JP5376139B2 - 熱可塑性樹脂ペレットの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
上記のペレット造粒方法が適用できる熱可塑性樹脂としてはポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネートおよびポリアミド等があげられる。特に重縮合反応によって得られるポリエステルやポリアミド等の材料においては有用な方法として用いられている。
このような状態で造粒を行うと、連ペレットやブロッキングペレットが発生することになる。これらの異形状ペレットが存在すると、ペレットの空気輸送が正常に行えないとか、ストックサイロからの排出の際、ブリッジを形成してストックサイロから排出できなくなるという問題がある。更にユーザーの使用時においては、ペレットの形状、寸法の変動幅が広いと成型機に供する際に安定供給ができない等の問題を引き起こすものであった。
また本発明は、内圧制御可能な回分式重合槽、該重合槽から排出されるストランド状樹脂を細断してペレットを得るペレタイザー、該ペレットを気体流体にて圧送する方法または減圧吸引する方法にて貯蔵容器に移送する配管、該配管の入口と出口との圧力変動を測定する手段、及び該圧力変動に応じて該回分式重合槽の内圧を制御する手段、を有する装置であって、上記回分式重合槽の内圧が移送配管中における圧力損失に応じて制御されることを特徴とする熱可塑性樹脂ペレットの製造装置に関する。
(i)高価な機器、煩雑な構成の機器を用いず、形状の安定したペレットを得ることが出来る。
(ii)排出量を一定に保つことで、造粒工程が安定し、異形状ペレット、破砕片、粉体、長紐状ミスカット等の産業廃棄物の発生を防止または抑制できる。
(iii)ペレット空気輸送時の配管の閉塞トラブルを防止または抑制できる。
30<A×B<500 (1)
0.2<C<0.8 (2)
下記式(3)および(4)満たすことがより好ましい。
200<A×B<400 (3)
0.3<C<0.6 (4)
A:熱可塑性樹脂が保持された槽下部ダイホール1穴あたりの熱可塑性樹脂排出速度(kg/min)
B:熱可塑性樹脂の溶融粘度 (Pa・s)
C:熱可塑性樹脂ペレット断面長径/ダイホール直径
図2は、本発明を実施するための形態を示す製造装置のうち、減圧吸引にてペレットを移送する場合の例図である。
逆に、配管5に供給される樹脂量が少なくなった場合、配管5での圧力損失が小さくなり、圧力検出端7の圧力値が、定常値より低下する。この検出圧力値を圧力調節器8に送る。圧力調節器8では上記圧力値の演算が行われ、圧力検出端7の圧力値が、定常値になるように、圧力調節弁9の設定値を上げることにより、樹脂への背圧が上がり、配管5に供給される樹脂量が一定となる。
逆に、配管5に供給される樹脂量が、少なくなった場合、配管5での圧力損失が小さくなり、圧力検出端7の圧力値が、定常値より上昇する。この検出圧力値を圧力調節器8に送る。圧力調節器8では上記圧力値の演算が行われ、圧力検出端7の圧力値が、定常値になるように、圧力調節弁9の設定値を上げることにより、樹脂への背圧が上がり、配管5に供給される樹脂量が一定となる。
溶融粘度は、(株)東洋精機製のキャピログラフD−1を使用し、ダイ:1mmφ×10mm長さ、見かけのせん断速度100/s、測定温度260℃、サンプル水分1000ppm以下の条件で測定した。
メタキシレンジアミンとアジピン酸を溶融重縮合し得られた、溶融粘度180Pa・sのポリアミドを前記式(1)および(2)を満たす下記条件で、0.5MPaGの圧力で溶融状のストランドとして加圧押出しを行い、水冷後、カッターで切断した。
A×B=240
C=0.4
A:重合槽下部ダイホール1穴あたりの熱可塑性樹脂排出速度(kg/min)
B:熱可塑性樹脂の溶融粘度(Pa・s)
C:熱可塑性樹脂ペレット断面長径/ダイホール直径
ペレットは、長紐除去機によって、長紐状のミスカット物を除去後、図2に示すブロアにて、減圧吸引する方法で、風速28m/sで貯蔵容器までの移送を行い、移送時の圧力損失が17.3〜18.3kPaの範囲(変動幅5.6%に相当)になるように、制御計器を用いて連続的に重合槽の背圧を窒素ガスにて調節し、排出を行った。また、この時、カッターの回転スピードの振れ幅は平均回転数の+/−1.3%であり、引取速度の変動幅は2.6%であった。なお、式(1)のAで示す重合槽下部ダイホール1穴あたりの熱可塑性樹脂排出速度は、重合槽内の樹脂量(kg)/排出時間(min)/ダイホール数(個)により求めた。
造粒工程中、貯蔵容器入口で、連続的にサンプリングを行い、ペレット断面長径とペレット長の比および、ペレット長をノギスを用いて測定した結果、ペレット断面長径とペレット長の比は、平均1.02で、サイズ変動幅が平均サイズの+/−7.2%であり、ペレット長は平均3.25mmで、サイズ変動幅が平均サイズの+/−3.0%あった。また、異形状ペレット、すなわち多連、長紐形状等のペレット(以下同じ)の混入率は、0.4%以下であり、形状のバラツキが少なく、異形状ペレット、の混入も少ないペレットが得られた。なお、上記平均値はいずれもペレット30個について得られたものである(以下同じ)。
実施例1と同様の条件で、溶融状のストランドとして加圧押出しを行い、水冷後、カッターで切断した。
ペレットは、長紐除去機によって、長紐状のミスカット物を除去後、ブロアにて、減圧吸引する方法で、風速25m/sで貯蔵容器までの移送を行い、移送時の圧力損失が24〜26kPaの範囲(変動幅8.0%に相当)になるように、制御計器を用いて連続的に重合槽の背圧を窒素ガスにて調節し、排出を行った。また、この時、カッターの回転スピードは実施例1と同様であり、その振れ幅は平均回転数の+/−1.5%であり、引取速度の変動幅は3.0%であった。
造粒工程中、貯蔵容器入口で、連続的にサンプリングを行い、ペレット断面長径とペレット長の比および、ペレット長を実施例1と同様にして測定した結果、ペレット断面長径とペレット長の比は、平均1.12で、サイズ変動幅が平均サイズの+/−9.5%であり、ペレット長は平均3.01mmで、サイズ変動幅が平均サイズの+/−3.3%あった。また、異形状ペレットの混入率は、0.5%以下であり、形状のバラツキが少なく、異形状ペレットの混入も少ないペレットが得られた。
式(1)を満たすA×B=240の条件を満たすように加圧圧力を定め、その圧力を保持したまま排出をした以外は実施例1と同様にして加圧押出しを行い、水冷後、カッターで切断した。ペレットのサイズの調節は、反応槽のポリアミドの1/10を排出する毎に、作業者がペレットの形状を確認し、カッターの回転スピードの調節を行った。得られたペレットは長紐状のミスカット物の除去を行い、減圧吸引する方法で、風速が25m/sで、移送を行った。
実施例1と同様にサンプリングを行い、ペレット断面長径とペレット長の比および、ペレット長を実施例1と同様にして測定した結果、ペレット断面長径とペレット長の比は、平均1.13で、サイズ変動幅が平均サイズの+/−17.4%であり、ペレット長は平均3.02mmで、サイズ変動幅が平均サイズの+/−3.3%あり、また、異形状ペレットの混入率は1.0%であり、ペレット断面長径にバラツキが大きく、異形状ペレットの混入も多かった。
移送時の圧力損失が23〜27kPaの範囲(変動幅16.0%に相当)で調節した以外は、実施例2と同様にして、重合槽の背圧を調節し、排出を行った。
実施例2と同様にサンプリングを行い、ペレット断面長径とペレット長の比および、ペレット長を実施例1と同様にして測定した結果、ペレット断面長径とペレット長の比は、平均1.14で、サイズ変動幅が平均サイズの+/−20.1%であり、ペレット長は平均3.02mmで、サイズ変動幅が平均サイズの+/−3.3%あり、また、異形状ペレットの混入率は、1.1%であり、ペレット断面長径にバラツキが大きく、異形状ペレットの混入も多かった。
Claims (11)
- 溶融状態の熱可塑性樹脂が保持された槽内を加圧し、当該樹脂を排出し、固化および細断して得たペレットを、気体流体にて圧送する方法、あるいは減圧吸引する方法にて配管を通して貯蔵容器へ移送を行うペレットの製造方法であって、ペレットを移送する配管の入口と出口との差圧の変動幅が10%以内となるように前記槽内の圧力を制御して、樹脂の排出量を調節することを特徴とする熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
- 細断されたペレットを、長紐状ミスカット物を除去した後、貯蔵容器に移送する請求項1に記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
- 排出する熱可塑性樹脂の溶融粘度が60Pa・s以上、500Pa・s以下であり、かつ下記式(1)および(2)を満たす請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
30<A×B<500 (1)
0.2<C<0.8 (2)
A:熱可塑性樹脂が保持された槽下部ダイホール1穴あたりの熱可塑性樹脂排出速度(kg/min)
B:熱可塑性樹脂の溶融粘度(Pa・s)
C:熱可塑性樹脂ペレット断面長径/ダイホール直径 - 槽下部より熱可塑性樹脂をストランド状に排出し、冷却してからペレタイザーにて固化および細断する請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
- ペレタイザーのカッターの回転数および引取速度の変動幅が共に5%以内である請求項4記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
- 得られる熱可塑性樹脂ペレットの形状が、細断断面が楕円形である円筒形であり、ペレット断面長径とペレット長の比が0.7〜1.3、かつペレット長が2.0〜4.0mmであり、同一回分製造ペレット中のサイズ変動幅が平均サイズの+/−10%以内である請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法.
- 熱可塑性樹脂がポリアミドである請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
- ポリアミドの原料ジアミン成分の70モル%以上がキシリレンジアミンおよび/またはビス(アミノメチル)シクロヘキサンである請求項7に記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
- 熱可塑性樹脂が、回分式のポリマー重合反応装置において製造されたものである、請求項1記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
- 内圧制御可能な回分式重合槽、該重合槽から排出されるストランド状熱可塑性樹脂を細断してペレットを得るペレタイザー、該ペレットを気体流体にて圧送する方法または減圧吸引する方法にて貯蔵容器に移送する配管、該配管の入口と出口との圧力変動を測定する手段、及び該圧力変動に応じて該回分式重合槽の内圧を制御する手段、を有する装置であって、上記回分式重合槽の内圧が移送配管中における圧力損失に応じて制御されることを特徴とする熱可塑性樹脂ペレットの製造装置。
- ペレタイザー出口と移送配管の間に長紐状ミスカット物を除去する装置を備えた請求項10に記載の熱可塑性樹脂ペレットの製造装置。
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