JP7332221B2 - プラスチック顆粒物質を取り扱うための重荷重内部渦装置およびそれに関連する方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック顆粒を処理するための旋回トラフ装置に関する。

ある種のプラスチック顆粒は、実際の造粒後に、顆粒の構造を変化させるために特別な熱後処理に供される。例えば、ポリ乳酸顆粒（ＰＬＡ顆粒）ポリテトラフルオロエチレン顆粒（ＰＥＴ顆粒）は、造粒プロセスからまずは非晶質状態で得られる。非晶質顆粒は、結晶化とも呼ばれる後処理工程において、少なくとも部分的に結晶状態に変換される。この結果、分子鎖間のアラインメントが増加する。

温度制御は、結晶化に対して重要な役割を果たす。一方において、非晶質顆粒は、対応する反応温度にするか、或いは反応温度に保持しなければならない。しかしながら、他方では、ＰＬＡ顆粒、ＰＥＴ顆粒、ＰＵ顆粒などの一部の顆粒は、移行フェーズにおいてくっつく傾向がある。

ＰＬＡ顆粒は、通常、８０～１２０℃の範囲の温度で造粒機から出される。個々のＰＬＡ顆粒粒子は、最初は非常に粘着性のある表面を有している。結晶化中に顆粒粒子が互いにくっつくのを防ぐ必要があるが、ガラス転移温度が約６０～８０℃、結晶化温度が約９０℃と互いに非常に近いことが、ＰＬＡの乾燥と結晶化を困難にしている。

ＰＥＴ顆粒もまた、結晶化に必要な反応温度、すなわち約８０°Ｃ～１７０°Ｃの下で、既に粘着性がある。したがって、顆粒粒子の凝集を避けるためには、結晶化中に動かしておかなければならない。結晶化度が増すにつれて、くっつく傾向は減少する。

このような顆粒を結晶化するための多くの技術的解決策が、従来技術から知られている。

より最近のアプローチは、予備乾燥した温かい造粒からの顆粒を、すぐ下流の結晶化プロセス中に励起振動に供するという考察に基づいている。励起振動により、顆粒粒子の付着が防止される。同時に、顆粒粒子に蓄えられたプロセス熱を結晶化に利用できるため、追加の熱は必要とされなくなる。これとは対照的に、例えばサイロに一時的に貯蔵する顆粒は、付着を防ぐために最初に冷却し、続いて結晶化のために再び加熱しなければならない。

欧州特許第１９２４４１４号明細書は、旋回トラフ装置として知られているものを使用した、結晶化のための反応温度範囲における顆粒の後処理を開示している。このような装置は、顆粒を受容する振動トラフと、振動トラフの励起振動のための少なくとも１つの振動励起器と、を備える。励起振動は、振動トラフの長手方向および鉛直方向にまたがる平面に垂直な個別の横断成分を有して生起される。

この特殊なタイプの励起振動は、振動トラフの長手方向への顆粒のらせん運動を引き起こすが、これが旋回トラフ装置の特徴である。横断方向の励起振動により、顆粒粒子は振動トラフの側壁を上方に移動し、鉛直壁部分に到達すると、続いて上昇してくる顆粒粒子の上を滑ってトラフ内に戻る。この結果、顆粒粒子同士の高い相互作用を伴う切れ目のない連続的な顆粒の流れが得られ、プロセス熱を相互に交換できる。このようにして、結晶化段階において顆粒粒子の非常に狭い滞留時間スペクトルが実現されるだけでなく、同時に、非常に均質な温度プロファイルも達成され、製品品質に有利な効果を与える。従来の振動コンベア、スクリーン装置、またはスクリューコンベアを使用しても、顆粒粒子の高い相互作用を伴う顆粒のらせん運動が不可能であるため、そのような効果は実現できない。

本出願の出願人に帰属させることができる欧州特許第１９２４４１４号明細書で提案された旋回トラフ装置は、設計上、比較的小さい製品処理能力速度にのみ適している。製品のらせん運動を発生させるために必要な横断成分により、製品量が増加するにつれて、振動トラフの長手方向および鉛直方向を横断する高い質量力が生じる。

本発明の目的は、プラスチック顆粒の結晶化中に旋回トラフ装置を使用して、より高い製品処理能力速度を実現することである。

この目的は、請求項１による重荷重用旋回トラフ装置によって、達成される。前記装置は、プラスチック顆粒を受容するための振動トラフであって、トラフベースと２つの反対側の側壁とを有し、長手方向における振動トラフの長さは、長手方向に垂直なトラフ断面の最大高さおよび幅よりも大きい、振動トラフと、少なくとも２つの振動励起器であって、長手方向および鉛直方向によって形成される平面に垂直な横断成分を有する励起振動を発生させるための、少なくとも２つの振動励起器と、少なくとも２つのトラフ支持体であって、振動トラフの長手方向に互いに離間して配置され、それぞれがトラフベースおよび側壁を外側から支持し、また、トラフベースの反対側で振動トラフを橋渡しする、少なくとも２つのトラフ支持体と、を備え、１つの振動励起器は、それぞれのケースにおいてトラフ支持体の少なくとも２つに固定されている。

このような構成によって初めて、製品品質を損なうことなく質量３～１０ｔの製品量を処理することが可能になる。このケースでは、３０～６０ｋｇｍ／ｓ^２の加速度が実現できる。

トラフ支持体の特別な設計により、横断方向の高質量力をうまく管理できる。

本発明の有利な実施形態は、さらなる請求項の主題を形成する。

よって、特に安定した設計のために、トラフ支持体は、それぞれ振動トラフを径方向に取り囲む閉環を形成できる。

好ましくは、振動トラフの長手方向と、各トラフ支持体の主延長面とが７５°～８８°の範囲の最小角度を囲むように、振動トラフがトラフ支持体を略垂直に貫通する。したがって、トラフ支持体は、その断面の略平面内で振動トラフを支える。

１つの変形例において、トラフ支持体の主延長面は、振動トラフの長手方向に対して略横断方向に延びる鉛直面である。いくつかのトラフ支持体は、振動トラフの長手方向において互いに平行に配置できる。

さらなる変形例において、トラフ支持体は、一定の壁厚を有する一体型の支持プレートを有し、この支持プレートに振動トラフのための通路開口が形成されている。このような板は、わずかな労力で製造できる。必要であれば、端部をフランジ板によって追加補強できる。

さらに、振動トラフのトラフベースは、長手方向において供給端から出口端まで下方に傾斜させることができる。これにより、振動トラフを通る長手方向への顆粒の輸送が促進される。好ましくは、製品輸送は、供給端での新しい供給によってのみもたらされるが、場合によっては、振動的に補助することもできる。しかしながら、表層励起振動成分は横断方向に揃えたままとする。長手方向における顆粒粒子の高加速は回避される。

好ましい一変形例では、振動トラフのトラフベースは、長手方向において水平面に対して２°～１５°の範囲の角度で傾斜している。

さらなる一変形例によれば、振動トラフの供給端と出口端との間のトラフ断面には障壁がない。これにより、製品流における混合が促進され、均質な製品品質のために有利である。

トラフ支持体は、ケージ状のハウジング構造内に含めることができるが、このハウジング構造は、一方では高い剛性を有するが、他方では必要な材料は少量であり、よって比較的軽量である。この目的のために、さらなる一変形例によれば、隣接するトラフ支持体は、振動トラフの長手方向において、少なくとも3つの長手方向部材によって互いに接続される。

振動トラフ内の製品質量が高いケースでは、励起振動の力作用の方向がまさに重要な役割を果たすことも示されている。好ましくは、また、本発明による装置の全体の高さおよび支持体に関して、振動励起器は、振動トラフの上方、および、そこに、好ましくは側壁の１つに隣接する横方向外側もしくは上方の領域において、各振動励起器の励起振動の力作用線が、側壁から振動励起器側の側壁の上縁までの間で、振動トラフの幅の最大２０％、好ましくは最大１０％の距離で延びるように、配置される。振動励起器の上記の配置はまた、下方からの振動トラフの簡単な断熱を可能にする。

好ましくは、各振動励起器の励起振動の力作用線は、振動トラフの横断方向において、トラフベースの中心の上流で交差するように、振動トラフの幅に合わせて揃えられる。

さらなる一変形例では、横断方向を含む鉛直面において、各振動励起器の励起振動の励起振動の力作用線は、トラフベースと、２５°～５０°の範囲の角度を囲んでいることが好ましい。角度が平坦すぎたり急すぎたりすると、望まれる側壁での顆粒粒子の上昇や振動トラフ内における顕著ならせん運動もしくは渦の形成が妨げられる。

振動トラフ内における顆粒のらせん運動を促進するために、トラフベースは、トラフ断面の平面内に直線部を有し、この直線部は、トラフ断面の平面内において振動励起器から離れるように水平に対して下方に傾斜し、特に水平に対して２°～１５°の角度で傾斜していてもよい。

トラフ幅がより大きいケースでは、直線部は、振動トラフの長手方向に延びる１つまたは複数のビードによって２つ以上の直線セグメントに分割されてもよい。このケースにおいて、全傾斜平均は、前述した２°～１５°の枠組み内にとどまっていることが好ましい。

これに関連して、振動トラフの側壁がそれぞれ湾曲部分を介してトラフベースに合流している場合、振動励起器側の湾曲部分の曲率半径は、反対側の湾曲部分の曲率半径よりも大きい。振動励起器から離れる側の曲率半径が小さくなるため、振動トラフの使用可能容量も増加する。

好ましくは、振動励起器側の湾曲部の曲率半径の、反対側の湾曲部の曲率半径に対する比は、２より大きく、より好ましくは５より大きい。

さらに、振動励起器側の湾曲部の曲率半径の、側壁間の振動トラフの幅に対する比は、可能な限り、０．３未満かつ０．１超となるように選択されるべきである。

既に述べたように、振動励起器側の湾曲部分の曲率半径は、反対側の湾曲部分の曲率半径よりも大きく、特に著しく大きくなるべきである。さらなる一変形例では、この大きい方の曲率半径は、振動トラフの最大トラフ深さ、すなわち振動トラフの内側で測定された高さの少なくとも４分の１になるように、選択される。

振動トラフの充填目標は、トラフ断面の５０％超である。

上で説明した重荷重用旋回トラフ装置は、互いにくっつく傾向を有するプラスチック顆粒を結晶化するための方法を実施するのに、特に適している。前記方法は、前述した請求項の１つに記載の振動トラフに、結晶化のための反応温度の範囲内でガラス転移温度を超える温度を供給時に有するプラスチック顆粒を装填することと、振動トラフ内のプラスチック顆粒がらせん運動に供されるように、振動励起器によって振動トラフを励起することと、を含み、振動トラフにおけるプラスチック顆粒の滞留時間は２０～６０分であり、振動トラフは、その断面の少なくとも５０％がプラスチック顆粒で充填される。このケースでは、顆粒の供給は連続的に行われることが好ましい。しかしながら、バッチ操作もまた、可能である。

本発明を、図面に示された実施形態を参照しつつ、以下でより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る重荷重用旋回トラフ装置の３次元図である。 図２は、図１に係る重荷重用旋回トラフ装置のさらなる３次元図である。 図３は、図１に係る重荷重用旋回トラフ装置の断面図である。 図４は、ビード付直線部を有する一変形例のトラフベースの詳細図である。

図１から図３の実施形態は、プラスチック顆粒を結晶化するのに適しするように構成された、重荷重用旋回トラフ装置１の形態の装置を示す。本発明は、欧州特許第１９２４４１４号明細書で説明されている旋回トラフの技術的原則に基づくものであり、この点に関する前記特許の内容は本開示に明示的に組み込まれる。

図面および以下の説明では、デカルト座標系ｘｙｚを参照するが、ｘは水平軸を表し、ｙはｘに直交する水平軸を表し、ｚはｘとｙに直交する鉛直軸を表す。鉛直軸ｚは重力の方向と一致する。したがって、ｘ軸およびｙ軸は、重力の方向に垂直な水平面ｘｙにまたがっている。

重荷重用旋回トラフ装置については、さらなるデカルト位置座標系ａｂｃをさらに参照するが、ａは装置の長手軸を画定し、ｂはこれに直交する装置の横断方向を画定し、ｃはａおよびｂに直交する水平を画定する。横断方向ｂはｙ軸と一致する。以下で横断方向と言及する場合、上で定義したように理解されたい。長手軸ａはｘ軸と一致する可能性があり、鉛直方向ｃはｚ軸と一致する可能性がある。しかしながら、原則として、長手軸ａおよび鉛直方向ｚは、以下でさらに詳細に説明するように、対応する軸ｘおよびｚに対してわずかに傾斜している。

本発明による重荷重用旋回トラフ装置１は、最初に、プラスチック顆粒を受容するための振動トラフ１０を備える。振動トラフ１０は、略Ｕ字形状の断面プロファイルを有する細長いトラフの様式で設計される。したがって、旋回トラフ装置は、トラフベース１１と、トラフベース１１によって互いに接続されている２つの対向する側壁１２ａおよび１２ａと、を有する。

好ましくは、断面プロファイルは、振動トラフ１０の長さにわたって一定である。さらに、長手方向ａにおいて端部の間には障壁がない。

側壁１２ａ，１２ｂは、互いに略平行に配向し、長手方向に一定の距離を有することができ、この距離は１，０００～３，０００ｍｍの範囲であることが好ましく、１，５００～２，５００ｍｍの範囲であることがさらに好ましい。これらの側壁は、振動トラフの長手方向ａおよび鉛直方向ｃに延びる。

側壁１２ａおよび１２ｂは、それぞれ湾曲部１３ａまたは１３ｂを介してトラフベース１１に合流する。

トラフベース１１は、原則的には水平面ｘｙにおける略平面として設計できる。しかしながら、トラフベースは振動トラフ１０の長手方向ａおよび／または横断方向ｂにおいて僅かに傾斜していることが好ましい。

例えば、振動トラフ１０のトラフベース１１は、供給端１４から出口端１５への顆粒の通過を促進するために、長手方向ａにおいて振動トラフ１０の供給端１４から出口端１５まで下方に傾斜させることができる。これは特に、振動トラフ１０における顆粒の供給が、振動トラフ１０への顆粒の供給によってのみかつ排他的に達成される場合、すなわち、振動支持体を搬送することなく達成されるケースである。しかしながら、その変更例では、長手方向ａにおける顆粒の供給は、振動的にも引き起こすことができる。後者はまた、振動トラフ１０における顆粒の供給方向を逆転させる可能性を含む。

長手方向ａにおける傾斜は、水平面ｘｙに対して２°～１５°の範囲の角度αで行われることが好ましい。上記で定義された座標系に関連して、これは、長手軸ａがｘ軸に対して言及された角度αに設定されることを意味する。

トラフベース１１の横断方向ｂにおける傾斜を、図３に示す。トラフベース１１は、トラフ断面の平面内において直線部を有する、すなわちトラフ断面の平面ｂｃにおいて水平ｂに対して第１側壁１２ａから第２側壁１２ｂに向かって下方に傾斜した平面ｂｃを有する。トラフベース１１の直線部は、特に水平ｂに対して２°～１５°の角度βで傾斜していることが好ましい。トラフベース１１は、よって、振動トラフ１０の横断方向ｂにおいて傾斜面を示している。

本実施形態の一変更例では、トラフベース１１の直線部は、振動トラフ１０の長手方向ａに延びる１つ以上のビード１１ａによって、互いに角度が付けられた２つ以上の直線セグメント１１ｂ，１１ｃに分割される。図４は、例として、２つの直線セグメント１１ｂおよび１１ｃを有する、ビード付トラフベース１１の断面を示す。このケースでは、トラフベース１１が湾曲部１３ａ，１３ｂに合流するまでの間で測定される全傾斜平均βが、２°～１５°の範囲にとどまることが好ましい。トラフベース１１のビードは、補強効果を実現する。

既に述べたように、振動トラフ１０の側壁１２ａおよび１２ｂは、それぞれ湾曲部１３ａおよび１３ｂを介してトラフベース１１に合流する。このケースでは、図３にも示すように、一方の側の湾曲部１３ａの曲率半径ｒ_ａは、反対側の湾曲部１３ｂの曲率半径ｒ_ｂよりも大きい。第１の側の湾曲部１３ａの領域では、顆粒内で渦形成が生起される。反対側の曲率半径ｒ_ｂが小さいと、振動トラフ１０の充填容積を大きくする上で有利であり、結果として高い製品処理能力を実現できる。

大きい曲率半径ｒ_ａは、振動トラフ１０の最大トラフ深さｔの少なくとも４分の１、すなわち振動トラフ１０の内側で測定された高さの少なくとも４分の１になるように、選択される。

最初に言及した側の湾曲部１３ａの曲率半径ｒ_ａの、反対側の湾曲部１３ｂの曲率半径ｒ_ｂに対する比は、２より大きいことが好ましく、５より大きいことがより好ましい。

最初に言及した側の湾曲部１３ａについての特に好都合な曲率半径ｒ_ａは、トラフ幅１，８００ｍｍでは１８０～４５０ｍｍの範囲にある。

側壁１２ａと１２ｂとの間の振動トラフ１０の内法ｗ、すなわち横断方向ｂまたはｙへの延出長に関して、振動トラフ１０の幅に対する最初に言及した側の湾曲部１３ａの曲率半径ｒ_ａの比は、０．２５未満および／または０．１超であることが好ましい。

通常、内法ｗは、トラフ深さｔよりも大きくなるように選択される。

本発明による装置１は、振動トラフ１０に励起振動を発生させるための少なくとも２つの振動励起器２０をさらに備えており、ここで、励起振動は、横断方向ｂまたはｙの成分を有する。この励起振動の横断成分は、振動トラフ１０の断面プロファイルの形成と併せて、振動トラフ１０における長手方向ａに平行な軸周りの顆粒の渦またはらせん運動の形成の決め手となる。また、励起振動は、鉛直方向ｚまたは高さ方向ｃの成分を含むことができる。これに対し、長手方向ａまたはｘ軸方向が占める割合は無視できる。

振動励起器２０は、例えば、全ての振動励起器２０による励起が同期して行われるように互いに連結される有向励起器として、設計できる。ただし、他のタイプの励起器もまた可能である。

振動励起器２０は、振動トラフ１０に直接取り付けられるのではなく、むしろ、以下でより詳細に説明される、振動トラフ１０を運ぶケージ状のハウジング構造３０に、取り付けられる。

ハウジング構造３０は、２つ以上のトラフ支持体３１を土台としており、トラフ支持体は、好ましくは平行に、すなわち振動トラフ１０の長手方向ａにおいて連続して、配置されている。このケースでは、トラフ支持体３１は、図１および図２にはっきりと見られるように、それぞれ互いに離間している。トラフ支持体３１は、最初は別々の構成要素として製造できる。本ケースでは、例として、３つのトラフ支持体３１が示されている。しかしながら、その数は、振動トラフ１０の長さに応じて、より小さくもまたはより大きくも、選択できる。

ハウジング構造３０はまた、長手部材３２を有しており、長手部材によって隣接するトラフ支持体３１が互いに強固に接続される。本ケースでは、少なくとも２つの隣接するトラフ支持体３１を、または任意選択により全てのトラフ支持体３１を接続するために、振動トラフ１０の横方向、好ましくはｘ方向に延びる３つの長手部材３２が設けられている。長手部材３２は、棒形状またはバー形状とすることができる。１つの変形例では、これらは一定の断面プロファイルを有する。特に、長手部材３２は、中空プロファイルとして設計することもできる。

ハウジング構造３０は、ばね４０を介して基板に支持されている。ばね４０は、トラフ支持体３１の少なくとも一部に配置されることが好ましい。

振動励起器２０は、トラフ支持体３１の振動トラフ１０の上方で、好ましくは最初に言及した側の側壁１２ａの上方、またはその外側に対して幾分横方向に、座することが好ましい。

振動トラフ１０における３～１０ｔオーダーの大きさの大きな塊の顆粒の同時処理に関して、トラフ支持体３１は特別な様式で設計される。

トラフ支持体３１の断面は、図３にはっきりと見ることができる。トラフ支持体３１は、振動トラフ１０に強固に接続されている。特に、トラフ支持体３１は、下部ベース部分３１ｃから鉛直上方に延びる２本の鉛直支柱３１ａ，３１ｂを有する。鉛直支柱３１ａ，３１ｂは、ブラケット部分３１ｄによって互いに接続されており、前記部分３１ａ～３１ｄの間に振動トラフ１０用の通路開口３３が形成される。トラフ支持体３１は、ｙ軸およびｚ軸方向に主延長部を有し、すなわちｘ方向における延長部はこれらに対して比較的小さいため、ディスク形状またはプレート形状と呼ぶことができる。

トラフ支持体３１は、図１から図３に見られるように、振動トラフ１０のトラフベース１１並びに側壁１２ａおよび１２ｂを外側から支持している。よって、鉛直支柱３１ａおよび３１ｂは、外側の振動トラフの側壁１２ａおよび１２ｂに寄りかかっている。同様に、トラフベース１１は、下部ベース部分３１ｃに支えられている。

さらに、トラフ支持体３１は、トラフベース１１とは反対側で振動トラフ１０を橋渡ししている。ブラケット部分３１ｄは、鉛直支柱３１ａと３１ｂを互いに接続しており、したがって振動トラフ１０の上方から横断方向ｂまたはｙに延びている。

本ケースでは、トラフ支持体３１は、それぞれ振動トラフ１０を径方向に取り囲む閉環を形成している。

このケースでは、振動トラフ１０は、トラフ支持体３１を略垂直に通過し、すなわち振動トラフ１０の長手方向ａと、各トラフ支持体３１の主延長面ｘｙとが７５°～９０°の範囲の最小角度を囲んでいる。

結果として、振動トラフ１０のハウジング構造３０への非常に安定した取付が実現され、ひいては比較的軽量に設計できるようになる。特に、横断方向ｂへの振動トラフ１０の任意の拡幅やブリージングが相殺される。

１つの変形例において、トラフ支持体３１は、それぞれ一定の壁厚を有する一体型の支持プレート３４を有し、この支持プレートに振動トラフ１０のための通路開口３３が形成されている。追加補強は、支持プレート３４の外縁に溶接されたフランジプレート３５によって非常に容易に実現できる。

一体型の支持プレート３４の代わりに、振動トラフ１０を直接支持するトラフ支持体３１のリング構造を、いくつかの個々の部品から組み立て、特に溶接することもできる。

さらに、トラフ支持体３１を鋳物として製造することが可能である。

振動励起器２０は、一方の側壁１２ａに隣接する横方向外側もしくは上方の領域において、各振動励起器２０の励起振動の力作用線ｋが、側壁１２ａと１２ｂとの間の振動トラフ１０の幅Ｗの最大２０％、より好ましくは最大１０％の距離で振動励起器の側壁１２ａの上縁１２ｃまで延びるように、振動トラフ１０の上方でトラフ支持体３１上に配置される。

各振動励起器２０の励起振動の力作用線ｋは、トラフベース１１の中心の上流側でトラフベース１１と振動トラフ１０の横断方向ｂまたはｙに交差することが好ましい。これにより、より緩やかに湾曲した振動トラフ１０の振動励起器側の湾曲部１３ａの領域において渦形成が促進され、処理すべき顆粒粒子間の多数の衝突が担保される。

さらに、横断方向ｂまたはｙを含む鉛直面ｙｚにおいて、各振動励起器２０の励起振動の力作用線ｋは、トラフベース１１と、２５°～５０°の範囲の角度γを囲む。

上記の重荷重用旋回トラフ装置１により、３～１０トンの顆粒塊を、製品品質を損なうことなく同時に処理できるが、ここで３０～６０ｋｇｍ／ｓ^２の範囲の加速度値が可能であって、顆粒粒子が互いに付着しないことが担保される。

このケースでは、振動トラフ１０の充填目標をトラフ断面の５０％超とすることができ、すなわち、顆粒の処理空間の良好な利用が実現される。

トラフ形状の振動トラフ１０を径方向に包囲しているため、トラフ支持体３１は、製品流動方向を横断するｙ軸方向に導入される力を吸収するのに特に適している。これらの力は、製品充填が大きいケースで非常に高く、製品の動的励起により、特に製品中における排除できない塊形成において、その効果がさらに増幅され得る。

実現可能な振動トラフ１０の幅は、およそ１，０００～３，０００ｍｍである。このケースでは、５，０００～１０，０００ｍｍの施工長さが可能である。

これは、特定のプラスチックのケースでは、一層の高性能、すなわちほぼ一定の滞留時間での製品量が望まれるが、直列で使用される振動トラフの数は、設置上およびコスト上の理由から、可能な限り最大3つの旋回トラフ装置に制限されたままである、という事実を考慮に入れている。

振動トラフ１０を担持するハウジング構造３０の設計は、いくつかの、好ましくはディスク形状のトラフ支持体３１からなり、それぞれがトラフ形状の振動トラフ１０を径方向に包囲すると同時に振動励起器２０によって導入された力を吸収するが、高い横力を支持する能力にもかかわらず、比較的軽量で製造に好都合なままである。

上記で説明した重荷重用旋回トラフ装置１は、特に、ＰＬＡ、ＰＥＴ、ＰＵなどの互いにくっつく傾向があるプラスチック顆粒を結晶化する方法を実施するのに適している。この目的のためには、重荷重用旋回トラフ装置１の振動トラフ１０に、供給時に既に加熱されたプラスチック顆粒、すなわち、特に結晶化のための反応温度の範囲内でガラス転移温度を超える温度を有するプラスチック顆粒が装填される。

特に、原料顆粒は、造粒装置から直接引き継ぐことができ、省エネルギーの観点において、前記顆粒を予め冷却する必要はない。しかしながら、これは、後続の１つまたは複数の旋回トラフ用に十分な空間が必要であることを意味し、空間が限られているケースにおいて、大きな処理能力を可能にするコンパクトな設計が非常に重要となる所以となる。

振動トラフ１０は、空間的に有利であるようにトラフ支持体３１に取り付けられ振動励起器２０によって、プラスチック顆粒が振動トラフ１０内でらせん状または渦状の運動に供されて顆粒の良好な混合が起こるように、励起される。この結果、ひいては全ての顆粒粒子の温度プロファイルが非常に均一に保たれることとなって、すなわち全ての顆粒粒子が可能な限り同じ条件下で処理されるため、非常に均質な製品品質が確立される。

励起振動下での振動トラフ１０におけるプラスチック顆粒の滞留時間は、振動トラフ断面の約５０％以上が充填されている場合、通常２０～６０分である。滞留時間の終わりには、顆粒粒子がもはや粘着性でなくなる程度まで結晶化が進行し、顆粒粒子は満杯に充填されるか、またはさらなる装置でより高い結晶化度まで結晶化できる。

本発明を、１つの可能な実施形態およびさらなる変更例を参照しつつ、上記で詳細に説明した。実施形態および変更例は、発明の実現可能性を証明するのに役立つ。さらなる個別の特徴の文脈において上記で説明した技術的な個別の特徴は、技術的に可能である限り、たとえ明示的に記述されていなくても、前記さらなる個別の特徴とは独立して、並びに、他の個別の特徴と組み合わせて、実装することもできる。したがって、本発明は、具体的に記載された実施形態に明示的に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定義される全ての実施形態を含むものである。

Claims (15)

1. 重荷重用旋回トラフ装置（１）であって、
   プラスチック顆粒を受容するための振動トラフ（１０）であって、前記振動トラフは、トラフベース（１１）および２つの対向する側壁（１２ａ，１２ｂ）を有し、長手方向（ａ）における前記振動トラフ（１０）の長さは、前記長手方向に垂直なトラフ断面の最大高さおよび幅よりも大きい、振動トラフ（１０）と、そして
   前記長手方向（ａ）および鉛直方向（ｚ）によって形成される平面に垂直な横断成分（ｙ）を有する励起振動を発生させるための、少なくとも２つの振動励起器（２０）と、を備え、
   少なくとも２つのトラフ支持体（３１）であって、前記振動トラフ（１０）の前記長手方向（ａ）に互いに離間して配置され、それぞれ前記トラフベース（１１）および前記側壁（１２ａ，１２ｂ）を外側から支持し、また、前記トラフベース（１１）の反対側で前記振動トラフ（１０）を橋渡しする、少なくとも２つのトラフ支持体（３１）と、
   前記振動励起器（２０）の１つは、それぞれのケースにおいて前記トラフ支持体（３１）の少なくとも２つに固定されていることと、を特徴とする重荷重用旋回トラフ装置（１）。
2. 前記トラフ支持体（３１）は、それぞれ前記振動トラフ（１０）を径方向に取り囲む閉環を形成している、請求項１に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
3. 前記振動トラフ（１０）の前記長手方向（ａ）と、関連する前記トラフ支持体（３１）の主延長面とが７５°から９０°の範囲の最小角度を囲むように、前記振動トラフ（１０）が前記トラフ支持体（３１）を略垂直に貫通している、請求項１または請求項２に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
4. 前記トラフ支持体（３１）の前記主延長面は、鉛直面（ｙｚ）である、請求項３に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
5. 前記トラフ支持体（３１）は、一定の壁厚を有する一体型の支持プレート（３４）を有し、前記支持プレート（３４）には振動トラフ（１０）用の通路開口（３３）が形成されている、請求項３または請求項４に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
6. 前記振動トラフ（１０）の前記トラフベース（１１）は、長手方向（ａ）において供給端（１４）から出口端（１５）まで水平面（ｘｙ）に対して２°～１５°の範囲の角度（α）で傾斜している、および／または
   前記振動トラフ（１０）の供給端（１４）と出口端（１５）との間のトラフ断面に障壁がない、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
7. 隣接する前記トラフ支持体（３１）は、前記振動トラフ（１０）の前記長手方向（ａ）において、少なくとも３つの長手部材（３２）によって互いに接続されている、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
8. 前記振動励起器（２０）は、いずれかの前記側壁（１２ａ）に隣接する横方向外側もしくは上方の領域において、関連する前記振動励起器（２０）の励起振動の歪み線（ｋ）が側壁（１２ａ，１２ｂ）の間の前記振動トラフ（１０）の内法の最大２０％、より好ましくは最大１０％の距離で前記振動励起器側の前記側壁（１２ａ）の上端（１２ｃ）まで延びるように、前記振動トラフ（１０）の上方に配置されている、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
9. 前記振動励起器（２０）の励起振動の歪み線（ｋ）は、前記振動トラフ（１０）の横断方向（ｂ，ｙ）において、前記トラフベース（１１）の中心の上流で前記トラフベース（１１）と交差しており、および／または
   関連する前記振動励起器（２０）の励起振動の歪み線（ｋ）は、前記横断方向（ｂ，ｙ）を含む鉛直面において、前記トラフベース（１１）と、２５°～５０°の範囲の角度（γ）を囲んでいる、請求項１から請求項８の何れか一項に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
10. 前記トラフベース（１１）は、トラフ断面（ｂｃ）の平面内に直線部を有し、前記直線部は、前記トラフ断面（ｂｃ）の平面内において水平（ｂ）に対して振動励起器（２０）から離れるように、水平（ｂ）に対して２°～１５°の角度（β）で傾斜している、請求項１から請求項９の何れか一項に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
11. 前記トラフベース（１１）は、長手方向に少なくとも１つのビード（１１ａ）を有する、請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
12. 前記振動トラフ（１０）の前記側壁（１２ａ，１２ｂ）は、それぞれ湾曲部（１３ａ，１３ｂ）を介して前記トラフベース（１１）に合流しており、前記振動励起器（２０）側の前記湾曲部（１３ａ）の曲率半径（ｒ_ａ）は、反対側の湾曲部（１３ｂ）の曲率半径（ｒ_ｂ）よりも大きい、請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
13. 前記振動励起器（２０）側の前記湾曲部（１３ａ）の前記曲率半径（ｒ_ａ）の、反対側の前記湾曲部（１３ｂ）の前記曲率半径（ｒ_ｂ）に対する比は、２より大きく、好ましくは５より大きく、および／または
    前記振動励起器（２０）側の前記湾曲部（１３ａ）の前記曲率半径（ｒ_ａ）の、前記側壁（１２ａ，１２ｂ）の間の前記振動トラフ（１０）の幅に対する比は、０．３未満かつ０．１超である、請求項１２に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
14. 前記振動励起器（２０）側の前記湾曲部（１３ａ）の前記曲率半径（ｒ_ａ）は、前記振動トラフ（１０）の最大トラフ深さ（ｔ）の少なくとも４分の１である、請求項１２または請求項１３の何れかに記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）。
15. 互いにくっつく傾向を有するプラスチック顆粒を結晶化するための方法であって、
    請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の重荷重用旋回トラフ装置（１）の前記振動トラフ（１０）に、結晶化のための反応温度の範囲内でガラス転移温度を超える温度を供給時に有するプラスチック顆粒を装填することと、そして
    前記振動トラフ（１０）内の前記プラスチック顆粒がらせん運動に供されるように、前記振動励起器（２０）によって前記振動トラフ（１０）を励起することと、によって特徴付けられ、
    前記振動トラフ内における前記プラスチック顆粒の滞留時間は２０～６０分であり、前記振動トラフ（１０）は、その断面の少なくとも５０％がプラスチック顆粒で充填される、方法。
    

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