KR20120122871A - Treating method and treating apparatus for expanded urethane - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 가전품이나 자동차나 건축물 등에 사용되고 있는 발포 우레탄의 폐기물을 리사이클 처리하기 위한 발포 우레탄의 처리 방법에 관련된 것으로서, 특히, 발포 우레탄을, 약제를 사용한 분해 반응에 의해 처리하는 발포 우레탄의 처리 방법 및 그 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 환경 문제가 중요해지는 가운데, 폐기물 처리 비용이 해마다 높아지고 있다. 발포 우레탄 등의 열경화성 수지에 대해서도 재생 재이용의 분위기가 높아지고 있다. 발포 우레탄의 리사이클 방법이 몇 가지 제안되어 있는데, 그 처리 속도를 향상시키기 위하여 고온 고압 하의 화학 반응을 이용하는 것을 생각할 수 있다.In recent years, while environmental issues are becoming more important, waste disposal costs are increasing year by year. The atmosphere for recycling reuse is also increasing for thermosetting resins such as foamed urethane. Several methods of recycling urethane foams have been proposed, and it is conceivable to use a chemical reaction under high temperature and high pressure in order to improve the processing speed thereof.
한편, 발포 우레탄의 폐기물은 비중이 0.1 이하이고 매우 부피가 커, 화학 처리하는 경우에도 감용(減容) 처리의 방법이 중요한 과제이다. 특히 단열성을 유지하기 위하여, 기포가 독립되어 있어 기계 강도가 높다. 그 때문에 기포를 파괴하면서 감용할 필요가 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 압출기를 이용하는 것이 제안되어 있다.On the other hand, the waste of foamed urethane has a specific gravity of 0.1 or less and is very bulky, and the method of reduction treatment is important even when chemically treated. In particular, in order to maintain thermal insulation, bubbles are independent and mechanical strength is high. For this reason, it is necessary to reduce the bubble while cutting it. In order to solve this problem, it is proposed to use an extruder.
그러나, 부피가 크고 비중이 작기 때문에 압출기로의 재료의 공급성이 나쁘고, 원료가 부피가 크기 때문에 반응 시간을 유지하기 위하여, 반응 용기를 크게 하면 반응의 균일성을 유지하기가 어렵다는 문제가 있다.However, there is a problem that it is difficult to maintain the uniformity of the reaction when the reaction vessel is enlarged in order to maintain the reaction time because of the large volume and the small specific gravity, the supplyability of the material to the extruder is poor, and the raw material is bulky.
이러한 상황 가운데, 2축 압출기를 이용하여, 그 안에서 화학 반응을 이용하면서 분해 미세화하는 방법(특허문헌 1)이나 가열하면서 압축하는 방법(특허문헌 2)이 제안되어 있다.In such a situation, the method of compacting decomposition (patent document 1) and the method of compressing while heating (patent document 2) are proposed using a twin screw extruder, using a chemical reaction in it.
그러나, 특허문헌 1에서는 2축 압출기를 사용하고 있기 때문에 장치의 비용이 높아진다. 또한, 반응 시간을 충분히 유지할 수 없다는 문제가 있다.However, in
이 반응 시간의 문제를 해결하기 위하여 특허문헌 3에서는 반응조를 압출기에 장착하여 체류 시간을 확보하고 있다. 그러나, 이 방법은, 압출기로부터 연속적으로 반응조에 공급된 원료가 반응조에 유지되는 구조이므로, 반응조로부터의 생성물의 배출은 연속적이지 않다. 그 때문에, 반응조에 처음에 공급된 원료와 마지막에 공급된 원료 사이에는 공급에 필요로 한 시간에 상당하는 반응 시간의 차이가 발생한다. 그 때문에 생성물이 불균일해진다.In order to solve the problem of this reaction time, patent document 3 attaches a reaction tank to an extruder, and ensures the residence time. However, in this method, since the raw material supplied to the reactor continuously from the extruder is held in the reactor, the discharge of the product from the reactor is not continuous. Therefore, the difference of reaction time corresponding to the time required for supply arises between the raw material initially supplied to the reaction tank, and the raw material last supplied. As a result, the product becomes nonuniform.
한편, 가교 폴리에틸렌을 처리하기 위한 장치로서 특허문헌 4와 같이 반응관을 압출기에 장착하는 장치가 제안되어 있다.On the other hand, as an apparatus for processing crosslinked polyethylene, the apparatus which mounts a reaction tube in an extruder like patent document 4 is proposed.
특허문헌 4에 나타내는 장치라면, 반응관으로부터의 생성물을 연속적으로 토출할 수 있으므로 반응 시간을 균일하게 컨트롤하는 것이 가능하다. 이 특허문헌 4에서, 압출기에 고압으로 액체나 가스를 주입하는 경우, 처음에 수지만을 압출기에 공급하여 압출기 내를 가득 채워, 주입하는 액체나 가스가 호퍼 측으로 누출되지 않도록 할 필요가 있다.In the apparatus shown in Patent Document 4, since the product from the reaction tube can be discharged continuously, it is possible to control the reaction time uniformly. In Patent Document 4, when injecting liquid or gas into the extruder at high pressure, it is necessary to first supply only a resin to the extruder to fill the inside of the extruder so that the injected liquid or gas does not leak to the hopper side.
즉, 첫번째 과제로서, 압출기로의 액체나 가스의 주입 타이밍을 틀리면 그것들이 호퍼 측으로 누출되는 문제를 들 수 있다. 압출기는 압력 용기이므로 재료가 어디까지 공급되었는지를 확인하기가 곤란하다는 문제가 있었다.That is, as a 1st subject, when the timing of injecting liquid or gas into an extruder is incorrect, they may leak to the hopper side. Since the extruder is a pressure vessel, there is a problem that it is difficult to confirm where the material is supplied.
또한, 장치의 기동 단계에서는 충분한 약제가 주입되어 있지 않은 폴리머가 반응관을 지나게 된다. 그 결과, 반응관으로부터 토출되는 재료는 미반응 생성물을 많이 포함하게 된다. 특허문헌 4에서는 생성물도 공급하는 원료도 폴리머인 것이 상정되어 있으므로, 점도의 변화는 크지 않다. 그러나, 폴리우레탄을 모노머화하는 경우, 생성물은 상온에서 액체가 되고, 경우에 따라서는 기체가 되는 경우도 생각할 수 있다. 또 반응관 내에서는 기체가 되어 있다. 이러한 경우, 주입하는 약제 또는 반응이 진행되어 생긴 생성물은 압출기의 호퍼 측으로 용이하게 역류한다. 폴리머로부터 폴리머를 얻는 경우에는 약제의 역류와 동시에 폴리머도 역류하기 때문에, 압출기 내에서 호퍼 측으로 역류한 폴리머는 압출기로 다시 반응관 측으로 되돌려지는 결과, 압출기 내가 가득 차 하류 측의 약제의 역류를 방지하는 것이 가능하지만, 생성물이 상온에서 기체나 액체의 물질인 경우에는 점도가 낮기 때문에 한번 역류하면 다시 반응관 측으로 되돌리기가 어렵고, 그 결과, 약제나 생성물이 정상적(定常的)으로 계속 역류하는 문제가 발생한다.In addition, at the start-up stage of the device, a polymer that does not have sufficient drug injected passes through the reaction tube. As a result, the material discharged from the reaction tube contains many unreacted products. In patent document 4, since the raw material which also supplies a product is also assumed to be a polymer, the change of a viscosity is not large. However, in the case where the polyurethane is monomerized, it may be considered that the product becomes a liquid at normal temperature and, in some cases, a gas. In addition, it becomes a gas in a reaction tube. In this case, the drug to be injected or the product resulting from the reaction easily flows back to the hopper side of the extruder. In the case of obtaining a polymer from the polymer, the polymer also flows back at the same time as the backflow of the drug, so that the polymer backflowed to the hopper side in the extruder is returned to the reaction tube side by the extruder, thereby preventing the backflow of the drug on the downstream side of the extruder. However, if the product is a gaseous or liquid substance at room temperature, the viscosity is low, so once it flows back, it is difficult to return to the reaction tube side, and as a result, the drug or product continues to flow back normally. do.
이 상태가 더욱 계속되면 실린더 벽면이 약제나 생성물에 의해 젖는 결과, 원료를 공급할 수 없게 되고, 결과적으로 반응관 측으로 재료를 보낼 수 없게 되는 문제가 발생한다.If this state continues further, as a result of the cylinder wall surface being wetted by the drug or the product, the raw material cannot be supplied, and as a result, the material cannot be sent to the reaction tube.
즉, 폴리머의 모노머화에 압출기를 이용하는 경우, 특허문헌 4에서는 큰 문제가 되지 않은 점이 앞서 나타낸 첫번째 과제로서 중요해진다.That is, when using an extruder for monomerization of a polymer, the point which is not a big problem in patent document 4 becomes important as a 1st subject mentioned above.
또한, 장치 기동시에는 약제를 공급하지 않는 상태에서 압출기에 투입한 원료가 처음에 배출되게 되어, 반응이 불충분한 생성물이 토출된다. 이에 더하여, 장치 정지일 때에는 시일의 파괴에 의한 호퍼 측으로의 원료의 역류를 방지하기 위하여, 약제의 공급을 멈추고 나서 원료 또는 열가소성 폴리머 등 반응관 내를 치환하기 위한 재료를 계속 공급하여 반응관 내의 약제를 배출한 후에 장치를 멈출 필요가 있다. 그 때문에, 장치 정지시에도 반응관의 출구로부터, 원료 또는 약제의 치환을 목적으로 하는 생성물 이외의 물질이 배출된다.In addition, at the time of starting the apparatus, the raw materials introduced into the extruder are first discharged in a state where no chemical is supplied, and a product having insufficient reaction is discharged. In addition, when the device is stopped, in order to prevent backflow of the raw material to the hopper side due to the breakage of the seal, after supply of the chemical is stopped, the material in the reaction tube is continuously supplied by supplying a material for replacing the reaction tube such as the raw material or the thermoplastic polymer. The device needs to be stopped after draining. Therefore, even when the device is stopped, substances other than the product intended for the replacement of the raw material or the drug are discharged from the outlet of the reaction tube.
모노머를 얻는 장치에 있어서는, 반응관으로부터 토출되는 모노머가 기체가 되어 있기 때문에 생성물의 회수 장치는 밀폐형으로 되어 있을 필요가 있다. 따라서, 상기와 같은 목적으로 하는 물질 이외의 것을 연속 운전 중에 제거하기가 곤란하다. 또한, 같은 이유에서 검사를 위하여 운전 도중에 생성물을 샘플링하는 것도 곤란하였다.In the apparatus which obtains a monomer, since the monomer discharged | emitted from a reaction tube becomes a gas, the product collection | recovery apparatus needs to be sealed. Therefore, it is difficult to remove other than the substance for the above object during continuous operation. It was also difficult to sample the product during operation for inspection for the same reason.
따라서, 두번째 과제로서 연속적으로 밀폐 용기 내에 토출되는 생성물을 임의의 시간대에서 밖으로 꺼내는 방법을 들 수 있다. 또한, 상기 서술한 바와 같이 밀폐된 생성물 회수 용기 내에 배출되는 물질의 성상이 변화되기 때문에, 생성물 회수 용기 내의 압력도 변동되어, 안전하게 운전하기 위한 연구가 필요하게 되는 것이 밝혀졌다.Therefore, as a 2nd subject, the method of taking out the product discharged in a sealed container continuously in arbitrary time slots is mentioned. Moreover, since the property of the substance discharged | emitted in the sealed product recovery container changes as mentioned above, it turned out that the pressure in a product recovery container changes, and the study for safe operation is needed.
이러한 과제로부터, 압출기를 사용하여 연속적으로 모노머를 생성할 수 있는 방법이 제안되어 있음에도 불구하고 리사이클이 곤란하여, 현재는 대부분이 매립되고 있다. 그러나 매립 비용이나 매립지의 용량의 문제가 발생하고 있어, 폐기물의 삭감은 필수적인 과제이다.Although the method which can produce | generate a monomer continuously using an extruder is proposed from such a subject, recycling is difficult and most of it is currently buried. However, there is a problem of landfill costs and landfill capacity, and waste reduction is an essential task.
그래서, 본 발명의 목적은, 상기 과제를 해결하고, 발포 우레탄을 고온 고압장에서 약제와 반응시켜 모노머화할 때에, 약제의 주입을 적확하게 행할 수 있는 발포 우레탄의 처리 방법 및 그 처리 장치를 제공하는 것에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a foaming urethane treatment method capable of precisely injecting a chemical agent when the foamed urethane is reacted with a chemical agent at a high temperature and high pressure, and to provide a method for treating the foamed urethane. Is in.
상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1의 발명은, 발포 우레탄을 공급용 압출기에 투입하고, 당해 공급용 압출기 내의 스크루로 발포 우레탄을 압출하면서 가압함과 함께 발포 우레탄을 가열하고, 공급용 압출기에 접속된 약제 주입 장치로부터 약제를 고온 고압의 발포 우레탄에 주입하고, 그 후 상기 공급용 압출기로부터 반응관에 유통시켜 발포 우레탄을 고온 고압장을 이용하여 모노머화함에 있어서, 스크루에 주어져 있는 토크값을 바탕으로 상기 약제 주입 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 발포 우레탄의 처리 방법이다.In order to achieve the above object, the invention according to
청구항 2의 발명은, 발포 우레탄을 분해 처리하기 전에, 미리 발포 우레탄을 공급용 압출기에 투입하고, 상기 공급용 압출기에 접속된 상기 약제 주입 장치의 약제 주입부에 도달하는 시점의 상기 스크루의 토크값을 측정해 두고, 발포 우레탄을 모노머화할 때에, 상기 측정한 토크값 이상이 되고 나서, 상기 약제 주입 장치로부터 미리 가열한 약제를 주입하는 청구항 1에 기재된 발포 우레탄의 처리 방법이다.In the invention of
청구항 3의 발명은, 상기 반응관에서 모노머화된 발포 우레탄의 모노머를, 압력 조정 장치를 통과시켜 감압한 후, 생성물 회수 용기 내에 도입하고, 그 생성물 회수 용기에 의해 압력을 조정하면서 분해 처리된 모노머를 회수하는 청구항 1 또는 2에 기재된 발포 우레탄의 처리 방법이다.The invention of claim 3 is a monomer obtained by decomposing the monomer of the foamed urethane monomerized in the reaction tube through a pressure regulating device, and then introduced into a product recovery vessel and adjusting the pressure by the product recovery vessel. It is a processing method of the expanded urethane of
청구항 4의 발명은, 상기 생성물 회수 용기 내에는, 가동식의 미분해 생성물 회수 용기를 구비하고, 상기 압력 조정 장치로부터 상기 생성물 회수 용기에 도입되는 생성물을 가동식의 미분해 생성물 회수 용기로 선택적으로 회수하여, 충분히 반응하고 있지 않은 생성물을 채취하는 청구항 3에 기재된 발포 우레탄의 처리 방법이다.According to a fourth aspect of the present invention, in the product recovery container, a movable undecomposed product recovery container is provided, and the product introduced into the product recovery container from the pressure adjusting device is selectively recovered by a movable undecomposed product recovery container. And the processing method of the expanded urethane of Claim 3 which collects the product which does not fully react.
청구항 5의 발명은, 상기 압력 조정 장치로부터 상기 생성물 회수 용기에 생성물을 배출하는 배관에는, 샘플링 기구가 설치되고, 그 샘플링 기구로, 상기 압력 조정 장치로부터 배출되는 생성물을 채취하는 청구항 3에 기재된 발포 우레탄의 처리 방법이다.According to the invention of claim 5, a sampling mechanism is provided in a pipe for discharging the product from the pressure adjusting device to the product recovery container, and the foaming according to claim 3 which collects the product discharged from the pressure adjusting device by the sampling mechanism. It is a processing method of urethane.
청구항 6의 발명은, 약제가, 디올 또는 하이드록실기를 2개 이상 가지는 폴리올이고, 생성물로서 얻어지는 모노머가 하이드록실기를 2개 이상 가지는 폴리올인 청구항 1에 기재된 발포 우레탄의 처리 방법이다.The invention of claim 6 is a method for treating the urethane foam according to
청구항 7의 발명은, 발포 우레탄을 공급용 압출기에 투입하고, 당해 공급용 압출기 내의 스크루로 발포 우레탄을 압출하면서 가압함과 함께 발포 우레탄을 가열하고, 공급용 압출기에 접속된 약제 주입 장치로부터 약제를 고온 고압의 발포 우레탄에 주입하고, 그 후 상기 공급용 압출기로부터 반응관에 유통시켜 발포 우레탄을 고온 고압장을 이용하여 모노머화하는 발포 우레탄의 처리 장치에 있어서, 상기 스크루를 구동하는 모터에 토크 센서를 설치하고, 그 토크 센서의 토크값을 바탕으로 상기 약제 주입 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 발포 우레탄의 처리 장치이다.According to the invention of claim 7, the foamed urethane is introduced into a supply extruder, the foamed urethane is extruded while the foamed urethane is extruded with a screw in the supply extruder, the foamed urethane is heated, and the drug is injected from the chemical injection device connected to the supply extruder. In the urethane foam processing apparatus which injects into the urethane of high temperature and high pressure, and distributes it to the reaction tube from the said extruder for supply, and monomerizes urethane of urethane using a high temperature high pressure field, the torque sensor is provided to the motor which drives the said screw. Is installed, and the drug injection device is controlled based on the torque value of the torque sensor.
청구항 8의 발명은, 상기 반응관의 출구에 압력 조정 장치가 접속되고, 그 압력 조정 장치에, 생성물을 냉각시켜 회수하는 생성물 회수 용기가 접속되고, 그 생성물 회수 용기 내에, 충분히 반응하고 있지 않은 생성물을 채취하는 가동식의 미분해 생성물 회수 용기가 설치되는 청구항 7에 기재된 발포 우레탄의 처리 장치이다.According to the invention of claim 8, a pressure regulating device is connected to an outlet of the reaction tube, and a product recovery container for cooling and recovering a product is connected to the pressure adjusting device, and a product that is not sufficiently reacted in the product recovery container. It is a processing apparatus of the foamed urethane of Claim 7 with which the movable undecomposed-product collection container which collect | collects is provided.
청구항 9의 발명은, 상기 압력 조정 장치로부터 상기 생성물 회수 용기에 생성물을 배출하는 배관에는, 상기 압력 조정 장치로부터 배출되는 생성물을 채취하는 샘플링 기구가 설치되는 청구항 7에 기재된 발포 우레탄의 처리 장치이다.Invention of Claim 9 is the processing apparatus of foamed urethane of Claim 7 with which the sampling mechanism which collect | collects the product discharged from the said pressure regulator is provided in the piping which discharges a product from the said pressure regulator to the said product collection container.
본 발명에 의하면, 가전품이나 자동차나 건축물 등에 사용되고 있는 발포 폴리우레탄의 폐기물을, 공급용 압출기를 사용하여 고온 고압 분위기 중에서 연속적으로 화학 처리할 때에, 약제 주입을 적확하게 행함으로써, 약제의 역류를 방지한 연속적인 처리가 가능하게 된다는 우수한 효과를 발휘한다.According to the present invention, when the waste of the foamed polyurethane used in home appliances, automobiles, buildings, etc. is continuously chemically treated in a high temperature and high pressure atmosphere using a supply extruder, the drug injection is precisely performed to thereby reverse the flow of the drug. It has an excellent effect of being able to prevent continuous processing.
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 생성물 회수 용기의 상세를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 얻어진 생성물의 분자량 분포의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 있어서, 약제를 주입하는 타이밍을 설명하는 도면이다.1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the detail of the product recovery container shown in FIG.
3 is a diagram showing a measurement result of molecular weight distribution of a product obtained in the example of the present invention.
It is a figure explaining the timing to inject | pour a chemical | medical agent in this invention.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 상세히 서술한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one preferred embodiment of this invention is described in detail based on an accompanying drawing.
먼저, 도 1에 따라 발포 우레탄 처리 장치를 설명한다.First, a foaming urethane treatment apparatus is demonstrated according to FIG.
도 1에 있어서, 10은, 발포 우레탄 공급 피더이며, 그 발포 우레탄 공급 피더(10)에 공급용 압출기(11)가 접속되고, 그 공급용 압출기(11)의 토출구(11d)에 반응관(12)이 접속되고, 반응관(12)에, 밸브나 기어 펌프 등으로 이루어지는 압력 조정 장치(13)를 통하여 생성물 회수 용기(14)가 접속된다.In FIG. 1, 10 is a foamed urethane supply feeder, the supplying
발포 우레탄 공급 피더(10)에 투입되는 발포 우레탄(P)은, 가전품이나 자동차나 건축물 등, 단열용으로 사용되고 있는 폐기물로서의 발포 폴리우레탄으로서, 분쇄하여 상온에서 가압 압축된 것 등으로 이루어진다.Foamed urethane P injected into the foamed
발포 우레탄 공급 피더(10)는, 스크루 피더, 테이블 피더, 서클 피더 등을 사용하면 되며, 공급량이 안정된 것을 선택할 필요가 있다. 공급량을 측정하여 공급 속도를 자동 조정하는 로스 인 웨이트(Loss-in-weight) 방식이 보다 바람직하다.For the foamed
공급용 압출기(11)는, 도면에 나타내는 바와 같이 실린더(11c) 내에 단축의 스크루(11s)를 설치하여 형성된다. 단축 압출기 외에 스크루가 2개인 2축 압출기를 비롯하여 다축인 것이 시판되어 있으나, 본 발명에서는, 구조가 단순하고 저렴한 단축 압출기로 한다. 단축 압출기를 유효 활용하여 우레탄을 가압하는 방법으로는 일본 특허출원 제2010-104900호의 방법과 동일하게 하였다.The
공급용 압출기(11)로서, 단축 압출기를 사용한 경우에도 단축 압출기로의 폴리우레탄 공급에 압출기로 이루어지는 공급 피더(10)를 사용하고, 호퍼(11h)와 공급용 압출기(11)의 접합부에 닿는 공급용 압출기(11)의 실린더(11c)에 설치된 개구부(11a)의 50% 이상을 차지하는 면적이 공급하는 원료에 덮이지 않는 조건으로 재료를 공급하는 것이 바람직하다. 공급하는 재료가 적은 경우, 개구부(11a)에 공급된 재료는 바로 실린더(11c)의 토출 방향으로 보내져 없어지므로 개구부(11a)는 원료에 덮이지 않는다. 공급량을 증가시키면, 개구부(11a)의 토출 측이 원료에 덮여 간다. 더욱 공급량을 증가시키면 원료가 서서히 개구부(11a) 전체로 퍼져 간다. 브리지의 용이함은 개구부(11a)에 고인 원료의 무게에 대하여, 개구부(11a)의 벽면과 원료의 마찰 저항력이 커질수록 브리지하기 쉬워진다. 따라서, 개구부(11a)가 완전히 원료로 막혀 개구부(11a)의 벽면과 원료의 접촉 면적이 넓지 않은 상태를 유지하여 운전하는 것이 바람직하다.As a
공급용 압출기(11)로서, 단축 압출기로 폴리머를 압출할 때, 일반적으로는 피더가 없어도 재료를 공급할 수 있다. 그러나, 특히 발포되어 있어 비중이 가볍고 형상이 제각각이며 브리지하기 쉬운 분쇄물 등을 공급하는 경우에는 상기와 같이 공급 피더(10)를 사용하여 실린더(11c)의 개구부(11a)가 완전히 원료로 채워지지 않는 상태로 컨트롤하는 것이 유효하다.As the
이 공급용 압출기(11)의 토출구(11d) 가까이에는, 즉, 토출구(11d)의 상류 측이고, 또한 발포 우레탄(P)으로 압출 가압되어 공급용 압출기(11) 내가 원료로 시일 존(Zc)이 형성되는 보다 하류 측에, 디올 등의 약제를 주입하는 약제 주입부(15)가 형성되고, 그 약제 주입부(15)에 약제를 가열하여 공급하는 약제 주입 장치(16)가 접속된다. 약제 주입 장치(16)는, 약제 탱크(17)와, 약제 탱크(17)와 약제 주입부(15)를 연결하는 약제 배관(18)과, 약제 배관(18)에 접속되어 약제를 가압하여 공급하는 약제 펌프(19)와, 약제 배관(18) 내의 약제를 가열하는 히터(21)로 이루어진다.It is near the
약제로서 사용하는 디올(글리콜)은, 에틸렌글리콜이나 디에틸렌글리콜을 사용하는 것이 가장 유효한 것으로 생각되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 디올을 포함하는 다가 알코올을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어 글리세린, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 펜탄디올, 폴리에틸렌글리콜, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 메틸카르비톨, 트리에틸렌글리콜, 에틸카르비톨, 테트라에틸렌글리콜, 부틸카르비톨 등 다관능의 알코올류를 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.Although diol (glycol) used as a chemical | medical agent is considered to be the most effective using ethylene glycol and diethylene glycol, It is not limited to this. It is also possible to use polyhydric alcohols, including for example diols. For example, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,3-butanediol, propylene glycol, polypropylene glycol, pentanediol, polyethylene glycol, pentaerythritol, sorbitol, methylcarbitol, triethylene glycol, ethyl Polyfunctional alcohols, such as carbitol, tetraethylene glycol, and butyl carbitol, can also be used individually or in mixture of 2 or more types.
약제를 가열하지 않고 실온에서 압출기에 공급하고, 그 후 반응관의 외부로부터 가열하면, 생성물을 얻을 수는 있지만 반응관 내부의 온도 분포가 발생한다. 즉 상온에서 약제를 압출기에 공급한 경우, 압출기 또는 반응관 안에서 재료를 가열하게 된다. 이때 압출기나 반응관의 벽면으로부터 가열하게 되므로 온도 분포가 발생하기 쉽고, 그 결과 반응 생성물이 균일해지지 않는 문제가 있다. 이 때문에, 미반응의 고형분이 생성물에 포함되는 문제가 발생하므로 약제를 미리 가열해 두는 것이 바람직하고, 미리 가온한 약제를 주입함으로써 확산을 촉진시킴과 함께, 온도를 균일하게 할 수 있게 된다.If the drug is supplied to the extruder at room temperature without heating, and then heated from the outside of the reaction tube, a product can be obtained but a temperature distribution inside the reaction tube occurs. That is, when the drug is supplied to the extruder at room temperature, the material is heated in the extruder or the reaction tube. At this time, since the heating from the wall surface of the extruder or the reaction tube tends to occur a temperature distribution, as a result there is a problem that the reaction product is not uniform. For this reason, since a problem arises that an unreacted solid content is contained in the product, it is preferable to heat the drug in advance. By injecting a previously heated drug, the diffusion can be promoted and the temperature can be made uniform.
공급용 압출기(11)는, 그 스크루(11s)가 모터(20)로 구동된다. 모터(20)에, 토크 센서(22)가 설치되고, 토크 센서(22)의 검출값으로 약제 주입 장치(16)의 약제 펌프(19)가 제어되도록 되어 있다.The
폴리우레탄의 분자사슬 골격은 150℃?250℃에서 주쇄의 운동이 보인다. 150℃ 이상으로 함으로써 압출기 내에서 폴리우레탄을 압축하는 것이 가능하다. 한편, 250℃보다 고온으로 하면 우레탄이 실린더 표면에서 미끄러져 강한 힘으로 재료를 앞으로 보낼 수 없게 되어, 결과적으로 압축할 수 없는 문제가 있다.The molecular chain skeleton of the polyurethane shows the movement of the main chain at 150 ° C to 250 ° C. By setting it as 150 degreeC or more, it is possible to compress a polyurethane in an extruder. On the other hand, if the temperature is higher than 250 ° C., urethane may slip on the surface of the cylinder so that the material cannot be sent forward with a strong force, and as a result, there is a problem that it cannot be compressed.
그래서, 공급용 압출기(11)로부터 반응관(12)에 이르기까지의 장치 구성에 있어서, 공급 존(Za) 및 가압 존(Zb)의 온도를, 각각 100℃?150℃ 및 150℃?250℃로 하고, 반응관(12) 내의 반응 존(Zd)의 온도 및 압력을 200℃?300℃, 압력 0.5MPa?10MPa, 반응 시간 5?30분을 유지함으로써, 공급과 가압과 분해 반응이 가능하다. 즉, 독립된 온도 조절 존(Za, Zb, Zd)을 3개 이상 가지고 있을 필요가 있다.Therefore, in the apparatus configuration from the
여기서, 반응관(12) 내에서의 반응 온도는 200℃?300℃로 하는 것이 바람직하다. 반응 온도를 200℃보다 낮게 한 경우, 생성물의 분해가 느려, 목적으로 하는 폴리올은 얻어지지만, 반응이 충분히 진행되지 않음으로써, 남은 고형분의 성분이 혼입되므로 반응 온도는 200℃ 이상이 바람직하다. 또 반응 온도를 300℃보다 높게 하면 생성물의 분해가 지나치게 진행되어 아민이 발생하고, 강한 이취(異臭)가 발생하므로, 반응 온도는 300℃ 이하가 바람직하다.Here, it is preferable to make reaction temperature in the reaction tube 12 into 200 to 300 degreeC. When the reaction temperature is lower than 200 ° C., the decomposition of the product is slow and the target polyol is obtained. However, since the reaction does not proceed sufficiently, the components of the remaining solid content are mixed so that the reaction temperature is preferably 200 ° C. or higher. When the reaction temperature is higher than 300 ° C, decomposition of the product proceeds excessively, amine is generated and strong odor is generated. Therefore, the reaction temperature is preferably 300 ° C or lower.
공급용 압출기(11) 및 반응관(12)은 내압 설계된 용기일 필요가 있다.The
여기서 공급용 압출기(11)의 토출구(11d)의 온도는, 원료(발포 우레탄)의 연화점 온도 이상, 또한 연화점+100℃ 고온 이하이고, 또한 압출기 토출구의 온도를 A(℃), 약제의 주입 온도 B(℃), 반응 온도를 C(℃), 원료의 토출량을 Wa(g/min), 약제의 주입량을 Wb(g/min)로 하였을 때, 모든 상태에서 비열이 1인 경우에 약제 혼합 전의 온도 A, B와 혼합 후의 온도 C'에는 다음과 같은 관계가 있다.Here, the temperature of the
C'(Wa+Wb)=AWa+BWbC '(Wa + Wb) = AWa + BWb
C'=(AWa+BWb)/(Wa+Wb) …(1)C '= (AWa + BWb) / (Wa + Wb) (One)
C'의 온도가 목적으로 하는 반응 온도 C에 대하여, C-50<C'<C+50의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 C-50<C'<C+50에 (1) 식을 대입하고,It is preferable that C 'temperature exists in the range of C-50 <C' <C + 50 with respect to reaction temperature C made into the objective. Substituting this formula into C-50 <C '<C + 50,
C-50<(AWa+BWb)/(Wa+Wb)<C+50C-50 <(AWa + BWb) / (Wa + Wb) <C + 50
(C-50)(Wa+Wb)<AWa+BWb<(C+50)(Wa+Wb) …(2)(C-50) (Wa + Wb) <AWa + BWb <(C + 50) (Wa + Wb). (2)
(2) 식의 (C-50)(Wa+Wb)<AWa+BWb로부터,From (C-50) (Wa + Wb) <AWa + BWb of the formula,
(C-50)(Wa+Wb)-AWa<BWb(C-50) (Wa + Wb) -AWa <BWb
[(C-50)(Wa+Wb)-AWa]/Wb<B …(3)[(C-50) (Wa + Wb) -AWa] / Wb <B... (3)
(2) 식의 AWa+BWb<(C+50)(Wa+Wb)(2) AWa + BWb <(C + 50) (Wa + Wb)
BWb<(C+50)(Wa+Wb)-AWaBWb <(C + 50) (Wa + Wb) -AWa
B<[(C+50)(Wa+Wb)-AWa]/Wb …(4)B <[(C + 50) (Wa + Wb) -AWa] / Wb... (4)
(3), (4) 식으로부터 C'의 온도를 목적으로 하는 반응 온도 C에 대하여, C-50<C'<C+50의 범위로 컨트롤하기 위해서는, 약제의 주입 온도 B는 이하의 조건In order to control in the range of C-50 <C '<C + 50 with respect to reaction temperature C aimed at the temperature of C' from Formula (3) and (4), the injection temperature B of a chemical | medical agent is the following conditions.
[(C-50)(Wa+Wb)-AWa]/Wb<B<[(C+50)(Wa+Wb)-AWa]/Wb[(C-50) (Wa + Wb) -AWa] / Wb <B <[(C + 50) (Wa + Wb) -AWa] / Wb
를 만족시키면 된다.You just need to satisfy.
보다 정확하게는 Wa, Wb 대신에 각 물질의 열용량을 감안한 값을 이용하는 편이 좋다. 즉,More precisely, it is better to use the value considering the heat capacity of each material instead of Wa and Wb. In other words,
Wa'=Wa?CaWa '= Wa? Ca
Wb'=Wb?CbWb '= Wb? Cb
(Ca, Cb는 각 물질 A, B의 열용량)를 Wa, Wb 대신에 사용하는 편이 보다 바람직하다It is more preferable to use (heat capacity of each material A and B as Ca and Cb) instead of Wa and Wb.
생성물 회수 용기(14)는, 반응관(12)으로 고온?고압장에서 발포 우레탄과 약제가 반응하여 분해된 모노머를 냉각시키기 위하여, 외주에 냉매로 냉각시키는 재킷(24)을 구비하고, 내부에 고형분(불순물)(S)을 포착하여 모노머를 여과하는 필터(25)가 설치되고, 하부에 배출 밸브(26)가 설치된다. 또 생성물 회수 용기(14)에는, 배압 밸브(27)를 통하여 트래퍼(28)가 접속되고, 또한 열교환기(29)를 통하여 탱크(30)가 접속되고, 그 탱크(30)에 배기관(31)이 접속된다. 배압 밸브(27)는, 생성물 회수 용기(14) 내의 압력을 일정하게 유지함과 함께 일정압 이상일 때에 가스를 트래퍼(28)에 배기한다. 트래퍼(28)에서는, 가스 중의 고형분 등을 제거하고, 가스분을 열교환기(29)로 흘려보낸다. 열교환기(29)에서는, 가스를 냉각시켜 응축성 가스를 액화하여 탱크(30)로 보낸다. 탱크(30)에서는 액분이 회수되고, 불응축성 가스가 배기관(31)으로부터 배기되도록 되어 있다. 또한, 생성물 회수 용기(14)에는, 생성물 회수 용기(14) 내의 압력이 이상 상승하였을 때에 가스를 배출하는 안전 밸브(32)가 접속된다.The
그리고, 반응관(12)에 접속된 압력 조정 장치(13)와 생성물 회수 용기(14)를 접속하는 배관(33)에는, 샘플링 기구(34)가 설치되고, 생성물 회수 용기(14) 내에는, 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)가 설치된다. 이들은 어느 일방 혹은 그 양방의 설비를 장착함으로써, 장치의 가동 개시시 또는 정지시에 생성되는 목적으로 하는 물질 이외의 것을 생성물 회수 용기(14)로부터 제거할 수 있는 것이다.And the
샘플링 기구(34)는, 배관(33)에 접속된 폴더(35)와, 그 폴더(35)에 설치된 볼 밸브(36)와, 폴더(35) 내에 이동 자유롭게 설치되고, 선단부가 반으로 분할된 샘플링 관(37)과, 폴더(35)와 샘플링 관(37) 사이를 시일하고, 샘플링 후에 샘플링 관(37)에서 샘플링한 생성물을 꺼내기 위해 폴더(35)의 후단부(35a)를 개방하기 위한 폴더 고정겸 축 시일 이음매(38)로 이루어진다. 폴더 고정겸 축 시일 이음매(38)는, 후단부(35a)를, 배관(33)에 접속된 폴더 기부(基部)(35b)에 조여 고정하는 나사식 타입 등으로 구성된다.The
이 샘플링 기구(34)는, 볼 밸브(36)를 통하여 배관(33)의 유로에 샘플링 관(37)의 반으로 분할된 선단을 꽂아, 배관(33)으로부터 흘러내리는 생성물을 직접 샘플링 관(37)에 채취한다. 이때, 폴더(35)는, 샘플링 관(37)을 꽂았을 때에 내압이 올라, 이 샘플링 관(37)이 튀어나오지 않도록 그 압력을 유지하고, 샘플링 후에는, 샘플링 관(37)을 볼 밸브(36)보다 후방으로 이동한 후, 볼 밸브(36)를 닫고, 그 후, 폴더 고정겸 축 시일 이음매(38)로 후단부(35a)를 개방함으로써 샘플링 관(37)에서 채취한 목적 외의 생성물 또는, 생성물 샘플을 꺼낼 수 있다.This
가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)는, L자로 구부러진 아암(41)으로 생성물 회수 용기(14)의 정판(頂板)에 장착되어 있고, 아암(41)이 정판에 O링 등의 시일 장치(42)로, 밀폐성을 저해하지 않고 회전 자유롭게 장착되어 있다.The movable undecomposed
다음으로, 도 1, 도 2에 나타낸 발포 우레탄 처리 장치를 사용한 발포 우레탄 처리 방법을 설명한다.Next, the foamed urethane treatment method using the foamed urethane treatment apparatus shown in FIG. 1, FIG. 2 is demonstrated.
상기 서술한 바와 같이 공급 피더(10)로부터 발포 우레탄(P)이 공급용 압출기(11)에 공급되고, 스크루(11s)의 회전으로 공급 존(Za)으로부터 가압 존(Zb)으로 가열되면서 압출된다. 여기서, 공급 존(Za)에서의 온도는 100℃?150℃, 가압 존(Zb)에서의 온도는 150℃?250℃가 되고, 가압 존(Zb)의 하류 측에서, 발포 우레탄에 의해 시일 존(Zc)이 형성되고, 그 시일 존(Zc)의 하류 측의 약제 주입부(15)로부터 약제 주입 장치(16)에 의해 디올 등의 약제가 주입되어 발포 우레탄과 함께 토출구(11d)로부터 반응관(12) 내로 유통된다.As described above, the urethane foam P is supplied from the
반응관(12) 내의 반응 존(Zd)에서는, 온도가 200℃?300℃, 압력이 0.5MPa?10MPa, 반응 시간(체류 시간) 5?30분으로 유지되어 발포 우레탄이 약제와 분해 반응하여 모노머가 생성되고, 압력 조정 장치(13)로부터 배관(33)을 통과하여 생성물 회수 용기(14)에 회수된다.In the reaction zone Zd in the reaction tube 12, the temperature is maintained at 200 ° C. to 300 ° C., the pressure is 0.5 MPa to 10 MPa, and the reaction time (residency time) is 5 to 30 minutes. Is produced and is recovered from the pressure regulating device 13 through the
이때, 약제 주입 장치(16)의 히터(21)를 설치한 약제 배관(18)의 최하류부(압출기 측)의 배관 벽에 온도계(도시 생략)를 설치함과 함께, 공급용 압출기(11)의 실린더(11c)의 온도를 측정한다. 또한, 공급용 압출기(11)의 토출구(11d) 부근에 실린더(11c)의 내부 온도를 측정하는 센서를 설치하고, 혼합물이 목적의 반응 온도 C에 가까운 온도가 되어 있는 것을 확인함으로써, 상기 범위 내에서의 토출구의 온도 A 및 약제의 주입 온도 B의 온도 조정을 컨트롤한다.At this time, a thermometer (not shown) is provided on the pipe wall of the most downstream part (extruder side) of the chemical | medical agent piping 18 in which the
일반적으로 압출기로 폴리머를 가공할 때에는 연화점 또는 융점+50℃?+100℃의 온도 범위에서 용융 성형한다. 발포 우레탄의 온도(토출구의 온도 A)는, 이 경험적인 설정 범위에 준하는 것이 바람직하다.In general, when the polymer is processed by an extruder, it is melt-molded at a softening point or a melting point of + 50 ° C to + 100 ° C. It is preferable that the temperature (temperature A of a discharge port) of foamed urethane conforms to this empirical setting range.
공급용 압출기(11)로 발포 우레탄을 스크루(11s)의 회전으로 압출하여 반응관(12)에서 모노머화하는 경우, 생성물로서의 모노머는 상온에서 액체가 되고, 경우에 따라서는 기체가 되는 경우도 있으며, 반응관(12) 내에서는 대략 기체가 되어 있다. 이 경우, 약제 주입부(15)로부터 약제를 주입하여도, 시일 존(Zc)이 확실하게 형성되어 있지 않으면, 약제가 공급용 압출기(11)를 역류하여 발포 우레탄을 압출하기가 곤란해진다.When foaming urethane is extruded by the rotation of the
그래서, 본 발명에 있어서는, 공급용 압출기(11)로 발포 우레탄을 압출할 때에, 미리 발포 우레탄만을 압출하여 발포 우레탄이 약제 주입부(15)에 도달하였을 때의 토크값을 토크 센서(22)로 측정해 두고, 반응 압출시에 재료의 공급을 개시한 후에 토크가 상승하여, 상기와 같이 폴리우레탄만 압출하였을 때에 측정한 특정한 토크값 이상이 되었을 때, 약제 주입부(15)로부터 약제를 주입함으로써 약제의 역류를 방지할 수 있도록 한 것이다.Therefore, in the present invention, when extruding the urethane foam by the
이것을, 도 4에 따라 설명하면, 먼저 압출 개시시에, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 호퍼(11h)로부터의 발포 우레탄이 공급용 압출기(11) 내에 받아들여지고, 스크루(11s)의 회전으로, 공급 존(Za)에 공급되고, 그 공급 존(Za)에서 가열 용융되면서 압출되고, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 가압 존(Zb)에서 발포 우레탄이 고온으로 가열됨과 함께 가압되고, 그 후, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 용융된 발포 우레탄으로 시일 존(Zc)이 형성된다. 이때, 발포 우레탄의 공급량이 일정한 경우, 스크루(11s)에 걸리는 토크는, 발포 우레탄이 공급 존(Za)으로부터 가압 존(Zb)으로 압출되어 가는 동안에 상승하고, 시일 존(Zc)이 형성되면 대략 일정한 값이 된다.When this is demonstrated according to FIG. 4, first, at the time of extrusion start, as shown to FIG. 4 (a), the urethane foam from the
단, 압출 초기에 있어서는, 반응관(12) 내에 발포 우레탄이 가득 채워져 있지 않으므로, 반응관(12) 내에 발포 우레탄을 가득 채우고, 그 후, 약제 주입부(15)를 개방하여, 발포 우레탄이 약제 주입부(15)에 유입되었을 때의 토크값을 구해 두면, 그 토크값으로부터 시일 존(Zc)이 형성된 것을 알 수 있고, 그 시점에서 약제를 주입함으로써, 역류를 방지할 수 있다.However, in the initial stage of extrusion, since the urethane foam is not filled in the reaction tube 12, the urethane foam is filled in the reaction tube 12, and then the
또 공급용 압출기(11)에 투입되는 발포 우레탄의 양이 변동되어, 스크루(11s)에 걸리는 토크가 설정값보다 적어진 경우에는, 약제의 주입을 정지함으로써, 역류를 방지할 수 있다.Moreover, when the quantity of the urethane foam injected into the
또한, 과제에 나타낸 바와 같이, 기동시에는 반응관(12)으로부터는, 반응이 불충분한 생성물이 토출되기 때문에, 먼저 압력이 상승하고, 그 후 충분히 반응한 생성물이 토출되므로 압력이 저하되어 일정값에 도달한다. 이 시점부터 목적으로 하는 생성물이 생성되기 때문에, 그때까지는 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)를, 아암(41)으로 배관(33)의 바로 아래에 위치시켜, 반응이 불충분한 생성물을 회수함으로써, 미반응 생성물 등의 혼입을 방지할 수 있다. 또 충분히 반응한 생성물이 토출된 후에는, 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)를 이동시켜, 목적으로 하는 생성물을 생성물 회수 용기(14)에 회수한다.Moreover, as shown in the subject, since the product with insufficient reaction is discharged from the reaction tube 12 at the time of start-up, the pressure rises first, and after that, the sufficiently reacted product is discharged. To reach. Since the target product is produced from this point, until then, the movable undecomposed
이때, 샘플링 기구(34)로, 생성물을 직접 샘플링함으로써 생성물이 미반응인지 충분히 반응하고 있는지를 적확하게 확인할 수 있다.At this time, the
여기서, 본 발명의 모노머화란, 폴리우레탄의 화학 원료로 되돌리는 것을 말한다. 폴리우레탄의 원료로는 왁스상인 것이나 올리고머를 사용하는 경우도 있으며, 여기서의 모노머화는 반드시 폴리머의 반복 최소 단위를 나타내는 모노머로 되돌리는 것에 한정하지 않고, 왁스나 올리고머를 얻는 것을 포함한다.Here, the monomerization of this invention means returning to the chemical raw material of polyurethane. As a raw material of polyurethane, a waxy thing and an oligomer may be used, and monomerization here does not necessarily return to the monomer which shows the repeating minimum unit of a polymer, but includes obtaining a wax and an oligomer.
생성물 회수 용기(14) 내에 배출된 모노머는, 재킷(24)에서 냉각되어 액화됨과 함께 이것을 보온하고, 필터(25)를 통과시켜, 배출 밸브(26)로부터 다음 공정에 최적인 조건으로 배출된다.The monomer discharged in the
이와 같이 처리 장치의 가동 개시시 및 정지시에는 반응관(12)의 내부의 조건이 안정되지 않아, 완전히 분해되어 있지 않은 생성물이 토출되고, 생성물 회수 용기(14)의 밀폐성을 희생으로 하지 않고 완전히 분해되어 있지 않은 생성물을 제거하기 위하여 생성물 회수 용기(14) 내에서 작동시킬 수 있는 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)를 설치함으로써, 반응이 충분히 행하여진 모노머를 얻는 것이 가능하게 된다.In this way, the conditions inside the reaction tube 12 are not stabilized at the time of starting and stopping the operation of the processing apparatus, and the product which is not completely decomposed is discharged, and completely without sacrificing the sealability of the
또 샘플링 기구(34)와 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)는, 반응관(12)의 내부 압력을 측정하는 압력 측정 장치(도시 생략)로 얻은 측정값을 바탕으로 제어되도록 되어 있다. 특히 폐기물을 처리하는 경우에는, 공급물의 성상에 편차가 있기 때문에, 운전 중에 생성물의 상태를 체크할 필요가 있다. 그 때문에 밀폐된 생성물 회수 용기(14)로부터 밀폐 상태를 유지한 채 샘플을 꺼내는 방법은 유효하다.In addition, the
실시예Example
다음으로 실시예와 비교예를 설명한다.Next, an Example and a comparative example are demonstrated.
(실시예 1)(Example 1)
도 1에 나타낸 처리 장치로 발포 우레탄을 처리하였다.The urethane foam was processed with the processing apparatus shown in FIG.
발포 우레탄은 가교 구조를 가지는 폴리우레탄이 사용되고 있으므로 완전히 용융되지 않는다. 그러나, 스크루(11s)의 추진력으로 가압하여 압출하는 것은 가능하다. 공급용 압출기(11)는 실린더 직경 20mm, L/D=25인 압출기를 사용하고, 공급 존(Za) 및 가압 존(Zb)의 실린더 온도는 각각 160℃, 170℃로 하였다.Foamed urethane is not completely melted since polyurethane having a crosslinked structure is used. However, it is possible to pressurize and extrude by the propulsion force of the
원료로서 사용한 발포 우레탄은, 단열용으로 사용되고 있는 발포 우레탄으로서, 분쇄하여 상온에서 가압 압축된 것인데, 비중은 0.1 정도이다. 고화되어 있지 않으므로 간단히 무너져 분말상이 된다. 5mm의 메시로 체에 거르고, 체를 통과한 발포 우레탄을 사용하였다. 스케일 업으로 보다 대형의 압출기를 사용하는 경우에는 분쇄 사이즈를 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 스크루(11s)의 회전 속도는 60rpm으로 하여 실험을 행하였다.Foamed urethane used as a raw material is foamed urethane which is used for thermal insulation, and is pulverized and pressurized and compressed at normal temperature. Specific gravity is about 0.1. Since it is not solidified, it collapses easily into a powdery form. The sieve was filtered through a 5 mm mesh and foamed urethane was used. When using a larger extruder by scale-up, it is possible to enlarge a grinding | pulverization size. In addition, the rotation speed of the
공급용 압출기(11)의 호퍼(11h)로의 발포 우레탄(P)의 공급은 피더(10)를 사용하여, 호퍼부로는 발포 우레탄(P)을 정량적으로 공급하였다. 또한, 피더(10)에는 애지테이터를 장착하여 교반하여, 폴리우레탄의 분말이 브리지되어 공급용 압출기(11)로의 공급이 불안정해지는 것을 방지하였다. 또한, 피더(10)로부터 공급하는 폴리우레탄의 양은 공급용 압출기(11)의 공급부에 있어서의 호퍼 내에서 회전하는 스크루(11s)의 표면을 완전히 덮지 않는 범위에서 공급하였다. 여기서는 2g/min의 폴리우레탄을 호퍼에 공급하였다.Supply of the urethane foam P to the
이때, 약제 주입부(15)의 구멍을 개방한 상태에서 미리 폴리우레탄만을 압출하고, 압출을 시작하고 나서 폴리우레탄이 구멍으로부터 배출되었을 때, 즉 폴리우레탄이 약제 주입부(15)에 도달하였을 때의 토크값을 토크 센서(22)로 구한 결과, 2.0N?m이었다.At this time, only the polyurethane is extruded in advance in the state in which the hole of the
따라서, 토크 센서(22)로, 반응 압출시에 재료의 공급시에 토크를 모니터링하여, 공급을 개시한 후에 토크가 상승하여 토크값이 2.0N?m 이상이 되고 나서 약제 주입부(15)로부터 약제를 주입 개시시키도록 약제 펌프(19)를 제어하였다.Therefore, the
이에 따라, 토크값이 2.0N?m 이상이 되었을 때에는 시일 존(Zc)이 형성되어, 약제를 주입해도 약제의 역류가 발생하지 않는 것이 확인되었다.Thereby, when the torque value became 2.0 N * m or more, the seal zone Zc was formed and it was confirmed that backflow of a chemical | medical agent does not generate | occur | produce, even if it inject | pours a chemical | medical agent.
약제 주입부(15)에서는, 주입하는 노즐에는 내부에서 구슬이 움직이는 역지 밸브(도시 생략)를 사용하였다. 이것은 폴리우레탄이 역류하여 약제(디에틸렌글리콜)의 약제 배관(18)에 막히는 것을 예방하기 위해서이다. 또한, 역지 밸브의 밸브로서 움직이는 구슬의 스트로크는 짧은 편이 반응이 빨라 역류를 막을 수 있으므로, 본 실험에 있어서는 1mm로 하였다. 또한, 구슬부터 공급용 압출기(11)의 실린더(11c)의 내면까지의 거리도 짧은 편이 마찬가지로 역지 밸브의 반응이 빠르다. 역지 밸브의 움직임이 나쁜 경우에는, 토크가 충분히 올라 있지 않은 단계에서도 약제가 누출될 가능성이 있고, 그 경우에는 재료가 미끄러져 원료를 공급할 수 없게 될 가능성이 있다. 구슬의 위치가 가능한 한 실린더(11c)의 내면에 가까워지도록 설계함으로써, 역지 밸브의 움직임을 준민하게 하여 역류하기 어려운 구조로 할 수 있다. 또한, 주입 개시시에는 압력 조정 장치(13)는 닫은 상태로 하여, 주입한 액체나 기체가 기산(氣散)되지 않도록 운전하였다.In the chemical | medical
다음으로 반응관(12)의 내부 온도를 260℃로 하였다. 반응관(12)의 용적은 100㎖로 하였다. 즉, 폴리우레탄과 디에틸렌글리콜 혼합물의 비중을 1.0으로 가정한 경우에, 반응 조건에 있어서의 체류 시간이 20?30분 정도가 되도록 하였다. 이것의 더욱 하류 측에는 압력 조정 장치(13)로서 밸브를 설치하였다. 밸브의 출구 온도는 240℃로 하였다.Next, the internal temperature of the reaction tube 12 was 260 degreeC. The volume of the reaction tube 12 was 100 ml. In other words, when the specific gravity of the polyurethane and diethylene glycol mixture was assumed to be 1.0, the residence time under the reaction conditions was about 20 to 30 minutes. Further downstream of this, a valve was provided as the pressure regulating device 13. The outlet temperature of the valve was 240 degreeC.
이것은 분해에 사용하는 디에틸렌글리콜의 비점 이하로 함으로써, 밸브 내에서 상전이가 일어나 흐름을 제어할 수 없게 되는 것을 방지하기 위해서이다. 이 밸브를 개폐함으로써 반응관(12)의 내부 압력을 1?3MPa의 범위로 제어하였다.This is to prevent phase flow from occurring in the valve and the flow cannot be controlled by lowering the boiling point of the diethylene glycol used for decomposition. By opening and closing this valve, the internal pressure of the reaction tube 12 was controlled in the range of 1-3 MPa.
또한, 압력 조정 장치(13)에 배관(33)을 통하여 접속된 생성물 회수 용기(14)의 재킷(24)에 냉매를 흘려보냄으로써 생성물 회수 용기(14) 내를 냉각시켜, 생성물의 증기가 발생하지 않도록 하였다. 여기서는 0℃의 냉매를 사용하였다. 또한, 안전 밸브(32)는, 생성물 회수 용기(14) 내가 1MPa 이상으로 가압되는 일이 없도록 하였다.In addition, the refrigerant is allowed to flow into the
이 안전 밸브(32)에 의해, 특히 가연성 가스가 배출되어 생성물 회수 용기(14) 내의 압력이 높아져 폭발의 위험성이 있기 때문에, 생성물 회수 용기(14)의 내압보다 낮은 압력으로 유지할 수 있게 된다.In particular, the
또한, 안전 밸브(32)보다 낮은 압력으로 작동하는 배압 밸브(27)를 장착하고 그 하류에 트래퍼(28)와 열교환기(29)를 접속함으로써, 생성물 회수 용기(14)로 다 냉각되지 못한 용매를 회수하도록 하였다.Further, by installing a
또한, 생성물 회수 용기(14) 내에서 도 2의 화살표에 나타내는 방향으로 움직이게 하는 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)로 기동시에 반응이 충분히 진행되지 않은 생성물을 회수하고, 또 샘플링 기구(34)로 생성물 샘플을 채취하였다.Moreover, the product which does not fully progress reaction at the time of start-up is collect | recovered by the movable undissolved
이 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)와 샘플링 기구(34)의 작동은, 반응관(12)의 내부 압력을 측정하는 압력 측정 장치(도시 생략)로 그 압력을 모니터하여 행하였다.The operation of the movable undecomposed
즉, 기동시에는 재료를 가득 채우는 것이 진행됨과 함께 압력이 상승한다. 그 후, 화학 반응이 진행되어 재료의 점도가 저하되는 결과, 압력도 저하되어, 일정값에 도달한다. 압력이 일정하게 도달하는 시점까지 배출되는 목적 외의 생성물을, 샘플링 기구(34) 또는 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)로 회수함으로써, 운전이 불안정한 상태에서 토출되는 오버플로우를 분리하였다. 이때, 압력 측정 장치로 얻은 측정값으로부터 샘플링 기구(34) 또는 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)를 컨트롤하도록 하였다.That is, at the time of starting, while filling up material progresses, a pressure rises. Thereafter, the chemical reaction proceeds and the viscosity of the material decreases, and as a result, the pressure decreases and reaches a constant value. By collecting the product other than the object discharged to the time point at which the pressure reaches a fixed amount by the
반응관(12) 내의 압력이 일정해진 후에는, 가동식의 미분해 생성물 회수 용기(40)에서의 회수를 그만두고, 생성물을 생성물 회수 용기(14) 내에 도입하여, 필터(25)로 생성물로부터 고형분의 불순물(S)을 제거하였다. 또 필터(25)에 의한 여과를 실시하는 경우에는 생성물 회수 용기(14) 내의 생성물의 온도를 70℃ 이상으로 가온하도록 하였다.After the pressure in the reaction tube 12 becomes constant, recovery in the movable undecomposed
이 장치를 사용하여 얻어진 본 발명의 생성물의 분자량 분포를 도 3에 나타낸다.The molecular weight distribution of the product of this invention obtained using this apparatus is shown in FIG.
또한, 비교로서, 오토클레이브에 폴리우레탄 : 디에틸렌글리콜 = 1 : 1의 비율로 주입하고 260℃의 디에틸렌글리콜의 포화 증기압 중에서 10분간의 처리를 행하여 얻어진 배치(batch) 처리의 리사이클 폴리올과 대략 동일한 분자량 분포를 가지는 것을 알 수 있었다. 배치 처리 리사이클 폴리올을 버진 폴리올에 10% 첨가한 것을 사용하여 발포 폴리우레탄을 제조하여 얻은 발포체는, 열전도율이나 압축, 벤딩 기계 특성에 대하여 버진 재료와 동등한 특성을 나타내는 것이 판명되었다.In addition, as a comparison, a recycled polyol and a batch treatment obtained by injecting a polyurethane: diethylene glycol = 1: 1 into a autoclave and performing a treatment for 10 minutes in a saturated vapor pressure of diethylene glycol at 260 ° C. It turned out that it has the same molecular weight distribution. It was found that the foam obtained by producing a foamed polyurethane using 10% of a batch-treated recycled polyol added to a virgin polyol exhibited properties equivalent to those of virgin materials with respect to thermal conductivity, compression, and bending mechanical properties.
즉, 고온 고압의 약제로 폴리머를 연속적으로 리사이클 처리하는 장치로서 본 발명은 이용 가능한 것을 알 수 있었다.That is, it turned out that this invention is applicable as an apparatus which continuously recycles a polymer with the chemical | medical agent of high temperature and high pressure.
(실시예 2)(Example 2)
폴리우레탄 분말이 매우 브리지되기 쉬워, 호퍼와의 접속부에 닿는 공급용 압출기(11)의 개구부(11a)의 50% 이상을 덮은 경우에는 폴리우레탄 분말의 공급용 압출기(11)로의 공급이 안정되지 않아, 공급용 압출기(11)로 압출하는 수지량에 편차가 발생하는 결과, 체류 시간에 편차가 발생하여, 생성물의 특성이 흐트러지거나, 경우에 따라서는 재료의 공급이 부족하여 시일이 불완전해져 약제나 생성물이 호퍼로 역류할 가능성이 있다. 이때의 스크루(11s)의 회전수는 50rpm으로 하였다.When the polyurethane powder is very brittle and covers 50% or more of the opening 11a of the
또한, 이때 사용한 공급용 압출기(11)의 스크루 형상은, 유로 단면적비 R과 압출기의 실린더의 길이와 직경의 비인 L/D와의 관계에 있어서, R이 4이고 또한 단면적이 변화되는 테이퍼부를 가지는 부분의 L/D가 10인 것을 사용하였다. 이때, 스크루의 토출 측의 유로 단면적을 좁게 함으로써 원료를 압축하는 것으로, 하류 측에 주입되는 약제를 시일하였다.In addition, the screw shape of the
이 테이퍼부의 온도의 영향으로 압축시의 압력의 안정성이 크게 변화되므로, 130℃?250℃의 범위가 바람직하다. 여기서는 테이퍼부 및 압출기 출구의 약제 주입부에 있어서의 압출기의 실린더 온도를 170℃로 하였다. 또한, 토크 센서(22)로 검출되는 토크값이 일정값 이상(2.0N?m 이상)이 되었을 때에, 스크루의 선단으로부터 L/D=1.5의 호퍼 측의 부분으로, 미리 300℃까지 예열한 디에틸렌글리콜 2g/min을 주입하였다. 이 주입에 의해 약제가 역류하지 않는 것이 확인되고, 실시예 1과 마찬가지로 반응관(12)에서 반응이 충분히 행하여져 있는 것을 확인하였다.Since the stability of the pressure at the time of compression changes large by the influence of the temperature of this taper part, the range of 130 degreeC-250 degreeC is preferable. Here, the cylinder temperature of the extruder in the taper part and the chemical | medical agent injection part of the extruder exit was 170 degreeC. In addition, when the torque value detected by the
(비교예 1)(Comparative Example 1)
실시예 1과 동일한 장치, 방법을 이용하여 처리하였으나, 비교예 1의 경우에는, 재료의 공급을 개시하고, 토크값이 상승하여, 0.5N?m이 된 시점에서 약제 주입부로부터 약제의 주입을 개시하였다. 이 결과, 약제가 호퍼(11h) 측으로 역류하여 재료가 미끄러지고, 압력 0.5MPa 이상이 된 시점에서 반응관 측으로 재료를 밀어넣을 수 없었다.Treatment was carried out using the same apparatus and method as in Example 1, but in the case of Comparative Example 1, the injection of the material was started from the drug injection unit at the time when the supply of the material was started and the torque value increased to 0.5 N 이 m. Started. As a result, the drug flowed back toward the
그래서, 약제를 주입하기 전에, 약제 주입부의 구멍을 개방한 상태에서, 미리 폴리우레탄이 약제 주입부(15)에 도달하였을 때의 토크값을 구한 결과, 2.0N?m이며, 토크값이 0.5N?m인 시점에서 약제를 주입하였기 때문에, 역류가 발생한 것을 알 수 있었다.Therefore, before injecting the medicine, the torque value when the polyurethane has reached the
이상 실시예와 비교예를 설명하였으나, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 실시예에서는 실린더 직경이 20mm인 압출기를 사용하고 있지만, 처리량을 충분히 확보하기 위하여, 상용의 실용 장치에서는 150mm 정도의 대형 압출기로 100회전 이하 정도의 운전 조건으로 행할 필요가 있다. 이 경우, 토크값에 다소의 변동은 있지만 토크값이 2.0N?m 이상이 되었을 때에 약제를 주입함으로써 역류를 방지할 수 있다.Although the Example and the comparative example were demonstrated above, this invention is not limited to an Example, For example, although the Example uses the extruder whose cylinder diameter is 20 mm, in order to ensure sufficient throughput, it is a commercial utility apparatus. In the case of a large extruder of about 150 mm, it is necessary to carry out the operation conditions of about 100 revolutions or less. In this case, although there are some fluctuations in the torque value, backflow can be prevented by injecting a chemical agent when the torque value becomes 2.0 NNm or more.
11 공급용 압출기
11s 스크루
12 반응관
16 약제 주입 장치11 Feeding extruder
11s screw
12 reaction tubes
16 pharmaceutical injection device
Claims (9)
발포 우레탄을 분해 처리하기 전에, 미리 발포 우레탄을 공급용 압출기에 투입하고, 상기 공급용 압출기에 접속된 상기 약제 주입 장치의 약제 주입부에 도달하는 시점의 상기 스크루의 토크값을 측정해 두고, 발포 우레탄을 모노머화할 때에, 상기 측정한 토크값 이상이 되고 나서, 상기 약제 주입 장치로부터 미리 가열한 약제를 주입하는 발포 우레탄의 처리 방법.The method of claim 1,
Before decomposing the urethane foam, the urethane foam is put into the extruder for supply in advance, and the torque value of the screw at the time of reaching the chemical | medical agent injection part of the said chemical injection device connected to the said feed extruder is measured, and foaming The method of processing urethane which inject | pours the chemical | medical agent heated beforehand from the said chemical | medical agent injecting apparatus, after becoming urethane or more at the time of monomer measurement of urethane.
상기 반응관에서 모노머화된 발포 우레탄의 모노머를, 압력 조정 장치를 통과시켜 감압한 후, 생성물 회수 용기 내에 도입하고, 그 생성물 회수 용기에 의해 압력을 조정하면서 분해 처리된 모노머를 회수하는 발포 우레탄의 처리 방법.The method according to claim 1 or 2,
After reducing the pressure of the foamed urethane monomer monomerized in the said reaction tube through a pressure adjusting device, it introduce | transduced into a product recovery container, and the foamed urethane which collect | recovers the decomposed monomer, adjusting the pressure with the product recovery container, Treatment method.
상기 생성물 회수 용기 내에는, 가동식의 미분해 생성물 회수 용기를 구비하고, 상기 압력 조정 장치로부터 상기 생성물 회수 용기에 도입되는 생성물을 가동식의 미분해 생성물 회수 용기로 선택적으로 회수하여, 충분히 반응하고 있지 않은 생성물을 채취하는 발포 우레탄의 처리 방법.The method of claim 3,
In the product recovery container, a movable undecomposed product recovery container is provided, and the product introduced into the product recovery container from the pressure regulating device is selectively recovered to the movable undecomposed product recovery container and is not sufficiently reacted. Process for the treatment of foamed urethane to collect the product.
상기 압력 조정 장치로부터 상기 생성물 회수 용기에 생성물을 배출하는 배관에는, 샘플링 기구가 설치되고, 그 샘플링 기구로, 상기 압력 조정 장치로부터 배출되는 생성물을 채취하는 발포 우레탄의 처리 방법.The method of claim 3,
The piping for discharging a product from the said pressure regulator to the said product collection | recovery container is provided with the sampling mechanism, The sampling mechanism of the foamed urethane which collects the product discharged from the said pressure regulator by the sampling mechanism.
약제가, 디올 또는 하이드록실기를 2개 이상 가지는 폴리올이고, 생성물로서 얻어지는 모노머가 하이드록실기를 2개 이상 가지는 폴리올인 발포 우레탄의 처리 방법.The method of claim 1,
The method for treating expanded urethane wherein the drug is a polyol having two or more diols or hydroxyl groups, and the monomer obtained as a product is a polyol having two or more hydroxyl groups.
상기 반응관의 출구에 압력 조정 장치가 접속되고, 그 압력 조정 장치에, 생성물을 냉각시켜 회수하는 생성물 회수 용기가 접속되고, 그 생성물 회수 용기 내에, 충분히 반응하고 있지 않은 생성물을 채취하는 가동식의 미분해 생성물 회수 용기가 설치되는 발포 우레탄의 처리 장치.The method of claim 7, wherein
A pressure regulator is connected to the outlet of the reaction tube, and a product recovery vessel for cooling and recovering a product is connected to the pressure regulator, and a movable fine powder for collecting a product not sufficiently reacted in the product recovery vessel. The processing apparatus of foamed urethane with which a sea product recovery container is provided.
상기 압력 조정 장치로부터 상기 생성물 회수 용기에 생성물을 배출하는 배관에는, 상기 압력 조정 장치로부터 배출되는 생성물을 채취하는 샘플링 기구가 설치되는 발포 우레탄의 처리 장치.The method of claim 7, wherein
The processing apparatus of the urethane foam provided with the sampling mechanism which collect | collects the product discharged | emitted from the said pressure regulator in the piping which discharges a product from the said pressure regulator to the said product collection container.
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