JP2012002380A

JP2012002380A - 樹脂粉粒体の乾燥方法

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Publication number: JP2012002380A
Application number: JP2010135330A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Shinpo; 康行新保; Toshikatsu Shoko; 利克庄古; Takao Togami; 恭男戸上
Original assignee: JX Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2012-01-05

Abstract

【課題】連続処理が可能で処理効率が高く、樹脂粉粒体の変性や固着が生じ難い、樹脂粉粒体の乾燥方法を提供する。
【解決手段】含水率３５質量％以下、平均一次粒径０．１〜５００μｍであり、１００℃以下に保持された樹脂粉粒体２０１を、２０℃〜８０℃の高圧気体により分散させる第一工程と、上記第一工程を経た上記樹脂粉粒体を２０℃〜８０℃に保持した状態でサイクロン分離器１０３に導入し、該サイクロン分離器で処理することにより上記樹脂粉粒体を乾燥させる第二工程と、を備えることを特徴とする樹脂粉粒体の乾燥方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂粉粒体の乾燥方法に関する。

従来、水分を含む樹脂粉粒体を乾燥させる方法として、棚式乾燥機や振動乾燥機を用いて、樹脂粉粒体を乾燥機内で加熱し、乾燥させる方法が知られている（特許文献１）。

特開平１１−２４８３４９号公報

しかしながら、従来の乾燥方法は通常バッチ式であるため、処理効率の点で改善の余地がある。また、従来の方法では、樹脂粉粒体を十分に乾燥させるためには加熱を行う必要があるが、加熱による樹脂粉粒体の変性、樹脂粉粒体同士の固着、樹脂粉粒体の乾燥機内への固着等の問題がある。

そこで本発明は、処理効率に優れ、且つ樹脂粉粒体の変性や固着を抑制することが可能な、樹脂粉粒体の乾燥方法を提供することを目的とする。

本発明に係る樹脂粉粒体の乾燥方法は、含水率３５質量％以下、平均一次粒径０．１〜５００μｍであり、１００℃以下に保持された樹脂粉粒体を、２０℃〜８０℃の高圧気体により分散させる第一工程と、上記第一工程を経た前記樹脂粉粒体を２０℃〜８０℃に保持した状態でサイクロン分離器に導入し、該サイクロン分離器で処理することにより上記樹脂粉粒体を乾燥させる第二工程と、を備えることを特徴とする。

上記乾燥方法によれば、第一工程及び第二工程を備えることにより、樹脂粉粒体の変性や固着を抑制しつつ、樹脂粉粒体を十分に乾燥させることができる。

本発明に係る樹脂粉粒体の乾燥方法において、上記高圧気体の圧力は、０．１〜１ＭＰａであることが好ましい。高圧気体の圧力が上記範囲内であることで、エネルギーコストを十分に抑えつつ樹脂粉粒体をより効率的に乾燥させることができる。

また、本発明に係る樹脂粉粒体の乾燥方法において、上記第一工程への上記樹脂粉粒体の供給量は、５〜５００ｋｇ／ｈであることが好ましい。樹脂粉粒体の供給量が上記範囲内であると、十分に乾燥した樹脂粉粒体を、良好な生産性で得ることができる。

また、本発明に係る樹脂粉粒体の乾燥方法において、上記第一工程における上記樹脂粉粒体の供給量Ａ（ｋｇ／ｈ）と、上記高圧気体の供給量Ｂ（ｍ^３／ｈ）との比Ａ／Ｂは、０．３５以下であることが好ましい。樹脂粉粒体の供給量と高圧気体の供給量との比が上記範囲であると、エネルギーコストを抑えつつ樹脂粉粒体を効率的に乾燥させることができる。

本発明によれば、連続処理が可能で処理効率が高く、樹脂粉粒体の変性や固着が生じ難い、樹脂粉粒体の乾燥方法を提供することができる。

本発明に係る樹脂粉粒体の乾燥方法に用いられる、乾燥装置の好適な一例を示す模式図である。

本発明に係る樹脂粉粒体の乾燥方法の好適な一実施形態について以下に説明する。

本実施形態に係る樹脂粉粒体の乾燥方法は、含水率３５質量％以下、平均一次粒径０．１〜５００μｍであり、１００℃以下に保持された樹脂粉粒体を、２０℃〜８０℃の高圧気体により分散させる第一工程と、第一工程を経た樹脂粉粒体を２０℃〜８０℃に保持した状態でサイクロン分離器に導入し、該サイクロン分離器で処理することにより樹脂粉粒体を乾燥させる第二工程と、を備えることを特徴とする。ここで、「乾燥」とは、処理後の樹脂粉粒体の含水率が、処理前の樹脂粉粒体の含水率より低くなることをいい、必ずしも処理後の樹脂粉粒体の含水率が０になることを示すものではない。

（第一工程）
第一工程では、上記所定の樹脂粉粒体を高圧気体により分散させる。ここで供給される樹脂粉粒体の含水率は３５質量％以下である。含水率を３５質量％以下とすることにより、本実施形態に係る乾燥方法により得られる樹脂粉粒体が十分に乾燥されたものとなる。なお、含水率が３５質量％より大きいと、樹脂粉粒体が粘稠になり取扱性が悪くなること、樹脂粉粒体を分散させることが困難になり乾燥効率が低下すること、等の問題がある。

さらに、第一工程へ供給される樹脂粉粒体の含水率は、３０質量％以下が好ましく、２５質量％以下がより好ましい。含水率が上記範囲内である樹脂粉粒体は、取扱性がよく乾燥装置内でつまり等を生じ難く、本実施形態に係る乾燥方法により十分に乾燥できるため、好適である。また、第一工程へ供給する樹脂粉粒体の含水率を上記範囲内とすることで、樹脂粉粒体をより短時間で乾燥させることができる。

第一工程に供給される樹脂粉粒体の平均一次粒径は０．１〜５００μｍである。平均一次粒径が上記範囲内である樹脂粉粒体は、本実施形態に係る乾燥方法により良好に乾燥される。平均一次粒径が０．１μｍより小さいと、樹脂粉粒体の凝集力が高くなり、樹脂粉粒体が凝集体を形成した場合に、当該凝集体を高圧気体で分散させることが困難となり、続くサイクロン分離器における乾燥が十分に行えなくなる。また、平均一次粒径が５００μｍより大きいと、流動性が低下し、乾燥装置内につまる等の問題が生じる。

さらに、第一工程に供給される樹脂粉粒体の平均一次粒径は、０．５〜３００μｍであることが好ましく、１〜１００μｍであることがより好ましい。平均一次粒径が上記範囲内である樹脂粉粒体は、高圧気体により容易に分散するため一層効率よく乾燥させることができる。また、十分に流動性を有するため乾燥装置内でのつまりを生じ難く、本実施形態に係る乾燥方法で乾燥させるのにより好適である。なお、平均一次粒径とは、重合した個別粒子の粒径の平均値を示す。

樹脂粉粒体は、１００℃以下に保持されて第一工程に供給される。樹脂粉粒体の温度を１００℃以下に保持することで、樹脂粉粒体が軟化して凝集することや装置内に付着することを防ぐことができる。樹脂粉粒体の温度は、８０℃以下に保持することが好ましく、また、樹脂粉粒体を構成する樹脂の軟化点以下に保持することが好ましい。

第一工程における樹脂粉粒体の供給量は、５〜５００ｋｇ／ｈであることが好ましく、２０〜３００ｋｇ／ｈであることがより好ましく、５０〜２００ｋｇ／ｈであることがさらに好ましい。樹脂粉粒体の供給量が上記範囲内であると、十分に乾燥した樹脂粉粒体を、良好な生産性で得ることができる。

樹脂粉粒体を構成する樹脂としては特に制限されないが、本実施形態に係る乾燥方法は、アクリル系樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂、ＥＭＭＡ樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾグアナミン・メラミン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂粉粒体を乾燥する方法として好適である。

第一工程における高圧気体としては、コンプレッサー、ファン、ブロワー等により圧送された気体を利用することができる。また、気体としては、取扱性に優れる観点から、空気、窒素、二酸化炭素、希ガス等が挙げられる。高圧気体の温度は２０℃〜８０℃であり、３０℃〜７０℃が好ましい。高圧気体の温度を上記範囲内とすることで、樹脂粉粒体が軟化して凝集することや装置内に付着することを防止しつつ、樹脂粉粒体をより効率的に乾燥させることができる。

高圧気体の圧力は、０．１〜１ＭＰａであることが好ましく、０．２〜０．９ＭＰａであることがより好ましい。また、高圧気体の供給量は、１０〜１００００ｍ^３／ｈであることが好ましく、１００〜５０００ｍ^３／ｈであることがより好ましく、１０００〜３０００ｍ^３／ｈであることがさらに好ましい。高圧気体の圧力、高圧気体の供給量をそれぞれ上記範囲内とすることで、エネルギーコストを抑えつつ樹脂粉粒体を効率的に乾燥させることができる。

第一工程における樹脂粉粒体の供給量Ａ（ｋｇ／ｈ）と、高圧気体の供給量Ｂ（ｍ^３／ｈ）との比Ａ／Ｂは、０．３５以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。上記比Ａ／Ｂを上記範囲内に維持することで、樹脂粉粒体の供給量を変更した場合でも、樹脂粉粒体を一定の乾燥効率で安定して乾燥することができる。

第一工程では、例えば、所定の容器（分散器等）中に樹脂粉粒体を入れて高圧気体の吹き付けを行っても良く、サイクロン分離器に連結する移送ライン中を通過する樹脂粉粒体に高圧気体を吹き付けてもよい。また、高圧気体を単一の送風口から噴射してもよく、複数の送風口から噴射してもよい。なお、複数の送風口から噴射する場合、上述の高圧気体の供給量は、各送風口から噴射される高圧気体の合計の供給量を示す。

（第二工程）
第二工程では、第一工程を経た樹脂粉粒体を２０℃〜８０℃に保持した状態でサイクロン分離器に導入し、該サイクロン分離器で処理することにより樹脂粉粒体を乾燥させる。サイクロン分離器に導入する方法としては、第一工程で分散させた樹脂粉粒体を、凝集させることなくサイクロン分離器に導入する観点から、気流移送が好適である。例えば、サイクロン分離器に連結する移送ライン中で樹脂粉粒体に高圧気体を吹き付けることにより、樹脂粉粒体を分散させつつ気流移送することができる。

サイクロン分離器に導入される際、樹脂粉粒体は２０℃〜８０℃に保持した状態であることが好ましく、４０℃〜６０℃に保持した状態であることがより好ましい。樹脂粉粒体の温度を上記範囲内とすることで、サイクロン分離器による乾燥効率が一層向上する。例えば、気流移送により樹脂粉粒体をサイクロン分離器に導入する場合、気流の温度を上記範囲内とすることで樹脂粉粒体の温度を上記範囲内に保持することができる。

気流移送により樹脂粉粒体をサイクロン分離器に導入した場合、サイクロン分離器は、圧送された気体と当該気体により気流移送された樹脂粉粒体とを旋回させ、遠心分離により気体と樹脂粉粒体とを分離する。

サイクロン分離器は、例えば、円筒状の円筒部と、下方に向かって内径が小さくなる逆円錐状の逆円錐部とが接続された筒状本体を備える。筒状本体には、円筒部の上端部に樹脂粉粒体を筒状本体に導入するための導入管が、円筒の接線方向に沿って備えられている。また、逆円錐部の下端部に排出口が設けられており、筒状本体の上壁の中心部には当該上壁の垂直方向に排出ラインが備えられている。このサイクロン分離器は、気流移送された樹脂粉粒体を、導入管から円筒部内に導入し、樹脂粉粒体を円筒部の内周面に沿って旋回させながら下降させて排出口から排出する。その一方、圧送された気体は、排出ラインから上方へ排出される。したがって、気流移送された樹脂粉粒体を気体と分離して取り出すことができる。そして筒状本体内を旋回降下する間に、樹脂粉粒体が乾燥される。

サイクロン分離器で処理された樹脂粉粒体は乾燥されており、その含水率は、処理前の樹脂粉粒体の含水率（例えば第一工程で供給された樹脂粉粒体の含水率）より低くなっている。乾燥後の樹脂粉粒体の含水率は、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以下である。

サイクロン分離器で処理された樹脂粉粒体は、さらに第二のサイクロン分離器に導入してもよく、これにより一層乾燥した樹脂粉粒体を得ることができる。

次に、図１を参照して、本実施形態に係る乾燥方法を実施するための好適な乾燥装置について説明する。

図１は、本実施形態に係る樹脂粉粒体の乾燥方法を実施するための、乾燥装置の好適な一例を示す模式図である。乾燥装置１は、分散器１０２と、サイクロン分離器１０３と、バグフィルター１０５と、ブロワー１０６と、コンプレッサー１０９とを備える。分散器１０２とサイクロン分離器１０３とは、樹脂粉粒体を分散器１０２からサイクロン分離器１０３に移送する移送ライン２を介して連結されており、当該移送ライン２には、ブロワー１０６から圧送された高圧気体の流路である送風ライン３が、三箇所で連結されている。

また、分散器１０２には、ブロワー１０６から圧送された高圧気体の流路である送風ライン３と、コンプレッサー１０９から圧送された高圧気体の流路である送風ライン５とが連結されている。分散器１０２は、樹脂粉粒体供給機１０１から供給された樹脂粉粒体を、移送ライン２内をスムーズに通過できるように、送風ライン３及び／又は送風ライン５から噴出される高圧気体により分散させる。移送ライン２内を通過する樹脂粉粒体は、送風ライン３から移送ライン２内に噴出される高圧気体によりさらに分散されるとともに、当該高圧気体によりサイクロン分離器１０３に気流移送される。

送風ライン３は、６方に分岐しており、そのうち３つが移送ライン２に接続されており、１つが分散器１０２に接続されており、残りの２つは外部に開放され、ブロワーから圧送された高圧気体の外部排出用として用いられる。６つに分岐したそれぞれのラインには、バルブ１０７、バルブ１０８が設けられており、高圧気体の外部への排出量や、移送ライン２内への供給量を調節できる。

サイクロン分離器１０３には、下部にダブルダンパーが設けられている。サイクロン分離器１０３に導入された樹脂粉粒体は、サイクロン分離器１０３内を旋回しながら下降し、ダブルダンパー１０４を経て樹脂粉粒体排出口２０２から回収される。一方、サイクロン分離器１０３に導入された気体（樹脂粉粒体を移送した気体）は、サイクロン分離器１０３内で旋回流を形成した後、サイクロン分離器１０３の上部に備えられた排出ライン４から上方へ排出される。

排出ライン４はバグフィルター１０５を経てブロワー１０６に接続されている。バグフィルター１０５は、サイクロン分離器１０３から排出された気体にわずかに混入する樹脂粉粒体等を除去する。ブロワー１０６は、排出ライン４から供給された気体を送風ライン３に圧送する。排出ライン４から供給される気体は、樹脂粉粒体から分離した水分を含有しているため、バグフィルター１０５とブロワー１０６との間に、排出ライン４内を移動する気体を乾燥させる乾燥設備を備えていてもよい。なお、気体はブロワー１０６内で少なからず乾燥されるため、必ずしも上記乾燥設備を設ける必要はない。

乾燥装置１は、ブロワー１０６から圧送される高圧気体を所定の温度に調整する熱源設備を備えていてもよいが、ブロワー１０６から圧送される高圧気体はブロワー１０６の運転に伴う排熱によって、本実施形態に係る乾燥方法における好適な温度域近くまで加熱されるため、必ずしも熱源設備を設ける必要はない。すなわち、乾燥装置１によれば、熱源設備等の多様な設備を備える必要がなく、省スペースで効率的に本実施形態に係る乾燥方法を実施することができる。

乾燥装置１は、ブロワー１０６から圧送される高圧気体が外部に排出されることなくブロワー１０６に循環する密閉系となっている。そのため、樹脂粉粒体等の装置外への漏洩がなく、装置外環境を汚染する心配が少ない。また、装置内に不純物が混入し難く、樹脂粉粒体の汚染を防止することができる。

乾燥装置１によれば、分散器１０２に樹脂粉粒体を導入してから、乾燥装置１内を５〜６０秒滞留した後に、樹脂粉粒体排出口２０２から乾燥した樹脂粉粒体が得られる。すなわち、乾燥装置１によれば、従来の棚式乾燥機や振動乾燥機と比較して、短時間で連続して樹脂粉粒体を乾燥することができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

以下の実施例では、図１に示す構成を有する装置を用いた。なお、ブロワーとしてはターボブロワー（武藤電機社製、３．７ｋＷ）、バグフィルターとしては３５ｍ^２フィルター（ホソカワミクロン社製）、コンプレッサーとしてはタンクマウントタイプコンプレッサー（アネスト岩田社製、１．５ｋＷ）を用いた。また、分散器としては、逆円錐体の下部に円筒体を付した形状の容器を用いた。分散器では、コンプレッサーから送風された０．６ＭＰａの高圧空気を、送風ラインを経て分散器側壁から導入し、１０ｍｍ径のノズルから樹脂粉粒体に吹き付けた。また、サイクロン分離器としては、円筒部の内径４０ｃｍ、該円筒部の下部に設けられた逆円錐部の最小内径１５ｃｍ、高さ１２０ｃｍのサイクロン分離器を用いた。

（実施例１）
樹脂粉粒体として平均一次粒径が１０μｍであるアクリル系樹脂微粒子を、上記乾燥装置を用いて、下記表１に示す運転条件で乾燥した。なお、高圧空気温度は、送風ライン３より樹脂粉粒体に吹き付けられる高圧空気の温度を示す。乾燥装置に導入する前のアクリル系樹脂微粒子の含水率（原料含水率）と、乾燥後のアクリル系樹脂微粒子の含水率（処理後含水率）とをそれぞれ測定した。結果を表１に示す。

（実施例２、３）
運転状況を表１の条件に変更した以外は実施例１と同様の条件で乾燥を行った。各実施例において、乾燥装置に導入する前のアクリル系樹脂微粒子の含水率（原料含水率）と、乾燥後のアクリル系樹脂微粒子の含水率（処理後含水率）とをそれぞれ測定した。結果を表１に示す。

（実施例４、５）
樹脂粉粒体として平均一次粒径が５μｍであるアクリル系樹脂微粒子を、上記乾燥装置を用いて、下記表１に示す運転条件で乾燥した。乾燥装置に導入する前のアクリル系樹脂微粒子の含水率（原料含水率）と、乾燥後のアクリル系樹脂微粒子の含水率（処理後含水率）とをそれぞれ測定した。結果を表１に示す。

（比較例１）
アクリル系樹脂微粒子の原料含水率を５０質量％とした以外は実施例１と同様の条件で乾燥を行ったところ、微粒子が樹脂粉粒体供給機１０１および分散器１０２に激しく付着し、さらに装置の詰りが発生し、乾燥が行えなかった。

（比較例２）
アクリル系樹脂微粒子の平均一次粒径を０．０５μmとした以外は実施例１と同様の条件で乾燥を行ったところ、微粒子が樹脂粉粒体供給機１０１、分散器１０２、移送ライン２に付着し、均一な乾燥状態の微粒子が得られなかった。

（比較例３）
アクリル系樹脂微粒子の平均一次粒径を１０００μmとした以外は実施例１と同様の条件で乾燥を行ったところ、微粒子が樹脂粉粒体供給機１０１、分散器１０２、移送ライン２に付着し、均一な乾燥状態の微粒子が得られなかった。

（比較例４）
アクリル系樹脂微粒子の原料導入時温度を１２０℃とした以外は実施例１と同様の条件で乾燥を行ったところ、得られた微粒子は凝集体を形成しており、均一な乾燥状態の微粒子が得られなかった。

１…乾燥装置、２…移送ライン、３…送風ライン、４…排出ライン、５…送風ライン、１０１…樹脂粉粒体供給機、１０２…分散器、１０３…サイクロン分離器、１０４…ダブルダンパー、１０５…バグフィルター、１０６…ブロワー、１０７，１０８…バルブ、１０９…コンプレッサー、２０１…樹脂粉粒体の流れ、２０２…樹脂粉粒体排出口、２０３…高圧気体の流れ、２０４…高圧気体排出時の流れ。

Claims

含水率３５質量％以下、平均一次粒径０．１〜５００μｍであり、１００℃以下に保持された樹脂粉粒体を、２０℃〜８０℃の高圧気体により分散させる第一工程と、
前記第一工程を経た前記樹脂粉粒体を２０℃〜８０℃に保持した状態でサイクロン分離器に導入し、該サイクロン分離器で処理することにより前記樹脂粉粒体を乾燥させる第二工程と、を備えることを特徴とする樹脂粉粒体の乾燥方法。
前記高圧気体の圧力が、０．１〜１ＭＰａであることを特徴とする請求項１記載の樹脂粉粒体の乾燥方法。
前記第一工程への前記樹脂粉粒体の供給量が、５〜５００ｋｇ／ｈであることを特徴とする、請求項１又は２記載の樹脂粉粒体の乾燥方法。
前記第一工程における前記樹脂粉粒体の供給量Ａ（ｋｇ／ｈ）と、前記高圧気体の供給量Ｂ（ｍ^３／ｈ）との比Ａ／Ｂが、０．３５以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂粉粒体の乾燥方法。