JP2003530237A - 熱可塑性ポリマーの造粒方法 - Google Patents

熱可塑性ポリマーの造粒方法

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Abstract

(57)【要約】 熱可塑性ポリマー、特に熱可塑性ポリオレフィンの造粒方法において、重合反応器で製造されたポリマー粉末を押出機で溶融及び均一化させ、その後押出ダイを通して押出し、次いで冷却、粉砕する、熱可塑性ポリマー、特に熱可塑性ポリオレフィンの造粒方法。本発明によれば、ポリマー粉末は、押出機に導入する前に熱処理され、その結果ポリマー粉末の押出機への導入は高い分且つ温度で行われる。本発明は、特にポリエチレン又はポリプロピレンの造粒に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、重合反応器で製造されたポリマー粉末を押出機で溶融及び均一化さ
せ、その後押出ダイを通して押出し、次いで冷却、粉砕する、熱可塑性ポリマー
、特に熱可塑性ポリオレフィンの造粒方法に関する。
【０００２】 熱可塑性ポリマーの造粒は公知であり、ポリマーの均質化の目的を満たすもの
である。そして必要により、安定剤、着色剤、機械特性改良剤、フィラー等が造
粒の際ポリマーに混合される。さらに、熱可塑性ポリマーの搬送中及び更なる処
理中におけるハンドリングは、造粒により、粉末のハンドリングに比較してかな
り改善することができる。
【０００３】 ポリマー粉末は、通常なお重合工程の残留熱を持ち、このため高温で押出機に
供給されるような重合及び造粒の直接連結の場合を除いて、通常は、環境温度に
相当する温度で、ポリマー粉末を押出機へ添加し、特に、いわゆる配合加工が行
われる。これは、特にサイロにポリマー粉末を暫定貯蔵するため及び空気コンベ
アシステムによる搬送方法のためである。このような場合、粉末の環境温度への
完全冷却が一般に起こる。
【０００４】 従って、一般的に、配合中においては、ポリマー粉末は、ばら材料として環境
温度で押出機に給送される。ここで粉末は、押出機の供給部で、機械摩擦力によ
りますます加熱され、最終的には徐々に溶融するはずである。しかしながら、公
知の造粒方法は、造粒の処理量、装置（機械）上での応力の伴う程度、及び造粒
物の品質の点で、なお不満足である。
【０００５】 本発明の目的は、同じ処理量で、造粒中の均質化効果が向上するか、又は装置
上での応力の程度を減少させることができ、これにより修繕すべき故障発生率の
低下、及び時間の短縮をもたらすか、或いは使用する造粒化装置の生成物処理量
を同じ均一化性能において増加させる、熱可塑性ポリマーの造粒方法を提供する
ことである。
【０００６】 本発明は、冒頭に述べた一般的方法であって、その特徴がポリマー粉末を押出
機に導入する前に熱処理し、且つポリマー粉末の導入を高い粉末温度で行う方法
により達成される。
【０００７】 本発明における熱処理は、ポリマー粉末の温度がポリマーの融点より５〜３０
Ｋ低い値、特に１０〜２０Ｋ低い値に上昇するような程度で行うことが好ましい
。
【０００８】 本発明の熱処理は、広範な種々の方法で達成することができる。例えば、ポリ
マー粉末を蒸気を用いて加熱し、次いで熱空気を用いて乾燥するか、又はポリマ
ー粉末を、外部加熱管に通過させることにより行うことができる。本発明に従う
方法の特に有利な態様では、Journal Chemie Technik (1999) No. 4, 84頁に記
載されているように、ポリマー粉末を、ばら材料用熱変換器で加熱する。その際
のマス・フロー・レート（固体流速）は振動コンベアで制御され、ポリマー粉末
は加熱された金属板を流れて通過する。
【０００９】 本発明の加熱処理に必要な熱エネルギーは、本発明によれば、製造現場で廉価
に利用できる廃熱によりもたらされることが有利である。この種の廃熱の良好な
例としては、大量の熱を放出する発熱重合反応である。或いは、本発明の方法に
必要な熱エネルギーは、他の製造プラントの冷却から、低コストでもたらされ得
る。
【００１０】 本発明の方法を用いて、特に良好に造粒することができる有利なポリマーは、
特に標準的なポリマー、例えばポリオレフィン、ポリエステル又はポリアミドで
あるが、特にポリエチレン又はポリプロピレンである。ポリエチレンの場合、押
出機に導入する間の本発明に従うポリマー粉末の温度は、８０〜１００℃の範囲
にあることが好ましい。一方、ポリプロピレンの場合は、１００〜１２０℃の範
囲の温度が特に好適である。
【００１１】 以下の計算実施例により本発明を説明し、その優位性を当該技術者に対してよ
り明らかにする。
【００１２】
【実施例】
［実施例１］（本発明に従う） ＨＤＰＥ粉末を２０℃から１００℃に加熱するために必要なエネルギー量は、
粉末１ｋｇ当たり４２．４ｋｃａｌである（出典、"Spezifische Warme von Nie
derdruck Polyethylen" [低圧ポリエチレンの比熱］、H. Wilski, Kunststoffe
50 (5) 1960）。
【００１３】 転換（加熱）後、これにより０．０９４ｋＷｈ／ｋｇの値が得られる。
【００１４】 ６ｔ／ｈの能力を有する造粒押出機では、粉末が２０℃の初期温度を有する場
合、ＨＤＰＥ１ｋｇ当たり０．２ｋＷｈの固有の合計エネルギー入力が必要であ
る。その０．０５ｋＷｈ／ｋｇが２０℃から１００℃への粉末の加熱に費やされ
る。即ち、これは合計量の２５％に当たる。これは、潜在的な理論的に達成し得
る最大節約を表しているが、実際これを充分に達成することはできない。
【００１５】 １年につき、ｋＷｈ当たり約９．０プフェニヒの与えられたパワーで、上述の
造粒押出機では、運転コストをＤＭ９５０，０００のレベルにすることができる
。ポリマー粉末を１００℃の温度で供給する場合、これらの動作を２０％だけ減
少させることができる。しかしながら、０．０５ｋＷｈ／ｋｇのエネルギーは、
別の方法で導入する必要があり、例えば極めて廉価な蒸気（処理熱）により導入
される。
【００１６】 わずか６ｔ／ｈの生産量の造粒プラントで、１年につき約ＤＭ２００，０００
の潜在的な節約となる。加えて、２０％減少したエネルギー出力は装置上の歪み
の程度を低下させることを意味し、従って修繕費の低下を伴うより長い寿命を意
味する。
【００１７】 一方、押出機の可能な最大生産量が装置能力によって限定される場合、装置の
生産量をポリマー粉末の予備加熱により増加させることができる。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年４月６日（２００２．４．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホフマン，ユルゲン ドイツ、67069、ルートヴィッヒスハーフ ェン、ミュンヒブッシュヴェーク、30ツェ ー (72)発明者 ケスラー，トーマス ドイツ、67105、シファーシュタット、ム ターシュタターシュトラーセ、113 (72)発明者 リツク，ファリト ドイツ、67141、ノイホーフェン、ヴィー ゼンシュトラーセ、13 (72)発明者 ビッケル，ヴォルフガング ドイツ、67269、グリューンシュタット、 テーオドール−シュトルム−シュトラー セ、16 Ｆターム(参考） 4F201 AA03 AA04 AA11 AA24 AA29 AC04 AR06 AR14 BA02 BC01 BC09 BC12 BC15 BL08 BL25 BN01 BN05 BN24 BN27 BQ04 BQ11 BQ22

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重合反応器で製造されたポリマー粉末を押出機で溶融及び均
    一化させ、その後押出ダイを通して押出し、次いで造粒する熱可塑性ポリマー、
    特に熱可塑性ポリオレフィンの造粒方法であって、ポリマー粉末を、押出機に導
    入する前に熱処理し、且つ押出機へのポリマー粉末の導入を高い粉末温度で行う
    ことを特徴とする造粒方法。
  2. 【請求項２】 熱処理を、ポリマー粉末の温度がポリマーの融点より５〜３
    ０Ｋ低い値に上昇するように行う請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 熱処理を、ポリマー粉末の温度がポリマーの融点より１０〜
    ２０Ｋ低い値に上昇するように行う請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 ポリマー粉末を、押出機導入前に蒸気を用いて加熱し、次い
    で熱空気又は熱窒素を用いて乾燥する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 ポリマー粉末を、押出機導入前に外部加熱管に通過させる請
    求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 ポリマー粉末を、押出機導入前にばら材料用熱変換器で加熱
    し、その際、マス・フロー・レートを振動コンベアで制御して、ポリマー粉末が
    加熱された金属板を流れて通過するようにする請求項１〜３のいずれかに記載の
    方法。
  7. 【請求項７】 ポリマー粉末の熱処理に必要な熱エネルギーが、製造現場で
    廉価に利用できる廃熱によりもたらされる請求項１〜６のいずれかに記載の方法
    。
  8. 【請求項８】 ポリオレフィン、ポリエステル又はポリアミドなどの標準的
    なポリマーの造粒、好ましくは、ポリエチレン又はポリプロピレンの造粒に使用
    される請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
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