JP7361562B2

JP7361562B2 - 粉体輸送方法、樹脂組成物の製造方法、及び、プラグ輸送装置

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Publication number: JP7361562B2
Application number: JP2019186077A
Authority: JP
Inventors: 和幸福島; 侑真西本; 佑介香月
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2023-10-16
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: JP2021059450A

Description

本発明は、粉体輸送方法、樹脂組成物の製造方法、及び、プラグ輸送装置に関する。

従来より、空気により粉体を粉体輸送ライン内でプラグ輸送して供給先容器等に供給する方法が知られている。

特開平３―２７９１１８号公報特開２００４―１３１１８９号公報特開昭６０―８７１２１号公報

ところで、最小着火エネルギーの小さい粉体の輸送時には、当該粉体が酸素などの支燃性物質を含む空気に触れることを避けることが好ましい。一方、その場合でも、粉体のつまり等を抑制して粉体を安定的に粉体輸送ライン内で輸送することが求められる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、最小着火エネルギーの小さい粉体を安全かつ安定的に輸送を行う方法、該方法を適用した樹脂組成物の製造方法、該方法に適した輸送装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる粉体輸送方法は、粉体輸送ライン内を大気圧未満の圧力に維持した状態で粉体を不活性ガスによりプラグ輸送する工程を含む。

ここで、上記方法は、不活性ガスを１ｋＰａＧ以下の圧力に維持されたガスタンクに供給し、前記ガスタンクから１ｋＰａＧ以下の圧力の不活性ガスを前記粉体輸送ラインに供給する工程をさらに有することができる。ガスタンクに供給される不活性ガスは０．１ＭＰａＧ以上の圧力であることができる。

また、前記ガスタンク内の圧力を、前記ガスタンク内の圧力が設定圧力以上になるとガスを外部に放出する弁により１ｋＰａＧ以下の圧力に維持することができる。

また、前記弁は、背圧弁、逃がし弁、またはブリーザバルブであることができる。

また、前記不活性ガスは窒素ガスであることができる。

また、前記粉体輸送ラインは１３ｍｍ～１００ｍｍの内径を有することができる。

また、前記プラグ輸送の際における、前記粉体輸送ラインにおけるガス流量は０～５Ｎｍ３／ｍｉｎであることができる。

本発明にかかる樹脂組成物の製造方法は、添加剤と樹脂とを含む樹脂組成物を製造する方法であって、上述のいずれかの粉体輸送方法により輸送された添加剤の粉体と、樹脂粉とを混合する工程を含む。

本発明にかかるプラグ輸送装置は、粉体輸送元容器と、粉体輸送先容器と、前記粉体輸送元容器と粉体輸送先容器とを接続する粉体輸送ラインと、前記粉体輸送先容器に接続された真空ポンプと、前記粉体輸送ラインの前記粉体輸送元容器側の端部と不活性ガス源とを接続するガスラインと、を備える。

ここで、上記プラグ輸送装置は、前記ガスラインに設けられたガスタンク６０と、前記ガスタンクに設けられ、前記ガスタンク内の圧力が設定圧力以上になるとガスを外部に放出する弁と、を更に備えることができる。

本発明によれば、最小着火エネルギーの小さい粉体を安全かつ安定的にプラグ輸送を行う方法、該方法を適用した樹脂組成物の製造方法、該方法に適したプラグ輸送装置が提供される。

図１は、本発明の一実施形態にかかる粉体輸送装置１００及びこれを含む成型システム２００のフロー図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるプラグ輸送装置１００及びこれを含む成型システム２００のフロー図である。

本実施形態にかかるプラグ輸送装置１００は、粉体輸送元容器１０、粉体輸送先容器２０、粉体輸送元容器１０と粉体輸送先容器２０とを接続する粉体輸送ラインＬ１、粉体輸送先容器２０に接続された真空ポンプ４０、粉体輸送ラインのＬ１の粉体輸送元容器１０側の端部と不活性ガス源９５とを接続するガスラインＬ２、を主として備える。

粉体輸送元容器１０は、プラグ輸送される粉体が予め貯留される容器である。容器の形式に特に限定はないが、ホッパーなどを利用できる。粉体輸送元容器１０の底部出口１０ａに粉体輸送ラインＬ１の一端が接続されている。

粉体輸送元容器１０の上には、フレキシブルコンテナ開袋機１８が配置されていてもよく、この場合、フレキシブルコンテナＦＣから粉体輸送元容器１０に粉体を供給することができる。

粉体輸送元容器１０内の粉体を不活性ガス雰囲気内で貯留すべく、粉体輸送元容器１０が雰囲気制御ブース１６内に収容されていてもよい。雰囲気制御ブース１６では、酸欠防止のため換気が行われる。

粉体輸送ラインＬ１は粉体輸送元容器１０の底部出口１０ａと粉体輸送先容器２０の粉体入口２０ａとを接続している。粉体輸送ラインＬ１の内径に特に限定はないが、例えば、１３～１００ｍｍとすることができる。

粉体輸送ラインＬ１の他端（粉体輸送先容器２０）側には、バルブＶ４が設けられている。

粉体輸送先容器２０の形式は、密閉できる容器であれば特に限定されない。例えば、鉛直方向に伸びる円筒形状の容器などが使用できる。

粉体輸送先容器２０は、粉体入口２０ａ及びガス出口２０ｂを有し、ガス出口２０ｂにはラインＬ６が接続されている。ガス出口２０ｂは、粉体入口２０ａよりも上にあってもよい。ガス出口２０ｂには粉体捕集フィルタが設けられていてよい。ラインＬ６には、粉体輸送先容器２０側から順に、バルブＶ６及び真空ポンプ４０が接続されている。

真空ポンプ４０の形式に特に限定はない。真空ポンプ４０として、ロータリーベーンポンプなどの油回転式真空ポンプ；ドライ真空ポンプ；等の真空ポンプを使用できる。

粉体輸送先容器２０の出口２０ｃは、粉体輸送先容器２０の底部に設けられている。出口２０ｃにはバルブＶ５が接続され、バルブＶ５には更にラインＬ３が接続されている。

バルブＶ５は、気体及び粉体の流通を制御できるバルブであればよく、バタフライバルブ、ゲートバルブ、チョークバルブなどを利用できる。

ラインＬ３は、ラインＬ４に接続されている。ラインＬ４は、樹脂粉源８５と成形機９０とを接続する。ラインＬ４には、さらに、他の添加剤源８７とラインＬ４とを接続するラインＬ５を有していてもよい。成形機９０は、例えば、フィルム成形機であることができる。

粉体輸送ラインＬ１の粉体輸送元容器１０側には、ガスラインＬ２が接続されている。具体的には、ガスラインＬ２は、ラインＬ２ａのように粉体輸送ラインＬ１の粉体輸送元容器１０側の端部に直接接続されていてもよいし、ラインＬ２ｂのように、粉体輸送元容器１０に接続され、粉体輸送元容器１０を介して粉体輸送ラインＬ１の粉体輸送元容器１０側に間接的に接続されていてもよく、ガスラインＬ２から供給される不活性ガスが粉体輸送ラインＬ１に供給される構成であればよい。

ガスラインＬ２の他端には不活性ガス源９５が接続されている。ガスラインＬ２には、不活性ガス源９５から粉体輸送元容器１０に向かって順に、バルブＶ７、バルブＶ２、ガスタンク６０、及び、バルブＶ３が接続されている。

不活性ガス源９５が供給する不活性ガスの例は、窒素、及び、アルゴンである。不活性ガス源９５の圧力は、通常、０．１ＭＰａＧより大きいが、大気圧以上であれば実施は可能である。不活性源のガスの圧力の例は、０．３～０．７ＭＰａＧである。

バルブＶ２は減圧弁であり、二次側、すなわち下流（ガスタンク）側の圧力を、一次側、すなわち上流（不活性ガス源９５）側よりも低い一定の圧力に維持する。バルブＶ２の二次側の設定圧力ＰＶ２の例は、０．０５～０．１ＭＰａＧである。

ガスタンク６０は、不活性ガスを貯留する。ガスタンク６０の容量に特に限定はないが、０．５～３．０ｍ^３とすることができる。

ガスタンク６０には、さらに、バルブＶ１を有するラインＬ７が接続され、ラインＬ７の他端は大気開放されている。バルブＶ１は、ガスタンク６０内の圧力が設定圧力ＰＶ１以上になるとガスを外部に放出する弁である。このような弁の例は、背圧弁、逃がし弁、及び、ブリーザバルブである。背圧弁及び逃がし弁は、一次側（上流すなわちガスタンク側）の圧力が設定圧力以上になると、ガスを二次側（下流側すなわち大気中）に流す弁である。ブリーザバルブにおいても、一次側（上流すなわちガスタンク側）の圧力が設定圧力ＰＶ１（大気圧超）以上になるとガスを一次側（上流側）から二次側（下流側すなわち大気中）に流す弁があればよく、一次側（上流すなわちガスタンク側）の圧力が設定圧力ＰＶ１’（大気圧未満）以下になるとガスを二次側（下流側すなわち大気中）から一次側（下流側すなわちガスタンク）に流す弁は、二次側の大気を一次側に流入することを避ける上で備えられていないことが好適である。

設定圧力ＰＶ１は、１ｋＰａＧ以下とすることが好適である。設定圧力ＰＶ１は０ｋＰａＧ以上であればよく、０．２ｋＰａＧ以上であることが好ましい。

ガスラインＬ２のバルブＶ７よりも上流側からラインＬ８が分岐しており、ラインＬ８の他端はラインＬ６におけるガス出口２０ｂとバルブＶ６との間に接続されている。ラインＬ８にはバルブＶ８が設けられている。

続いて、本発明の実施形態にかかる粉体輸送方法及び樹脂組成物の製造方法について説明する。

あらかじめ、バルブＶ３、バルブＶ４、バルブＶ５、バルブＶ６、バルブＶ７、バルブＶ８は閉状態とされているものとする。

実施形態にかかる粉体輸送方法では、まず、輸送の対象となる粉体を、粉体輸送元容器１０内に貯留する。例えば、フレキシブルコンテナＦＣ内の粉体を、フレキシブルコンテナ開袋機１８で開袋して、粉体輸送元容器１０に供給することができる。

粉体の種類に特に限定はなく種々の粉体を使用できる。中でも、大気中でなく、不活性ガス中で取り扱う必要性が高い、最小着火エネルギーの小さい粉体であることが好ましい。例えば、ＪＩＳＺ８８３４：２０１６で測定される最小着火エネルギーが１０ｍＪ未満の粉体に好適に利用できる。

このような粉体の例として、紫外線吸収剤等、樹脂の製造に用いる材料の粉体が挙げられる。

粉体の粒径には特に限定はないが、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した体積基準の粒度分布のＤ５０において、約１μｍ～約２５ｍｍである好適である。

本実施形態にかかる粉体輸送方法では、例えば、バルブＶ３、バルブＶ４、バルブＶ５、バルブＶ６、バルブＶ７及びバルブＶ８が閉止した状態において、真空ポンプ４０を駆動する。真空ポンプは、プラグ輸送を行う直前に駆動されれば良い。真空ポンプの真空性能は、プラグ輸送が実現する排気風量と真空度を満足するものであればよく、例えば、０．３～３０Ｎｍ^３／ｍｉｎで、到達真空度は、０．５ｈＰａ程度のものとする。

バルブＶ７を開放することにより、不活性ガス源９５から不活性ガスをガスタンク６０に供給することができる。ガスタンク６０内には、バルブ（減圧弁）Ｖ２により設定圧力ＰＶ２に減圧されたガスが供給されるが、バルブＶ１によるガスタンク６０からの不活性ガスの排出により、ガスタンク６０内の圧力は、設定圧力ＰＶ１に維持され、不活性ガス源９５からのガスの供給は継続される。図１において、バルブＶ７の位置は、バルブＶ２の上流でも、下流でも構わず、不活性ガス源９５からガスタンク６０の間にあればよい。

続いて、バルブＶ３、バルブＶ４、及びバルブＶ６を開放する。開放する順番に特に限定はなく、例えば、バルブＶ６、バルブＶ３、バルブＶ４の順でも良いし、いずれか一つのバルブが他のバルブ（一つでも二つでもよい）と同時に開放されても良い。これにより、ガスラインＬ２（Ｌ２ａ及びＬ２ｂ）を介して供給される不活性ガスが、粉体輸送元容器１０内の粉体を、大気圧未満の圧力下に維持された状態で、粉体輸送ラインＬ１内をプラグ輸送し、粉体が粉体輸送先容器２０内に供給される。粉体輸送先容器２０は計量されており、供給された粉体の量が所定量に到達すると、バルブＶ４を閉じプラグ輸送を終了する。

プラグを安定に形成する観点から、プラグ輸送時の粉体輸送ラインＬ１内における粉体の輸送速度を０．５～１０ｍ／ｓとすることができ、０．５～５ｍ／ｓとすることが好適である。粉体の輸送速度は、上記速度範囲においてプラグを安定的に形成する速度に適宜調節できる。

安定したプラグ輸送が形成された状態を維持する上で、プラグ輸送の際における、粉体輸送ラインＬ１を流れる不活性ガスのガス流量は０～３０Ｎｍ^３／ｍｉｎであることができ、０～３Ｎｍ^３／ｍｉｎであってもよく、０～０．１Ｎｍ^３／ｍｉｎであってもよい。ガスタンク６０から供給されるガスの流量は、上記流量範囲においてプラグを安定的に形成する流量に調節できる。

不活性ガスの不要な消費の防止の観点から、プラグ輸送の終了後すぐに、バルブＶ３およびバルブＶ７を閉じることが好適である。

プラグ輸送終了後、バルブＶ６を閉じ、続いてバルブＶ８を開放し、ガス出口２０ｂから粉体輸送先容器２０内に不活性ガスを送気する。続いてバルブＶ５を開放すると、粉体がラインＬ３を介して、成形機９０に供給される。また、樹脂粉源８５から、ラインＬ４を介して成形機９０に樹脂粉を供給し、他の添加剤源８７からラインＬ５を介して成形機に他の添加剤を供給し、成形機９０でこれらを混合、好ましくは、溶融及び混練して、樹脂組成物を製造することができる。

樹脂粉の樹脂の例は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレートである。

なお、他の添加剤の例は、フィラー、顔料、染料、滑剤、難燃剤、可塑化剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、である。

本発明の実施形態によれば、粉体輸送ラインＬ１を大気圧未満とした状態下でプラグ輸送を行っているので粉体のプラグを安定的に維持しやすく、かつ、不活性ガスを用いるので粉体が着火しにくい。大気圧超の状態でプラグ輸送を行うと、粉体の詰まりなどが生じやすい傾向がある。

また、不活性ガス（例えば０．１ＭＰａＧ以上の圧力）をそのまま粉体輸送ラインＬ１に供給するのではなく、１ｋＰａＧ以下の圧力に維持されたガスタンク６０を介して１ｋＰａＧ以下の圧力の不活性ガスを粉体輸送ラインＬ１に供給している。このように、低圧のガスタンクを介して低圧の不活性ガスを供給するので、大気圧に近い不活性ガスを粉体輸送ラインに大量にかつ長時間供給することが可能となる。また、ガスタンク６０に不活性ガス源９５が接続されているので、必要十分な窒素ガスを粉体輸送ラインＬ１に供給することができる。

１０…粉体輸送元容器、２０…粉体輸送先容器、４０…真空ポンプ、６０…ガスタンク、９５…不活性ガス源、１００…プラグ輸送装置、Ｌ１…粉体輸送ライン、Ｌ２…ガスライン。

Claims

不活性ガスを１ｋＰａＧ以下の圧力に維持されたガスタンクに供給し、前記ガスタンクから１ｋＰａＧ以下の圧力の不活性ガスを粉体輸送ラインに供給する工程と、
粉体輸送ライン内を大気圧未満の圧力に維持した状態で粉体を前記ガスタンクから供給される不活性ガスによりプラグ輸送する工程を含む、粉体輸送方法。
前記ガスタンク内の圧力を、前記ガスタンク内の圧力が設定圧力以上になるとガスを外部に放出する弁により１ｋＰａＧ以下の圧力に維持する、請求項１に記載の方法。
前記弁は、背圧弁、逃がし弁、またはブリーザバルブである、請求項２に記載の方法。
前記不活性ガスは窒素ガスである、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
前記粉体輸送ラインは１３ｍｍ～１００ｍｍの内径を有する、請求項１～４の何れか１項に記載の粉体輸送方法。
前記プラグ輸送の際における、前記粉体輸送ラインにおけるガス流量は０～３０Ｎｍ^３／ｍｉｎである請求項１～５の何れか１項に記載の粉体輸送方法。
添加剤と樹脂とを含む樹脂組成物を製造する方法であって、
請求項１～６の何れか１項に記載の粉体輸送方法により輸送された添加剤の粉体と、樹脂粉とを混合する工程を含む、
樹脂組成物の製造方法。
粉体輸送元容器と、
粉体輸送先容器と、
前記粉体輸送元容器と粉体輸送先容器とを接続する粉体輸送ラインと、
前記粉体輸送先容器に接続された真空ポンプと、
前記粉体輸送ラインの前記粉体輸送元容器側の端部と不活性ガス源とを接続するガスラインと、
前記ガスラインに設けられて不活性ガスを１ｋＰａＧ以下の圧力に維持するガスタンクと、を備える、プラグ輸送装置。
前記ガスタンクは、前記ガスタンク内の圧力が設定圧力以上になるとガスを外部に放出する弁により前記不活性ガスを１ｋＰａＧ以下の圧力に維持する、請求項８に記載のプラグ輸送装置。