WO2021145139A1 - 乾燥システム、ベントシステム及び製造システム - Google Patents

乾燥システム、ベントシステム及び製造システム Download PDF

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WO2021145139A1
WO2021145139A1 PCT/JP2020/047413 JP2020047413W WO2021145139A1 WO 2021145139 A1 WO2021145139 A1 WO 2021145139A1 JP 2020047413 W JP2020047413 W JP 2020047413W WO 2021145139 A1 WO2021145139 A1 WO 2021145139A1
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WO
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gas
drying
resin material
vent
tank
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PCT/JP2020/047413
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English (en)
French (fr)
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伴成 田嶋
優 高嶋
友 山崎
佐藤　裕一
博樹 畠山
央 村山
政美 大原
Original Assignee
東洋製罐株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/06—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/84—Venting or degassing ; Removing liquids, e.g. by evaporating components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/18—Feeding the material into the injection moulding apparatus, i.e. feeding the non-plastified material into the injection unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/58—Details
    • B29C45/63—Venting or degassing means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/12—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by dry-heat treatment only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to a drying system, a venting system and a manufacturing system.
  • Resin containers such as polyethylene terephthalate (PET) containers called PET bottles are widely used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • used containers are collected and reused as materials to manufacture containers.
  • a resin material which is a recycled material
  • mechanical recycling the collected used containers are sorted, crushed, and washed to remove surface stains and foreign matter, and then the contaminants remaining inside the resin are exposed to high temperatures and decontaminated.
  • NS Resin containers such as polyethylene terephthalate (PET) containers called PET bottles are widely used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET when PET is reused as a recycled material (recycled PET) by mechanical recycling, a part of PET is depolymerized or thermally decomposed by decontamination treatment at a high temperature to obtain monohydroxyethyl terephthalate (monohydroxyethyl terephthalate).
  • MHET bishydroxyethyl terephthalate
  • CT cyclic trimmer
  • acetaldehyde and other sublimable or volatile low molecular weight components are produced. If such a low molecular weight component is contained in a large amount in the recycled material or is supplied to injection molding while adhering to the recycled material, the injection molding die and peripheral devices are contaminated, and the product Problems such as reduced productivity can occur.
  • impurities contained in the resin material such as the above-mentioned low molecular weight component contained in the recycled material, are removed before use.
  • An object of the present invention is to remove impurities contained in a resin material.
  • a drying system for drying a resin material using a circulating gas heats a dehumidifying device configured to dehumidify the gas into a dehumidifying gas and the dehumidifying gas.
  • a heater configured to be a dry gas
  • a drying tank accommodating the resin material and being configured to blow the dry gas
  • exhaust gas from the drying tank are configured to circulate.
  • the cooling gas is configured to be sent to the dehumidifier for the dehumidification.
  • the vent system for removing impurities from the molten resin material reduces the pressure of the molten portion having a vent port configured to heat and melt the resin material and the vent port.
  • a vent port configured to heat and melt the resin material and the vent port.
  • the manufacturing system uses the drying system, the vent system configured to use the resin material dried by the drying system, and the molten resin material for injection. It is equipped with an injection molding machine that performs molding.
  • impurities contained in the resin material can be removed.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of a configuration example of a manufacturing system according to an embodiment.
  • the present embodiment relates to a manufacturing system used for manufacturing a resin product.
  • Examples of completed resin products include containers made of polyethylene terephthalate (PET) called PET bottles.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the present embodiment relates to a manufacturing system including an injection molding machine for molding a preform for manufacturing a PET bottle.
  • the manufacturing system of the present embodiment is configured so that impurities contained in the resin material can be efficiently removed.
  • the recycled material of PET by mechanical recycling may contain more impurities such as low molecular weight components than the virgin material. Therefore, this manufacturing system is particularly suitable when PET recycled material is used.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of a configuration example of the manufacturing system 1 according to the present embodiment.
  • the manufacturing system 1 includes an injection molding machine 10, a drying system 20, and a vent system 30.
  • the drying system 20 circulates high-temperature air (drying circulating gas) to remove moisture, impurities, etc. contained in the flake-shaped or pellet-shaped resin material to be charged into the injection molding machine 10. In particular, low molecular weight components adhering to or adsorbed on the surface of the resin material can be removed as impurities.
  • the resin material dried and decontaminated by the drying system 20 is supplied to the injection molding machine 10.
  • the preform is molded by injection molding in the injection molding machine 10.
  • the vent system 30 is a system for removing impurities from a molten resin material by using a vent port of a melting unit portion for melting the resin material in an injection molding machine 10.
  • impurities low molecular weight components trapped in the resin material can also be removed as impurities.
  • the injection molding machine 10 includes a melting unit 120, an injection unit 130, and a mold 140.
  • the melting unit 120 has a cylindrical cylinder 121 and a screw 122 inserted into the cylinder 121.
  • the cylinder 121 is provided with a heater (not shown).
  • the flake-shaped or pellet-shaped resin material as a material is stored in a drying tank 211 called a hopper. As will be described later, the resin material in the drying tank 211 is stored in a dried state by the operation of the drying system 20.
  • the resin material is supplied from the drying tank 211 into the cylinder 121 of the melting unit 120.
  • the melting unit 120 heats the supplied resin material with the heat of a heater to melt it, and kneads it by rotating the screw 122.
  • the melting unit 120 functions as a melting unit configured to heat and melt the resin material.
  • the temperature inside the cylinder 121 is, for example, around 300 ° C.
  • the screw 122 agitates and melts the resin material in the cylinder 121 to make the temperature uniform, and sends the molten resin material to the injection unit 130.
  • the cylinder 121 is provided with a vent port 123 between the resin material supply unit and the resin supply unit to the injection unit 130, as will be described in detail later.
  • the injection unit 130 injects a predetermined amount of the molten resin material into the molded mold 140.
  • the molten resin injected into the mold 140 is cooled and solidified to complete a preform molded product.
  • the mold 140 is opened and the molded preform is taken out.
  • the drying system 20 includes a drying tank 211 connected to the injection molding machine 10 described above.
  • the drying tank 211 contains a flake-shaped or pellet-shaped resin material.
  • a resin material including a recycled material is used in particular. Recycled materials are prepared by crushing and cleaning used resin containers.
  • the recycled material of PET contains PET as a main component, but may contain water and low molecular weight component impurities derived from the resin material.
  • Heated dry circulation gas is blown into the drying tank 211.
  • the temperature of the dry circulating gas is, for example, about 130-200 ° C., for example, about 160 ° C.
  • the temperature of the resin material in contact with the high-temperature drying circulation gas in the drying tank 211 rises, and water and impurities contained in the resin material or adsorbed or adsorbed on the surface of the resin material move to the drying circulation gas.
  • the drying circulation gas containing water and impurities is discharged from the drying tank 211.
  • the exhaust gas is dehumidified and heated and reused as a dry circulating gas. Therefore, the drying system 20 includes a first heater 213, a first catalyst tank 215, a first filter 217, and a first heat exchanger, which are sequentially provided in the flow path of the exhaust gas (gas). It includes 219, a first blower 221 and an adsorption tower 223, and a drying heater 225.
  • the blower for circulating the gas is not limited to the first blower 221 but other blowers may be appropriately added to the flow path.
  • the amount of gas flowing through this flow path is adjusted by the first valve 251 which is a control valve.
  • the drying system 20 includes a nitrogen-enriched membrane 233 in order to additionally supply nitrogen gas to this flow path.
  • the outlet of the nitrogen-enriched membrane 233 is connected to the downstream of the first heat exchanger 219.
  • the amount of nitrogen gas supplied to the above-mentioned flow path is adjusted by the second valve 252, which is a control valve.
  • the exhaust gas from the drying tank 211 is heated and kept warm by the first heater 213.
  • the temperature of the exhaust gas is maintained by the first heater 213 at a temperature similar to the temperature of the drying gas in the drying tank 211, for example, about 130-200 ° C., for example, about 160 ° C. In this way, liquefaction (condensation) or solidification of impurities due to a decrease in the temperature of the exhaust gas is prevented, and contamination of pipelines and the like is suppressed.
  • a heat insulating material may be provided in the exhaust flow path to keep the exhaust gas warm.
  • the first catalyst tank 215 contains, for example, an active metal Pt / Pd-based catalyst.
  • the first catalyst tank 215 is provided with a heater 216, and the first catalyst tank 215 is heated to 150-550 ° C., more preferably 200-300 ° C. so as to promote the redox reaction. ing.
  • impurities contained in the exhaust gas are oxidatively decomposed by catalytic action, and at the same time, oxygen in the dry circulating gas is also consumed.
  • the exhaust gas that has passed through the first catalyst tank 215 is sent to the first heat exchanger 219 via the first filter 217.
  • the first heat exchanger 219 cools the gas.
  • the cooled gas is sent to the adsorption tower 223 by the first blower 221.
  • the first heat exchanger 219 is provided with a drain valve 258 for discharging the condensed liquid.
  • the adsorption tower 223 adsorbs the water contained in the cooling gas and dehumidifies it. By sufficiently cooling the gas in the first heat exchanger 219 before introducing it into the adsorption tower 223, a dehumidified gas sufficiently dehumidified in the adsorption tower 223 can be obtained.
  • the gas dehumidified by the adsorption tower 223 is sent to the drying heater 225.
  • the drying heater 225 heats the dehumidified exhaust gas to be used as the drying circulation gas.
  • the drying circulation gas heated by the drying heater 225 is circulated and supplied to the drying tank 211 again as described above.
  • the drying system 20 includes a second blower 235 and a regeneration heater 237 in order to regenerate the adsorption tower 223. Further, in order to switch the flow path between the drying step of supplying the drying circulation gas to the drying tank 211 and the regeneration step of regenerating the adsorption tower 223, the drying system 20 uses a third valve 253 and a fourth valve. It includes 254, a fifth valve 255, and a sixth valve 256.
  • the third valve 253 is provided between the first blower 221 and the suction tower 223, and the fourth valve 254 is provided between the suction tower 223 and the drying heater 225.
  • a branch path is provided between the third valve 253 and the suction tower 223, and the fifth valve 255 is provided here.
  • the second blower 235 and the regeneration heater 237 are connected to the suction tower 223 via the fifth valve 255.
  • a branch path is provided between the suction tower 223 and the fourth valve 254, to which one end of the sixth valve 256 is connected. The other end of the sixth valve 256 is open to the outside.
  • the third valve 253 and the fourth valve 254 are opened to open the circulation flow path.
  • the fifth valve 255 and the sixth valve 256 are closed.
  • the third valve 253 and the fourth valve 254 are closed, and the above-mentioned circulation flow path is cut off.
  • the fifth valve 255 and the sixth valve 256 are opened.
  • the outside air taken in by the second blower 235 is heated by the regeneration heater 237, and the heating gas is sent to the adsorption tower 223 via the fifth valve 255.
  • the water adsorbed on the adsorption tower 223 is taken away by the heating gas produced by the regeneration heater, and the gas containing the water is discharged to the outside air from the open end of the sixth valve 256.
  • the suction tower 223 is provided with a drain valve 259 for discharging the liquid.
  • drying system 20 for example, moisture and impurities of the resin material contained in the recycled PET material are removed by a high-temperature drying circulating gas aerated in the drying tank 211.
  • low molecular weight impurities adhering to or adsorbed on the surface of the resin material, which vaporize at the temperature of the dry circulating gas (for example, about 130-200 ° C.), can be removed.
  • low molecular weight impurities such as acetaldehyde, monohydroxyethyl terephthalate (MHET), and bishydroxyethyl terephthalate (BHET) are emitted from the resin material and are recovered in the dry circulating gas, and are recovered from the resin material. Will be removed.
  • these impurities are decomposed by a redox reaction in the first catalyst tank 215.
  • Impurities are removed by decomposition, and the dry circulation gas whose oxygen concentration is reduced by the redox reaction is supplied to the drying tank 211.
  • oxygen is consumed in the oxidation reaction, and the oxygen concentration of the dry gas is low, so that the oxidative deterioration of the resin material is more effectively prevented.
  • the same effect can be obtained by using an inert gas as a drying gas, but according to the drying system 20 of the present invention, the inert gas is not required and an inert gas supply device is not required. The same effect as when gas is supplied can be obtained.
  • the drying system 20 is not provided with the first catalyst tank 215, impurities pollute the inside of the flow path of the drying system 20 by condensation, solidification, precipitation, etc. due to a decrease in temperature.
  • impurities pollute the inside of the flow path of the drying system 20 by condensation, solidification, precipitation, etc. due to a decrease in temperature.
  • a large amount of dirt may be deposited on the first filter 217 and the first heat exchanger 219, which may cause a problem. If it is derived from impurities and a lot of dirt is deposited, it is necessary to clean it frequently. Frequent cleaning will reduce system availability, as product production will cease during cleaning.
  • the first catalyst tank 215 is provided, impurities are removed by the redox reaction by the first catalyst tank 215, and the frequency of cleaning or replacement of the first filter 217 is performed. Alternatively, the frequency of cleaning the first heat exchanger 219 can be reduced and the operating time can be lengthened. As a result, the productivity of the preform in the manufacturing system 1 is increased.
  • the temperature of the drying gas in the drying tank 211 is set to, for example, due to the problem of the precipitation of impurities and the number of cleanings thereof as described above. In some cases, the temperature may have to be suppressed to 130 ° C. or lower.
  • the temperature of the dry gas can be set to a high temperature of, for example, 150-200 ° C. As a result, the efficiency of drying the resin material and removing impurities can be improved.
  • the amount of impurities such as acetaldehyde, MHET, and BHET generated from the resin material as a gas is small at a low temperature of, for example, 130 ° C., but relatively large at a high temperature of, for example, 160 ° C. Therefore, impurities that cannot be removed when the dry circulation gas is at a low temperature can also be removed by using the high temperature dry circulation gas.
  • the vent system 30 is a mechanism for removing impurities contained in the resin material melted by the melting unit 120 of the injection molding machine 10 through a vent port 123 provided in the melting unit 120.
  • the low molecular weight impurities that can be removed include cyclic trimmer (CT), BHET, MHET, acetaldehyde, water and the like that come out as a gas from the resin material.
  • the vent system 30 is provided with a vacuum pump 311 in order to reduce the pressure of the vent port 123 to lower the boiling point of impurities and recover the gas from the inside of the melting unit 120.
  • An eighth valve 341 is provided between the vent port 123 and the vent system 30, and the connection between the melting unit 120 and the vent system 30 is switched by opening and closing the eighth valve 341.
  • the degree of vacuum at the vent port 123 is, for example, 0.01 kPa-4 kPa, preferably 0.1 kPa-3 kPa.
  • the pressure at the vent port 123 is monitored using the first pressure gauge 361.
  • a second heater 313 for maintaining the gas temperature and a second catalyst tank 315 for decomposing impurities are provided between the vent port 123 and the vacuum pump 311 in order from the vent port 123. And a second heat exchanger 321 for cooling are provided.
  • An oxygen generator 317 for supplying oxygen is connected to the second catalyst tank 315 via a mass flow meter 319 for adjusting the amount of oxygen.
  • the second catalyst tank 315 contains, for example, an active metal Pt / Pd-based catalyst.
  • a recovery tank 323 for recovering the liquid generated by cooling by the second heat exchanger 321 and for further removing impurities from the cooled gas.
  • a cold trap 325 is provided. The gas flow path via the recovery tank 323 and the cold trap 325 is connected to the vacuum pump 311 via the second filter 329. With such a configuration, impurities in the gas are completely removed before reaching the vacuum pump 311.
  • the temperature inside the cylinder 121 of the melting unit 120 is, for example, about 300 ° C., and the temperature of the vent port 123 is also about this temperature.
  • the gas containing impurities generated from the vent port 123 is guided to the second catalyst tank 315 while being maintained and kept at a temperature of about 300 ° C. by the second heater 313.
  • the second catalyst tank 315 is supplied with oxygen generated by the oxygen generator 317 and whose amount is adjusted by using the mass flow meter 319.
  • the pressure in the second catalyst tank 315 is measured and adjusted by the second pressure gauge 362.
  • the second catalyst tank 315 is maintained by being heated by the heater 316 to, for example, 150-550 ° C, more preferably 200-300 ° C.
  • the main impurities contained in the gas are oxidatively decomposed and removed.
  • the gas that has passed through the second catalyst tank 315 is cooled by the second heat exchanger 321.
  • the liquid recovered product produced by cooling by the second heat exchanger 321 is recovered in the recovery tank 323.
  • the recovery tank 323 is connected to the vacuum pump 311 via a second filter 329, and the degree of vacuum is maintained.
  • the recovery tank 323 is provided with a plurality of valves. That is, a ninth valve 342 is provided between the recovery tank 323 and the second heat exchanger 321 and a tenth valve 343 is provided between the recovery tank 323 and the vacuum pump 311. Has been done. Further, the recovery tank 323 is connected to the outside through the eleventh valve 344, and is connected to the outside through the twelfth valve 345.
  • the ninth valve 342 When the ninth valve 342 is opened to recover the liquid generated in the heat exchanger and the second heat exchanger 321 and the recovery tank 323 are connected, the tenth valve 343 connected to the vacuum pump 311 is opened. The eleventh valve 344 and the twelfth valve 345 are closed. In this way, the required degree of vacuum is maintained in the recovery tank 323 as well.
  • the ninth valve 342 and the tenth valve 343 are closed, the connection with the main pipe of the vent system 30 is cut, and the eleventh valve 344 and the twelfth valve 344 and the twelfth valve 342 are disconnected. Open valve 345.
  • the gas that has passed through the second heat exchanger 321 is sucked by the vacuum pump 311 via the cold trap 325. Moisture, resin components, impurities and the like contained in the gas that has passed through the second heat exchanger 321 are further removed by the cold trap 325 so that they do not flow into the vacuum pump 311.
  • the cold trap 325 has a first cold trap 326 provided with a thirteenth valve 346 at its inlet and a fourteenth valve 347 at its outlet, a fifteenth valve 348 at its inlet, and a sixteenth valve at its outlet. It is a multiple type having a second cold trap 327 provided with 349.
  • the multiple cold trap 325 allows the vent system 30 to operate continuously while maintaining the degree of vacuum in the main piping. For the maintenance of the cold trap from which impurities have been recovered, a method of removing the trap device itself from the piping, disassembling and cleaning it, and then returning it to the original state may be adopted, or a method of replacing the trap may be adopted.
  • the bent system 30 lowers the boiling point of the molten resin material in the melting unit 120 at a high temperature (for example, about 280-320 ° C.) and reduced pressure (for example, about 0.01 kPa-4 kPa) and recovers it as a gas to achieve a high boiling point or.
  • Sublimable low molecular weight impurities can be removed. Impurities mainly include CT, but are not limited to CT, and may also include BHET, MHET, and the like. By removing these impurities, mold stains are reduced and the quality of the preforms produced is improved.
  • the impurities removed here are substances that cause stains on the mold 140, the stains on the mold 140 can be suppressed by removing these impurities. As a result, the cleaning interval of the mold 140 is extended, and the productivity of the preform by the manufacturing system 1 is improved.
  • a part of the gas that has passed through the catalyst tank of the drying system 20 may be added to the molten resin material in the melting unit 120 of the injection molding machine 10.
  • the gas acquired through the seventh valve 257 branched downstream of the first catalyst tank 215 of the drying system 20 (the gas acquired from the position described as (A) in the figure). ) May be introduced into the melting unit 120 (described as (C) in the figure).
  • the gas sucked by the vent system 30 and processed in the second catalyst tank 315 or the like gas obtained from the position described as (B) in the figure
  • the manufacturing system 1 including the combination of the drying system 20 and the vent system 30 of the present embodiment can significantly reduce the impurities contained in the resin material as compared with the case where these mechanisms are not provided.
  • the impurities may include, in particular, low molecular weight substances derived from the resin material.
  • the substance derived from the resin material may include a substance that may be produced in the process of synthesizing the synthetic resin, or in the process of depolymerization or decomposition of the synthetic resin. Therefore, as a result of reducing impurities, it is possible to produce high-quality preforms. It also reduces dirt in the system due to impurities. As a result, the frequency of system maintenance work such as cleaning and replacement of molds and drying systems is reduced, the operating time of the system is extended, and production efficiency is improved.
  • a part of the manufacturing system 1 does not have to be included.
  • only one or two of the drying system 20, the venting system 30, and the gas recycling system may be used.
  • the vaporization temperature differs depending on the type of impurities, and the types of impurities that can be contained in the gas of the drying system 20 and the impurities that can be contained in the gas of the vent system 30 in the melting step are different. Therefore, in order to remove impurities more, it is preferable to apply both the drying system 20 and the vent system 30.
  • the above-described embodiment has been described as a manufacturing system for preforms for PET bottles, but the manufacturing system 1 is used not only for manufacturing preforms but also for manufacturing various resin products using recycled PET materials.
  • the resin material has been described as polyester containing polyethylene terephthalate as a main component or a recycled material thereof, but the present invention is not limited to this. Of course, it can be used not only for recycled materials but also for manufacturing resin products using virgin materials.
  • PET other resin materials such as polyethylene furanoate (PEF), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene (PE), polypropylene (PP), nylon (Ny), and polylactic acid (PLA) were used.
  • the above techniques may be applied to the manufacturing system. In this case, the temperature of the dry gas, the melting temperature, the pressure at the vent port, and the like can be changed as appropriate.
  • the adsorption tower in the above-described embodiment can be replaced with various dehumidifying devices.
  • the heat exchanger can be replaced with various coolers.

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Abstract

製造システムは、乾燥システムと、ベントシステムと、射出成形機とを備える。乾燥システムは、除湿装置と、除湿ガスを加熱するヒーターと、樹脂材を収容して加熱された乾燥ガスが吹き込まれる乾燥タンクと、排気に含まれる不純物を分解するための触媒槽と、ガスを冷却して前記除湿装置に送る冷却器とを備える。ベントシステムは、樹脂材を加熱溶融する、ベント口を有する溶融部と、前記ベント口を減圧するポンプと、前記ポンプと前記ベント口との間に設けられた、不純物を分解するための触媒槽とを備える。

Description

乾燥システム、ベントシステム及び製造システム
　本発明は、乾燥システム、ベントシステム及び製造システムに関する。
　ペットボトルと呼ばれるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の容器等、樹脂製の容器が広く用いられている。このような樹脂製の容器について、使用済みの容器を回収し、これを材料として再利用して容器を製造するリサイクルが行われている。リサイクル材である樹脂材を材料として用いるときには、リサイクル材に含まれる汚染物質を除去する必要がある。メカニカルリサイクルにおいては、回収された使用済み容器は、選別、粉砕、洗浄されて表面の汚れや異物が取り除かれ、その後、樹脂内部に留まっている汚染物質が高温下に曝されて、除染される。
　例えば日本国特表２０１９－５１４７２８号公報（国際公開第２０１７／１８３０４８号）には、樹脂フレーク中の汚染物質を除染機で除去し、除染した樹脂材をこの除染機に接続された射出成形機に供給し、射出成形機でプリフォームを製造する、プリフォーム製造装置が開示されている。
　例えばＰＥＴをメカニカルリサイクルによりリサイクル材（再生ＰＥＴ）として再利用するに際には、高温下の除染処理によりＰＥＴの一部が解重合したり、熱分解したりして、モノヒドロキシエチルテレフタレート（ＭＨＥＴ）、ビスヒドロキシエチルテレフタレート（ＢＨＥＴ）、サイクリックトリマー（ＣＴ）、アセトアルデヒドなどの昇華性又は揮発性の低分子量成分が生成する。このような低分子量成分が、リサイクル材中に多く含まれていたり、リサイクル材に付着していたりしたまま、射出成形などに供給された場合、射出成形金型や周辺装置を汚損し、製品の生産性を低下させるなどの問題を生じ得る。
　例えばリサイクル材に含まれる上述の低分子量成分といったような、樹脂材に含まれる不純物は除去されて用いられることが好ましい。
　本発明は、樹脂材に含まれる不純物を除去することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、循環する気体を用いて樹脂材を乾燥させるための乾燥システムは、気体を除湿して除湿ガスとするように構成された除湿装置と、前記除湿ガスを加熱して乾燥ガスとするように構成されたヒーターと、前記樹脂材を収容し、前記乾燥ガスが吹き込まれるように構成された乾燥タンクと、前記乾燥タンクからの排気が循環するように構成されており、前記排気に含まれる前記樹脂材に由来する低分子量の不純物を分解するための触媒を含む触媒槽と、前記触媒槽を通ったガスを冷却して冷却ガスとするように構成された冷却器とを備える。前記冷却ガスは、前記除湿のために前記除湿装置に送られるように構成されている。
　本発明の一態様によれば、溶融した樹脂材から不純物を除去するためのベントシステムは、前記樹脂材を加熱溶融するように構成されたベント口を有する溶融部と、前記ベント口を減圧するように構成されたポンプと、前記ポンプと前記ベント口との間の流路に設けられた、溶融した前記樹脂材から気体として発生する前記樹脂材に由来する低分子量の不純物を分解するための触媒を含む触媒槽とを備える。
　本発明の一態様によれば、製造システムは、上記の乾燥システムと、前記乾燥システムによって乾燥した前記樹脂材を用いるように構成された上記のベントシステムと、前記溶融した樹脂材を用いて射出成形を行う射出成形機とを備える。
　本発明によれば、樹脂材に含まれる不純物を除去できる。
図１は、一実施形態に係る製造システムの構成例の概略を模式的に示す図である。
　一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、樹脂製品の製造に用いられる製造システムに関するものである。樹脂製品の完成例としては、ペットボトルと呼ばれるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の容器等が挙げられる。このような容器の製造方法の一例として、樹脂製のプリフォームを２軸延伸ブロー成形する方法が知られている。本実施形態は、一例として、ペットボトル製造用のプリフォームを成形するための射出成形機を備える製造システムに関するものである。本実施形態の製造システムは、樹脂材に含有されている不純物を効率的に除去できるように構成されている。例えば、メカニカルリサイクルによるＰＥＴのリサイクル材には、バージン材に比べ低分子量成分などの不純物が多く含まれ得る。このため、この製造システムは、特にＰＥＴリサイクル材を用いた場合に好適なシステムである。
　［製造システムの構成の概要］
　図１は、本実施形態に係る製造システム１の構成例の概略を模式的に示す図である。製造システム１は、射出成形機１０と、乾燥システム２０と、ベントシステム３０とを備える。乾燥システム２０は、射出成形機１０に投入する材料であるフレーク状又はペレット状の樹脂材に含まれる、水分、不純物などを、高温の空気（乾燥循環ガス）を循環させ除去する。特に、樹脂材の表面に付着した又は吸着された低分子量成分が不純物として除去され得る。乾燥システム２０で乾燥及び除染された樹脂材は、射出成形機１０に供給される。射出成形機１０にて、射出成形により、プリフォームが成形される。ベントシステム３０は、射出成形機１０にて、樹脂材を溶融させる溶融ユニット部位のベント口を用い、溶融状態の樹脂材から不純物を取り除くシステムである。特に、樹脂材の中に閉じ込められた低分子量成分をも不純物として除去され得る。
　［射出成形機の構成］
　射出成形機１０は、溶融ユニット１２０と、射出ユニット１３０と、金型１４０とを備える。
　溶融ユニット１２０は、円筒形状のシリンダー１２１と、シリンダー１２１内に挿入されたスクリュー１２２とを有する。シリンダー１２１には、図示しないヒーターが設けられている。材料としてのフレーク状又はペレット状の樹脂材は、ホッパーと呼ばれる乾燥タンク２１１に蓄えられている。乾燥タンク２１１内の樹脂材は、後述するように、乾燥システム２０の動作によって、乾燥した状態で蓄えられている。
　樹脂材は、乾燥タンク２１１から溶融ユニット１２０のシリンダー１２１内に供給される。溶融ユニット１２０は、供給された樹脂材を、ヒーターの熱で加熱して溶融させ、スクリュー１２２の回転で混錬する。このように、溶融ユニット１２０は、樹脂材を加熱溶融するように構成された溶融部として機能する。シリンダー１２１内の温度は、例えば約３００℃近傍である。スクリュー１２２は、シリンダー１２１内の樹脂材を攪拌して、溶融し、温度を均一にし、溶融樹脂材を射出ユニット１３０へ送る。シリンダー１２１には、後に詳述するように、樹脂材供給部と射出ユニット１３０への樹脂供給部との間に、ベント口１２３が設けられている。
　射出ユニット１３０は、型締めされた金型１４０内に、溶融した樹脂材を所定量射出する。金型１４０内に射出された溶融樹脂は冷却され、固化し、プリフォームの成形品が完成する。金型１４０は型開きし、成形されたプリフォームが取り出される。
　［乾燥システムの構成］
　乾燥システム２０は、上述した射出成形機１０に接続された乾燥タンク２１１を備える。乾燥タンク２１１には、フレーク状又はペレット状の樹脂材が収容される。本実施形態では、特に、リサイクル材を含む樹脂材が用いられる。リサイクル材は、使用済みの樹脂製容器が粉砕、洗浄などされることで準備される。ＰＥＴのリサイクル材は、ＰＥＴを主成分としているが、水分や、樹脂材に由来する低分子量成分不純物を含み得る。
　乾燥タンク２１１内には、加熱された乾燥循環ガスが吹き込まれる。乾燥循環ガスの温度は、例えば１３０－２００℃程度であり、例えば１６０℃程度である。乾燥タンク２１１内で高温の乾燥循環ガスと接触した樹脂材の温度が上昇し、樹脂材に含まれる、あるいは樹脂材表面に付着した又は吸着された水分や不純物は、乾燥循環ガスに移動する。
　水分及び不純物等を含んだ乾燥循環ガスは、乾燥タンク２１１から排出される。排気ガスは、除湿及び加熱されて、乾燥循環ガスとして再び使用される。このため、乾燥システム２０は、排気ガス（気体）の流路に順に設けられた、第１のヒーター２１３と、第１の触媒槽２１５と、第１のフィルター２１７と、第１の熱交換器２１９と、第１の送風機２２１と、吸着塔２２３と、乾燥ヒーター２２５とを備える。気体を循環させるための送風機は、第１の送風機２２１のみならず、他の送風機が流路中に適宜に追加されてもよい。この流路を流れる気体の量は、制御弁である第１の弁２５１によって調整されている。
　また、乾燥システム２０は、この流路に窒素ガスを追加供給するために、窒素富化膜２３３を備える。窒素富化膜２３３の出口は、第１の熱交換器２１９の下流に接続されている。上述の流路への窒素ガスの供給量は、制御弁である第２の弁２５２で調整されている。
　乾燥タンク２１１からの排気ガスは、第１のヒーター２１３で加熱保温される。第１のヒーター２１３により、排気の温度は、乾燥タンク２１１内の乾燥ガスの温度と同程度の温度、例えば１３０－２００℃程度に、例えば１６０℃程度に、維持される。このようにして、排気ガスの温度低下による不純物の液化（結露）又は固化を防ぎ、管路などの汚損を抑制する。第１のヒーター２１３を配置することに代えて、排気の流路に保温材が設けられて、排気ガスが保温されてもよい。
　排気ガスは、第１の触媒槽２１５へ送られる。第１の触媒槽２１５は、例えば活性金属Ｐｔ／Ｐｄ系の触媒を含む。第１の触媒槽２１５には、ヒーター２１６が設けられており、第１の触媒槽２１５は、酸化還元反応が促されるように、１５０－５５０℃に、より好ましくは２００－３００℃に加熱されている。第１の触媒槽２１５では、排気ガスに含まれる不純物が触媒作用によって酸化分解され、同時に乾燥循環ガス内の酸素も消費される。
　第１の触媒槽２１５を通過した排気ガスは、第１のフィルター２１７を介して、第１の熱交換器２１９へと送られる。第１の熱交換器２１９は、ガスを冷却する。冷却されたガスは、第１の送風機２２１によって、吸着塔２２３へと送られる。なお、第１の熱交換器２１９には、凝縮した液体の排出のためのドレン弁２５８が設けられている。
　吸着塔２２３は、冷却ガス中に含まれる水分を吸着し、除湿する。吸着塔２２３に導入する前に第１の熱交換器２１９でガスを十分冷却することで、吸着塔２２３において十分に除湿された除湿ガスが得られる。吸着塔２２３で除湿されたガスは、乾燥ヒーター２２５へ送られる。
　乾燥ヒーター２２５は、除湿した排気ガスを乾燥循環ガスに用いるため加熱する。乾燥ヒーター２２５で加熱された乾燥循環ガスは、上述のとおり、乾燥タンク２１１に再度循環供給される。
　乾燥システム２０は、吸着塔２２３を再生するために、第２の送風機２３５と再生ヒーター２３７とを備える。また、乾燥タンク２１１に乾燥循環ガスを供給する乾燥工程と、吸着塔２２３を再生する再生工程とで、流路を切り換えるために、乾燥システム２０は、第３の弁２５３と、第４の弁２５４と、第５の弁２５５と、第６の弁２５６とを備える。
　第３の弁２５３は、第１の送風機２２１と吸着塔２２３との間に設けられており、第４の弁２５４は、吸着塔２２３と乾燥ヒーター２２５との間に設けられている。第３の弁２５３と吸着塔２２３との間には、分岐路が設けられており、ここに第５の弁２５５が設けられている。第２の送風機２３５及び再生ヒーター２３７は、第５の弁２５５を介して吸着塔２２３に接続されている。吸着塔２２３と第４の弁２５４との間には、分岐路が設けられており、ここに第６の弁２５６の一端が接続されている。第６の弁２５６の他端は、外部に開放されている。
　乾燥タンク２１１に乾燥循環ガスを供給する乾燥工程では、第３の弁２５３及び第４の弁２５４が開かれて、循環流路が開通する。一方、このとき第５の弁２５５及び第６の弁２５６は閉じられる。
　これに対して吸着塔２２３を再生する吸着塔の乾燥・除湿工程では、第３の弁２５３及び第４の弁２５４は閉じられ、上述の循環流路は遮断される。一方、第５の弁２５５及び第６の弁２５６は開かれる。このとき、第２の送風機２３５で取り込まれた外気は、再生ヒーター２３７で加熱され、加熱ガスが第５の弁２５５を介して吸着塔２２３へ送られる。吸着塔２２３に吸着された水分は、この再生ヒーターによる加熱ガスに奪われ、水分を含むガスは、第６の弁２５６の開放端から外気に排出される。吸着塔２２３には、液体の排出のためのドレン弁２５９が設けられている。
　［乾燥システムの機能］
　乾燥システム２０によれば、例えばリサイクルＰＥＴ材に含まれる樹脂材の水分及び不純物が、乾燥タンク２１１内を通気する高温の乾燥循環ガスによって除去される。特に、樹脂材の表面に付着した又は吸着された低分子量の不純物であって、乾燥循環ガスの温度（例えば１３０－２００℃程度）で気化する不純物が除去され得る。樹脂材からは、水に加えて、例えば、アセトアルデヒド、モノヒドロキシエチルテレフタレート（ＭＨＥＴ）、ビスヒドロキシエチルテレフタレート（ＢＨＥＴ）等といった低分子量の不純物が出てきて、乾燥循環ガスに回収され、樹脂材から除去される。本実施形態の乾燥システム２０では、これらの不純物は、第１の触媒槽２１５で酸化還元反応により分解する。
　分解により不純物が除かれ、また、酸化還元反応により酸素濃度が低下した乾燥循環ガスは、乾燥タンク２１１へ供給される。この場合、酸化反応で酸素が消費されており、乾燥ガスの酸素濃度が低いことから、樹脂材の酸化劣化が更に効果的に防止される。同様の効果は、不活性ガスを乾燥ガスに用いることでも得られることが知られているが、本発明の乾燥システム２０によれば、不活性ガスの供給装置を必要とすることなく、不活性ガスを供給した場合と同様の効果を得ることができる。
　乾燥循環ガスを用いているにも関わらず、ガス中の不純物が継続的に取り除かれ、乾燥タンク２１１における樹脂材からの不純物の除去が促進される。このようにして樹脂材に含まれる不純物の量が低下するので、射出成形機１０における金型１４０に生じる不純物に由来する金型汚れも低減し、また、製造されるプリフォームの品質も向上する。
　仮に、乾燥システム２０に第１の触媒槽２１５が設けられていない場合を考えると、不純物は、温度低下による凝縮、凝固、析出などによって、乾燥システム２０の流路内を汚す。特に、第１のフィルター２１７や第１の熱交換器２１９で多くの汚れが析出し問題となり得る。不純物に由来し、汚れが多く析出する場合、頻繁に清掃する必要がある。清掃の間は製品の生産が止まるので、頻繁な清掃は、システムの稼働率を低下させることになる。これに対して、本実施形態は、第１の触媒槽２１５が設けられており、第１の触媒槽２１５による酸化還元反応により、不純物が除去され、第１のフィルター２１７の洗浄又は交換の頻度や、第１の熱交換器２１９の洗浄の頻度を下げ、稼働時間を長くすることができる。その結果、この製造システム１におけるプリフォームの生産性が高くなる。
　対比例として、乾燥システム２０に第１の触媒槽２１５が設けられていない場合は、上述のような不純物の析出とその洗浄の回数の問題から、乾燥タンク２１１内の乾燥ガスの温度を、例えば１３０℃以下などに抑制せざるを得ない場合もある。対して本実施形態によれば、第１の触媒槽２１５で不純物を分解できるので、乾燥ガスの温度を例えば１５０－２００℃といった高温にすることもできる。その結果、樹脂材の乾燥及び不純物除去の効率が向上し得る。例えば、樹脂材からのアセトアルデヒド、ＭＨＥＴ、ＢＨＥＴといった不純物の気体としての発生量は、例えば１３０℃といった低温ではわずかであるが、例えば１６０℃といった高温では比較的多くなる。このため、乾燥循環ガスが低温である場合に除去できない不純物も高温の乾燥循環ガスを用いることで除去することができる。
　リサイクル材である樹脂材に含まれる不純物をより除去できることで、射出成形機１０の金型１４０の汚れが低減し、金型の洗浄頻度を削減でき、その結果、製造システム１におけるプリフォームの生産性は向上し得る。
　［ベントシステムの構成］
　ベントシステム３０は、射出成形機１０の溶融ユニット１２０で溶融した樹脂材に含まれる不純物を、溶融ユニット１２０に設けられたベント口１２３を介して取り除くための機構である。取り除ける低分子量の不純物には、樹脂材から気体として出てくる、サイクリックトリマー（ＣＴ）、ＢＨＥＴ、ＭＨＥＴ、アセトアルデヒド、水などが含まれる。
　ベント口１２３を減圧して、溶融ユニット１２０内から、不純物の沸点を降下させ気体回収するため、ベントシステム３０は、真空ポンプ３１１を備える。ベント口１２３とベントシステム３０との間には、第８の弁３４１が設けられ、第８の弁３４１の開閉によって、溶融ユニット１２０とベントシステム３０との接続が切り替えられる。
　第８の弁３４１が開き、真空ポンプ３１１が動作しているとき、ベント口１２３における真空度は、例えば、０．０１ｋＰａ－４ｋＰａ、好ましくは、０．１ｋＰａ－３ｋＰａである。ベント口１２３における圧力は、第１の圧力計３６１を用いて監視される。
　ベントシステム３０には、ベント口１２３と真空ポンプ３１１との間に、ベント口１２３から順に、気体温度を維持するための第２のヒーター３１３と、不純物を分解するための第２の触媒槽３１５と、冷却のための第２の熱交換器３２１とが設けられている。第２の触媒槽３１５には、酸素を供給するための酸素発生装置３１７が、酸素量を調整するためのマスフローメーター３１９を介して接続されている。第２の触媒槽３１５は、例えば活性金属Ｐｔ／Ｐｄ系の触媒を含む。
　第２の熱交換器３２１と真空ポンプ３１１との間には、第２の熱交換器３２１による冷却で生じた液体を回収するための回収タンク３２３と、冷却後の気体からさらに不純物を取り除くためのコールドトラップ３２５とが設けられている。回収タンク３２３及びコールドトラップ３２５を介した気体の流路は、第２のフィルター３２９を介して真空ポンプ３１１に接続されている。このような構成によって、真空ポンプ３１１に至る前までにガス中の不純物が完全に取り除かれる。
　溶融ユニット１２０のシリンダー１２１内の温度は、例えば約３００℃近傍であり、ベント口１２３の温度もこの程度の温度になっている。ベント口１２３から発生した不純物を含むガスは、第２のヒーター３１３によって約３００℃程度の温度に維持保温されたまま、第２の触媒槽３１５へと導かれる。このように温度が維持されることで不純物が液化（結露）又は固化することを有効に抑制でき、不純物を気相そのまま第２の触媒槽３１５へ導くことができる。これにより、第２の触媒槽３１５に至る経路の汚染が抑制される。第２の触媒槽３１５には、酸素発生装置３１７によって発生し、マスフローメーター３１９を用いて量が調整された酸素が供給される。第２の触媒槽３１５内の圧力は、第２の圧力計３６２で計測され調整される。第２の触媒槽３１５は、ヒーター３１６によって、例えば１５０－５５０℃に、より好ましくは２００－３００℃度に程度に加熱されて維持されている。第２の触媒槽３１５において、ガス中に含まれる主な不純物が酸化分解し除去される。
　第２の触媒槽３１５を通過したガスは、第２の熱交換器３２１によって冷却される。第２の熱交換器３２１による冷却によって生じた液状回収物は、回収タンク３２３に回収される。回収タンク３２３は、第２のフィルター３２９を介して真空ポンプ３１１に接続されており、真空度が維持されている。真空度を維持するために、回収タンク３２３には複数の弁が設けられている。すなわち、回収タンク３２３と第２の熱交換器３２１との間には、第９の弁３４２が設けられており、回収タンク３２３と真空ポンプ３１１との間には、第１０の弁３４３が設けられている。また、回収タンク３２３は、第１１の弁３４４を介して外部とつながっており、また、第１２の弁３４５を介して外部とつながっている。熱交換器で生じた液体の回収のために第９の弁３４２を開いて第２の熱交換器３２１と回収タンク３２３とを接続するときには、真空ポンプ３１１につながる第１０の弁３４３を開き、第１１の弁３４４及び第１２の弁３４５を閉じる。このようにして、回収タンク３２３内も必要な真空度が維持される。回収タンク３２３内の液体の廃棄等を行うときには、第９の弁３４２及び第１０の弁３４３を閉じて、ベントシステム３０のメイン配管との接続を切断し、第１１の弁３４４及び第１２の弁３４５を開く。
　第２の熱交換器３２１を通過した気体は、コールドトラップ３２５を介して真空ポンプ３１１で吸引される。第２の熱交換器３２１を通過した気体に含まれる水分、樹脂成分、不純物などは、コールドトラップ３２５でさらに除去され、真空ポンプ３１１には流れ込まないようになっている。コールドトラップ３２５は、その入り口に第１３の弁３４６、その出口に第１４の弁３４７が設けられた第１のコールドトラップ３２６と、その入り口に第１５の弁３４８、その出口に第１６の弁３４９が設けられた第２のコールドトラップ３２７とを有する多連式となっている。多連式のコールドトラップ３２５によって、ベントシステム３０は、メイン配管の真空度を維持しながら連続動作が可能となっている。不純物を回収したコールドトラップの保守については、トラップ装置そのものを配管から外し、分解洗浄後、もとの状態に復帰させる方法が採用されても、トラップを交換する方法が採用されてもよい。
　［ベントシステムの機能］
　ベントシステム３０によって、溶融ユニット１２０内の溶融した樹脂材から、高温（例えば２８０－３２０℃程度）減圧（例えば０．０１ｋＰａ－４ｋＰａ程度）下で沸点降下させ気体として回収することで、高沸点又は昇華性低分子量の不純物を除去することができる。不純物には、主にＣＴが含まれるが、ＣＴに限らず、ＢＨＥＴ、ＭＨＥＴなども含まれ得る。これらの不純物が取り除かれることで、金型汚れが低減し、製造されるプリフォームの品質が向上する。つまり、ここで除去される不純物は、金型１４０の汚れの原因となる物質であるため、これらの不純物を取り除くことで、金型１４０の汚れは抑制される。その結果、金型１４０の洗浄の間隔は延長され、製造システム１によるプリフォームの生産性が向上する。
　［ガスの再利用］
　乾燥システム２０の触媒槽を通過したガスの一部を射出成形機１０の溶融ユニット１２０内の溶融した樹脂材に加えてもよい。例えば、乾燥システム２０の第１の触媒槽２１５の下流に分岐して設けられた第７の弁２５７を介して、取得されたガス（図中（Ａ）と記載された位置から取得されたガス）を溶融ユニット１２０内（図中（Ｃ）と記載）に導入してもよい。また、ベントシステム３０で吸引され、第２の触媒槽３１５等で処理されたガス（図中（Ｂ）と記載された位置から取得されたガス）を溶融ユニット１２０内（図中（Ｃ）と記載）に導入してもよい。この場合、このガスは減圧されているので、加圧する必要がある。
　［ガスの再利用効果］
これらの触媒槽内で酸化還元反応を経た後のガスは低酸素濃度のガスであるため、このガスを、射出成形機ユニットに導入することで、射出成形機１０の樹脂溶融部分の酸素濃度さらに低下させ、結果、プリフォームに含まれるアセトアルデヒドやホルムアルデヒドをも低減させた高品質なプリフォームを製造することができる。
　［製造システムについて］
　本実施形態の乾燥システム２０とベントシステム３０との組み合わせを含む製造システム１によって、これらの仕組みが無い場合と比較して、樹脂材に含まれる不純物は大幅に減少し得る。この不純物には、特に、樹脂材に由来する低分子量の物質が含まれ得る。樹脂材に由来する物質には、合成樹脂の合成過程で、あるいは、合成樹脂の解重合、分解過程で生じ得る物質が含まれ得る。そのため不純物を減少させる結果、高品質なプリフォームの生産が可能になる。また、不純物に由来するシステム内の汚れが減少する。その結果、金型や乾燥システムの清掃や交換など、システムのメンテナンス作業の頻度が下がり、システムの稼働時間も伸び、生産効率が向上する。
　なお、製造システム１の一部が含まれなくてもよい。例えば、乾燥システム２０とベントシステム３０とガス再利用システムとの何れか一つ又は二つのみが用いられてもよい。ただし、不純物の種類に応じて気化する温度が異なり、乾燥システム２０におけるガス中に含まれ得る不純物と、溶融工程でベントシステム３０のガス中に含まれ得る不純物とでは種類が異なる。このため、不純物をより取り除くためには、乾燥システム２０とベントシステム３０との両方の適用が好ましい。
　以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
　例えば、上述の実施形態は、ペットボトル用のプリフォームの製造システムとして説明したが、製造システム１は、プリフォームの製造に限らず、ＰＥＴのリサイクル材を用いた各種樹脂製品の製造に用いられ得る。また、上述の実施形態では、樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステル、または、そのリサイクル材として説明したが、これに限らない。リサイクル材に限らず、バージン材を用いた樹脂製品の製造にも勿論用いられ得る。また、ＰＥＴに限らず、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリエチレンナフタレート(ＰＥＮ)、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン（Ｎｙ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等の他の樹脂材を用いた製造システムに上述の技術が適用されてもよい。この場合、乾燥ガスの温度、溶融温度、ベント口の圧力などは適宜に変更され得る。
　また、上述の実施形態における吸着塔は、各種除湿装置に置換され得る。また、熱交換器は、各種冷却器に置換され得る。
　この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先権の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
　１　製造システム
　１０　射出成形機
　１２０　溶融ユニット
　１２１　シリンダー
　１２２　スクリュー
　１２３　ベント口
　１３０　射出ユニット
　１４０　金型
　２０　乾燥システム
　２１１　乾燥タンク
　２１３　第１のヒーター
　２１５　第１の触媒槽
　２１６　ヒーター
　２１７　第１のフィルター
　２１９　第１の熱交換器
　２２１　第１の送風機
　２２３　吸着塔
　２２５　乾燥ヒーター
　２３３　窒素富化膜
　２３５　第２の送風機
　２３７　再生ヒーター
　２５１　第１の弁
　２５２　第２の弁
　２５３　第３の弁
　２５４　第４の弁
　２５５　第５の弁
　２５６　第６の弁
　２５７　第７の弁
　２５８　ドレン弁
　２５９　ドレン弁
　３０　ベントシステム
　３１１　真空ポンプ
　３１３　第２のヒーター
　３１５　第２の触媒槽
　３１６　ヒーター
　３１７　酸素発生装置
　３１９　マスフローメーター
　３２１　第２の熱交換器
　３２３　回収タンク
　３２５　コールドトラップ
　３２６　第１のコールドトラップ
　３２７　第２のコールドトラップ
　３２９　第２のフィルター
　３４１　第８の弁
　３４２　第９の弁
　３４３　第１０の弁
　３４４　第１１の弁
　３４５　第１２の弁
　３４６　第１３の弁
　３４７　第１４の弁
　３４８　第１５の弁
　３４９　第１６の弁
　３６１　第１の圧力計
　３６２　第２の圧力計

Claims (6)

  1. 　循環する気体を用いて樹脂材を乾燥させるための乾燥システムであって、
    　気体を除湿して除湿ガスとするように構成された除湿装置と、
    　前記除湿ガスを加熱して乾燥ガスとするように構成されたヒーターと、
    　前記樹脂材を収容し、前記乾燥ガスが吹き込まれるように構成された乾燥タンクと、
    　前記乾燥タンクからの排気が循環するように構成されており、前記排気に含まれる前記樹脂材に由来する低分子量の不純物を分解するための触媒を含む触媒槽と、
    　前記触媒槽を通ったガスを冷却して冷却ガスとするように構成された冷却器であって、前記冷却ガスは、前記除湿のために前記除湿装置に送られるように構成されている冷却器と
    　を備える乾燥システム。
  2. 　前記樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステル、または、そのリサイクル材であり、
    　前記乾燥ガスの温度は、１３０－２００℃である、
    　請求項１に記載の乾燥システム。
  3. 　溶融した樹脂材から不純物を除去するためのベントシステムであって、
    　前記樹脂材を加熱溶融するように構成されたベント口を有する溶融部と、
    　前記ベント口を減圧するように構成されたポンプと、
    　前記ポンプと前記ベント口との間の流路に設けられた、溶融した前記樹脂材から気体として発生する前記樹脂材に由来する低分子量の不純物を分解するための触媒を含む触媒槽と
    　を備えるベントシステム。
  4. 　前記樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材であり、
    　前記ベント口における前記溶融した樹脂材の温度は２８０－３２０℃であり、
    　前記ベント口における圧力は０．０１ｋＰａ－４ｋＰａである、
    　請求項３に記載のベントシステム。
  5. 　請求項１又は２に記載の乾燥システムと、
    　前記乾燥システムによって乾燥した前記樹脂材を用いるように構成された請求項３又は４に記載のベントシステムと、
    　前記溶融した樹脂材を用いて射出成形を行う射出成形機と
    　を備える製造システム。
  6. 　前記乾燥システムの前記触媒槽を通過した後のガスと、前記ベントシステムの前記触媒槽を通過した後のガスとのうち少なくとも一方のガスを前記溶融部の内部に導入するように構成された請求項５に記載の製造システム。
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