專利名稱：發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法及其處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于再生處理家用電器或汽車或建筑物等中使用的發(fā)泡氨基甲酸酯的廢棄物的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，特別是，涉及通過使用藥劑的分解反應來處理發(fā)泡氨基甲酸酯的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法及其處理裝置。
背景技術：
近年來，環(huán)境問題變得重要，其中，廢棄物處理費用逐年增高。就發(fā)泡氨基甲酸酯等熱固性樹脂而言，再生再利用的趨勢也在增高。雖然提出了若干個發(fā)泡氨基甲酸酯的再生方法，但為了提高其處理速度，考慮利用高溫高壓下的化學反應。另一方面，發(fā)泡氨基甲酸酯的廢棄物的比重為0. I以下，容積非常高，即使在化學處理的情況下，減容處理的方法也是重要的課題。特別是為了保持隔熱性，氣泡獨立，機械強度高。因此，需要一邊破壞氣泡，一邊減容。為了解決該問題，已提出利用擠出機的方法。 但是，由于容積高，比重小，因此，向擠出機的材料的供給性差，原料的容積高，因此，存在為了保持反應時間，擴大反應容器時難以保持反應的均勻性之類的問題。在這種情況下，提出了利用雙螺桿擠出機，在其中一邊利用化學反應一邊進行分解微細化的方法(專利文獻I)或一邊加熱一邊壓縮的方法(專利文獻2)?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平8-20023號公報專利文獻2 :日本特開平11-138540號公報專利文獻3 :日本特開2007-204516號公報專利文獻4 :日本特開2005-330365號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在專利文獻I中，由于使用雙螺桿擠出機，因此，裝置的成本提高。另外，存在不能充分地保持反應時間這一問題。為了解決該反應時間的問題，在專利文獻3中，將反應槽安裝在擠出機中，確保滯留時間。但是，該方法由于是從擠出機連續(xù)地供給到反應槽的原料被保持在反應槽中的結構，所以來自反應槽的產(chǎn)物的排出不是連續(xù)的。因此，最初供給至反應槽的原料和最后供給至反應槽的原料之間產(chǎn)生相當于供給所需要的時間的反應時間的差異。因此，產(chǎn)物變得不均勻。另一方面，作為用于處理交聯(lián)聚乙烯的裝置提出了如專利文獻4那樣將反應管安裝在擠出機中的裝置。如果是專利文獻4中表示的裝置，可以連續(xù)地吐出來自反應管的產(chǎn)物，所以可以均勻地控制反應時間。在該專利文獻4中，利用高壓向擠出機中注入液體或氣體時，需要最初僅將樹脂供給至擠出機，使充滿擠出機內(nèi)，且注入的液體或氣體在漏斗側(cè)不會滲漏。S卩，作為第一個課題，可以舉出延誤向擠出機中注入液體或氣體的時機時，它們向漏斗側(cè)滲漏的問題。由于擠出機是壓力容器，所以存在難以確認材料被供給到哪里這一問題。進而，在裝置的啟動的階段，沒有注入充分的藥劑的聚合物通過反應管。其結果是，從反應管吐出的材料包含很多的未反應產(chǎn)物。在專利文獻4中，假定產(chǎn)物和供給的原料均為聚合物，因此，粘度的變化不大。但是，如將聚氨基甲酸酯單體化的情況下，產(chǎn)物在常溫時變?yōu)橐后w，根據(jù)情況，認為也有變?yōu)闅怏w的情況。且在反應管內(nèi)變?yōu)闅怏w。這種情況下，注入的藥劑或者反應進行而得到的產(chǎn)物會容易地逆流到擠出機的漏斗側(cè)。從聚合物得到聚合物的情況下，與藥劑的逆流同時，聚合物也進行逆流，因此，在擠出機內(nèi)向漏斗側(cè)逆流的聚合物在擠出機中再次推回到反應管側(cè)，結果是充滿擠出機內(nèi)，雖然可防止下游側(cè)的藥劑的逆流，但產(chǎn)物在常溫時為氣體或液體的物質(zhì)的情況下，由于粘度低，一旦逆流時，難以再次推回到反應管側(cè)，其結果是，產(chǎn)生藥劑或產(chǎn)物穩(wěn)定地持續(xù)逆流的問題。 進而，該狀態(tài)持續(xù)時，筒體壁面被藥劑或產(chǎn)物濡濕，結果是無法供給原料，作為結果，產(chǎn)生無法將材料送至反應管側(cè)的問題。即，在聚合物的單體化中利用擠出機的情況下，在專利文獻4中不會成為較大的問題這一點，作為之前表示的第一個課題而變得重要。進而，裝置啟動時，在未供給藥劑的狀態(tài)下，投入到擠出機的原料首先被排出，反應不充分的產(chǎn)物被吐出。此外，為了防止在裝置停止時密封的破壞引起的原料向漏斗側(cè)的逆流，停止藥劑的供給之后，需要持續(xù)供給原料或者熱塑性聚合物等用于置換反應管內(nèi)的材料，在排出反應管內(nèi)的藥劑之后，停止裝置。因此，即使是在裝置停止時，以原料或者藥劑的置換為目的的產(chǎn)物以外的物質(zhì)也會從反應管的出口排出。在得到單體的裝置中，從反應管吐出的單體變?yōu)闅怏w，因此，需要將產(chǎn)物的回收裝置設為密閉型。因而，在連續(xù)運行中，難以除掉作為如上所述的目的的物質(zhì)以外的物質(zhì)。另夕卜，因同樣的理由，為了檢查，在運行中途對產(chǎn)物進行取樣也是困難的。所以，作為第二個課題，可以舉出在任意的時間帶向外取出連續(xù)地吐出到密閉容器內(nèi)的產(chǎn)物的方法。進而，如上所述，可以明確，因排出到密閉的產(chǎn)物回收容器內(nèi)的物質(zhì)的性狀發(fā)生變化，產(chǎn)物回收容器內(nèi)的壓力也發(fā)生變動，需要想辦法安全地運行。從這樣的課題出發(fā)，盡管提出了可以使用擠出機連續(xù)地生成單體的方法，但是再生仍然困難，現(xiàn)在基本上是被填埋。但是產(chǎn)生填埋成本及填埋地的容量的問題，廢棄物的削減為必須的課題。因此，本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供在高溫高壓場使發(fā)泡氨基甲酸酯和藥劑進行反應而單體化時，能夠確實地進行藥劑注入的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法及其處
理裝置。用于解決課題的手段為了實現(xiàn)上述目的，第一方面的發(fā)明為一種發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其特征在于，將發(fā)泡氨基甲酸酯投入供給用擠出機，一邊用該供給用擠出機內(nèi)的螺桿擠出發(fā)泡氨基甲酸酯，一邊進行加壓，同時對發(fā)泡氨基甲酸酯進行加熱，將藥劑從連接至供給用擠出機的藥劑注入裝置注入高溫高壓的發(fā)泡氨基甲酸酯中，之后從所述供給用擠出機流通至反應管，利用高溫高壓場對發(fā)泡氨基甲酸酯進行單體化時，根據(jù)加在螺桿上的扭矩值，控制所述藥劑注入裝置。第二方面的發(fā)明為，根據(jù)第一方面所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，在對發(fā)泡氨基甲酸酯進行分解處理之前，預先將發(fā)泡氨基甲酸酯投入供給用擠出機，測定到達連接至所述供給用擠出機的所述藥劑注入裝置的藥劑注入部的時刻的所述螺桿的扭矩值，對發(fā)泡氨基甲酸酯進行單體化時，達到所述測定的扭矩值以上之后，自所述藥劑注入裝置注入預先加熱了的藥劑。第三方面的發(fā)明為，根據(jù)第一方面或第二方面的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，使在所述反應管中被單體化了的發(fā)泡氨基甲酸酯的單體從壓力調(diào)節(jié)裝置中通過而減壓后，導入產(chǎn)物回收容器內(nèi)，一邊利用該產(chǎn)物回收容器調(diào)節(jié)壓力，一邊回收被分解處理了的單體。第四方面的發(fā)明為，根據(jù)第三方面的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，所述產(chǎn)物回收容器內(nèi)具備可動式的未分解產(chǎn)物回收容器，用可動式的未分解產(chǎn)物回收容器選擇性地 回收從所述壓力調(diào)節(jié)裝置導入所述產(chǎn)物回收容器的產(chǎn)物，采取未充分反應的產(chǎn)物。第五方面的發(fā)明為，根據(jù)第三方面的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，在將產(chǎn)物從所述壓力調(diào)節(jié)裝置排出至所述產(chǎn)物回收容器的配管中設有取樣器具，用該取樣器具，采取從所述壓力調(diào)節(jié)裝置排出的產(chǎn)物。第六方面的發(fā)明為根據(jù)第一方面所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，藥劑為二醇或者具有兩個以上的羥基的多元醇，作為產(chǎn)物得到的單體為具有兩個以上的羥基的多元醇。第七方面的發(fā)明為一種發(fā)泡氨基甲酸酯的處理裝置，將發(fā)泡氨基甲酸酯投入至供給用擠出機中，一邊通過該供給用擠出機內(nèi)的螺桿擠出發(fā)泡氨基甲酸酯一邊進行加壓，同時對發(fā)泡氨基甲酸酯進行加熱，將藥劑從連接至供給用擠出機的藥劑注入裝置注入高溫高壓的發(fā)泡氨基甲酸酯中，之后從所述供給用擠出機流通至反應管，利用高溫高壓場對發(fā)泡氨基甲酸酯進行單體化，其特征在于，驅(qū)動所述螺桿的電動機中設有扭矩傳感器，根據(jù)該扭矩傳感器的扭矩值，控制所述藥劑注入裝置。第八方面的發(fā)明為根據(jù)第七方面的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理裝置，其中，在所述反應管的出口連接有壓力調(diào)節(jié)裝置，在該壓力調(diào)節(jié)裝置中連接有冷卻并回收產(chǎn)物的產(chǎn)物回收容器，在該產(chǎn)物回收容器內(nèi)設有采取未充分反應的產(chǎn)物的可動式的未分解產(chǎn)物回收容器。第九方面的發(fā)明為根據(jù)第七方面的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理裝置，其中，在將產(chǎn)物從所述壓力調(diào)節(jié)裝置排出至所述產(chǎn)物回收容器的配管中，設有采取從所述壓力調(diào)節(jié)裝置排出的產(chǎn)物的取樣器具。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，使用供給用擠出機，在高溫高壓氣氛中，家用電器或汽車或建筑物等中使用的發(fā)泡聚氨基甲酸酯的廢棄物在進行連續(xù)地化學處理時，通過精確地注入藥劑，發(fā)揮可以進行防止藥劑的逆流的連續(xù)處理這樣的優(yōu)異效果。


圖I為表不本發(fā)明的一實施方式的圖2為表示圖I中表示的產(chǎn)物回收容器的詳情的圖；圖3為表示本發(fā)明的實施例中得到的產(chǎn)物的分子量分布的測定結果的圖；圖4為說明在本發(fā)明中，注入藥劑的時機的圖。符號說明11供給用擠出機Ils 螺桿12反應管 16藥劑注入裝置
具體實施例方式下面,基于附圖,詳述本發(fā)明優(yōu)選的一實施方式。首先，通過圖I說明發(fā)泡氨基甲酸酯處理裝置。在圖I中，10為發(fā)泡氨基甲酸酯供給給料器，供給用擠出機11與該發(fā)泡氨基甲酸酯供給給料器10連接，反應管12與該供給用擠出機11的吐出口 Ild連接，經(jīng)由包含閥及齒輪泵等的壓力調(diào)節(jié)裝置13，產(chǎn)物回收容器14連接在反應管12上。投入到發(fā)泡氨基甲酸酯供給給料器10中的發(fā)泡氨基甲酸酯P為用于家用電器或汽車或建筑物等的作為隔熱用的廢棄物的發(fā)泡氨基甲酸酯，包含粉碎、在常溫下被加壓壓縮的發(fā)泡氨基甲酸酯等。發(fā)泡氨基甲酸酯供給給料器10使用螺桿給料器、盤式給料器、旋轉(zhuǎn)給料器等即可，需要選擇供給量穩(wěn)定的給料器。更優(yōu)選測定供給量并自動調(diào)節(jié)供給速度的重量損失(loss-in weight)型的給料器。供給用擠出機11如圖所示，在筒體Ilc內(nèi)設有單螺桿Ils而形成。除單軸擠出機之外，以螺桿為兩根的雙螺桿擠出機為代表，多軸的擠出機雖有市售，但在本發(fā)明中，設定為結構簡單且便宜的單軸擠出機。作為有效活用單軸擠出機對氨基甲酸酯進行加壓的方法，和日本特愿2010-104900的方法一樣。作為供給用擠出機11，使用單軸擠出機的情況，向單軸擠出機的聚氨基甲酸酯供給也優(yōu)選使用由擠出機構成的供給進料器10，在占有設在位于漏斗Ilh和供給用擠出機11的接合部的供給用擠出機11的筒體Ilc上的開口部Ila的50%以上的面積被供給的原料覆蓋的條件下，供給材料。供給的材料較少的情況，供給至開口部Ila的材料立即被送到筒體Ilc的吐出方向而再沒有原料，因此開口部Ila未被原料覆蓋。增加供給量時，開口部Ila的吐出側(cè)被原料覆蓋。進一步增加供給量時，原料慢慢地向整個開口部Ila擴展。就橋接的容易程度而言，相對于殘留在開口部Ila的原料的重量，開口部Ila的壁面和原料的摩擦阻力越大，就越容易進行橋接。因而，優(yōu)選開口部Ila完全地被原料占滿，保持開口部Ila的壁面和原料的接觸面積不擴大的狀態(tài)而運行。作為供給用擠出機11，用單軸擠出機擠出聚合物時，一般情況下，即使沒有給料器，也可以供給材料。但是，特別是在供給已發(fā)泡、比重輕、形狀各樣且容易橋接的粉碎物等的情況下，如上所述，有效的是使用供給進料器10，控制為筒體Ilc的開口部Ila未完全地被原料充滿的狀態(tài)。在該供給用擠出機11的吐出口 Ild的附近，S卩，吐出口 Ild的上游側(cè)，且比由發(fā)泡氨基甲酸酯P擠出而被加壓的供給用擠出機11內(nèi)由原料形成的密封區(qū)Zc更靠下游側(cè)，形成有注入二醇等藥劑的藥劑注入部15，在該藥劑注入部15連接有對藥劑進行加熱并供給的藥劑注入裝置16。藥劑注入裝置16包含藥劑箱17 ;連結藥劑箱17和藥劑注入部15的藥劑配管18 ;與藥劑配管18連接，對藥劑進行加壓供給的藥泵19 ;以及對藥劑配管18內(nèi)的藥劑進行加熱的加熱器21。作為藥劑使用的二醇(diol, glycol),—般認為使用乙二醇或二乙二醇最有效,但并不限定于此。例如，也可以使用包含二醇的多元醇。例如也可以將丙三醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，3-丁二醇、丙二醇、聚丙二醇、戊二醇、聚乙二醇、季戊四醇、山梨醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、四乙二醇、丁基卡必醇等多官能的醇類單獨或混合兩種以上使用。將藥劑不加熱而在室溫下供給至擠出 機，之后，從反應管的外部進行加熱時，可以得到產(chǎn)物，但是產(chǎn)生反應管內(nèi)部的溫度分布。即，在常溫下將藥劑供給至擠出機的情況下，變成在擠出機或者反應管中對材料進行加熱。此時，因為是從擠出機或反應管的壁面進行加熱，所以容易產(chǎn)生溫度分布，其結果是存在反應產(chǎn)物變得不均勻的問題。為此，產(chǎn)生未反應的固體成分包含于產(chǎn)物中的問題，所以優(yōu)選預先對藥劑進行加熱，通過注入預先加溫的藥劑來促進擴散，同時可以使溫度變得均勻。就供給用擠出機11而言，其螺桿Ils被電動機20驅(qū)動。在電動機20中設有扭矩傳感器22，從而利用扭矩傳感器22的檢測值來控制藥劑注入裝置16的藥泵19。就聚氨基甲酸酯的分子鏈骨架而言，在150°C 250°C，發(fā)現(xiàn)了主鏈的運動。通過設為150°C以上，可以在擠出機內(nèi)將聚氨基甲酸酯壓縮。另一方面，設為比250°C還高的高溫時，聚氨基甲酸酯在筒體表面上滑動，無法以較強的力將材料送至前方，作為結果，存在無法進行壓縮的問題。因此，在從供給用擠出機11至反應管12的裝置構成中，將供給區(qū)Za以及加壓區(qū)Zb的溫度分別設為100°C 150°C以及150°C 250°C，通過將反應管12內(nèi)的反應區(qū)Zd的溫度以及壓力維持在200°C 300°C、壓力0. 5MPa lOMPa，將反應時間維持在5 30分鐘，就可以進行供給、加壓、分解反應。即，需要具有三個以上獨立的溫度調(diào)節(jié)區(qū)Za、Zb、Zd。在此，優(yōu)選將反應管12內(nèi)的反應溫度設為200°C 300°C。將反應溫度設為比200°C低時，產(chǎn)物的分解慢，雖能得到作為目的的多元醇，但由于未充分進行反應，混入殘留的固體成分，因此，反應溫度優(yōu)選為200°C以上。另外，將反應溫度設為比300°C高時，過度進行產(chǎn)物的分解而產(chǎn)生胺，產(chǎn)生較強的異臭，因此反應溫度優(yōu)選為300°C以下。供給用擠出機11以及反應管12需要是耐壓設計的容器。在此，供給用擠出機11的吐出口 Ild的溫度為原料(發(fā)泡氨基甲酸酯)的軟化點溫度以上且軟化點+100°C高溫以下，并且，將擠出機吐出口的溫度設為A(°C)、藥劑的注入溫度設為BCC )、反應溫度設為CCC )、原料的吐出量設為Wa(g/min)、藥劑的注入量設為Wb (g/min)時,全部的狀態(tài)下在比熱為I的情況下，在藥劑混合前的溫度A、B和混合后的溫度C'中存在如下的關系。C' (ffa+ffb) = Affa+BffbC' = (Affa+Bffb)/(ffa+ffb)…(I)對于以C'的溫度為目的的反應溫度C，優(yōu)選在C-50 < C' < C+50的范圍內(nèi)。將
(I)式代入該 C-50 < C' < C+50,
C-50 < (Affa+Bffb) / (ffa+ffb) < C+50(C-50) (ffa+ffb) < Affa+Bffb < (C+50) (ffa+ffb) ... (2)由(2)式的(C-50) (ffa+ffb) < Affa+Bffb,(C-50) (ffa+ffb) -Affa < Bffb[ (C-50) (ffa+ffb) -Affa] /ffb < B ...(3)(2)式的 AWa+BWb < (C+50) (ffa+ffb)Bffb < (C+50) (ffa+ffb) -Affa
B < [ (C+50) (ffa+ffb) -Affa] /ffb ... (4)從(3)、(4)式，對于以C'的溫度為目的的反應溫度C，為了控制在C-50 <C'< C+50的范圍內(nèi)，藥劑的注入溫度B只要滿足下面的條件[ (C-50) (ffa+ffb) -Affa] /ffb < B < [ (C+50) (ffa+ffb) -Affa] /ffb 即可。更正確的是，優(yōu)選代替Wa、Wb，使用考慮了各物質(zhì)的熱容量的值。即，更優(yōu)選代替Wa、ffb,使用Wa' = Wa CaWb' = Wb Cb(Ca、Cb為各物質(zhì)A、B的熱容量)。就產(chǎn)物回收容器14而言，為了冷卻在反應管12中于高溫 高壓場中發(fā)泡氨基甲酸酯和藥劑發(fā)生反應而分解得到的單體，在外周具備用致冷劑冷卻的套24，在內(nèi)部設有捕捉固體成分(雜質(zhì))S并過濾單體的過濾器25，在下部設有排出閥26。另外，在產(chǎn)物回收容器14上經(jīng)由背壓閥27連接有捕集器(trapper) 28，并且經(jīng)由熱交換器29連接有箱30，在該箱30上連接有排氣管31。背壓閥27將產(chǎn)物回收容器14內(nèi)的壓力保持固定，同時在一定壓力以上時，將氣體排出到捕集器28中。在捕集器28除去氣體中的固體成分等，氣體成分流至熱交換器29。通過熱交換器29將氣體冷卻而將可凝氣體液化并送至箱30。在箱30回收液體成分，使不可凝氣體從排氣管31排出。另外，在產(chǎn)物回收容器14上連接有當產(chǎn)物回收容器14內(nèi)的壓力異常上升時則排出氣體的安全閥32。其次，在與連接于反應管12上的壓力調(diào)節(jié)裝置13和產(chǎn)物回收容器14連接的配管33上設有取樣器具34，在產(chǎn)物回收容器14內(nèi)設有可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40。通過安裝它們二者中任意一個或者其兩者的設備，可以將裝置開始工作時或者停止時生成的作為目的的物質(zhì)以外的物質(zhì)從產(chǎn)物回收容器14除去。取樣器具34包括連接在配管33上的折疊器35 ;設在該折疊器35上的球閥36 ；移動自由地設在折疊器35內(nèi)，且前端部被劈成兩半的取樣管37 ;以及用于將折疊器35和取樣管37之間密封，且為了在取樣后將用取樣管37取樣而得到的產(chǎn)物取出，而用于開放折疊器35的后端部35a的折疊器固定兼軸密封接頭38。折疊器固定兼軸密封接頭38是由將后端部35a緊固至連接到配管33的折疊器基部35b而進行固定的彈簧式接頭等構成。該取樣器具34經(jīng)由球閥36，將取樣管37劈成兩半的前端插入配管33的流路，在取樣管37中直接采取從配管33流下的產(chǎn)物。此時，就折疊器35而言，在插入取樣管37時，內(nèi)壓上升，保持該壓力，以使該取樣管37不會飛出，取樣后，將取樣管37移動至球閥36后方之后，關閉球閥36，然后，通過用折疊器固定兼軸密封接頭38開放后端部35a，則可以取出用取樣管37采取的目的外的產(chǎn)物或者產(chǎn)物樣品。可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40用彎曲成L字的臂41安裝在產(chǎn)物回收容器14的頂板上，臂41利用O型圈等密封裝置42，不損壞密閉性地旋轉(zhuǎn)自由地安裝在頂板上。其次，對使用圖I、圖2中表示的發(fā)泡氨基甲酸酯處理裝置的發(fā)泡氨基甲酸酯處理方法進行說明。如上所述，發(fā)泡氨基甲酸酯P從供給進料器10供給至供給用擠出機11，利用螺桿IlS的旋轉(zhuǎn)從供給區(qū)Za到加壓區(qū)Zb —邊進行加熱，一邊擠出。在此，將供給區(qū)Za中的溫度設為100°C 150°C，將加壓區(qū)Zb中的溫度設為150°C 250°C，在加壓區(qū)Zb的下游側(cè)，由發(fā)泡氨基甲酸酯形成密封區(qū)Zc，由藥劑注入裝置16從該密封區(qū)Zc的下游側(cè)的藥劑注入部15注入二醇等藥劑，和發(fā)泡氨基甲酸酯一起從吐出口 Ild流通至反應管12內(nèi)。在反應管12內(nèi)的反應區(qū)Zd中，維持溫度為200°C 300°C、壓力為0. 5MPa lOMPa、反應時間(滯留時間)為5 30分鐘，發(fā)泡氨基甲酸酯和藥劑進行分解反應，生成 單體，從壓力調(diào)節(jié)裝置13通過配管33回收至產(chǎn)物回收容器14中。此時，在藥劑注入裝置16的設有加熱器21的藥劑配管18的最下游部(擠出機偵D的配管壁上設有溫度計(未圖示)，并且測定供給用擠出機Ii的筒體lie的溫度。另夕卜，在供給用擠出機11的吐出口 Ild的附近設有測定筒體Ilc的內(nèi)部的溫度的傳感器，通過確認混合物達到接近于目的的反應溫度C的溫度，控制上述范圍內(nèi)的吐出口的溫度A以及藥劑的注入溫度B的溫度調(diào)節(jié)。一般情況下，通過擠出機加工聚合物時，在軟化點或者熔點+50°C +100°C的溫度范圍進行熔融成形。優(yōu)選發(fā)泡氨基甲酸酯的溫度(吐出口的溫度A)依據(jù)該經(jīng)驗性的設定范圍。用供給用擠出機11通過螺桿Ils的旋轉(zhuǎn)將發(fā)泡氨基甲酸酯擠出且在反應管12中進行單體化時，作為產(chǎn)物的單體在常溫下為液體，根據(jù)情況，也有為氣體的情況，在反應管12內(nèi)幾乎成為氣體。該情況下，即使從藥劑注入部15注入藥劑，如不能確實地形成密封區(qū)Zc時，藥劑在供給用擠出機11中逆流，使擠出發(fā)泡氨基甲酸酯變得困難。因此，在本發(fā)明中，利用供給用擠出機11擠出發(fā)泡氨基甲酸酯時，預先僅擠出發(fā)泡氨基甲酸酯，用扭矩傳感器22測定發(fā)泡氨基甲酸酯到達藥劑注入部15時的扭矩值，反應擠出時開始供給材料之后，扭矩上升，如上所述，達到僅擠出聚氨基甲酸酯時測定的特定的扭矩值以上時，通過從藥劑注入部15注入藥劑，可以防止藥劑的逆流。通過圖4對此進行說明，首先擠出開始時，如圖4(a)所示，來自漏斗IIh的發(fā)泡氨基甲酸酯被送入供給用擠出機11內(nèi)，通過螺桿Ils的旋轉(zhuǎn)，供給至供給區(qū)Za，一邊在該供給區(qū)Za中進行加熱熔融，一邊擠出，如圖4 (b)所示，在加壓區(qū)Zb中將發(fā)泡氨基甲酸酯加熱至高溫，并且加壓，之后，如圖4(c)所示，由熔融的發(fā)泡氨基甲酸酯形成密封區(qū)Zc。此時，發(fā)泡氨基甲酸酯的供給量恒定的情況下，就加在螺桿Hs上的扭矩而言，在發(fā)泡氨基甲酸酯從供給區(qū)Za擠出至加壓區(qū)Zb之間上升，形成密封區(qū)Zc時，為大致恒定的值。但是，在擠出初期，在反應管12內(nèi)未充滿發(fā)泡氨基甲酸酯，因此，向反應管12內(nèi)充滿發(fā)泡氨基甲酸酯，之后，開放藥劑注入部15，只要求得發(fā)泡氨基甲酸酯流入藥劑注入部15時的扭矩值，根據(jù)該扭矩值就可知形成密封區(qū)Zc，通過在該時刻注入藥劑，可以防止逆流。另外，投入到供給用擠出機11的發(fā)泡氨基甲酸酯的量發(fā)生變動，加在螺桿Ils上的扭矩比設定值少的情況下，通過停止注入藥劑，可以防止逆流。
另外，如課題所示，啟動時，從反應管12吐出反應不充分的產(chǎn)物，因此，首先壓力上升，之后，吐出充分反應的產(chǎn)物，因此壓力下降到一定值。從該時刻生成作為目的的產(chǎn)物，因此，至此用臂41使可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40位于配管33的正下面，通過回收反應不充分的產(chǎn)物，可以防止未反應產(chǎn)物等混入。另外，吐出充分反應的產(chǎn)物之后，使可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40移動，在產(chǎn)物回收容器14中回收作為目的的產(chǎn)物。此時，通過用取樣器具34直接對產(chǎn)物進行取樣，可以明確地確認產(chǎn)物是未反應還是充分反應。在此，本發(fā)明的單體化是指恢復至聚氨基甲酸酯的化學原料。也有在聚氨基甲酸酯的原料中使用蠟狀的物質(zhì)或低聚物的情況，在此的單體化并不一定限于恢復至表示聚合物的重復最小單元的單體，也包含得到蠟或低聚物。就排出到產(chǎn)物回收容器14內(nèi)的單體而言，通過套24被冷卻而液化，并且，對其保溫，通過過濾器25，從排出閥26以后面工序中最佳的條件排出。這樣處理裝置開始工作時以及停止時，反應管12的內(nèi)部的條件不穩(wěn)定，吐出未完 全分解的產(chǎn)物，為了在不犧牲產(chǎn)物回收容器14的密閉性的情況下，除去未完全分解的產(chǎn)物，通過在產(chǎn)物回收容器14內(nèi)設有可以移動的可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40，則可以得到反應得以充分地進行的單體。另外，取樣器具34和可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40，是基于利用測定反應管12的內(nèi)部壓力的壓力測定裝置(未圖示)得到的測定值來控制。特別是處理廢棄物的情況下，供給物的性狀各樣，因此，在運行中需要檢查產(chǎn)物的狀態(tài)。因此從密閉的產(chǎn)物回收容器14維持密閉狀態(tài)而取出樣品的方法是有效的。實施例其次，說明實施例和比較例。(實施例I)利用圖I中表示的處理裝置處理發(fā)泡氨基甲酸酯。由于發(fā)泡氨基甲酸酯使用具有交聯(lián)結構的聚氨基甲酸酯，因此，沒有完全地熔融。但是，可以通過螺桿Ils的推動力進行加壓并擠出。供給用擠出機11使用筒體徑20mm、L/D = 25的擠出機，供給區(qū)Za以及加壓區(qū)Zb的筒體溫度分別設為160°C、170°C。作為原料使用的發(fā)泡氨基甲酸酯是隔熱中使用的發(fā)泡氨基甲酸酯，進行粉碎并在常溫下被加壓壓縮，但比重為0. I左右。由于未固化，因此，通過簡單地破碎就變?yōu)榉勰?。放?_的篩孔的篩子上，使用通過了篩子的發(fā)泡氨基甲酸酯。因規(guī)模擴大而使用更大型的擠出機時，可以擴大粉碎尺寸。另外，進行將螺桿Ils的旋轉(zhuǎn)速度設為60rpm的實驗。發(fā)泡氨基甲酸酯P向供給用擠出機11的漏斗Ilh的供給使用給料器10，向漏斗部定量地供給發(fā)泡氨基甲酸酯P。另外，在給料器10中安裝攪拌器進行攪拌，橋接聚氨基甲酸酯的粉末，防止向供給用擠出機11中的供給變得不穩(wěn)定。進而，從給料器10供給的聚氨基甲酸酯的量在供給用擠出機11的供給部中的漏斗內(nèi)不完全地覆蓋旋轉(zhuǎn)的螺桿Ils的表面的范圍內(nèi)進行供給。在此，將2g/min的聚氨基甲酸酯供給至漏斗中。此時，在開放藥劑注入部15的孔的狀態(tài)下預先僅擠出聚氨基甲酸酯，通過扭矩傳感器22求出開始擠出之后到聚氨基甲酸酯從孔排出時，即聚氨基甲酸酯到達藥劑注入部15時的扭矩值，結果為2. ON m。
因此，通過扭矩傳感器22在反應擠出時于供給材料之際監(jiān)測扭矩，開始供給之后，扭矩上升，扭矩值達到2. ON m以上之后，控制藥泵19，使從藥劑注入部15開始注入藥劑。由此，扭矩值變?yōu)?. ON -m以上時，確認形成密封區(qū)Zc，即使注入藥劑，也不會產(chǎn)生藥劑的逆流。藥劑注入部15在進行注入的噴嘴中使用球在內(nèi)部移動的止回閥(未圖示)。這是為了預防聚氨基甲酸酯逆流，堵塞藥劑(二乙二醇)的藥劑配管18。另外，作為止回閥的閥，對于移動的球的行程來說，行程短則反應快而防止逆流，因此，在本實驗中設為1_。另夕卜，對于從球到供給用擠出機11的筒體Ilc的內(nèi)面的距離來說，也同樣是該距離短則止回閥的反應快。止回閥的移動差的情況下，即使在扭矩未充分地提高的階段，藥劑也有可能泄漏，該情況下，材料有可能滑動，變得無法供給原料。通過設計為球的位置盡量接近于筒體He的內(nèi)面，能夠形成使止回閥的移動敏捷，難以逆流的結構。另外，開始注入時，壓力調(diào)節(jié)裝置13設為關閉的狀態(tài)，以注入的液體或氣體不會散氣的方式運行。
其次，將反應管12的內(nèi)部的溫度設為260°C。將反應管12的容積設為100ml。即，在將聚氨基甲酸酯和二乙二醇混合物的比重假定為1.0的情況下，將反應條件中的滯留時間設為20 30分鐘左右。進而，在下游側(cè)設有閥作為壓力調(diào)節(jié)裝置13。將閥的出口溫度設為240°C。這是因為通過設為用于分解的二乙二醇的沸點以下，防止在閥內(nèi)引起相轉(zhuǎn)移而無法控制流動。通過開閉該閥，將反應管12的內(nèi)部的壓力控制在I 3MPa的范圍內(nèi)。進而，通過使致冷劑在經(jīng)由配管33連接于壓力調(diào)節(jié)裝置13的產(chǎn)物回收容器14的套24內(nèi)流動，對產(chǎn)物回收容器14內(nèi)進行冷卻，以不產(chǎn)生產(chǎn)物的蒸氣。在此，使用0°C的致冷齊U。另外，安全閥32使產(chǎn)物回收容器14內(nèi)不會加壓至IMPa以上。通過該安全閥32，特別是由于排出可燃性的氣體使得產(chǎn)物回收容器14內(nèi)的壓力變高，具有爆炸的危險性，因此，可以保持比產(chǎn)物回收容器14的耐壓低的壓力。另外，通過安裝在比安全閥32還低的壓力下工作的背壓閥27，在其下游連接捕集器28和熱交換器29，由產(chǎn)物回收容器14回收沒有完全被冷卻的溶劑。進而，在產(chǎn)物回收容器14內(nèi)，用在圖2的箭頭表示的方向上移動的可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40，對啟動時未充分進行反應的產(chǎn)物進行回收，另外，用取樣器具34采取產(chǎn)物樣品。該可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40和取樣器具34的工作是通過測定反應管12的內(nèi)部壓力的壓力測定裝置(未圖示)監(jiān)控該壓力而進行的。S卩，啟動時，進行材料的充滿，并且，壓力上升。之后，進行化學反應，材料的粘度下降，結果是壓力也下降，達到一定值。直至壓力達到一定的時刻為止，利用取樣器具34或者可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40回收排出的目的以外的產(chǎn)物，由此，分離在運行不穩(wěn)定的狀態(tài)下吐出的溢出物。此時，根據(jù)由壓力測定裝置得到的測定值來控制取樣器具34或者可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40。反應管12內(nèi)的壓力達到一定后，結束可動式的未分解產(chǎn)物回收容器40中的回收，將產(chǎn)物導入至產(chǎn)物回收容器14內(nèi)，用過濾器25從產(chǎn)物除掉固體成分的雜質(zhì)S。另外，實施利用過濾器25的過濾的情況下，將產(chǎn)物回收容器14內(nèi)的產(chǎn)物的溫度加溫至70°C以上。
將使用該裝置得到的本發(fā)明的產(chǎn)物的分子量分布示于圖3。另外作為比較，可知具有和在高壓釜中以聚氨基甲酸酯二乙二醇=I I的比例進料，在260°C的二乙二醇的飽和蒸氣壓中，進行10分鐘的處理而得到的分批處理的再生多元醇大致相同的分子量分布?？芍褂迷谔烊欢嘣贾屑尤肓?10%分批處理再生多元醇的物質(zhì)，制作發(fā)泡聚氨基甲酸酯得到的發(fā)泡體在熱導率和壓縮、彎曲機械特性上顯示出和天然材料同等的特性。S卩，可知，作為用高溫高壓的藥劑對聚合物連續(xù)地進行再生處理的裝置，可以利用本發(fā)明。(實施例2)在聚氨基甲酸酯粉末非常地容易橋接，且覆蓋相當于和漏斗的連接部的供給用擠出機11的開口部Ila的50%以上的情況下，聚氨基甲酸酯粉末向供給用擠出機11的供給不穩(wěn)定，由供給用擠出機11擠出的樹脂量產(chǎn)生不均勻，結果是滯留時間產(chǎn)生參差不齊，產(chǎn) 物的特性參差不齊，根據(jù)情況，有可能造成材料的供給不足、密封變得不完全、藥劑或產(chǎn)物向漏斗逆流。將此時的螺桿Ils的轉(zhuǎn)速設為50rpm。另外，此時使用的供給用擠出機11的螺桿形狀，使用在流路截面積比R和作為擠出機的筒體的長度與直徑的比的L/D的關系中，R為4且具有截面積發(fā)生變化的錐部的部分的L/D為10的形狀。此時，通過縮小螺桿的吐出側(cè)的流路截面積，將原料壓縮，從而將下游側(cè)注入的藥劑密封。因該錐部的溫度的影響，壓縮時的壓力的穩(wěn)定性發(fā)生大變化，因此優(yōu)選為130°C 2 5 (TC的范圍。在此，將錐部以及擠出機出口的藥劑注入部中的擠出機的筒體溫度設為170°C。進而，由扭矩傳感器22測出的扭矩值為一定值以上(2. ON* m以上)時，從螺桿的前端向L/D = I. 5的漏斗側(cè)的部分以2g/min注入預先預熱至300°C的二乙二醇?？纱_認，通過該注入，藥劑沒有逆流，且可確認，和實施例I 一樣，在反應管12中充分地進行反應。(比較例I)使用和實施例I 一樣的裝置、方法進行處理，但在比較例I的情況下，在開始供給材料，扭矩值上升變?yōu)?. 5N m的時刻，從藥劑注入部開始藥劑的注入。該結果是，藥劑向漏斗Ilh側(cè)逆流，材料滑動，在壓力達到0. 5MPa以上的時刻，無法向反應管側(cè)擠入材料。因此可知，在注入藥劑之前于開放藥劑注入部的孔的狀態(tài)下，預先求得聚氨基甲酸酯到達藥劑注入部15時的扭矩值，結果為2. ON m,由于在扭矩值為0. 5N m的時刻，注入藥劑，因此產(chǎn)生逆流。上面對實施例和比較例進行了說明，但本發(fā)明并不限定于實施例，例如，在實施例中，使用筒體徑為20mm的擠出機，但為了充分地確保處理量，在商用的實用裝置中，需要用150_左右的大型的擠出機，在100轉(zhuǎn)以下程度的運行條件下進行。該情況下，雖然在扭矩值中存在一些變動，但是扭矩值變?yōu)?. ON m以上時，通過注入藥劑則可防止逆流。
權利要求
1.發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其特征在于，將發(fā)泡氨基甲酸酯投入供給用擠出機，一邊用該供給用擠出機內(nèi)的螺桿擠出發(fā)泡氨基甲酸酯，一邊進行加壓，同時對發(fā)泡氨基甲酸酯進行加熱，將藥劑從連接至供給用擠出機的藥劑注入裝置注入高溫高壓的發(fā)泡氨基甲酸酯中，之后從所述供給用擠出機流通至反應管，利用高溫高壓場對發(fā)泡氨基甲酸酯進行單體化時，根據(jù)加在螺桿上的扭矩值，控制所述藥劑注入裝置。
2.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，在對發(fā)泡氨基甲酸酯進行分解處理之前，預先將發(fā)泡氨基甲酸酯投入供給用擠出機，測定到達連接至所述供給用擠出機的所述藥劑注入裝置的藥劑注入部的時刻的所述螺桿的扭矩值，對發(fā)泡氨基甲酸酯進行單體化時，達到所述測定的扭矩值以上之后，自所述藥劑注入裝置注入預先加熱了的藥劑。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，使在所述反應管中被單體化了的發(fā)泡氨基甲酸酯的單體從壓力調(diào)節(jié)裝置中通過而減壓后，導入產(chǎn)物回收容器內(nèi)，一邊利用該產(chǎn)物回收容器調(diào)節(jié)壓力，一邊回收被分解處理了的單體。
4.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，所述產(chǎn)物回收容器內(nèi)具備可動式的未分解產(chǎn)物回收容器，用可動式的未分解產(chǎn)物回收容器選擇性地回收從所述壓力調(diào)節(jié)裝置導入所述產(chǎn)物回收容器的產(chǎn)物，采取未充分反應的產(chǎn)物。
5.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，在將產(chǎn)物從所述壓力調(diào)節(jié)裝置排出至所述產(chǎn)物回收容器的配管中設有取樣器具，用該取樣器具，采取從所述壓力調(diào)節(jié)裝置排出的產(chǎn)物。
6.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法，其中，藥劑為二醇或者具有兩個以上的羥基的多元醇，作為產(chǎn)物得到的單體為具有兩個以上的羥基的多元醇。
7.發(fā)泡氨基甲酸酯的處理裝置，將發(fā)泡氨基甲酸酯投入至供給用擠出機中，一邊用該供給用擠出機內(nèi)的螺桿擠出發(fā)泡氨基甲酸酯一邊進行加壓，同時對發(fā)泡氨基甲酸酯進行加熱，將藥劑從連接至供給用擠出機的藥劑注入裝置注入高溫高壓的發(fā)泡氨基甲酸酯中，之后從所述供給用擠出機流通至反應管，利用高溫高壓場對發(fā)泡氨基甲酸酯進行單體化，其特征在于，驅(qū)動所述螺桿的電動機中設有扭矩傳感器，根據(jù)該扭矩傳感器的扭矩值，控制所述藥劑注入裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理裝置，其中，在所述反應管的出口連接有壓力調(diào)節(jié)裝置，在該壓力調(diào)節(jié)裝置中連接有冷卻并回收產(chǎn)物的產(chǎn)物回收容器，在該產(chǎn)物回收容器內(nèi)設有采取未充分反應的產(chǎn)物的可動式的未分解產(chǎn)物回收容器。
9.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)泡氨基甲酸酯的處理裝置，其中，在將產(chǎn)物從所述壓力調(diào)節(jié)裝置排出至所述產(chǎn)物回收容器的配管中，設有采取從所述壓力調(diào)節(jié)裝置排出的產(chǎn)物的取樣器具。
全文摘要
本發(fā)明提供發(fā)泡氨基甲酸酯的處理方法及其處理裝置，其中，使發(fā)泡氨基甲酸酯在高溫高壓下和藥劑進行反應而單體化時，能夠可靠地進行藥劑的注入。將發(fā)泡氨基甲酸酯投入供給用擠出機(11)，一邊用該供給用擠出機(11)內(nèi)的螺桿(11s)擠出發(fā)泡氨基甲酸酯，一邊進行加壓，同時對發(fā)泡氨基甲酸酯進行加熱，將藥劑從連接至供給用擠出機(11)的藥劑注入裝置(16)注入高溫高壓的發(fā)泡氨基甲酸酯中，之后從所述供給用擠出機(11)流通至反應管(12)，利用高溫高壓場對發(fā)泡氨基甲酸酯進行單體化時，根據(jù)加在螺桿(11s)上的扭矩值，控制所述藥劑注入裝置(16)。
文檔編號B29B17/00GK102756436SQ20121007278
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權日2011年4月28日
發(fā)明者北條房郎, 后藤敏晴, 秋山征雄, 草野祥幸 申請人:株式會社日立制作所