JPH1034648A - ポリマー造粒方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融ポリマーを吐出ノズルからストランド状
又はシート状に押し出し、循環水で冷却固化後、カッタ
ーでペレットに切断するポリマー造粒方法において、操
業性よく造粒を行うことができるポリマー造粒方法を提
供する。 【解決手段】 溶融ポリマーを吐出ノズル４からストラ
ンド５又はシートとして押し出し、循環水で冷却固化
後、カッター７でペレットに切断するポリマー造粒方法
において、循環水を、繊維長５〜50mmの複数本の短繊維
が絡み合った繊維塊14からなる水処理用媒体で濾過して
循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融ポリマーを吐
出ノズルからストランド又はシートとして押し出し、冷
却固化後、カッターでペレットに切断するポリマー造粒
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融ポリマーを粒状化する場合、例え
ば、重合槽からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
のような溶融ポリマーを払い出して粒状化する場合、溶
融ポリマーを吐出ノズルからストランド又はシートとし
て、冷却水が流下しているガイドプレート上に押し出
し、これに循環水をシャワリングして冷却固化後、カッ
ターでペレットに切断し、ペレットを循環水と共に搬送
して完全に冷却させた後、脱水する方法が広く採用され
ている。

【０００３】この方法によれば、ポリマーが内部まで完
全に固化する前に切断するため、カッターへの負担が小
さくて済み、動力消費量が小さいとかカッター刃の寿命
を長くすることができるといった長所があると同時に、
切断時にポリマー切断部のバリが剥離して発生する粉状
ポリマーが循環水により製品ペレットから洗い落とされ
るため、均質な製品ペレットを得ることができる。

【０００４】しかし、この方法では、上記のように循環
水中に粉状ポリマーが混入するので、シャワリングノズ
ルを詰まらせたり、配管あるいは循環ポンプの内部に付
着、堆積して所定量の循環水量が保てなくなったり、ク
ーラーの伝熱能力が低下したり、冷却水スリットに付着
して水流を不均一にしたりして、安定した造粒運転を継
続できなくなるという問題があった。

【０００５】この問題を解決するため、従来、循環ポン
プの吸い込み側あるいは吐出側に密閉容器で内部に金網
製の濾材を装着したフィルターを設け、粉状ポリマーを
除去することが行われていた。しかし、この方法では、
微細な粉状ポリマーを除去するために濾過精度を上げる
と圧力損失が大きくなり、また、粉状ポリマーの付着に
よる圧力損失が急速であるため、十分な操業性を確保す
るためには濾過面積を大きく取ることが必要であった。
濾過面積をあまり大きくすると、装置が大型化して重量
が大きくなって操業性が悪化すると共に装置コストが嵩
むという問題が発生する。このため、従来は、直径がお
よそ 150μm 以上の粉状ポリマーを除去できる程度のフ
ィルターを使用せざるを得なかった。

【０００６】したがって、従来、微細な粉状ポリマーは
フィルターで除去されることなく、循環水中に混入して
しまい、これが循環水の配管やポンプの内壁に付着、堆
積して行き、ある時点で突発的に剥離し、フィルターを
急速に目詰まりさせたり、シャワリングノズルを詰まら
せたりして、正常な運転が続行できなくなるという問題
があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶融ポリマ
ーを吐出ノズルからストランド又はシートとして押し出
し、循環水で冷却固化後、カッターでペレットに切断す
るポリマー造粒方法において、操業性よく造粒を行うこ
とのできるポリマー造粒方法を提供しようとするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、溶融ポリマーを吐出ノズ
ルからストランド又はシートとして押し出し、循環水で
冷却固化後、カッターでペレットに切断するポリマー造
粒方法において、循環水を、繊維長５〜50mmの複数本の
短繊維が絡み合った繊維塊からなる水処理用媒体で濾過
して循環させることを特徴とするポリマー造粒方法にあ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の方法について、図
面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明の
方法の一例を示す概略説明である。図１において、１は
循環水配管、２は冷却水スリット、３はガイドプレー
ト、４はポリマー吐出ノズル、５はストランド、６はシ
ャワリングノズル、７はカッター、８は搬送水配管、９
は冷却管、10は脱水機、11はペレット排出口、12はペレ
ット、13は排水配管、14は繊維塊、15は金網、16は底部
が多孔板の容器、17は水槽、18は循環水ポンプ、19はフ
ィルター、20はクーラーを示す。

【００１０】循環水配管１から冷却水スリット２を通し
て循環水の一部をガイドプレート３上に流下させ、そこ
へポリマー吐出ノズル４からストランド５を吐出させ、
ストランド５にシャワリングノズル６から循環水の一部
をシャワリングして冷却固化させながらカッター７に流
下誘導する。

【００１１】ストランド５は、カッター７で切断されて
ペレットとなり、搬送水配管８から供給する循環水と共
に冷却管９を通って完全に冷却され、脱水機10で循環水
と分離され、ペレット排出口11から製品ペレット12が排
出される。

【００１２】一方、ストランド５をカッター７で切断す
る際に発生した粉状ポリマーは、循環水と共に排水配管
13から容器16へ排出され、濾過される。

【００１３】容器16は、底部が多孔板で構成され、目開
きが50〜200 メッシュの補助金網で内張りされており、
繊維塊14が充填されている。各繊維塊は、繊維長５〜50
mmの複数本の短繊維が絡み合ったもので、容器16には、
厚さが30mm以上となるように多数の繊維塊が充填されて
いる。繊維塊の充填量がこれより少ないと、粉状ポリマ
ーを十分捕集することができない。なお、繊維塊14は、
目開き５mm程度の布製ネットの袋に入れて容器16に充填
してもよい。

【００１４】循環水中に含まれる粉状ポリマーは、繊維
塊14の表面や内部に捕集され、水だけが水槽17に排出さ
れる。繊維塊14の表面に捕集された比較的大きい粉状ポ
リマーは、循環水の流れの力を受けて脱着することがあ
るが、脱着しても金網15で再度捕集されるので、水槽17
に排出されることはない。

【００１５】本発明において使用する繊維塊は、繊維長
５〜50mmの複数本の短繊維が絡み合った繊維塊である。
繊維塊を構成する短繊維は、上記の範囲の繊維長のもの
であることが必要であり、この範囲を外れるものでは、
繊維塊の形成が困難である。

【００１６】繊維塊は、ＰＥＴ繊維のような通常の繊維
のみからなるものでもよいが、熱接着性の繊維を少なく
とも一部に用い、繊維塊を構成する短繊維の少なくとも
一部が融着して固定されたものとすると、形状が崩れた
り、短繊維が流出したりすることがなくて好ましい。

【００１７】このような短繊維の少なくとも一部が融着
して固定された繊維塊は、例えば、ＰＥＴのような高融
点ポリマーからなる主体繊維に、イソフタル酸を10〜40
モル％共重合した共重合ＰＥＴのような低融点ポリマー
からなる捲縮バインダー繊維を混綿したものや低融点ポ
リマーを鞘、高融点ポリマーを芯とした捲縮複合繊維
（潜在捲縮性繊維を熱処理して捲縮を発現させたものや
機械捲縮を付与したもの）で繊維塊を形成し、熱接着す
ることにより製造することができる。

【００１８】繊維塊の形状としては、次に述べるような
偏平状のものや異形断面のものが好ましい。

【００１９】図２は、偏平状繊維塊の説明図であり、
(1) は平面図、(2) は側面図である。そして、平面側が
直径（ｄ）10〜30mm、側面側が短径（ｄs ) ５〜15mm、
長径（ｄ) 10〜30mmで、短径と長径の比が１より小であ
るものが好ましい。平面側の直径が30mmを超えるもので
は、充填した繊維塊14同士の隙間が大きくなりすぎて粉
状ポリマーの捕集効果が乏しく、一方、この直径が10mm
未満のものでは、循環水の流下抵抗が大きくなるため、
装置を大型化する必要があり、経済的に好ましくない。

【００２０】また、繊維塊が偏平であると、必要以上の
空隙ができるのを防ぐことができると共に、使用時に転
がったりせず、位置が安定しているので、粉状ポリマー
を含んだ循環水が直接金網15に流下してしまうのを防ぐ
ことができる。したがって、繊維塊14を特別に固定する
ための器具や容器の蓋等を必要とせず、開放系で使用す
ることができるので、運転を止めないで繊維塊を入れ替
えることができる。

【００２１】図３は、異形断面繊維塊の一例を示す斜視
図、図４ (a)、(b) 、(c) は、断面形状の他の具体例を
示す図である。そして、３〜20個の凸部を有し、外接円
の直径（Ｄ）が３〜30mmである断面を有し、長さ（Ｌ）
が５〜30mmであるものが好ましい。外接円の直径や長さ
が30mmを超えるものでは、充填した繊維塊14同士の隙間
が大きくなりすぎて粉状ポリマーの捕集効果が乏しく、
一方、外接円の直径が３mm未満のものや長さが５mm未満
のものでは、循環水の流下抵抗が大きくなるため、装置
を大型化する必要があり、経済的に好ましくない。ま
た、凸部の数が20を超えるものでは、円形断面に近づ
き、好ましくない。

【００２２】また、異形断面の繊維塊であると、実質的
な濾過面積が大きくなり、粉状ポリマーの捕集する能力
が大きくなると共に、繊維塊同士が凸部で互いに絡み合
って固定されるため、繊維塊14を特別に固定するための
器具や容器の蓋等を必要とせず、開放系で使用すること
ができるので、運転を止めないで繊維塊を入れ替えるこ
とができる。

【００２３】このような異形断面の繊維塊は、例えば、
高融点の主体繊維と捲縮バインダー繊維とを混綿したも
のや低融点ポリマーを鞘、高融点ポリマーを芯とした捲
縮複合繊維を紡績用カード機にかけてスライバーとし、
所定の断面形状の成形口金に、低融点ポリマーの融点以
上の温度で導入して所定の形状に成形した後、所定の長
さに切断することにより製造することができる。

【００２４】容器16を通過した循環水は、水槽17に入っ
た後、循環ポンプ18で昇圧され、フィルター19を介して
クーラー20で冷却され、再び造粒に使用される。この循
環水は、繊維塊14を充填した容器16で濾過され、粉状ポ
リマーが殆ど除去されているので、循環系のフィルター
19、クーラー20、シャワリングノズル６等を急激に詰ま
らせることがなく、安定して造粒を行うことができる。

【００２５】なお、フィルター19には、目開きが50〜20
0 メッシュの金網を使用し、たとえ粉状ポリマーが一部
流入してもここで最終的に捕集されるようにすることが
望ましい。

【００２６】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００２７】実施例１ リーターオートマチック社製USG-300 型造粒機を用い、
図１に示した方式で、重合槽から溶融粘度が2000ポイズ
のＰＥＴを2000kg／時の割合で吐出ノズル４からストラ
ンドとして吐出し、ペレット化する造粒作業を６カ月間
連続して行った。この際、循環水量は30ｔ／時とし、長
さ５〜50mmのＰＥＴ短繊維が絡み合った、平面側が直径
25mm、側面側が短径10mm、長径25mmの繊維塊を容器16に
厚さが50mmとなるように充填して循環水を濾過した。ま
た、補助金網15及びフィルター19には、いずれも目開き
が 100メッシュの金網を使用した。

【００２８】実施例２ 繊維塊として、芯がＰＥＴ、鞘がイソフタル酸を40モル
％共重合した共重合ＰＥＴからなる長さ25mmの捲縮複合
繊維（潜在捲縮性繊維を熱処理して捲縮を発現させたも
の）を用いて製造した８個の凸部を有し、外接円の直径
が10mm、長さが10mmの異形断面繊維塊を使用した以外
は、実施例１と同様に実施した。 比較例 循環水を繊維塊を充填した容器16で濾過することなく、
他は実施例１と同様に実施した。

【００２９】上記の実施例及び比較例におけるフィルタ
ー等の詰まり回数を調べた結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、溶融ポリマーを吐出ノ
ズルからストランド状又はシート状に押し出し、循環水
で冷却固化後、カッターでペレットに切断するポリマー
造粒方法において、操業性よく、長期間安定して造粒を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の一例を示す概略説明図である。

【図２】偏平状繊維塊の説明図であり、(1) は平面図、
(2) は側面図である。

【図３】異形断面繊維塊の一例を示す斜視図である。

【図４】異形断面繊維塊の断面形状の他の具体例を示す
図である。

【符号の説明】

１ 循環水配管 ３ ガイドプレート ４ ポリマー吐出ノズル ５ ストランド ６ シャワリングノズル ７ カッター ８ 搬送水配管 10 脱水機 12 ペレット 14 繊維塊 15 金網 16 底部が多孔板の容器 17 水槽 18 循環水ポンプ 19 フィルター 20 クーラー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融ポリマーを吐出ノズルからストラン
   ド又はシートとして押し出し、循環水で冷却固化後、カ
   ッターでペレットに切断するポリマー造粒方法におい
   て、循環水を、繊維長５〜50mmの複数本の短繊維が絡み
   合った繊維塊からなる水処理用媒体で濾過して循環させ
   ることを特徴とするポリマー造粒方法。
2. 【請求項２】 繊維塊がそれを構成する短繊維の少なく
   とも一部が融着して固定されたものである請求項１記載
   のポリマー造粒方法。
3. 【請求項３】 平面側が直径10〜30mm、側面側が短径５
   〜15mm、長径10〜30mmで、短径と長径の比が１より小で
   ある偏平状繊維塊からなる水処理用媒体を使用する請求
   項１又は２記載のポリマー造粒方法。
4. 【請求項４】 ３〜20個の凸部を有し、外接円の直径が
   ３〜30mmである断面を有し、長さが５〜30mmである異形
   断面繊維塊からなる水処理用媒体を使用する請求項２記
   載のポリマー造粒方法。
5. 【請求項５】 金網で内張りした底部が多孔板の容器に
   繊維塊を充填した濾過装置を使用し、循環水を開放系で
   濾過する請求項１〜４のいずれかに記載のポリマー造粒
   方法。