JPH0768355B2 - ウレタンエマルジョンの製法 - Google Patents

ウレタンエマルジョンの製法

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JPH0768355B2
JPH0768355B2 JP2136292A JP13629290A JPH0768355B2 JP H0768355 B2 JPH0768355 B2 JP H0768355B2 JP 2136292 A JP2136292 A JP 2136292A JP 13629290 A JP13629290 A JP 13629290A JP H0768355 B2 JPH0768355 B2 JP H0768355B2
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孝治 笹山
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カネボウ・エヌエスシー株式会社
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ガラス繊維収束剤等として用いられるウレ
タンエマルジヨンの製法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、ウレタンエマルジヨンは、ウレタンプレポリマ
ー反応槽内にウレタンポリマー原料を投入し、その反応
槽内で反応生成したウレタンプレポリマーを乳化用タン
クに移し、この乳化用タンク内において、上記プレポリ
マーを水に乳化させることにより製造されている。この
場合、乳化用タンクは、第4図に示すように、攪拌槽20
と攪拌翼21とその回転軸22とモーター23を備えており、
この攪拌槽20内に上記ウレタンプレポリマーと水が投入
され乳化することが行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記のようにしてウレタンエマルジヨン
を製造する場合には、上記乳化用タンク20内において、
ウレタンプレポリマーの一部が重合してポリマー状にな
つた滓24が、特に攪拌が充分行われていない部分、例え
ば回転軸22の外周面や攪拌槽20の内壁面ないし底部に付
着する。このように付着したウレタンプレポリマー24
は、次回の乳化時までに洗浄除去しなければ、また次回
においても同様に付着し、これが順次積層されると攪拌
不良等の悪影響が生じる。このため、上記攪拌槽20内や
回転軸22に付着したウレタンポリマーを一回の乳化ごと
に除去する必要が生じるが、上記ウレタンプレポリマー
は、元来溶剤に不溶性であることから溶剤で洗浄するこ
とが困難である。したがつて、作業員がいちいち手作業
で除去しているのが実情であり、この改善が強く望まれ
ている。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、上
記のようなウレタンプレポリマー残渣の除去が不要で、
しかも連続的にウレタンエマルジヨンを製造することの
できるウレタンエマルジヨンの製法の提供をその目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、この発明のウレタンエマル
ジヨンの製法は、ウレタンプレポリマーを水に乳化させ
てウレタンエマルジヨンを製造する方法において、円筒
状ケーシング内に設けられた回転軸に複数のロータ歯を
所定間隔で設け、この外周に、上記ロータ歯と対峙する
複数のステータ歯を設け、上流側のロータ歯とステータ
歯とからなる組と下流側のロータ歯とステータ歯とから
なる組との間の流路を狭めるための突部を、上記ケーシ
ングの内周部から、上記回転軸方向に突出させた連続式
乳化機を用い、この乳化機の入口に、ウレタンプレポリ
マーと水の加圧流路を延ばし、この乳化機中において、
上記ウレタンプレポリマーを水に連続的に乳化し生成エ
マルジヨンを連続的に取り出すという構成をとる。
〔作用〕
すなわち、この発明は、ロータ歯とステータ歯とを備え
た連続式乳化機を用い、上記ウレタンプレポリマーと水
をこの乳化機内において連続的に乳化してウレタンエマ
ルジヨンを連続的に製造するものであり、ウレタンエマ
ルジヨンの連続製造が可能になる。また、乳化機内にお
いては、ステータ歯とロータ歯との間で上記両液の強制
攪拌混合が行われ、攪拌が全体に強固に行われるためウ
レタンプレポリマー残渣が付着することがない。したが
つて、残渣の除去作業は全く不要になる。
つぎに、この発明を詳しく説明する。
この発明の対象となるウレタンプレポリマーは、従来公
知の方法で製造されたものであつて分子量が1000〜5000
0程度のもののことをいう。
また、上記連続式乳化機は、つぎのように構成されてい
る。すなわち、第1図および第2図に示すように、上記
乳化機Xは、モーター1と乳化部2とを備え、乳化部2
の円筒状ケーシング内に、円周に沿つて略リング状のス
テータ歯4とその内側に略リング状のロータ歯5とが位
置決めされている。6は上記ステータ歯4をケーシング
に固定するための固定具、7は上記ロータ歯を回転させ
るための回転軸でモーター1によつて駆動される。上記
ロータ歯5とステータ歯6において、第2図に示すよう
に、ロータ歯5には円周方向に所定間隔で隙間5bが形成
され各歯5aが区画されている。また、ステータ歯4にお
いても各歯4aの間に隙間4bが形成されている。そして、
沸点上昇した水と加熱溶融された高融点物質とが混合状
態でロータ歯5の中に入り、そこからその各歯5aの間を
等つてステータ歯4との間の隙間に移行し、ステータ歯
4の各歯4aの間の隙間4bから外部に導出され、次段のロ
ータ歯5の中に導入される。このようにして上記混合物
は3段階の乳化段階を経由し乳化される。この場合にお
いて、ステータ歯4は固定された状態になつており、ロ
ータ歯5は回転駆動されることから、上記混合物Aに
は、ロータ歯5とステータ歯4との間において、ロータ
歯5の接線方向に生じた速度勾配にもとづく剪断力が加
えられる。また、ロータ歯5の各歯5aの間の隙間5bに存
在する混合物Aには遠心力が作用し、半径方向流れを生
じさせる。これによつて、上記ロータ歯5とステータ歯
4との間の隙間に生じる混合物Aの旋回流れ層流に対し
て、直角に剪断力が作用する。すなわち、半径方向流れ
と旋回流れ層流との衝突が連続的に繰り返され、これに
より、上記混合物Aは粉砕,混合の作用を連続的に受け
ることになり、完全な乳化が実現される。
つぎに、実施例について詳しく説明する。
〔実施例〕
第3図は上記の連続乳化装置を組み込んだこの発明の一
実施例を示している。図において、20は攪拌羽根20aを
備えた乳化用タンク、31は水タンクであり、32,33はポ
ンプ、34,35は開閉弁、Xは連続式乳化機であり、1は
そのモータ、2はその乳化部分である。また、25は製品
タンクである。すなわち、乳化用タンク20で得られたウ
レタンプレポリマーは、底部の開閉弁20bからパイプA
を通じて乳化機Xの乳化部2へ供給され、この時、同時
に、水もパイプBを通じて上記乳化部2に供給される。
そして、両液は、この乳化部2内において強制攪拌され
乳化されてエマルジヨン状になり、パイプCを経て製品
タンク25に導出され貯蔵される。
このようにして得られたウレタンエマルジヨンは良好な
状態となつている。
つぎに、具体例について説明する。
〔具体例〕
ウレタンプレポリマー(分子量3000)と水とを用い、こ
れを上記第3図に示す装置にかけ連続乳化した。この場
合、上記ウレタンプレポリマーと水との割合は0.8:1の
割合になるように設定した。そして、ローター歯5の回
転速度は8000r.p.m.、ウレタンプレポリマーの供給量は
2.4/min、水は3/minの割合に設定した。
このようにして得られたウレタンエマルジヨンは、第1
表のNo.1に示すように極めて良好であつた。なお、第1
表においてNo.3は500ccコルベンを用い上記実施例1お
よび2と同様の組成で製造したものであり、攪拌はスタ
ーラーを用い回転数600r.p.m.の条件で設定したもので
行つた。また、No.2はNo.1において、連続乳化における
水の供給量を2/minに設定したものである。
上記の表から明らかなように、実施例品はコルベンで製
造されたものとほぼ同様の良好なエマルジヨンであるこ
とがわかる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明のウレタンエマルジヨンの製法
は、ウレタンプレポリマーと水をステータ歯とロータ歯
を備えた連続乳化機内において連続的に乳化して取り出
すため、ウレタンエマルジヨンの連続製造が可能にな
る。また、エマルジヨン製造の際の残渣が上記連続式乳
化機内に付着しないため、従来のように乳化槽から残渣
を取り除くという作業が不要になり、作業の大幅な合理
化を実現できるようになる。また、本願発明では、ロー
タ歯とステータ歯とからなる組を複数組設け、下流側の
ロータ歯とステータ歯とからなる組と、上流側のロータ
歯とステータ歯とからなる組との間の流路を狭めるため
の突部を、ケーシングの内周部から回転軸方向に突出さ
せた連続式乳化機を用いている。このため、分子量が50
000程度の、比較的大きな分子量のウレタンプレポリマ
ーを水に乳化しうるようになる。すなわち、ロータ歯と
ステータ歯との間の剪断作用を複数組で行わせることに
よつて、乳化が行われると同時に、上流側の組入替の下
流側の組の間の流路を狭めるための突部がケーシング内
に設けられていることから、この部分においても混合摩
擦作用が発揮され、乳化がより一層促進される。このよ
うに、ロータ歯とステータ歯とからなる剪断作用を繰り
返すことと、上記の混合摩擦作用との相乗効果によつ
て、乳化が一層促進され、分子量の大きなウレタンプレ
ポリマーも充分な乳化がなされるようになる。また、ウ
レタンプレポリマーと水とを加圧して上記連続式乳化機
の入口に投入することによつて、上記のような、複数組
のロータ歯とステータ歯とが設けられ、かつ内周部に流
路を狭めるための突部が形成されているような流量抵抗
の大きな乳化機においても、連続式乳化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に用いる乳化機の構成を示す断面図、
第2図はそのA−A′断面図、第3図はこの発明の一実
施例の構成図、第4図は従来例の説明図である。 20……乳化用タンク、31……水タンク、32,33……ポン
プ、35……製品タンク、X……連続乳化機

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウレタンプレポリマーを水に乳化させてウ
    レタンエマルジヨンを製造する方法において、円筒状ケ
    ーシング内に設けられた回転軸に複数のロータ歯を所定
    間隔で設け、この外周に、上記ロータ歯と対峙する複数
    のステータ歯を設け、上流側のロータ歯とステータ歯と
    からなる組の下流側のロータ歯とステータ歯とからなる
    組との間の流路を狭めるための突部を、上記ケーシング
    の内周部から、上記回転軸方向に突出させた連続式乳化
    機を用い、この乳化機の入口に、ウレタンプレポリマー
    と水の加圧流路を延ばし、この乳化機中において、上記
    ウレタンプレポリマーを水に連続的に乳化し生成エマル
    ジヨンを連続的に取り出すことを特徴とするウレタンエ
    マルジヨンの製法。
  2. 【請求項2】上記両流路内を流れる両液が、乳化機のロ
    ータ歯の各歯の間およびロータ歯とステータ歯の間なら
    びにステータ歯の各歯の間を通過する過程で乳化される
    請求項(1)記載のウレタンエマルジヨンの製法。
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岩田敬治編「ポリウレタン樹脂ハンドブック」日刊工業新聞社(昭和62年9月25日)第55頁

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