JP5841545B2 - 膨張可能なプラスチック粒状物を連続製造するための設備、及び膨張可能なプラスチック粒状物を製造するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、各カテゴリの独立請求項の前提部分による、膨張可能なプラスチック粒状物を連続製造するための設備、及び膨張可能なプラスチック粒状物を製造するための方法に関する。

膨張可能なプラスチック粒状物を製造するための方法及び設備が、従来技術、例えば欧州公開公報第０６６８１３９Ａ１号から周知である。欧州公開公報第０６６８１３９Ａ１号による方法の特別な実例では、含浸ポリマー溶融液を、水中造粒機内で、形状を与える凝固によって細分する。溶融液はノズルを通して押し出され、このように形成されたストランドは水で急冷され、回転ナイフで粉砕されることにより粒状物の形になる。この方法では、押出し中にストランドが膨張するのを避けるために、ポリマー溶融液を造粒機に入れる前に予冷する。含浸溶融液を溶融液の凝固温度よりも摂氏数度高い温度まで冷却するためのこの設備には、問題がある。このような状況で、造粒機の、平行に配置された押出しノズルのすべてに同量の溶融液を流すことは、非常に困難だからである。溶融液流が不安定になるため、個々のノズル内で溶融液が凝固することによって、ノズルが閉鎖されるおそれがある。

一方、このような問題は、欧州公開公報第１７０２７３８Ａ２号による発明によって一部解決されている。この発明では、流体膨張剤を使用してプラスチック溶融液を含浸させ、含浸溶融液を粒状化することにより、膨張可能なプラスチック粒状物を連続製造することができる。欧州公開公報第１７０２７３８Ａ２号による方法は、以下の構成要素、すなわち、特に容量測定ポンプ供給装置とすることができる少なくとも１つの溶融液用の圧力生成供給装置、膨張剤用の計量装置、溶融液を含浸させるための接触／均質化装置、含浸溶融液用の少なくとも１つの冷却器、水中造粒機、及び設備制御部を備えた設備により実施される。

粒状化は、粒状物の冷却及び輸送媒体として造粒機で使用される液体を使用して実施される。液体は、特に、水或いは塩水（又はゾル）である。粒状化中に使用される液体によって高圧力が加わり、これにより、まだ凝固していない粒状物中の膨張剤の膨張作用が、少なくとも部分的に抑制される。粒状化のために調整すべきパラメータ、すなわち含浸溶融液の温度及び圧力の調節は、造粒機の入口で行われる。この調節時に、指定パラメータを測定し、測定値を所望値と比較し、所望値との偏差を設備制御部により使用して、１又は複数の冷却器による含浸溶融液からの熱吸収に影響を与える。

本発明は、膨張可能なプラスチック粒状物を製造するための改良された装置及び方法に関する。そのため、本発明をよりよく理解し、より明確に従来技術から区別するために、図１及び図２を参照して、それぞれの現況技術及びこれらに関する問題を、以下で簡単に説明する。図１は、膨張可能なプラスチック粒状物を製造するための周知の設備の概略的な実例を示し、図２の概略図を参照して、周知の水中造粒機の基本原理を説明し、その機能をより詳細に示す。

本明細書において、本発明に対して従来技術を記述するために、従来技術から公知の設備又はその構成要素に関する特徴は、ダッシュ記号を付けて示し、本発明による特徴は、ダッシュ記号のない参照符号で示すことに留意されたい。

膨張可能なプラスチック粒状物Ｇ’を連続製造するための周知の方法は、今日まで、例えば図１に概略を示す設備１’を使用して実施されている。この構成では、プラスチック溶融液Ｆ’に流体膨張剤Ｂ’を含浸させ、このように処理された溶融液Ｆ’を最終的に粒状化する。この特定の例では、設備１’は、以下の構成要素を備える。すなわち、プラスチック供給源２’から得られる溶融液Ｆ’を容量測定で供給する１つの圧力生成供給装置２００’；計量装置を使用して溶融液Ｆ’に供給される膨張剤Ｂ’の供給源ＢＳ’；溶融液Ｆ’を含浸させるための接触／均質化装置３’；含浸溶融液ＦＢ’用の少なくとも１つの冷却器３１’；任意選択のさらなる均質化装置３２’；水中造粒機４’；及び設備制御部１００’を備える。製造された粒状物Ｇ’は、最終的に容器Ｃ内の製品として利用可能となる。

プラスチック供給源２’は、モノマー供給源材料からプラスチックを製造するための重合反応器と、ポリマーのガス抜き装置とから構成することができる。プラスチック供給源２’は、ある種の再利用熱可塑性物質のための再利用装置とすることもでき、溶融装置、特に加熱可能な押出機を備えることもできる。プラスチック供給源２’は、単に、溶融装置とすることもでき、そこで粒状の熱可塑性物質が液化される。

粒状化は、液体を使用して実施される。その液体は、好ましくは水、例えば塩水又はゾルであり、粒状物Ｇ’の冷却及び輸送媒体として造粒機４’で使用される。粒状化中に使用される液体によって高圧力が加わり、これにより、まだ凝固していない粒状物中の膨張剤Ｂ’の膨張作用が、少なくとも部分的に抑制される。

粒状化のために造粒機４‘の入口で調整すべきパラメータ、すなわち含浸溶融液の温度及び圧力の調節は、設備制御部１００’を使用して行われる。この調節時に、指定パラメータを測定し、さらに測定値を所望値と比較する。所望値との偏差が使用されて、１つ又は複数の冷却器３１’、３２’による含浸溶融液からの熱吸収に影響を与える。

粒状化のために調整すべきパラメータは、設備制御部１００'を使用して電子手段により調節される。このような手段は、信号伝送接続部１０１’、１０２’、１０３’、１０４’を備え、それぞれ膨張剤供給源ＢＳ’、供給装置２００’、冷却器３１’又は複数の冷却器３１’、３２’、及び造粒機４’に接続される。

以下の調整可能なパラメータ、すなわち温度、圧力、及び滞留時間が含浸に関係する。必要な滞留時間は、含浸用に供給される膨張剤Ｂ’の量によって決まる。溶解液流に対する膨張剤流の固定比率が、膨張剤Ｂ’のそれぞれの所定の割合に対して設備制御部により設定される。これらの流れは、可変とすることができ、容量測定供給によって作り出される。造粒機４’の入口におけるパラメータの温度及び圧力が、粒状化に関係する。

溶解物Ｆ’の含浸の前、間、及び／又は後に、少なくとも１つの添加物を添加することができる。添加物Ａ'を供給する箇所を、図１で菱形Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’によって示す。

供給装置２００’は、有利にはギア・ポンプであるが、押出機であってもよい。さらなる供給装置（ポンプ、押出機、スクリュ・コンベヤ）を、本発明による設備で使用することもできる。追加の供給装置のための予想される箇所を、図１に小さな円２０１’、２０２’、２０３として示す。

前述の設備１’の任意の単一構成要素、特に、例えばプラスチック供給源２’、圧力生成供給装置２００’、均質化装置３、冷却器３１’、３２’、水中造粒機４’、設備制御部１００’等が、（必須ではないが）本発明による設備１の一部を形成することができる点に留意されたい。この特定の点において、当業者は、現況技術及びその機能原理から公知の設備１’に設置された単一構成要素についての上記の説明が、本発明の説明のそれぞれ一部を形成することを理解する。

図２ａ及び図２ｂをそれぞれ参照して、水中造粒機４’の動作方法を説明する。図２ａは、水中造粒機４’の基本的な特徴とその機能の基本原理を示す概略図である。図２ｂは、図２ａによる好ましい実施形態を示す。現況技術から周知の造粒機４’は、本発明による設備において特に有利に使用されることが可能であるということに、再度、明確に留意されたい。

含浸溶融液Ｆ’が、機械装置４’で粒状化される。機械装置４’は、例えばモータ４００’により駆動される水中造粒機４’である。含浸溶融液Ｆ’は、まず（造粒機４’の入口を形成する）分配器４０４’を通ってノズル・プレート４０５’まで通過し、溶融液はノズル・プレート４０５’のノズル４０５１’を通って押し出される。入口にある追加の供給手段、すなわちスクリュ・コンベヤ４０７’は任意選択である。ノズル・プレート４０５’上に、複数のノズル４０５１’がリング状に配置される。ノズル４０５１’から出るプラスチックのストランドが、水（又は別の液体）が充填されたチャンバ４０３’に入り、押し出された材料は、そこで回転ナイフ４０４’により粉砕されて粒状物の形になる。ナイフ４０４’は、モータ４０００’につながる軸６００’に配置されたホルダに着座する。水は、ポンプ４０’によって高圧（例えば１０バール）で入口接続部４０１’を通ってチャンバ４０３’内に導かれ、そこから粒状物Ｇ’を冷却しながらその粒状物Ｇ’を流し、出口突出部４０２’を介して分離装置４１１’へ至る。粒状物Ｇ’は、分離装置４１１’で水から分離され、容器Ｃ'内へ排出される。水は冷却装置４１２’を通って流れ、そこで、新しく製造された粒状物Ｇ’から吸収された熱を周囲環境に放出する。分離装置４１１’の水圧が周囲圧力まで低下した場合、水ポンプ４０’は、冷却装置４１２’より上流に配置される。水ではなく例えば塩水が使用される場合、粒状物Ｇ’の冷却を、より低い温度（例えば＜０℃）で実施することができる。

前記の現況技術は、いくつかの欠点、特に造粒機に関連した欠点を有する。前述のように、造粒機、特に水中造粒機を使用した粒状物、特に微小粒状物の製造に関して、非常に小さい開口径を有するノズルを備えたノズル・プレートが使用される。このため、造粒機の始動時に、このようなノズル・プレートに関連していくつかの問題が生じうる。とりわけ、開口の凍結が発生する可能性がある。或いは、膨張剤又は核形成手段等の他の添加物が存在すると、過度の発泡につながり、且つ／又は設備が一時的に停止しているときに管内に静止材料がある場合、特に、難燃剤等の温度感受性添加物を使用している場合、過度の劣化につながる。例えば前記の従来技術による設備に関して、このような場合に、新しい無添加材料を受け入れる準備のために、設備の構成要素をまず清掃しなければならない。しかし、この手順によって、材料の大きな損失、設備の停止、又は製品材料の凝塊が生じるため、これは必要な仕様に準拠していない。複数の造粒機を並行して動作させる必要のある設備に関して、処理能力が高い設備の場合には、前記手順を実施することができない。このことは、添加物の添加が中心で行われ、含浸溶融液が複数の造粒機に分配される場合に特に大きな問題となる。特定の造粒機が故障して再始動させなければならないと、多くの場合、設備全体をまず無添加溶融液を使用して動作させなければならない。このような手順は極めて非効率的で、時間がかかるため、費用が非常に高くなることは言うまでもない。

欧州公開公報第０６６８１３９Ａ１号 欧州公開公報第１７０２７３８Ａ２号

したがって、従来技術を出発点として、本発明の目的は、従来技術の各設備から公知の前述の問題を回避する、膨張可能なプラスチック粒状物を連続製造するための新しい設備、及び設備を稼働し、膨張可能なプラスチック粒状物を連続製造するための方法を利用可能にすることである。

このような目的を満たす本発明の主題は、独立請求項１及び１５の特徴によって特徴づけられる。従属請求項は、本発明の特に有利な実施形態に関する。

したがって、本発明は、膨張可能なプラスチック粒状物を連続製造するための設備に関する。設備は、プラスチック溶融液を供給するためのプラスチック溶融液供給源と、膨張剤供給源により供給された膨張剤をプラスチック溶融液に含浸させることにより含浸プラスチック溶融液を供給するための含浸装置と、含浸装置に流体接続された、含浸プラスチック溶融液から粒状物を製造するための造粒機とを備える。本発明によれば、含浸装置をバイパスしながらプラスチック溶融液を造粒機に供給することができるように、切換手段が設けられる。

すなわち、本発明は、特に、従来技術の構成要素の新しい配置、及び切換手段によるこれらの接続に関する。その結果、無添加溶融液を１又は複数の造粒機に直接供給することができるようにされている。この点において、デッドボリュームをできるだけ小さくされることが重要である。このデッドボリュームでは、溶融液が通常動作において「静止する」。本発明によれば、現況技術に対して、添加物を溶融液に添加する設備の一部が、いわゆる「ループ」として構成される。無添加溶融液は、まず、造粒機を直接通過した後に、添加物を添加し又は含浸させるための混合器、例えば静的混合器に供給される。特別な実施形態では、弁、特に多方弁を介して、造粒機が、無添加溶融液を供給する投入管と、無添加溶融液を造粒機に管で送るための製品管とに接続される。

特別な実施形態に関して、溶融液供給源から出る溶融液管が、単純な実施形態ではＴ字継手である切換手段を介して、多方弁と、含浸装置であり得る混合装置とに接続される。その結果、溶融液、特にポリマー溶融液、特にポリスチレン溶融液を、動作状態に応じて、造粒機及び／又は混合装置に直接供給することができる。

無添加及び／又は添加物含浸溶融液を、それぞれの造粒機に独立して供給できることが特に有利である。動作中に設備を高速で切り換えることにより、それぞれの造粒機を、例えば、無添加溶融液を使用して他の造粒機とは独立して始動させることができ、次に、添加物含浸ポリマー溶融液を使用して製造モードに切り換えることができる。他の造粒機を独立して連続的に動作させることができるという利点を有するため、動作信頼性が非常に高まる。

技術的な理由で造粒機が故障した場合、その造粒機が含浸装置から切り離され、弁から各造粒機へ延びる管が、溶融液供給源からの無添加溶融液を使用して清掃され、設備の各部の停止中に高温の管内で製品が堆積して劣化するのを回避する。

本発明のさらなる重要な利点は、添加物を添加する処理ステップを避けて無添加溶融液を造粒機に直接供給する可能性があるため、まだ含浸されていないプラスチック溶融液を粒状化することもできる点である。したがって、本発明による設備を使用して、しばしばＥＰＳと略称される膨張可能なポリスチレンの代わりに、例えば無色透明なポリスチレン粒状物を製造することもできる。

弁の具体的な構成が異なっていてもよい。第１の実施形態では、弁が、複数のスイッチを組み合わせた弁、例えば、いわゆる「ダイバータ弁」である。これは、２以上のピストン位置をもつ、垂直に案内されるピストンを備える弁である。或いは、他の実施形態では、弁が小型の多方弁である。これにより、デッドボリュームを回避するか、少なくともデッドボリュームを絶対最小限にすることが特に重要である。そうしないと、ポリマー溶融液が、特に温度感受性添加物で含浸される場合、このようなデッドボリューム内で分解して、製品品質が低下し、又は設備の各部内で腐食を生じることが予想される。

本発明によるプレートは、プラスチック溶融液供給源の製造能力が、単一造粒機の能力の倍数である場合に、特に有利に使用することができる。一般に、微小粒状物を製造するための水中造粒機は、製造能力が限られているため、大量のプラスチック溶融液を処理するためには、複数の造粒機を並行して動作させなければならない。このような場合、単一造粒機の１つが故障したときに、単一造粒機が互いに影響を及ぼさないようにすることが特に重要である。これは、溶融液供給源からの製品流を、プラスチック溶融液の含浸が行われている設備の一部を少なくとも部分的に通さずに導き、溶融液供給源からの製品流の各部を造粒機に直接供給することにより達成される。これに関し、追加の造粒機を設けて、別の造粒機が故障した場合に、切換手段又は弁をそれぞれ介して追加の造粒機を始動させることができるようにしてもよい。このような動作モードを実現するために、切換手段により溶融液供給源からの部分流を分岐させる必要がある。

本発明の特別な実施形態に関し、追加の造粒機は、いわゆる「予備造粒機」であり、粒状物の製造用の他の造粒機で使用されるノズル開口径に対して同一又はより大きい直径の開口をもつノズルを有するノズル・プレートを備える。予備造粒機は、他の造粒機と同一のノズル開口径をもつ場合には、切換手段を通して含浸プラスチック溶融液を受け入れるように接続されていれば、いかなる理由で故障した造粒機も、製造を遅らせたり中断させたりすることなく交換することができるため、損失が回避される。或いは予備造粒機がより大きなノズル開口を有する場合には、予備造粒機は非含浸粒状物を製造することができる。非含浸粒状物は、設備で再利用されるか、商用の非膨張ポリマーとして販売されるため、材料の損失が回避される。特別な実施形態では、予備造粒機のノズル開口径を、例えば２ｍｍ以上とする。開口を大きくすると、異物等の粒子、例えば固体添加物の「黒斑」又は凝集がポリマー溶融液中にあっても、予備造粒機を容易に問題なく始動させることが確実にできるようになる。他の造粒機よりも早い流速を処理するように構成してもよい。

非常に特別な場合に、前述の図４に概略的に示す「ループ状」ではなく、原則として図１に示す線状に構成要素を配置することにより、本発明による設備を構成することができる。本発明による設備を線状に配置する場合、特にバイパス管状のバイパス手段を設けて、含浸装置及び／又は前処理装置をバイパスさせることができる。バイパスを使用する場合、デッドボリューム及び／又はバイパス管内の溶融液の滞留時間を最小にするように適切な対策をとることが特に有利である。

本発明の特別な実施形態に関し、プラスチック溶融液を含浸装置及び／又は造粒機に供給することができ、特に、含浸装置又は造粒機に選択的に供給することができる。

特に、より大量のプラスチック溶融液を同時に並行して処理するために、少なくとも第１の造粒機及び第２の造粒機が設けられ、プラスチック溶融液を第１の造粒機及び／又は第２の造粒機に供給することができるように、第１の分配手段を設けることが有利である。

さらなる実施形態に関し、含浸プラスチック溶融液を、設備の動作状態に応じて第１の造粒機及び／又は第２の造粒機に、選択的に或いは同時に供給することができるように、第２の分配手段が設けられる。

好ましくは、第１の分配手段及び／又は第２の分配手段は、プラスチック溶融液及び／又は含浸プラスチック溶融液を第１の造粒機及び／又は第２の造粒機に供給することができるように配置され構成された多方弁である。

予備造粒機を追加で設け、第１の造粒機及び／又は第２の造粒機及び／又は予備造粒機を、水中造粒機及び／又は水中ストランド・ペレタイザ及び／又はストランド・ペレタイザ及び／又は水封ペレタイザとすることが特に有利である。

図２ｂ及び図５に示すように、第１の造粒機及び／又は第２の造粒機及び／又は予備造粒機は、ノズル・プレートにより分離された受入れチャンバ及び押出しチャンバを備え、ノズル・プレートには、プラスチック溶融液及び／又は含浸プラスチック溶融液のプラスチック・ストランドを受入れチャンバから押出しチャンバへ押し出すことができるように、複数のノズル開口が配置される。

好ましくは、造粒機及び／又は予備造粒機のノズル開口径が、第１の造粒機及び／又は第２の造粒機のノズル開口径よりも大きい。

実際に非常に重要な本発明のさらなる実施形態に関し、前処理装置及び／又は添加物含浸装置が設けられ、且つ／又は含浸装置及び／又は前処理装置及び／又は添加物含浸装置が、混合器及び／又は冷却器及び／又は押出機、特にプラスチック溶融液及び／又は含浸プラスチック溶融液を混合且つ／又は冷却するための動的押出機を備える。

これにより、含浸装置及び／又は前処理装置及び／又は添加物含浸装置は、接触／均質化装置として静的混合器を備えることができ、静的混合器を特に冷却装置として、特に熱交換管として構成することができる。

実際に多くの場合、添加物の供給源は、動作状態で添加物をプラスチック溶融液及び／又は含浸プラスチック溶融液に添加するための設備、特に添加物含浸装置、場合によっては含浸装置及び／又は前処理装置に流体接続される。

非常に特別な実施形態では、本発明による設備の構成要素を、特にループ状ではなく線状に配置した場合に、含浸装置及び／又は前処理装置及び／又は添加物含浸装置をバイパスするためのバイパス手段が追加で設けられる。

本発明は、さらに、本発明による設備を稼働するための方法、及び本発明による設備を使用して粒状物を製造するための方法に関する。

本発明を、概略図を参照してより詳細に説明する。

現況技術から公知の設備の実例を示す図である。 水中造粒機の概略図である。 図２ａによる特別な実施形態を示す図である。 本発明による設備の第１の実施形態を示す図である。 本発明による設備の第２の実施形態を示す図である。 本発明の予備造粒機の実施形態を示す図である。

図１、図２ａ、及び図２ｂは、現況技術から公知の設備及び水中造粒機の実例をそれぞれ示す。前述のように、本発明に対して従来技術を記述するために、従来技術から公知の設備又はその構成要素に関する特徴は、ダッシュ記号を付けて示し、本発明による特徴は、ダッシュ記号のない参照符号で示す。

図１、図２ａ、図２ｂにおいて参照符号にダッシュ記号が付されているが、図１の設備１’の任意の単一構成要素、特に、例えばプラスチック供給源２’、圧力生成供給装置２００’、均質化装置３、冷却器３１’、３２’、水中造粒機４’、設備制御部１００’等が、（必須ではないが）本発明による設備１の一部を形成することができる。この特定の点において、当業者は、現況技術及びその機能原理から公知の設備１’に設置された単一構成要素についての上記の説明が、本発明の説明の一部をそれぞれ形成することを理解する。また、前述のように、現況技術から周知の、図２ａ及び図２ｂを参照して説明された造粒機４’を、本発明による設備で特に有利に使用することができる点に留意されたい。

図１、図２ａ及び図２ｂについては、すでに詳細に説明したので、図３について説明する。

図３は、本実例ではポリスチレンであるプラスチック溶融液Ｆから、膨張可能なプラスチック粒状物Ｇを連続製造するための設備１の第１の実施形態を示す概略図である。

図１による設備１は、プラスチック溶融液Ｆを供給するためのプラスチック溶融液供給源２と、膨張剤供給源ＢＳにより供給された膨張剤Ｂをプラスチック溶融液Ｆに含浸させることにより含浸プラスチック溶融液ＦＢを供給するための含浸装置３とを備える。本実例では、膨張剤を、現況技術から公知の任意の膨張剤（ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｏｒ ｂｌｏｗｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、特にＨ_２Ｏ、ＣＯ_２、Ｎ_２、低沸点炭化水素、特にペンタンとしてもよい。造粒機４が、含浸プラスチック溶融液ＦＢから粒状物Ｇを製造するために設けられ、造粒機４、４１、４２は、含浸装置３に流体接続される。本発明によれば、切換手段５が、含浸装置３をバイパスしながら、プラスチック溶融液Ｆを造粒機４に供給することができるように設けられる。切換手段５は、設備１の複雑さに応じて、特に設備１で使用される造粒機４の数に応じて、例えば弁、特に多方弁５とすることができる。

図４は、本発明による設備１の第２の実施形態を示す。図４による実施形態は、ループ状に構成され、実際に非常に重要である。

図４によるループ状の設備１は、プラスチック溶融液Ｆを供給するためのプラスチック溶融液供給源２と、膨張剤供給源ＢＳにより供給された膨張剤Ｂをプラスチック溶融液Ｆに含浸させることにより含浸プラスチック溶融液ＦＢを供給するための含浸装置３と、含浸プラスチック溶融液ＦＢから粒状物Ｇを製造するための造粒機４、４１、４２とを備える。造粒機４、４１、４２は、含浸装置３に流体接続され、本発明の特別な実施形態において、造粒機４２は予備造粒機ＧＳである。本発明によれば、造粒機４１が故障した場合に含浸装置３をバイパスしながらプラスチック溶融液Ｆを造粒機４に供給することができるように、本実例では単にＴ字継手５である切換手段５が設けられる。すなわち、プラスチック溶融液Ｆを、含浸装置３又は造粒機４、４１、４２、ＧＳに選択的に供給することができる。

前述し、図４に明確に示すように、第１の造粒機４１及び第２の造粒機４２、ＧＳは、粒状物Ｇを製造するために設けられており、造粒機４１、４２、ＧＳは、第１の分配手段６、６１、６２を介して切換手段５及び添加物含浸装置３Ａの両方に結合されており、プラスチック溶融液Ｆは、第１の造粒機４１及び／又は第２の造粒機４２、ＧＳに供給されることができるようになっている。

図４の特別な実施形態に関し、膨張剤Ｂをプラスチック溶融液Ｆに添加するための含浸装置３に加えて、含浸装置３と添加物含浸装置３Ａとの間に順に配置された２つの前処理装置３１、３２が、設備１の重要な構成要素として設けられる。前処理装置３１、３２はいずれも、混合器、特に静的混合器を備えており、この混合器は、含浸プラスチック溶融液ＦＢを冷却するための冷却器でもある。

これにより、添加物Ａの供給源が、設備、特に添加物含浸装置３Ａに流体接続されるが、別の実施形態では、動作状態で添加物Ａをプラスチック溶融液Ｆ及び／又は含浸プラスチック溶融液ＦＢにそれぞれ添加する含浸装置３及び／又は前処理装置３１、３２に接続されることもできる。

図５は、本発明の予備造粒機ＧＳの特別な実施形態を示す。図５による予備造粒機ＧＳは、図２ｂを参照して説明したものと基本的に同一である。

図５に示す予備造粒機ＧＳは、複数のノズル開口４０５１、４０５２を有するノズル・プレート４０５により分離された受入れチャンバ及び押出しチャンバ４０３を備えた水中造粒機ＧＳである。ノズル開口は、プラスチック溶融液Ｆのプラスチック・ストランド及び／又は含浸プラスチック溶融液ＦＢのプラスチック・ストランドを受入れチャンバから押出しチャンバ４０３内に押し出すことができるように、ノズル・プレート４０５に配置される。

図２ｂに示す造粒機４’との違いは、予備造粒機ＧＳの少なくとも１つのノズル開口４０５２の直径が、第１の造粒機４１及び／又は第２の造粒機４２のノズル開口４０５１の直径よりも大きいことである。好ましい実施形態では、予備造粒機ＧＳのすべてのノズル開口が、粒状物Ｇを製造するために使用される造粒機４のノズル開口４０５１よりも大きな直径を有する。

ポリスチレン以外に、別の熱可塑性物質ポリマー、例えばＰＬＡをプラスチック溶融液として使用することもできる点を理解されたい。実例としては、スチレン共重合体、ポリオレフィン、特にポリエチレン、及びポリプロピレン、又はこれらの指定物質の混合物がある。

Ｈ_２Ｏ、ＣＯ_２、Ｎ_２、低沸点炭化水素、特にペンタン、又はこれらの指定物質の混合物を、膨張剤として使用することができる。（ノズルの横断面、ナイフの回転速度、及びチャンバ内の水圧に応じて）多様な形状の粒状物を製造することができる。特に、粒状物を「ペレット」又は「ビーズ」又は部分的に発泡した粒状物として製造することができる。

１ 設備
２ プラスチック溶融液供給源
３ 含浸装置
３Ａ 添加物含浸装置
３１、３２ 前処理装置
４、４１、４２ 造粒機
５ 切換手段
６、６１、６２ 分配手段
７ バイパス手段
６、６１、６２ 分配手段
４０３ 押出しチャンバ
４０５ ノズル・プレート
４０５１、４０５２ ノズル開口
Ｂ 膨張剤
ＢＳ 膨張剤供給源
Ｆ プラスチック溶融液
ＦＢ 含浸プラスチック溶融液
Ｇ 粒状物
ＧＳ 予備造粒機

Claims (14)

1. 膨張可能なプラスチック粒状物（Ｇ）を連続製造するための設備であって、
   プラスチック溶融液（Ｆ）を供給するためのプラスチック溶融液供給源（２）と、
   膨張剤供給源（ＢＳ）により供給された膨張剤（Ｂ）を前記プラスチック溶融液（Ｆ）に含浸させることにより含浸プラスチック溶融液（ＦＢ）を供給するための含浸装置（３）と、
   前記含浸装置（３）に流体接続された、前記含浸プラスチック溶融液（ＦＢ）から前記粒状物（Ｇ）を製造するための造粒機（４、４１、４２）とを備え、
   前記含浸装置（３）をバイパスしながら前記プラスチック溶融液（Ｆ）を非含浸形態（Ｆ）で前記造粒機（４、４１、４２）に供給することができるように、切換手段（５）が設けられることを特徴とする設備。
2. 前記プラスチック溶融液（Ｆ）を前記含浸装置（３）及び／又は造粒機（４、４１、４２）に供給することができる、請求項１に記載の設備。
3. 少なくとも第１の造粒機（４１）及び第２の造粒機（４２）が設けられる、請求項１又は２に記載の設備。
4. 前記プラスチック溶融液（Ｆ）を前記第１の造粒機（４１）及び／又は前記第２の造粒機（４２）に供給することができるように、第１の分配手段（６１）が設けられる、請求項３に記載の設備。
5. 前記含浸プラスチック溶融液（ＦＢ）を、前記第１の造粒機（４１）及び／又は前記第２の造粒機（４２）に供給することができるように、第２の分配手段（６２）が設けられる、請求項４に記載の設備。
6. 前記第１の分配手段（６１）及び／又は前記第２の分配手段（６２）が、前記プラスチック溶融液（Ｆ）及び／又は前記含浸プラスチック溶融液（ＦＢ）を前記第１の造粒機（４１）及び／又は前記第２の造粒機（４２）に供給することができるように配置され構成された多方弁（６）である、請求項５に記載の設備。
7. 予備造粒機（ＧＳ）が追加で設けられる、請求項１から６までのいずれか一項に記載の設備。
8. 前記第１の造粒機（４１）及び／又は前記第２の造粒機（４２）及び／又は前記予備造粒機（ＧＳ）が、水中造粒機及び／又は水中ストランド・ペレタイザ及び／又はストランド・ペレタイザ及び／又は水封ペレタイザである、請求項３から６までのいずれか一項を引用する請求項７に記載の設備。
9. 前記第１の造粒機（４１）及び／又は前記第２の造粒機（４２）及び／又は前記予備造粒機（ＧＳ）が、ノズル・プレート（４０５）により分離された受入れチャンバ及び押出しチャンバ（４０３）を備え、前記ノズル・プレート（４０５）に、プラスチック溶融液（Ｆ）及び／又は含浸プラスチック溶融液（ＦＢ）のプラスチック・ストランドを前記受入れチャンバから前記押出しチャンバ（４０３）へ押し出すことができるように、複数のノズル開口（４０５１、４０５２）が配置される、請求項３から６までのいずれか一項を引用する請求項７、又は請求項８に記載の設備。
10. 添加物を前記プラスチック溶融液（Ｆ）及び／又は前記含浸プラスチック溶融液（ＦＢ）に添加するための前処理装置（３１、３２）及び／又は添加物含浸装置（３Ａ）が設けられ、且つ／又は前記含浸装置（３）及び／又は前記前処理装置（３１、３２）及び／又は添加物含浸装置（３Ａ）が、混合器及び／又は冷却器及び／又は押出機を備える、請求項１から９までのいずれか一項に記載の設備。
11. 前記含浸装置（３）及び／又は前記前処理装置（３１、３２）及び／又は前記添加物含浸装置（３Ａ）が、接触／均質化装置として静的混合器を備えている、請求項１０に記載の設備。
12. 添加物（Ａ）の供給源が、動作状態で前記添加物（Ａ）を前記プラスチック溶融液（Ｆ）及び／又は前記含浸プラスチック溶融液（ＦＢ）に添加するための設備に流体接続される、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の設備。
13. 前記含浸装置（３）及び／又は前記前処理装置（３１、３２）及び／又は前記添加物含浸装置（３Ａ）をバイパスするためのバイパス手段（７）が設けられる、請求項１０又は１１に記載の設備。
14. 請求項１から１３までのいずれか一項に記載の設備（１）を使用して粒状物（Ｇ）を連続的に製造するための方法であって、前記プラスチック溶融液（Ｆ）が、前記含浸装置（３）の中の前記膨張剤供給源（ＢＳ）により供給された前記膨張剤（Ｂ）を含浸させ、前記造粒機（４、４１、４２）に供給する前に、含浸プラスチック溶融液（ＦＢ）を形成させるときには、前記粒状物は、膨張可能なプラスチック粒状物であり、前記含浸装置（３）をバイパスしながら、前記プラスチック溶融液（Ｆ）が、非含浸形態（Ｆ）で前記造粒機（４、４１、４２）に供給されるときには、前記粒状物は、膨張可能なプラスチック粒状物ではない、方法。

Images