KR100287605B1 - 폴리머결정을위한시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 폴리머를 결정화하기 위한 시스템은 로터 및 다수의 이격된 중공 디스크(30)를 구비한 고정 하우징(10)의 사용을 포함하며, 가열된 유체는 상기 디스크의 내부로 전달된다. 폴리머 재료는 디스크(30) 외부면과의 열교환 접촉, 디스크(30)의 회전, 상승 기구, 재료 유입 작업, 방출 작업 및 거주 시간 제어를 위해 하우징(10) 안으로 공급된다.

Description

[발명의 명칭]

폴리머 결정을 위한 시스템

[기술분야]

본 발명은 폴리머, 특히 폴리에스터의 결정을 위한 장치와 방법을 포함하는 시스템에 관한 것이다. 기계적으로 그리고 기체적으로 교반되는 용기를 포함하는 여러가지의 종래 시스템은 단일 중합체를 처리하는데 전통적으로 이용되고 있다. 그러나, 공중합체가 포함되는 곳에서 전통적인 결정기는 비용과 작동면에서 바라던 효과를 제공하지 않는다.

기체적으로 교반되는 시스템은 즉, 유동층(fluidized bed)을 이용하는 시스템이 시간당 3톤의 초과 용량을 갖는다; 그러나 재료 칩을 위한 상기 시스템에서 함께 부착되는 높은 경향이 있다. 더우기, 그와 같은 시스템은 시스템을 작동시킬 때 어려움을 증가시키는 높은 에너지 소비를 갖고 있다.

기계적으로 교반되는 시스템은, 즉 열 교환 용적을 갖는 믹서를 이용하는 시스템이 미분(fines)의 초과 발생을 포함한다. 게다가 결정을 위한 긴 잔류 시간이 이와 같은 기계적인 시스템에서 필요로 하기 때문에 높은 생산율을 얻기에는 어려움이 있다. 폴리머 결정을 위해 개방된 기계적인 타입의 종래 시스템이 Halek, et al. 특허 4,223,128호와 Herron 특허 4,161,578호에 공지되어 있다.

[본 발명의 요약]

본 발명의 시스템이 중요한 동작 효율을 얻기 위한 기계적으로 교반되는 타입의 결정기(crystallizer)를 포함한다. 특히, 본 발명은 공중합체의 결정을 위한 시스템을 고려하며, 공중합체와 단일 중합체를 포함하는 조합, 예를 들어 시스템에서 결정화를 위한 폴리에틸렌 테레프탈레레이트의 칩의 처리가 시간당 약 2 내지 10톤 사이의 용량을 갖는다. 또한 비교적 짧은 잔류 시간이 특별한 폴리머에 의존적으로 요구되는 5내지 60분의 잔류 시간을 갖는 시스템을 특징으로 한다. 이 시스템은 미분의 형성을 최소화하고 부착 및 소결에 대한 경향을 피하며 알맞은 반응을 얻기 위한 충분한 교반을 제공한다. 이 모든 결과는 비교적 낮은 에너지 소비로 얻어진다.

본 발명의 장치는 회전자의 길이를 따라 장착된 공동의 떨어진 다수의 디스크를 지지하는 회전자를 갖는 고정형 하우징을 포함한다. 따라서 이 장치는 본 발명의 특징이 되는 수정안과 함께 본 출원의 양수인인 Bepex사에 의해 제조된 TORUSDISC와 같은 구조의 이용을 포함한다.

상기 하우징은 디스크의 내부로 가열된 유체를 전달하여 디스크의 외부 표면 온도를 제어하는 입력 수단을 포함한다. 재료 공급 유입 수단은 하우징과 연결되어 있고, 도입되는 폴리머 재료는 디스크의 외부 표면을 결합하여 결정 반응을 얻는데 필요한 열 교환을 제공한다.

상기 디스크는 지지 회전자에 의해 회전되며, 이것은 재료 유출 수단을 향한 하우징의 길이를 따라 재료를 추진시키는 동작을 한다. 제어 수단이 회전자 구동 수단과 연결되어 재료 교반의 원하던 강도와 일치하는 또한 하우징 안에서 재료의 필요한 운반과 일치하는 회전자의 회전 속도를 얻는다. 상승 제어 수단은 재료의 방출에 독립적으로 영향을 주며 하우징에서 재료의 잔류 시간의 고정을 위해 하우징에 의해 제한되는 유출 수단에 인접하여 위치한다.

상술한 장치를 작동시키는 방법에서 여러 단계가 취해져서 결정 반응에서 최대 효과를 얻으며 칩의 접착성과 소결을 최소화한다. 따라서 수단들은 2:1과 20:1 사이의 배율로 바람직하게는 4:1로 하우징의 유입 단부 부분에서 비결정 재료에 대한 결정 재료의 비율을 제어하는데 제공된다. 본 발명의 한 형태에서, 재료는 발생하는 반응을 위한 제어의 요소를 더하는 별도의 떨어진 유입 수단을 통해 도입된다. 독립된 가열 유체 유입 수단은 회전자의 부분에 제공되므로, 인접하는 부분들은 다른 온도에서 유지되어 최적의 온도 운동학과 폴리머 재료를 위한 최적의 반응 비율을 얻는다. 본 발명의 다른 특징은 직경을 변경하는 회전자 부분의 이용을 포함하며, 재료와 만나는 가열 교환 표면 영역이 장치의 다른 부분에서 변경된다.

또한 재료의 부분들을 최소화 하며 재료의 다른 부분에 상대적으로 하우징에서 긴 잔류 시간을 갖는 방법과 수단들이 제공된다. 따라서 이 시스템 설계는 재료가 하우징을 통해 진행될 때 “정체 영역(stagnant zones)” 또는 “죽은 영역(dead spaces)”을 점유하는 재료의 어떠한 경향이라도 피한다. 브레이커 바아 수단(breaker bar means)은 바람직하게는 디스크와 이동 베드 사이의 상대 속도를 증가시켜 하우징 안에서 표면에 부착하는 재료의 어떠한 경향도 최소화하는데 이용된다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 시스템에 이용하기 위해 발명된 타입의 회전자 지지 가열 교환 디스크를 가진 하우징의 단면도.

제2도는 제1도의 하우징의 수직 단면도.

제3도는 본 발명의 사상에 일치하는 폴리머 결정기로서 이용되게 수정된 회전자와 디스크를 갖는 하우징의 측면도.

제3A도는 추진제를 위한 베인 또는 조정가능한 플라우를 포함하는 시스템에서 이용되는 디스크의 상세도.

제3B도는 위어(weir) 지지 수단의 상세도.

제3C도는 제3B도의 선 3C-3C에 따른 두개의 지지 수단의 수평도.

제4도는 제3도에 도시된 장치의 평면도.

제4A도는 제3도의 장치를 위한 유입 수단의 특별한 형태를 나타내는 도면.

제4B도는 제4A도의 선4B-4B에 따른 횡단면도.

제5도는 본 장치를 위한 회전자 구동 및 방출 수단을 나타내는 제3도의 장치의 단면도.

제6도는 제3도의 선 6-6에 따라 취한 장치의 횡단면도.

제7도는 본 발명의 대안을 포함하는 회전자와 디스크 수단의 스플릿 형태를 나타내는 장치의 평면도.

제8도는 유입과 방출 수단의 수정된 형태를 나타내는 장치의 평면도.

제9도는 유입과 방출 수단의 다른 대안 형태를 나타내는 장치의 평면도.

제10도는 회전자와 디스크의 수정된 형태를 나타내는 장치의 수평의 횡단면도.

제10A도는 제10도에 도시된 장치에 대한 대안 장치의 도면.

제11도는 각각의 공동 디스크로부터 압축물을 제거하기 위한 수단을 나타내는 장치의 횡단면도.

제12도는 가열된 액체를 순환시키기 위한 수단과 배플의 이용을 나타내는 장치의 횡단면도.

제13도는 제12도의 선 13-13에 따라 취한 수평의 횡단면도.

제14도는 하우징의 “죽은 공간”에서 재료의 수집을 최소화하기 위한 하우징에 위치하는 삽입물의 투시도.

제15도는 죽은 공간에서 재료의 수집을 최소화하기 위한 수평선으로부터 도시된 장치의 횡단면도.

제16도는 바닥의 방출을 포함하는 수정된 하우징의 도면.

제17도는 제16도의 선 17-17에 따라 취한 단면도.

[발명의 상세한 설명]

제1도와 제2도는 본 발명의 실시에서 이용하기 위해 숙고된 타입의 장치를 나타내는 도면이다. 이 장치는 U-형상 바닥 부분(12)과 평평한 상측 커버(14)를 포함하는 하우징을 갖는다. 상측 벽은 재료 유입구(16)를 지지하며 출구 구조물(18)은 한측 벽에 위치한다.

관형 끝부분(20과22)을 제한하는 회전자는 하우징 안에 회전을 위해 장착되어 있다. 베어링(24)은 이들 관형 부분을 지지하며, (도시되지 않은) 구동 수단은 이 관형 부분의 한 쪽에 연결되어 있다. 수단들은 관형 끝부분(22)안으로 가열된 유체를 보내는데 제공된다. 플레이트(26)는 플레이트를 넘어 그리고 내측의 회전자 몸체 부분(32)에 장착된 다수의 디스크(30)의 내부를 통해 가열된 유체의 통로를 위한 개구(28)를 제한한다.

도시된 바와같이, 각각의 디스크(30)는 내부의 플레이트(34)를 가지며 이것은 가열된 유체를 디스크의 가장자리로 외부로 방사상으로 흐르게하고 방사상으로안으로 환상의 통로 안으로 흐르게하며, 이것은 이웃하는 디스크와 통한다. 그 결과 관형 단부(22)를 통해 도입된 가열된 유체가 각각의 디스크를 통해 순환하고 경우에 따라서는 외부로 관형 단부(22)와 연결된 유출구 파이프(21)를 통해 통과한다. 도시된 바와같이, 제1도와 제2도에 도시된 타입의 시스템은 종래 방식으로 공지되어 있고, 이 디스크의 외부 표면이 열 전달 표면을 제공하는 것으로 공지되어 있다. 따라서 유입구(16)를 통해 유입되는 재료는 하우징을 통해 유출구로 밀려지는 동안 이 외부의 표면과 접촉을 통해 가열된다. 도시된 실시예에서, 가열 전달 유체는 취급되는 재료와 관련하여 역으로 흐른다; 그러나 이 시스템은 가열 유체와 재료의 동일 방향에 적합하다.

제2도에 도시된 유출 수단은 위어를 포함하며, 이것은 하우징 안에 재료의 레벨을 제어하는데 이용된다. 따라서, 재료가 장치의 방출 단부로 밀려졌을 때, 이 디스크의 추진 작용은 재료를 위어를 넘어 아래로 방출하기 위해 위어의 상측 에지위로 울린다.

본 발명에 따라, 조정가능한 위어는 하우징으로부터 재료의 방출 레벨과 하우징 안의 재료의 상승 정도를 제어하는 수단으로 이용된다. 본 발명은 주요 대상으로서 “상승 용적(holdup capacity)”율의 성취를 가지며, 이것은 취급되는 특별한 폴리머에 최적이다. 상승 용적율은 주어진 시간에 아직 결정화되지 않은 하우징 안의 재료의 양에 대한 이미 결정화된 하우징 안의 재료의 양의 비율을 포함한다. 이 비율을 제공되는 재료가 이미 도입된 재료에서 묽어지고, 이것은 달라붙는 그리고 불리한 결과를 최소화한다. 이 결과는 새롭게 제공되는 재료가 하우징 안으로 들어갈 때 즉시 더 심각한 조건을 만나게 되는 곳에서 나타날 수 있다.

하기에 상세한 설명으로부터 명확해지는 것처럼, 유입 부분 안의 결정화되지 않은 칩에 대한 결정화된 칩의 알맞은 비율의 유지가 재료의 적당하지 않은 접착성과 관련한 문제를 최소화하고 특히 열 민감성 폴리머와 연결된 문제를 피할 때 도움이 된다. 상승 용량에 영향을 주며 부착 문제를 다루는 다양한 수단이 설명되어 있다.

제3도 내지 제6도에는 폴리머의 결정화를 위해 이용되는 시스템을 위한 제1도와 제2도에 도시된 타입의 장치의 특별한 적응이 도시되어 있다. 이 도면에는 부가의 유입구가 고려될지라도, 두개의 재료 유입 수단(42)과 재료 유출 수단(44)을 제공받는 하우징(40)이 도시되어 있다. 모터(46)는 구동 샤프트(48)와 구동 벨트(50)를 포함하며, 이것은 회전자(54)의 샤프트(52)를 회전시키는데 이용된다. 이 회전자는 다수의 공동의 디스크(56)를 옮기며, 이것은 제1도와 제2도와 관련하여 설명된 방법으로 일반적으로 작동한다. 뜨거운 오일을 포함하는 가열된 유체는 디스크를 통한 순환을 위해 파이프(58)를 통해 도입된다. 이 실시예에서, 가열된 유체는 공동의 회전자를 통해 되순환되며 유출구 파이프(60)를 통해 나온다.

이 하우징(40)은 제6도에 도시된 것처럼 안으로 그리고 아래로 뻗어 있는 다수의 브레이커 바아(55)를 지지한다. 화살표(57)는 방출 단부로 향하는 장치를 볼 때 시계 방향 운동이 회전자에 의해 제공되는 사실을 보여준다. 따라서, 이 재료는 디스크에 의해 제공되는 아래 방향 운동 중에 브레이커 바아(55)를 만난다.

브레이커 바아는 이런 타입의 장치에서 이전에 이용되었지만 하우지의 유출구와 주로 인접한다. 또한 그와 같은 이전 바아는 하우징의 반대측에 위치하고, 이 재료는 제5도와 제6도에 도시된 하방 운동 동안보다 상방 흐름 동안 그와 같은 바아를 만난다. 폴리머 결정화에 이용되는 장치 안에 브레이커 바아는 하우징의 길이를 통해 또는 결정화가 개시된 영역에 위치한다. 더우기, 이 브레이커 바아가 하방 흐름 방향으로 재료를 만나도록 위치할 때 재료의 부착을 방지하는데 가장 효과적이다.

또한 제3도 내지 제6도에는 하우징의 상측 근처에 그리고 디스크가 재료로의 상방 운동을 제공하는 영역에 위치한 삽입물(62)이 도시되어 있다. 이 삽입물은 하우징의 유입단부로부터 상당한 거리 정도 제3도와 제4도에 도시된 것처럼 하우징의 이 중앙부를 넘어 뻗어 있다. 또한 이 삽입물은 제14도에 도시된 삽입물의 상세도에 의해 보여지는 것처럼 하우징의 이 상측 코너에 상당한 공간을 갖는다.

삽입물에 의해 점유되는 하우징의 영역에서 하우징의 상측 코너는, 시스템에 의해 이동되는 이웃 재료와 비교할 때 재료가 모아지고 고정되거나 또는 거의 고정되는 하우징에서의 “죽은 공간” 또는 고여 있는 재료 영역을 제거하는데 이용된다. 이와 같은 고여 있는 재료 영역은 하우징에서 긴 잔류물을 가지는 재료가 버려지고 그리고 재료가 이용될 수 없는 점에 대한 상승된 온도 조건에 종속된다. 물론, 이와 같은 정체 영역의 현존은 본 발명이 피하려는 칩의 부착에 의해 뒤따르는 비결정화된 재료에 대한 결정화된 재료의 불균일 비율을 결과한다.

이 삽입물(62)은 바람직하게는 제3도, 제4도 그리고 제6도에 가장 잘 도시된 것처럼 배플(64)과 조합되어 있다. 이 배플은 이 삽입물의 단부에 부착되고 방출 단부를 향해 이동하는 것과 반대로 회전자의 축 둘레에서 진행하는 위치에서 재료의 방향을 정하는 장벽을 제공한다. 이것은 다시 하우징의 상측 코너 영역에서 발생하는 정체 영역의 유사성을 줄이는데 이용된다.

제4A도와 제4B도는 이 유입구(42)의 바람직한 장치가 도시되어 있다. 도시된 것처럼, 각각의 유입구는 하우징 안으로 재료를 들이기 위한 중앙 통로(70)를 제한한다. 이 통로 아래에, 단편(74)에 의해 하우징의 상측 벽으로부터 걸려 있는 플레이트(72)가 제공된다. 이 플레이트(72)는 휘어지고, 이 플레이트의 맞은편 측에 아래로 경사진 표면을 제공하므로, 통로(70)에 의해 방향 잡힌 재료가 두개의 방향으로 나뉘어지고 이 디스크 상에 더 평평하게 분배된다. 이것은 이 시스템을 삽입하는 재료의 더 평평한 분배를 제공하여 유입 영역에서 적어도 초기 처리 단계 동안 비결정화된 칩에 대한 결정화된 칩의 바람직한 모순없는 비율을 유지하는 대상을 강화시킨다.

또한 공간적으로 떨어진 유입 개구(42)의 조건은 재료의 더 평평한 분배와 이 디스크로부터 열 전달의 더 효과적인 이용을 제공하는데 쓰인다. 이 때, 유입 수단 양측은 동시에 이용될 수 있고, 이것들은 동작이 진행될 때 선택적으로 이용될 수 있고, 하나 또는 다른 하나는 이 시스템에서 취급되는 재료의 종류에 따라 개별적으로 이용될 수 있다. 또한 부가적인 유입 수단이 이용될 수 있고, 공간적으로 떨어진 유입 수단이 적어도 초기 처리 단계 동안 비결정화된 칩에 대한 결정화된 칩의 바람직한 비율을 실행하는 특히 효과적인 수단이다.

또한 제3도 내지 제6도의 장치는 하우징의 내부로의 압력하에 공기 또는 다른 가스의 도입에 적응된 다수의 노즐을 포함한다. 이 노즐들은 하우징의 길이를 따라 공간을 가지므로 가스가 처리되는 재료에 따라 또는 하우징의 길이에 따라 압력하에 도입될 수 있다.

이 공기 또는 다른 가스 퍼지의 목적은 재료를 흔들어 혼합하고 또한 결정 반응과 건조가 일어날 때, 물, 글리콜 그리고 아세틸 알데히드를 포함하는 반응의기화된 생산물을 규칙적으로 제거하기 위한 효과적인 수단을 제공하는 것이다. 처리될 재료의 0.9 내지 7.3kg (2내지 16파운드)에 대한 공기의 0.4536kg (1파운드)의 비율은 전형적인 재료의 2.3kg (5파운드)에 대한 공기의 약 0.4536㎏ (1파운드)의 비율과 함께 고려된다. 제6도에 도시된 것처럼, 매니폴드(82)는 콘디트(84)를 통해 압력이 있는 공기를 노즐(80)에 전달하는데 이용된다. 어떤 알맞은 수단이 공기 또는 다른 가스의 도입을 실시하는데 이용될 수 있고 이 가스는 가열되어 부가의 열 소스가 바라던 곳에 제공한다.

또한 제3도 내지 제6도 장치는 이 시스템을 위한 유출구에 인접한 위어 장치의 이용을 포함한다. 특히 개구(90)는 유출구(44)와의 교통을 위한 하우징의 측벽 안에 제공된다. 이 유출구는 하측의 플랜지(92)를 포함하며, 이것은 중앙의 개구(94)를 제한하며, 이것은 결정화된 폴리머를 다음의 동작 단계로 보내기 위한 방출 콘디트에 전형적으로 연결된다.

특히 제3B도 내지 제3C도에 도시된 것처럼, 위어는 하우징의 끝 벽(100)에 장착된 스터드(98)에 의해 뗄수 있게 지지된 다수의 직사각형 바아(96)로 이루어진다. 이 바아는 L형상의 단부(102)를 포함하며, 이것은 하우징의 측벽으로부터 외부로 뻗어 있는 핀(104)과 결합한다. 이 바아는 하나를 다른것의 상측에 놓아 유출구 안으로의 재료의 통로로 굳건한 장벽을 형성한다. 바아에 의해 형성된 위어의 높이는 그리고 (비결정 재료에 대한 결정 재료의 비율에 영향을 주는) 하우징 안의 재료의 상승의 정도가 원하던대로 바아를 제거하거나 또는 첨가하므로써 변한다. 이 바아의 각진 배열은 재료 제거를 용이하게 한다.

또한 상승의 정도는 수평선을 갖는 하우징 축의 관계를 조정하여 제어될 수 있다. 도시된 잭 수단(106)은 방출 단부가 유입 단부에 상대적으로 수평선으로부터 상승될 때 더해지는 상승 용적을 갖는 하우징의 경사를 바꾸는데 이용될 수 있으므로 하우징은 유출 수단(44)을 향해 위로 경사진다.

이 시스템의 강화된 동작은 이 디스크(56)의 표면 거칠기가 제어될 때 달성된다. 특히 이 표면에 대한 재료의 부착성의 경향은, “압연 다듬질”이 즉 50 rms보다 큰 표면 거칠기가 전형적으로 이용되는 광택 표면에 반대로 유지될 때 피해지거나 또는 적어도 최소화된다. 디스크를 만드는데 이용되는 재료가 충분히 거칠지 않은 곳에서, 바람직한 결과가 피닝, 샌드 블래스팅, 스크래칭 또는 유사한 동작에의해 달성된다.

본 발명의 실시의 예에서 비결정화된 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 제3-6도에 도시된 타입의 하우징에 첨가되었다. 이 비결정화된 재료는 시간당 4톤의 비율로 더해진다. 그리고 입자를 위한 평균 잔여 시간은 45분이다. 공급 영역에서 비결정화된 재료에 대한 결정화된 재료의 비율은 약 4:1에서 유지된다. 이 디스크(56)는 구동되어 분당 약 64m(210피트)의 최고 속도를 달성한다. 이 비결정화된 재료는 160 ℃(320 ℉)의 온도에서 나오는 결정화된 재료와 함께 실내 온도에서 하우징에 제공되었다. 뜨거운 오일은 204 ℃(400 ℉)의 온도에서 파이프(58)를 통해 도입된다. 재료 유입에서의 온도는 약 10 ℃(50 ℉)에서 유지되었다.

제7도에는 제3도의 장치의 수정된 형태가 도시되어 있고, 디스크(56)는 장치의 양 단부로부터 가열된 유체를 수용하고 각각의 단부로 이 유체를 되 순환시키는데 적응된다. 따라서, 가열된 유체 유입 파이프(58)가 이 장치의 양 단부에 위치하고, 그리고 이 파이프들은 서술된 방식으로 각 단부로부터 디스크로 가열된 유체를 전달한다. 중앙에 위치한 플레이트(110)는 장벽으로서 이용되어 이 디스크를 두 부분으로 나눈다. 개구(112)는 회전자에 의해 제한되어 공동의 회전자를 통해 그리고 방출 파이프(60)를 통해 가열된 유체의 순환을 허용한다.

제7도의 장치를 가지고, 처리될 재료는 하우징의 다른 부분에서 제어된 온도 조건에 노출된다. 예를 들어 하우징의 좌측 유입 측에서 이 디스크의 외부 표면의 온도가 하우징의 우측에서 디스크의 표면 온도보다 낮은 37.8 ℃(100 ℉)인 것을 고려할 수 있다. 이 장치에 있어서, 더 민감한 폴리머와 관련하여 중요한 재료의 점진적인 가열이 있다. 또한 이 온도는 결정의 비율에 그리고 다른 온도 영역에 영향을 주어상승 용적 비율을 제어하기 위한 부가의 수단을 제공한다.

제8도에는 본 발명의 한 형태가 도시되어 있고, 하우징(120)이 하우징의 반대편 단부에 위치한 한 쌍의 유입 수단을 제공받는다. 단일의 유출 수단(124)은 하우징의 중앙에 위치하며 양측으로부터 제공되는데 적응된다. 이 장치는 결정기의 대량 흐름을 개선하는데 이용되며 또한 처리 시스템의 가능한 레이아웃을 개선하는데 이용될 수 있다.

또 다른 대안이 제9도에 도시되어 있고, 이 하우징(130)은 하우징으로부터 일반적으로 중앙에 위치한 별도의 유입 수단(132)을 제공 받는다. 별도의 유출 수단(134)은 각각의 유입구로부터 들어오는 재료를 위애 제공된다. 이 디자인은 끝 플레이트에 인접한 영역에 비결정화된 칩의 정체를 제거한다.

제8도와 제9도에 있어서, 회전자가 하우징의 양 부분에서 동일 방향으로 이의 측 둘레에서 회전한다 할지라도, 단일의 회전자는 반대 방향으로 재료를 이동시키는데 이용된다. 이것은 제3A도에 도시된 방식으로 공동의 디스크(56)의 원주림(138) 둘레에 부착된 인접하는 플로우 또는 베인(136)에 의해 수행된다. 출원인의 양수인에 의해 만들어진 TORUSDISC 장치의 표준 동작 특징에 따라, 이 베인은 하우징 안에서 생산물의 운동 방향을 제어하는 수단으로서 이용된다.

이 플로우(136)와 림(138)은 바람직하게는 상대적으로 고속으로 그리고 하우징의 내벽을 갖는 특별히 공간이 있는 관계로 이동한다. 특히 분당 약 1,829 내지 15,240㎝ (60 내지 500피트 사이, 예를 들어 분당 64m (210피트)로부터의 선단 속도 또는 최고 속도가 열 교환 표면으로 재료의 부착력에 대한 경향을 최소화하는데 이용되는 동안 필요한 흔듦의 강도를 유지하기 위한 최적의 혼합 기능을 제공하는 것이 고려된다.

또한 플로우(136)의 외측 에지가 하우지의 내측 표면에 대해 1.27㎝ (1/2 인치) 보다 더 가깝지 않도록 되어 있다. 약 5.08㎝ (2인치)까지의 공간은 혼합을 강화시키고 더 가까운 공간이 이 효과적이라는 기대에 반하여 부착력을 최소화한다. 또한 더 큰 공간은 스미어링(smearing)을 최소화하고 미분(fines) 발생을 줄인다.

제10도는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 예에서 하우징(140)은 회전을 위해 베어링(146)에 의해 지지되는 관형 단부(144)를 가지는 회전자(142)를 지지한다. 스팀 유입구(146)는 회전자를 위한 가열된 유체를 제공하는 수단으로서 이용되며 디스크와 스팀 유출구(150)가 방출 콘디트로서 이용된다.

스팀이 가열 유체로서 이용되는 곳에서, 디스크 내에 응축물의 강화 경향이 있다. 따라서 각각의 디스크는 어떠한 초과 응축물도 받아들이고 회전자(154)의 내부로 초과 응축물을 지나가게 하는 파이프(152)를 제공받는다. 회전자 안에 이 응축물이 콘디트(150)에 의해 힘을 받는다. 앞서 언급한 TORUSDISC 장치에서 이용된 것처럼, 파이프(152)는 디스크와 함께 회전하며 디스크 내로부터 물을 “퍼내고” 이것은 회전하여 제11도에 도시된 것처럼 받아들일 수 있는 레벨(156)에서 응축을 유지한다. 또한 이 응축물은 스팀 유입구(146)를 지탱하는 동일 단부로부터 제거될 수 있다.

제10도는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있고, 관형의 열 절연 슬리브(158)가 유입구(160)에 인접한 영역에서 회전자(154) 둘레에 위치한다. 이 장치에서 하우징을 삽입하는 재료는 회전자의 표면에 그리고 유입구에 인접한 디스크의 모든 표면 영역에 즉시 노출되지 않는다. 그 대신에 이 재료는 그와같은 완전히 높은 온도 노출로부터 한 정도에 절연된다.

슬리브(158)보다 더 작은 직경의 인접하는 관형 절연 슬리브(162)가 디스크의 다음 세트 사이에 위치한다. 이 더 작은 직경 슬리브는 처리되는 재료가 디스크 표면의 더 큰 영역에 노출되기 때문에 열 교환 표면으로부터 어느 정도 덜 절연을 제공하므로 열 전달의 더 큰 정도가 하우징의 이 부분에서 발생한다.

재료가 아래로 이동할 때, 이것은 먼저 회전자 표면과 만나며 또한 이것은 인접한 디스크의 다음 쌍의 완전한 표면 영역에 노출된다. 이 장치는 민감한 폴리머의 결정화가 관련되는 곳에서 온도를 점진적으로 증가시키기 위해 특히 유리한 노출을 제공한다.

또한 공급되는 재료가 가장 큰스트레스에 종속되며, 그리고 제10도의 장치가 이 영역에서 역 효과를 최소화한다. 따라서 재료의 용적이 이 영역에서 더 작기 때문에 더 작은 열 교환 표면의 제곱으로, 스트레스가 덜한 조건이 충족된다. 또한 재료의 더 작은 요적으로, 결정기의 유입 영역안에 흔듦과 상승 용적의 비율을 일찌기 제어한다.

제10A도에는 제10도에 도시된 시스템의 수정안이 도시되어 있다. 이 예에서, 디스크를 지지하는 회전자(170)는 유입구(174) 아래 영역에서 더 큰 직경을 갖는다. 이 회전자는 원추형상이며 그 직경은 점차로 아래 방향으로 줄어든다. 따라서 노출된 가열된 표면 영역의 양이 증가하고 대부분의 디스크 표면이 열 전달에 유용하기 때문에 회전자의 직경이 감소한다.

또한 회전자의 방출 단부가 제10A도에 도시되고 점진적으로 증가하는 직경이 이 영역에서 회전자를 특징으로 한다. 이 대안은 교반을 강화하며 그리고 재료의 레벨이 떨어지는 영역에서 디스크 표면의 더 빠르게 이동하는 부분과 재료 사이의 충분한 접촉을 보장하여 잔류 시간에 알맞지 않은 변형예를 피하는데 이용된다.

제12도와 제13도에는 효과적인 폴리머 결정에 알맞은 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 예에서, 회전자(182)와 다수의 디스크(184)를 지지하는 하우징이 회전자에서 공간적으로 떨어진 관계로 장착되어 있다.

인접하는 각각의 디스크 사이에 배플이 위치하며, 이것은 공동의 내부를 제한하며 그리고 디스크의 측벽을 갖는 공간 관계적으로 위치히므로, 재료가 인접하는 표면 사이에서 움직인다. 공동의 내부는 하우징(180)의 외벽(190)과 내벽(192) 사이에 제한된 공간과 통한다. 가열된 오일 또는 스팀은 벽돌 사이에 그리고 배플의 공동 내부 안으로 제공되는데 적응되어 30%로 이 시스템의 가열 표면 영역을 증가시킨다.

상기 배플(186)은 재료를 만나는 영역을 차지하며 이것은 디스크 운동에 응하여 위로 움직인다. 따라서 배플은 열 교환 기능에 부가적으로 혼합 기능으로 작용한다.

제12도와 제13도에 도시된 장치는 장치의 많은 흐름 실현을 대부분 개선시킨다. 그러므로 도입되는 재료의 고르지 않은 잔류 시간을 위한 TORUSDISC 구조에서 한 경향이 있고, 예를 들어 입자가 두 시간까지 또는 30분 이하로 흘러갈수 있다. 폴리머 결정의 경우에 더 긴 잔류 시간이 해롭지 않을 수 있지만, 더 짧은 잔류 시간이 원하던 반응을 얻는데에는 일반적으로 불충분하다. 제12도와 제13도에 도시된 것처럼 배플은 더 큰 열 교환을 보장하여 너무 작은 잔류 시간으로부터 결과하는 문제를 최소화하고, 또한 이 배플의 현존이 더욱 완전한 혼합 작용과 이 시스템에 의한 재료의 더 균일한 흐름을 제공하여 원하던 상승 용량율의 달성을 강화하는데 이용된다.

제15도에는 이 시스템의 정체 영역을 피하는 다른 수단이 도시되어 있고, 이것은 그 영역에서 비결정 재료에 대한 결정 재료의 비율을 뒤엎는다. 이 예에서, 하우징(200)은 이의 축에서 기울므로 재료가 202로 표시된 코너에 모아지는 경향을 갖지 않는다. 따라서 하우징의 기울음은 디스크의 작용에 종속되고 정체되지 않는 유니트의 우측으로의 재료의 운동을 촉진시킨다.

제16도와 제17도에는 재료가 이미 설명된 것처럼 측면 방출에 반대로 하우징의 바닥을 통해 방출되는 장치가 도시되어 있다. 이 경우에 하우징(210)은 방출 통로(212)를 지지하며, 이것은 하우징의 내부와 통한다. 힌지식 문(214)은 하우징과 플레이트(216)에 지지되어 있다. 피스톤(218)은 문(214)의 각도와 방출 슈트를 가진 하우징과 통하는 개구의 크기를 조절한다.

위어(220)는 방출 문(214)이 충분하지 않은 경우 발생할 수 있는 어떤 재료의 넘침을 위한 끝 플레이트(216)에 의해 옮겨진다. 방출 문의 비율을 조절하기 위해 기체 수력학적인 실린더(222) 그리고 관련 피스톤이 하우징 안에 장착된 레벨 프로브(224)의 출력에 의해 조절된다. 이 프로브는 바람직하게는 마이크로프로세서에 연결되고, 이것은 교대로 실린더와 피스톤을 작동시켜 이 장치로 정확성을 얻는다.

여러가지 변경과 수정이 하기의 청구 범위에서 처럼 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이 언급한 시스템에서 이루어질 수 있다.

Claims (2)

1. 고정형 하우징. 이 하우징 안에서 회전을 위해 장착된 회전자, 상기 회전자의 길이를 따라 장착된 공간적으로 떨어진 공동의 다수 디스크, 이 디스크의 내부로 가열된 유체를 전달하는 수단, 폴리머 재료가 재료의 가열을 위한 디스크의 외부 표면과 연결되게 적응되며, 상기 하우징과 연결된 재료 공급 유입 수단, 회전자를 위한 구동 수단, 하우징의 길이에 따라 재료를 나르도록 작동하는 회전 디스크, 상기 유입 수단에 대해 공간을 갖는 관계에서 상기 하우징과 연결된 재료 유출수단, 상기 하우징에서 재료의 교반과 운반에 영향을 주는 상기 회전자의 회전 속도를 정하는 제어 수단 및 잔류 시간을 고정시키고 하우징에서 비결정 재료에 대한 결정 재료의 비율을 제어하기 위한 상기 제어 수단에 대해 독립적으로 작동하는 상승 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머의 결정을 위한 장치.
2. 고정형 하우징 안으로 폴리머 재료를 도입하는 단계를 포함하며, 상기 하우징은 하우징 안에 회전을 위해 장착된 회전자 및 이 회전자의 길이를 따라 장착된 다수의 이격된 공동의 디스크를 가지며, 디스크의 내부로 가열된 유체를 전달하며, 상기 하우징과 연결된 공급 유입 수단을 통해 상기 폴리머 재료를 전달하며, 상기 재료는 재료의 가열을 위한 디스크의 외부 표면과 결합하며, 상기 회전자를 구동시키며, 회전하는 회전자의 디스크가 하우징의 길이를 따라 재료를 추진하도록 작동하며, 상기 유입 수단에 대해 떨어진 관계로 상기 하우징과 연결된 유출 수단을 통해 결정 재료를 방출하고, 상기 회전자의 회전 속도를 제어하여 하우징 안에 재료의 교반과 운반에 영향을 주며, 상기 유출 수단을 통해 재료의 방출을 제한하여 회전 속도의 영향에 독립적으로 재료의 잔류 시간을 정하고 제어되는 잔류 시간이 2:1 내지 20:1의 비결정 재료로서 유지하는 것을 특징으로 하는 폴리머의 결정 방법.