JPH069789Y2 - 樹脂ペレツト乾燥装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案は、例えば、ポリエステル樹脂ペレットの固相
重合（固相で進行する重合）、ナイロン樹脂ペレットの
固相重合および乾燥などに用いるような樹脂ペレット乾
燥装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、上述例の樹脂ペレット乾燥装置としては、例え
ば、実公昭５８−３０３５号公報に記載の装置がある。

すなわち、乾燥ホッパの略中心部に、同ホッパの軸芯に
沿って回転軸を配設すると共に、この回転軸と連動して
回転する棒状中実のアジテータつまり攪拌棒を、上述の
回転軸外周部に所定間隔を隔てて複数本取付け、さらに
上述の回転軸のみを中空状になし、この中空回転軸の上
端に熱風供給管を連結し、下端には円錐形に広がるテー
パ状の拡散筒を連結した樹脂ペレット乾燥装置である。

この装置は、上述の中実状アジテータにより加熱乾燥中
の樹脂ペレットを攪拌しながら、回転軸下端に拡散筒か
ら熱風（加熱空気）を吹き込んで、樹脂ペレットが加熱
されることに起因する粘着性によって、樹脂ペレット同
志が互にだんご状に結合して固まるのを防止する。

しかし、上述の従来装置においては、次のような問題点
があった。

つまり、上述の熱風の吹き込みは乾燥ホッパの下端部の
みからであるため、同ホッパの下域における樹脂ペレッ
ト同志のだんご状結合は良好に防止できる反面、同ホッ
パの上域においては樹脂ペレット同志のだんご状結合を
充分に解消することがでいない問題があった。

加えて、乾燥ホッパ下域と上域とにおいて加熱むらが生
じ、樹脂ペレットの均一な乾燥を行なうことが困難な問
題点を有していた。

（ハ）考案の目的 この考案は、乾燥タンク内の上下の全域において加熱む
らがなく、均一で効率的な乾燥を行なうことができると
共に、タンク内全域において樹脂ペレット同志のだんご
状結合を確実に防止することができ、加えて、エアと完
全に遮断した状態下において樹脂ペレットの処理を行な
うことにより、樹脂ペレットの酸化、吸水をも防止する
ことができる樹脂ペレット乾燥装置の提供を目的とす
る。

（ニ）考案の構成 この考案は、樹脂ペレットを貯溜するストックホッパの
下部にエア領域遮断用のバルブを介して、不活性ガスが
封入されたフィードタンクを配設し、上記フィードタン
クの下部に乾燥タンクを配設すると共に、上記乾燥タン
クの下部にはバルブを介して不活性ガス領域に設定され
た冷却ホッパを配設し、上記乾燥タンク内に、中空主軸
に連通させた複数の中空アジテータを有する攪拌部材を
配設し、上記中空主軸内に所定温度の不活性ガスを送給
するガス送給手段を設けた樹脂ペレット乾燥装置である
ことを特徴とする。

（ホ）考案の効果 この考案によれば、上述のガス送給手段からの不活性ガ
スたとえばＮ_２ガスが、中空主軸と、この中空主軸に連
通させた中空アジテータとから乾燥タンク内のほぼ全域
に吹き込まれるので、上述の乾燥タンク内の全域におい
て樹脂ペレットを加熱むらのない状態で均一に、しかも
効率よく乾燥することができると共に、乾燥タンク内の
全域において樹脂ペレット同志のだんご状結合を確実に
防止することができる効果がある。

しかも、上述の乾燥タンクの上部に設けたストックホッ
パ、バルブ、フィードタンクと乾燥タンクの下部に設け
たバルブおよび冷却ホッパの各要素により、乾燥タンク
への樹脂ペレット投入時、処理中、乾燥タンクからの樹
脂ペレットの降下時および冷却後処理時において上述の
樹脂ペレットを酸素から完全に遮断して、不活性ガス領
域中において上述の樹脂ペレットの移動および処理を行
なうことができるので、樹脂ペレットの酸化、吸水およ
び性質変化を確実に防止することができる効果がある。

（ヘ）実施例 この考案の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は樹脂ペレット乾燥装置を示し、第１図において、
吸引ロータ（図示せず）に接続する負圧吸引口１および
原料樹脂ペレットの入口２を備えた吸引ホッパ３の下部
に、同ホッパ３内の樹脂ペレットを下方へ排出するロー
タリバルブ４を設けている。

上述のロータリバルブ４の下部にはエア領域のストック
ホッパ５を配設し、このストックホッパ５の下部にエア
領域遮断用のロータリバルブ６を介してＮ_２領域つまり
Ｎ_２ガスを封入したフィードタンク７を配設し、上述の
ロータリバルブ６で、このロータリバルブ６よりも上方
をエア領域に、また同バルブ６よりも下方をＮ_２領域に
設定し、上方のエアと下方のＮ_２とが混合しないように
構成している。

上述のフィードタンク７の下部にはロータリバルブ８を
介設した導管９を介して、乾燥タンク１０を配設してい
る。

この乾燥タク１０は、上部に位置する低温設定の予備乾
燥部１１と、下部に位置して、上述の予備乾燥部１１と
設定温度水準を異にする高温設定の主乾燥部１２とを備
え、その具体的構造は第２図に示す通りである。

すなわち、上部のアッパタンクハウジング１３の下部
に、ロアタンクハウジング１４を連設し、上部のアッパ
タンクハウジング１３内にはロータリジョイント８９お
よびモータ９０を介して回転し、同ハウジング１３内の
樹脂ペレットを攪拌する攪拌部材１５を配設している。

この攪拌部材１５は、アッパタンクハウジング１３の中
心部に同ハウジング１３の軸芯に沿って上下方向に立設
配置した可回動の中空主軸１６と、この中空主軸１６の
下部に一体形成したテーパ状の拡散筒１７と、上述の中
空主軸１６と連通し、かつ、この中空主軸１６から垂直
方向に外方に延び管端および管路中途部を開放した複数
の中空アジテータ１８…とを備え、後述するリターンパ
イプ１９からの低温Ｎ_２ガスを中空主軸１６の上端部１
６ａから、同中空主軸１６内に導入し、この中空主軸１
６下端の拡散筒１７から、アッパタンクハウジング１３
内にＮ_２ガスを吐出すると共に、中空主軸１６に連通す
る中空アジテータ１８…の各開口部からも低温（１００
〜１２０℃）Ｎ_２ガスを同アッパタンクハウジング１３
内に吐出して均一な予備乾燥、予備結晶化を行なうよう
に構成している。

一方、主乾燥部１２を構成するロアタンクハウジング１
４内には、同ロアタンクハウジング１４外からの高温た
とえば１２０〜１８０℃の加熱Ｎ_２ガスを導入するガス
導管２０を略垂直に配設し、このガス導管２０の下端に
はテーパ状の拡散筒２１を一体形成している。

そして、ロアタンクハウジング１４外からの高温Ｎ_２ガ
スを、上述のガス導管２０および拡散筒２１を介してロ
アタンクハウジング１４の下部に吐出し、このタンクハ
ウジング１４内の樹脂ペレットを高温Ｎ_２ガスで本乾燥
すべく構成している。

上述のロアタンクハウジング１４の上端部１４ａ外周に
は、この上端部１４ａに穿設したガスリターン孔２２…
を介してロアタンクハウジング１４内部と連通する環状
のアウタタンク２３を配設し、ロアタンクハウジング１
４内で樹脂ペレットを本乾燥処理した後のＮ_２ガスを、
上方の攪拌部材１５からの吐出Ｎ_２ガスと混合しない状
態で、上述のガスリターン孔２２…を介してアウタタン
ク２３内の環状空間２４に導出し、このアウタタンク２
３に連通接続させたリターンパイプ１９を介して、前述
の中空主軸１６上端に本乾燥処理後のＮ_２ガスをリター
ンさせるように構成している。

ここで、上述の主乾燥部１２でのＮ_２ガスの温度を例え
ば１２０〜１８０℃に設定すれば、ロアタンクハウジン
グ１４内において樹脂ペレットを本乾燥させた後の排熱
を有効利用し、熱損失により約１００〜１２０℃に温度
低下した低温Ｎ_２ガスを、リターンパイプ１９を通して
攪拌部材１５の中空主軸１６上端に導びいて予備乾燥、
予備結晶化に供することができるので、予備乾燥用の所
定低温（１００〜１２０℃）のＮ_２ガスを得るために別
途ヒータ等の加熱手段を設ける必要がなくなり、構造の
簡略化および排熱の有効利用を図ることができる。

このように構成した前述の乾燥タンク１０の上端、つま
り第２図に示すアッパタンクハウジング１３の上端に
は、連通管２５を介してサイクロン２６（捕集器）を接
続している。

またロアタンクハウジング１４側のガス導管２０の外端
部には高温加熱手段としての高温加熱ヒータ２７を接続
している。

ここで、上述の遠心集じん装置としてのサイクロン２６
の出口には、導管２８を介して並列配置構造の乾燥ホッ
パバッグフィルタ２９を接続している。

また上述の乾燥ホッパバッグフィルタ２９のフィルタ出
口３０には、戻り導管３１を介して加熱送風ユニット３
２の並列配置構造のフィルタ３３，３３を接続し、これ
ら各フィルタ３３，３３の出口配管を、戻りＮ_２ガスを
所定低温たとえば２０℃前後に冷却する冷却手段として
の冷却コイル３５の入口に接続している。

一方、前述の高温加熱ヒータ２７の前位には、ガス導管
３６を介して加熱送風ユニット３２内の処理ガス出口フ
ィルタ３７および乾燥ブロア３８をこの順に接続し、こ
の乾燥ブロア３８でＮ_２ガスを上述の処理ガス出口フィ
ルタ３７およびガス導管３６を介して高温加熱ヒータ２
７に送給すべく構成している。

ところで、前述の乾燥タンク１０の下部、すなわちロア
タンクハウジング１４の下部には、ロータリフィーダ３
９を介して冷却ホッパ４０を配設している。

そして、この冷却ホッパ４０内には、同冷却ホッパ４０
外からの冷却Ｎ_２ガスを冷却ホッパ４０内に導入する導
入管４１を配設し、この導入管４１の下部に拡散筒４２
を一体形成すると共に、上述の導入管４１の外端部には
冷却コイル４３を介して処理ガス出口フィルタ４４およ
び冷却ブロア４５をこの順に接続している。

また上述の冷却ホッパ４０の下端には処理済みの樹脂ペ
レットを外部に取出すためのロータリフィーダ４６を取
付ける一方、冷却ホッパ４０の上端には遠心集じん装置
としてのサクロン４７を接続している。

上述のサイクロン４７の出口配管４８には、ガス導管４
９を介して塵埃除去用のフィルタ５０を接続し、このフ
ィルタ５０の出口配管５１を上述の冷却ブロア４５の入
口に接続することで、各要素４５，４４，４３，４１，
４２，４０，４７，４８，４９，５０，５１をこの順に
循環する冷却Ｎ_２ガス閉ループ５２を構成している。

そして、この冷却Ｎ_２ガス閉ループ５２を循環するＮ_２
ガスにより、上述の冷却ホッパ４０内において、処理済
みの樹脂ペレットを酸素にふれない状態に保って冷却処
理するように構成している。

次に、除湿ユニット５３の構造について説明する。

ゼオライト（モリキュラシーブ）などの吸湿剤で多数の
Ｎ_２ガス通路を形成したハニカム（円筒ハチの巣状）構
造体の除湿ロータ５６を設け、上述のガス通路に塩化リ
チウムや臭化チリウムを含浸保持させ、この除湿ロータ
５６を、軸を中心として約５〜１５rpmで低速回転すべ
く構成すると共に、上述の除湿ロータ５６には、吸湿ゾ
ーンと、再生ゾーンを設定している。

この除湿ロータ５６は、上述の吸湿剤の作用により、吸
湿ゾーンでは、湿潤な乾燥用Ｎ_２ガスを除湿して除湿Ｎ
_２ガスに変換し、再生ゾーンでは、加熱されたＮ_２ガス
を含湿Ｎ_２ガスに変換する。

また前述の並列配置構造の各要素つまり乾燥ホッパバッ
グフィルタ２９，２９および加熱送風ユニット３２内の
フィルタ３３，３３は、一方を使用している間に他方を
運休させ、他方を使用している間に一方を運休させるよ
うに交互に使用に供するために、並列配置構造をとって
いる。

さらに前述の乾燥タンク１０を上部の予備乾燥部１１
と、下部の主乾燥部１２と上下構成としたのは、ポリエ
ステル樹脂ペレットを乾燥させる場合には、上部を予備
結晶部、下部を乾燥部として使用し、また水分率が大き
い（ドライベースで１４％）ナイロン樹脂ペレットを乾
燥させる場合には、上部を除湿部、下部を乾燥部として
使用し、さらにポリエステル樹脂ペレットおよびナイロ
ン樹脂ペレットの固相重合（ここに、固相重合とは固相
で進行する低分子化合物のいわゆる高分子化反応の意）
を行なう場合には、上部を除湿および通常乾燥部、下部
を固相重合部としてそれぞれ使用するためである。

なお、Ｎ_２ガスの供給、排出速度を早く設定して上部、
下部で通常乾燥を、Ｎ_２ガスの供給、排出速度を遅く設
定して上部、下部で固相重合を行なうことも、上述の乾
燥タンク１０の条件設定を変更するだけで共用使用する
ことができる。

図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下作用
を説明する。なお、以下の説明においてはポリエステル
樹脂ペレットの固相重合（固相で進行する重合（polyme
rizaition）のこと）について例示する。

第１図の吸引ホッパ３内の内圧を負圧吸引口１に接続し
た吸引ロータ（図示せず）の作用で負圧に設定すること
により、樹脂ペレット投入ホッパ（図示せず）から入口
２を介して上述の吸引ホッパ３内にポリエステル樹脂ペ
レットを投入する。

次に上述の吸引ホッパ３下部のロータリバルブ４を開弁
制御して、同ホッパ３内の樹脂ペレットをストックホッ
パ５内に落下投入する。

このストックホッパ５までの領域がエア領域で、それ以
下はＮ_２ガス領域である。

次にストックホッパ５下部のロータリバルブ６を開弁し
て、エア領域のストックホッパ５内の樹脂ペレットを、
Ｎ_２ガス領域のフィードタンク７内に投入した後に、ロ
ータリバルブ６を閉弁して上述の両領域間を遮断する。

次に上述のフィードタンク７下部のロータリバルブ８
を、開閉制御して、同フィードタンク７内の樹脂ペレッ
トを順次乾燥タンク１０内に投入し、この樹脂ペレット
を乾燥タンク１０内の予備乾燥部１１を介して主乾燥部
１２に順次流下させる。

上述の予備乾燥部１１においては、リターンパイプ１９
からの１００〜１２０℃前後の所定温度のＮ_２ガスが、
第１図、第２図に示す如く中空主軸１６の上端部１６ａ
から同中空主軸１６に供給され、このＮ_２ガスが拡散筒
１７下端の開口部および中空アジテータ１８…の各開口
部からアッパタンクハウジング１３内の全域に供給され
るので、予備乾燥部１１内の樹脂ペレットは均一に、か
つ効率的に除湿および予備結晶化され、また、モータ９
０およびロータリジョイント８９を介して攪拌部材１５
を回転させると、上述の各中空アジテータ１８…により
樹脂ペレットが攪拌され、同時に回転中の中空アジテー
タ１８…より上述したようにＮ_２ガスが吐出されるの
で、加熱むらのない均一な予備結晶化を行なうことがで
きると共に、樹脂ペレット同志が互にだんご状に付着す
るのを予備乾燥部１１の全域において確実に防止するこ
とができる。

このようにして平均的に予備結晶化が行なわれた樹脂ペ
レットは、後述するロータリフィーダ３９の開閉により
下方の主乾燥部１２に順次流下する。

この主乾燥部１２においては高温加熱ヒータ２７で例え
ば１２０〜１８０℃に加熱された高温のＮ_２ガスがガス
導管２０を介して、同管２０下端の拡散筒２１から第２
図のロアタンクハウジング１４内に供給されるので、ポ
リエステル樹脂ペレットはこの高温Ｎ_２ガスによりエチ
レングリコールと水分とが除去されて重合度が大とな
り、良好な固相重合が行なわれる。

この主乾燥部１２で樹脂ペレットを固相重合させた後の
Ｎ_２ガスが熱損失により１００〜１２０℃程度に温度低
下し、このＮ_２ガスがガスリターン孔２２…およびアウ
タタンク２３を介して前述のリターンパイプ１９に導び
かれ、前述の予備乾燥部１１では下方の主乾燥部１２の
排熱を有効利用することができる。

一方、上述の固相重合に際して、樹脂ペレットから除去
されてエチレングリコールと水分はＮ_２ガスの流れに沿
って連通管２５、サイクロン２６、導管２８をこの順に
介して乾燥ホッパバッグフィルタ２９に導びかれる。

また、上述の固相重合処理により、投入時、非結晶で、
水分率０．３ＤＢ％、粘度０．６５のポリエステル樹脂
ペレットは、結晶化されて、水分率０．００２ＤＢ％以
下、粘度１．０の強結合度の樹脂ペレットとなる。

このようにして固相重合された樹脂ペレットをそのまま
取出すと、高温で後処理ができないので、次段の冷却ホ
ッパ４０内において酸素を含まないＮ_２ガス雰囲気状態
下で、上述の樹脂ペレットを冷却する。

すなわち、冷却Ｎ_２ガス閉ループ５２を循環するＮ_２ガ
スを、冷却コイル４３で所定低温に冷却し、この低温の
Ｎ_２ガスを導入管４１下端の拡散筒４２から冷却ホッパ
４０内に吐出し、ロータリフィーダ３９を開弁して同冷
却ホッパ４０内に投入落下させた高温の樹脂ペレットを
冷却処理し、冷却処理後において、下方のロータリフィ
ーダ４６を開弁制御して樹脂ペレットを取出す。

上述の乾燥タンク１０および冷却ホッパ４０内で、酸素
を含まないＮ_２ガス雰囲気中で除湿、乾燥、固相重合、
および冷却の各処理を施すので、樹脂ペレットの酸化お
よび吸水を防止し、樹脂の性質を変えることなく良好な
処理を行なうことができる。

以上の説明においては樹脂ペレットの処理を主体とした
が、処理ガスとしてのＮ_２ガスの流れについて以下に説
明する。

上述の乾燥タンク１０内で処理に供された後の約１００
〜１２０℃のＮ_２ガスは、樹脂ペレットから除去した水
分およびエチレングリコールを伴ってサイクロン２６を
経て、乾燥ホッパバッグフィルタ２９に導びかれ、この
Ｎ_２ガス中に含有する塵埃は同フィルタ２９下部のダス
トボックス９１に集塵される。

上述の乾燥ホッパバッグフィルタ２９で乾燥、除塵され
たＮ_２ガスは、フィルタ出口３０および戻り導管３１を
介して加熱送風ユニット３２内のフィルタ３３に至り、
ここで再び除塵された後に、フィルタ３３の出口配管を
介して冷却コイル３５に導びかれ、この冷却コイル３５
を通過する間に冷却用の水と熱交換して所定低温に低下
される。

このようにして温度低下したＮ_２ガスは出口配管５９を
介して除湿ユニット５３内のブライン冷却コイル（図示
せず）に至り、この冷却コイルを通過する間にブライン
と熱交換して所定低温たとえば２０℃に冷却される。

上述のブライン冷却コイルを通過したエチレングリコー
ルを含む比較的湿潤な低温Ｎ_２ガスは、処理ファン（図
示せず）で送給されて、低速回転中の除湿ロータ５６の
吸湿ゾーンを通過する。

この吸湿ゾーンを通過する間に、Ｎ_２ガス中の水分およ
びエチレングリコールはゼオライト（モリキュラシー
ブ）等の吸湿剤で吸湿され、除湿後には高純度のＮ_２ガ
スとして吸湿ゾーン出口側に取出される。

このようにして吸湿ゾーンから取出したＮ_２ガスの一部
を、再生ヒータ（図示せず）に導びき、この再生ヒータ
で所定再生温度に加熱し、この再生Ｎ_２ガスを上述の低
速回転中の除湿ロータ５６の再生ゾーンに導びく。

上述の再生Ｎ_２ガスが再生ゾーンを通過する間に、同ゾ
ーンの吸湿剤の水分を放出して乾燥させ、再生ゾーン通
過後の含湿Ｎ_２ガスは、冷却処理した後に、前述のブラ
イン冷却コイル（図示せず）にリターンさせる。

このため、上述の除湿ロータ５６では、水分の吸湿およ
びエチレングリコールの吸着を連続的に行なうことがで
きる。

一方、除湿ロータ５６の吸湿ゾーンを通過し、主流吐出
ライン６９に吐出された高純度の低温の除湿Ｎ_２ガスは
各要素３８，３７，３６を介して前述の高温加熱ヒータ
２７に導びかれ、このヒータ２７で例えば１２０〜１８
０℃の高温に加熱された後に、既述した如き樹脂ペレッ
トの処理に供される。

以上要するに、ガス送給手段としてのリターンパイプ１
９からの所定温度たとえば１００〜１２０℃前後のＮ_２
ガスが、中空主軸１６に供給されるので、この主軸１６
下端の拡散筒１７からと、上述の中空主軸１６に連通す
る中空アジテータ１８…からとの両者より、予備乾燥部
１１内のほぼ全域に吹き込まれる。

この結果、予備乾燥部１１の上下全域において樹脂ペレ
ットを加熱むらのない状態で均一に予備結晶化させるこ
とができ、かつ加熱により樹脂ペレット表面の粘着性が
増すことに起因する樹脂ペレット同志のだんご状の結合
を上述の予備乾燥部１１全域において確実に防止するこ
とができる効果がある。

しかも、上述の乾燥タンク（この実施例では予備乾燥部
１１）の上部に設けたストックホッパ５、バルブ６、フ
ィードタンク７と乾燥タンク１１の下部に設けたバルブ
３９および冷却ホッパ４０の各要素により、乾燥タンク
１１への樹脂ペレット投入時、処理中、乾燥タンク１１
からの樹脂ペレットの降下時および冷却後処理時におい
て上述の樹脂ペレットを酸素から完全に遮断して、不活
性ガス領域中において上述の樹脂ペレットの移動および
処理を行なうので、上述の樹脂ペレットの酸化、吸水お
よび性質変化（粘度、重合度、結合度の大幅低下その
他）を確実に防止することができる効果がある。

なお、以上の説明においては、ポリエステル樹脂ペレッ
トの予備結晶化乃至固相重合を例示したが、ナイロン樹
脂ペレットその他の各種合成樹脂ペレットの除湿、乾
燥、固相重合に適用できることは云うまでもない。

この考案の構成と、上述の実施例との対応において、 この考案の乾燥タンクは、実施例の予備乾燥部１１に対
応し、 以下同様に、 不活性ガスは、Ｎ_２ガスに対応し、 ガス送給手段は、リターンパイプ１９に対応するも、 この考案は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。

例えば、上述のリターンパイプ１９に代えて、戻り導管
３１からのＮ_２ガスを一旦乾燥ヒータ（図示せず）で乾
燥加熱して中空主軸１６の上端部１６ａに導びくように
構成してもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、 第１図は樹脂ペレット乾燥装置の全体図、 第２図は乾燥タンクの拡大断面図である。 ５…ストックホッパ、８，３９…バルブ ７…フィードタンク、１１…予備乾燥部 １５…攪拌部材、１６…中空主軸 １８…中空アジテータ、１９…リターンパイプ ４０…冷却ホッパ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂ペレットを貯溜するストックホッパ
   （５）の下部にエア領域遮断用のバルブ（８）を介し
   て、不活性ガスが封入されたフィードタンク（７）を配
   設し、上記フィードタンク（７）の下部に乾燥タンク
   （１１）を配設すると共に、上記乾燥タンク（１１）の
   下部にはバルブ（３９）を介して不活性ガス領域に設定
   された冷却ホッパ（４０）を配設し、 上記乾燥タンク（１１）内に、中空主軸（１６）に連通
   させた複数の中空アジテータ（１８）を有する攪拌部材
   （１５）を配設し、 上記中空主軸（１６）内に所定温度の不活性ガスを送給
   するガス送給手段（１９）を設けた 樹脂ペレット乾燥装置。