JPH10101803A - 回転式の横型高分子重合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルムの形成能率が優れ、ガス中への飛沫
ポリマーの同伴が少なく、しかも付着、堆積ポリマーの
除去作業の頻度を少なくすることのできる回転式の横型
高分子重合器を提供する。 【解決手段】 ケーシング２内に、ハブ部材１０，１１
と、これらの外周部に架設され、掬込側端縁１２ａがケ
ーシング２の内壁に近接して、ケーシング２の底部の高
粘性流体１４を掬い込み、ケーシング２の内壁に沿って
の上昇により流下側端縁１２ｂから掬い込んだ高粘性流
体１４を薄膜状のフィルム１４ａとして流下させる樋状
部材１２とからなる流体掬い枠体９を配設する。さすれ
ば、このケーシング２の横断断面の全てを活用してガス
流の向きと平行にフィルム１４ａを形成させることがで
き、また掬込側端縁１２ａによりケーシング２の内壁を
セルフクリーニングすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば食品、医薬
品の製造に用いられ、高粘性を有する流体から脱ガスし
たり、揮発成分を除去したりするのに用いられる回転式
の横型高分子重合器の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルは一般に二官能性カルボン
酸のグリコールエステルおよび／またはその低重合体、
例えばポリエチレンテレフタートの場合、テレフタル酸
のエチレングリコールエステルおよび／またはその低重
合体を減圧下で加熱し、これにより発生する低沸分を系
外に除去することによって製造される。このような重合
反応で重要なことは、低沸分を速やかに系外に除去する
ことである。そのため、反応は高温、減圧下で行われ、
かつ反応物質の表面積をできるだけ広くするように工夫
されている。一方、低沸分を速やかに系外に除去するた
めには、反応物の表面更新によって低沸分の拡散を促進
させ、かつ反応物質を均一にすることが重合反応の促進
上有利になる。

【０００３】このような考え方に基づいて構成されてな
る回転式の横型高分子重合器としては、例えばモンサン
ト社出願になる特公昭４２−１７５１４号公報に示され
ているものが公知である。以下、この従来例１に係る高
分子重合器を、その一部断面側面図の図３（ａ）と、回
転体斜視図の図３（ｂ）とを参照しながら説明すると、
図３（ａ）に示す符号５０は、ポリエステル製造装置の
回転式の横型高分子重合器である最終段重合器で、この
最終段重合器５０は、加熱用の熱媒が供給される加熱ジ
ャケット５５で囲繞され、一方側に高粘性の流体が供給
される原料入口５２を有し、他方側に反応物を排出する
反応物出口５３を有し、上部中央位置に内部のガスを排
出する真空装置（図示省略）に連通するガス吸引口５４
を有する円筒状のケーシング５１を備えている。このケ
ーシング５１の内側には、その両端を貫通する回転軸５
６，５７で両端部が支持されると共に、これら回転軸５
６，５７の軸心回りに回転される後述する構成になる枠
体５８が配設されている。

【０００４】前記枠体５８は、図３（ｂ）に示すよう
に、前記回転軸５６に回転中心が固着され、一か所の切
欠き部の相対する面が食い違っている入側回転板５８ａ
と、前記回転軸５７に回転中心が固着され、扇風機のフ
ァン状に形成されてなる出側回転板５８ｂと、これら出
入側回転板５８ａ，５８ｂの外周面に固着されて架設さ
れてなる複数本のロッド５８ｅと、これら出入側回転板
５８ａ，５８ｂの間において前記複数本のロッド５８ｅ
のそれぞれに外周部が固着されることにより支持され、
前記入側回転板５８ａと同様に、一か所の切欠き部の相
対する面が食い違っている中間回転板５８ｃ，５８ｄと
からなっており、そしてこの枠体５８の外側にはスクリ
ーン５９が張られている。

【０００５】従って、原料入口５２からケーシング５１
に供給された高粘性流体からなる原料は、加熱ジャケッ
ト５５への熱媒の供給により加熱されると共に、ガス吸
引口５４からの内部ガスの吸引で減圧される。このよう
な高温、減圧下において枠体５８が回転されると、高粘
性流体がスクリーン５９に付着して薄膜状のフィルムが
形成されるので、高粘性流体の表面積が増し、枠体５８
の継続につれて高粘性流体の表面が更新される。これに
より、低沸分の拡散が促進され、かつ反応物質が均一に
なって重合反応が効果的に促進される。

【０００６】次に、従来例２に係る回転式の横型高分子
重合器を、その断面図の図４を参照しながら説明する
と、この高分子重合器６０は、長尺のケーシング６１内
に、長手方向に所定の間隔で複数の３枚翼６３が設けら
れてなる高速軸６２と、長手方向にこの高速軸６２の３
枚翼６３同士の間に位置する複数の６枚翼６５を有する
低速軸６４が平行配設されてなる構成になっており、こ
れら軸６２，６４の回転により高粘性流体を攪拌し、３
枚翼６３と６枚翼６５とにより繰り返し薄膜を形成する
ようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来例１に係る回転式
の横型高分子重合器によれば、高粘性流体がスクリーン
に付着することにより薄膜状のフィルムが形成されると
共に、枠体の回転により薄膜が更新されるので、重合反
応の促進に極めて有効である。しかしながら、これには
後述するような解決すべき課題がある。即ち、フィルム
とガスの流れる方向とが直交している関係上、ガス中へ
の飛沫同伴が多いのでガス中の飛沫ポリマーの除去費が
嵩み、さらに、重合の促進と共に高粘性流体の粘度が急
激に増し、時間経過と共に枠体やスクリーンに付着、滞
積する。そのため、付着、滞積物を枠体やスクリーンか
ら定期的に除去する必要があるが、除去頻度が多くなる
のに加えて除去作業に長時間を要する。

【０００８】従来例２に係る回転式の横型高分子重合器
によれば、高速軸や低速軸の構成が複雑であるのに加え
て、二軸を軸封しなければならず、この横型高分子重合
器自体が高価になる。また、この横型高分子重合器のサ
イズの割りに生成フィルムの面積が狭いのに加えて、ガ
ス流とフィルムとの向きが一定でなく、飛沫ポリマーを
同伴し易く、さらにケーシングの内壁の上側部分は常に
ドライ状態となり、この部分に付着、滞積する飛沫ポリ
マーが原料中に落下混入して製品の品質に悪影響を与え
る恐れがある。

【０００９】従って、本発明の目的とするところは、構
造が簡単で、フィルム形成能力が優れ、ガス中への飛沫
ポリマーの同伴が少なく、しかも付着、滞積物の除去頻
度の削減と除去作業所要時間の短縮を可能ならしめる製
品品質低下の恐れの少ない回転式の横型高分子重合器を
提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記実情に鑑
みてなされたものであって、従って上記課題を解決する
ために、本発明に係る回転式の横型高分子重合器が採用
した主たる手段の特徴とするところは、一方側に高粘性
の流体が供給される原料入口を、他方側に処理後の流体
を排出する流体出口を有し、上部に内部のガスを排出す
る真空装置に連通するガス吸引口を有すると共に、加熱
機能を有する水平な円筒状のケーシング内に、水平軸心
回りに回転され、原料入口から供給された高粘性流体を
掬い上げる流体掬い枠体が内設されてなる回転式の横型
高分子重合器において、前記流体掬い枠体が、水平軸心
回りに回転される一対のハブ部材と、これら一対のハブ
部材の外周部に、前記ケーシングの内壁と一方側の掬込
側端縁とが近接した状態で架設され、これら一対のハブ
部材の回転により前記掬込側端縁側でケーシングの底部
の高粘性流体を掬い込むと共に、ケーシングの内壁に沿
って上昇して下降する間に掬い込んだ前記高粘性流体を
他方側の流下側端縁側から薄膜状のフィルムとして流下
させる複数の樋状部材とからなるところにある。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る回転式の横型高分子
重合器は、加熱機能を有するケーシングに、水平軸心回
りに回転される一対のハブ部材と、これら一対のハブ部
材の外周部に、前記ケーシングと一方側の掬込側端縁と
が近接した状態で架設され、これら一対のハブ部材の回
転により前記掬込側端縁側でケーシングの底部の高粘性
流体を掬い込むと共に、ケーシングの内壁に沿って上昇
して下降する間に掬い込んだ前記高粘性流体を他方側の
流下側端縁から薄膜状のフィルムとして流下させる複数
の樋状部材とからなる流体掬い枠体を内設したものであ
る。

【００１２】このようにすると、従来例に比較して回転
式の横型高分子重合器自体の構造が簡単で安価であるに
もかかわらず、ケーシング内の高粘性流体が少量でも確
実に掬い込み、高粘性流体を掬い込んだ樋状部材がケー
シングの内壁に沿って上昇すると、高粘性流体が樋状部
材の流下側端縁側からケーシング内の全域に、かつガス
流の向きと平行に薄膜状のフィルムとして流下し続け
る。しかも、流体掬い枠体の樋状部材の掬込側端縁がケ
ーシングの内壁に近接していて、その内壁をウエット状
態に維持し続けることができると共に、その内壁を掬込
側端縁でセルフクリーニングし続けることができる。従
って、ガス中への飛沫ポリマーの同伴が抑制され、フィ
ルムの形成効率が向上し、製品への付着、堆積物の混入
が抑制されると共に、付着、堆積物の除去作業頻度が少
なくなる。

【００１３】以下、本発明の実施の形態１に係る回転式
の横型高分子重合器を、その模式的側面断面図の図１
（ａ）と、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図の図１（ｂ）と
を参照しながら、ポリエステル製造装置の回転式の横型
高分子重合器を例としてより詳細に説明する。

【００１４】図に示す符号１は、ポリエステル製造装置
の回転式の横型高分子重合器であって、この回転式の横
型高分子重合器１は、加熱用の熱媒が供給される加熱ジ
ャケット６で囲繞され、下部の一方側に高粘性の流体が
供給される原料入口３を有し、他方側に反応物質を排出
する反応物出口４を有し、上部に内部のガスを排出する
真空装置（図示省略）に連通するガス吸引口５を有する
円筒状のケーシング２を備えている。このケーシング２
の内側には、このケーシング２の両端を貫通する回転軸
７，８で両端部が支持されると共に、これら回転軸７，
８により回転される後述する構成になる流体掬い枠体９
が設けられている。なお、前記原料入口３の配設位置は
円筒状のケーシング２の一方側の円周部に設けられてい
れば良く、特に下部に配設する必要がないものであるか
ら、その配設位置については限定されるものではない。

【００１５】前記流体掬い枠体９は、前記回転軸７，８
により回転自在に支持されるハブ部材１０，１１と、こ
れらハブ部材１０，１１の外周部に架設される後述する
構成になる複数の樋状部材１２とからなっている。これ
ら樋状部材１２の横断断面形状は、円筒を長手方向に沿
って２分割した半円弧状に形成されている。そして、一
方側の掬込側端縁１２ａが前記ケーシング２の内壁に近
接（クリアランスｃは流体掬い枠体９の回転を阻害しな
い程度の最小寸法に設定されている。）していて、掬込
側端縁１２ａ側でケーシング２の底部に存在する高粘性
流体１４を掬い込み得るようになっている。また、両ハ
ブ部材１０，１１の回転によりケーシング２の内壁に沿
って上昇するにつれて掬い込んだ高粘性流体１４を他方
側の流下側端縁１２ｂ側から薄膜状のフィルムとして流
下させるように構成されている。なお、この実施の形態
１における樋状部材１２の横断断面形状は半円弧状であ
るが、特に半円弧状である必要はなく、例えば円弧状や
台形状であっても良い。但し、台形状にすると、角部に
高粘性流体が滞留するという不具合が生じる。

【００１６】樋状部材１２の断面積は、樋状部材１２が
ケーシング２の上半周部分を移動する間中継続してフィ
ルム１４ａを形成し得るに足りる量の高粘性流体１４を
掬い込み得るように設定される。なお、これら樋状部材
１２の長手方向に所定の間隔で設けられている３つのリ
ング状のものは補強リング１３であり、この補強リング
１３の数は樋状部材１２の長さに応じて増減されるもの
である。

【００１７】以下、上記構成になる回転式の横型高分子
重合器１の作用態様を説明する。即ち、原料入口３から
ケーシング２内に供給された高粘性流体１４は、加熱ジ
ャケット６への熱媒の供給により加熱されると共に、ケ
ーシング２内のガスはガス吸引口５を介して図示しない
真空装置により吸引され続ける。このような高温、減圧
下において流体掬い枠体９が、図１（ｂ）における反時
計回りの矢印１５方向に回転されると、ケーシング２の
底部に存在する高粘性流体１４が樋状部材１２の一方側
の掬込側端縁１２ａ側から掬い込まれる。

【００１８】高粘性流体１４を掬い込んだ樋状部材１２
はケーシング２の内周に沿って上昇し、上昇により流下
側端縁１２ｂが次第に下向きになり、流下側端縁１２ｂ
側から高粘性流体１４が薄膜状のフィルム１４ａとして
流下し始め、ケーシング２の上側を半周する間中流下し
続ける。この場合、フィルム１４の形成にはケーシング
２の上側から下側までの全体が活用され、そして流体掬
い枠体９の回転の継続によりフィルム１４ａの表面の更
新が継続される。これにより、低沸分の拡散が促進さ
れ、かつ反応物質が均一になって重合反応が効果的に促
進され、反応物は反応物出口４から排出される。

【００１９】以上の説明から良く理解されるように、本
実施の形態１に係る回転式の横型高分子重合器１によれ
ば、フィルム１４ａとガス流の向きが平行であるから、
フィルム１４ａとガス流の向が直交する従来例１に比較
してガス中への飛沫ポリマーの同伴量を少なくすること
ができ、また上記のとおり、フィルム１４ａの形成にケ
ーシング２の全面積を活用できるので、従来例１または
２よりもフィルムの形成能率が優れている。

【００２０】さらに、樋状部材１２の掬込側端縁１２ａ
がケーシング２の内壁に近接していて、このケーシング
２の内壁をウェット状態で維持し続けることができるの
で、従来例２のように、ドライ部分に付着、滞積する飛
沫ポリマーが原料中に落下混入するようなことがなくな
ると共に、このケーシング２の内壁をこの掬込側端縁１
２ａによってセルフクリーニングし続けることができる
ので、従来例１のように頻繁に付着、滞積物の除去作業
の頻度を大幅に削減し、かつその所要時間を大幅に短縮
することができる。

【００２１】また、上記のとおり、この実施の形態１に
係る回転式の横型高分子重合器１は１軸であり、そして
流体掬込み枠体９はハブ部材１０，１１と樋状部材１２
と補強リング１３とからなる簡単な構成で、スクリーン
を有する従来例１や３枚翼、６枚翼を有する２軸の従来
例２のように構成が複雑でないから、回転式の横型高分
子重合器自体のコストを低廉にすることができる。

【００２２】次に、本発明の実施の形態２に係る回転式
の横型高分子重合器を、その模式的横断断面図の図２を
参照しながら、上記実施の形態１に係る回転式の横型高
分子重合器と同一のもの並びに同一機能を有するものを
同一符号を付して説明する。即ち、本実施の形態２に係
る回転式の横型高分子重合器が上記実施の形態１に係る
回転式の横型高分子重合器とは、同図から良く理解され
るように、樋状部材１２の横断断面形状と、その取付け
角度とが相違している。

【００２３】より詳しくは、樋状部材１２の横断断面形
状については、上記実施の形態１に係る回転式の横型高
分子重合器の樋状部材１２の横断断面形状が半円弧状で
あるのに対して、本実施の形態２に係る回転式の横型高
分子重合器では樋状部材１２の一方側に真直部分１２ｃ
を延設し、そしてこの真直部分１２ｃの先端側を、高粘
性流体１４を掬い込む掬込側端縁１２ａとしたものであ
る。

【００２４】次に、この樋状部材１２の取付け角度につ
いては、上記実施の形態１の樋状部材１２の掬込側端縁
１２ａの先端をとおる接線が、流体掬い枠体９の回転中
心をとおる中心線となるように取付けられていたのに対
して、この実施例では真直部分１２ｃ先端をとおり、か
つ流体掬い枠体９の回転中心をとおる中心線に対して真
直部分１２ｃがこの流体掬い枠体９の反回転方向に１５
°の角度を持つように取付けられてなる構成にしたもの
である。

【００２５】本発明の実施の形態２に係る回転式の横型
高分子重合器の流体掬い枠体９によれば、前記樋状部材
１２の横断断面積が大きいので、上記実施の形態１に係
る回転式の横型高分子重合器の流体掬い枠体場合よりも
より多量の高粘性流体１４を掬い込むことができる。従
って、ケーシングの上半周部分より下側でもフィルム１
４ａを形成させることができるので、フィルムの形成能
率については上記実施の形態１よりも優れている。な
お、この樋状部材１２の取付け角度は、繰り返し試験の
結果決定されたものである。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る回転式
の横型高分子重合器によれば、フィルムとガス流の向き
が平行であるから、フィルムとガス流の向が直交する従
来例１に比較してガス中への飛沫ポリマーの同伴量を少
なくすることができ、フィルムの形成にケーシングの全
面積を活用できるので、従来例１または２よりもフィル
ムの形成能率が優れている。さらに、樋状部材の掬込側
端縁がケーシングの内壁に近接していて、その内壁をウ
ェット状態で維持し続けることができるので、従来例２
のように、ドライ部分に付着、滞積する飛沫ポリマーが
原料中に落下混入するようなことがなくなると共に、そ
の内壁を掬込側端縁によってセルフクリーニングし続け
ることができるので、従来例１のように頻繁に付着、滞
積物の除去作業の頻度を大幅に削減し、かつその所要時
間を大幅に短縮することができる。また、本発明に係る
回転式の横型高分子重合器は１軸であり、そして流体掬
込み枠体はハブ部材と樋状部材とからなる簡単な構成
で、スクリーンを有する従来例１や３枚翼、６枚翼を有
する２軸の従来例２のように構成が複雑でないから、重
合器自体のコストも安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係る回転
式の横型高分子重合器の模式的側面断面図で、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係る回転式の横型高分
子重合器の模式的横断断面図である。

【図３】図３（ａ）は従来例１に係る回転式の高分子重
合器の一部断面側面図であり、図３（ｂ）は回転体斜視
図である。

【図４】従来例２に係る回転式の横型高分子重合器の断
面図である。

【符号の説明】

１…回転式の横型高分子重合器 ２…ケーシング ３…原料入口 ４…反応物出口 ５…ガス吸引口 ６…加熱ジャケット ７…回転軸 ８…回転軸 ９…流体掬い枠体 １０…ハブ部材 １１…ハブ部材 １２…樋状部材，１２ａ…一方側の掬込側端縁，１２ｂ
…他方側の流下側端縁，１２ｃ…真直部分 １３…補強リング １４…高粘性流体，１４ａ…フィルム １５…流体掬い枠体の回転方向を示す矢印

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方側に高粘性の流体が供給される原料
   入口を、他方側に処理後の流体を排出する流体出口を有
   し、上部に内部のガスを排出する真空装置に連通するガ
   ス吸引口を有すると共に、加熱機能を有する水平な円筒
   状のケーシング内に、水平軸心回りに回転され、原料入
   口から供給された高粘性流体を掬い上げる流体掬い枠体
   が内設されてなる回転式の横型高分子重合器において、
   前記流体掬い枠体が、水平軸心回りに回転される一対の
   ハブ部材と、これら一対のハブ部材の外周部に、前記ケ
   ーシングの内壁と一方側の掬込側端縁とが近接した状態
   で架設され、これら一対のハブ部材の回転により前記掬
   込側端縁側でケーシングの底部の高粘性流体を掬い込む
   と共に、ケーシングの内壁に沿って上昇して下降する間
   に掬い込んだ前記高粘性流体を他方側の流下側端縁側か
   ら薄膜状のフィルムとして流下させる複数の樋状部材と
   からなることを特徴とする回転式の横型高分子重合器。