JPS6130193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は熱可塑性合成樹脂よりなる粒状体又は
粉体の乾燥方法及びそれに用いる乾燥機に関す
る。更に詳しくは熱可塑性合成樹脂よりなる粒状
体又は粉体の乾燥において、該粒状体又は粉体と
加熱気体との接触効率を高め、乾燥後の粒状体又
は粉体の品質のバラツキを小さくして、且つ乾燥
時のトラブル発生を軽減した乾燥方法及びそれに
用いる乾燥機に関する。 熱可塑性合成樹脂は、その乾燥状態によつて成
形、加工時に物性が変化し、得られる製品の品質
がバラツキ易いことから、通常乾燥工程を経て成
形、加工工程に供されている。熱可塑性合成樹脂
の粒状体又は粉体（以下、単に粒状体又は粉体と
省略する）を乾燥する場合、乾燥後の粒状体又は
粉体の品質は、通常、乾燥前の粒状体又は粉体の
含水率、乾燥条件（例えば乾燥温度、時間等）、
乾燥時の雰囲気、或いは乾燥時の雰囲気と該粒状
体又は粉体との接触の状況等で定まる。又さらに
乾燥を連続的に実施する場合乾燥工程の安定性の
点から、乾燥装置は種々のトラブルの発生し難
い、即ち運転効果のよい装置であることが望まし
い。従つて、かかる乾燥工程においてはこれらの
点からの乾燥方法或いは乾燥装置の選定或いは開
発が重要となる。 従来から、粒状体又は粉体を大量かつ連続的に
乾燥する装置は多種知られている。例えば回転
式、流動層式、気流式等による乾燥装置がある。
これらの工業的な乾燥操作において、被乾燥物の
加熱や、該被乾燥物から気化蒸発した水分等の系
外への移動はもつぱら加熱された気体によつて行
われる。かかる気体としては、一般には通常の空
気を用いているが、必要に応じて減湿した空気、
不活性ガス（例えばN₂）等が用いられる。 これら乾燥方法のうち、乾燥効率、品質の安定
性等や、粒粉材料の乾燥に適した形式の点から流
動層式乾燥装置（化学工学便覧第666〜669頁、発
行日昭和52年４月10日、発行所、丸善（株）、特
公昭43−1499号公報、特公昭47−38061号公報）
が良く用いられているが、該乾燥装置にもいくつ
かの欠点がある。第一の欠点は、流動層の下部に
設置され、該流動層へ加熱気体を連続的に供給す
る多孔床にある。即ち該多孔床は被乾燥物である
粒状体又は粉体と加熱・乾燥用気体の供給室とを
隔てるためにも作用するために、該多孔床の孔部
が該粒状体又は粉体によつて目塞り起し、その結
果流動層への気体の導入量に斑が生じ、ひいては
乾燥後の品質の斑を生じるという欠点があり、時
として該孔部に侵入し長時間滞留して劣化の進ん
だ粒状体又は粉体が流動層に再混入し、これが後
工程での欠陥となる場合もある。また、場合によ
つては、多孔床の孔部に詰つた粒状体又は粉体を
取除くために該乾燥装置の運転を休止する必要が
生じる。さらに、一つの乾燥装置を用いて品種或
いは銘柄の異なる粒状体又は粉体を順次乾燥する
場合、粒状体又は粉体の品質を保持するために
は、品種或いは銘柄の切換時多孔床の孔部に詰つ
た切換直前の粒状体又は粉体の除去作業が必要と
なり、乾燥運転稼動率の低下を招く。 更に第二の欠点は、他の乾燥方式にも見られる
ことであるが、被乾燥物の内、乾燥操作中に品質
が劣化し易い粒状体又は粉体を乾燥する場合に生
じる。即ちこれは被乾燥物の性質上、高温時乾燥
雰囲気中の水分による劣化及び／又は該雰囲気中
の酸素による劣化によつて引起される。特に乾燥
工程に引続いて粒状体又は粉体を溶融押出工程に
供する場合には、乾燥粒状体又は粉体の溶融時に
酸素による劣化が生じる事があり、かかる場合に
は例えば乾燥工程を不活性ガス雰囲気下におく
か、乾燥された粒状体又は粉体の雰囲気を不活性
ガスに置換する工程を必要とする。従来、この問
題点に関して抜本的な装置上の工夫がなされてお
らず、乾燥中の品質劣化が必然的に起り、或い
は／並びに多量の不活性ガス使用による保安上、
コスト上等の問題点があつた。 本発明者らは、このような欠点を解消しうる粒
状体又は粉体の乾燥方法及びこれに用いる乾燥機
について鋭意研究の結果、多孔床を有さず、かつ
被乾燥物である粒状体又は粉体と乾燥用加熱気体
との接触効率を高め、更に乾燥機内の気体雰囲気
特に酸素濃度を調節可能とし、乾燥時及び引続い
て実施される溶融押出時等の粒状体又は粉体の劣
化を著しく低減でき、しかも均一かつ高品質を維
持する乾燥方法及びこれに用いる乾燥装置を開発
し、本発明に到達した。 すなわち、本発明は、 １ 熱可塑性合成樹脂よりなる粒状体又は粉体を
直立ホツパーにその上部に設けた投入口から所
定滞留時間となる割合で供給し、該ホツパー内
では粒状体又は粉体を撹拌機で撹拌しながら
徐々に平均的進行方向として下方に進行させ、
これとともにホツパーコーンの下端開口縁に沿
つて設けられた加熱気体吹出口から該コーンの
外側に設けられた均圧室にて均圧された加熱気
体を吹出させかつ吹出後の加熱気体をホツパー
内を上昇させて上記撹拌されている粒状体又は
粉体と接触させ、乾燥した粒状体又は粉体をホ
ツパーコーンの下端開口の下に設けられた取出
ノズルから取出し、更に該取出ノズルの塗中か
ら粒状体又は粉体の平均的進行と並流する方向
で不活性ガスを導入しかつ導入後の不活性ガス
を該平均的進行方向と向流するように上昇させ
てホツパー内に導き、ホツパー内上部の加熱気
体と不活性ガスの混合気体をホツパー上部に設
けた排出口より排出することを特徴とする熱可
塑性合成樹脂よりなる粒状体又は粉体の乾燥方
法。 並びに、 ２ 直立ホツパーの上部に熱可塑性合成樹脂より
なる粒状体又は粉体の投入口及び加熱気体と不
活性ガスの混合気体を排出する排出口を設け、
該ホツパーのコーン外側に加熱気体の均圧室を
設け、該コーンの下端開口縁と該均圧室の外壁
とで形成される隙間を加熱気体の吹出口とし、
該吹出口より更に下部に設けた粒状体又は粉体
の取出ノズルの塗中に、粒状体又は粉体の平均
的進行方向と並流する方向に不活性ガスを導入
しうる不活性ガス導入口を設け、且つホツパー
内の粒状体又は粉体を撹拌する撹拌機を備えた
ことを特徴とする熱可塑性合成樹脂よりなる粒
状体又は粉体の乾燥機 である。 第１図は本発明による乾燥機の１例を示す図で
ある（但し、撹拌機は図示されていない）。第２
図は、乾燥機ホツパーの断面の平面図である。 以下、図面を引用して本発明を説明する。図中
太い矢印が粒状体又は粉体の被乾燥物及び乾燥物
の平均的進行方向を示し、細い矢印が乾燥に作用
する加熱気体の平均的な進行方向を示す。 先ず、被乾燥物である粒状体又は粉体はホツパ
ー上部に設けられた投入口４より連続的或は間歇
的に乾燥機のホツパー５へ供給された、被乾燥物
層６を形成する。一方、加熱された乾燥用加熱気
体は熱風入口８より、ホツパーコーン１３の外側
に設けた均圧室７に供給され、核均圧室で均圧さ
れてから、加熱気体吹出口１から被乾燥物層６へ
吹出される。また、不活性ガスは、導入口９を通
つて乾燥物の取出ノズル２の途中に供給され、該
取出ノズル２の上部に充満し、乾燥した粒状体及
び／又は粉体を不活性ガス雰囲気下におく。これ
により被乾燥物の劣化、例えば次工程即ち溶融押
出工程における劣化（主として酸化劣化）を防止
する。導入口９より吹出された不活性ガスはノズ
ル内を上昇し、加熱気体吹出口１周辺で乾燥用加
熱気体と混合し、被乾燥物層６を通過して乾燥作
用を行う。この被乾燥物層６を通過した混合気体
はホツパー上部の混合気体排出口３を通り排出さ
れる。この場合、必要によりサイクロン１２で該
混合気体中に含まれた被乾燥物で分離してホツパ
ー内へ戻し、さらに望ましくは該混合気体の一部
を系外へ排出し、他はブロアー１１及びヒーター
１０を通り、熱風入口８へ戻して環境使用する。
ホツパー上部に設ける乾燥作用を終えた混合気体
排出口３は、被乾燥物の気体循環系内への侵入を
極力小さくするため、被乾燥物投入口４、サイク
ロン１２で補集した該被乾燥物の落下口及び被乾
燥物層６の上面から最も遠くなる位置に設置する
のが好ましい。 この乾燥機において、粒状体又は粉体と加熱気
体との接触効率を高め、更にホツパー内の雰囲気
を均一にし、かつ乾燥された粒状体又は粉体を取
出ノズル２側に強制移動させるために該ホツパー
内部に回転翼を設置し、被乾燥物層６を撹拌す
る。またサイクロン１２での補集効率を高めるた
めに該サイクロンのコーンとホツパー上部との間
にロータリーフイーダーを設置することも好まし
いことであり、また微粒子又は粉体を乾燥する場
合には乾燥用気体循環系内への被乾燥物の侵入を
防止するために、サイクロン１２〜ブロアー１１
間に、さらに別個のサイクロン又は／及びバツグ
フイルター等の集塵装置を設置するのが好まし
い。 本発明における乾燥機は、粒状体又は粉体を乾
燥するにあたり、単体として使用してもよいが、
さらに乾燥精度を上昇せしめるために、他の乾燥
機等と組合せて使用してもよい。特に、被乾燥物
がフレークス状の場合には、気流式乾燥機を本発
明の乾燥機の前に設置し、使用することが好まし
い。 本発明の乾燥機の最大の特徴は、粒状体又は粉
体と加熱気体の向流接触方式でありながら多孔床
のない点にあり、加熱気体の吹出し口１が直立ホ
ツパーのコーン下端開口縁にある点である。加熱
気体吹出口１の形状は該乾燥機の均圧室外壁（最
外側コーン部）とホツパーコーン１３の下部先端
との間に間隔を有する形状であればよいが、円周
方向に一様であるのが好ましい。この間隔の広さ
は、均圧室が均圧効果を有する限り、とくに限定
はない。また、均圧室底辺部はコーン部中心へ下
降する傾斜を設けるのが好ましい。ホツパーコー
ンの角度、すなわちホツパーの垂直側壁と被乾燥
物層６の接するコーン１３とのなす角度θは、少
なくとも被乾燥物がコーン下端開口の方へ移動し
うる角度、即ち安息角以上であればよい。 更に、本発明の乾燥機の特徴は、不活性ガスを
加熱気体とは独立した系で供給できるようにし、
かつそのガス導入口９を加熱気体吹出口１より下
部であつて乾燥物取出口より上部の取出ノズル部
に設置した点にあり、更に該乾燥物の平均的進行
方向と並流する角度で吹込可能なる如く設置した
点にある。不活性ガス導入口９を上述のように設
けることによつて、上部のホツパー部で乾燥され
最も高温に加熱された該乾燥物の劣化及び／又は
該乾燥後さらに例えば引続く工程において該乾燥
温度より高温に加熱されて酸素等が原因となつて
起る劣化を低減、防止できる。 本発明において粒状体又は粉体はその樹脂の種
類に特に限定されないが、本発明は加水分解、酸
化劣化等を受け易い熱可塑性合成樹脂の乾燥に有
効であり、ポリエステル、例えばポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リエチレン―２，６―ナフタレート等の如き縮合
系重合体には特に有効である。また、粒状体又は
粉体の大きさ約10μ〜20mm程度であることが好ま
しい。 本発明で用いる乾燥用気体としては通常の空気
が便利であるが、乾燥中の雰囲気水分により被乾
燥物が著しく劣化する場合には空気中の水分量を
調整するため、減湿空気又はこれと通常の空気と
の混合物を用いるのが好ましい。また、本発明に
用いる不活性ガスとしては、例えばN₂，CO₂等が
挙げられる。 本発明によれば、乾燥機が粒状体又は粉体と加
熱気体との向流接触式でありながら多孔床部を皆
無としたにも拘らず、効率よく乾燥が実施でき、
また流動式乾燥機にみられる多孔床孔部への被乾
燥物の侵入に伴う一連のトラブルを無くすことが
できる。また、本発明においては均圧室内への被
乾燥物への侵入は皆無であり、さらには被乾燥物
が乾燥に伴つて劣化を生じ易いものであつても乾
燥段階に従つて連続的に加水分解、酸化劣化等を
抑制し得る機構を備えているので、該被乾燥物を
安定して乾燥することができる。従つて、所望の
乾燥度の達成が容易でかつ乾燥後の高品質が確保
でき、ひいては次工程での品質低下をも抑制する
ことができる。 以下、実施例によつて本発明を説明する。 実施例１及び比較例１，２ 固有粘度（溶媒としてオルソクロロフエノール
を用い、測定温度25℃で求めた、以下1Vと略記
する）が、0.610であり且つ水分率0.2％を有する
厚さ100μのポリエチレンテレフタレートフイル
ムを粉砕して、目開き３mmφのスクリーンを通し
て得たフレークスを原料として、以下(i)〜(iii)の条
件及び方法で乾燥し、引続き290℃で溶融押出
し、冷却ドラム上で冷却固化し、再生フイルムを
各３回毎生産した。 各条件及び方法で得られたフイルムの品質及び
生産状況を第１表にまとめて示した。 (i) 第１図に例示するものと同様の乾燥機（但
し、乾燥機内に撹拌回転翼を有する）を用い
て、該乾燥機内の回転翼によつてフレークスを
撹拌しつつ、不活性ガスとしてN₂を2Nm³／HR
の割合で導入口９より吹込み、かつ循環風量
900m³/HRで185℃の熱風を加熱気体吹出口１よ
り吹込み、平均約50分間乾燥し、更にこのもの
を用いて該乾燥機に直結したフイルム製造機で
350Kg/HRの割合で再生フイルムの生産を実施
した（実施例１）。 (ii) 上記(i)と同一条件で乾燥及びフイルム生産す
るに際し、第１図のホツパーコーン部１３のみ
を目開き１mmφのスクリーンと取替えて多孔床
とし、ここより加熱気体を吹出させ、他は上記
(i)と同様にして再生フイルムを得た（比較例
１）。 (iii) 上記(i)と同一条件で乾燥及びフイルム生産を
行うにあたり、不活性ガス導入口９からのN₂
導入を中止し、他は上記(i)と同様に行つた（比
較例２）。

【表】

【表】 第１表から、実施例１では乾燥製膜によるポリ
マー劣化が小さく、高い個有粘度のフイルムが得
られしかもバラツキも小さく、更に乾燥時のトラ
ブルもないのに対し、比較例１では乾燥時のトラ
ブルが生じて乾燥効率が低下し、しかも得られた
フイルムの品質バラツキが大きい、また比較例２
ではポリマー劣化が著しく、低い固有粘度のフイ
ルムが得られしかもそのバラツキも大きいことが
わかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の乾燥機の１例を示す模式図で
あり、図中の（ ）内数字は装置の部分名称を示
す。各部分名称は以下の通りである。 １…加熱気体吹込口、２…乾燥物取出口、３…
混合気体排出口、４…被乾燥物投入口、５…ホツ
パー、６…被乾燥物層、７…均圧室、８…熱風入
口、９…不活性ガス導入口、１０…ヒーター、１
１…ブロアー、１２…サイクロン、１３…ホツパ
ーのコーン。尚図中、θ：ホツパー外壁とホツパ
ーのコーンのなす角度を示す。第２図は乾燥機の
ホツパーの断面の平面図であり、各（ ）内数字
は第１図に同じである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性合成樹脂よりなる粒状体又は粉体を
   直立ホツパーにその上部に設けた投入口から所定
   滞留時間となる割合で供給し、該ホツパー内では
   粒状体又は粉体を撹拌機で撹拌しながら徐々に平
   均的進行方向として下方に進行させ、これととも
   にホツパーコーンの下端開口縁に沿つて設けた加
   熱気体吹出口から該コーンの外側に設けた均圧室
   にて均圧された加熱気体を吹出させかつ吹出後の
   加熱気体をホツパー内を上昇させて上記撹拌され
   ている粒状体又は粉体と接触させ、乾燥した粒状
   体又は粉体をホツパーコーンの下端開口の下に設
   けた取出ノズルから取出し、更に該取出しノズル
   の途中から粒状体又は粉体の平均的進行方向と並
   流する方向で不活性ガスを導入しかつ導入後の不
   活性ガスを該平均的進行方向と向流するように上
   昇させてホツパー内に導き、ホツパー内上部の加
   熱気体と不活性ガスの混合気体をホツパー上部に
   設けた排出口より排出することを特徴とする熱可
   塑性合成樹脂よりなる粒状体又は粉体の乾燥方
   法。 ２ 直立ホツパーの上部に熱可塑性合成樹脂より
   なる粒状体又は粉体の投入口及び加熱気体と不活
   性ガスの混合気体を排出する排出口を設け、該ホ
   ツパーのコーン外側に加熱気体の均圧室を設け、
   該コーンの下端開口縁と該均圧室の外壁とで形成
   される間隙を加熱気体の吹出口とし、該吹出口よ
   り更に下部に設けた粒状体又は粉体の取出ノズル
   の途中に粒状体又は粉体の平均的進行方向と並流
   する方向に不活性ガスを導入しうる不活性ガス導
   入口を設け、且つホツパー内の粒状体又は粉体を
   撹拌する撹拌機を備えたことを特徴とする熱可塑
   性合成樹脂よりなる粒状体又は粉体の乾燥機。