JP2000210936A - ばら材料、特にプラスチック顆粒を加熱するための方法 - Google Patents

ばら材料、特にプラスチック顆粒を加熱するための方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料を保護し、かつ経済的に使用できる、ば
ら材料、特にプラスチック顆粒を加熱する方法を提供す
る。 【解決手段】 ばら材料（１１）、特にプラスチック顆
粒を加熱するための方法において、ばら材料を容器（１
０）に供給して消費に応じて当該容器（１０）から出
す。同時に熱担体ガス流を容器（１０）に供給し、材料
流に対して並流で、または反対方向に案内する。材料流
出温度が目標温度に相応するように、ガス流入温度また
はガス量を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ばら材料、特にプ
ラスチック顆粒を加熱するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＥ３１３１４７１によれば、乾燥容器
内でばら材料を加熱して乾燥させる方法が公知である。
この目的のために吸着剤を充填した室が設けられてい
る。乾燥空気を閉じた回路内で乾燥容器に供給し、さら
に室を所定の時間間隔で第２の空気回路によって再生す
る。ばら材料を乾燥させるために、脱湿した空気を加熱
してばら材料中を貫流させ、次いで脱湿する。
【０００３】さらに別刷り印刷物“Maschinenmarkt”
(マシーネンマルクト)［８１巻９０号、１９７５年１１
月１１日刊］には、顆粒を乾燥させるための２つの乾燥
原理、すなわち熱空気式乾燥器および乾燥空気式乾燥器
について説明されている。熱空気式乾燥器は、乾燥プロ
セスは周囲空気の湿度に依存しているので、吸湿性顆粒
の乾燥には適していない。さらに排気中に含まれている
プロセス用の熱が失われるので、熱空気式乾燥器のエネ
ルギー収支は悪い。基本的にこのようなばら材料乾燥器
はプラスチック顆粒の加熱にも使用できる。しかし、こ
のばら材料乾燥器の欠点は、乾燥容器内におけるばら材
料の滞留時間が比較的長く、そのためばら材料、特にプ
ラスチック顆粒が熱的に破損する危険が存在することで
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の欠点を回避し、材料を保護して加熱を行い、かつ経済
的に使用できる、ばら材料、特にプラスチック顆粒を加
熱する方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、請求項１
の特徴によって、かつ代替的に請求項２又は３又は４の
特徴によって、解決される。
【０００６】
【発明の効果】本発明の利点は、容器を通してばら材料
がほぼ連続的に貫流することにある。ばら材料の芯部ま
で十分に加熱するためには、ばら材料の顆粒寸法に応じ
て容器内における最小滞留時間が必要である。たとえば
市販のプラスチック顆粒では、純粋な計算によっては数
秒という理論的な滞留時間が生じるが、２分ないし５分
の滞留時間を追求することが合理的である。
【０００７】このために本発明において種々異なる代替
的な方法が示される。たとえば、材料流と熱担体ガス流
とを並流で案内して、材料流出温度が目標温度に相応す
るようにガス流入温度を変化させると有利である。ガス
流入温度の代わりにガス量を変化させて、材料流出温度
を目標温度に相応させることも可能である。
【０００８】本発明によるばら材料を加熱するための方
法においては、熱担体ガス流と加熱したい媒体の最終温
度とが熱的に均衡していない。これによりガス流の温度
は、加熱したい媒体の最終温度よりもはるかに高い。
【０００９】上記の方法に対して代替的に、熱担体ガス
流を材料流の方向とは反対に案内することができる。こ
の場合もまた、材料流出温度が目標温度に相応するよう
に、ガス流入温度を制御する方法と、ガス量を制御する
方法との２通りの形式が可能である。
【００１０】本発明の１実施形態においては、ガス温度
またはガス量を変化させるために、熱担体ガスの排気も
しくは熱担体ガスの排気管路内に温度センサを設けて排
気の温度を測定し、それに基づいて材料温度を求めるこ
とができるようにすることが提案される。
【００１１】本発明の別の１実施形態では、ガス温度ま
たはガス量を変化させるための制御値を、容器の、ガス
によって貫流されない下側の容器範囲に配置された材料
温度センサによって求めるようにした。
【００１２】プロセス全体を最適化し、かつ材料中の熱
損失を回避するために、本発明の別の１実施形態におい
ては、容器にいわゆる動的絶縁体を装備することが提案
される。このことは、流出するプロセス空気、すなわち
流出空気を容器の外被に沿って案内することによって行
われる。このために容器は第２の外被を備えている。
【００１３】本発明の有利な実施形態の上記の特徴およ
びその他の特徴は、請求項のほかに、明細書の記載およ
び図面から明らかとなる。この場合、個々の特徴はそれ
ぞれ単独で、または複数の特徴を組み合わせて、発明の
実施例において、および別の分野において実現されるこ
とができ、有利な、かつそれ自体で特許性を有する構成
をなすことができ、これらの構成に対してもここに保護
が請求される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】ばら材料を加熱もしくは後加熱するための
装置および方法は、特に乾燥プロセスの後でより高い温
度にもたらさなければならないプラスチック顆粒に適し
ている。この場合、乾燥プロセスで使用する乾燥空気の
部分流を熱担体ガス流として使用して、この部分流を加
熱プロセスにおいて回路内をばら材料に対して並流で案
内することができる。
【００１６】このような課題設定において、加熱したい
プラスチックの最終温度に相応する温度のプロセスガス
を用いる、現在利用されている方法とは反対に、本発明
によれば後加熱プロセスのためにはるかに少ない空気量
を使用することが可能である。本発明によるプロセス全
体のエネルギー収支は特に良好である。
【００１７】本発明による方法を慣用的な方法と比較す
ると、次の相違点がある。
【００１８】課題は、１００ｋｇの量のプラスチック顆
粒を貯蔵温度２０°Ｃから乾燥温度１４０°Ｃに加熱し
て乾燥させることである。この場合、理想的な加工温度
は１７０°Ｃである。乾燥時間が長いことに基づいて、
この温度で顆粒を６時間にわたって乾燥させなければな
らない。このことは熱分解が発生する恐れがあるので不
可能である。
【００１９】従来この材料は、６００ｋｇの収容能力
（６時間×１００ｋｇ）の乾燥容器内を、プラスチック
の比熱に応じた空気量、たとえば１６０Ｎｍ３／ｈおよ
び温度１４０°Ｃで持続的に貫流させられた。次いで材
料は、空気温度が後加熱温度１７０°Ｃに相応する後加
熱容器に送られる。１４０°Ｃと１７０°Ｃとの間の顆
粒の平均比熱は、２０°Ｃと１４０°Ｃとの間の比熱よ
り高く、また理想的には排気温度は材料流入温度に等し
いので、後加熱ホッパ内を貫通する空気量は前置された
乾燥プロセスにおけるより少し高い。これに基づき、後
加熱プロセスのための空気量は少なくとも１８０Ｎｍ３
／ｈである。しかしまたこの後加熱法は吸湿性プラスチ
ック、特にＰＥＴの場合に、乾燥した雰囲気中でも行わ
れなければならないので、両還流空気は一緒にまとめら
れて吸着乾燥器内で脱湿される。この場合に、ゼオライ
トをベースとした乾燥空気式乾燥器の吸着能力は温度に
依存しているので、全還流空気の平均温度が問題とな
る。約８５°Ｃの平均温度を有する全空気量は、ゼオラ
イト内で脱湿される前に、温度約４０°Ｃに冷却されな
ければならない。次いで乾燥後に、それぞれの部分流が
再びプロセス温度に加熱されなければならない。
【００２０】本発明による方法では、乾燥プロセスのた
めの温度および空気量は上述の計算と同じであり、乾燥
温度は１４０°Ｃ、後加熱温度は１７０°Ｃである。し
かし、後加熱プロセスのための空気量は異なっている。
この場合、空気量は３０Ｎｍ ３／ｈにすぎない。発生す
るプロセス排気は選択された方法に依存しているが、１
７０°Ｃを越えない。これに基づいて、排気の平均空気
温度４５°Ｃが生じる。これにより、冷却および加熱プ
ロセスのためにエネルギーが著しく節約されることが際
立つ。
【００２１】全プロセスの目標もしくは制御値は、後続
プロセスのための一定の顆粒流出温度である。この温度
は、使用される方法に応じて、すなわち並流法では流出
するガス中に設けた温度センサによって求めて制御し、
また向流法ではガスによって貫流されない下側の容器範
囲で顆粒流内に設けた温度センサによって求めて制御す
る。
【００２２】図１は、プラスチック顆粒１１が入ってい
る容器１０を示す。プラスチック顆粒は上側の装入ホッ
パ１２を通って容器に供給される。下側の範囲には材料
流出スリーブ１３が設けられている。ここでは材料は直
接配量スクリューまたはチャージ弁に供給できる。容器
１０を直接可塑化ユニットと接続することも可能であ
る。加熱したいプラスチック顆粒１１が容器１０を貫流
するが、容器は上側の範囲では熱担体ガスによって貫流
されない。この上側の範囲では、温度センサ１４によっ
てプラスチック顆粒の流入温度が検出される。その下に
位置している容器１０のより大きい範囲は熱担体ガスに
よって貫流され、ここで顆粒の温度は所望の最終温度に
もたらされる。上述したように、顆粒は相応の排出部材
を介して容器から出る。
【００２３】さらに容器は、熱担体ガスが容器から逃げ
るための顆粒流出スリーブ１５と、必要なガスを供給す
るためのガス流入スリーブ１６とを有している。この場
合、熱プロセスの前提条件は、顆粒がほぼ連続的に貫流
すること、および顆粒温度を一様に保持するために外套
を絶縁することである。ばら材料の芯部まで十分加熱す
るために、顆粒寸法に応じて容器内における最小滞留時
間が必要である。この滞留時間は実地においては２分間
ないし５分間の範囲である。供給されるガスは加熱装置
１８内で所要の温度にもたらされ、矢印１９で示すよう
に顆粒を貫流し、容器内壁２０と容器１０のホッパ状区
分との間で容器の外側範囲２１内に入り、ここからガス
流出スリーブに向かって進む。したがって、この場合に
は熱担体ガスは材料流に対して並流で案内される。
【００２４】材料流出スリーブ１３には材料温度センサ
２２が配置されていて、これが材料流出温度を感知す
る。ガス流入スリーブ１６には同様に温度センサ２３が
配置されていて、これがガス流入温度を感知する。両セ
ンサ信号は結合され、この結合に基づいて、材料流出温
度が目標温度に相応するようにガス流入温度が変化せし
められる。
【００２５】図２は、図１に示された容器を、制御思想
を少し変更して示している。同じ部材は同じ参照符号を
付けている。ガス流入スリーブ１６内にはガス量を制御
するためのスロットルバルブ２４が設けられている。こ
こでも図１に示す例と同様に、材料流出温度が目標温度
に相応するように、材料温度センサ２２によって求めら
れる材料流出温度に応じてスロットルバルブ２４により
ガス量の制御が行われる。
【００２６】図３は別の変化実施例を示している。ここ
では熱担体ガス流は材料流の方向とは反対に、つまり向
流で、案内される。ガス流は流入スリーブ２５を介して
外側範囲２１内に流入し、上方から供給される顆粒を下
方から上方に向かって貫流し、次いでガス流出スリーブ
２６を介して容器から出る。
【００２７】図４も同様に図３に示された向流原理を示
している。この場合は、材料温度センサ２２によって測
定される材料流出温度が目標温度に相応するように、ガ
ス流入スリーブ２５内に配置されたスロットルバルブ２
７を介してガス量を変化させる。
【００２８】図５はプラスチック加工設備全体のブロッ
ク線図を示している。プラスチック顆粒は管路３０を介
してプラスチック乾燥ホッパ３１に供給される。プラス
チック顆粒はそこから排出弁３２および管路３３を通っ
て容器１０に達する。この容器は射出成形機３５の可塑
化スクリュー３４のすぐ上に配置されている。乾燥ホッ
パ３１にも、容器１０にも、プラスチック顆粒を搬送す
るための負圧装置３６、３７が接続されている。乾燥器
３８は乾燥した空気を形成し、この空気を管路３９を介
して容器１０およびプラスチック乾燥ホッパ３１に供給
する。乾燥した空気はプラスチック顆粒内に流入する前
に、加熱装置４０、４１により相応の温度にもたらされ
る。容器１０およびプラスチック乾燥ホッパ３１から出
る排気は、管路４２を通って再び乾燥器３８に戻る。乾
燥器３８は閉じた回路内で乾燥を行う。
【００２９】このプラスチック乾燥設備において容器１
０は図１〜図４に基づいて説明された接続および構成を
備えることができるので、ばら材料、すなわちプラスチ
ック顆粒の最適な乾燥および急速かつ材料を保護する加
熱が保証されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ばら材料を加熱もしくは後加熱するための装置
を示す図である。
【図２】ばら材料を加熱もしくは後加熱するための別の
装置を示す図である。
【図３】ばら材料を加熱もしくは後加熱するためのさら
に別の装置を示す図である。
【図４】ばら材料を加熱もしくは後加熱するためのさら
に別の装置を示す図である。
【図５】プラスチック加工設備全体のブロック線図であ
る。
【符号の説明】
１０ 容器、 １１ ばら材料、 １２ 注入ホッパ、
１３ 材料流出スリーブ、 １４ 温度センサ、 １
５ ガス流出スリーブ、 １６ ガス流入スリーブ、
１８ 加熱装置、 １９ 矢印、 ２０ 容器内壁、
２１ 外側範囲、 ２２ 材料温度センサ、 ２３ 温
度センサ、 ２４ スロットルバルブ、２５ ガス流入
スリーブ、 ２７ スロットルバルブ、 ３０ 管路、
３１プラスチック乾燥ホッパ、 ３２ 排出弁、 ３
３ 管路、 ３４ 可塑化スクリュー、 ３５ 射出成
形機、 ３６ 負圧装置、 ３７ 負圧装置、 ３８乾
燥器、 ３９ 管路、 ４０ 加熱装置、 ４１ 加熱
装置、 ４２ 管路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ばら材料（１１）を容器（１０）に供給
    して、消費に関連してこの容器（１０）から出し、その
    際に熱担体ガス流も同様に容器（１０）に供給し、この
    熱担体ガス流を材料流の方向で案内し、単位時間当たり
    のガス流を一定にし、さらに材料流出温度が目標温度に
    相応するように、ガス流入温度を材料通過量と材料流入
    温度とに関連して変化させる、ばら材料、特にプラスチ
    ック顆粒を加熱するための方法。
  2. 【請求項２】 ばら材料（１１）を容器（１０）に供給
    して、消費に関連してこの容器（１０）から出し、その
    際に熱担体ガス流も同様に容器（１０）に供給し、この
    熱担体ガス流を材料流の方向で案内し、ガス温度を一定
    にし、さらに材料流出温度が目標温度に相応するよう
    に、ガス量を材料通過量と材料流入温度とに関連して変
    化させる、ばら材料、特にプラスチック顆粒を加熱する
    ための方法。
  3. 【請求項３】 ばら材料（１１）を容器（１０）に供給
    して、消費に関連してこの容器（１０）から出し、その
    際に熱担体ガス流も同様に容器（１０）に供給し、この
    熱担体ガス流を材料流とは反対の方向に案内し、単位時
    間当たりのガス流を一定にし、さらに材料流出温度が目
    標温度に相応するように、ガス流入温度を材料通過量と
    材料流入温度とに関連して変化させる、ばら材料、特に
    プラスチック顆粒を加熱するための方法。
  4. 【請求項４】 ばら材料（１１）を容器（１０）に供給
    して、消費に関連してこの容器（１０）から出し、その
    際に熱担体ガス流も同様に容器（１０）に供給し、この
    熱担体ガス流を材料流とは反対の方向に案内し、ガス温
    度を一定にし、さらに材料流出温度が目標温度に相応す
    るように、ガス量を材料通過量と材料流入温度とに関連
    して変化させる、ばら材料、特にプラスチック顆粒を加
    熱するための方法。
  5. 【請求項５】 ガス温度またはガス量を変化させるため
    の制御値を、熱担体ガスの排気内に設けた温度センサ
    （２３）によって求める、請求項１から４までのいずれ
    か１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 ガス温度またはガス量を変化させるため
    の制御値を、前記容器の、ガスによって貫流されない下
    側の範囲に設けた材料温度センサ（２２）によって求め
    る、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記容器が、流出するプロセス空気を容
    器の外被に沿って案内するように形成された動的絶縁体
    （２１）を有している、請求項１から６までのいずれか
    １項記載の方法。
JP2000008987A 1999-01-21 2000-01-18 ばら材料、特にプラスチック顆粒を加熱するための方法 Withdrawn JP2000210936A (ja)

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