JP4523973B2 - 予備処理された熱可塑性合成樹脂材料を押出機に充填する装置 - Google Patents

Description

この発明は、熱可塑性合成樹脂材料の予備処理用に、移動する、特に回転する、複数個の器具を内部に設けた、少なくとも１個の排気可能な収容容器を有し、この予備処理は、当該合成樹脂材料の乾燥及び所望により結晶化又は部分結晶化であり、当該収容容器は、好ましくは少なくとも部分的に結晶化された合成樹脂材料用の取り出し口を備え、当該取り出し口は、当該押出機の充填口に、当該合成樹脂材料に関して流れ的に接続されている、予備処理された熱可塑性合成樹脂材料、特にＰＥＴを押出機に充填する装置に関する。

この種の装置は、ＡＴ４１１２３５Ｂ号公報により公知である。この公知の装置は、粉砕されたボトル材料の形、多くの場合、チップの形で、この種の装置に通常供給される熱可塑性合成樹脂材料、特にＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）のリサイクルに極めて適している。この種の装置により製造されるリサイクルされた合成樹脂材料は、食品包装業界で使用することができる。しかしながら、公知の装置は、一定の装置を有し、相当なエネルギを必要とする。このため、使用者には、すでに存在する設備部品を装置に組み合わせて適切に使用できるようにしたいという要望が、しばしばある。こうしたことは、充填装置の押出機への接続について、しばしば問題となる。

本発明は、冒頭に述べた種類の装置を基礎とし、この種の装置を、多面的に利用可能にし、制御を容易化し、エネルギ損失を減らすことにより必要エネルギを低く保つことを目的とする。さらに、公知の装置に比べて、装置としての必要設備を減らすことも可能にすることも目的とする。

本発明は、この目的を、収容容器（所望ならば、複数個の収容容器ステージがあってもよい）内で予備処理された熱可塑性合成樹脂材料の流動性を維持する転送部が、熱可塑性合成樹脂材料にとって密閉された流れとしての接続がもたらされるように、収容容器の取り出し口に接続され、この転送部が、その出口において、押出機に密閉状態で直接接続可能である継手を有することにより達成する。本発明によれば、この種の装置は、冒頭に述べた公知の装置用に、収容容器内で熱可塑性合成樹脂材料を真空下で処理するが、本発明による装置は、単一の収容容器のみを備える一段構成を取ることもできる（大半の場合が、こうした構成を取る）ので、公知の装置のような多段構成を必要としない。収容容器ステージの数、すなわち、収容容器の数が、少なくなればなるほど、装置の制御は容易化し、装置の必要設備が少なくて済むのに加えて、エネルギ損失も少なくなる。本発明において、被処理合成樹脂材料の流動状態が押出機の充填口まで維持されることが、重要である。被処理合成樹脂材料が流動状態を持っているということは、収容容器内の被処理合成樹脂材料が、乾燥され、通常は少なくとも部分的に結晶化され、複数個の収容容器がある場合にはこれらの共通取り出し口までこの状態で移動するが、可塑化されていないので粘つかないと推定できる。したがって、被処理合成樹脂材料のこうした状態は、収容容器の取り出し口と押出機の充填口との間に存在し、転送部により構成される領域全体で維持される。これとは異なった処理を受けた、すなわち、可塑化された被処理合成樹脂材料は、極めて粘りつくものであり、押出機を均一に充填するには不利となる。押出機の充填が、不均一であると、たとえ、結晶化が不十分又は不均一である等を原因とする凝集により生ずる閉塞が大したものでなくても、問題となる押出機の「ポンピング（pumping）」を引き起こす虞がある。押出機の「ポンピング（pumping）」は、経験的に知られているように、押出機に接続された後段の処理設備において問題を生ずる。しかしながら、本発明による装置は、押出機に供給される被処理合成樹脂材料の流動性を保ったまま、押出機を均一に充填できるので、上述の問題点を解消できるだけでなく、押出機のスループットも、大抵の場合において高くなる。

転送部は、設置場所の条件により、空間的にかなりの距離が、収容容器と押出機との間に維持される必要があることがしばしばあるので、押出機の充填口に対する構造的な適応を容易にすることにも役立つ。こうした距離は、転送部により問題を生ずることなく橋渡しできる。

可塑性材料を流動状態に維持するための対処手段自体については、いくつかが知られている。したがって、ここでは、たとえば、転送部を通過する熱可塑性合成樹脂材料の温度上昇を避けること、転送部の断面が減少するのを避けること、若しくは圧縮部材の設置を避けること、ホッパの正しい取り出し角度を維持すること等、最も重要な対処手段の幾つかのみを簡単に説明すれば十分である。

しかしながら，とりわけ、本発明による装置は、押出機は、合成樹脂を処理する事業、特にリサイクル業界において、すでに多用されている点を考慮している。このため、本発明による装置では、押出機は、必ずしも装置の一部を構成していなくてもよい。すなわち、押出機は、押出機の上流に接続される設備と同じ製造業者により提供されなくともよい。設置現場に既に存在し、被処理合成樹脂材料を最終的に可塑化し後段の処理工程用に供給する、この種の押出機を、明細書及び請求の範囲において、「外部押出機」という。こうした押出機は、公知のもの（単軸、２軸又は多軸押出機）であるが、公知の設備での原材料は、湿気があり、非結晶体であるので、リサイクル処理では問題を生じているため、ＰＥＴ材料をリサイクル処理するには直ちに適しているとはいえない。本発明による装置を、こうした既存の押出機に接続するため、本発明の別の態様では、装置自体は、押出機を備えず、外部押出機により構成される押し出機の充填口に継手を介して密閉状態で直接接続可能である。外部押出機の充填口の供給領域が、真空気密であるか否かに応じて、２個の基本的な変形態様がある。前者の場合、転送部は、排気可能である。転送部の排気は、収容容器内に生じさせた真空引きにより行う。この真空状態は、真空気密状態にある転送部内に生ずるとともに、押出機の供給領域にも生ずる。一方、上述の供給領域が、真空気密状態になく、この供給領域は、多大な費用をかけることなく真空気密状態にできず、又は、設備全体に関して、収容容器と転送部での真空度合いに差をつけたい場合には、転送部に、真空仕切り部を設ける。上述した押出機の真空気密とは、転送部における真空状態が、押出機により実質的に壊されないため、大気中の酸素及び／又は大気中の湿気の侵入が、極めた僅かであるため、転送部を通過する流動性合成樹脂材料に実質的な劣化がないことを意味すると理解されるべきである。

押出機の供給領域とは、押出機の充填口に近接し、特に、押出機の押出機ヘッドとは反対側であって、通常はモータ側にある領域を意味すると理解されるべきである。

転送部をどこに位置付けるかは、意図する用途分野の特性による。転送部は、収容容器からの予備処理された熱可塑性合成樹脂材料が流れ込むことができる、少なくとも１個のホッパ又はホッパ形状の収集室を備えてよい。しかしながら、スクリュ（熱可塑性合成樹脂材料の流動性を損なわないように実質的に非圧縮状態で運転される必要がある）又は区画室を備えた車輪型コンベア等の取り出し手段を、収容容器の取り出し口に接続してもよい。こうすると、取り出し手段による供給量又は供給重量を調節する手段を設けることにより、単位時間当たりに押出機の充填口に供給される熱可塑性合成樹脂材料の量を、簡単に調整できる。本発明では、こうした取り出し手段の代わりに、収容容器からの熱可塑性合成樹脂材料の取り出しを調節する、弁、特にスライド弁を、収容容器の取り出し口と転送部との間に設けてもよい。

既に述べたように、押出機は、２軸又は多軸押出機でもよい。こうした場合、本発明による装置を、転送部が、こうした押出機を充填する供給量調節手段を備えるように構成するとよい。２軸又は多軸押出機は、部分的に充填され（充填不足状態に置かれた）状態で、可塑化のみを行う。部分的に充填され（充填不足状態に置かれた）状態は、供給量調節手段により簡単にもたらされる。供給量又は供給重量の調整は、供給量調節手段内で行ってもよい。

転送部は、高さ制御器を備えた、少なくとも１個の転送室を備えてもよい。

既に述べたように、本発明は、困難な設置条件の場合、たとえば、押出機に近傍にスペースがない場合、押出機と本装置との間にかなりの空間的な距離を置く必要があるような場合に、優れている。こうした場合には、転送部は、たとえば、取り出しスクリュのような、流動性熱可塑性合成樹脂材料用の少なくとも１個の取り出し手段であって、上述した空間的距離の少なくとも大半を橋渡しする取り出し手段を備えてもよい。

上述した予備処理された熱可塑性合成樹脂材料は、大気中の酸素及び／又は大気中の湿気に対して影響を通常受けやすいので、可能ならば、周囲空気に対して転送部全体を密閉し転送部を排気できるようにする。こうしたことが信頼性を持って達成できない場合には、収容容器内の真空状態は、既に述べた真空仕切り部を転送部に設けることにより確保できる。排気不可能な領域は、こうした領域内で熱可塑性合成樹脂材料を保護する、不活性ガス、乾燥空気又は熱風等の気体媒体により洗浄することができる。こうした真空仕切り部を、押出機の充填口近傍又は継手の近傍で転送部内に設けて、たとえば、収容容器内に生じた真空状態が転送部の該当箇所でも効力を発揮するようにすることによって、転送部の大半を問題を生ずることなく真空状態に保つことができる利点がある。

当然ながら、上述した変形態様は、意図する用途分野に応じて組み合わせてよい。

しかしながら、もっとも単純な場合では、収容容器の取り出し口を継手に直接接続する通路として、転送部を構成してもよい。収容容器内で処理された熱可塑性合成樹脂材料は、この通路内に、回転する器具により放り込まれる。

全ての実施形態において、処理される可塑性材料、特にＰＥＴは、押出機内に入るまで溶融も可塑化もされない。押出機は、ガス抜きできるように構成してもしなくてもよい。

本発明による装置が、単一ステージ構成からなる場合、単一の収容容器が設けられているのが通常ではあるが、必ずしもそうとは限らない。しかしながら、２個以上の収容容器が、共通の取り出し口から並列状態で、所望ならば交互に取り出しを行って、合成樹脂材料を、前述したように押出機に供給してもよい。同様に、費用がかさむけれども、２個以上の収容容器ステージを設けて、被処理合成樹脂材料を交互に通過させてもよい。複数個の収容容器ステージは、それぞれ、１個以上の収容容器を有していてもよい。当然ながら、全ての実施形態において、被処理合成樹脂材料の流動状態は、押出機の充填口まで絶えず維持される。

図1に示す実施形態において、処理されるべき熱可塑性合成樹脂材料、特に、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）が、真空仕切り部２を介して真空反応器として構成された収容容器１に上から供給される。真空仕切り部の上下端は、それぞれスライド弁３により密閉可能になっている。２個のスライド弁３は、油圧作動式又は空気圧作動式の複動シリンダ４により、閉位置と開位置との間で移動される。この種の真空仕切り弁の代わりに、回転体として形成した仕切り部、例えば、区画室を備えた車輪型の仕切り弁を設けて、収容容器１を、少なくともある程度連続的に充填できるようにしてもよい。収容容器１は、単一の容器ステージ９５を構成するが、この容器ステージ９５で並列的に作動する複数個の収容容器１を設けることを排除するものではない。

収容容器１は、真空引きライン５を通じて真空ポンプ６に接続される。収容容器内では、複数個の器具７が、複数個の面内で収容容器の縦方向軸線を中心として回転自在に、互いに上下に設けられた状態で、器具支持体、好ましくは支持プレート８に固定される。支持体は、互いに上下に離れて設けられており、共通の縦方向軸９に取り付けられる。共通の縦方向軸は、底部１０を密閉軸受けされて貫通し、モータ１１により駆動されることが好ましい。器具７が回転することによって、収容容器に連続して又はバッチ式に投入された、熱可塑性合成樹脂材料は、混合加熱され、さらに、複数枚のブレードを取り付けるなど、器具７を適切な形状にすれば、粉砕もされる。こうした粉砕処理は、被処理合成樹脂材料が、収容容器に粉砕された状態で、例えば、粒状物又はＰＥＴボトルチップの状態で投入されている場合には、不要となることが多い。器具７の上述した回転運動は、構造的にできるだけ簡単な仕方で生じさせるべきであるが、上述した回転運動とは異なる運動を器具７に与えて、被処理合成樹脂材料１２の予備処理として、器具７に上下運動等をもたらしてもよい。収容容器１内での被処理合成樹脂材料の加熱は、器具７によりもたらされ、加熱の状態は、モータ１１の速度を制御する制御手段１６にライン１５を通じて接続された複数個のセンサ１４によりモニターされる。こうして、収容容器１内で処理される合成樹脂材料１２は、絶えず、所望の温度レベルに維持されるので、被処理合成樹脂材料は、加熱処理と乾燥処理とだけを受け、所望により少なくとも部分的に結晶化されるが、可塑化されることはない。このため、収容容器1内の被処理合成樹脂材料の温度は、被処理合成樹脂材料の溶融温度、すなわち可塑化温度以下に絶えず保たれるので、被処理合成樹脂材料は、非粘着性の流動状態を維持する。個々の器具支持プレート８は、互いに上下に位置する複数個の処理空間６０を被処理合成樹脂材料１２用に収容容器1内で形成する。被処理合成樹脂材料は、収容容器に上から投入され、処理を受けながら、支持プレート８と収容容器の側壁１３との間にある環状間隙１７を通って最下位の支持プレート８の領域内に徐々に下降する。このため、収容容器１内では、被処理合成樹脂材料には、適切で限定された滞在時間がもたらされ、供給される被処理合成樹脂材料の全てが、均一な処理を受ける。最下位の支持プレート８は、収容容器の底部１０の近傍に設けられ、最下位の支持プレートに付いた、複数個の器具により、収容容器の側壁１３に形成された取り出し口１８に被処理合成樹脂材料を放り込む。取り出し口１８は、この最下位の支持プレート８とほぼ同じ高さに位置し、取り出し口には、転送部３１が接続される。転送部は、被処理合成樹脂材料の結晶状態を維持しながら押出機３６に送り込む。図示の態様において、この転送部３１は、収容容器１からの被処理合成樹脂材料１２の取り出しを助ける、取り出し手段９６を、まず備える。この取り出し手段９６は、スクリュハウジング１９を有し、スクリュハウジングの取り入れ口は、取り出し口１８に密閉状態で接続される。スクリュハウジング１９内に、スクリュ２０が回転自在に取り付けられ、単純な取り出しスクリュとして構成される、すなわち、スクリュは、取り出し口１８から取り込んだ被処理合成樹脂材料を単に転送し、全く可塑化せず又はほんの僅かだけ可塑化するだけで、被処理合成樹脂材料の流動状態を維持するように、非圧縮的に作動する。図示の態様では、スクリュ２０は、収容容器１と接線方向に接続され、図1の左側にある端部で、伝動装置２２を備えたモータ２１により駆動される。接線方向に接続する代わりに、スクリュハウジングを収容容器に対して半径方向又は斜め方向に、所望により下方向に、接続してもよい。このスクリュにより、図1における右方向に送りを行い、スクリュハウジングの送り出し端２３から出る結晶化した合成樹脂材料が、真空気密状態にある転送部３１のホッパ２４に流れ込む。スクリュ２０により転送される被処理合成樹脂材料を、絶えず所望の温度で流動状態にしておくため、スクリュハウジング１９には、加熱装置等の温度制御手段２５を備えてもよい。温度制御手段の代わりに、又はこれとともに、スクリュ２０のコア部に、温度制御媒体を通す流路２６を形成してもよい。流路２６には、公知の方法で、温度制御媒体を伝動装置２２の出力軸を介して回転式送り込み装置により供給する。被処理合成樹脂材料の流動性を維持するため、スクリュ２０により運ばれる被処理合成樹脂材料の温度を、少なくとも１個のセンサ６１により、必要に応じてモニターして、センサからの信号を、ライン６２を通じて制御手段に供給してもよい。

ホッパ２４内の合成樹脂材料６８の状態、特にその流動状態は、点検ガラス窓を通してモニターしてもよい。ホッパ２４内での熱可塑性合成樹脂材料の高さをモニターするには、高さ制御器３３を設けて、その高さプローブ３４を、モータ２１の速度を制御する手段６４にライン６３を介して接続することにより、ホッパ２４内での熱可塑性合成樹脂材料の高さを所望の高さに絶えず維持するようにするとよい。合成樹脂材料は、ホッパ２４から真空仕切り部２８内に流下する。真空仕切り部は、真空仕切り部２について説明したのと同様に、複数個のシリンダ２９により作動するスライド弁３０により、上下が真空気密状態で閉じられるようになっている。この箇所にも、区画室を備えた車輪型の仕切り弁等を設けてもよい。スライド弁３０を開にすると、真空仕切り部２８内の合成樹脂材料は、真空仕切り部の出口５８から転送部３１のホッパ形状室３２内に落下する。ホッパ形状室３２にも、複数個の高さプローブ３４を備えた高さ制御器３３を設ける。これら高さプローブ３４からの信号は、真空仕切り部２８の下方スライド弁３０の作動を制御する。この点については、詳しくは示していない。ホッパ形状室３２の出口は、押出機の充填口３５に接続される。押出機は、フランジ継手等からなる、好ましくは気密継手６９を介して外部押出機３６により構成される。外部押出機３６の充填口３５に近接した供給領域は、必ずしも、真空気密状態である必要はない。というのは、真空仕切り部２８（これは、充填口３５の近傍で転送部３１に設けることが好ましい）により、収容容器１と真空仕切り部２８との間にある転送部３１の大半の領域内で真空状態を維持するからである。さらに、真空仕切り部２８と充填口３５との間にある転送部の領域は、極めて短いので、被処理合成樹脂材料１２は、この領域に極めて短時間しか滞在しないので、被処理合成樹脂材料が劣化するのを実質的に回避できるからである。外部スクリュハウジング３７内には、スクリュ３８が設けられ、スクリュは、モータ３９により駆動される。スクリュは、圧縮ゾーン４０を備えているので、スクリュ３８により搬送される被合成樹脂材料は、スクリュ３８により可塑化され、そのままの状態で、押出しヘッド４２の少なくとも1個の孔４１から押出され、後段の処理（例えば、造粒化又はモールドへの射出）用に供給される。

被処理合成樹脂材料は、真空仕切り部２から真空状態に置かれる。真空仕切り部の真空室６７も、真空引きライン４３を通じて真空ポンプ６に接続されて、真空仕切り部２８の出口５８に関する限り、大気中の酸素及び大気中の湿気の作用で、被処理合成樹脂材料の劣化を防止するとよい。真空仕切り部２８と押出機３６との間の領域においても、できるだけこうした劣化を防止するため、ホッパ形状室３２は、できるだけ気密に閉じることができるようにし、ホッパ形状室に供給ライン４４を設けて、気体源４５から供給される、乾燥した、好ましくは高温不活性ガスで洗浄するようにするとよい。外部押出機に気密性がない場合（このような場合がしばしばある）、完全な機密性は達成できないので、乾燥した高温空気による洗浄で十分なこともある。しかしながら、ホッパ形状室３２内での合成樹脂材料の滞在時間は、短いので、合成樹脂材料の若干の劣化は、実際上無視できる。

外部押出機３６のスクリュ３８への充填を容易化するため、充填口３５は、外部押出機３６のハウジング３７の上部に設けて、供給された合成樹脂材料が、重力により、スクリュのハウジング３７内に自動的に流入するようにすることが好ましい。ホッパ形状室３２内での合成樹脂材料６８は、ホッパ形状室３２内で合成樹脂材料が詰め込まれた状態になり、外部押出機３６への均一な充填に役立つ。

しかしながら、図２に示すように、転送部３１の真空仕切り部２８の出口５８は、気密継手６９を介して押出機３６の充填口３５に直接接続してもよい。押出機３６を充填する特定の方法を考慮しなくていい場合、すなわち、スクリュ３８が十分に充填されている場合（こうしたことは、真空仕切り部２８が相応して充填された状態で、下方のスライド弁３０を開にする場合等に生じる）には、こうした費用が掛からなくて済む実施形態を用いることができる。

上述した２個の実施形態においては、収容容器１が、押出機３６、特に外部押出機に近接して設けられるため、上述した接続が容易に実行できることを前提にした。しかしながら、上述した構成で外部押出機の領域にスペースが十分にない場合、又は１個以上の収容容器１を、外部押出機３６から空間的に離すように設けたい場合には、図３に示す構成を取ることができる。図１に示す構成と主に異なっていることは、被処理合成樹脂材料１２が、真空仕切り部２８の出口５８から流れ出て、収集容器を構成する別の室７０に流れ込み、この別の室から、合成樹脂材料を、外部押出機３６の上にある所望の箇所まで、好ましくは、外部押出機３６よりもずっと上にある箇所まで、搬送手段７１により運び上げて、合成樹脂材料を重力による影響をより一層うけながら運び上げある点である。搬送手段７１は、例えば、ハウジング内に取り付けたスクリュ、又は押圧コンベア若しくは吸引コンベアとすることができる。搬送手段７１は、これにより運ばれる合成樹脂材料に空気が多量に入るのを防止するように構成するとよい。このため搬送手段を、例えば、不活性ガスで満たすか、もし、これにより運ばれる合成樹脂材料が、搬送手段内に短時間しか滞在しない場合には、乾燥空気で満たすとよい。被処理合成樹脂材料に空気が多量に入るのを防止するため、前述した別の室７０を、保護気体源４５にライン７２を通じて接続する。このライン７２は、前述した保護気体による搬送手段７１の洗浄作業にも使用できる。この洗浄作業は、接続ライン７３により行う。搬送手段７１は、好ましくは、前述した別の室７０の底部領域中に気密状態で突入していて、前述した別の室７０の位置が低くても、この箇所から合成樹脂材料を運ぶことができるようにする。前述した別の室７０内における合成樹脂材料の高さは、高さプローブ３４でモニターして、高さプローブからの信号を、モータ２１の速度を制御する手段６４に送る。

搬送手段７１は、モータ７４と伝動装置７５とにより駆動されて、合成樹脂材料を転送室７６を介して接続部材７７に送り込む。合成樹脂材料は、接続部材から転送部３１のホッパ形状室３２内に流入する。この箇所以降の構成は、図１に示すものと対応している。

図４に示す実施態様では、真空仕切り部２８が、屈曲管６５を介して取り出しスクリュ２０のハウジング１９に直接接続され、すなわち、図１に示すホッパ２４が、省略されている。押出機３６に対して所定の充填量を達成するため、収容容器１内で結晶化されているが可塑化はされておらず、スクリュ２０によりそのまま流動状態で搬送される、合成樹脂材料は、真空仕切り部２８の出口５８から転送部３１の密閉されたホッパ形状室３２内に落下する。ホッパ形状室では、高さ制御手段３３が、合成樹脂材料の高さを、複数個の高さセンサ３４によりモニターする。ホッパ形状室３２内の最高位高さと最低位高さとをモニターする、高さセンサのプローブ３４からの信号は、モータ２１の速度を制御する手段６４に送られて、スクリュ２０により運ばれる量を、ホッパ形状室３２内における合成樹脂材料の高さの関数として調整する。屈曲管６５の領域内に別個のセンサ８６を設けて、このセンサからの信号も、ライン８７を通じて制御手段６４に送る、このようにして、屈曲部６５が、熱可塑性合成樹脂材料でオーバーフローするのを防止する。

ホッパ形状室３２の出口開口は、供給スクリュ４９により構成される供給量調節手段４６の充填口に流れとして接続される。供給スクリュは、ハウジング４８内に回転自在に取り付けられ、モータ５０により駆動される。このモータは、供給スクリュ４９の速度を調整する制御手段５１により動力を供給され、重量又は容積に依存した供給をもたらす。供給スクリュ４９の送り出し端では、供給スクリュ４９のハウジング４８には、その下部に、出口開口５２が形成され、ここから、流動性を維持された合成樹脂材料が、外部押出機３６の充填口３５に接続部材５３を通じて落下する。供給量調節手段４６により、押出機３６への充填が極めて均一化される。このことは、押出機３６の送り出しスクリュの各ねじ山が、すっかり充填されてはならない場合（こうしたことは、特に、２軸又は多軸スクリュ押出機の場合に起こる）に、特に重要となる。

真空仕切り部２８と押出機３６の充填口３５と間に渡る経路に沿って、空気の作用で、合成樹脂材料が劣化するのを防ぐため、密閉されたホッパ形状室３２と、同様に密閉された接続部材５３の双方は、ライン４４を通じて気体源４５に接続される。こうした目的のためには、高温不活性ガスを使用するとよい。しかしながら、滞在時間が短く、合成樹脂材料の劣化度合いが低いため容認できる場合には、高温乾燥空気による洗浄でも十分である。

図５に示す実施形態は、図４に示す実施形態とは、図３に示す実施形態について説明したのと同様に、転送部３１に搬送手段７１を設けて、収容容器１と、これに接続した真空仕切り部２８と、外部押出機３６に接続した供給量調節手段４６との間の空間距離の橋渡しをしている点で異なる。この搬送手段７１の構成と駆動とは、図３に関して説明した構成に対応する。複数個の高さセンサ３４からの信号は、モータ２１だけでなく、ライン８８を通じて搬送手段７１のモータ７４も制御する。

図１、２及び３に示す第１グループの実施形態と、図４及び５に示す第２グループの実施形態との間における主な相違点は、第１グループでは、ホッパ２４と真空仕切り部２８とが、転送部３１内への予備的供給量調節を行い、気密構造になっている点である。一方、図４及び５に示す実施形態では、供給量調節手段が、ホッパ形状室３２とスクリュ４９とで実質的に構成され、必ずしも真空状態である必要はなく、被処理合成樹脂材料を保護するために、乾燥空気又は保護ガスでホッパ形状室３２を少なくとも洗浄するので、有利である。

図６に示す実施形態では、収容容器１は、真空仕切り部２と投入ホッパ５４と介して搬送手段５５により材料供給がなされる。こうした目的のために、コンベアベルト又は供給スクリュを用いてもよい。図１乃至５に示す真空仕切り部２８を省いてあるが、収容容器１から、外部押出機３６のハウジング３７の内部まで、装置は、真空状態に置かれる（外部押出機の供給領域が、真空気密又は装置の組み立て中に真空気密状態になっていることを前提とする）。このためには、通常、外部押出機３６のハウジング３７のモータ側シール５６を真空気密状態とするだけでよい。

この実施形態では、取り出しスクリュ２０により、図１に示した実施形態について説明したのと同様なように、転送部３１のホッパ２３に、合成樹脂材料を運び込む。ホッパ２４には、高さ制御器３３が備えられ、高さ制御器の複数個の高さプローブ３４は、ホッパ２４内の合成樹脂材料の高さを検出する。こうして、高さプローブ３４によりもたらされる信号は、取り出しスクリュ２０の駆動モータ２２の速度を調整する制御手段２１に、各ライン５７を通じて送られて、供給量調節を行う。スクリュ４９のハウジング４８のモータ側シール５６は、真空気密状態になっている必要がある。流動状態を維持している合成樹脂材料は、好ましくは、重量又は容積に基づく調整を受けながら、接続部材５３内に、スクリュ４９により運び込まれる。そこから、合成樹脂材料は、押出機３６のハウジング３７の充填口３５内に落下する。接続部材５３でのオーバーフローを防ぐため、プローブ５９により、接続部材５３内の合成樹脂材料の最高位高さをモニターすることも好ましい。プローブ５９からの信号は、例えば、制御手段５１にライン６６を通じて送信される。

真空ポンプ６により収容容器１内に生じた真空状態は、スクリュ２０のハウジング１９を介して、転送ホッパ２４内まで、さらに、そこから、供給スクリュ４９のハウジング４８を介して押出機３６内まで通常続いているが、転送ホッパ２４及び接続部材５３も、ライン５を通じて真空引きすることがより好ましい。こうした目的のために、別個の真空引き源６を、所望により設けてもよいが、経済上の理由で、真空引き源６を共通にすることが多い。

図３及び５に示す搬送手段７１を、図６に示す実施形態に用いて、収容容器１を、外部押出機３６から空間的に離れた状態に位置付けることができるようにしてもよい。図６において、この搬送手段は、ホッパ２４と供給量調節手段４６との間に設けるのが好ましい。この構成は、前述した構成に対応するが、真空気密状態になっている。

図７及び８に示し実施形態では、転送部３１のホッパ２４の出口開口は、ホッパ２４が、外部押出機３６の充填口３５に密閉状態で継手６９により直接接続され、ホッパ２４は、転送室７８を取り囲んでいる。前述の真空仕切り部２８は、この実施形態では省かれている。図７の実施形態では、ホッパ２４は、この実施形態では非圧縮スクリュ２０として形成された取り出し手段７９により供給を受け、取り出し手段は、図１に示した実施形態と同様に収容容器１に接続される。非圧縮スクリュ２０の送り出し端２３で、転送室７８内に落下する合成樹脂材料の高さは、合成樹脂材料の高さ用の少なくとも１個の高さプローブ３４を備える高さ検出器３３により、転送室７８内でモニターされる。こうして得られた高さ信号は、取り出しスクリュ２０のモータ２１にライン８１を通じて接続された制御手段８０により評価される。こうして、高さ検出器３３は、合成樹脂材料６８について、所定の所望高さが、転送室７８内に絶えず維持されるように、スクリュ２０の速度を調整する。

図８に示す実施形態では、ホッパ２４により構成される転送室７８は、収容容器１の取り出し口１８に直接接続され、すなわち、取り出し手段７９を省いてある。その代わり、収容容器１と転送室７８との間に、供給量調節手段４６が設けられる。この供給量調節手段は、この実施形態では、弁、例えば、スライド弁で構成される。このスライド弁は、高さ検出器３３の制御手段８０により制御される空気圧式又は油圧式機器８３により動かさられる。このようにして、ホッパ２４内では、合成樹脂材料６８が、所望の高さで絶えず維持される。この場合、転送室７８には、合成樹脂材料が供給されるが、被処理合成樹脂材料は、複数個の器具７により収容容器１内で回転されているので、遠心力作用を受けて、又、へら作用を受けて（但し、複数個の器具７が適した形状に構成されている場合）、収容容器１の取り出し口１８に放り込まれる。スライド弁８２は、図示の態様では半開き位置にあるが、転送部７８が、収容容器１からの流動性材料を連続して、すなわち、途切れなく供給されるようにセットできる。こうする代わりに、転送部７８は、スライド弁８２が、その閉位置から断続的にのみ開くように、バッチ式に材料供給を受けてもよい。

被処理合成樹脂材料は、転送部７８内に比較的短時間留まっているだけなので、特に、転送部７８を囲むホッパ２４が密閉され、外部押出機３６の供給領域が、少なくとも実質的に真空気密状態であるなら、転送室７８を改めて排気処理したり又は保護ガスによる洗浄を行ったりすることは、不要である。そうでない場合には、前述した手段を取ってもよい。例えば、図７に示すように、ホッパ２７を、ライン８５を通じて真空ポンプ６に接続する。

図７及び８において、簡明化のため、複数個の器具７を備えた支持プレート８が、１個だけ示されているが、図７及び８に示す実施形態でも、複数個の支持プレート８又は複数個の器具支持プレートを設けることが好ましい。

図７及び８において、外部押出機３６のスクリュ３８のモータ側端には、密閉用ねじ山８４が公知の手段で設けられており、このねじ山の送り方向は、スクリュ３８の送り方向と同一である。しかしながら、密閉用ねじ山８４のピッチと深さとは、ねじ山３８のピッチと深さよりも小である。こうした密閉用ねじ山は、この他の実施形態でも、使用してよいことはもちろんである。

図９に示す実施形態では、スライド弁８２により、収容容器１からの合成樹脂材料の取り出しを、図８に関して説明したように調節する。器具７により収容容器１から放り込まれた合成樹脂材料は、ホッパ２４内に集められる。ホッパ２４内の合成樹脂材料の高さは、高さプローブ３４によりモニターされて、図８に関して説明したのと同様に、スライド弁８２を制御する。真空仕切り部２８は、ホッパ２４の出口端に接続される。真空仕切り部の２個のスライド弁は、制御手段８９に接続された各シリンダ２９により作動される。制御手段には、真空仕切り部２８の下流に設けられ、押出機３６の充填口３５に継手６９により接続された別のホッパ９１内の被処理材料の高さをモニターする２個の高さプローブ９０からの信号が送信される。この実施形態では、この別のホッパ９１は、壁を表す破線で示すように、真空密閉されていなくてもよい。その結果、合成樹脂材料に若干の劣化が生じても、合成樹脂材料は、ホッパ９１内に極めて短時間留まるだけなので、容認できる。

図１０に示す実施形態は、図６に示したものと似ているが、図１０に示す実施形態では、収容容器１からの取り出しを制御する弁８２が、取り出しスクリュ２０の役割を果たしている。ホッパ２４内の合成樹脂材料の高さをモニターする、２個のプローブ３４が、制御手段９２に信号４を送信し、弁８２の機器８３を、図９に示した実施形態の場合と同様に制御する。

図１１に示す実施形態は、構造的に極めて単純である。すなわち、転送部３１は、パイプ９４により構成される通路９３によって単純に構成され、この通路は、収容容器１の取り出し口１８を押出機３６の充填口３５に密閉状態で接続される。収容容器１内で処理される合成樹脂材料は、複数個の器具７による遠心力作用で取り出される。被処理合成樹脂材料は、流動性を有しているため、パイプ９４内の合成樹脂材料は、パイプが押出機３６の方に向かって傾斜しているので、その充填口に容易に移動する。この実施形態では、押出機３６への供給領域と転送部３１とが、気密なっている必要があるが、さもないと、収容容器１内での真空状態が崩壊してしまうからである。

全ての実施形態において、被処理合成樹脂材料、特にＰＥＴは、押出機３６内に入るまで溶融されず可塑化もされない。押出機は、単軸押出機でも多軸押出機でもよく、ガス抜き構造を設けても設けなくてもよい。

特に、押出機３６が、多軸押出機である場合、供給量調節手段４６を備えた実施態様を使用する。こうすることが、プロセス的に有利である。すなわち、２本のスクリュが、部分的に充填される（充填不足状態に置かれる）と、スクリュは、可塑化を良好に行い、供給量調節手段により行われる調整によって、スループットを一定にすることが簡単になる。部分的に充填されたスクリュでは、大気中の酸素が、可塑化された高温合成樹脂に大きく作用を及ぼすので、供給量調節手段４６と外部押出機３６の排気処理又はこれらの不活性ガスによる洗浄が、こうした用途用の乾燥空気による洗浄よりも好ましい。

高さ調節処理を受ける転送ホッパを備えた実施形態を示すものである。 図１に示す実施形態の変形態様を示すものである。 図１に示す実施形態の別の変形態様を示すものである。 供給量調節手段を備えた実施形態を示すものである。 図４に示す実施形態の変形態様を示すものである。 供給量調節手段を備えた、別の実施形態を示すものである。 転送室を外部押出機の充填口を直接接続した、実施形態を示すものである。 転送室を外部押出機の充填口を直接接続した、別の実施形態を示すものである。 収容容器からの取り出しを、スライド弁により制御する、実施形態を示すものである。 収容容器からの取り出しを、スライド弁により制御する、別の実施形態を示すものである。 極めて単純な構成の実施形態を示すものである。

Claims (31)

1. 熱可塑性合成樹脂材料の予備処理用に、移動する複数個の器具（７）を内部に設けた、少なくとも１個の排気可能な収容容器（１）を有し、この予備処理は、当該合成樹脂材料の乾燥であり、当該収容容器（１）は、合成樹脂材料用の取り出し口（１８）を備え、当該取り出し口（１８）は、当該押出機（３６）の充填口（３５）に、当該合成樹脂材料に関して流れ的に接続されている、予備処理された熱可塑性合成樹脂材料を押出機（３６）に充填する装置において、当該収容容器（１）内で予備処理される合成樹脂材料の流動状態を維持する、転送部（３１）が、当該収容容器（１）の取り出し口（１８）に、当該合成樹脂材料が密閉状態で流動する接続状態となるように、取り出し手段（９６）であってスクリュハウジング（１９）内にスクリュ（２０）を回転自在に取り付けられた取り出し手段を介して接続され、当該転送部（３１）は、その出口に、当該押出機(３６)の充填口（３５）に密閉状態で直接接続可能な継手（６９）を備え、当該転送部（３１）は、当該押出機（３６）を充填するための、少なくとも１個の供給量調節手段（４６）と少なくとも１個の高さ制御器（３３）を備え、当該供給量調節手段（４６）と当該供給量調節手段（４６）により搬送される合成樹脂材料の量とは、当該高さ制御器（３３）により検出された高さの値により制御されることを特徴とする装置。
2. 前記熱可塑性合成樹脂材料は、ＰＥＴであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記複数個の器具（７）は、回転するように構成されること特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記予備処理は、結晶化又は部分結晶化を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１に記載の装置。
5. 前記収容容器（１）は、複数個の収容容器ステージを構成することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１に記載の装置。
6. 前記装置自体は、押出機を備えておらず、外部押出機（３６）を構成する前記押出機の充填口（３５）に、前記継手（６９）を介して接続可能であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１に記載の装置。
7. 前記転送部（３１）は、前記外部押出機（３６）の充填口(３５)と接続するため、排気可能であり、前記外部押出機の供給領域は、真空気密であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記転送部（３１）は、真空仕切り部（２８）を備えることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１に記載の装置。
9. 前記転送部（３１）は、真空気密な供給領域を有していない外部押出機（３６）の充填口（３５）と接続するため、前記真空仕切り部（２８）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 前記真空仕切り部は、当該充填口（３５）近傍で又は前記継手（６９）の近傍で当該転送部（３１）内に設けられることを特徴とする、請求項８又は９に記載の装置。
11. 前記転送部（３１）は、少なくとも１個のホッパ（２４、９１）又はホッパ形状の収集室を有し、前記合成樹脂材料(１２)は、当該ホッパ又はホッパ形状の収集室に流入し、当該ホッパ又はホッパ形状の収集室の取り出し口は、当該転送部（３１）の出口に流れ的に接続され、当該出口は、前記継手（６９）を備えることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１に記載の装置。
12. 前記転送部（３１）は、前記収容容器（１）の取り出し口（１８）に接続された取り出し手段（９６）を備えることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１に記載の装置。
13. 前記取り出し手段（９６）は、非圧縮スクリュ（２０）又は区画室を備えた車輪型コンベアを有することを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
14. 前記取り出し手段（９６）の供給容量又は供給重量を調節する手段（６４）を備えることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の装置。
15. 前記収容容器（１）の取り出し口（１８）と前記転送部（３１）との間に、当該収容容器（１）からの前記合成樹脂材料（１２）の取り出しを調節する弁（８２）を設けることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１に記載の装置。
16. 前記弁（８２）は、スライド弁であることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
17. 前記装置を２軸又は多軸押出機に接続するため、前記転送部（３１）は、当該押出機（３６）を充填するための供給量調節手段（４６）を備えることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれか１に記載の装置。
18. 前記供給量調節手段（４６）は、前記押出機（３６）の方へ前記合成樹脂材料を搬送する少なくとも１個の搬送手段を備え、当該搬送手段の供給容量又は供給重量は、当該押出機（３６）にとって必要な充填量に応じて制御されることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
19. 前記転送部（３１）は、高さ制御器(３３)を備えた、少なくとも１個の転送室（３２、７６）を有することを特徴とする、請求項１乃至１８のいずれか１に記載の装置。
20. 前記転送部（３１）は、前記流動性合成樹脂材料用の少なくとも１個の搬送スクリュ等の搬送手段（７１）、当該搬送手段は、前記収容容器（１）と前記押出機（３６）との間の空間的距離の少なくとも大部分を橋渡しすることを特徴とする、請求項１乃至１９のいずれか１に記載の装置
21. 前記転送部（３１）の全体が、周囲空気に対して密閉され、排気可能であることを特徴とする、請求項１乃至２０のいずれか１に記載の装置。
22. 前記転送部（３１）は、少なくとも１個の非排気領域を備えることを特徴とする、請求項１乃至２０のいずれか１に記載の装置。
23. 前記非排気領域は、当該領域内にある前記合成樹脂材料を保護する、不活性ガス、乾燥空気又は熱風等の気体状媒体で洗浄されることを特徴とする、請求項１乃至２０のいずれか１に記載の装置。
24. 前記転送部（３１）は、前記収容容器（１）の取り出し口（１８）を前記継手（６９）に直接接続する、通路（９３）により構成されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１に記載の装置。
25. 前記収容容器（１）は、互いに上下に並べられた、前記回転する器具（７）用の支持プレート（８）により構成される、複数個の処理空間（６０）を有することを特徴とする、請求項１乃至２４のいずれか１に記載の装置。
26. 前記収容容器（１）内で処理される前記合成樹脂材料（１２）の温度をモニターする、少なくとも１個のセンサ（１４）が、前記収容容器（１）内部又は外部に設けられることを特徴とする、請求項１乃至２５のいずれか１に記載の装置。
27. 前記器具（７）の動きを調節するための手段が、設けられることを特徴とする、請求項１乃至２６のいずれか１に記載の装置。
28. 前記器具（７）の動きを調節するための手段は、回転する器具（７）の速度を調節するための手段であることを特徴とする、請求項２７に記載の装置。
29. 前記スクリュ（２０）のコア内に、温度制御媒体を通す流路（２６）を設けることを特徴とする、請求項１３乃至２７のいずれか１に記載の装置。
30. 単一の収容容器ステージ（９５）が、設けられることを特徴とする、請求項１乃至２９のいずれか１に記載の装置。
31. 前記単一の収容容器ステージ（９５）は、１個の収容容器（１）を備えことを特徴とする、請求項１乃至２９のいずれか１に記載の装置。

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