JPH04197710A - 合成樹脂原料チップの結晶化方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は結晶性合成樹脂原料チップの結晶化方法に関す
る。

ｂ、　従来の技術 各産業分野で用いられる合成樹脂の各種フィルム、繊維
（糸）は、予め製造した合成樹脂の原料チップを用い、
これを溶融することによってフィルムや繊維を製造して
いる。

この原料チップには、次のようなものがある。

すなわち、原料が重合化され、厚さ１〜２ｍ程度のシー
ト状に成形された後、このシートを３〜４■角の大きさ
にカントしてなる結晶性合成樹脂原料チップ（通常シー
トカットという）、あるいは直径３１程度の円柱状に成
形された後、４〜５■程度の長さにカットされた原料チ
ップ（通常ストランドカットという）などである。

このうち、特にポリエステル系樹脂の原料チップは、通
常０．５％程度の水分を含有しいる。この原料チップを
溶融して各種フィルム、あるいは繊維（糸）に加工する
のであるが、原料チップに水分が多く含まれていると溶
融時に加水分解を起こし、所望のフィルム、あるいは糸
に加工することができない。

そこで原料チップの含有水分を１００ｐ’ｐｍ好ましく
は５０ｐｐ−以下に乾燥する必要がある。そのためには
原料チップの温度を１８０℃程度に加熱する必要がある
が、特にポリエステル系樹脂チップは、この温度に達す
る過程、すなわち１００〜１３０”Ｃの温度範囲に達す
ると、樹脂の結晶化現象が始まり、その結果、表面が粘
着性を帯び、表面が熔けた状態となり、樹脂チップ同志
が融着し、ブロックを生成したり、乾燥装置のケーシン
グ等に融着してしまう。

そこで、樹脂の結晶化によるこの現象を防止するために
、原料チップを１８０″Ｃ程度に加熱する前に、あらか
じめ１００℃前後の温度に加熱してその表面を結晶化さ
せておき、その後高温で加熱してもその表面が、粘着性
を帯びないようにした乾燥方法が実施されている。なお
、樹脂の種類によっては結晶化温度が異なるので、必ず
しも１００″Ｃ前後とは限らない。この方法の代表的な
ものには、流動層乾燥装置を使用する方法や、伝導伝熱
型の溝型攪拌乾燥機を使用する方法とがある。

前記流動層乾燥装置を使用する方法は、約１５〜３０分
間、８０〜１００℃の熱風で原料チップを流動化させつ
つ加熱して（回分処理）、該原料チップの表面を結晶化
させる方法である　（特公昭４３−１４９９号参照）。

一方、前記伝導伝熱型の溝型撹拌乾燥機を使用する方法
は、１２０℃前後の熱交換媒体（例えば、スチーム・熱
媒油）を中空回転体およびジャケット部に供給し、原料
チップ層を強制的に攪拌しながら該原料チップの表面を
結晶性させる方法である。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 前記流動層乾燥装置を使用する方法では、空塔速度が速
すぎると原料チップがサイクロン等の捕集器へ輸送され
てしまい、また遅すぎると流動層内で原料チップ同志の
融着によりブロック化を起こして流動化が停止してしま
うため、この方法で安定な流動層を形成するためには、
かなりのノウハウを必要とした。

また、前記伝導伝熱型の溝型攪拌乾燥機を使用する方法
においては、原料チップを強制的に攪拌するとはいうも
のの、原料チップの動きが鈍いところ、例えば隣合う中
空回転体の間や、原料チ・７１屡の温度を測定するため
にケーシングの側面から挿入した測温体の下部等に、原
料チップのブロックが生じたり、ケーシング等に融着し
てしまう場合が、あった。

また、中空回転口の回転に伴って、原料チ・ンブは乾燥
した状態で攪拌されるので、原料チップ同志の摩擦、乾
燥機内各部との摩擦によって微粉が発生するため、これ
も問題点の一つであった。

このように、どちらの結晶化法においても、原料チップ
同志のブロック化およびケーシング等への融着、および
それに伴う原料チップの品質劣化が問題となる。さらに
流動層乾燥装置を使用する方法では、原料チップ同志の
ブロック化による流動化の停止、また溝型攪拌乾燥機を
使用する方法では、原料チップ同志のブロック化により
攪拌動力が上昇し、モーターの許容動力がオーバー（オ
ーバーロード）してしまうと問題も生じる。

本願発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、原
料チップ同志の融着によるブロック化、ケーシング等へ
の融着、およびこれらによってもたらされる原料チップ
の品質劣化を防止しながら、合成樹脂原料チップを効率
よく結晶化させる方法を提供することを目的とする。

ｄ、　課題を解決するための手段 前記目的を達成するため、本発明は中空回転体およびジ
ャケットに１００〜１８０℃の熱交換媒体が、供給され
た伝導伝熱型の溝型攪拌乾燥機のケーシング間で、表面
に水膜を形成した結晶性合成樹脂原料チップを攪拌し、
前記熱交換媒体からの伝導伝熱によって、この原料チッ
プを加熱・結晶化させるとすることによって前記課題を
解消した。

ｅ、　作用 上記のように構成された合成樹脂原料チップの結晶化方
法は、中空回転体およびジャケットに１００〜１８０℃
の熱交換媒体が供給された伝導伝熱型の溝型攪拌乾燥機
のケーシング内で表面に水膜を形成した結晶性合成樹脂
原料チップを攪拌し、前記熱交換媒体からの伝導伝熱に
よってこの原料チップを加熱・結晶化させる方法である
ので、該原料チップ同志の融着によるブロック化、ケー
シング等への融着、およびそれらによってもたらされる
原料チップの品質劣化を防止しながら結晶化することが
できるようになった。また、水膜を介して加熱されるの
で、かなり高温の熱交換媒体を用いても原料チップの温
度を１００℃（水の沸点）以下に抑えながら結晶化でき
るようになったので、短時間で効率良い結晶化を行える
ようになった。

ｆ、　実施例 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は本発明の方法を実施するために使用する伝導伝
熱型の溝型攪拌乾燥機の一例である。

ケーシング１は比較釣機に長い容器であって支持台２．
２′によってやや傾斜して設けてあり、図の左側の高い
方が前部、右側の低い方が後部となる。ケーシングの横
断面は第２図に示すように二つの円弧によって画かれた
椀型であって、中央底部にはこの円弧によって形成され
る凸状の隆起体３が容器の長手方向に走っている。そし
てケーシングｌの底面および側面の全面にわたって熱交
換用のジャケット４が設けである。５．５′はそれぞれ
熱交換媒体の入口および出口である。ケーシング１の後
部底には原料の排出口６が、上面にはカバー７が設けで
ある。カバー７には原料投入口８、搬送ガス送入口９、
同排出口１０が設けられている。

ケーシング１の内部には、２本の中空軸１１．　ＩＩ’
が並列に貫通し、ケーシング１の前部に設けた軸受１２
．１２’および後部に設けた軸受１３．１３’によって
回転するように軸支されている。そして各軸の前部には
ギヤー１４．１４’を設けて、互いに噛み合わせ、互い
に逆方向に回転するようにしてあり、中空軸１１にはス
プロケット１５を設けて、チェーン（図示省略）を噛合
し、原動機に連結しである。

そして各軸の前端は、ロータリージヨイント１６゜１６
’を介して熱交換媒体供給管１７．１７’に、また後端
は、ロータリージヨイント１８．１８’を介して熱交換
媒体排出管１９．１９’に連結されている。

各中空軸には、多数の熱交換器を一定の間隔をもって配
置しである。この熱交換器は、例えば模型の中空回転体
２０である。この回転体２０は２枚の扇型板材を相対し
て配置し、一端は互いに相接し、他端は間隔を於いて設
け、その周囲を板材で囲んで間に樹状の空間部が形成さ
れるようにしである（第１図符号２０参＠）、すなわち
回転方向く第２図矢印参照）の先端となる前端部２１は
線状に、同じく後端となる後端部２２は面状となってお
り、後端部２２には原料チップ層をかき上げるためのか
き上げ板２３を取り付けである。そしてこの回転体２０
は、前端部２１が原料チップ層をかき分けて回転するよ
うに矢印の方向に回転する。

各中空軸には軸方向に内部を真二つに仕切る仕切板２４
を設け、軸内部を一次室２５と二次室２６とに分割しで
ある。また、各軸には一次室２５と中空回転体２０の内
部とを連通ずる連通孔２７、および二次室２６と中空回
転体２０の内部とを連通ずる連通孔２８をそれぞれ設け
である。

カバー７には原料チップ層上面２９に該原料チップ同士
の融着によるブロック化、およびケーシングへの融着を
防止するための水またはスチームを供給するための手段
、例えばスプレーノズル３０を配置し、該スプレーノズ
ル３０を挿入するために孔３１を設けである。スプレー
ノズル３０から噴霧された水またはスチームが原料チッ
プ層の上面２９を完全に覆うことが望ましい。したがっ
て、スプレーノズル３０はその噴射角度および溝型攪拌
乾燥機の大きさにもよるが、軸に平行に１列あるいは２
列以上、等間隔に配置する。なお、噴霧した水またはス
チーム、および原料チップが当初から持っている付着水
を乾燥するためのゾーンとして、排出口側から１７４〜
１１５の長さ範囲にはスプレーノズルは配置しない。ス
プレーノズル３０は、噴霧面積の広いフルコーンタイプ
が望ましい、スプレーノズル３０には給水管３２が連設
されている。

また原料チップが結晶化されるとき、常にその表面に水
膜が形成されてさえいればよく、したがって水またはス
チームは連続的にまたは間欠的に供給する。また、上記
理由により必ずしもスプレーノズルを用いる必要はない
。

次に、この装置を用いて、結晶性合成樹脂原料チップを
結晶化する場合を説明する。まず、二つの中空軸１１．
１１’を原動機によりスブロケ・ント１５を介して一定
の回転数で回転させる。次に熱交換媒体人口５からジャ
ケット４に所定の温度に加熱した熱交換媒体を供給し、
ジャケット４を一定の温度に加熱すると同時に熱交換媒
体供給管１７．１７’。

ロータリージヨイント１６．１６’を介して中空軸１１
゜１１′にも熱交換媒体を供給する。熱交換媒体がスチ
ームの場合、ジャケット４に供給されたスチームは、ジ
ャケット４を加熱した後、凝縮液となって熱交換媒体出
口５′から排出される。他方、中空軸１１．１１’に供
給されたスチームは、−火室２５から連通孔２７を介し
て中空回転体２０に入り、該中空回転体２０を一定の温
度に加熱した後、凝縮液は軸の回転に伴って連通孔２８
を経て二次室２６に入り、ロータリージヨイント１８．
１８’　、熱交換媒体排出管１９．１９’を通して排出
される。

次に、一定流量の水またはスチームをスプレーノズル３
０からケーシング１内に供給する。

ジャケット４、中空回転体２０の温度が一定になった後
、結晶性合成樹脂原料チップを原料投入口８よりケーシ
ング１内に連続的に定量供給する。

ケーシング１内に供給された原料チップは、原料チップ
投入口８の下部における充填された原料チップによる圧
力と、ケーシング１の傾斜によって次第にケーシング内
を流下し、中空回転体２０の間隙を通って排出口側へと
移動し、排出される。

この過程において、原料チップは、中空回転体２０の回
転に伴って攪拌されるので、原料チップ層の上面のみな
らず層内部の個々の原料チップの表面にも、スプレーノ
ズル３０から噴霧された水またはスチームによる水膜を
形成する。そして、原料チップは前記水膜を介して、中
空回転体２ｏ、ジャケット４内の熱交換媒体の伝導伝熱
により加熱され、次第に結晶化されていく、′Ｎ発した
水は搬送ガス送入口９および場合によっては原料投入口
８から供給された搬送ガスに伴って同排出口１０から排
出される。

さらに１００〜数１０ｐｐ−程度まで原料チップを乾燥
するためには、上記溝型攪拌乾燥機の後段に、例えば１
８０℃程度のスチームあるいは熱媒油を熱交換媒体とし
た前記溝型攪拌乾燥機と同様の乾燥機を連設し、上記原
料チップを乾燥する。

次に、前記装置を用いてポリエステルチップの結晶化処
理をおこなった具体例について説明する。

ケーシング内有効容積７７ｊ２、ジャケットの伝熱面積
０．８７ｒｒｆ、中空回転体の伝熱面積１．８３ｒｒｆ
の溝型攪拌乾燥機を用い、表１に示す条件で、夫々、本
発明の処理よるＴ−１〜Ｔ−８および比較例について実
施した。

原料チップ供給量に対する水またはスチームの供給量の
比は、原料チップの滞留時間、軸の回転数、溝型攪拌乾
燥機の電熱面積にもよるが、水の場合はほぼ０．２〜２
．５　［ｋｇ−ｗａｔｅｒ／ｋｇ−ｃｈｉｐｌ、スチ−
ムの場合はほぼ０．０５〜０．２５　［ｋｇ−ｓｔｅａ
ｍ／ｋｇ−ｃｈｉｐｌの範囲が適当であると考えられる
。ただし、水またはスチームの供給量は、その後の乾燥
のことを考えると、少ないことが好ましい。また、原料
チップは水膜を介して加熱され、該原料チップはその温
度を１００″Ｃ以下に抑えた状態で結晶化されるので、
かなり高温の熱交換媒体を用いることができる。従って
、使用可′能な熱交換媒体の温度範囲は１００〜１８０
℃とかなり広い。

スチームと水とを比較すると、スチームはそれ自身の顕
熱で原料チップを昇温することができるので、水の場合
より熱交換媒体の量が少なくてすむ。

表１の結晶化度（目視）の項においては、排出品の中か
ら任意に１００個のチップを取り出して、その表面に未
結晶部分を有するチップが３個以内の場合を「優」、１
０個以内の場合を「良」とした。

前記表１のテスト条件で５〜１２時間連続運転を行った
が、どのテストにおいても、溝型攪拌乾燥機のケーシン
グ内面および中空軸、中空回転体の表面にも、ポリエス
テルチップの融着は見られなかった。

一方、Ｔ−５と同一条件でスチームをスプレーしなかっ
た比較例においては、原料チップ同士の融着、およびケ
ーシング等への融着がみられた。

本発明の前記方法は、溝型攪拌乾燥機において、そのケ
ーシング１内に導入したスプレーノズル３０によって水
またはスチームを原料チップに噴霧するようにしたもの
であるが、同乾燥機の原料投入口８から投入する原料チ
ップに対し、原料投入口８の直前において水またはスチ
ームを噴霧しておくこともできる。この場合は、前記実
施例とは異なり、前記乾燥機とは別途に、原料に対する
必要な噴霧手段を設ける必要がある。この場合は、当然
前記スプレーノズル３０の前記乾燥機内への装着は不要
となる。

ｇ、　発明の効果 本発明に係る方法によって以下のような効果かえられる
。

１）　結晶性合成樹脂チップの表面に水膜を形成しなが
ら乾燥装置によって結晶化処理をおこなうので、原料チ
ップ同士の融着によるブロック化が防止できる。

２）　また、中空回転体およびジャケットに１００〜１
８０℃の熱交換媒体が供給された伝導伝熱型の溝型攪拌
乾燥機のケーシング内で、結晶性合成樹脂原料チップ層
の上面に水またはスチームを供給しながら、該合成樹脂
原料チップ層を強制的に攪拌して、層内部の原料チップ
の表面にまで上記水またはスチームによる水膜を形成し
、該水膜を介して、上記中空回転体およびジャケット内
の熱交換媒体からの伝導伝熱によって上記合成樹脂原料
チップを加熱・結晶化させるので、原料チップ同士の融
着によるブロック化を防止するばかりでなく、原料チッ
プの装置ケーシング内面および中空軸、中空回転体の表
面への付着も防止しながら原料チップを結晶化すること
ができる。

３）　上記１）、２）によって、原料チップの品質劣化
を防止することができた。

４）　また上記１）、２）によって、装置の攪拌動力の
上昇、それに伴うモーターの許容動力のオーバーによる
停止を防止でき、原料チップの結晶化を安全に、かつ連
続的に行うことができるようになった。

５）　上記のように、水膜を介して加熱されるので、か
なり高温の熱交換媒体を用いても原料チップの温度を１
００℃（水の沸点）以下の一定の温度に抑えながら結晶
化できるので、短時間で効率良い結晶化を行えるように
なった。

６）　さらに乾燥ゾーンを除いたほとんどの原料チップ
は、常にその表面に水膜が形成された状態にあるので、
中空回転体の攪拌に伴う原料チップ同士の摩擦、原料チ
ップの中空回転体およびケーシングとの摩擦による微粉
の発生を殆ど抑えることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法の実施に用いる溝型撹拌機の
側面説明図、第２図は第１図のＡ−，１１による拡大断
面説明図である。 １・・・ケーシング、　　　４・・・ジャケット、２０
・・・中空回転体、　　３０・・・スプレーノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）中空回転体およびジャケットに１００〜１８０℃の
   熱交換媒体が供給された伝導伝熱型の溝型撹拌乾燥機の
   ケーシング間で、表面に水膜を形成した結晶性合成樹脂
   原料チップを攪拌し、前記熱交換媒体からの伝導伝熱に
   よって、この原料チップを加熱・結晶化させることを特
   徴とする合成樹脂原料チップの結晶化方法。 ２）前記溝型撹拌乾燥機のケーシング内で、結晶性合成
   樹脂原料チップ層に、水またはスチームを供給しながら
   、該合成樹脂原料チップ層を攪拌して、原料チップの表
   面に水膜を形成し、該水膜を介して、前記熱交換媒体か
   らの伝導伝熱によって、原料チップを加熱・結晶化させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の合成
   樹脂原料チップの結晶化方法。 ３）前記結晶性合成樹脂原料チップを、該原料チップに
   水膜を形成してから前記溝型攪拌乾燥機に投入すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の合成樹脂原
   料チップの結晶化方法。 ４）水またはスチームを供給する手段が、スプレーノズ
   ルであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   合成樹脂原料チップの結晶化方法。 ５）供給された水を乾燥するために、該合成樹脂原料チ
   ップ層の排出側から１／４〜１／５の長さ範囲に、水ま
   たはスチームの供給手段を設けないことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項または第４項記載の合成樹脂原料チ
   ップの結晶化方法。 ６）合成樹脂原料チップ供給量に対する水の供給量の比
   が、０．２〜２．５であることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の合成樹脂原料チップの結晶化方法。 ７）合成樹脂原料チップ供給量に対するスチームの供給
   量の比が、０．０５〜０．２５であることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載の合成樹脂原料チップの結
   晶化方法。