(57)【要約】  水中ペレタイザーを始動させる又は停止させそして再始動させる方法が記載される。該方法は、ポリマー垂れを防ぐために、ダイプレートの前面を横断するように全水の流れを通過させることにより、内部断熱ダイプレートの孔中でポリマー溶融物の部分フリーズオフを誘起することを含む。該方法は、有利なことに、ダイプレートを加熱するために熱油を用いること又はダイプレートに与えられた加熱を減少及び／若しくは増加することを必要としない。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂ペレタイザーを始動させる方法であって、
（ａ）内部断熱ダイプレートを有する熱可塑性樹脂ペレタイザーを用意し、
（ｂ）熱可塑性樹脂溶融物をペレタイザー中でＴｍ＋３０℃からＴｍ＋２００℃（ここで、ＴｍはＡＳＴＭ Ｄ−３４１８により測定された場合の熱可塑性樹脂の溶融転移温度である）の温度に加熱し、
（ｃ）ダイプレートをＴｍ＋５０℃からＴｍ＋２５０℃の温度に加熱し、
（ｄ）Ｔｍ−２０℃からＴｍ−５０℃の間の温度を有する水をダイプレートの前面を横断するように、ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出す前にダイプレートの孔中で熱可塑性樹脂溶融物の少なくとも一部を凝固させるのに十分な時間量通過させ、そして
（ｅ）ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出す
ことを含む方法。
【請求項２】
熱可塑性樹脂が、低密度ポリエチレンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ダイプレートを水蒸気で加熱する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
水蒸気が、１００ｐｓｉ（６８９．５ｋＰａ）から６００ｐｓｉ（４１３７ｋＰａ）の圧力を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出す前に、水をダイプレートの前面を横断するように１分から３０分間通過させる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ペレタイザーを始動させる方法であって、
（ａ）内部断熱ダイプレートを有するペレタイザーを用意し、
（ｂ）低密度ポリエチレン溶融物をペレタイザー中で２３０と３００℃の間の温度に加熱し、
（ｃ）ダイプレートを水蒸気で２２５と２６０℃の間の温度に加熱し、
（ｄ）ダイプレートを通じてポリエチレン溶融物を押し出す前に、６０と９０℃の間の温度を有する水をダイプレートの前面を横断するように１分から３０分間通過させ、そして
（ｅ）ダイプレートを通じてポリエチレン溶融物を押し出す
ことを含む方法。
【請求項７】
ダイプレートの温度が２２５℃であり、ポリエチレン溶融物の温度が２５０℃であり、そして水の温度が７５℃である、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
内部断熱ダイプレートを有する熱可塑性樹脂ペレタイザーを停止させそして再始動させる方法であって、
（ａ）ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出すことをやめ、
（ｂ）ダイプレートの前面を横断するように流れる水を、押出し中用いられた温度に、ダイプレートの孔中で熱可塑性樹脂溶融物の少なくとも一部を凝固させるのに十分な時間量維持し、
（ｃ）ペレタイザー中の熱可塑性樹脂溶融物を、押出し中用いられた温度に維持し、
（ｄ）ダイプレートを、押出し中用いられた温度に維持し、そして
（ｅ）ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出すことを再開する
ことを含む方法。
【請求項９】
ダイプレートの前面を横断するように流れる水をＴｍ−２０℃からＴｍ−５０℃（ここで、ＴｍはＡＳＴＭ Ｄ−３４１８により測定された場合の熱可塑性樹脂の溶融転移温度である）の温度に維持する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ペレタイザー中の熱可塑性樹脂溶融物をＴｍ＋３０℃からＴｍ＋２００℃の温度に維持する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
ダイプレートをＴｍ＋５０℃からＴｍ＋２５０℃の温度に維持する、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
熱可塑性樹脂が、低密度ポリエチレンである、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
ダイプレートを水蒸気で加熱する、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
水蒸気が、１００ｐｓｉ（６８９．５ｋＰａ）から６００ｐｓｉ（４１３７ｋＰａ）の圧力を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出すことを再開する前に、ダイプレートの前面を横断するように流れる水を１分から３０分間維持する、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
ペレタイザーが、押し出された熱可塑性樹脂をペレットに切断するための回転可能なブレードを含み、そしてダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出すことをやめている間、ブレードが回転しているのを維持する、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、水中ペレタイザーを始動させるための改良方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーペレットは、通常、多数の孔を有するダイプレートを通じてポリマー溶融物を押し出すことにより製造される。典型的には、ダイプレートは、ポリマーがダイプレートを出る時にそれが凝固するように冷却水浴中に沈められる。ポリマーがダイを去る時に、それはダイ前面上を通る回転ブレードによりペレットに切断され、そして冷却水の流れにより運び去られる。
【０００３】
水中ペレタイザーを始動させるための普通の方法は、始動手順工程を順序づけることである。その順序は、溶融ポリマーをダイプレート孔に通す前の数秒以内に、水をダイプレートを横断するように通過させることを含む。しかしながら、順序づけ始動は困難であり得（特に、より大型の水中ペレタイザーに関して）、何故なら成功ペレット化を達成するために、ダイプレートを横断する水の流れはまさに正しくタイミング調節されねばならないからである。十分な水がダイプレートを横断するように通過される前のポリマー溶融物の過剰の垂れは、不良なペレット品質そして失敗始動試みに通じ得る。逆もまた真である。溶融物の流れが確立される前にあまりにも長く水がダイプレートを横断するように流れるならば、孔はフリーズオフになり得、そして動作は妨げられ得る。
【０００４】
この問題を取り除くために、ペレタイザーを水中で（すなわち、ダイプレートを横断する全水の流れ（full water-flow）でもって）始動させようとする試みが行われてきた。しかしながら、かかる試みは、ダイプレートを非常に高い温度に加熱するために、熱油システムの使用を必要としてきた。これらの熱油システムは高価であるのみならず、引火性及び廃棄性のような安全性問題及び環境問題も呈する。
【０００５】
従って、水中ペレタイザー特に水蒸気加熱式ダイプレートを用いるものについてのより寛容で、より安価で、より安全で、より環境に優しく且つ信頼性のある始動手順に対するニーズが、当業界にある。
【発明の開示】
【０００６】
油により加熱されないダイプレートを横断する全水の流れでもってペレタイザーを成功裏に始動させる方法が、驚くべきことに見出された。かくして、一つの側面において、本発明は、熱可塑性樹脂ペレタイザーを始動させる方法を提供する。この方法は、次の工程すなわち
（ａ）内部断熱ダイプレートを有する熱可塑性樹脂ペレタイザーを用意し、
（ｂ）熱可塑性樹脂溶融物をペレタイザー中でＴｍ＋３０℃からＴｍ＋２００℃（ここで、ＴｍはＡＳＴＭ Ｄ−３４１８により測定された場合の熱可塑性樹脂の溶融転移温度である）の温度に加熱し、
（ｃ）ダイプレートをＴｍ＋５０℃からＴｍ＋２５０℃の温度に加熱し、
（ｄ）Ｔｍ−２０℃からＴｍ−５０℃の間の温度を有する水をダイプレートの前面を横断するように、ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出す前にダイプレートの孔中で熱可塑性樹脂溶融物の少なくとも一部を凝固させるのに十分な時間量通過させ、そして
（ｅ）ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出す
工程を含む。
【０００７】
別の側面において、本発明は、内部断熱ダイプレートを有する熱可塑性樹脂ペレタイザーを停止させそして再始動させる方法を提供する。この方法は、次の工程すなわち
（ａ）ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出すことをやめ、
（ｂ）ダイプレートの前面を横断するように流れる水を、押出し中用いられた温度に、ダイプレートの孔中で熱可塑性樹脂溶融物の少なくとも一部を凝固させるのに十分な時間量維持し、
（ｃ）ペレタイザー中の熱可塑性樹脂溶融物を、押出し中用いられた温度に維持し、
（ｄ）ダイプレートを、押出し中用いられた温度に維持し、そして
（ｅ）ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出すことを再開する
工程を含む。
【０００８】
発明の詳細な説明
一つの側面において、本発明は、熱可塑性樹脂ペレタイザーを始動させる方法を提供する。この方法の第１工程は、内部断熱ダイプレートを有する熱可塑性樹脂ペレタイザーを用意することを含む。熱可塑性樹脂物質を押し出すことの可能な任意のペレタイザーが用いられ得る。本発明において用いるのに適した内部断熱ダイプレートは、米国特許第４，７５２，１９６号明細書及び第４，８５６，９７４号明細書並びに欧州特許第０，２４６，９２１号明細書（それらの内容は、これにより参照することによって組み込まれる）に記載されたもののように、当該技術において知られている。
【０００９】
本明細書において用いられる場合、用語「押出機」、「押し出す」又は「押出し」は、限定的であるようには意図されていない。それらは、ダイプレートの孔を通じて樹脂溶融物を押し進めるために、ダイプレートの背後の樹脂溶融物圧を増加するあらゆる方式を包含する。かかる方式は、一軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機及び容積式装置（歯車ポンプのような）を包含する。
【００１０】
本方法の第２工程は、熱可塑性樹脂溶融物をペレタイザー中でＴｍ＋３０℃からＴｍ＋２００℃（ここで、ＴｍはＡＳＴＭ Ｄ−３４１８により測定された場合の熱可塑性樹脂の溶融転移温度である）の温度に加熱することを含む。たとえば約１１０℃のＴｍを有する低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）について、樹脂溶融物は、２３０℃から３００℃の範囲の温度を有するべきである。好ましくは、ＬＤＰＥ溶融物温度は２５０℃である。線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）のような他の熱可塑性樹脂について、ポリマー溶融物温度は２３０℃であり得る。ポリエステルのような他の熱可塑性樹脂が、本発明の範囲内にあるよう想定される。
【００１１】
本方法の第３工程は、ダイプレートをＴｍ＋５０℃からＴｍ＋２５０℃の温度に加熱することを含む。ダイプレートは好ましくは水蒸気で加熱されるが、しかし電気発熱体によるような他の加熱方式が想定される。たとえばＬＤＰＥについて、ダイプレート温度は、２２５℃から２６０℃の範囲にあり得る。好ましくは、ＬＤＰＥの場合におけるダイプレート温度は２２５℃である。ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ及びＰＰのような他の熱可塑性樹脂について、ダイプレート温度は、２５０℃であり得る。
【００１２】
水蒸気は、一般的に、典型的プラントにおいて６００ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）までの気圧にて入手可能である。ダイプレートが水蒸気で加熱される場合において、水蒸気圧は、所望ダイプレート温度に依存して１００ｐｓｉ（６８９．５ｋＰａ）から６００ｐｓｉ（４１３７ｋＰａ）の範囲にあり得る。
【００１３】
本方法の第４工程は、Ｔｍ−２０℃からＴｍ−５０℃の間の温度を有する水をダイプレートの前面を横断するように、ダイプレートを通じて熱可塑性樹脂溶融物を押し出す前にダイプレートの孔中で熱可塑性樹脂溶融物の少なくとも一部を凝固させるのに十分な時間量通過させることを含む。この冷却水は、当該技術において知られているように、ウォーターボックス（ダイプレート上に取り付けられ得る）の使用をよって供給され得る。たとえばＬＤＰＥの場合において、水は、６０℃から９０℃の温度を有し得る。好ましくは、水の温度は７５℃である。ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ及びＰＰのような他の熱可塑性樹脂の場合において、水の温度は、７０℃から９０℃であり得る。
【００１４】
当業者に明らかであるように、ダイプレートの孔中で熱可塑性樹脂溶融物の少なくとも一部を凝固させるのに十分な時間は、樹脂組成物、溶融物温度、ダイプレート温度、ダイプレートにおける断熱量並びに冷却水の温度及び流速を含めて多数の因子に依存して変動し得る。また、凝固の程度も変動し得る。ダイプレートの孔中の熱可塑性樹脂は、粘性について、ポリマー垂れ及び冷却水が押出機中に逆流するのを最小にするのに又は防ぐのに十分に低くあるべきであるが、しかしあまりにも甚だしい背圧を生じさせてポリマー溶融物の流れを再開させることができない（「フリーズオフ」と一般に称される状態）ほど甚だしくあるべきではない。一般的に、この時間は、５秒のような数秒より大から数時間又はそれ以上であり得る。この時間は、好ましくは１分から３０分そして一層好ましくは５分から２５分の範囲にある。
【００１５】
工程２〜４は、任意の順序で又は同時に行われ得る。
【００１６】
最後に、ペレタイザーにおける押出機が始動され得、そしてダイプレートを通じての熱可塑性樹脂溶融物の押出しが始まり得る。
【００１７】
上記の工程及び条件の使用によって、油加熱式ダイプレートの使用なしにダイプレートを横断する全水の流れでもってペレタイザーを始動させることが可能である。
【００１８】
別の側面において、本発明は、内部断熱ダイプレートを有する熱可塑性樹脂ペレタイザーを停止させそして再始動させる方法を提供する。既に作動しているすなわちポリマーを押し出している熱可塑性樹脂ペレタイザーにおいて、この方法の第１工程は、ダイプレートを通じての熱可塑性樹脂溶融物の押出しをやめることを含む。適当なペレタイザー、熱可塑性樹脂及びダイプレートは、第１側面において挙げられたとおりである。この工程は、ペレタイザーの押出機部分を停止させることにより行われ得る。
【００１９】
押出機の停止中、回転ブレード（押し出されたポリマー溶融物をペレットに切断するために用いられる）は、回転しているのが維持され得又は停止され得る。
【００２０】
本方法の第２工程は、ダイプレートの前面を横断するように流れる水を、押出し中用いられた温度に、ダイプレートの孔中で熱可塑性樹脂溶融物の少なくとも一部を凝固させるのに十分な時間量維持することを含む。好ましくは、水は、ダイプレートの前面の横断においてＴｍ−２０℃からＴｍ−５０℃の温度に維持される。この冷却水は、当該技術において知られているように、ウォーターボックス（ダイプレート上に取り付けられ得る）の使用をよって供給され得る。たとえばＬＤＰＥの場合において、水は、６０℃から９０℃の温度を有し得る。好ましくは、水の温度は７５℃である。ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ及びＰＰのような他の熱可塑性樹脂の場合において、水の温度は、７０℃から９０℃であり得る。
【００２１】
一般的に、押出機は５秒のような数秒間から数時間又はそれ以上停止され得る一方、冷却水はダイプレートの前面を横断するように流れ続ける。この時間は、好ましくは１分から３０分そして一層好ましくは５分から２５分の範囲にある。
【００２２】
本方法における第３工程は、ペレタイザー中の熱可塑性樹脂溶融物を、押出し中用いられた温度に維持することを含む。典型的には、ペレタイザー中の熱可塑性樹脂溶融物は、Ｔｍ＋３０℃からＴｍ＋２５０℃（ここで、ＴｍはＡＳＴＭ Ｄ−３４１８により測定された場合の熱可塑性樹脂の溶融転移温度である）の温度に維持され得る。たとえば約１１０℃のＴｍを有するＬＤＰＥについて、樹脂溶融物は、典型的には、２３０℃から３００℃の範囲の温度を有する。好ましくは、ＬＤＰＥ溶融物温度は２５０℃である。線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）のような他の熱可塑性樹脂について、ポリマー溶融物温度は２３０℃であり得る。
【００２３】
本方法の第４工程は、ダイプレートを、押出し中用いられた温度に維持することを含む。典型的ダイプレート温度は、Ｔｍ＋５０℃からＴｍ＋２５０℃の範囲にある。ダイプレートは好ましくは水蒸気で加熱されるが、しかし電気発熱体によるような他の加熱方式が想定される。たとえばＬＤＰＥについて、ダイプレート温度は、２２５℃から２６０℃の範囲にあり得る。好ましくは、ＬＤＰＥの場合におけるダイプレート温度は２２５℃である。ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ及びＰＰのような他の熱可塑性樹脂について、ダイプレート温度は、２５０℃であり得る。
【００２４】
ダイプレートが水蒸気で加熱される場合において、水蒸気圧は、所望ダイプレート温度に依存して１００ｐｓｉ（６８９．５ｋＰａ）から６００ｐｓｉ（４１３７ｋＰａ）の範囲にあり得る。
【００２５】
第５工程において、ダイプレートを通じての熱可塑性樹脂溶融物の押出しは、押出機の運動を開始させることにより、ある時間の経過後に再開され得る。
【００２６】
本発明のこの方法は、第１側面と同様に、あたかも押出機が依然として作動しているかのように全水をダイプレートの前面を横断するように流れさせておくことにより、ダイプレートの孔中における樹脂物質の部分凝固を誘起することを想定する。部分凝固により、ダイプレートの孔中の樹脂物質は、ポリマー垂れ及び冷却水が押出機中に逆流するのを最小にするのに又は防ぐのに十分に固体（又は粘性について低い）であるが、しかしあまりにも甚だしい背圧を生じさせて押出しを再開させることができないほど甚だしくはない、ということが意味される。
【００２７】
本発明のこの方法の利点は、ペレタイザーが保守若しくは故障修理又は他の理由のために一時的に停止されそしてダイプレートの加熱を低減及び／又は増加する（ゆっくり且つ行うのが厄介であり得る）必要なしに再始動され得ることである。
【００２８】
本発明は、更に、その好ましい具体的態様の次の例により例示され得るけれども、これらの例は単に例示の目的のために含められておりそして本発明の範囲を限定するようには意図されていないことが理解されるであろう。
【００２９】
実施例
おおよそ１２００個の孔を備えた５００ｍｍ直径の断熱ダイプレート及び１８枚の回転ペレタイザーブレードを有する一軸スクリュー押出機においてＬＤＰＥを溶融した。ダイプレートは、米国特許第４，７５２，１９６号明細書に記載されたタイプである。
【００３０】
下記の表１は、本発明による例示的水中始動の時間に対するダイプレートの水蒸気圧、ポリマー溶融物の温度、ペレタイザーの水の流れ、ペレタイザーの水の温度、押出機の速度及びペレタイザーのナイフ速度を示す。
【表１】
2009524539.tif 000002
【００３１】
表１から分かるように、時間＝０において、ダイプレートの水蒸気圧はおおよそ４３０ｐｓｉｇ（２９６５ｋＰａ）であり、ポリマー溶融物の温度は約１９０℃であり、そしてペレタイザーの水の温度は約６０℃であった。
【００３２】
時間＝１．５分において、約６０℃の温度における冷却水が、ダイプレートの前面を横断するように流れ始めた。押出機の速度は、０ｒｐｍに設定された。
【００３３】
時間＝２分において、冷却水は約２６ガロン毎秒（ｇｐｓ）にて流れており、そしてペレタイザーのブレードは回転し始めた。押出機の速度は依然として０ｒｐｍに設定されていた。
【００３４】
時間＝５分において、押出機が始動されそしてポリマーの流れが始まった前に、水が３．５分間ダイプレートを横断するように流れていた。
【００３５】
時間＝１０分において、押出機の速度は約３５ｒｐｍであった。
【国際調査報告】
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2009524539.tif 000004
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