JP4739823B2 - 高周波加熱によってリサイクルペットを連続固相重合する装置 - Google Patents

Description

本発明は、高周波加熱を利用してリサイクルペットの連続固相重合を行う装置に関するものである。

近年、環境保護の観点から資源リサイクルが盛んに行われるようになってきており、例えば、使用済みのペットボトルを回収し、再利用することがなされている。
このペットボトルのリサイクルは、従来、回収されたペットボトルを粉砕し、さらに洗浄、乾燥し、加熱溶融した後、ペレット状にしたものを原料として、再生品を製造することによってなされていた。

そして、再生品の製造に際しては、ペットボトルの粉砕物から得られるリサイクルペットのペレットを用いた射出成形によるのがコスト面で非常に有利である。しかし、リサイクルペットのペレットは、バージンペットに比べて分子量（重合度）および固有粘度（ＩＶ値）が低下している。
このため、射出成形によって再生品を製造を行おうとする場合、適切な成形条件を求めることが難しく、また、たとえ射出成形をしたとしても、製品強度が低く、商品価値も低いという問題があった。

この問題を解消すべく、ペットボトルの粉砕物を乾燥した後、重合温度まで加熱し、固相重合することにより、重合度（分子量）が高められペレットを再生産する方法が提案されている（特許文献１、２参照）。

しかし、この従来の固相重合法においては、ペットボトルの粉砕物の重合温度までの加熱が、伝熱加熱手段を用いて行われるので、加熱効率が悪く、よって固相重合反応に長時間を要しているという問題があった。
特開２００２−１１７１９号公報 特開２００２−３７９１５号公報

したがって、本発明の課題は、固相重合によるペットボトルの再生処理において、処理効率を向上させることにある。

上記課題を解決するため、第１発明は、入口および出口を備え、内部に不活性ガス雰囲気または真空雰囲気を保持する、密閉された処理ハウジングと、リサイクルペットのペレットを、前記処理ハウジングの入口から導入し、前記処理ハウジング内を通過させて搬送した後、前記処理ハウジングの出口から排出する第１搬送手段と、前記処理ハウジング内における前記リサイクルペットのペレットの搬送経路の途中に設けられた反応領域に高周波を適用する第１高周波発生手段と、前記処理ハウジング内の反応領域の温度を検出する第１温度センサーと、前記第１温度センサーからの検出信号に基づき、前記第１高周波発生手段の動作を制御し、前記反応領域において前記リサイクルペットのペレットが高周波加熱によって固相重合するようにする第１制御手段と、を備えていることを特徴とするリサイクルペットの連続固相重合装置を構成したものである。

第１発明の構成において、好ましくは、前記装置は、前記処理ハウジング内の反応領域で発生したガス状モノマーおよびオリゴマーを除去可能な吸着または吸収物質が収容された精製装置をさらに備えている。
また、好ましくは、前記装置は、前記リサイクルペットのペレットを、前記処理ハウジングへの導入前に結晶化し除湿乾燥する乾燥装置をさらに備え、前記乾燥装置は、入口および出口を備えた乾燥ハウジングと、前記リサイクルペットのペレットを、前記乾燥ハウジングの入口から導入し、前記乾燥ハウジング内を通過させて搬送した後、前記乾燥ハウジングの出口から排出し、前記第１搬送手段に受け渡す第２搬送手段と、前記乾燥ハウジング内における前記リサイクルペットのペレットの搬送経路の途中に設けられた乾燥領域に高周波を適用する第２高周波発生手段と、前記乾燥ハウジング内の乾燥領域の温度を検出する第２温度センサーと、前記第２温度センサーからの検出信号に基づき、前記第２高周波発生手段の動作を制御する第２制御手段と、前記乾燥ハウジング内に乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段と、を備えている。
また、前記第１および第２搬送手段はベルトコンベヤからなっていることが好ましい。

本発明によれば、リサイクルペットのペレットは、従来のような伝熱加熱によらずに、高周波加熱によって加熱される。すなわち、リサイクルペットのペレットは、外部から熱エネルギーの供給を受けるのではなく、高周波の電磁場による発熱現象に起因して内部から発熱する。したがって、リサイクルペットのペレットは、極めて効率よくかつ均一に加熱され、それによって、従来より短時間でリサイクルペットのペレットの固相重合を行うことが可能となる。
なお、本発明によれば、リサイクルペットのペレットの重合度（分子量）を高めるだけでなく、ポリエステルやポリアミド等のバージンペレットの重合度（分子量）を高めることもできることは言うまでもない。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例によるリサイクルペットの連続固相重合装置の構成を概略的にしめしたブロック図である。図１を参照して、本発明によれば、入口１ａおよび出口１ｂを備え、内部に不活性ガス雰囲気または真空雰囲気、この実施例では窒素ガス雰囲気を保持する、密閉された処理ハウジング１と、リサイクルペットのペレットＭ（以下、「リサイクルペレットＭ」とする。）を、処理ハウジング１の入口１ａから導入し、処理ハウジング１内を通過させて搬送した後、処理ハウジング１の出口１ｂから排出する第１ベルトコンベヤ２が備えられる。

処理ハウジング１内におけるリサイクルペレットＭの搬送経路の途中には、反応領域３が設けられ、そして、この反応領域３に高周波を適用する第１高周波発生手段４が備えられる。第１高周波発生手段４は、例えば、第１ベルトコンベヤの搬送面を挟んで上下に間隔をあけて配置された一対の高周波平行電極板と、これらの電極板に接続された高周波電源とから構成される。

また、処理ハウジング１内には、反応領域３の温度を検出する第１温度センサー６が備えられ、さらに、第１温度センサー６からの検出信号に基づき、第１高周波発生手段４の動作を制御し、反応領域においてリサイクルペレットＭが高周波加熱によって固相重合するようにする第１制御手段５が備えられる。

さらに、処理ハウジング１内の反応領域で発生したガス状モノマーおよびオリゴマーを除去可能な吸着または吸収物質が収容された精製装置７が備えられる。こうして、処理ハウジング１内の窒素ガスが、精製装置７を通って常時循環され、精製される。

処理ハウジング１の上流側には、前処理として、リサイクルペレットＭを予め結晶化し、除湿乾燥する乾燥装置が備えられる。乾燥装置は、入口８ａおよび出口８ｂを備えた乾燥ハウジング８と、リサイクルペレットＭを、乾燥ハウジング８の入口８ａから導入し、乾燥ハウジング８内を通過させて搬送した後、乾燥ハウジング８の出口８ｂから排出し、第１ベルトコンベヤ２に受け渡す第２ベルトコンベヤ９を備えている。

乾燥装置は、さらに、乾燥ハウジング８内におけるリサイクルペレットＭの搬送経路の途中に設けられた乾燥領域１０に高周波を適用する第２高周波発生手段１１と、乾燥ハウジング８内の乾燥領域１０の温度を検出する第２温度センサー１３と、第２温度センサー１３からの検出信号に基づき、第２高周波発生手段１１の動作を制御する第２制御手段１２と、乾燥ハウジング８内に乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段１４とを備えている。

こうして、リサイクルペレットＭが、第２ベルトコンベヤ９を介して、連続的に乾燥ハウジング８の入口８ａから乾燥ハウジング８内に導入される。その後、乾燥領域１０を通過する間に、リサイクルペレットＭは、乾燥ハウジング８内の乾燥空気雰囲気中における高周波加熱により結晶化され、除湿乾燥される。そして、結晶化および除湿乾燥されたリサイクルペレットＭは、順次、第２ベルトコンベヤ９を介して乾燥ハウジング８の出口８ｂから外部に排出されるとともに、第１ベルトコンベヤ２に受け渡される。

次に、結晶化および除湿乾燥されたリサイクルペレットＭは、第１ベルトコンベヤ２を介して、順次、処理ハウジング１の入口１ａから処理ハウジング１内に導入される。そして、反応領域３を通過する間に、リサイクルペレットＭは、窒素ガス雰囲気中において、高周波加熱により重合温度まで加熱され、固相重合する。固相重合したリサイクルペレットＭは、第１ベルトコンベヤ２によって処理ハウジング１の出口１ｂから排出される。

本発明の１実施例によるリサイクルペットの連続固相重合装置の構成を概略的に示すブロック図である。

１ 処理ハウジング
１ａ 入口
１ｂ 出口
２ 第１ベルトコンベヤ
３ 反応領域
４ 第１高周波発生手段
５ 第１制御手段
６ 第１温度センサー
７ 精製装置
８ 乾燥ハウジング
８ａ 入口
８ｂ 出口
９ 第２ベルトコンベヤ
１０ 乾燥領域
１１ 第２高周波発生手段
１２ 第２制御手段
１３ 第２温度センサー
１４ 乾燥空気供給源
Ｍ リサイクルペットのペレット（リサイクルペレット）

Claims (4)

1. 入口および出口を備え、内部に不活性ガス雰囲気または真空雰囲気を保持する、密閉された処理ハウジングと、
   リサイクルペットのペレットを、前記処理ハウジングの入口から導入し、前記処理ハウジング内を通過させて搬送した後、前記処理ハウジングの出口から排出する第１搬送手段と、
   前記処理ハウジング内における前記リサイクルペットのペレットの搬送経路の途中に設けられた反応領域に高周波を適用する第１高周波発生手段と、
   前記処理ハウジング内の反応領域の温度を検出する第１温度センサーと、
   前記第１温度センサーからの検出信号に基づき、前記第１高周波発生手段の動作を制御し、前記反応領域において前記リサイクルペットのペレットが高周波加熱によって固相重合するようにする第１制御手段と、を備えていることを特徴とするリサイクルペットの連続固相重合装置。
2. 前記処理ハウジング内の反応領域で発生したガス状モノマーおよびオリゴマーを除去可能な吸着または吸収物質が収容された精製装置をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のリサイクルペットの連続固相重合装置。
3. 前記リサイクルペットのペレットを、前記処理ハウジングへの導入前に結晶化し除湿乾燥する乾燥装置をさらに備え、前記乾燥装置は、
   入口および出口を備えた乾燥ハウジングと、
   前記リサイクルペットのペレットを、前記乾燥ハウジングの入口から導入し、前記乾燥ハウジング内を通過させて搬送した後、前記乾燥ハウジングの出口から排出し、前記第１搬送手段に受け渡す第２搬送手段と、
   前記乾燥ハウジング内における前記リサイクルペットのペレットの搬送経路の途中に設けられた乾燥領域に高周波を適用する第２高周波発生手段と、
   前記乾燥ハウジング内の乾燥領域の温度を検出する第２温度センサーと、
   前記第２温度センサーからの検出信号に基づき、前記第２高周波発生手段の動作を制御する第２制御手段と、
   前記乾燥ハウジング内に乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段と、を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリサイクルペットの連続固相重合装置。
4. 前記第１および第２搬送手段は、ベルトコンベヤからなっていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリサイクルペットの連続固相重合装置。

Images