyl-3- (3-isocyanatepropyl) -6- (2-isocy Nateethyl) -bicyclo- [2,2,1] -heptane, 2-isocyanatemethyl-2- (3-isocyanatepropyl) -5- (2-isocyanateethyl) -bicyclo- [2,2,1] -Heptane, 2-isocyanate methyl-2- (3-isocyanatepropyl) -6- (2-isocyanate ethyl) -bicyclo- [2,2,1] -heptane, etc. are mentioned.
또한, 폴리이소시아네이트로서는 폴리이소시아네이트의 우레탄 변성체, 카르보디이미드 변성체, 우레트이민 변성체, 뷰렛 변성체, 알로파네이트 변성체, 이소시아누레이트 변성체 등의 변성 이소시아네이트 등도 예를 들 수 있다.Moreover, as polyisocyanate, modified isocyanate, such as urethane modified body, carbodiimide modified body, uretimine modified body, biuret modified body, allophanate modified body, isocyanurate modified body, etc. of polyisocyanate are mentioned, for example. .
상기한 폴리이소시아네이트 중, 바람직하게는, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(이하, MDI라 함), 수소 첨가 MDI(디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이하, HMDI라 함), 파라페닐렌디이소시아네이트(이하, PPDI라 함), 나프탈렌디이소시아네이트(이하, NDI라 함), 헥사메틸렌디이소시아네이트(이하, HDI라 함), 이소포론디이소시아네이트(이하, IPDI라 함), 2,5-디이소시아네이트메틸-비시클로[2,2,1]-헵탄, 그 이성체인 2,6-디이소시아네이트메틸-비시클로[2,2,1]-헵탄(이하, NBDI라 함)을 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는, MDI, HDI, HMDI, PPDI, NBDI 등, 및 이들 디이소시아네이트의 우레탄 변성체, 카르보디이미드 변성체, 우레트이민 변성체, 이소시아누레이트 변성체를 들 수 있다.Among the polyisocyanates described above, preferably 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI), hydrogenated MDI (dicyclohexylmethane diisocyanate, hereinafter referred to as HMDI), paraphenylene diisocyanate (Hereinafter referred to as PPDI), naphthalene diisocyanate (hereinafter referred to as NDI), hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as HDI), isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as IPDI), 2,5-diisocyanate methyl -Bicyclo [2,2,1] -heptane, an isomer thereof 2,6-diisocyanatemethyl-bicyclo [2,2,1] -heptane (hereinafter referred to as NBDI), and more preferably Examples include MDI, HDI, HMDI, PPDI, NBDI, and urethane-modified products, carbodiimide-modified products, uretimine-modified products, and isocyanurate-modified products of these diisocyanates.
또, 이들 폴리이소시아네이트는 단독으로 이용하더라도 좋고, 또는, 2종 이상 병용하더라도 좋다. 2종 이상 병용하는 경우에는 하나의 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 혼합하여 저장하더라도 좋고, 또는, 각 폴리이소시아네이트를 복수의폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 각각 저장하더라도 좋다.In addition, these polyisocyanates may be used independently or may be used together 2 or more types. When using together 2 or more types, you may mix and store in one polyisocyanate storage tank 6, or may store each polyisocyanate in the some polyisocyanate storage tank 6, respectively.
폴리올 저장 탱크(7)에는 열가소성 폴리우레탄의 원료로서 매크로폴리올이 저장되어 있다.In the polyol storage tank 7, macropolyol is stored as a raw material of the thermoplastic polyurethane.
매크로폴리올로서는 1분자 중에 수산기를 2개 이상 갖는 중합체로서, 예컨대, 폴리옥시알킬렌폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카보네이트디올 등을 들 수 있다.As a macropolyol, as a polymer which has 2 or more hydroxyl groups in 1 molecule, polyoxyalkylene polyol, polyester polyol, polycarbonate diol, etc. are mentioned, for example.
폴리옥시알킬렌폴리올로서는, 예컨대, 비교적 저분자량의 2가 알콜의 1종 또는 2종 이상의 화합물에 프로필렌옥사이드, 에틸렌옥사이드, 부틸렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드를 부가 중합한 폴리옥시알킬렌글리콜(스티렌옥사이드 등을 부가 중합한 폴리옥시알릴렌글리콜을 포함함) 등을 들 수 있다. 특히, 알킬렌옥사이드로서는 프로필렌옥사이드, 에틸렌옥사이드가 바람직하게 이용된다. 이러한 폴리옥시알킬렌글리콜로서는, 예컨대, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 및 프로필렌옥사이드, 에틸렌옥사이드의 공중합 폴리올 등을 들 수 있다.Examples of the polyoxyalkylene polyol include polyoxyalkylene glycol (styrene) by addition polymerization of alkylene oxides such as propylene oxide, ethylene oxide and butylene oxide to one or two or more compounds of a relatively low molecular weight dihydric alcohol. And polyoxyallylene glycol obtained by addition polymerization of an oxide or the like). In particular, propylene oxide and ethylene oxide are preferably used as the alkylene oxide. Examples of such polyoxyalkylene glycols include polypropylene glycol, polyethylene glycol and propylene oxide, copolymerized polyols of ethylene oxide, and the like.
본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에 이용하는 폴리옥시알킬렌폴리올의 수평균 분자량은 200∼10000이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 500∼8000이다.As for the number average molecular weight of the polyoxyalkylene polyol used for the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention, 200-10000 are preferable, More preferably, it is 500-8000.
또한, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에 있어서는 열가소성 폴리우레탄의 유리 전이 온도의 저하 및 유동 특성을 향상시키는 관점에서 분자량 및 옥시알킬렌기의 농도가 다른 2종 이상의 폴리옥시알킬렌폴리올을 병용하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 폴리옥시알킬렌폴리올에 있어서 프로필렌옥사이드의 부반응에 의해 생성한 분자 말단에 불포화기를 갖는 모노올이 적은 것이 바람직하다. 폴리옥시알킬렌폴리올 중의 모노올 함량은 JIS K-1557에 기재한 총불포화도라는 지표로 측정할 수 있다. 폴리옥시알킬렌폴리올 중의 총불포화도는 0.03 meq./g 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 0.02 meq./g 이하이다. 총불포화도가 0.03 meq./g보다 커지면 열가소성 폴리우레탄의 내열성, 내구성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 폴리옥시알킬렌폴리올의 공업적인 제조의 관점에서 총불포화도의 하한은 0.01 meq./g 정도인 것이 바람직하다.Moreover, in the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention, in order to reduce the glass transition temperature of a thermoplastic polyurethane, and to improve a flow characteristic, it uses together 2 or more types of polyoxyalkylene polyol from which molecular weight and concentration of an oxyalkylene group differ. It is preferable. Moreover, in such polyoxyalkylene polyol, it is preferable that there are few monools which have an unsaturated group in the terminal of a molecule | numerator produced | generated by the side reaction of propylene oxide. The monool content in the polyoxyalkylene polyol can be measured by the index of total unsaturation described in JIS K-1557. The total unsaturation in the polyoxyalkylene polyol is preferably 0.03 meq./g or less. More preferably, it is 0.02 meq./g or less. If the total unsaturated is greater than 0.03 meq./g, the heat resistance and durability of the thermoplastic polyurethane tend to be lowered. Moreover, it is preferable that the minimum of total unsaturated degree is about 0.01 meq./g from a viewpoint of industrial manufacture of polyoxyalkylene polyol.
또, 이러한 폴리옥시알킬렌폴리올의 제조에 있어서의 알킬렌옥사이드의 중합 촉매로서는 수산화세슘, 수산화루비듐 등의 알칼리금속 화합물, 및 P=N 결합을 갖는 화합물(예컨대, 포스파제늄 화합물, 포스핀옥사이드 화합물, 포스파젠 화합물 등)을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 알킬렌옥사이드의 중합 촉매를 이용함으로써 총불포화도가 낮은 폴리옥시알킬렌폴리올을 제조할 수 있다.Moreover, as a polymerization catalyst of the alkylene oxide in manufacture of such polyoxyalkylene polyol, alkali metal compounds, such as a cesium hydroxide and rubidium hydroxide, and the compound which has P = N bond (for example, a phosphazeneium compound and a phosphine oxide) Compounds, phosphazene compounds, and the like). By using such a polymerization catalyst of alkylene oxide, a polyoxyalkylene polyol having a low total unsaturated can be produced.
또한, 폴리옥시알킬렌폴리올로서는 테트라히드로푸란을 개환 중합하여 얻어지는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(이하, PTMEG라 함)을 예를 들 수 있다. 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에 이용하는 PTMEG의 수평균 분자량은 250∼4000 정도의 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 250∼2000정도이다. 또한, PTMEG에 상기한 알킬렌옥사이드를 부가 중합한 폴리옥시알킬렌폴리올을 이용할 수도 있다.Moreover, as polyoxyalkylene polyol, the polytetramethylene ether glycol (henceforth PTMEG) obtained by ring-opening-polymerizing tetrahydrofuran is mentioned. As for the number average molecular weight of PTMEG used for the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention, about 250-4000 are preferable. More preferably, it is about 250-2000. Moreover, polyoxyalkylene polyol which addition-polymerized the above-mentioned alkylene oxide to PTMEG can also be used.
폴리에스테르폴리올로서는, 예컨대, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 수소 첨가 비스페놀 A, 수소 첨가 비스페놀 F 등의 저분자 폴리올의 1종 또는 2종 이상과, 예컨대, 글루타르산, 아디프산, 세박산, 테레프탈산, 이소프탈산, 다이머산 등, 또는, 그 밖의 저분자 디카르복실산이나 올리고다이머산의 1종 또는 2종 이상과의 축중합에 의해 얻어지는 폴리에스테르폴리올 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에스테르폴리올로서 ε-카프로락톤을 개환 중합하여 얻어지는 폴리카프로락톤디올을 예를 들 수도 있다. 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에 이용하는 폴리에스테르폴리올의 수평균 분자량은 500∼3000 정도의 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 800∼2000 정도이다.Examples of the polyester polyol include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, trimethylolpropane, neopentyl glycol, One kind or two or more kinds of low molecular polyols, such as 3-methyl-1,5-pentanediol, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, and the like, for example, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid And polyester polyols obtained by condensation polymerization with one or two or more of other low molecular dicarboxylic acids and oligodimer acids, such as dimer acid and the like. Moreover, the polycaprolactone diol obtained by ring-opening-polymerizing (epsilon) -caprolactone as a polyester polyol can also be mentioned. It is preferable that the number average molecular weight of the polyester polyol used for the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is about 500-3000. More preferably, it is about 800-2000.
폴리카보네이트디올로서는, 예컨대, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등의 2가 알콜과, 디메틸카르보네이트, 디에틸카르보네이트 등의 축합 반응으로 얻어지는 폴리카보네이트디올을 들 수 있다. 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에 이용하는 폴리카보네이트디올의 수평균 분자량으로서는 500∼3000 정도의 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 800∼2000 정도이다.As polycarbonate diol, polycarbonate diol obtained by condensation reaction, such as dihydric alcohol, such as 1, 4- butanediol and 1, 6- hexanediol, and dimethyl carbonate, diethyl carbonate, is mentioned, for example. As a number average molecular weight of the polycarbonate diol used for the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention, about 500-3000 are preferable. More preferably, it is about 800-2000.
또, 이들 매크로폴리올은 단독으로 이용하더라도 좋고, 또한, 2종 이상 병용하더라도 좋다. 2종 이상 병용하는 경우에는 하나의 폴리올 저장 탱크(7)에 혼합하여 저장하더라도 좋고, 또한, 각 매크로폴리올을 복수의 폴리올 저장 탱크(7)에 각각 저장하더라도 좋다.Moreover, these macropolyols may be used independently and may be used together 2 or more types. When using together 2 or more types, you may mix and store in one polyol storage tank 7, and may store each macropolyol in the some polyol storage tank 7, respectively.
사슬 연장제 저장 탱크(8)에는 열가소성 폴리우레탄의 원료로서 사슬 연장제가 저장되어 있다.The chain extender storage tank 8 stores a chain extender as a raw material of the thermoplastic polyurethane.
사슬 연장제로서는 1분자 중에 수산기를 2개 이상 갖는 지방족, 방향환, 복소환 또는 지환식환의 저분자 화합물이며, 지방족의 폴리올로서, 예컨대, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세린, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다.The chain extender is an aliphatic, aromatic ring, heterocyclic or alicyclic ring low molecular compound having two or more hydroxyl groups in one molecule, and is an aliphatic polyol such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1, 4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, trimethylolpropane, etc. are mentioned.
또한, 방향환, 복소환 또는 지환식환의 폴리올로서는, 예컨대, 파라크실렌글리콜, 비스(2-히드록시에틸)테레프탈레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소프탈레이트, 1,4-비스(2-히드록시에톡시)벤젠, 1,3-비스(2-히드록시에톡시)벤젠, 레조르신, 히드로퀴논, 2,2'-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판, 3,9-비스(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올 등을 들 수 있다.Moreover, as an aromatic ring, a heterocyclic ring, or an alicyclic polyol, for example, paraxylene glycol, bis (2-hydroxyethyl) terephthalate, bis (2-hydroxyethyl) isophthalate, 1, 4-bis (2- Hydroxyethoxy) benzene, 1,3-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, resorcin, hydroquinone, 2,2'-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 3,9-bis (1 , 1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol and the like Can be.
또, 이들 사슬 연장제는 단독으로 이용하더라도 좋고, 또한, 2종 이상 병용하더라도 좋다. 2종 이상 병용하는 경우에는 하나의 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 혼합하여 저장하더라도 좋고, 또한, 각 사슬 연장제를 복수의 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 각각 저장하더라도 좋다.Moreover, these chain extenders may be used independently and may be used together 2 or more types. When using together 2 or more types, you may mix and store in one chain extender storage tank 8, and may store each chain extender in the some chain extender storage tank 8, respectively.
또한, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법에 있어서는 그 목적 및 용도 등에 의해서 촉매나 보조제 등을 상기한 각 성분과 함께 배합하더라도 좋고, 그 경우에는, 각 저장 탱크(6, 7 및 8)에 촉매나 보조제 등을 상기한 각 성분과 함께 저장하거나, 또는, 도시하지 않지만 별도 저장 탱크를 설치하여 공급하면 좋다. 또, 보조제는 열가소성 폴리우레탄의 제조후에 혼련하더라도 좋다.In addition, in the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention, you may mix | blend a catalyst, an adjuvant, etc. with each component mentioned above according to the objective, a use, etc., and in that case, it carries out the catalyst to each storage tank 6, 7, and 8 Auxiliary agents and the like may be stored together with the above-mentioned components, or may be supplied by providing a separate storage tank although not shown. The auxiliary agent may be kneaded after production of the thermoplastic polyurethane.
촉매로서는, 예컨대, 아민 화합물, 유기금속 화합물 등의 폴리우레탄을 제조하는 공지의 촉매를 들 수 있으며, 바람직하게는 유기금속 화합물이 이용된다. 유기금속 화합물로서는, 예컨대, 초산주석, 옥틸산주석, 올레인산주석, 라우릴산주석, 디부틸주석디아세테이트, 디부틸주석디라우레이트, 디부틸주석디클로리드, 옥탄산납, 나프텐산납, 나프텐산니켈, 나프텐산코발트 등을 들 수 있다. 이들 촉매는 단독으로 이용하더라도 좋고, 또한, 2종 이상 병용하더라도 좋다.As a catalyst, the well-known catalyst which produces polyurethane, such as an amine compound and an organometallic compound, is mentioned, for example, Preferably an organometallic compound is used. Examples of the organometallic compound include tin acetate, tin octylate, tin oleate, tin lauryl acid, dibutyl tin diacetate, dibutyl tin dilaurate, dibutyl tin dichloride, lead octanoate, lead naphthenate and naph. Nickel tenate, cobalt naphthenate, etc. are mentioned. These catalysts may be used alone or in combination of two or more thereof.
또한, 촉매는 통상 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6) 이외의 폴리올 저장 탱크(7) 및/또는 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 저장되고, 바람직하게는, 폴리올 저장 탱크(7)에 저장된다. 또한, 촉매의 배합량은 매크로폴리올을 중량 기준으로 하여 90 ppm 이하, 바람직하게는 30 ppm 이하이다.In addition, the catalyst is usually stored in a polyol storage tank 7 and / or a chain extender storage tank 8 other than the polyisocyanate storage tank 6, preferably in the polyol storage tank 7. In addition, the amount of the catalyst blended is 90 ppm or less, preferably 30 ppm or less, based on the weight of the macropolyol.
보조제로서는, 예컨대, 공지의 이형제, 커플링제, 착색제, 윤활제, 내후 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 발포제, 방청제, 유백제, 충전제 등을 들 수 있으며, 통상, 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6) 이외의 폴리올 저장 탱크(7) 및/또는 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 저장되며, 바람직하게는 폴리올 저장 탱크(7)에 저장된다.Examples of the auxiliary agent include known release agents, coupling agents, colorants, lubricants, weathering stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, foaming agents, rust preventive agents, milk whitening agents, fillers, and the like, and usually, other than the polyisocyanate storage tank 6. It is stored in the polyol storage tank 7 and / or the chain extender storage tank 8, preferably in the polyol storage tank 7.
또한, 이들 각 저장 탱크(6, 7 및 8)는 도시하지 않은 히터(또는 재킷), 온도 센서 및 교반 날개를 구비하고 있고, 저장 탱크(6, 7 및 8) 내에 저장되는 원료(폴리이소시아네이트, 폴리올, 사슬 연장제 등)를 소정의 설정 온도로 유지하면서 교반할 수 있도록 구성되어 있다. 예컨대, 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)는, 예컨대, 30∼70℃로 설정되고, 폴리올 저장 탱크(7)는, 예컨대, 60∼140℃로 설정되며, 사슬 연장제 저장 탱크(8)는, 예컨대, 30∼130℃로 설정된다.In addition, each of these storage tanks 6, 7 and 8 is provided with a heater (or jacket), a temperature sensor, and a stirring blade which are not shown in figure, and the raw material (polyisocyanate, Polyol, chain extender, etc.) is configured to be stirred while maintaining at a predetermined set temperature. For example, the polyisocyanate storage tank 6 is set to, for example, 30 to 70 ° C, the polyol storage tank 7 is set to, for example, 60 to 140 ° C, and the chain extender storage tank 8 is, for example, , 30 to 130 ° C.
또한, 이들 각 저장 탱크(6, 7 및 8)는 도시하지 않은 질소 라인 등의 불활성 가스 라인이 접속 가능하게 구성되어 있고, 저장 탱크(6, 7 및 8) 내를 불활성 가스 분위기로 치환할 수 있도록 구성되어 있다.Moreover, each of these storage tanks 6, 7, and 8 is comprised so that connection of an inert gas line, such as a nitrogen line which is not shown in figure, can replace the inside of storage tanks 6, 7, and 8 with an inert gas atmosphere. It is configured to.
혼합부(3)는 혼합 수단으로서 고속 교반기(9)를 구비하고 있다. 이 고속 교반기(9)는 상기한 각 원료를 고속으로 교반 혼합할 수 있으면 특별히 제한되지 않지만, 예컨대, 교반조(10a) 내에서, 예컨대, 교반 날개 직경 4 cmφ, 주위 길이 12 cm인 경우에 있어서 300∼5000 회전/분(주속(circumferential speed) 100∼600 m/분), 바람직하게는 1000∼3500 회전/분(주속 120∼420 m/분)으로 교반 가능한 교반 날개(10b)를 구비하고 있는 것이 이용된다. 또한, 고속 교반기(9)는 도시하지 않은 히터(또는 재킷) 및 온도 센서를 구비하고 있고, 온도 센서에서 감지한 온도에 기초하여 히터를 제어함으로써 교반조(10a)를 온도 제어할 수 있도록 구성되어 있다.The mixing section 3 is provided with a high speed stirrer 9 as mixing means. The high speed stirrer 9 is not particularly limited as long as it can stir and mix the above-described raw materials at high speed. For example, in the case of a stirring blade 10a, for example, a stirring blade diameter of 4 cm phi and a circumferential length of 12 cm 300-5000 revolutions / minute (circumferential speed 100-600 m / min), Preferably it is provided with the stirring blade 10b which can be stirred at 1000-3500 revolutions / minute (120-420 m / min.) Is used. In addition, the high speed agitator 9 is provided with a heater (or jacket) and a temperature sensor (not shown), and is configured to control the temperature of the agitator tank 10a by controlling the heater based on the temperature detected by the temperature sensor. have.
또한, 혼합부(3)에는 가상선으로 도시한 바와 같이, 필요에 따라 고속 교반기(9)에 있어서 혼합된 반응 원료(후술)를 일시적으로 체류시켜 반응을 촉진시키기 위한 반응 포트(16)를 설치하더라도 좋다. 이러한 반응 포트(16)는 온도 조절이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하며, 이것을 설치하는 경우에는 고속 교반기(9)와 후술하는 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 가장 상류측의 제1 스태틱 믹서(17a)와의 사이에 접속된다.In addition, as shown by an imaginary line, the mixing section 3 is provided with a reaction port 16 for temporarily holding the reaction raw materials (to be described later) mixed in the high-speed stirrer 9 to promote the reaction as necessary. You may. It is preferable that such a reaction port 16 is comprised so that temperature adjustment is possible, and when it installs, the 1st static mixer 17a of the most upstream in the high speed stirrer 9 and the static mixer part 4 mentioned later. ) Is connected between.
그리고, 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)는 폴리이소시아네이트 공급 라인(11)을 통해 고속 교반기(9)와 접속되어 있고, 폴리이소시아네이트 공급 라인(11)의 도중에는 기어 펌프(12a), 및 그 기어 펌프(12a)의 하류측에 유량계(13a)가 개재되어 있다.And the polyisocyanate storage tank 6 is connected with the high speed stirrer 9 via the polyisocyanate supply line 11, The gear pump 12a and the gear pump 12a in the middle of the polyisocyanate supply line 11 are carried out. The flowmeter 13a is interposed in the downstream of ().
또한, 폴리올 저장 탱크(7)는 폴리올 공급 라인(14)을 통해 고속 교반기(9)와 접속되어 있고, 폴리올 공급 라인(14)의 도중에는 기어 펌프(12b), 및 그 기어 펌프(12b)의 하류측에 유량계(13b)가 개재되어 있다.In addition, the polyol storage tank 7 is connected to the high speed stirrer 9 via the polyol supply line 14, and in the middle of the polyol supply line 14, the gear pump 12b and the downstream of the gear pump 12b. The flowmeter 13b is interposed in the side.
또한, 사슬 연장제 저장 탱크(8)는 사슬 연장제 배합 수단으로서의 사슬 연장제 공급 라인(15)을 통해 고속 교반기(9)와 접속되어 있고, 사슬 연장제 공급 라인(15)의 도중에는 기어 펌프(12c), 및 그 기어 펌프(12c)의 하류측에 유량계(13c)가 개재되어 있다.Further, the chain extender storage tank 8 is connected to the high speed stirrer 9 via the chain extender supply line 15 as the chain extender compounding means, and in the middle of the chain extender supply line 15, a gear pump ( 12c) and the flowmeter 13c is interposed in the downstream of the gear pump 12c.
스태틱 믹서부(4)는 복수의 스태틱 믹서(정지 혼합기)(17)가 직렬로 접속됨으로써 구성되어 있다.The static mixer part 4 is comprised by connecting some static mixer (still mixer) 17 in series.
각 스태틱 믹서(17)(이하, 각 스태틱 믹서(17)를 구별하는 경우에는, 반응 원료(후술)의 유동 방향에 있어서의 상류측에서 하류측을 향하여, 제1 스태틱 믹서(17a), 제2 스태틱 믹서(17b, …제n 스태틱 믹서(17n)라 칭함)는 관내의 믹서 부재의 형상 등은 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 「화학 공학의 진보 제24집 교반·혼합」(사단법인 화학공학회 동해지부 편수 1990년 10월 20일 마키쇼텐 발행 1판)의 제155페이지의 Fig. 10.1.1에 기재되는 Company-N 타입, Company-T 타입, Company-S 타입, Company-T 타입 등 여러 가지의 형상의 것을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 우측 엘리멘트와 좌측 엘리멘트가 교대로 배치되고, 필요에 따라 각 스태틱 믹서(17)의 사이에 직관이 설치되어 있어도 좋다.In the case of distinguishing each static mixer 17 (hereinafter, each static mixer 17), the first static mixer 17a and the second from the upstream side in the flow direction of the reaction raw material (to be described later) to the downstream side. The static mixer 17b (... n-th static mixer 17n) is not particularly limited in the shape of the mixer member in the pipe, for example, "Advanced 24th Agitating and Mixing of Chemical Engineering" (the Society of Chemical Engineering, Japan) The number of branches, such as Company-N type, Company-T type, Company-S type, and Company-T type, described in Fig. 10.1.1 on page 155 of the October 20, 1990 issue of Makishoten). The shape can be used, Preferably the right element and the left element are alternately arrange | positioned, The straight pipe | tube may be provided between each static mixer 17 as needed.
또한, 각 스태틱 믹서(17)는 그 관 길이가 예컨대, 0.13∼3.6 m, 바람직하게는 0.3∼2.0 m, 더욱 바람직하게는 0.5∼1.0 m이고, 그 내경이 예컨대, 10∼300 mmφ, 바람직하게는, 13∼150 mmφ, 더욱 바람직하게는, 15∼50 mmφ이며, 관 길이/내경비(이하, L/D로 기재함)가 3∼25, 바람직하게는 5∼15의 것이 이용된다.In addition, each static mixer 17 has a tube length of, for example, 0.13 to 3.6 m, preferably 0.3 to 2.0 m, more preferably 0.5 to 1.0 m, and its inner diameter is, for example, 10 to 300 mmφ, preferably Is 13-150 mm (phi), More preferably, it is 15-50 mm (phi), Tube length / inner diameter ratio (it describes as L / D hereafter) is 3-25, Preferably the thing of 5-15 is used.
또한, 각 스태틱 믹서(17)는 섬유강화 플라스틱(FRP) 등이 실질적으로 비금속 재료로부터 형성되어 있거나, 또는, 관내에서의 반응 원료(후술)와의 접촉부의 표면이, 예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지에 의해서 피복되어 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 반응 원료(후술)와의 접촉부를 실질적으로 비금속 재료로 형성함으로써 열가소성 폴리우레탄이 눌러 붙는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 바람직하게는, 스태틱 믹서(17)의 접촉부를 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지로 피복한 것이 이용된다. 이러한 스태틱 믹서(17)로서는, 보다 구체적으로는 예컨대, 금속제로 이루어지는 스태틱 믹서(17)에 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지로 이루어지는 튜브를 삽입한 것이나, 시판되어 있는 노리타케사 제조의 MX 시리즈 등이 이용된다.In addition, each static mixer 17 is formed of substantially non-metallic material such as fiber-reinforced plastics (FRP), or the surface of the contact portion with the reaction raw material (described later) in the tube is, for example, polytetrafluoroethylene or the like. It is preferable to use what is covered by the fluorine resin. By forming the contact portion with the reaction raw material (described later) substantially as a non-metallic material, it is possible to effectively prevent the thermoplastic polyurethane from sticking. Preferably, what coat | covered the contact part of the static mixer 17 with fluororesins, such as polytetrafluoroethylene, is used. As such a static mixer 17, More specifically, the tube which consists of fluorine-type resins, such as polytetrafluoroethylene, was inserted in the static mixer 17 which consists of metals, the MX series by a commercially available Noritake company, etc. are mentioned. This is used.
또한, 각 스태틱 믹서(17)는 도시하지 않은 히터(또는 재킷) 및 온도 센서를 구비하고 있고, 온도 센서에서의 감지 온도에 기초하여 히터를 제어함으로써 관내 온도를 독립적으로 온도 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 이것에 의해서, 각 스태틱 믹서(17)의 관내 온도를 반응 원료(후술)의 조성에 따라서 각각 변경할 수 있기 때문에, 촉매량을 저감하면서 최적의 반응 조건으로 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.In addition, each static mixer 17 is provided with a heater (or jacket) and a temperature sensor (not shown), and is configured to independently control the temperature in the tube by controlling the heater based on the detected temperature in the temperature sensor. have. Thereby, since the in-tube temperature of each static mixer 17 can be changed according to the composition of reaction raw material (after-mentioned), thermoplastic polyurethane can be manufactured on optimal reaction conditions, reducing a catalyst amount.
그리고, 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 가장 상류측의 제1 스태틱 믹서(17a)가 혼합부(3)에 있어서의 고속 교반기(9)(또는 반응 포트(16))에 접속되는 동시에,스태틱 믹서부(4)에 있어서의 가장 하류측의 제n 스태틱 믹서(17n)가 펠릿화부(5)에 있어서의 후술하는 스트랜드 다이(19)(또는 후술하는 단축 압출기(18))에 접속되어 있다.And the 1st static mixer 17a of the most upstream in the static mixer part 4 is connected to the high speed stirrer 9 (or reaction port 16) in the mixing part 3, and is static The most downstream n-th static mixer 17n in the mixer part 4 is connected to the strand die 19 (or the single screw extruder 18 mentioned later) in the pelletizing part 5 later.
또한, 접속된 스태틱 믹서(17)의 수는 그 목적 및 용도, 원료 조성 등에 의해 적절하게 결정할 수 있으며, 각 스태틱 믹서(17)를 접속한 전체 길이가, 예컨대, 3∼25 m, 바람직하게는 5∼20 m가 되도록 예컨대, 10∼50개, 바람직하게는 15∼35개의 스태틱 믹서가 연속적으로 접속되어 있고, 각 스태틱 믹서(17)의 사이에는 적절하게 기어 펌프(도시하지 않음)를 개재시켜 유량 조절이 가능하도록 구성되어 있다.In addition, the number of connected static mixers 17 can be suitably determined by the purpose and use, raw material composition, etc., and the total length which connected each static mixer 17 is 3-25 m, for example, Preferably it is For example, 10 to 50, preferably 15 to 35 static mixers are continuously connected so as to be 5 to 20 m, and a gear pump (not shown) is appropriately interposed between the static mixers 17. It is configured to adjust the flow rate.
펠릿화부(5)는 스트랜드 다이(19) 및 커터(20)를 구비하고 있다. 또, 펠릿화부(5)는 특히 스트랜드 다이(19) 및 커터(20)에 한정되지 않고, 공지의 펠릿화기(수중 컷트 장치 등을 포함한다)의 형태로 구성해도 좋다.The pelletizing unit 5 includes a strand die 19 and a cutter 20. In addition, the pelletizing part 5 is not limited to the strand die 19 and the cutter 20 in particular, You may comprise in the form of a well-known pelletizer (including an underwater cutting device etc.).
또, 스태틱 믹서부(4)와 펠릿화부(5)와의 사이에는 가상선으로 도시한 바와 같이, 필요에 따라 단축 압출기(18)를 설치하여 스태틱 믹서부(4)로부터 유출하는 반응물을 더욱 혼련하더라도 좋다.In addition, as shown in the phantom between the static mixer section 4 and the pelletizing section 5, a single screw extruder 18 is provided as necessary to further knead the reactant flowing out of the static mixer section 4. good.
또한, 단축 압출기(18)를 설치하는 경우에는 단축 압출기(18)의 선단에 여과 장치를 구비시켜 반응물로부터 과립 및 겔을 제거할 수도 있다. 여과 장치로서는 예컨대, 폴리머 필터 등이 이용된다.In the case where the single screw extruder 18 is provided, a filtration device may be provided at the tip of the single screw extruder 18 to remove granules and gels from the reactants. As the filtration device, for example, a polymer filter or the like is used.
다음에, 도 1에 도시하는 제조 장치(1a)에 의해서 열가소성 폴리우레탄을 제조하는 방법에 관해서 설명한다.Next, a method for producing a thermoplastic polyurethane by the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1 will be described.
이 방법에서는, 먼저 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6), 폴리올 저장 탱크(7) 및 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 저장되는 폴리이소시아네이트, 매크로폴리올 및 사슬 연장제를 고속 교반기(9)에 공급하여, 고속 교반기(9)에서 이들을 동시에 혼합함으로써 반응 원료를 제조한다.In this method, first, the polyisocyanate, macropolyol and chain extender stored in the polyisocyanate storage tank 6, the polyol storage tank 7 and the chain extender storage tank 8 are supplied to the high speed stirrer 9, Reaction raw materials are manufactured by mixing them simultaneously in the high speed stirrer 9.
폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)로부터 폴리이소시아네이트를 공급하기 위해서는 유량계(13a)에서 감지되는 유량에 기초하여 기어 펌프(12a)를 제어함으로써, 예컨대, 2∼100 kg/h, 바람직하게는, 2.5∼60 kg/h의 유속으로 폴리이소시아네이트 공급 라인(11)으로부터 고속 교반기(9)에 폴리이소시아네이트를 공급한다.In order to supply the polyisocyanate from the polyisocyanate storage tank 6, the gear pump 12a is controlled based on the flow rate detected by the flow meter 13a, for example, 2 to 100 kg / h, preferably 2.5 to 60 The polyisocyanate is fed from the polyisocyanate feed line 11 to the high speed stirrer 9 at a flow rate of kg / h.
또한, 폴리올 저장 탱크(7)로부터 매크로폴리올을 공급하기 위해서는 유량계(13b)에서 감지되는 유량에 기초하여 기어 펌프(12b)를 제어함으로써, 예컨대, 10∼200 kg/h, 바람직하게는 15∼100 kg/h의 유속으로 폴리올 공급 라인(14)으로부터 고속 교반기(9)에 매크로폴리올을 공급한다.Further, in order to supply the macropolyol from the polyol storage tank 7, the gear pump 12b is controlled based on the flow rate detected by the flow meter 13b, for example, 10 to 200 kg / h, preferably 15 to 100. The macropolyol is fed from the polyol supply line 14 to the high speed stirrer 9 at a flow rate of kg / h.
또한, 사슬 연장제 저장 탱크(8)로부터 사슬 연장제를 공급하기 위해서는 유량계(13c)에서 감지되는 유량에 기초하여 기어 펌프(12c)를 제어함으로써, 예컨대, 0.2∼50 kg/h, 바람직하게는 0.3∼30 kg/h의 유속으로 사슬 연장제 공급 라인(15)으로부터 고속 교반기(9)에 사슬 연장제를 공급한다.Further, in order to supply the chain extender from the chain extender storage tank 8, the gear pump 12c is controlled based on the flow rate sensed by the flow meter 13c, for example, 0.2 to 50 kg / h, preferably The chain extender is fed from the chain extender supply line 15 to the high speed stirrer 9 at a flow rate of 0.3 to 30 kg / h.
이것에 의해서, 고속 교반기(9)에서는 정상 상태에 있어서 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기에 대한 매크로폴리올 및 사슬 연장제의 수산기의 당량비(NCO/OH)가, 예컨대, 0.9∼1.2, 바람직하게는 0.95∼1.05로 설정된다. 또한, 사슬 연장제에 대한 매크로폴리올의 중량 비율이, 예컨대, 2∼90배, 바람직하게는3∼50배로 설정된다.Thereby, in the high speed stirrer 9, the equivalence ratio (NCO / OH) of the macropolyol to the isocyanate group of the polyisocyanate and the hydroxyl group of the chain extender in the steady state is, for example, 0.9 to 1.2, preferably 0.95 to 1.05. Is set. In addition, the weight ratio of the macropolyol to the chain extender is set to, for example, 2 to 90 times, preferably 3 to 50 times.
그리고, 고속 교반기(9)에 있어서는 이들 폴리이소시아네이트, 매크로폴리올 및 사슬 연장제를 교반조(10a) 내에서 체류 시간 0.05∼0.5분, 바람직하게는 0.1∼0.4분, 온도 70∼130℃, 바람직하게는 80∼120℃, 교반 날개 직경 4 cmφ, 주위 길이 12 cm인 경우에 있어서의 교반 날개(10b)의 속도 500∼4000 회전/분(주속 60∼480 m/분), 바람직하게는 2000∼3000 회전/분(주속 240∼360 m/분)으로 고속 교반함으로써 반응 원료를 제조한다.In the high-speed stirrer 9, these polyisocyanates, macropolyols and chain extenders are kept in the stirring tank 10a for a residence time of 0.05 to 0.5 minutes, preferably 0.1 to 0.4 minutes, and a temperature of 70 to 130 ° C, preferably Is 500-4000 revolutions / minute (60-480 m / min circumference speed) of the stirring blade 10b in the case of 80-120 degreeC, stirring blade diameter 4cmφ, and circumference 12cm, Preferably it is 2000-3000 The reaction raw material is manufactured by high speed stirring at rotation / min (circumferential speed 240-360 m / min).
그 후, 필요에 따라 반응 포트(16)에서, 예컨대, 0.1∼15분, 바람직하게는 0.5∼10분에서, 70∼140℃, 바람직하게는 80∼120℃에서 체류시킨 후 얻어진 반응 원료를 스태틱 믹서부(4)에 공급하여 각 스태틱 믹서(17)내를 통과시키면서 반응시킨다.Thereafter, if necessary, the reaction raw material obtained after the reaction port 16 is held at 70 to 140 ° C., preferably 80 to 120 ° C. at 0.1 to 15 minutes, preferably 0.5 to 10 minutes, is static. It supplies to the mixer part 4, and makes it react, passing through each static mixer 17. As shown in FIG.
각 스태틱 믹서(17)에 있어서의 관내 온도는 예컨대 100∼300℃, 바람직하게는 140∼250℃에서 적절하게 선택하면 좋고, 또한, 통과 속도는 예컨대, 20∼300 kg/h, 바람직하게는 30∼150 kg/h이다.The in-tube temperature in each static mixer 17 may be suitably selected at, for example, 100 to 300 ° C, preferably 140 to 250 ° C, and the passage speed is, for example, 20 to 300 kg / h, preferably 30. -150 kg / h.
그리고, 스태틱 믹서부(4)로부터 유출된 반응물을 필요에 따라 단축 압출기(18)에 의해서 더욱 혼련한 후, 펠릿화부(5)에서 스트랜드 다이(19)로부터 압출하고, 공지의 방법으로 냉각한 후, 이것을 커터(20)로 컷팅하여 펠릿으로 성형함으로써 열가소성 폴리우레탄을 얻는다.Then, the reactant flowing out of the static mixer section 4 is further kneaded by the single screw extruder 18 as necessary, and then extruded from the strand die 19 in the pelletizing section 5, and then cooled by a known method. The thermoplastic polyurethane is obtained by cutting this with the cutter 20 and shaping it into pellets.
이러한 방법에 의하면, 폴리이소시아네이트, 매크로폴리올 및 사슬 연장제가 고속 교반기(9)에 의해서 미리 혼합된 반응 원료가 스태틱 믹서부(4)에 도입되기때문에 각 스태틱 믹서(17) 내에서의 교반으로 균일하게 반응시킬 수 있다. 그 때문에, 겔화물의 발생을 유효하게 방지할 수 있고, 고융점의 매크로폴리올(상기한 폴리에스테르폴리올에 있어서, 테레프탈산, 이소프탈산 등의 방향족 카르복실산과 저분자 폴리올로 이루어지는 폴리에스테르폴리올, 폴리카보네이트디올 등이 예시된다.) 또는 고융점의 사슬 연장제(상기한 방향환, 복소환 또는 지환식환의 폴리올이 예시되며, 보다 구체적으로는, 파라크실렌글리콜, 비스(2-히드록시에틸)테레프탈레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소프탈레이트, 1,4-비스(2-히드록시에톡시)벤젠, 1,3-비스(2-히드록시에톡시)벤젠, 레조르신, 히드로퀴논, 2,2'-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판, 3,9-비스(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올 등이 예시된다.), 또, 반응이 느린 폴리이소시아네이트(예컨대, 상기한 지방족계 폴리이소시아네이트나 지환족계 폴리이소시아네이트 등의 소위 무황변(NY계) 폴리이소시아네이트)를 이용하여 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조할 수 있다. 또한, 이축 압출기를 이용하지 않기 때문에, 스크류의 기계적인 전단에 의해 눌러 붙거나, 스크류의 홈에서의 체류에 의해 겔화물이 생기는 일이 없고, 또, 촉매를 이용하지 않거나, 또는, 촉매량을 대폭 저감하여 제조할 수 있다. 그 결과, 물성 저하나 경시 열화가 적은 열가소성 폴리우레탄이나 저경도의 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.According to this method, since the reaction raw material in which the polyisocyanate, the macropolyol, and the chain extender are mixed in advance by the high speed stirrer 9 is introduced into the static mixer section 4, the stirring in each static mixer 17 is uniform. Can react. Therefore, generation | occurrence | production of a gelatinizer can be prevented effectively, and the macropolyol of a high melting point (the polyester polyol which consists of aromatic carboxylic acids, such as terephthalic acid and isophthalic acid, and low molecular polyol, polycarbonate diol in the above-mentioned polyester polyol) Etc.) or a high melting point chain extender (the polyols of the above-mentioned aromatic ring, heterocyclic ring or alicyclic ring are exemplified, and more specifically, paraxylene glycol, bis (2-hydroxyethyl) terephthalate, Bis (2-hydroxyethyl) isophthalate, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 1,3-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, resorcin, hydroquinone, 2,2 ' -Bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 1, 4- cyclohexane dimethanol, 1, 4- cyclohexanediol, etc. are illustrated.) Moreover, a slow reaction polyiso Oh carbonate by using a (for example, so-called non-yellowing (NY-based) a polyisocyanate, such as the aforementioned aliphatic polyisocyanate or alicyclic polyisocyanate) may be prepared by a continuous thermoplastic polyurethane. In addition, since the twin screw extruder is not used, the mechanical shearing of the screw does not cause the sticking, and the gelation does not occur due to the retention of the screw in the groove. It can reduce and manufacture. As a result, a thermoplastic polyurethane with little physical property degradation and deterioration with time can be manufactured.
도 2는 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법이 적용되는 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치의 제2 구체예를 도시하는 개략 구성도이다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법의 제2 구체예에 관해서 설명한다. 또, 도 2에 있어서 도 1과 같은 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.It is a schematic block diagram which shows the 2nd specific example of the manufacturing apparatus of the thermoplastic polyurethane to which the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is applied. Hereinafter, with reference to FIG. 2, the 2nd specific example of the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is demonstrated. 2, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as FIG. 1, and the detailed description is abbreviate | omitted.
도 2에 있어서 이 제조 장치(1b)는 도 1에 도시하는 제조 장치(1a)와 같이 원료 탱크부(2), 혼합부(3), 스태틱 믹서부(4) 및 펠릿화부(5)를 구비하고 있다.In FIG. 2, this manufacturing apparatus 1b is equipped with the raw material tank part 2, the mixing part 3, the static mixer part 4, and the pelletizing part 5 like the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. Doing.
원료 탱크부(2)는 도 1에 도시하는 제조 장치(1a)와 같은 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6), 폴리올 저장 탱크(7), 사슬 연장제 저장 탱크(8)를 구비하고 있다.The raw material tank part 2 is equipped with the polyisocyanate storage tank 6 like the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1, the polyol storage tank 7, and the chain extender storage tank 8. As shown in FIG.
폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에는 상기한 폴리이소시아네이트가 저장되어 있고, 폴리올 저장 탱크(7)에는 상기한 매크로폴리올이 저장되어 있으며, 사슬 연장제 저장 탱크(8)에는 상기한 사슬 연장제가 저장되어 있다.The polyisocyanate storage tank 6 stores the above-mentioned polyisocyanate, the polyol storage tank 7 stores the above-mentioned macropolyol, and the chain extender storage tank 8 stores the above-mentioned chain extender. .
혼합부(3)는 2개의 고속 교반기(9a 및 9b)를 구비하고 있다. 각 고속 교반기(9a 및 9b)는 상기한 도 1에 도시하는 고속 교반기(9)와 같은 구성을 구비하고 있으며, 이들이 직렬로 접속되어 있다.The mixing section 3 is provided with two high speed stirrers 9a and 9b. Each of the high speed stirrers 9a and 9b has the same configuration as the high speed stirrer 9 shown in FIG. 1 described above, and these are connected in series.
또한, 혼합부(3)에는 가상선으로 도시한 바와 같이, 필요에 따라 상류측의 고속 교반기(9a) 및 하류측의 고속 교반기(9b)의 사이, 및 하류측의 고속 교반기(9b)의 하류측에 고속 교반기(9a 및 9b)에서 혼합된 반응 원료를 일시적으로 체류시켜 반응을 촉진시키기 위한 반응 포트(16a 및 16b)를 설치하더라도 좋다. 이러한 반응 포트(16a 및 16b)는 상기한 바와 같이 온도 조절 가능하게 구성되는 것이 바람직하며, 필요에 따라 반응 포트(16a 및 16b) 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 설치하면 좋다.In addition, in the mixing part 3, as shown by an imaginary line, between the upstream high speed stirrer 9a and the downstream high speed stirrer 9b, and downstream of the downstream high speed stirrer 9b as needed. Reaction ports 16a and 16b may be provided on the side to temporarily hold the reaction raw materials mixed in the high speed stirrers 9a and 9b to promote the reaction. Such reaction ports 16a and 16b are preferably configured to be temperature-adjustable as described above, and any one or both of the reaction ports 16a and 16b may be provided as necessary.
그리고, 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)는 폴리이소시아네이트 공급 라인(11)을 통해 상류측의 고속 교반기(9a)와 접속되어 있고, 폴리이소시아네이트 공급 라인(11)의 도중에는 기어 펌프(12a), 및 그 기어 펌프(12a)의 하류측에 유량계(13a)가 개재되어 있다.And the polyisocyanate storage tank 6 is connected with the high speed stirrer 9a upstream through the polyisocyanate supply line 11, The gear pump 12a and the gear in the middle of the polyisocyanate supply line 11 are carried out. The flowmeter 13a is interposed in the downstream of the pump 12a.
또한, 폴리올 저장 탱크(7)는 폴리올 공급 라인(14)을 통해 상류측의 고속 교반기(9a)와 접속되어 있고, 폴리올 공급 라인(14)의 도중에는 기어 펌프(12b), 및 그 기어 펌프(12b)의 하류측에 유량계(13b)가 개재되어 있다.In addition, the polyol storage tank 7 is connected to the high speed stirrer 9a on the upstream side through the polyol supply line 14, and the gear pump 12b and the gear pump 12b in the middle of the polyol supply line 14. The flowmeter 13b is interposed in the downstream of ().
또한, 사슬 연장제 저장 탱크(8)는 사슬 연장제 공급 라인(15)을 통해 하류측의 고속 교반기(9b)와 접속되어 있고, 사슬 연장제 공급 라인(15)의 도중에는 기어 펌프(12c), 및 그 기어 펌프(12c)의 하류측에 유량계(13c)가 개재되어 있다.In addition, the chain extender storage tank 8 is connected to the downstream high speed stirrer 9b via the chain extender supply line 15, and in the middle of the chain extender supply line 15, the gear pump 12c, And a flow meter 13c on the downstream side of the gear pump 12c.
또한, 스태틱 믹서부(4)는 상기한 바와 같은 복수의 스태틱 믹서(17)가 직렬로 접속됨으로써 구성되어 있고, 가장 상류측의 제1 스태틱 믹서(17a)가 혼합부(3)에 있어서의 하류측의 고속 교반기(9b)(또는 반응 포트(16b))에 접속되는 동시에, 가장 하류측의 제n 스태틱 믹서(17n)가 펠릿화부(5)에 있어서의 후술하는 스트랜드 다이(19)(또는 단축 압출기(18))에 접속되어 있다.Moreover, the static mixer part 4 is comprised by connecting several static mixer 17 as mentioned above in series, and the 1st static mixer 17a of the most upstream is downstream in the mixing part 3 Strand die 19 (or short axis) which is connected to the high-speed stirrer 9b (or reaction port 16b) on the side, and which the n-th static mixer 17n on the downstream side is described later in the pelletizing unit 5. Extruder 18).
또, 접속된 스태틱 믹서(17)의 수는 상기한 바와 같이, 그 목적 및 용도, 원료 조성 등에 의해 적절하게 결정할 수 있으며, 각 스태틱 믹서(17)를 접속한 전체 길이가 예컨대, 3∼25 m, 바람직하게는 5∼20 m가 되도록, 예컨대, 10∼50개, 바람직하게는 15∼35개의 스태틱 믹서가 연속적으로 접속되도록 구성되고, 각 스태틱 믹서(17)의 사이에는 적절하게 기어 펌프(도시하지 않음)를 개재시켜 유량 조절이가능하도록 구성되어 있다.In addition, the number of connected static mixers 17 can be suitably determined according to the purpose, use, raw material composition, etc. as mentioned above, and the total length which connected each static mixer 17 is 3-25 m, for example. 10-50, preferably 15-35 static mixers are continuously connected so that it may become 5-20 m preferably, and the gear pump (illustration shown) suitably is between each static mixer 17. Flow rate control is possible.
펠릿화부(5)는 상기한 바와 같은 스트랜드 다이(19) 및 커터(20)를 구비하고 있다. 또, 스태틱 믹서부(4)와 펠릿화부(5)와의 사이에는 가상선으로 도시한 바와 같이 필요에 따라 단축 압출기(18)를 설치하여 스태틱 믹서부(4)로부터 유출하는 반응물을 더욱 혼련하더라도 좋다. 또한, 단축 압출기(18)를 설치하는 경우에는 단축 압출기(18)의 선단에 여과 장치를 포설하고, 반응물 중의 과립 및 겔을 제거하더라도 좋다. 여과 장치로서는, 예컨대, 폴리머 필터 등이 이용된다.The pelletization part 5 is equipped with the strand die 19 and the cutter 20 as mentioned above. In addition, a single screw extruder 18 may be provided between the static mixer section 4 and the pelletizing section 5 as necessary in order to further knead the reactant flowing out of the static mixer section 4 as shown by a virtual line. . In addition, when installing the single screw extruder 18, you may install a filtration apparatus in the front-end | tip of the single screw extruder 18, and may remove the granule and gel in a reaction material. As a filtration apparatus, a polymer filter etc. are used, for example.
다음에, 도 2에 도시하는 제조 장치(1b)에 의해서 열가소성 폴리우레탄을 제조하는 방법에 관해서 설명한다.Next, a method for producing the thermoplastic polyurethane by the manufacturing apparatus 1b shown in FIG. 2 will be described.
이 방법에서는 우선, 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6) 및 폴리올 저장 탱크(7)에 저장되는 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 상류측의 고속 교반기(9a)에 공급하여 상류측의 고속 교반기(9a)에서 이들을 혼합한 후, 계속해서, 얻어진 혼합물, 및 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 저장되어 있는 사슬 연장제를 하류측의 고속 교반기(9b)에 공급하여 하류측의 고속 교반기(9b)에서 이들을 혼합함으로써 반응 원료를 제조한다.In this method, first, the polyisocyanate and macropolyol stored in the polyisocyanate storage tank 6 and the polyol storage tank 7 are supplied to the high speed stirrer 9a on the upstream side and mixed with the high speed stirrer 9a on the upstream side. After that, the resulting mixture and the chain extender stored in the chain extender storage tank 8 are then supplied to the high speed stirrer 9b on the downstream side and reacted by mixing them in the high speed stirrer 9b on the downstream side. Manufacture raw materials.
폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)로부터 상류측의 고속 교반기(9a)에 폴리이소시아네이트를 공급하는 유속은, 예컨대, 2∼100 kg/h, 바람직하게는 5∼60 kg/h이며, 폴리올 저장 탱크(7)로부터 상류측의 고속 교반기(9a)에 매크로폴리올을 공급하는 유속은, 예컨대, 10∼200 kg/h, 바람직하게는 15∼100 kg/h이다.The flow rate for supplying the polyisocyanate from the polyisocyanate storage tank 6 to the high speed stirrer 9a on the upstream side is, for example, 2 to 100 kg / h, preferably 5 to 60 kg / h, and the polyol storage tank 7 The flow rate at which the macropolyol is supplied to the high speed stirrer 9a on the upstream side is, for example, 10 to 200 kg / h, preferably 15 to 100 kg / h.
이것에 의해서, 상류측의 고속 교반기(9a)에 있어서는 정상 상태에 있어서폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기에 대한 매크로폴리올의 수산기의 당량비(NCO/OH)가 예컨대, 1.05∼6, 바람직하게는 1.1∼5로 설정된다.Thereby, in the upstream high speed stirrer 9a, the equivalence ratio (NCO / OH) of the hydroxyl group of the macropolyol to the isocyanate group of the polyisocyanate in the steady state is set to, for example, 1.05 to 6, preferably 1.1 to 5 do.
그리고, 상류측의 고속 교반기(9a)에서는 이들 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 교반조(10a) 내에서 체류 시간 0.05∼0.5분, 바람직하게는 0.1∼0.4분, 온도 60∼150℃, 바람직하게는 80∼130℃, 교반 날개 직경 4 cmφ, 주위 길이 12 cm인 경우에 있어서의 교반 날개(10b)의 속도 500∼4000 회전/분(주속 60∼480 m/분), 바람직하게는 2000∼3000 회전/분(주속 240∼360 m/분)으로 고속 교반함으로써 혼합물을 제조한다.In the upstream high speed stirrer 9a, these polyisocyanates and macropolyols are kept in the stirring tank 10a for a residence time of 0.05 to 0.5 minutes, preferably 0.1 to 0.4 minutes, and a temperature of 60 to 150 ° C, preferably 80. Speed of the stirring blade 10b in the case of -130 degreeC, stirring blade diameter 4cmφ, and circumference length 12cm 500-4000 rotations / minute (60-480 m / min of circumference), Preferably 2000-3000 rotations / The mixture is prepared by high speed stirring at minutes (240-360 m / min.).
그 후, 필요에 따라 반응 포트(16a)에서 예컨대, 0.1∼60분, 바람직하게는 1∼30분으로, 80∼150℃, 바람직하게는 90∼140℃에서 체류시킨 후, 얻어진 혼합물을 하류측의 고속 교반기(9b)에 공급한다. 상류측의 고속 교반기(9a)에서 하류측의 고속 교반기(9b)에 혼합물을 공급하는 유속은 예컨대, 10∼200 kg/h, 바람직하게는 20∼100 kg/h이며, 고속 교반기(9a)(또는 반응 포트(16a))의 하류측에 설치되는 도시하지 않은 기어 펌프에 의해서 그 유속을 조정하면 좋다.Thereafter, if necessary, the resulting mixture is allowed to remain at the reaction port 16a at, for example, 0.1 to 60 minutes, preferably 1 to 30 minutes at 80 to 150 ° C, preferably 90 to 140 ° C, and then the resulting mixture is downstream. It is supplied to the high speed stirrer 9b. The flow rate for supplying the mixture from the upstream high speed stirrer 9a to the downstream high speed stirrer 9b is, for example, 10 to 200 kg / h, preferably 20 to 100 kg / h, and the high speed stirrer 9a ( Alternatively, the flow rate may be adjusted by a gear pump (not shown) provided downstream of the reaction port 16a.
또한, 사슬 연장제 저장 탱크(8)로부터 하류측의 고속 교반기(9b)에 사슬 연장제를 공급하는 유속은 예컨대, 0.2∼50 kg/h, 바람직하게는 0.3∼30 kg/h이다.Further, the flow rate for supplying the chain extender from the chain extender storage tank 8 to the high speed stirrer 9b downstream is, for example, 0.2 to 50 kg / h, preferably 0.3 to 30 kg / h.
이것에 의해서, 하류측의 고속 교반기(9b)에 있어서는 정상 상태에 있어서 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기에 대한 매크로폴리올 및 사슬 연장제의 수산기의 당량비(NCO/OH)가 예컨대, 0.9∼1.2, 바람직하게는 0.95∼1.05로 설정된다. 또한, 사슬 연장제에 대한 매크로폴리올의 중량 비율이 예컨대, 2∼90배, 바람직하게는 3∼50배로 설정된다.Thus, in the downstream high speed stirrer 9b, the equivalent ratio (NCO / OH) of the macropolyol to the isocyanate group of the polyisocyanate and the hydroxyl group of the chain extender in the steady state is, for example, 0.9 to 1.2, preferably 0.95. It is set to -1.05. In addition, the weight ratio of the macropolyol to the chain extender is set to, for example, 2 to 90 times, preferably 3 to 50 times.
그리고, 하류측의 고속 교반기(9b)에서는 이들 폴리이소시아네이트, 매크로폴리올 및 사슬 연장제를 교반조(10a) 내에서 체류 시간 0.05∼0.5분, 바람직하게는 0.1∼0.4분, 온도 60∼150℃, 바람직하게는, 80∼140℃, 교반 날개 직경 4 cmφ, 주위 길이 12 cm인 경우에 있어서의 교반 날개(10b)의 속도 500∼4000 회전/분(주속 60∼480 m/분), 바람직하게는 2000∼3000 회전/분(주속 240∼360 m/분)으로 고속 교반함으로써 반응 원료를 제조한다.In the downstream high speed stirrer 9b, these polyisocyanates, macropolyols and chain extenders are kept in a stirring tank 10a for a residence time of 0.05 to 0.5 minutes, preferably 0.1 to 0.4 minutes, a temperature of 60 to 150 ° C, Preferably, the speed | rate 500-4000 rotations / minute (60-480 m / min of circumferential speeds) of the stirring blade 10b in the case of 80-140 degreeC, stirring blade diameter 4cmφ, and circumference length 12cm, Preferably The reaction raw material is manufactured by high speed stirring at 2000-3000 revolutions / minute (circumferential speed 240-360 m / min).
그 후, 필요에 따라 반응 포트(16b)에서 예컨대, 0.1∼15분, 바람직하게는 0.5∼10분으로, 70∼140℃, 바람직하게는 80∼120℃에서 체류시킨 후, 얻어진 반응 원료를 스태틱 믹서부(4)에 공급하여 각 스태틱 믹서(17)내를 통과시키면서 반응시킨다.Thereafter, if necessary, the resulting reaction raw material is statically retained at, for example, 0.1 to 15 minutes, preferably 0.5 to 10 minutes, at 70 to 140 ° C, preferably 80 to 120 ° C in the reaction port 16b. It supplies to the mixer part 4, and makes it react, passing through each static mixer 17. As shown in FIG.
각 스태틱 믹서(17)에 있어서의 관내 온도는 예컨대 100∼300℃, 바람직하게는 140∼250℃에서 적절하게 선택하면 좋고, 또한, 통과 속도는 예컨대, 20∼300 kg/h, 바람직하게는 30∼150 kg/h이다.The in-tube temperature in each static mixer 17 may be suitably selected at, for example, 100 to 300 ° C, preferably 140 to 250 ° C, and the passage speed is, for example, 20 to 300 kg / h, preferably 30. -150 kg / h.
그리고, 스태틱 믹서부(4)로부터 유출된 반응물을 필요에 따라 단축 압출기(18)에 의해서 더욱 혼련한 후, 펠릿화부(5)에 있어서 스트랜드 다이(19)로부터 압출하고, 공지의 방법에 의해 냉각한 후, 이것을 커터(20)로 컷팅하여 펠릿으로 성형함으로써 열가소성 폴리우레탄을 얻는다.Then, the reactant flowing out of the static mixer section 4 is further kneaded by the single screw extruder 18 as necessary, and then extruded from the strand die 19 in the pelletizing section 5, and cooled by a known method. Then, this is cut by the cutter 20 and molded into pellets to obtain a thermoplastic polyurethane.
이러한 방법에 의하면, 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올이 상류측의 고속 교반기(9a)에 의해서 혼합되고, 또한, 얻어진 혼합물 및 사슬 연장제가 하류측의고속 교반기(9b)에 의해서 혼합되며, 이것에 의해서 제조된 반응 원료가 스태틱 믹서부(4)에 도입되기 때문에 각 스태틱 믹서(17) 내에서의 교반으로 균일하게 반응시킬 수 있다. 그 때문에, 겔화물의 발생을 유효하게 방지할 수 있고, 상기한 바와 같이 고융점의 매크로폴리올이나 고융점의 사슬 연장제, 또, 반응이 느린 폴리이소시아네이트를 이용하여 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조할 수 있다. 또한, 이축 압출기를 이용하지 않기 때문에, 스크류의 기계적인 전단에 의해 눌러 붙거나, 스크류의 홈에서의 체류에 의한 겔화물이 생기는 일이 없고, 또, 촉매를 이용하지 않거나, 또는, 촉매량을 대폭 저감하여 제조할 수 있다. 그 결과, 물성 저하나 경시 열화가 적은 열가소성 폴리우레탄이나 저경도의 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.According to this method, polyisocyanate and macropolyol are mixed by the high speed stirrer 9a on the upstream side, and the obtained mixture and the chain extender are mixed by the high speed stirrer 9b on the downstream side, thereby producing Since a reaction raw material is introduce | transduced into the static mixer part 4, it can make it react uniformly by stirring in each static mixer 17. As shown in FIG. Therefore, it is possible to effectively prevent the generation of gelling, and as described above, the thermoplastic polyurethane can be continuously produced using a high melting point macropolyol, a high melting point chain extender, and a slow reaction polyisocyanate. Can be. In addition, since a twin screw extruder is not used, the mechanical shearing of the screw does not cause the sticking or gelation due to the retention of the screw in the groove, and no catalyst is used or the amount of catalyst is greatly increased. It can reduce and manufacture. As a result, a thermoplastic polyurethane with little physical property degradation and deterioration with time can be manufactured.
도 3은 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법이 적용되는 열가소성 폴리우레탄의 제조 장치의 제3 구체예를 도시하는 개략 구성도이다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법의 제3 구체예에 관해서 설명한다. 또, 도 3에 있어서 도 1과 같은 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.It is a schematic block diagram which shows the 3rd specific example of the manufacturing apparatus of the thermoplastic polyurethane to which the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is applied. Hereinafter, with reference to FIG. 3, the 3rd specific example of the manufacturing method of the thermoplastic polyurethane of this invention is demonstrated. 3, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as FIG. 1, and the detailed description is abbreviate | omitted.
도 3에 있어서, 이 제조 장치(1c)는 도 1에 도시하는 제조 장치(1a)와 같이 원료 탱크부(2), 혼합부(3), 스태틱 믹서부(4) 및 펠릿화부(5)를 구비하고 있다.In FIG. 3, this manufacturing apparatus 1c uses the raw material tank part 2, the mixing part 3, the static mixer part 4, and the pelletizing part 5 like the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. Equipped.
원료 탱크부(2)는 도 1에 도시하는 제조 장치(1a)와 같은 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6), 폴리올 저장 탱크(7), 사슬 연장제 저장 탱크(8)를 구비하고 있다.The raw material tank part 2 is equipped with the polyisocyanate storage tank 6 like the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1, the polyol storage tank 7, and the chain extender storage tank 8. As shown in FIG.
폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에는 상기한 폴리이소시아네이트가 저장되어 있고, 폴리올 저장 탱크(7)에는 상기한 매크로폴리올이 저장되어 있으며, 사슬 연장제 저장 탱크(8)에는 상기한 사슬 연장제가 저장되어 있다.The polyisocyanate storage tank 6 stores the above-mentioned polyisocyanate, the polyol storage tank 7 stores the above-mentioned macropolyol, and the chain extender storage tank 8 stores the above-mentioned chain extender. .
혼합부(3)는 도 1에 도시하는 제조 장치(1a)와 같은 고속 교반기(9)를 구비하고 있다.The mixing part 3 is equipped with the high speed stirrer 9 like the manufacturing apparatus 1a shown in FIG.
또한, 혼합부(3)에는 가상선으로 도시한 바와 같이, 필요에 따라 고속 교반기(9)에 있어서 혼합된 혼합물을 일시적으로 체류시켜 반응을 촉진시키기 위한 반응 포트(16)를 설치하더라도 좋다. 이러한 반응 포트(16)는 온도 조절이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하며, 이것을 설치하는 경우에는 고속 교반기(9)와 후술하는 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 가장 상류측의 제1 스태틱 믹서(17a)와의 사이에 접속된다.In addition, the mixing section 3 may be provided with a reaction port 16 for temporarily holding the mixture mixed in the high-speed stirrer 9 to promote the reaction, as shown by the phantom line. It is preferable that such a reaction port 16 is comprised so that temperature adjustment is possible, and when it installs, the 1st static mixer 17a of the most upstream in the high speed stirrer 9 and the static mixer part 4 mentioned later. ) Is connected between.
그리고, 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)는 폴리이소시아네이트 공급 라인(11)을 통해 고속 교반기(9)와 접속되어 있고, 폴리이소시아네이트 공급 라인(11)의 도중에는 기어 펌프(12a), 및 그 기어 펌프(12a)의 하류측에 유량계(13a)가 개재되어 있다.And the polyisocyanate storage tank 6 is connected with the high speed stirrer 9 via the polyisocyanate supply line 11, The gear pump 12a and the gear pump 12a in the middle of the polyisocyanate supply line 11 are carried out. The flowmeter 13a is interposed in the downstream of ().
또한, 폴리올 저장 탱크(7)는 폴리올 공급 라인(14)을 통해 고속 교반기(9)와 접속되어 있고, 폴리올 공급 라인(14)의 도중에는 기어 펌프(12b), 및 그 기어 펌프(12b)의 하류측에 유량계(13b)가 개재되어 있다.In addition, the polyol storage tank 7 is connected to the high speed stirrer 9 via the polyol supply line 14, and in the middle of the polyol supply line 14, the gear pump 12b and the downstream of the gear pump 12b. The flowmeter 13b is interposed in the side.
또한, 사슬 연장제 저장 탱크(8)는 사슬 연장제 공급 라인(15)을 통해 다음에 진술하는 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 각 스태틱 믹서(17)의 사이(도 3에서는제1 스태틱 믹서(17a)와 제2 스태틱 믹서(17b)와의 사이)에 설치되는 T자 접속관(21)과 접속되어 있고, 사슬 연장제 공급 라인(15)의 도중에는 기어 펌프(12c), 및 그 기어 펌프(12c)의 하류측에 유량계(13c)가 개재되어 있다.In addition, the chain extender storage tank 8 is connected between the static mixers 17 in the static mixer section 4 as described below through the chain extender supply line 15 (the first static mixer in FIG. 3). It is connected to the T-shaped connecting pipe 21 provided between the 17a and the 2nd static mixer 17b, The gear pump 12c and the gear pump (in the middle of the chain extender supply line 15) The flowmeter 13c is interposed in the downstream of 12c).
또한, 스태틱 믹서부(4)는 상기한 바와 같은 복수의 스태틱 믹서(17)가 직렬로 접속됨으로써 구성되어 있고, 가장 상류측의 제1 스태틱 믹서(17a)가 혼합부(3)에 있어서의 고속 교반기(9)(또는 반응 포트(16))에 접속되는 동시에, 가장 하류측의 제n 스태틱 믹서(17n)이 펠릿화부(5)에 있어서의 후술하는 스트랜드 다이(19)(또는 단축 압출기(18))에 접속되어 있다.Moreover, the static mixer part 4 is comprised by connecting several static mixer 17 as mentioned above in series, and the 1st static mixer 17a of the most upstream is the high speed in the mixing part 3, It is connected to the stirrer 9 (or the reaction port 16), and the most downstream n-th static mixer 17n is the strand die 19 (or single screw extruder 18) mentioned later in the pelletization part 5. Is connected to)).
또, 접속된 스태틱 믹서(17)의 수는 상기한 바와 같이, 그 목적 및 용도, 원료 조성 등에 의해 적절하게 결정할 수 있으며, 각 스태틱 믹서(17)를 접속한 전체 길이가 예컨대, 3∼25 m, 바람직하게는 5∼20 m가 되도록, 예컨대, 10∼50개, 바람직하게는 15∼35개의 스태틱 믹서가 연속적으로 접속되도록 구성되고, 각 스태틱 믹서(17)의 사이에는 적절하게 기어 펌프(도시하지 않음)를 개재하여 유량 조절 가능하게 구성된다. 또한, 이 스태틱 믹서부(4)에서는 상기한 바와 같이 각 스태틱 믹서(17)에 있어서의 도중의 임의의 사이에 사슬 연장제 공급 라인(15)이 합류하도록 접속되는 T자 접속관(21)이 설치되어 있다.In addition, the number of connected static mixers 17 can be suitably determined according to the purpose, use, raw material composition, etc. as mentioned above, and the total length which connected each static mixer 17 is 3-25 m, for example. 10-50, preferably 15-35 static mixers are continuously connected so that it may become 5-20 m preferably, and the gear pump (illustration shown) suitably is between each static mixer 17. It is configured to be able to adjust the flow rate through). In addition, in this static mixer part 4, the T-shaped connecting pipe 21 connected so that the chain extender supply line 15 may join between arbitrary in the middle of each static mixer 17 as mentioned above is provided. It is installed.
펠릿화부(5)는 상기한 바와 같은 스트랜드 다이(19) 및 커터(20)를 구비하고 있다. 또, 스태틱 믹서부(4)와 펠릿화부(5)와의 사이에는 가상선으로 도시한 바와 같이, 필요에 따라 단축 압출기(18)를 설치하여, 스태틱 믹서부(4)로부터 유출하는 반응물을 더욱 혼련하더라도 좋다. 또한, 단축 압출기(18)를 설치하는 경우에는 단축 압출기(18)의 선단에 여과 장치를 구비시켜 반응물 중의 과립 및 겔을 제거하더라도 좋다. 여과 장치로서는 예컨대, 폴리머 필터 등이 이용된다.The pelletization part 5 is equipped with the strand die 19 and the cutter 20 as mentioned above. Moreover, as shown by a virtual line between the static mixer part 4 and the pelletizing part 5, the single screw extruder 18 is provided as needed, and the kneading | mixing material which flows out from the static mixer part 4 is further kneaded. You may. In addition, when installing the single screw extruder 18, you may provide a filtration apparatus in the front-end | tip of the single screw extruder 18, and may remove the granule and gel in a reaction material. As the filtration device, for example, a polymer filter or the like is used.
다음에, 도 3에 도시하는 제조 장치(1c)에 의해서 열가소성 폴리우레탄을 제조하는 방법에 관해서 설명한다.Next, a method for producing the thermoplastic polyurethane by the manufacturing apparatus 1c shown in FIG. 3 will be described.
이 방법에서는 우선, 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6) 및 폴리올 저장 탱크(7)에 저장되는 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 고속 교반기(9)에 공급하여, 고속 교반기(9)에 있어서 이들을 혼합한 후, 이어서 얻어진 혼합물을 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 T자 접속관(21)보다도 상류측의 각 스태틱 믹서(17)(도 3에서는 제1 스태틱 믹서(17a)) 내를 통과시킴으로써 반응시키며, 그 후, 사슬 연장제 공급 라인(15)으로부터 T자 접속관(21)에 사슬 연장제를 공급하여, T자 접속관(21)에 있어서 혼합물에 사슬 연장제를 배합하여 혼합함으로써 반응 원료를 제조한다.In this method, first, polyisocyanate and macropolyol stored in the polyisocyanate storage tank 6 and the polyol storage tank 7 are supplied to the high speed stirrer 9, and then mixed in the high speed stirrer 9, and then The obtained mixture is allowed to react by passing through each of the static mixers 17 (first static mixer 17a in FIG. 3) upstream from the T-shaped connecting tube 21 in the static mixer section 4 thereafter. A chain feeder is supplied from the chain extender supply line 15 to the T-shaped connecting tube 21, and the chain extending agent is blended and mixed in the mixture in the T-shaped connecting tube 21 to produce a reaction raw material.
폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)로부터 고속 교반기(9)에 폴리이소시아네이트를 공급하는 유속은 예컨대, 2∼100 kg/h, 바람직하게는 5∼60 kg/h이며, 폴리올 저장 탱크(7)로부터 고속 교반기(9)에 매크로폴리올을 공급하는 속도는 예컨대, 10∼200 kg/h, 바람직하게는 15∼100 kg/h이다.The flow rate for supplying the polyisocyanate from the polyisocyanate storage tank 6 to the high speed stirrer 9 is, for example, 2 to 100 kg / h, preferably 5 to 60 kg / h, and from the polyol storage tank 7 to the high speed stirrer. The rate at which the macropolyol is supplied to (9) is, for example, 10 to 200 kg / h, preferably 15 to 100 kg / h.
이것에 의해서, 고속 교반기(9)에 있어서는 정상 상태에 있어서 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기에 대한 매크로폴리올의 수산기의 당량비(NCO/OH)가 예컨대, 1.05∼6, 바람직하게는 1.1∼5로 설정된다.Thereby, in the high speed stirrer 9, the equivalence ratio (NCO / OH) of the hydroxyl group of the macropolyol with respect to the isocyanate group of polyisocyanate in a steady state is set to 1.05-6, Preferably it is 1.1-5.
그리고, 고속 교반기(9)에 있어서는 이들 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올을 교반조(10a) 내에서 체류 시간 0.05∼0.5분, 바람직하게는 0.1∼0.4분, 온도60∼150℃, 바람직하게는 80∼130℃, 교반 날개 직경 4 cmφ, 주위 길이 12 cm인 경우에 있어서의 교반 날개(10b)의 속도 500∼4000 회전/분(주속 60∼480 m/분), 바람직하게는 2000∼3000 회전/분(주속 240∼360 m/분)으로 고속 교반함으로써 혼합물을 제조한다.In the high-speed stirrer 9, these polyisocyanates and macropolyols are kept in a stirring tank 10a for a residence time of 0.05 to 0.5 minutes, preferably 0.1 to 0.4 minutes, and a temperature of 60 to 150 ° C, preferably 80 to 130. 500-4000 rotations / minute (60-480 m / min of circumferential speed) of stirring blade 10b in the case of (degreeC), stirring blade diameter 4cm (phi), and circumference length 12cm, Preferably 2000-3000 rotations / minute ( The mixture is prepared by high speed agitation at 240 to 360 m / min.
그 후, 필요에 따라 반응 포트(16)에 있어서 예컨대, 0.1∼60분, 바람직하게는 1∼30분으로, 80∼150℃, 바람직하게는 90∼140℃에서 체류시킨 후, 얻어진 혼합물을 스태틱 믹서부(4)에 공급하여 각 스태틱 믹서(17)(도 3에서는 제1 스태틱 믹서(17a)) 내를 통과시키면서 반응시킨다. 또, 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 T자 접속관(21)보다도 상류측의 각 스태틱 믹서(17)(도 3에서는 제1 스태틱 믹서(17a))에서는 그 관내 온도가 예컨대, 100∼300℃, 바람직하게는 150∼280℃에서, 통과 속도가 예컨대, 10∼200 kg/h, 바람직하게는 30∼150 kg/h로 설정된다.Thereafter, if necessary, the resulting mixture is allowed to remain in the reaction pot 16 at, for example, 0.1 to 60 minutes, preferably 1 to 30 minutes at 80 to 150 ° C, preferably 90 to 140 ° C, and then the resulting mixture is static. It supplies to the mixer part 4, and makes it react, passing through each static mixer 17 (1st static mixer 17a in FIG. 3). Moreover, in each static mixer 17 (1st static mixer 17a in FIG. 3) upstream rather than the T-shaped connection pipe 21 in the static mixer part 4, the internal temperature of the tube is 100-300, for example. At 캜, preferably 150 to 280 캜, the passage speed is set to, for example, 10 to 200 kg / h, preferably 30 to 150 kg / h.
또한, 사슬 연장제 저장 탱크(8)로부터 T자 접속관(21)에 사슬 연장제를 공급하는 유속은 예컨대, 1∼50 kg/h, 바람직하게는 3∼30 kg/h이며, 이것에 의해서, T자 접속관(21)에 있어서는 정상 상태에 있어서 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기에 대한 매크로폴리올 및 사슬 연장제의 수산기의 당량비(NCO/OH)가 예컨대, 0.9∼1.2, 바람직하게는 0.95∼1.05로 설정된다. 또한, 사슬 연장제에 대한 매크로폴리올의 중량 비율이 예컨대, 2∼90배, 바람직하게는 3∼50배로 설정된다.Further, the flow rate for supplying the chain extender from the chain extender storage tank 8 to the T-shaped tube 21 is, for example, 1 to 50 kg / h, preferably 3 to 30 kg / h. In the T-shaped connecting tube 21, the equivalence ratio (NCO / OH) of the macropolyol to the isocyanate group of the polyisocyanate and the hydroxyl group of the chain extender in the steady state is, for example, 0.9 to 1.2, preferably 0.95 to 1.05. do. In addition, the weight ratio of the macropolyol to the chain extender is set to, for example, 2 to 90 times, preferably 3 to 50 times.
그리고, 이 방법에서는 T자 접속관(21)에 있어서 제조되는 반응 원료를 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 T자 접속관(21)보다도 하류측의 각 스태틱 믹서(17)(도 3에서는 제2 스태틱 믹서(17b)∼제n 스태틱 믹서(17n)) 내를 통과시키면서 반응시킨다.In this method, the reaction raw materials produced in the T-shaped tube 21 are each static mixer 17 on the downstream side of the T-shaped tube 21 in the static mixer section 4 ( The reaction is carried out while passing through the two static mixers 17b to n-th static mixer 17n.
스태틱 믹서부(4)에 있어서의 T자 접속관(21)보다도 하류측의 각 스태틱 믹서(17)(도 3에서는 제2 스태틱 믹서(17b)∼제n 스태틱 믹서(17n))에 있어서의 관내 온도는 예컨대 100∼300℃, 바람직하게는 150∼280℃로부터 적절하게 선택하면 좋고, 또한, 통과 속도는 예컨대, 20∼300 kg/h, 바람직하게는 30∼150 kg/h이다.In the pipe in each static mixer 17 (second static mixer 17b to n-th static mixer 17n in the downstream side) of T-shaped tube 21 in static mixer part 4 downstream. The temperature may be appropriately selected from, for example, 100 to 300 ° C, preferably 150 to 280 ° C, and the passage speed is, for example, 20 to 300 kg / h, preferably 30 to 150 kg / h.
그리고, 스태틱 믹서부(4)로부터 유출된 반응물을 필요에 따라 단축 압출기(18)에 의해서 더욱 혼련한 후, 펠릿화부(5)에 있어서 스트랜드 다이(19)로부터 압출하고, 냉각한 후, 이것을 커터(20)에 의해서 컷팅함으로써 펠릿으로서 성형하고, 이것에 의해서, 열가소성 폴리우레탄을 얻는다.And after knead | mixing the reactant which flowed out from the static mixer part 4 by the single screw extruder 18 as needed, it extrudes from the strand die 19 in the pelletizing part 5, and after cooling, this cutter It cuts as (20) and shape | molds as a pellet and by this, a thermoplastic polyurethane is obtained.
이러한 방법에 의하면, 폴리이소시아네이트와 매크로폴리올이 고속 교반기(9)에 의해서 혼합되고, 또한, 얻어진 혼합물이 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 T자 접속관(21)보다도 상류측의 각 스태틱 믹서(17)(도 3에서는 제1 스태틱 믹서(17a)) 내에서 반응하여 예비중합체가 합성되며, 그 후, T자 접속관(21)에 있어서 공급되는 사슬 연장제가 배합되어, 이것에 의해서 제조된 반응 원료가 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 T자 접속관(21)보다도 하류측의 각 스태틱 믹서(17)(도 3에서는 제2 스태틱 믹서(17b)∼제n 스태틱 믹서(17n))에 도입되어 반응되기 때문에 각 스태틱 믹서(17) 내에서의 교반으로 균일하게 반응시킬 수 있다. 그 때문에, 겔화물의 발생을 유효하게 방지할 수 있으며, 상기한 바와 같이 고융점의 매크로폴리올이나 고융점의 사슬 연장제, 또, 반응이 느린 폴리이소시아네이트를 이용하여 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조할 수 있다. 또한, 이축 압출기를 이용하지 않기 때문에, 스크류의 기계적인 전단에 의해 눌러 붙거나, 스크류의 홈에서의 체류에 의한 겔화물이 생기는 일이 없고, 또, 촉매를 이용하지 않거나, 또는, 촉매량을 대폭 저감하여 제조할 수 있다. 그 결과, 물성 저하나 경시 열화가 적은 열가소성 폴리우레탄이나 저경도의 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.According to this method, the polyisocyanate and macropolyol are mixed by the high speed stirrer 9, and the obtained mixture is mixed with each static mixer upstream of the T-shaped connecting tube 21 in the static mixer section 4 ( 17) (the first static mixer 17a in FIG. 3) reacts to synthesize the prepolymer, and then the chain extender supplied in the T-shaped tube 21 is blended to produce a reaction The raw material is introduced into each of the static mixers 17 (second static mixers 17b to nth static mixers 17n in the downstream side) in the downstream side of the T-shaped connecting pipe 21 in the static mixer section 4. Since it reacts, it can react uniformly by stirring in each static mixer 17. As shown in FIG. Therefore, it is possible to effectively prevent the generation of gelling, and as described above, the thermoplastic polyurethane can be continuously produced using a high melting point macropolyol, a high melting point chain extender, and a slow reaction polyisocyanate. Can be. In addition, since a twin screw extruder is not used, the mechanical shearing of the screw does not cause the sticking or gelation due to the retention of the screw in the groove, and no catalyst is used or the amount of catalyst is greatly increased. It can reduce and manufacture. As a result, a thermoplastic polyurethane with little physical property degradation and deterioration with time can be manufactured.
그리고, 상기한 방법에 의해 얻어진 열가소성 폴리우레탄은 상기한 바와 같이 눌러 붙은 것이나 겔화물이 적고, 또한, 물성 저하나 경시 열화가 적으며, 또, 인장 강도, 파단 신장, 인열 강도, 압축 영구 왜곡률 등 기계적 물성이 우수한 동시에, 경도가 동일한 경우라도 유동 개시 온도가 낮고 융점 범위가 넓어 성형 가공성이 우수하다. 게다가, 눌러 붙은 것, 과립에 관련된 겔화물(피시 아이)도 적고, 또, 무황변 폴리이소시아네이트가 이용되더라도 제조시에 촉매량을 저감할 수 있기 때문에 보다 더욱 황변하지 않는다고 하는 우수한 성질을 갖고 있다.In addition, the thermoplastic polyurethane obtained by the above-described method is less pressed and gelled as described above, less physical property deterioration and deterioration with time, and also tensile strength, breaking elongation, tear strength, compression set and strain rate. In addition to excellent mechanical properties, even when the hardness is the same, the flow initiation temperature is low and the melting point range is wide, thereby excellent molding processability. In addition, there are few gellings (fisheyes) related to the pressed and granules, and even when non-yellowing polyisocyanate is used, the amount of catalyst can be reduced at the time of manufacture, which has excellent properties of not being yellowed further.
그 때문에, 이러한 열가소성 폴리우레탄은 예컨대, 구두의 바닥, 안창, 스키화, 자동차 외장 부품, 내장 부품, 전장 부품 또는 캐스터류, 호스, 튜브, 시트, 필름, 섬유 등의 여러 가지의 분야에서 유효하게 이용할 수 있다.Therefore, such thermoplastic polyurethanes can be effectively used in various fields such as, for example, shoe soles, insoles, ski shoes, automotive exterior parts, interior parts, electrical parts or castors, hoses, tubes, sheets, films, fibers, and the like. Can be.
상기 방법에서, 상기 언급한 원료에 대해 불용성인 특성을 보유하거나 자체로 비 고온 용융 특성을 보유하는 임의의 공지된 첨가제(매스터배치 첨가제가 바람직함)를 첨가할 수 있는데, 그 예로는 무기 안료, 무기 항박테리아제, 무기 탈취제 및 난연제를 들 수 있다.In this process, any known additive (preferably a masterbatch additive), which possesses properties which are insoluble to the abovementioned raw materials or which itself possesses non-hot melt properties, can be added, for example inorganic pigments, Inorganic antibacterial agents, inorganic deodorants and flame retardants.
첨가제의 첨가 방법에 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 첨가제는 도 4에 도시한 제4 구체예의 장치(1d)를 이용하여 첨가할 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 주입 티(injection tee; 22)는 스태틱 믹서부(4)의 인접한 스태틱 믹서(17) 사이 임의의 중간 부분에 접속된다. 도 4에서는, 도 1과 상응하는 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 이용하였으며, 상응하는 부재에 대한 상세한 설명은 생략한다.Although there is no particular limitation on the method of adding the additive, the additive may be added using the apparatus 1d of the fourth embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 4, an injection tee 22 is connected to any intermediate portion between adjacent static mixers 17 of the static mixer section 4. In FIG. 4, similar reference numerals are used for parts corresponding to those of FIG. 1, and a detailed description of corresponding members is omitted.
첨가제는 단축 압출기(23) 내로 충전되어 주입 티(22)로부터 스태틱 믹서부(4)의 인접한 스태틱 믹서(17) 사이 중간 부분에 공급된다. 따라서, 주입 티(22)로부터 공급된 첨가제는 스태틱 믹서부(4)내 주입 티(22)의 상류에 위치하는 각각의 스태틱 믹서(17)를 통과하는 반응 원료와 배합되고, 스태틱 믹서부(4)내 주입 티(22)의 하류에 위치하는 각각의 스태틱 믹서(17)내에서 반응 원료와 균일하게 혼합된다. 첨가제는 예를 들어, 0.1∼80 kg/h, 바람직하게는 0.5∼30 kg/h의 충전 속도로 단축 압출기(23)로부터 연속적으로 충전된다.The additive is filled into the single screw extruder 23 and supplied from the injection tee 22 to an intermediate portion between adjacent static mixers 17 of the static mixer section 4. Therefore, the additive supplied from the infusion tee 22 is combined with the reaction raw material which passes through each static mixer 17 located upstream of the infusion tee 22 in the static mixer part 4, and the static mixer part 4 The mixture is uniformly mixed with the reaction raw materials in each static mixer 17 located downstream of the injection tee 22). The additive is continuously filled from the single screw extruder 23 at a filling rate of, for example, 0.1 to 80 kg / h, preferably 0.5 to 30 kg / h.
또, 상기한 도 1∼도 3에 도시하는 제조 장치(1a∼1c)를 이용하여 반응성 핫멜트를 제조할 수도 있다. 즉, 반응성 핫멜트는 분자 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체를 주성분으로 하고, 기재와의 접착성, 접착제 자신의 내열성 등을 부여하는 목적으로, 열가소성 폴리머, 점착부여제, 가소제 등이 배합된 것이다. 이것을 얻기 위해서는 상기한 도 1∼도 3에 도시하는 제조 장치(1a∼1c)에서, 먼저 매크로폴리올, 폴리이소시아네이트를 주원료로 한 폴리우레탄 예비중합체를 제조한다.Moreover, reactive hot melt can also be manufactured using the manufacturing apparatus 1a-1c shown to FIG. 1 thru | or FIG. That is, the reactive hot melt is composed of a polyurethane prepolymer having an isocyanate group at its molecular end as a main component, and a thermoplastic polymer, a tackifier, a plasticizer, and the like are blended for the purpose of imparting adhesion to a substrate, heat resistance of the adhesive itself, and the like. . In order to obtain this, the polyurethane prepolymer which mainly uses macropolyol and polyisocyanate as a main raw material is manufactured by the manufacturing apparatus 1a-1c shown to FIG.
통상, 매크로폴리올로서는 주로, 폴리에스테르폴리올이 이용된다. 폴리에스테르폴리올로서는 예컨대, 상기한 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판 등의 저분자 폴리올과, 예컨대,아디프산, 세박산, 아젤라산 등의 지방족 카르복실산 또는 테레프탈산, 이소프탈산 등의 방향족 카르복실산과의 에스테르화 반응에 의해 제조한 폴리에스테르폴리올을 들 수 있다.Usually, polyester polyol is mainly used as a macropolyol. Examples of the polyester polyols include low-molecular polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentylglycol and trimethylolpropane, and the like, for example, adipic acid, sebacic acid, and azela. And polyester polyols produced by esterification with aliphatic carboxylic acids such as acids or aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid.
핫멜트 접착제로서의 기능을 발현하기 위해서 실온 부근에서 액상 또는 결정화한 폴리에스테르폴리올을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 이용한다. 폴리에스테르폴리올의 수평균 분자량은 500∼10000 정도가 바람직하며, 1000∼9000 정도가 보다 바람직하다.In order to express the function as a hot-melt adhesive agent, the liquid or crystallized polyester polyol near room temperature is used individually or in mixture of 2 or more types. About 500-10000 are preferable, and, as for the number average molecular weight of polyester polyol, about 1000-9000 are more preferable.
폴리이소시아네이트로서는 상기한 MDI, TDI, HMDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI 등이 적합하게 이용된다. 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기에 대한 매크로폴리올의 수산기의 당량비(NCO/OH)는 예컨대, 1.1∼8, 바람직하게는 1.3∼5로 설정된다.As polyisocyanate, said MDI, TDI, HMDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI, etc. are used suitably. The equivalent ratio (NCO / OH) of the hydroxyl group of the macropolyol to the isocyanate group of the polyisocyanate is set to, for example, 1.1 to 8, preferably 1.3 to 5.
반응성 핫멜트의 주성분인 폴리우레탄 예비중합체를 제조하는 방법으로서는 다음 방법이 예시된다. 즉, 우선 도 1에 도시하는 제조 장치(1a)의 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 상기한 폴리이소시아네이트를 불활성 가스의 분위기하에서 넣고, 액상이 되는 온도로 저장한다. 이용하는 폴리이소시아네이트의 성상에 따라 다르기도 하지만, 통상, 질소 분위기하, 40∼60℃ 정도로 교반하면서 저장한다.The following method is illustrated as a method of manufacturing the polyurethane prepolymer which is a main component of the reactive hot melt. That is, the above-mentioned polyisocyanate is first put into the polyisocyanate storage tank 6 of the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1 in the atmosphere of an inert gas, and is stored at the temperature used as liquid phase. Although it depends on the property of the polyisocyanate to be used, it stores normally, stirring at about 40-60 degreeC in nitrogen atmosphere.
계속해서, 도 1에 도시하는 제조 장치(1a)의 폴리올 저장 탱크(7)에 상기한 폴리에스테르폴리올을 넣고, 액상이 되는 온도로 저장한다. 이용하는 폴리에스테르폴리올의 성상에 의하기도 하지만, 통상, 질소 분위기하, 40∼150℃ 정도로 조정하여 교반하면서 저장한다.Subsequently, the above-mentioned polyester polyol is put into the polyol storage tank 7 of the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1, and it stores at the temperature used as liquid phase. Although it depends also on the property of the polyester polyol to be used, it adjusts to about 40-150 degreeC under nitrogen atmosphere, and stores normally, stirring.
그 후, 상기한 방법에 의해 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6) 및 폴리올 저장 탱크(7)로부터 각각의 기어 펌프(12a 및 12b)에 의해서 폴리이소시아네이트 공급 라인(11) 및 폴리올 공급 라인(14)을 통해 폴리이소시아네이트 및 폴리에스테르폴리올을 고속 교반기(9)에 공급하고, 제1 스태틱 믹서(17a)에 통액한다.Then, through the polyisocyanate supply line 11 and the polyol supply line 14 by the gear pumps 12a and 12b, respectively, from the polyisocyanate storage tank 6 and the polyol storage tank 7 by the above-described method. Polyisocyanate and polyester polyol are supplied to the high speed stirrer 9, and the liquid is passed through to the first static mixer 17a.
또, 접속된 스태틱 믹서(17)의 수는 폴리우레탄예비중합체를 제조하는 양에 따라 달라지기도 하지만, 예컨대, 3∼80개, 바람직하게는 5∼60개의 스태틱 믹서가 연속적으로 접속되도록 구성되고, 각 스태틱 믹서(17) 사이에는 적절하게 도시하지 않은 기어 펌프를 개재하여 유량의 조절을 가능하게 한다. 스태틱 믹서(17)의 온도는 이용하는 원료 조성에 의하기도 하지만, 40∼260℃ 정도가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 60∼230℃ 정도이다.In addition, the number of connected static mixers 17 may vary depending on the amount of polyurethane prepolymer produced, but is configured such that, for example, 3 to 80, preferably 5 to 60, static mixers are continuously connected, It is possible to adjust the flow rate between each static mixer 17 via a gear pump (not shown) as appropriate. Although the temperature of the static mixer 17 depends on the raw material composition to be used, about 40-260 degreeC is preferable, More preferably, it is about 60-230 degreeC.
그리고, 상기한 조건으로 스태틱 믹서(17) 내에서 중합한 폴리우레탄 예비중합체를 도 1에서 도시한 단축 압출기(18)에 통액하고, 단축 압출기(18)로 열가소성 폴리머, 점착부여제, 가소제 등을 폴리우레탄예비중합체에 첨가, 혼련함으로써 반응성 핫멜트를 제조한다. 이와 같이 하여 얻어진 반응성 핫멜트의 유리 이소시아네이트기의 함량(NCO%)은 그 용도에 따라 달라지기도 하지만, 1∼5%가 바람직하며, 1.2∼3% 정도가 보다 바람직하다.Then, the polyurethane prepolymer polymerized in the static mixer 17 under the above conditions is passed through the single screw extruder 18 shown in FIG. 1, and the thermoplastic polymer, the tackifier, the plasticizer, and the like are fed using the single screw extruder 18. A reactive hot melt is prepared by adding and kneading the polyurethane prepolymer. Although the content (NCO%) of the free isocyanate group of the reactive hot melt obtained in this way varies with the use, 1-5% is preferable and about 1.2-3% is more preferable.
[실시예] EXAMPLES
본 발명은 후술하는 실시예 및 비교예에 의해 추가 기술될 것이지만, 본 발명의 범위가 제시된 임의의 실시예로 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다.The invention will be further described by the examples and comparative examples which follow, but it should be understood that the scope of the invention is not limited to any of the examples presented.
실시예 1Example 1
도 1에 도시하는 제조 장치(1a)에서 반응 포트(16) 및 단축 압출기(18)를 접속하여, 스태틱 믹서부(4)의 각 스태틱 믹서(17)를 15연 접속한 것을 이용하여, 이하의 조작에 의해 열가소성 폴리우레탄(이하, TPU라고 함)을 제조했다.In the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1, the reaction port 16 and the single screw extruder 18 were connected, and each static mixer 17 of the static mixer part 4 was connected 15 times, using the following By operation, a thermoplastic polyurethane (hereinafter referred to as TPU) was produced.
또, 스태틱 믹서부(4)는 제1∼제3 스태틱 믹서(17a∼17c)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서를 3개 접속한 상태, 관내 온도 240℃), 제4∼제5 스태틱 믹서(17e∼17f)(관 길이 1.0 m, 내경 20 mmφ인 스태택 믹서 2개를 접속한 상태, 관내 온도 200℃), 제6∼제12 스태틱 믹서(17g∼17j)(관 길이 1.0 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 7개를 접속한 상태, 관내 온도 200℃), 제13∼제15 스태틱 믹서(17k∼17m)(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 3개를 접속한 상태, 관내 온도 200℃)로서 구성했다.Moreover, the static mixer part 4 is the 1st-3rd static mixers 17a-17c (the state which connected three static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ, the internal temperature of 240 degreeC), 4th-agent 5 static mixers 17e to 17f (tube length 1.0 m, two stack mixers with an inner diameter of 20 mmφ connected, pipe temperature 200 ° C), 6th to 12th static mixers (17 g to 17j) (tube length 1.0 m, 7 static mixers with an internal diameter of 38 mmφ are connected, the internal temperature of the tube is 200 ° C., and the 13th to 15th static mixers (17k to 17m) (with a pipe length of 0.5 m and 3 static mixers with an internal diameter of 38 mmφ). State, the internal temperature of the tube was 200 ° C).
4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 12.4 중량부(미쓰이 다케다 케미컬사 제조, 상표명: 코스모네이트 PH, 이하, MDI라고 함)를 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 넣고, 40℃로 조정했다.12.4 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., trade name: Cosmonate PH, hereinafter referred to as MDI) was placed in a polyisocyanate storage tank 6 and adjusted to 40 ° C.
수평균 분자량 8300의 폴리에틸렌글리콜 195 중량부(산요 카세이사 제조 상표명: 에키페그 6000, 100℃에서 용융), 및 매크로폴리올에 대하여 중량 기준으로 30 ppm의 디부틸주석디라우레이트(닛토 카세이사 제조)(이하, 이들 성분을 폴리올 용액이라고 함)를 폴리올 저장 탱크(7)에 넣어, 90℃로 조정했다.195 parts by weight of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 8300 (Sanyo Kasei Co., Ltd. trade name: Ekipeg 6000, melt at 100 ° C), and 30 ppm of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.) based on the weight of the macropolyol. (Hereinafter, these components are called polyol solution) was put into the polyol storage tank 7, and it adjusted to 90 degreeC.
1,4-부탄디올 2.33 중량부(BASF사 제조, 50℃에서 용융, 이하 BG라고 함)를 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 넣어, 40℃로 조정했다. 또, 이들 조작은 질소 분위기하에서 행했다.2.33 parts by weight of 1,4-butanediol (made by BASF, melted at 50 ° C, hereinafter referred to as BG) was placed in a chain extender storage tank 8, and adjusted to 40 ° C. In addition, these operations were performed in nitrogen atmosphere.
계속해서, MDI를 2.86 kg/h의 유속으로, 폴리올 용액을 45 kg/h의 유속으로, BG를 0.54 kg/h의 유속으로 고속 교반기(9)(사쿠라 플랜트사 제조 SM40, 설정 온도 120℃)에 통액하고, 충분히 각 원료를 교반 혼합한 후, 반응 포트(16)(10 L)에 있어서 1∼7분 체류시킨 후, 스태틱 믹서부(4)의 제1 스태틱 믹서(17a)에 통액했다.Subsequently, MDI was used at a flow rate of 2.86 kg / h, polyol solution at a flow rate of 45 kg / h, and BG at a flow rate of 0.54 kg / h. After passing through and stirring each raw material sufficiently, after making it hold | maintain for 1 to 7 minutes in reaction port 16 (10L), it passed through the 1st static mixer 17a of the static mixer part 4.
그 후, 제15 스태틱 믹서(17m)에서 유출된 반응물을 단축 압출기(GM 엔지니어링사 제조, 65 mmφ, 압입 부분 150℃)에 압입한 후, 스트랜드 다이(19)로부터 압출, 칠드 롤·냉각 벨트로 냉각한 후, 펠릿화기(이시나카 텟코죠사 제조, PPL-130형)로 컷팅함으로써 펠릿형의 TPU를 얻었다.Thereafter, the reactant flowing out of the fifteenth static mixer 17m is press-fitted into a single screw extruder (GM Engineering, Inc., 65 mmφ, press-fitted portion 150 ° C), and then extruded from the strand die 19 to a chilled roll / cooling belt. After cooling, the pellet-shaped TPU was obtained by cutting with a pelletizer (Ishinaka Tekkojo Co., PPL-130 type).
실시예 2Example 2
도 1에 도시하는 제조 장치(1a)에서 반응 포트(16)를 접속하지 않고, 단축 압출기(18)를 접속하여, 스태틱 믹서부(4)의 각 스태틱 믹서(17)를 16연 접속한 것을 이용하여, 이하의 조작에 의해 TPU를 제조했다.In the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1, without connecting the reaction port 16, the single screw extruder 18 was connected, and each static mixer 17 of the static mixer part 4 connected 16 stations was used. Thus, the TPU was manufactured by the following operation.
또, 스태틱 믹서부(4)는 제1∼제7 스태틱 믹서(17a∼17g)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 7개를 접속한 상태, 관내 온도 190℃), 제8∼제9 스태틱 믹서(17h∼17i)(관 길이 1.0 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 2개를 접속한 상태, 관내 온도 180℃), 제10∼제14 스태틱 믹서(17j∼17n)(관 길이 1.0 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서를 5개 접속한 상태, 관내 온도 170℃), 제15∼제16 스태틱 믹서(17o∼17p)(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 2개를 접속한 상태, 관내 온도 170℃)로서 구성했다.Moreover, the static mixer part 4 is the 1st-7th static mixers 17a-17g (the state which connected 7 static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ, internal temperature of 190 degreeC), 8th-agent 9 static mixers 17h to 17i (tube length 1.0 m, two static mixers with an inner diameter of 20 mmφ connected, pipe temperature 180 ° C), 10th to 14th static mixers (17j to 17n) (tube length 1.0 m 5 static mixers with an internal diameter of 38 mmφ are connected, the internal temperature of 170 ° C, and the 15th to 16th static mixers 17o to 17p (with a 0.5 m tube length and 2 static mixers with an internal diameter of 38 mmφ) And a tube temperature of 170 ° C.).
디시클로헥실메탄디이소시아네이트 1623 중량부(스미카 바이엘우레탄사 제조, 50℃에서 용융, 이하 HMDI라고 함)를 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 넣어, 40℃로 조정했다.1623 parts by weight of dicyclohexyl methane diisocyanate (manufactured by Sumica Bayer Urethane Co., Ltd., melting at 50 ° C, hereinafter referred to as HMDI) was placed in a polyisocyanate storage tank 6 and adjusted to 40 ° C.
수평균 분자량 200의 폴리에스테르폴리올 3048 중량부(호코쿠 세이유사 제조, 상표명: HT-12, 95℃에서 용융), 및 매크로폴리올에 대하여 중량 기준으로 50 ppm의 제1 주석 옥토에이트(요시토미 파인케미칼사 제조, 상표명: 스타녹트), 매크로폴리올 100 중량부에 대하여, 1.0 중량부의 비스(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드(라쉬그 게엠베하사, 상표명: 스테빌라이저 7000), 0.34 중량부의 장애된 페놀계 산화방지제(시바 가이기사 제조, 상표명: 이르가녹스 1010), 0.34 중량부의 벤조트리아졸계 자외선흡수제(죠호쿠 가가쿠사 제조, 상표명: JF-83), 0.16 중량부의 힌다드아민계 광안정제(아사히덴카 공업사 제조, 상표명: LA-52)(이하, 이들 성분을 폴리올 용액이라고 함)를 폴리올 저장 탱크(7) 넣어, 90℃로 조정했다.3048 parts by weight of a polyester polyol having a number average molecular weight of 200 (manufactured by Hokoku Seyou Co., Ltd., trade name: HT-12, melt at 95 ° C), and 50 ppm of first tin octoate (yoshitomi pine) by weight based on macropolyol Chemicals Co., Ltd., trade name: Stannock), 1.0 part by weight of bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide (Rasig GmbH, trade name: Stabilizer 7000), 0.34 based on 100 parts by weight of macropolyol Parts by weight of hindered phenolic antioxidants (Shiba Kaigi Co., Ltd., trade name: Irganox 1010), 0.34 parts by weight of benzotriazole-based UV absorber (manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd., trade name: JF-83), 0.16 parts by weight of hinderamine A light stabilizer (manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., trade name: LA-52) (hereinafter, these components are referred to as a polyol solution) was placed in a polyol storage tank 7 and adjusted to 90 ° C.
BG 400 중량부(바스프사 제조, 융점: 50℃)를 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 넣어, 50℃로 조정했다. 또, 이들 조작은 질소 분위기하에서 행했다.400 weight part (made by BASF Corporation, melting | fusing point: 50 degreeC) was put into the chain extender storage tank 8, and it adjusted to 50 degreeC. In addition, these operations were performed in nitrogen atmosphere.
계속해서, HMDI를 16.8 kg/h의 유속으로, 폴리올 용액을 30.5 kg/h의 유속으로, BG를 4.0 kg/h의 유속으로 고속 교반기(9)(사쿠라 플랜트사 제조 SM40, 설정 온도 120℃)에 통액하고, 충분히 각 원료를 교반 혼합한 후, 스태틱 믹서부(4)의 제1 스태틱 믹서(17a)에 통액했다.Subsequently, a high speed stirrer 9 (SM40 manufactured by Sakura Plant Co., Ltd., SM40 at a set temperature of 120 ° C) at a flow rate of 16.8 kg / h, a polyol solution at a flow rate of 30.5 kg / h, and BG at a flow rate of 4.0 kg / h After passing through and stirring and mixing each raw material sufficiently, it passed through to the 1st static mixer 17a of the static mixer part 4.
그 후, 제16 스태틱 믹서(17p)에서 유출된 반응물을 단축 압출기(GM 엔지니어링사 제조, 65 mmφ, 압입 부분 140℃)에 압입한 후, 스트랜드 다이(19)로부터 압출, 수중 컷트 장치(가라(GaLa)사 제조)로 수중 컷팅함으로써 펠릿형의 TPU를 얻었다.Thereafter, the reactant flowing out of the sixteenth static mixer 17p is press-fitted into a single screw extruder (GM Engineering Co., Ltd., 65 mmφ, press-fitted portion 140 ° C.), and then extruded from the strand die 19, and an underwater cut device ( Pellet-shaped TPU was obtained by cutting in water by GaLa).
실시예 3Example 3
도 1에 도시하는 제조 장치(1a)에서 반응 포트(16)를 접속하지 않고, 단축 압출기(18)를 접속하여, 스태틱 믹서부(4)의 각 스태틱 믹서(17)를 16연 접속한 것을 이용하여, 이하의 조작에 의해, TPU를 제조했다.In the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1, without connecting the reaction port 16, the single screw extruder 18 was connected, and each static mixer 17 of the static mixer part 4 connected 16 stations was used. And TPU was manufactured by the following operation.
또, 스태틱 믹서부(4)는 제1∼제7 스태틱 믹서(17a∼17g)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 7개를 접속한 상태, 관내 온도 180℃), 제8∼제9 스태틱 믹서(17h∼17i)(관 길이 1.0 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 2개를 접속한 상태, 관내 온도 170℃), 제10∼제14 스태틱 믹서(17j∼17n)(관 길이 1.0 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 5개를 접속한 상태, 관내 온도 180℃), 제15∼제16 스태틱 믹서(17o∼17p)(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 2개를 접속한 상태, 관내 온도 180℃)로서 구성했다.Moreover, the static mixer part 4 is the 1st-7th static mixers 17a-17g (a state which connected 7 static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ, pipe | tube temperature 180 degreeC), 8th-agent 9 static mixers 17h to 17i (tube length 1.0 m, two static mixers with an inner diameter of 20 mmφ connected, pipe temperature 170 ° C), 10th to 14th static mixers (17j to 17n) (tube length 1.0 m , 5 static mixers with an internal diameter of 38 mmφ are connected to each other, the internal temperature of the tube is 180 ° C, and the 15th to 16th static mixers 17o to 17p (with a pipe length of 0.5 m and 2 static mixers with an internal diameter of 38 mmφ) , The internal temperature of the tube was 180 ° C).
HMDI 1676 중량부(스미카 바이엘우레탄사 제조, 50℃에서 용융)를 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 넣어, 40℃로 조정했다.1676 parts by weight of HMDI (manufactured by Sumica Bayer Urethane Co., Ltd., melt at 50 ° C) was placed in a polyisocyanate storage tank 6 and adjusted to 40 ° C.
수평균 분자량 2000의 폴리카보네이트디올 2408 중량부(우베 쿄산사 제조, 상표명: UH-CARB 200, 110℃에서 용융), 및 매크로폴리올에 대하여 중량 기준으로 30 ppm의 디부틸주석디라우레이트(닛토 카세이사 제조, 상표명: 네오스탄 U-100,), 폴리올 100 중량부에 대하여 0.4 중량부의 비스(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드(BASF사 제조, 상표명: 루플라겐-9119), 0.1 중량부의 장애된 페놀계 산화방지제(시바 가이기사 제조, 상표명: 이르가녹스 1010), 0.34 중량부의 벤조트리아졸계자외선흡수제(죠호쿠 가가쿠사 제조, 상표명: JF-83), 0.16 중량부의 힌다드아민계 광안정제(아사히덴카 공업사 제조, 상표명: LA-52)(이하, 이들 성분을 폴리올 용액이라고 함)를 폴리올 저장 탱크(7)에 넣어, 110℃로 조정했다.2408 parts by weight of polycarbonate diol having a number average molecular weight of 2000 (manufactured by Ube Kyossan, trade name: UH-CARB 200 at 110 ° C), and dibutyltin dilaurate of 30 ppm by weight relative to macropolyol (Nitto Kase Manufacture of director, brand name: Neostan U-100,), 0.4 parts by weight of bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide (manufactured by BASF, trade name: Luplagen-9119), based on 100 parts by weight of polyol, 0.1 parts by weight of hindered phenolic antioxidant (manufactured by Ciba-Geigy Corporation, trade name: Irganox 1010), 0.34 parts by weight of benzotriazole ultraviolet absorber (manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd., brand name: JF-83), 0.16 parts by weight of hinder An amine light stabilizer (manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., trade name: LA-52) (hereinafter, these components were referred to as a polyol solution) was placed in a polyol storage tank 7 and adjusted to 110 ° C.
BG 452 중량부(바스프사 제조, 50℃에서 용융)를 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 넣어, 50℃로 조정했다. 또, 이들 조작은 질소 분위기하에서 행했다.452 parts by weight of BG (manufactured by BASF Corporation, melt at 50 ° C) was placed in a chain extender storage tank 8 and adjusted to 50 ° C. In addition, these operations were performed in nitrogen atmosphere.
계속해서, HMDI를 16.8 kg/h의 유속으로, 폴리올 용액을 24.1 kg/h의 유속으로, BG를 4.55 kg/h의 유속으로 고속 교반기(9)(사쿠라 플랜트사 제조 SM40, 설정 온도 120℃)에 통액하고, 충분히 각 원료를 교반 혼합한 후, 스태틱 믹서부(4)의 제1 스태틱 믹서(17a)에 통액했다.Subsequently, a high speed stirrer 9 (SM40 manufactured by Sakura Plant Co., Ltd., SM40 at a set temperature of 120 ° C) at a flow rate of 16.8 kg / h, a polyol solution at a flow rate of 24.1 kg / h, and a BG at a flow rate of 4.55 kg / h. After passing through and stirring and mixing each raw material sufficiently, it passed through to the 1st static mixer 17a of the static mixer part 4.
그 후, 제16 스태틱 믹서(17p)에서 유출된 반응물을 단축 압출기(GM 엔지니어링사 제조, 65 mmφ, 압입 부분 140℃)에 압입한 후, 스트랜드 다이(19)로부터 압출, 수조에서 냉각한 후, 펠릿화기(이시나카 텟코죠사 제조, PPL-130형)로 컷팅함으로써 펠릿형의 TPU를 얻었다.Thereafter, the reactant flowed out of the sixteenth static mixer 17p was press-fitted into a single screw extruder (GM Engineering, Inc., 65 mmφ, press-fitting part 140 ° C.), and then extruded from the strand die 19 and cooled in a water bath. Pellet-type TPU was obtained by cutting with a pelletizer (PPL-130 type, manufactured by Ishinaka Tekkojo Co., Ltd.).
실시예 4Example 4
도 2에 도시하는 제조 장치(1b)에서 2개의 고속 교반기(9a 및 9b)의 사이에만 반응 포트(16a)를 접속하는 동시에, 단축 압출기(18)를 접속하여 스태틱 믹서부(4)의 각 스태틱 믹서(17)를 16 연접속한 것을 이용하여, 이하의 조작에 의해 TPU를 제조했다.In the manufacturing apparatus 1b shown in FIG. 2, the reaction port 16a is connected only between two high speed stirrers 9a and 9b, and the single screw extruder 18 is connected and each static of the static mixer part 4 is carried out. Using the 16 connection of the mixer 17, the TPU was manufactured by the following operation.
또, 스태틱 믹서부(4)는 제1∼제7 스태틱 믹서(17a∼17g)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서7개를 접속한 상태, 관내 온도 240℃), 제8∼제9 스태틱믹서(17h∼17i)(관 길이 1.0 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서를 2개 접속한 상태, 관내 온도 200℃), 제10∼제14 스태틱 믹서(17j∼17n)(관 길이 1.0 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서를 5개 접속한 상태, 관내 온도 170℃), 제15∼제16 스태틱 믹서(17o∼17p)(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서를 2개 접속한 상태, 관내 온도 150℃)로서 구성했다.Moreover, the static mixer part 4 is the 1st-7th static mixers 17a-17g (a state which connected 7 static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ, internal temperature of 240 degreeC), 8th-agent 9 static mixers 17h to 17i (tube length 1.0 m, two static mixers with an inner diameter of 20 mm phi connected, pipe temperature 200 ° C), 10th to 14th static mixers (17j to 17n) (tube length 1.0 m 5 static mixers with an internal diameter of 38 mmφ are connected, the internal temperature of 170 ° C, and the 15th to 16th static mixers 17o to 17p (with a pipe length of 0.5 m and two static mixers with an internal diameter of 38 mmφ) , The internal temperature of the tube was 150 ° C).
MDI 1003 중량부(미쓰이 다케다 케미컬사 제조, 상표명: 코스모네이트 PH)를 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 넣어, 40℃로 조정했다.MDI 1003 parts by weight (Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., trade name: Cosmonate PH) was placed in a polyisocyanate storage tank 6 and adjusted to 40 ° C.
수평균 분자량 2000의 폴리에스테르폴리올 3833 중량부(미쓰이 다케다 케미컬사 제조, 상표명: U-2001, 120℃에서 용융), 및 매크로폴리올 100 중량부에 대하여 0.3 중량부의 비스(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드(RASCHIG GmbH사, 상표명: 스테빌라이저 7000)(이하, 이들 성분을 폴리올 용액이라고 함)를 폴리올 저장 탱크(7)에 넣어, 120℃로 조정했다.3833 parts by weight of polyester polyol having a number average molecular weight of 2000 (manufactured by Mitsui Takeda Chemical, trade name: U-2001, melt at 120 ° C), and 0.3 part by weight of bis (2,6-diisopropyl) based on 100 parts by weight of macropolyol Phenyl) carbodiimide (RASCHIG GmbH, trade name: Stabilizer 7000) (hereinafter, these components are called polyol solution) was put into the polyol storage tank 7, and it adjusted to 120 degreeC.
BG 17.6 중량부(BASF사 제조, 50℃에서 용융)를 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 넣어, 50℃로 조정했다. 또, 이들 조작은 질소 분위기하에서 행했다.17.6 parts by weight of BG (melted at 50 ° C by BASF Corporation) was placed in a chain extender storage tank 8 and adjusted to 50 ° C. In addition, these operations were performed in nitrogen atmosphere.
계속해서, MDI를 16.8 kg/h의 유속으로, 폴리올 용액을 38.3 kg/h의 유속으로, 상류측의 고속 교반기(9a)(사쿠라 플랜트사 제조 SM40, 설정 온도 120℃)에 통액하고, 충분히 각 원료를 교반 혼합한 후, 반응 포트(16a)(10 L)에서 10분 체류시킴으로써 예비중합체(혼합물)를 합성했다.Subsequently, MDI was passed through the high-speed stirrer 9a (SM40 manufactured by Sakura Plant Co., Ltd., set temperature 120 ° C.) at a flow rate of 16.8 kg / h and a polyol solution at a flow rate of 38.3 kg / h. After stirring and mixing a raw material, the prepolymer (mixture) was synthesize | combined by hold | maintaining in reaction port 16a (10 L) for 10 minutes.
예비중합체를 55.1 kg/h의 유속으로, BG를 1.76 kg/h의 유속으로 하류측의 고속 교반기(9b)(사쿠라 플랜트사 제조 SM40, 설정 온도 120℃)에 통액하고, 충분히 각 원료를 교반 혼합한 후, 스태틱 믹서부(4)의 제1 스태틱 믹서(17a)에 통액했다.The prepolymer is passed through a high speed stirrer 9b (SM40 manufactured by Sakura Plant Co., Ltd., SM40, set temperature of 120 ° C) downstream at a flow rate of 55.1 kg / h and BG at a flow rate of 1.76 kg / h. After that, the liquid was passed through to the first static mixer 17a of the static mixer section 4.
그 후, 제16 스태틱 믹서(17p)에서 유출된 반응물을 단축 압출기(GM 엔지니어링사 제조, 65 mmφ, 압입 부분 140℃)에 압입한 후, 스트랜드 다이(19)로부터 압출, 수중 컷트 장치(GaLa사 제조)로 수중 컷팅함으로써 펠릿형의 TPU를 얻었다.Thereafter, the reactant flowing out of the sixteenth static mixer 17p was press-fitted into a single screw extruder (GM Engineering Co., Ltd., 65 mmφ, press-fitted portion 140 ° C), and then extruded from the strand die 19, and an underwater cut device (GaLa) Pellet-shaped TPU was obtained by cutting in water under the present invention.
실시예 5Example 5
도 3에 도시하는 제조 장치(1c)에서 반응 포트(16) 및 단축 압출기(18)를 접속하지 않고, 스태틱 믹서부(4)의 각 스태틱 믹서(17)를 24연 접속으로 하고, 그 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)와 제5∼제8스태틱 믹서(17e∼17h)와의 사이에 T자 접속관(21)을 접속한 것을 이용하여, 이하의 조작에 의해 TPU를 제조했다.In the manufacturing apparatus 1c shown in FIG. 3, without connecting the reaction port 16 and the single screw extruder 18, each static mixer 17 of the static mixer part 4 is connected with 24 stations, The 1st TPU was manufactured by the following operation using the thing which connected the T-shaped connection pipe 21 between 4th static mixers 17a-17d and 5th-8th static mixers 17e-17h.
또, 스태틱 믹서부(4)는 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 200∼260℃), 제5∼제8 스태틱 믹서(17e∼17h)(관 길이 0.5 m, 내경 13 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 280℃), 제9∼제12 스태틱 믹서(17i∼17l)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 250∼280℃), 제13∼제16 스태틱 믹서(17m∼17p)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 220∼230℃), 제17∼제20 스태틱 믹서(17q∼17t)관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 210∼220℃), 제21∼제24 스태틱 믹서(17u∼17x)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 210℃)로서 구성했다.Moreover, the static mixer part 4 is the 1st-4th static mixers 17a-17d (the state which connected four static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 38 mmφ, pipe | tube temperature 200-260 degreeC), 5th To 8th static mixers 17e to 17h (tube length 0.5 m, 4 static mixers with an inner diameter of 13 mm phi connected, pipe temperature 280 ° C), ninth to twelfth static mixers 17i to 17l (tube length Four static mixers with a diameter of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ connected to each other, the internal temperature of 250 to 280 ° C, the thirteenth to sixteenth static mixers (17m to 17p) (0.5 m of pipe length and four internal diameters of 20 mmφ) In the state of connection, pipe | tube temperature 220-230 degreeC), the 17th-20th static mixers (17q-17t) pipe length 0.5m, the state which connected four static mixers of 20 mm diameter inside, pipe | tube temperature 210-220 degreeC) And the twenty-first to twenty-fourth static mixers (17u to 17x) (in a state in which four static mixers having a pipe length of 0.5 m and an inner diameter of 20 mmφ were connected, the internal temperature of the tube was 210 ° C).
MDI 326 중량부(미쓰이 다케다 케미컬사 제조, 상표명: 코스모네이트 PH)를 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 넣어, 45℃로 조정했다.MDI 326 weight part (Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. make, brand name: Cosmonate PH) was put into the polyisocyanate storage tank 6, and it adjusted to 45 degreeC.
수평균 분자량 1000의 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 510 중량부(호도가야 가가쿠사 제조, 상표명: PTG-1000), 및 매크로폴리올 100 중량부에 대하여 0.965 중량부의 장애된 페놀계 산화방지제(치바·스페셜티 케미컬사 제조, 상표명: 이르가녹스 1010)(이하, 이들 성분을 폴리올 용액이라고 함)를 폴리올 저장 탱크(7)에 넣어, 60℃로 조정했다.510 parts by weight of polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 1000 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., trade name: PTG-1000), and 0.965 parts by weight of a hindered phenolic antioxidant (Ciba Specialty Chemical Co., Ltd.) based on 100 parts by weight of macropolyol. Manufacture, brand name: Irganox 1010 (Hereinafter, these components are called polyol solution) was put into the polyol storage tank 7, and it adjusted to 60 degreeC.
1,4-비스(2-히드록시에톡시)벤젠 158 중량부(썬테크노 케미컬사 제조, 상표명: BHEB, 이하, BHEB라고 함)를 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 넣어, 125℃로 조정했다. 또, 이들 조작은 질소 분위기하에서 행했다.158 parts by weight of 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene (manufactured by Sun Techno Chemical Co., Ltd., trade name: BHEB, hereinafter referred to as BHEB) was placed in a chain extender storage tank 8, and adjusted to 125 ° C. did. In addition, these operations were performed in nitrogen atmosphere.
계속해서, MDI를 16.32 kg/h의 유속으로, 폴리올 용액을 25.76 kg/h의 유속으로, 고속 교반기(사쿠라 플랜트사 제조 SM40, 설정 온도 120℃)에 통액하고, 충분히 각 원료를 교반 혼합한 후, 스태틱 믹서부(4)의 제1 스태틱 믹서(17a)에 통액하고, 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)에서 말단기가 이소시아네이트기인 예비중합체를 합성했다.Subsequently, after passing MDI at a flow rate of 16.32 kg / h and a polyol solution at a flow rate of 25.76 kg / h, the mixture was passed through a high speed stirrer (SM40 manufactured by Sakura Plant Co., Ltd., set temperature 120 ° C.), and each raw material was sufficiently stirred and mixed. The liquid was passed through the first static mixer 17a of the static mixer section 4 to synthesize prepolymers having terminal groups in isocyanate groups in the first to fourth static mixers 17a to 17d.
이 예비중합체의 유리 이소시아네이트기 농도(NCO%)를 측정하여, 계산한 결과, 이소시아네이트기의 반응율은 99%였다.The reaction rate of the isocyanate group was 99% when the free isocyanate group concentration (NCO%) of this prepolymer was measured and calculated.
또한, 이것과 연속하여 사슬 연장제 저장 탱크(8)로부터 7.92 kg/h의 유속으로 BHEB를 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)와 제5∼제8 스태틱 믹서(17e∼17h)와의 사이에 T자 접속관(21)에 통액했다.Subsequently, the BHEB is continuously fed from the chain extender storage tank 8 at a flow rate of 7.92 kg / h, and the first to fourth static mixers 17a to 17d and the fifth to fifth agents in the static mixer section 4. 8 was passed through the T-shaped tube 21 between the static mixers 17e to 17h.
제24 스태틱 믹서(17x)에서 유출된 반응물을 스트랜드 다이(19)로부터 압출, 이것을 펠릿화기(20)에 의해서 컷트한 후, 100℃, 24시간 건조하여, 펠릿형의 TPU를 얻었다.The reactant which flowed out in the 24th static mixer 17x was extruded from the strand die 19, and this was cut by the pelletizer 20, and it dried at 100 degreeC for 24 hours, and obtained the pellet-shaped TPU.
실시예 6Example 6
도 3에 도시하는 제조 장치(1c)에서 반응 포트(16)를 접속하고, 단축 압출기(18)를 접속하지 않고, 스태틱 믹서부(4)의 각 스태틱 믹서(17)를 24연 접속으로 하고, 그 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)와, 제5∼제8스태틱 믹서(17e∼17h)와의 사이에 T자 접속관(21)을 접속한 것을 이용하여, 이하의 조작에 의해 TPU를 제조했다.In the manufacturing apparatus 1c shown in FIG. 3, without connecting the reaction port 16 and connecting the single screw extruder 18, each static mixer 17 of the static mixer part 4 is made into 24 connection, TPU connecting tube 21 is connected between the first to fourth static mixers 17a to 17d and the fifth to eighth static mixers 17e to 17h. Prepared.
또, 스태틱 믹서부(4)는 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 200∼250℃), 제5∼제8 스태틱 믹서(17e∼17h)(관 길이 0.5 m, 내경 13 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 250℃), 제9∼제12 스태틱 믹서(17i∼17l)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 230∼250℃), 제13∼제16 스태틱 믹서(17m∼17p)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 210∼220℃), 제17∼제20 스태틱 믹서(17q∼17t)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 200∼210℃), 제21∼제24 스태틱 믹서(17u∼17x)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 190℃)로서 구성했다.Moreover, the static mixer part 4 is the 1st-4th static mixers 17a-17d (the state which connected four static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 38 mmφ, pipe | tube temperature 200-250 degreeC), 5th To 8th static mixers 17e to 17h (tube length 0.5 m, 4 static mixers with an inner diameter of 13 mmφ connected, internal temperature 250C), 9th to 12th static mixers 17i to 17l (tube length) Four static mixers with a diameter of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ connected to each other, the internal temperature of 230 to 250 ° C, the thirteenth to sixteenth static mixers (17 m to 17p) (four static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ) In the state of connection, pipe | tube temperature 210-220 degreeC, the 17th-20th static mixers 17q-17t (pipe length 0.5m, 4 static mixers with an internal diameter of 20 mm phi), the inside temperature of 200-210 degreeC ) And the twenty-first to twenty-fourth static mixers (17u to 17x) (a pipe length of 0.5 m, a state in which four static mixers having an inner diameter of 20 mm phi were connected, and an internal temperature of the tube was 190 ° C).
2,5-,2,6-디이소시아네이트메틸-비시클로[2,2,1]-헵탄의 이성체의 혼합물(미쓰이 다케다 케미컬사 제조, 상표명: 코스모네이트 NBDI, 이하, NBDI라고 함)?? 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 넣어, 55℃로 조정했다.Mixture of isomers of 2,5-, 2,6-diisocyanatemethyl-bicyclo [2,2,1] -heptane (manufactured by Mitsui Takeda Chemical, trade name: Cosmonate NBDI, hereinafter referred to as NBDI) It put in the polyisocyanate storage tank 6, and adjusted to 55 degreeC.
수평균 분자량 1000의 폴리카프로락톤디올 484 중량부(다이셀 가가쿠사 제조, 상표명: 플라크셀 210), 및 매크로폴리올에 대하여 중량 기준으로 20 ppm의 디라우릴산디-n-부틸주석(도쿄 가세이사 제조), 폴리올 100 중량부에 대하여 1.2 중량부의 액상 광안정제(치바·스페셜티 케미컬사 제조, 상표명: 티누빈 B75)(이하, 이들 성분을 폴리올 용액이라고 함)를 폴리올 저장 탱크(7)에 넣어, 90℃로 조정했다.484 parts by weight of polycaprolactonediol having a number average molecular weight of 1000 (manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd., Plaque Cell 210), and 20 ppm of dilauryl acid di-n-butyltin (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) by weight based on macropolyol. ) And 1.2 parts by weight of a liquid light stabilizer (manufactured by Chiba Specialty Chemical Co., Ltd., trade name: Tinuvin B75) (hereinafter, these components are referred to as polyol solution) in a polyol storage tank 7 It adjusted to ° C.
BHEB(썬테크노 케미컬사 제조, 상표명: BHEB) 185 중량부를 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 넣어, 125℃로 조정했다. 또, 이들 조작은 질소 분위기하에서 행했다.185 parts by weight of BHEB (manufactured by Sun Techno Chemical Co., Ltd., trade name: BHEB) was placed in a chain extender storage tank 8, and adjusted to 125 ° C. In addition, these operations were performed in nitrogen atmosphere.
계속해서, NBDI를 16.28 kg/h의 유속으로, 폴리올 용액을 24.49 kg/h의 유속으로, 고속 교반기(사쿠라 플랜트사 제조 SM40, 설정 온도 120℃)에 통액하고, 충분히 각 원료를 교반 혼합한 후, 스태틱 믹서부(4)의 제1 스태틱 믹서(17a)에 통액하고, 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)에서 말단기가 이소시아네이트기인 예비중합체를 합성했다.Subsequently, NBDI was passed through a high-speed stirrer (SM40 manufactured by Sakura Plant, set temperature 120 ° C) at a flow rate of 16.28 kg / h and a polyol solution at a flow rate of 24.49 kg / h. The liquid was passed through the first static mixer 17a of the static mixer section 4 to synthesize prepolymers having terminal groups in isocyanate groups in the first to fourth static mixers 17a to 17d.
또한, 이것과 연속하여 사슬 연장제 저장 탱크(8)로부터 9.23 kg/h의 유속으로 BHEB를 스태틱 믹서부(4)에 있어서의 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)와 제5∼제8 스태틱 믹서(17e∼17h)와의 사이의 T자 접속관(21)에 통액했다.In addition, the BHEB is continuously fed from the chain extender storage tank 8 at a flow rate of 9.23 kg / h and the first to fourth static mixers 17a to 17d and the fifth to fifth agents of the static mixer section 4. 8 was passed through to the T-shaped connecting pipe 21 between the static mixers 17e to 17h.
제24 스태틱 믹서(17x)에서 유출된 반응물을 스트랜드 다이(19)로부터 압출,이것을 펠릿화기(20)에 의해서 컷트한 후, 100℃, 24시간 건조하여, 펠릿형의 TPU를 얻었다.The reactant which flowed out in the 24th static mixer 17x was extruded from the strand die 19, this was cut by the pelletizer 20, and it dried at 100 degreeC for 24 hours, and obtained the pellet-shaped TPU.
실시예 7Example 7
TPU는 스태틱 믹서부(4)에 연속적으로 접속된 20개의 스태틱 믹서(17)를 구비하며, 단축 압출기(18)를 포함하나 반응 포트(16)는 포함하지 않으며, 제1 내지 제20 스태틱 믹서(17a∼17l)와 제13 내지 제20 스태틱 믹서(17m∼17t) 사이의 스태틱 믹서에 연결된 주입 티(22)를 포함하는, 도 4에 나타낸 장치(1d)를 이용하는 다음과 같은 조작에 의해 제조하였다.The TPU has twenty static mixers 17 continuously connected to the static mixer unit 4, and includes a single screw extruder 18 but no reaction port 16, and includes a first to twentieth static mixer ( 17a to 17l) and the thirteenth to twentieth static mixers 17m to 17t, which were manufactured by the following operation using the apparatus 1d shown in FIG. 4, including an injection tee 22 connected to the static mixer. .
상기 스태틱 믹서부(4)는 제1 내지 제7 스태틱 믹서(17a∼17g)(관 길이 0.5 m 및 내경 20 mmΦ인 스태틱 믹서 7개를 접속한 상태, 관내 온도 190℃), 제8 내지 제9 스태틱 믹서(17h∼17i)(관 길이 1.0 m 및 내경 20 mmΦ스태틱 믹서 2개를 접속한 상태, 관내 온도 180℃), 제10 내지 제12 스태틱 믹서(17j∼17l)(관 길이 1.0 m 및 내경 38 mmΦ인 스태틱 믹서 3개를 접속한 상태, 관내 온도 170℃), 제13 내지 제14 스태틱 믹서(17m∼17n)(관 길이 0.5 m 및 내경 20 mmΦ인 스태틱 믹서 2개를 접속한 상태, 관내 온도 170℃) 및 제15 내지 제20 스태틱 믹서(17o∼17t)(관 길이 0.5 m 및 내경 38 mmΦ인 스태틱 믹서 6개를 접속한 상태, 관내 온도 170℃)을 포함한다. 30 mmφ의 단축 압출기(23)(GM 엔지니어링사에서 제조, 160-180℃)는 주입 티(22)에 연결되어 있다.The said static mixer part 4 is the 1st-7th static mixers 17a-17g (the state which connected 7 static mixers with a pipe length of 0.5 m and an inner diameter of 20 mmΦ, the internal temperature of 190 degreeC), 8th-9th Static mixers 17h to 17i (tube length 1.0 m and internal diameter 20 mm Φ two static mixers connected, pipe temperature 180 ° C), 10th to 12th static mixers 17j to 17l (tube length 1.0 m and inner diameter In the state which connected three static mixers with 38mm Φ, the internal temperature of 170 degreeC, the 13th-14th static mixers 17m-17n (the pipe length 0.5m, and two static mixers with an internal diameter of 20mmΦ), the inside of a pipe Temperature 170 ° C) and the fifteenth to twentieth static mixers 17o to 17t (a state in which six static mixers having a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 38 mm Φ are connected, and the inside temperature of the pipe is 170 ° C). A 30 mmφ single screw extruder 23 (manufactured by GM Engineering, 160-180 ° C.) is connected to the infusion tee 22.
HMDI(스미카 베이어 우레탄사 제조, 융점 50℃) 1623 중량부를 폴리이소시아네이트 저장 탱크(6)에 충전하고, 온도를 40℃로 조정하였다.1623 parts by weight of HMDI (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., melting point 50 ° C.) was charged in a polyisocyanate storage tank 6, and the temperature was adjusted to 40 ° C.
수평균 분자량이 200인 폴리에스테르 폴리올(상표명: HT-12, 호코쿠 코포레이션사 제조, 융점 95℃) 3048 중량부, 제1 주석 옥토에이트(상표명: 스탠옥트, API 코포레이션사 제조) 25 ppm(매크로폴리올의 중량을 기준함), 비스(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드(상표명: 스태빌라이저 7000, 라쉬그 게엠베하사 제조) 1.0 중량부, 장애된 페놀 산화방지제(상표명: 이르가녹스 1010, 시바-가이기사 제조) 0.34 중량부, 벤조트리아졸 자외선 흡수제(상표명: JF-83, 조호쿠 케미칼사 제조) 0.34 중량부 및 장애된 아민 광 안정화제(상표명: LA-52, 아사키 덴카 고교 가부시키가이샤사 제조) 0.16 중량부(이들 화합물은 이하 "폴리올 용액"이라 칭함)을 폴리올 저장 탱크(7)에 충전하고, 온도를 90℃로 조정하였다.3048 parts by weight of a polyester polyol having a number average molecular weight of 200 (trade name: HT-12, manufactured by Hokoku Corporation, melting point of 95 ° C), 1 st tin octoate (trade name: Stan Oct, manufactured by API Corporation) 25 ppm (macro) Based on the weight of the polyol), 1.0 parts by weight of bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide (trade name: Stabilizer 7000, manufactured by Rasig GmbH), impaired phenolic antioxidant (trade name: Irganox) 1010, manufactured by Ciba-Geigy Co., Ltd., 0.34 parts by weight, benzotriazole ultraviolet absorber (trade name: JF-83, manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd.), and 0.34 parts by weight of the impaired amine light stabilizer (trade name: LA-52, Asaki Denka High School) 0.16 weight part (These compounds are called "polyol solution" hereafter.) To the polyol storage tank 7, and the temperature was adjusted to 90 degreeC.
BG(바스프사 제조, 융점 50℃) 400 중량부는 사슬 연장제 저장 탱크(8)에 충전하고, 온도를 50℃로 조정하였다. 이들 조작은 질소 분위기 하에서 수행하였다.400 weight part of BG (made by BASF Corporation, melting | fusing point 50 degreeC) was charged to the chain extender storage tank 8, and the temperature was adjusted to 50 degreeC. These operations were performed under a nitrogen atmosphere.
이어서, HMDI, 폴리올 용액 및 BG는 고속 교반기(9)(사쿠라 플랜트 컴퍼니 리미티드사 제조의 SM40, 예비설정 온도 120℃)에 각각 11.76 kg/h, 21.35 kg/h 및 2.8 kg/h의 유속으로 공급하였다. 이들 원료를 충분히 교반하고 혼합한 후, 혼합물은 스태틱 믹서부(4)의 첫번째 스태틱 믹서(17)에 공급하였다.Subsequently, HMDI, polyol solution and BG were fed to the high speed stirrer 9 (SM40 manufactured by Sakura Plant Company Limited, preset temperature 120 ° C) at flow rates of 11.76 kg / h, 21.35 kg / h and 2.8 kg / h, respectively. It was. After fully stirring and mixing these raw materials, the mixture was supplied to the first static mixer 17 of the static mixer part 4.
상기 연속 조작에서, 탈취제(상표명: 케수몬, 토아고세이 컴퍼니 리미티드사 제조)(실시예 7에서 얻은 TPU과 조성이 동일함) 40 중량%를 함유하는 매스터배치 펠릿은 6 kg/h의 유속으로 단축 압출기(23)내로 연속 충전하고, 그로부터 스태틱 믹서부(4)의 제1 내지 제20 스태틱 믹서(17a∼17l) 및 제13 내지 제20 스태틱 믹서(17m∼17t) 사이에 위치한 주입 티(22)에 공급하였다.In the continuous operation, the masterbatch pellet containing 40 wt% of a deodorant (trade name: Kesumon, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) (same composition as the TPU obtained in Example 7) was shortened to a flow rate of 6 kg / h. Continuous filling into the extruder 23, from which the injection tee 22 positioned between the first to twentieth static mixers 17a to 17l and the thirteenth to twentieth static mixers 17m to 17t of the static mixer section 4. Supplied to.
그후, 제20 스태틱 믹서(17t)로부터 방출된 반응 원료는 단축 압출기(65 mmφ, 압축 고정부에서 140℃, GM 엔지니어링 컴퍼니 리미티드사 제조)내로 압축하였다. 스트랜드 다이(19)로부터 압출한 후, 반응 원료는 수중 펠릿화기(가라사 제조)에 의해 수중 절단하여 첨가된 탈취제를 함유하는 펠릿 형태의 TPU를 제조하였다.Then, the reaction raw material discharged | emitted from the 20th static mixer 17t was compressed into the single screw extruder (65 mm (phi), 140 degreeC by a compression fixed part, GM engineering company limited company make). After extruding from the strand die 19, the reaction raw material was cut | disconnected in water by the underwater pelletizer (made by Gara Corporation), and the pellet form containing the deodorant added to the TPU was produced.
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1과 같은 원료(단, 매크로폴리올에 대한 중량 기준에서의 촉매의 첨가량 40 ppm)를 이용하여, 실시예 1과 같은 고속 교반기(사쿠라 플랜트사 제조 SM40, 설정 온도 120℃)에 의해 혼합한 후, 46 mmφ 이축 압출기(이케가이 기계, PCM46, L/D=41.5, 200∼250℃)에 통액하고, 혼합 및 반응시킨 후, 기어 펌프에 의해서 스태틱 믹서(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ, 관내 온도 200℃)에 압입했다.Using the same raw material as Example 1 (but adding 40 ppm of catalyst in terms of weight based on the macropolyol), the mixture was mixed using the same high speed stirrer (SM40 manufactured by Sakura Plant Co., Ltd., set temperature of 120 ° C) as in Example 1. After passing through a 46 mmφ twin screw extruder (Ikegai Machinery, PCM46, L / D = 41.5, 200 to 250 ° C), mixing and reacting, a static mixer (tube length 0.5 m, inner diameter 38 mmφ, It pressed in in-tube temperature 200 degreeC).
그 후, 실시예 1과 같이 펠릿화를 시도했지만, 다이의 선단부에서 용융 점도가 상승하지 않고, 펠릿화기에 의한 컷트는 할 수 없었다.Thereafter, pelletization was attempted in the same manner as in Example 1, but the melt viscosity did not rise at the tip of the die, and cut by the pelletizer was not possible.
비교예 2Comparative Example 2
실시예 1과 같은 원료(단, 매크로폴리올에 대한 중량 기준에서의 촉매의 첨가량 1000 ppm)를 이용하여, 비교예 1과 같은 조작에 의해 펠릿형의 TPU를 얻었다.Using the same raw material as in Example 1 (however, the amount of the catalyst added at 1000 ppm based on the weight of the macropolyol), a pellet-type TPU was obtained by the same operation as in Comparative Example 1.
비교예 3Comparative Example 3
실시예 2와 같은 원료를 이용하여, 각 성분을 반응 용기 중에 있어 혼합하여 반응시켰다. 이 반응에 있어서는, HMDI의 반응이 느리고, 약1시간 경과하더라도 반응 용기 속에서 유동성을 나타내며, 완전히 고화할 때까지 5시간 이상 필요했다. 그 후, 100℃에서 어닐링한 후, 절단기와 분쇄기로 플레이크형으로 함으로써 배치법에 의해 TPU를 얻었다.Using the same raw material as in Example 2, each component was reacted by mixing in the reaction vessel. In this reaction, the reaction of HMDI was slow, even though about 1 hour had elapsed, fluidity was exhibited in the reaction vessel, and it was necessary for 5 hours or more until it completely solidified. Then, after annealing at 100 degreeC, TPU was obtained by the batch method by making a flake type with a cutter and a grinder.
비교예 4Comparative Example 4
MDI 1599 중량부, 첨가제(폴리올 100 중량부에 대하여 장애된 페놀계 산화방지제를 0.34 중량부)를 포함하는 수평균 분자량 2000의 폴리카보네이트디올 2408 중량부(우베 쿄산사 제조, 상표명: UH-CARB 2000), BG 452 중량부를 이용하여 각 성분을 혼합한 후, 120℃에서 16시간 어닐링하고, 그 후, 절단기와 분쇄기로 플레이크형으로 함으로써 배치법에 의해 TPU를 얻었다.2408 parts by weight of polycarbonate diol having a number average molecular weight of 2000 containing 1599 parts by weight of MDI and an additive (0.34 parts by weight of a blocked phenolic antioxidant against 100 parts by weight of polyol) (manufactured by Ube Kyossan, trade name: UH-CARB 2000 After mixing each component using 452 weight part of BG, it annealed at 120 degreeC for 16 hours, Then, TPU was obtained by the batch method by making a flake type with a cutter and a grinder.
비교예 5Comparative Example 5
실시예 4와 같은 원료(단, 매크로폴리올에 대하여 중량 기준으로 20 ppm의 제1 주석 옥토에이트를 첨가)를 이용하여, 비교예 1과 같은 장치 및 조건으로 펠릿형의 TPU를 얻었다. 또, 실시예 4와 같이 촉매를 첨가하지 않고서 제조했지만, 펠릿화할 수 있을 때까지 증점시킬 수 없었다. 이것에 대하여, 실시예 4에서 얻어진 TPU의 용융 점도를 측정한 결과, 500 Pa.s 이상이 되고, 또, 경시적으로 잔존 이소시아네이트가 반응하여 3일 후에는 2000 Pa.s 이상이었다.A pellet-shaped TPU was obtained under the same apparatus and conditions as those of Comparative Example 1 using the same raw material as in Example 4 except that 20 ppm of first tin octoate was added based on the weight of the macropolyol. Moreover, although it manufactured without adding a catalyst like Example 4, it could not thicken until it could pelletize. On the other hand, when the melt viscosity of the TPU obtained in Example 4 was measured, it became 500 Pa.s or more, and the residual isocyanate reacted with time and it was 2000 Pa.s or more after 3 days.
비교예 6Comparative Example 6
도 1에 도시하는 제조 장치(1a)에서 혼합부(3), 반응 포트(16) 및 단축 압출기(18)를 접속하지 않고, 직접 매크로폴리올, 폴리이소시아네이트, 사슬 연장제를 스태틱 믹서에 도입했다. 스태틱 믹서부(4)의 각 스태틱 믹서(17) 24개가 연속적으로 접속되도록 구성했다. 이것에, 실시예 5와 같이 조정된 원료를 통액하고, 이하의 조작에 의해 TPU를 제조했다.In the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1, macropolyol, a polyisocyanate, and a chain extender were introduce | transduced directly into the static mixer, without connecting the mixing part 3, the reaction port 16, and the single screw extruder 18. FIG. Each static mixer 17 of the static mixer part 4 was comprised so that it may be connected continuously. The raw material adjusted like this was passed through this and the TPU was manufactured by the following operation.
또, 스태틱 믹서부(4)는 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 200∼260℃), 제5∼제8 스태틱 믹서(17e∼17h)(관 길이 0.5 m, 내경 13 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 280℃), 제9∼제12 스태틱 믹서(17i∼17l)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 250∼280℃), 제13∼제16 스태틱 믹서(17m∼17p)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 220∼230℃), 제17∼제20 스태틱 믹서(17q∼17t)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 210∼220℃), 제21∼제24 스태틱 믹서(17u∼17x)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 210℃)로서 구성했다.Moreover, the static mixer part 4 is the 1st-4th static mixers 17a-17d (the state which connected four static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 38 mmφ, pipe | tube temperature 200-260 degreeC), 5th To 8th static mixers 17e to 17h (tube length 0.5 m, 4 static mixers with an inner diameter of 13 mm phi connected, pipe temperature 280 ° C), ninth to twelfth static mixers 17i to 17l (tube length Four static mixers with a diameter of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ connected to each other, the internal temperature of 250 to 280 ° C, the thirteenth to sixteenth static mixers (17m to 17p) (0.5 m of pipe length and four internal diameters of 20 mmφ) In the state of connection, pipe | tube temperature 220-230 degreeC, the 17th-20th static mixers 17q-17t (pipe length 0.5m, 4 static mixers with an internal diameter of 20 mm phi), pipe | tube temperature 210-220 degreeC ) And the twenty-first to twenty-fourth static mixers (17u to 17x) (a pipe length of 0.5 m, a state in which four static mixers having an inner diameter of 20 mmφ are connected, and an inside temperature of a tube is 210 ° C).
폴리올 용액을 25.76 kg/h, MDI를 16.32 kg/h, 그리고 BHEB를 7.92 kg/h의 유속으로 통액했다.The polyol solution was passed through at a flow rate of 25.76 kg / h, MDI 16.32 kg / h, and BHEB at 7.92 kg / h.
제24 스태틱 믹서(17x)에서 유출된 반응물을 스트랜드 다이(19)로부터 압출, 이것을 펠릿화기(20)에 의해서 컷트한 후, 100℃, 24시간 건조하여, 펠릿형의 TPU를 얻었다.The reactant which flowed out in the 24th static mixer 17x was extruded from the strand die 19, and this was cut by the pelletizer 20, and it dried at 100 degreeC for 24 hours, and obtained the pellet-shaped TPU.
비교예 7Comparative Example 7
도 1에 도시하는 제조 장치(1a)에서 혼합부(3), 반응 포트(16) 및 단축 압출기(18)를 접속하지 않고, 직접 매크로폴리올, 폴리이소시아네이트, 사슬 연장제를 스태틱 믹서에 도입했다. 스태틱 믹서부(4)의 각 스태틱 믹서(17) 24개가 연속적으로 접속되도록 구성했다. 이것에, 실시예 6과 마찬가지(단, 매크로폴리올에 대한중량 기준에서의 디라우릴산디-n-부틸주석의 첨가량은 600 ppm)로 조정된 원료를 통액했다. 이하의 조작에 의해 TPU를 제조했다.In the manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 1, macropolyol, a polyisocyanate, and a chain extender were introduce | transduced directly into the static mixer, without connecting the mixing part 3, the reaction port 16, and the single screw extruder 18. FIG. Each static mixer 17 of the static mixer part 4 was comprised so that it may be connected continuously. The raw material adjusted to this was carried out similarly to Example 6 (however, the addition amount of di-n-butyltin dilauryl acid in the weight basis with respect to a macropolyol is 600 ppm). The TPU was manufactured by the following operation.
또, 스태틱 믹서부(4)는 제1∼제4 스태틱 믹서(17a∼17d)(관 길이 0.5 m, 내경 38 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 200∼250℃), 제5∼제8 스태틱 믹서(17e∼17h)(관 길이 0.5 m, 내경 13 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 250℃), 제9∼제12 스태틱 믹서(17i∼17l)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 230∼250℃), 제13∼제16 스태틱 믹서(17m∼17p)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 210∼220℃), 제17∼제20 스태틱 믹서(17q∼17t)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 200∼210℃), 제21∼제24 스태틱 믹서(17u∼17x)(관 길이 0.5 m, 내경 20 mmφ인 스태틱 믹서 4개를 접속한 상태, 관내 온도 190℃)로서 구성했다.Moreover, the static mixer part 4 is the 1st-4th static mixers 17a-17d (the state which connected four static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 38 mmφ, pipe | tube temperature 200-250 degreeC), 5th To 8th static mixers 17e to 17h (tube length 0.5 m, 4 static mixers with an inner diameter of 13 mmφ connected, internal temperature 250C), 9th to 12th static mixers 17i to 17l (tube length) Four static mixers with a diameter of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ connected to each other, the internal temperature of 230 to 250 ° C, the thirteenth to sixteenth static mixers (17 m to 17p) (four static mixers with a pipe length of 0.5 m and an internal diameter of 20 mmφ) In the state of connection, pipe | tube temperature 210-220 degreeC, the 17th-20th static mixers 17q-17t (pipe length 0.5m, 4 static mixers with an internal diameter of 20 mm phi), the inside temperature of 200-210 degreeC ) And the twenty-first to twenty-fourth static mixers (17u to 17x) (a pipe length of 0.5 m, a state in which four static mixers having an inner diameter of 20 mm phi were connected, and an internal temperature of the tube was 190 ° C).
폴리올 용액을 24.49 kg/h, NBDI를 16.28 kg/h, 그리고 BHEB를 7.92 kg/h의 유속으로 통액했다.The polyol solution was passed at a flow rate of 24.49 kg / h, NBDI 16.28 kg / h, and BHEB at 7.92 kg / h.
제24 스태틱 믹서(17x)에서 유출된 반응물을 스트랜드 다이(19)로부터 압출, 이것을 펠릿화기(20)에 의해서 컷팅한 후, 100℃에서 24 시간 동안 건조하여, 펠릿형의 TPU를 얻었다.The reactant which flowed out in the 24th static mixer 17x was extruded from the strand die 19, it was cut by the pelletizer 20, and it dried at 100 degreeC for 24 hours, and obtained the pellet-shaped TPU.
평가evaluation
시험예 1Test Example 1
실시예 1 및 비교예 2에서 얻어진 TPU의 하루 후의 용융 점도를 고가식 플로우테스터(시마즈 세이사쿠쇼사 제조, 형식: CFT-500 D, 측정 조건은 하기 항목 (3)과 동일.)를 이용하여 측정했다. 그 결과, 양쪽의 TPU 모두 10000 Pa.s 이상이었다.The melt viscosity after one day of the TPU obtained in Example 1 and Comparative Example 2 was measured using a high-priced flow tester (manufactured by Shimadzu Seisakusho Co., Ltd., model: CFT-500D, and measurement conditions are the same as those of the following item (3).) did. As a result, both TPUs were 10000 Pa.s or more.
이들 TPU를 냉암소에서 실온으로 보존하고, 2개월 후에 용융 점도를 측정하면, 실시예 1의 TPU는 잔존 이소시아네이트의 반응이 진행하여 15000 Pa.s 이상이 되어 있었던 데 대하여, 비교예 2의 TPU는 7000 Pa.s 이하가 되고, 계속하여 측정하면, 더욱 용융 점도가 저하하여 있는 것이 확인되었다. 비교예 2의 TPU의 용융 점도의 저하는 촉매에 의한 분해에 기인하는 것으로 추정되었다.When these TPUs were stored at room temperature in a cool dark place and the melt viscosity was measured after 2 months, the TPU of Example 1 had a reaction of the remaining isocyanate and had reached 15000 Pa.s or more, whereas the TPU of Comparative Example 2 was It became 7000 Pa.s or less and when it measured continuously, it was confirmed that melt viscosity fell further. It was estimated that the decrease in the melt viscosity of the TPU of Comparative Example 2 was due to decomposition by a catalyst.
시험예 2Test Example 2
실시예 3(HMDI 타입) 및 비교예 4(MDI 타입)에서 얻어진 TPU를 사출 성형기(미쓰비시 쥬코사 제조 75 MSII, 210℃로 설정)로 두께 3 mm의 100 ×100 mm의 플레이트를 제작했다. 얻어진 각 플레이트를 태양광이 닿는 실외에 일주일 방치하여, 내광 시험하였다. 일주일후, 각 플레이트를 비교한 결과, 실시예 3의 TPU로 이루어지는 플레이트는 변색하지 않은 데 대하여, 비교예 4의 TPU로 이루어지는 플레이트는 분명히 황변하여 있는 것이 확인되었다.The TPU obtained by Example 3 (HMDI type) and Comparative Example 4 (MDI type) was produced by using an injection molding machine (75 MSII manufactured by Mitsubishi Juko Co., Ltd., set at 210 ° C) of a plate of 100 × 100 mm having a thickness of 3 mm. Each plate obtained was left to stand outdoors for one week in sunlight, and the light resistance test was carried out. One week later, as a result of comparing the plates, it was confirmed that the plate made of the TPU of Example 3 did not discolor, whereas the plate made of the TPU of Comparative Example 4 was clearly yellowed.
시험예 3Test Example 3
실시예 1 및 비교예 5에서 얻어진 TPU를 브라펜더(부라펜더사 제조)를 이용하여, 폭 80 mm, 두께 0.1 mm의 시트형으로 성형하여, 하기 항목 (4)와 동일한 조건으로 피시 아이(겔화물)를 측정했다.The TPU obtained in Example 1 and Comparative Example 5 was molded into a sheet shape having a width of 80 mm and a thickness of 0.1 mm using a bra fender (manufactured by Brafender Co., Ltd.), and the fish eye (gelled) under the same conditions as in the following Item (4) ) Was measured.
그 결과, 비교예 5의 TPU에서는 가동 초기에 피시 아이가 확인되었다. 이것에 대하여, 실시예 4의 TPU에서는 가동으로부터 24 시간 지난 시점에서는 피시 아이를 확인할 수 없었다.As a result, the fish eye was confirmed in the initial stage of operation in the TPU of Comparative Example 5. On the other hand, in the TPU of Example 4, the fish eye could not be confirmed when 24 hours passed from the operation.
시험예 4Test Example 4
각 실시예 5, 6 및 각 비교예 6, 7에서 얻어진 TPU를 사출 성형 또는 필름으로 성형함으로써 시험편을 제조하여, 하기 (1)∼(5)의 항목에 관해서 측정했다. 또, 시험편은 100℃에서 24 시간 동안 열처리한 후에, 각종 시험에 제공하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.The test piece was produced by shape | molding the TPU obtained by each Example 5 and 6 and each comparative example 6 and 7, by injection molding or the film, and measured about the item of following (1)-(5). Moreover, the test piece was heat-processed at 100 degreeC for 24 hours, and then used for various tests. The results are shown in Table 1.
(1) 경도(1) hardness
23℃, 50% 상대 습도하에서 JIS K-7311에 기재한 방법에 의해 쇼어 경도를 측정했다. 또, 듀로미터는 A형을 사용했다.Shore hardness was measured by the method of JISK-7311 at 23 degreeC and 50% relative humidity. In addition, the durometer used A type.
(2) 인장 강도(단위: MPa), 파단 신장(단위: %), 인열 강도(단위: kN/m), 테이버 마모량(단위: mg), 압축 영구 왜곡율(단위: %)(2) Tensile strength (unit: MPa), elongation at break (unit:%), tear strength (unit: kN / m), amount of taper wear (unit: mg), compression set (unit:%)
23℃, 50% 상대 습도하에서 인장 강도, 파단 신장, 인열 강도 및 테이버 마모량을 JIS K-7311에 기재한 방법에 의해 측정했다. 압축 영구 왜곡률은 JIS K-6251에 기재한 방법에 의해, 70℃에서 20 시간 동안의 조건으로 측정했다.Tensile strength, elongation at break, tear strength and taper wear were measured at 23 ° C. and 50% relative humidity by the method described in JIS K-7311. The compression set was measured under the conditions of 20 hours at 70 ° C. by the method described in JIS K-6251.
(3) 유동 개시 온도(단위: ℃) 및 융점 범위(단위: ℃)(3) Flow start temperature (unit: ° C) and melting point range (unit: ° C)
실시예 5, 6 및 비교예 6, 7에서 얻어진 TPU의 펠릿(또는 플레이크) 2 g을 고가식 플로우테스터(시마즈 세이사쿠쇼 제조, 형식: CFT-500 D)에 충전하여, 1 mm(직경) ×10 mm(길이)의 노즐을 이용하고, 승온 속도 2.5 ℃/분, 하중 196 N의 조건으로 유동 개시 온도를 측정했다. 융점 범위는 펠릿(또는 플레이크) 2 g이 용융을 시작한 온도와, 노즐로부터 유출이 완료한 온도의 차이로서 측정했다.2 g of pellets (or flakes) of the TPU obtained in Examples 5 and 6 and Comparative Examples 6 and 7, were charged into an expensive flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation, model: CFT-500D), and 1 mm (diameter). The flow start temperature was measured on the conditions of a temperature increase rate of 2.5 degree-C / min, and a load of 196 N using the nozzle of 10 mm (length). The melting point range was measured as the difference between the temperature at which 2 g of pellets (or flakes) started melting and the temperature at which the outflow from the nozzle was completed.
(4) 피시 아이(단위: 개/300 cm(4) fish child (unit: dog / 300cm 22 ))
실시예 5, 6 및 비교예 6, 7에서 얻어진 TPU를 두께 100 ㎛의 필름에 성형한 후, 길이 200 mm, 폭 150 mm의 필름을 잘라내고, 80 ㎛ 이상의 직경을 갖는 소괴립(小塊粒)을 편광 현미경으로 측정하여, 갯수를 측정했다.After molding the TPU obtained in Examples 5 and 6 and Comparative Examples 6 and 7, to a film having a thickness of 100 µm, the film having a length of 200 mm and a width of 150 mm was cut out and small granules having a diameter of 80 µm or more. ) Was measured with a polarizing microscope, and the number was measured.
(5) 황변성(ΔYI)(5) yellowing (ΔYI)
비교예 6, 7에서 얻어진 TPU의 사출 성형 시트를 이용하여, JIS K-7350-2A법에 준거하여 측정했다. 크세논 조사 시험기(수퍼크세논 웨더미터 SX75: 스가 시험기 제조)를 이용하고, 블랙 패널 온도 63℃, 상대 습도 50%, 조도 0.35 w/m2의 조건하에서 조사한 후, 1000 시간에서 시험편을 추출하고, 옐로우 인덱스의 증가율로 평가했다.It measured based on JISK-7350-2A method using the injection molding sheet of TPU obtained by the comparative examples 6 and 7. Using a xenon irradiation tester (Super Xenon Weather Meter SX75: manufactured by Suga Tester Co., Ltd.) and irradiating under conditions of a black panel temperature of 63 ° C., a relative humidity of 50%, and an illuminance of 0.35 w / m 2 , the test piece was extracted at 1000 hours, and yellow. Evaluated by the growth rate of the index.
상기한 바와 같이 본 발명의 예시적인 구체예를 제시하였지만, 이는 단지 예시를 목적으로 한 것일 뿐 제한적으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 변형 실시는 당업자에게는 명백할 것이며, 이또한 후술하는 특허청구의 범위 내에 있는 것이다.While exemplary embodiments of the present invention have been presented as described above, these are merely for illustrative purposes and should not be construed as limiting. Modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art, which are also within the scope of the following claims.
이상 진술한 바와 같이, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄의 제조 방법 및 제조 장치에 따르면 겔화물의 발생을 유효하게 방지할 수 있고, 고융점의 매크로폴리올이나 고융점의 사슬 연장제, 또, 반응이 느린 폴리이소시아네이트를 이용하여 열가소성 폴리우레탄을 연속하여 제조할 수 있다. 또한, 이축 압출기를 이용하지 않기 때문에, 스크류의 기계적인 전단에 의해 눌러 붙거나, 스크류의 홈에서의 체류에 의한 겔화물이 생기는 일이 없고, 또, 촉매량을 저감하여 제조할 수 있다. 그 결과, 물성 저하나 경시 열화가 적은 열가소성 폴리우레탄이나 저경도의 열가소성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.As mentioned above, according to the manufacturing method and manufacturing apparatus of the thermoplastic polyurethane of this invention, generation | occurrence | production of a gelled product can be effectively prevented, and a macropolyol of a high melting point, a chain extender of a high melting point, and slow reaction Polyisocyanates can be used to continuously produce thermoplastic polyurethanes. Moreover, since a twin screw extruder is not used, it does not press by a mechanical shear of a screw, and does not produce gelation by retention in a groove | channel of a screw, and can manufacture by reducing a catalyst amount. As a result, a thermoplastic polyurethane with little physical property degradation and deterioration with time can be manufactured.
이로 인해 상기한 바와 같이 얻어지는 열가소성 폴리우레탄은 눌러 붙은 것이나 겔화물이 적고, 또한, 물성 저하나 경시 열화가 적으며, 또, 인장 강도, 파단 신장, 인열 강도, 압축 영구 왜곡률 등 기계적 물성이 우수한 동시에, 경도가 동일한 경우라도 유동 개시 온도가 낮고 융점 범위가 넓어 성형 가공성이 우수하다. 더구나, 눌러 붙은 것, 과립에 관련된 겔화물도 적고, 또, 소위 무황변 폴리이소시아네이트가 이용되더라도 제조시에 촉매량을 저감할 수 있기 때문에, 보다 더욱 황변하지 않는다고 하는 우수한 성질을 갖고 있다.As a result, the thermoplastic polyurethane obtained as described above is less squeezed or gelled, there is less physical degradation and deterioration with time, and also has excellent mechanical properties such as tensile strength, elongation at break, tear strength, and compression set. Even if the hardness is the same, the flow start temperature is low and the melting point range is wide, thereby excellent molding processability. In addition, there are few gels associated with the pressed and granules, and even if so-called unyellowed polyisocyanate is used, the amount of catalyst can be reduced during production, and thus has excellent properties of not being yellowed further.
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