(57)【要約】  複数個のポリマーペレットの結晶化方法は、初期平均温度を有する気体搬送システムにペレットを導入する工程を含む。複数個のポリマーペレットは、搬送ガスを用いて入口から出口まで気体圧によって移送する。前記搬送システム内に滞留している間は、ペレットは結晶化が起こるのに充分な温度を有する。本発明の方法を実施する気体搬送システムも提供する。
2009538369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）結晶化温度及び溶融温度を有する結晶性ポリマーを含む複数個のポリマーペレットを、気体搬送システムに入口に導入し；そして
ｂ）気体搬送システムの出口からペレットを取り出す前に、前記の複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような温度範囲内に前記の複数個のポリマーペレットを保持するのに充分な温度を有する搬送ガスを用いて、前記の複数個のポリマーペレットを入口から出口まで気体圧によって移送する
ことを含んでなる、複数個のポリマーペレットを結晶化する方法。
【請求項２】
前記の複数個のポリマーペレットの一部が球形又は円筒形を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の複数個のポリマーペレットの一部が長方形の断面を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記の複数個のポリマーペレットがポリエステル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ナイロン及びポリケトンからなる群から選ばれた成分を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記の複数個のポリマーペレットがポリエステルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレートポリマー又はコポリマーである請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記の複数個のポリマーペレットが、前記搬送システムの出口から取り出した後に約３０％より大きい結晶化度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記の複数個のポリマーペレットが、前記搬送システムの出口から取り出した後に少なくとも４０％の結晶化度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記搬送システムに導入したペレットの結晶化度を少なくとも１０％を増加させる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記搬送システムに導入したペレットの結晶化度を少なくとも２０％を増加させる請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記搬送システムに導入するペレットの結晶化度が３０％未満である請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記搬送システムに導入するペレットの結晶化度が２０％未満である請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記結晶性ポリマーがＰＥＴを含み且つ前記温度範囲が約１３５〜約２００℃である請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記結晶性ポリマーがポリアルキレンテレフタレート若しくはポリアルキレンナフタレートポリマー又はコポリマーを含み且つ前記温度範囲が約１３５〜約１９０℃である請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記搬送システム内における前記ペレットの滞留時間が３０秒〜２０分である請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記気体搬送システムが濃密相搬送システムである請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記気体搬送システムが稀薄相搬送システムである請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記の複数個のポリマーペレットがポリマーの結晶化温度より高いか又は結晶化温度に等しい温度を有する領域を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記搬送ガスが空気、窒素、二酸化炭素及びアルゴンからなる群から選ばれる請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記搬送ガスを０〜２２０℃の範囲の温度で前記搬送システムに導入する請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記搬送システム中に導入する際の前記搬送ガスの温度が前記入口に導入するペレットの温度より低い請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記の複数個のポリマーペレットを、差圧分離装置によって前記気体搬送システムの入口に導入する請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ペレットから液体を連続的に分離して部分乾燥ペレットの流れを形成し、そして部分乾燥ペレットの流れを前記搬送システムの入口に連続的に導入することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ペレットが、前記搬送システムの入口に導入する際に、１重量％未満の含水率を有する請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ペレットが、前記搬送システムの入口に導入する際に、０．２重量％未満の含水率を有する請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
連続プロセスにおいて、未使用ポリエステル溶融ポリマーを溶融相重合させ、前記溶融ポリマーを水との接触によって凝固させてペレットを形成せしめ、水の少なくとも一部を前記ペレットから分離し、そして前記ペレットを前記搬送システムに導入することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記凝固プロセスから形成された前記ポリエステルポリマーペレットが少なくとも０．７０ｄＬ／ｇのＩｔ．Ｖ．を有する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記Ｉｔ．Ｖ．が少なくとも０．７２ｄＬ／ｇである請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記Ｉｔ．Ｖ．が少なくとも０．７６ｄＬ／ｇである請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記コンベヤーシステムの出口から出たペレットを、ペレットの残留アセトアルデヒドレベルを低減させる容器に連続的に供給する請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記容器内のアセトアルデヒドレベルの低減が少なくとも４ｐｐｍである請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記容器から出た時のペレットの残留アセトアルデヒドレベルが２ｐｐｍ未満である請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記気体搬送システムが上向きに傾斜したセクションを含み、前記の上向きに傾斜したセクションが、前記の複数個のポリマーペレットが上向きに傾斜したセクションに通して搬送される場合に上向きに進むような角度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記角度が、上向き傾斜したセクションに入る前記の複数個のペレットの一部を下向きに落下させ、それによって前記の複数個のペレットを混合する請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記角度が約２５°〜６５°である請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記の複数個のペレットを５，０００〜２００，０００ｌｂ／時の量で晶析装置中に導入する請求項１に記載の方法。
【請求項３７】
前記搬送ガスの温度が前記ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも４ｐｐｍ低減させるのに充分な温度である請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
前記搬送ガスの温度が前記ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも２ｐｐｍ低減するのに充分な温度である請求項１に記載の方法。
【請求項３９】
前記搬送ガスの温度が前記ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも１ｐｐｍ低減させるのに充分な温度である請求項１に記載の方法。
【請求項４０】
前記搬送ガス中のアセトアルデヒドの濃度が、前記気体搬送システム中の存在する温度及び圧力において、前記の複数個のペレット中のアセトアルデヒドの平衡濃度より低い請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記気体搬送システム中の前記の複数個のポリマーペレットを、前記ポリマーペレットを冷却するのに充分な温度の流体と接触させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項４２】
前記流体が前記の複数個のペレットとの接触時に沸騰する液体である請求項１に記載の方法。
【請求項４３】
前記液体が水を含む請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記の複数個のペレットの一部が約０．２５インチ未満の最大サイズ寸法を特徴とする三次元物体である請求項１に記載の方法。
【請求項４５】
前記搬送システムの長さが少なくとも５０フィートである請求項１に記載の方法。
【請求項４６】
前記ペレットを出荷用コンテナに詰めることを更に含み、前記ペレットが固相で重合されていない請求項１に記載の方法。
【請求項４７】
前記ペレットを、溶融ポリエステルポリマーの切断によって得る請求項１に記載の方法。
【請求項４８】
前記ペレットを、ダイフェースカッターを用いた溶融ポリエステルポリマーの切断によって得る請求項１に記載の方法。
【請求項４９】
ａ）結晶性であって且つ結晶化温度及び溶融温度を有する複数個のＰＥＴペレットを、気体搬送システムに入口に導入し；そして
ｂ）気体搬送システムの出口からペレットを取り出す前に、前記の複数個のＰＥＴペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような温度範囲内に前記の複数個のＰＥＴペレットを保持するのに充分な温度を有する搬送ガスを用いて、前記の複数個のＰＥＴペレットを入口から出口まで気体圧によって移送する
ことを含んでなる、複数個のＰＥＴペレットを結晶化する方法。
【請求項５０】
複数個のポリマーペレットを搬送ガスを用いて気体圧によって搬送するための導管であって、前記搬送ガスの温度が所定の範囲内にある場合に、気体搬送システムからペレットを取り出す前に前記の複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような充分な長さを有する導管；
前記の複数個のペレットを前記導管に導入するための入口；及び
前記の複数個のペレットを取り出すための出口
を含んでなる、ポリマーペレットを結晶化するための気体搬送システム。
【請求項５１】
前記導管が上向きに傾斜したセクションを含み、前記の上向きに傾斜したセクションが、前記の複数個のポリマーペレットが上向きに傾斜したセクションに通して搬送される場合に上向きに進むような角度を有する請求項５０に記載の気体搬送システム。
【請求項５２】
前記角度が、前記の上向きに傾斜したセクションに入る前記の複数個のペレットの一部を下向きに落下させ、それによって前記の複数個のペレットを混合するのに充分な角度である請求項５１に記載の気体搬送システム。
【請求項５３】
前記の複数個のペレットを前記入口に導入するための差圧分離装置を更に含む請求項５０に記載の気体搬送システム。
【請求項５４】
前記差圧分離装置がロータリー・エアロック又はブローポットである請求項５３に記載の気体搬送システム。
【請求項５５】
前記搬送ガスの流量を制御するための計量装置を更に含む請求項５０に記載の気体搬送システム。
【請求項５６】
前記搬送ガスの温度を制御するための温度制御装置を更に含む請求項５０に記載の気体搬送システム。
【請求項５７】
回収されたポリエステルポリマーペレットを、前記ペレット中の残留アセトアルデヒドレベルを低減させる容器に連続的に供給する請求項５０に記載の気体搬送システム。
【請求項５８】
前記容器内におけるアセトアルデヒドレベルの低減が少なくとも４ｐｐｍである請求項５７に記載の気体搬送システム。
【請求項５９】
前記容器から出る時のペレットの残留アセトアルデヒドレベルが２ｐｐｍ未満である請求項５７に記載の気体搬送システム。
【請求項６０】
前記容器が、前記容器内におけるポリエステルポリマーペレットの流動様式がプラグフローとなるような位置に入口及び出口を有するように配向させられた請求項５７に記載の気体搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にポリマーペレットの結晶化方法及びシステムに関し、より具体的にはポリエステルペレットの結晶化方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂は、多くの商業用途に使用されている。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のようなポリエステル並びに同様なポリマー及びコポリマーは、特に、製造がよく知られ且つ充分発達した主要商品となっている。ポリエステルの用途としては、食品、飲料及び他の液体の容器並びに合成繊維が挙げられる。ＰＥＴのような一部のポリエステルは非晶性及び半結晶性の両方の形態で存在できる。非晶性ＰＥＴは透明であるが、結晶性ＰＥＴは不透明である。
【０００３】
従来のＰＥＴ製造方法においては、ＰＥＴは、反応器中でテレフタル酸及びエチレングリコールをエステル化してプレポリマー混合物を形成することによって生成させる。エステル化は触媒する必要はない。単独で又は組合せて使用できる典型的なエステル交換触媒としては、チタンアルコキシド、錫（ＩＩ）若しくは（ＩＶ）エステル、亜鉛、マンガン若しくはマグネシウムの酢酸塩若しくは安息香酸塩及び／又は当業者によく知られた他のこのような触媒が挙げられる。プレポリマーペーストは続いて加熱して、重合を促進する。次に、得られた混合物は高温において、例えば２８５℃において適当な触媒の存在下でメルトの形態で重縮合に供する。Ｓｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｔｉなどの化合物が重縮合触媒として使用されてきた。ポリマーは重縮合反応器から、直接、ストランドへと押出する。高温の押出ストランドは冷水と接触させてから細断してペレット化し、乾燥し、そして結晶化の前にサイロ中に貯蔵する。
【０００４】
ペレット化前にストランドを伸長するペレット化方法が特許文献１に開示されている。一般に通用している見解から、貯蔵中の焼結を回避するためには、ペレットの少なくとも表面を２０〜３０℃に冷却しなければならないことがわかる。貯蔵の間に、ペレットのより高温の内部からの熱がペレット全体に分散される。従って、温かいペレット、即ち外部が２０〜３０℃よりもかなり高いペレットは、貯蔵中に温度平衡後に凝集するかもしれない。水との接触によって温度を低下させる他に、ペレットは冷たい空気、窒素又は不活性ガスによって所望の温度まで更に冷却することできる。ペレットは貯蔵し、それからその後に所望の結晶化温度まで再加熱する。これらの加熱、冷却及び再加熱工程は、既にエネルギー集約的なプロセスにかなりのエネルギー損失をもたらす。高温ペレットの結晶化は、結晶化振盪機中で実施する。インヘレント粘度の上昇及びアルデヒドの除去の両方を行うために固相化(solid stating)を用いる。
【０００５】
図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃを参照すると、ＰＥＴ製造設備の概略図が示されている。ＰＥＴ加工設備１０は、テレフタル酸（ＴＰＡ）とエチレングリコール（ＥＧ）を混合してプレポリマーペーストを形成する混合タンク１２を含む。このプレポリマーペーストをエステル化反応器１４に移し且つそこで加熱して、エステル化モノマーを形成する。エステル化反応器１４中の圧力を調節して、エチレングリコールの沸点を制御し且つエステル化反応器１６への生成物の移動を助ける。エステル化反応器１４からのモノマーはエステル化反応器１６中において更に加熱するが、今度はエステル化反応器１４中の圧力よりも低い圧力下で実施する。次に、エステル化反応器１６からのモノマーをプレポリマー反応器１８中に導入する。このモノマーを、プレポリマー反応器１８内にある間に真空下で加熱して、プレポリマーを形成する。このプレポリマーのインヘレント粘度は、プレポリマー反応器１８内で増加し始める。プレポリマー反応器１８中で形成されたプレポリマーは重縮合反応器２０、次いで重縮合反応器２２に順次導入する。プレポリマーは、重縮合反応器２０、２２のそれぞれの中で、プレポリマー反応器１８中よりも大きい真空下で加熱することによって、ポリマー鎖長及びインヘレント粘度を増加させる。最終重縮合反応器の後に、ＰＥＴポリマーをポンプ２４によって加圧下でフィルター２６，２８、そしてダイ３０、３２、２４に通して移動させて、ＰＥＴストランド３６、３８、４０を形成させる（図１Ｂ参照）。
【０００６】
図１Ｂを参照すると、ポリエステルペレットの形成方法が示されている。押出ポリマーストランド３６、３８、４０は、それらがダイ３０、３２、３４から出てくる際にストランドへの水噴霧流４２、４４、４６によって冷却する。ダイ３０、３２、３４から出てきた後、ストランド３６、３８、４０はまだ高温の間にカッター５４、５６、５８によって切断して、ペレット４８、５０、５２にする。このようにして形成したポリエステルペレットは円筒形を有する傾向があるが、立方形、ドッグボーン形又は他の形状に変形させることもできる。プロセスのこの時点では、ポリエステルペレットは通常は非晶性である。ポリエステルペレットは典型的には顧客への出荷前に結晶化させる。このような結晶化はより高い温度におけるその後の乾燥を可能にするので、ポリエステルを要求通りに押出できる。ポリエステルペレットの結晶化は典型的にはペレットを結晶化温度より高い温度まで再加熱することによって達成する。ペレット結晶化時の追加熱は、結晶化熱の発生の結果として得られる。この追加熱はペレットを軟化させ且つ互いに付着させる傾向がある。従って、ペレットが軟化によって互いに粘着してしまわないように、ペレットを撹拌する。結晶化後、ペレットは一般に、高温ペレットの周囲に不活性ガスを通すことによって固相化して、インヘレント粘度を上昇させる。
【０００７】
図１Ｃを参照すると、別のペレット形成プロセスの概略図が示されている。この変形においては、ダイ６６、６８、７０から出てくるストランド６０、６２、６４を水中でダイフェースカッター８０、８２、８４によって切断して、ペレット７２、７４、７６にする。この変形において、押出ポリエステルストランドはダイ６６、６８、７０から出たときに水中に完全に浸漬され、水中で切断される。このようにして形成されたペレット７２、７４、７６は、水中に出てくる際の溶融ポリエステルの表面張力のために球形を有する傾向がある。初めは、切断後のペレット７２、７４、７６は依然として内部にかなりの熱量を保持している。その後、ペレット／水の組合せを搬送システム９２によって乾燥機９０に送る。有用な乾燥機の例としては、水からペレット７２、７４、７６を除去する求心性乾燥機が挙げられる。乾燥機９０から出る際に、乾燥機９０から出てすぐには依然として高温であるペレット７２、７４、７６の熱含量によって、更なる水が煮沸されて取り除かれる。ペレット／水の組合せを充分に速く乾燥機に搬送するならば、ポリエステルペレットは結晶化が起こるのに充分な熱を保持できる。ペレット７２、７４、７６を次に晶析装置９４に移し、晶析装置９４内で結晶化が起こる滞留時間（約２〜２０分）の間、滞留する。晶析装置９４はまた、ポリエステルペレットが互いに粘着するのを妨げるのに充分な撹拌を提供する。
【０００８】
特許文献２、３及び４は、ポリマーペレットの結晶化方法を開示している。特許文献２は、ポリマーペレットを液体浴（例えば水浴）中で高温で処理して結晶化を引き起こす方法を開示している。特許文献３及び４は、ペレットを乾燥機９０へ、そして乾燥機９０中に通して速く搬送するために図１Ｃのペレット／水スラリー中に空気を吹き込む方法を開示している。
【０００９】
結晶化後、ペレット７２、７４、７６は、濃密相搬送システム９６によって１つ又はそれ以上のペレット加工ステーションに搬送する。このような濃密相搬送システムは空気を利用して、ペレットを１つの場所から別の場所に移動させる。例えば、ペレットは、ペレットの平均的性質が調整されるであろうブレンド用サイロに搬送する。このようなブレンド用サイロ中で、ポリエステルペレットを混ぜ合わせて、目標の規格を達成する。このような規格は、色、分子量、触媒濃度、添加剤濃度、密度などに関するものであることができる。更に別の例においては、ペレットを固相化プロセス反応器に搬送する。稀薄相搬送システムは、ペレット表面を溶融させるか又は高衝撃速度を有することによって、不所望な流れや微粉を形成する可能性があるので、この適用例においては濃密相搬送システムが稀薄相搬送システムよりも有用である傾向があることに留意すべきである。
【００１０】
ポリマーペレット、特にポリエステルペレットを製造するためのこれらの方法及びシステムは充分に機能するが、これらの装置は製作及びメンテナンスのコストが高い傾向がある。典型的なＰＥＴ製造ラインは、それぞれがかなり大きいモーターを利用し且つ製造プラント中で比較的大きい設置面積を占めるいくつかの晶析装置を含む場合がある。このような晶析装置の初期資本投資は優に１００万ドルを超え得る。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第５，３１０，５１５号
【特許文献２】国際出願公開番号第ＷＯ２００４／０３３１７４号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５０１１０１８２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５０１１０１８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、設置、操作及びメンテナンスのコストがより低いポリマー加工装置及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、少なくとも１つの実施態様において、複数個のポリマーペレットを結晶化させる方法を提供することによって１つ又はそれ以上の問題を克服する。この実施態様の方法は、複数個のポリマーペレットを入口において気体搬送システムに導入する工程を含む。結晶化が可能であるためには、ポリマーペレットは結晶性の１種又はそれ以上のポリマーから形成される必要がある。このような結晶性ポリマーは、結晶化温度及び溶融温度を特徴とする。更に、複数個のポリマーペレットは平均ペレット温度によって特徴付けられる。複数個のポリマーペレットは初期平均温度で気体搬送システムに導入する。複数個のポリマーペレットは、入口から出口まで搬送ガスを用いて気体圧によって移送する。搬送ガスは、気体搬送システムの出口からペレットを取り出す前に複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような温度範囲内に複数個のペレットを保持するのに充分な温度を有する。
【００１４】
本発明は、有利には、乾燥機から気体圧によって運び去られている際にポリマーペレットの結晶化を促進する。結晶化を完了させるためには、ペレットは気体搬送システムにおいて充分な滞留時間を必要とする。結晶化速度は温度と共に増加するので、結晶化に必要な時間はより高温で結晶化させることによって短縮できる。例えば、結晶化は１９０℃の温度では２分で達成できる。この実施態様は、ペレットの搬送に使用する搬送ガスの温度を調節することによって、気体搬送システム中の結晶化温度を調節する。少なくとも１つの実施態様において、搬送ガスは空気である。有利には、本発明は、結晶化シェーカーデッキの使用を回避することによって、かなりのコスト削減をもたらすことができる。
【００１５】
本発明の一変形において、結晶化コンベヤーシステムはカッターからストリッパーまでペレットを直接運び、それによって晶析装置／シェーカーの必要性を排除する。別の変形において、結晶化コンベヤーは、結晶化／ストリッピング時にペレットの混合を促進する少なくとも１つの上向きに傾斜したセクションを含む。このシステムの温度範囲内に沸点を有する液体又は別の気体をコンベヤーシステムに加えて、システム内の冷却を促進することができる。
【００１６】
この実施態様の変形においては、ペレットが気体搬送システム中に滞留している間に、アルデヒドの全て又は一部を複数個のポリマーペレットからストリッピングする。ストリッピングを最適に実施すると、晶析装置／シェーカー及びストリッピング用の別の容器はいずれも排除できる。従って、結晶化コンベヤーにおいて使用する高温搬送ガスは、ペレットを搬送するための流体、結晶化を加速するための熱源及びアセトアルデヒドを除去するためのストリッピングガスとして働くことができる。滞留時間及び／又はストリッピング度を微調整するために、結晶化コンベヤー中の搬送ガス／ペレット比及び温度を調節できる。ポリマーペレット、特にＰＥＴからアセトアルデヒドを除去するのに使用できる温度は１５０〜２００℃である。
【００１７】
本発明の別の実施態様において、ポリマーペレットを結晶化させるための気体搬送システムを提供する。気体搬送システムは、搬送ガスを用いて複数個のポリマーペレットを気体圧によって搬送する導管を含む。この導管は、搬送ガスの温度が所定の範囲内にある場合に、気体搬送システムからペレットを取り出す前に複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような充分な長さを有する。気体搬送システムは更に、複数個のポリマーペレットを導管中に導入するための入口及び複数個のポリマーペレットを取り出すための出口を含む。
【００１８】
本発明の更なる利点及び実施態様は説明から明らかであるか、或いは本発明の実施によって確認できるであろう。本発明の更なる利点はまた、添付した「特許請求の範囲」中で特に指摘した要素及び組合せによって実現及び達成されるであろう。従って、前述の概要及び以下の詳細な説明はいずれも本発明の一部の実施態様の例及び説明として役立ち、「特許請求の範囲」に記載した本発明を限定するものではないことを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１Ａは、重縮合反応器を通るポリエステル製造ラインの概略図であり；
図１Ｂは、ストランドカッターを用いた重縮合反応器後の加工によるポリエステルペレットの形成を示すポリエステル製造ラインの概略図であり；
図１Ｃは、ダイフェースカッターを用いた重縮合反応器後の加工によるポリエステルペレットの形成を示すポリエステル製造ラインの概略図であり；
図２は、本発明の方法において使用できる気体搬送システムの一実施態様の概略図であり；
図３は、傾斜した導管セクション中におけるペレットの混合の概略図であり；
図４は、長い水平導管セクションを有する気体搬送システムの一実施態様の概略図であり；そして
図５は、初期の長い傾斜した導管セクションを有する気体搬送システムの一実施態様の概略図である。
【００２０】
これから、本発明者らが現在理解している本発明を実施するための最良の形態を構成する本発明の現在好ましい組成物、実施態様及び方法により詳細に言及する。図は必ずしも原寸に比例していない。また一方、開示した実施態様は、種々の代替形態で具体化できる本発明の単なる例示であることを理解すべきである。従って、本明細書中に開示した具体的な詳細は限定的なものとして理解するのではなく、本発明の任意の態様の代表的な基準として及び／又は当業者に本発明をさまざまに使用するための教示をするための代表的な基準としてのみ解釈すべきである。
【００２１】
実施例を除いて又は他に特に断らない限り、材料の量又は反応及び／若しくは使用の条件を示す本明細書の説明中の全ての数量は、本発明の最も広い範囲の記載においては「約」によって修飾されるものと理解すべきである。記載した数値限度内における実施が一般に好ましい。また、そうでないことが明白に述べられない場合には、パーセント、「部」及び比の値は重量に基づき；用語「ポリマー」は「オリゴマー」、「コポリマー」、「ターポリマー」などを含み；１つの群又は種の材料が本発明に関連して所定の目的で適当である又は好ましいという記載は、その群又は種の構成員の任意の２つ又はそれ以上の混合物が等しく適当である又は好ましいという意味を含み；化学用語での成分の記載は、その記載において特定された任意の組合せへの添加時における成分を意味し、混合後の混合物の成分間の化学相互作用を必ずしも除外せず；頭字語又は他の略語の最初の定義は同じ略語の本明細書中における全てのその後の使用に適用し、最初に定義された略語の通常の文法上の変形に、変更すべきところは変更して適用し；そうでないことが明白に述べられない場合には、性質の測定値は、同じ性質について前に参照した又は後で参照するのと同じ方法によって測定する。
【００２２】
また、具体的な成分及び／又は条件は当然ながら変動し得るので、本発明は以下に記載する具体的な実施態様及び方法に限定するものではないことを理解すべきである。更に、本明細書中で使用した用語は、本発明の特定の実施態様の説明のためにのみ用いるのであって、決して限定を目的としない。
【００２３】
また、本明細書及び添付した「特許請求の範囲」中で使用する単数形（ａ、ａｎ及びｔｈｅ）は、前後関係からそうでないことが明白に指示されない限り、複数の指示対象を含む。例えば、単数形の成分への言及は、複数の成分を含むものとする。
【００２４】
本明細書の全体を通して、文献を参照する場合には、本発明が関係する最新技術をより完全に説明するために、これらの文献の開示全体を引用することによって本明細書中に組み入れる。
【００２５】
本明細書で使用する用語「ポリマーペレット」は、ポリマーから形成される三次元物体を意味する。このようなポリマー物体は、任意の方向におけるポリマー物体の寸法より大きいか又はそれに等しい最大寸法を含む。ポリマーペレットは、球形、円筒形などのような複数個の形状で生じる。球の最大寸法は直径である。
【００２６】
本明細書中で使用する用語「結晶化熱」は、質量単位の物質が結晶化する際に放出される熱量を意味する。
【００２７】
本明細書中で使用する用語「結晶化温度」は、物質の少なくとも一部が結晶化し始める温度を意味する。
【００２８】
本明細書中で使用する用語「溶融温度」は、物質の少なくとも一部が結晶状態から液体に転移する温度を意味する。物質が本発明のために一定の温度範囲にわたってこのような転移を受ける場合には、溶融温度はこのような範囲の温度の中央値(median temperature)である。典型的には、非晶性ペレットは結晶性ペレットよりも低い温度で溶融する。
【００２９】
本明細書中で使用する用語「結晶化度」は、ポリマーサンプルにおける結晶化度の分数量を意味する。本発明において、結晶化度はポリマーペレットにおける結晶化度の平均分数量である。結晶化度は、重量％又は容量％として表すことができる。本明細書中で使用する結晶化度は、そうでないことが明白に示されない限り、重量％として表す。結晶化度は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）によって測定できる。
【００３０】
本発明の一実施態様において、複数個のポリマーペレットの結晶化方法を提供する。本発明に係る複数個のポリマーペレットを気体搬送システムに導入する。一般に、本発明に従って結晶化させる複数個のペレットは、非晶性ペレット又は所望の結晶化度より低い結晶化度を有するペレットである。この実施態様の一変形において、結晶化前のペレットの結晶化度は３０重量％未満である。この実施態様の別の変形においては、結晶化前のペレットの結晶化度は２０重量％未満である。この実施態様の更に別の変形においては、結晶化前のペレットの結晶化度は１０重量％未満である。
【００３１】
結晶化後の結晶化度は典型的には３０重量％より大きい。他の変形において、結晶化後の結晶化度は４０重量％より大きい。ほとんどの適用例では、結晶化後の結晶化度は７０重量％未満である。他の変形においては、結晶化後の結晶化度は６０重量％未満である。更に他の変形においては、結晶化後の結晶化度は５０重量％未満である。
【００３２】
有利には、結晶化させるポリマーペレットは任意の結晶性ポリマーを含む。この結晶性ポリマーは結晶化温度及び溶融温度を特徴とする。このようなポリマーの例としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ナイロン及びポリケトンが挙げられるが、これらに限定するものではない。比較的高い結晶化熱を有するポリマーが最も有用である。一変形において、このような有用なポリマーの結晶化熱は、（ポリマーの結晶化熱）÷（ポリマーの熱容量）が少なくとも５℃であるようなものである。この実施態様はポリアルキレンテレフタレートポリマー、とりわけポリエチレンテレフタレートポリマーの結晶化に特に有用である。
【００３３】
本発明の一変形においては、未使用ポリエステル溶融ポリマーを連続法で溶融相重合し、得られた溶融ポリマーを水のような液体との接触によって凝固させてペレットを形成する。この液体の少なくとも一部をペレットから分離する。次いで、ペレットを本発明の搬送システムに導入する。更なる改良において、液体はペレットから連続的に分離して、部分乾燥されたペレットの流れを形成する。続いて、ペレットのこの流れを本発明の搬送システムの入口に連続的に導入する。一部の変形においては、ペレットは、搬送システムの入口への導入時に１重量％未満の含水率を有する。他の変形において、ペレットは、搬送システムの入口への導入時に０．２重量％未満の含水率を有する。例えば、溶融相重合プロセスから出た又は本発明の搬送システムに導入されるポリアルキレンテレフタレートポリマーは、少なくとも０．５０ｄＬ／ｇ又は少なくとも０．５５ｄＬ／ｇ又は少なくとも０．６ｄＬ／ｇ、とりわけ少なくとも０．７０ｄＬ／ｇ又は少なくとも０．７２ｄＬ／ｇ又は少なくとも０．７４ｄＬ／ｇ又は少なくとも０．７６ｄＬ／ｇ又は少なくとも０．７８ｄＬ／ｇであって、約１．２ｄＬ／ｇ以下又は１．１ｄＬ／ｇ以下又は０．９ｄＬ／ｇ以下のＩｔ．Ｖ．を有する。部分結晶化ポリエステルポリマーはまた、有利には固相重合させない。従って、固相重合されていない、少なくとも２０％の結晶化度及び少なくとも０．７０ｄＬ／ｇのＩｔ．Ｖ．を有する複数個の部分結晶化ペレットを含む出荷用コンテナを包含する実施態様も提供する。適当な出荷用コンテナは、少なくとも１ｍ3若しくはそれ以上又は２ｍ3若しくはそれ以上又は３ｍ3若しくはそれ以上又は８ｍ3若しくはそれ以上又は２０ｍ3若しくはそれ以上の容積を有する、商業目的での出荷に適当なものであり、ゲイロードボックス(Gaylord box)、鉄道タンク貨車、トラクタートレイラー用のトレイラー及び船殻などである。ペレットのＩｔ．Ｖ．は前に特定した０．７０ｄＬ／ｇより高い任意の値であることができ、結晶化度は前に特定した２０％より高い任意の値であることができる。
【００３４】
本発明の方法で利用するペレットは、当業者に知られた種々の方法によって形成する。このようなペレット形成方法の例としては、図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃに図示し且つ前述した方法が挙げられるが、これらに限定するものではない。本発明は、少なくとも１つの実施態様において、図１Ｃの説明に関連して記載したような晶析装置を用いたシステムに比べて改善をもたらすことを認識すべきである。詳細には、本発明は晶析装置を排除できると共に、装置コストを同時に著しく減少させることができる。
【００３５】
この実施態様の方法は、ほとんど全ての形状又は寸法のペレットの結晶化に使用する。典型的には、複数個のポリマーペレットの少なくとも一部は、０．２５インチ未満の最大サイズ寸法を特徴とする三次元物体である。本発明の実施において使用できるペレット造形品の例としては、球状に造形されたペレット、円筒状に造形されたペレット及び長方形断面を有するペレットが挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００３６】
図２を参照すると、本発明の一実施態様の理想的概略図が示されている。この実施態様の方法は、複数個のポリマーペレット１００をペレット入口１０４を経て気体搬送システム１０２中に導入することを含む。一変形においては、複数個のペレット１００を５，０００〜２００，０００ｌｂ／時の量で晶析装置に導入する。一変形においては、ポリマーペレット１００と共に再生ペレットを差圧分離装置１０６を経て気体搬送システム１０２に導入することができる。この変形においては、ペレット１００の温度は、再生ペレットの温度を変えることによって調節できる。
【００３７】
少なくとも図示した実施態様においては、ペレット１００は差圧分離装置１０６によってペレット入口１０４に導入する。差圧分離装置１０６に使用できる装置の例としては、ロータリー・エアロック及びブローポットが挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００３８】
複数個のポリマーペレット１００は、搬送システム１０２への導入時に初期平均ペレット温度を有する。この実施態様のいくつかの変形において、ペレット１００は、ペレット１００が搬送システム１０２中に滞留する間に結晶化が起こるのに有効な高温である。ペレット１００がＰＥＴである場合のような少なくとも一部の実施態様において、この高温は１３５〜２０５℃であり、他の実施態様においては１５５〜２００℃である。ポリマーペレットは、ポリマーペレットを冷却後に再加熱する方法を含む任意のやり方で提供できる。このような方法の一例としては、図１Ｂの説明と関連して前述した、ストランドカッターによるＰＥＴストランドの切断が挙げられる。
【００３９】
気体搬送システム１０２は搬送導管１０８を含む。この実施態様の一改良において、搬送導管１０８の全長は１０〜１０００フィートである。別の改良においては、搬送導管１０８の全長は５０〜５００フィートである。更に別の改良においては、搬送導管１０８の全長は１００〜３００フィートである。
【００４０】
搬送導管１０８は、実質的に水平な導管セクション１１０を含む。導管セクション１１０の水平配置は、ペレットを搬送のために位置付けることができる。典型的には、導管セクション１１０は長さが５〜２０管径（即ち導管セクションの直径）である。気体搬送導管１１０は場合によっては、上向きに傾斜したセクション１１２を含む。上向きに傾斜したセクション１１２に入ると、ペレット１００は、重力に対して角度Ａ1で規定される上向きの方向に移動するように誘導される。角度Ａ1は典型的には９０°未満であって、０°より大きい。一変形において、Ａ1は２５°〜６５°である。別の変形において、Ａ1は３５°〜５５°である。最適には、Ａ1は約４５°である。搬送導管１０８は場合によっては、これもまた実質的に水平である導管セクション１１６のような追加導管セクションや１つ又はそれ以上の垂直セクション（図示せず）を含む。
【００４１】
この実施態様の方法に従って、複数個のポリマーペレットを、１１９で図示した搬送ガスによって入口１０４から出口１１８まで気体圧によって移送する。搬送ガス１１９の流れは、流量制御装置１２０によって調節できる。適当な流量制御装置１２０の例としては、計量型圧縮機、流量計、マスフローコントローラー、バルブ、オリフィス、拡大ノズルなどが挙げられるが、これらに限定するものではない。搬送ガス１１９は、気体搬送システム１０２からペレットを取り出す前に複数個のポリマーペレット１００の結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような温度範囲内に複数個のポリマーペレット１００を保持するのに充分な温度を有する。少なくとも１つの実施態様において、この温度範囲はポリマーペレット１００の溶融温度未満である。例えば、ペレット１００がＰＥＴから形成される場合には、この温度は１３５〜２００℃である。
【００４２】
ペレットの移送を行っている搬送ガス１１９は場合によっては、温度調節装置１２２によって加熱又は冷却することができる。更に、搬送システムに導入する搬送ガスの温度は、当該入口に導入するペレットの温度よりも高いか又は低いことができる。他の変形においては、搬送導管１０８の１つ又はそれ以上の部分を、水、蒸気又は他の伝熱媒体を用いて熱ジャケットによって加熱又は冷却することができる。図２は、収集装置１２６に移送されているペレット１００を示している。最後に、場合によっては搬送ガス１１９を熱交換装置１３０を経て回収し、揮発性有機化合物は熱破壊装置１３２中で破壊することができる。場合によっては、熱交換装置１３０の前又は後に、微粒子除去装置（図示せず）を配置することができる。他の変形において、搬送ガス１１９の温度は、搬送導管１０８の長手方向に高温又は低温ガスを加えることによって調節できる。典型的には、搬送ガスは０〜２２０℃の範囲の温度で搬送システムに導入する。
【００４３】
搬送システム１０２は、濃密層又は稀薄相搬送システムであることができる。少なくとも１つの実施態様において、搬送システム１０２が濃密相搬送システムである場合には、搬送導管１０８の長さは５〜２０管径であり、滞留時間は３秒〜２０分である。他の変形においては、滞留時間は１〜２０分である。更に別の変形においては、滞留時間は１〜１０分である。搬送システム１０２が濃密相搬送システムである変形において、搬送速度は、１００ＰＳＩＧに等しいか又はそれ以下の搬送圧力で１００〜１０００フィート／分の範囲である。搬送システム１０２が濃密相搬送システムである別の変形において、搬送速度は、１００ＰＳＩＧに等しいか又はそれ以下の搬送圧力で１０００〜３０００フィート／分の範囲である。搬送システム１０２が濃密相搬送システムである更に別の変形において、搬送速度は、１５インチ水銀に等しいか又はそれ以下の搬送圧力で５０〜１０００フィート／分である。少なくとも１つの実施態様において、搬送システム１０２が稀薄相搬送システムである場合には、搬送導管１０８の長さは５〜２０管径であり、滞留時間は３０秒〜１０分である。搬送システム１０２が稀薄相搬送システムである変形において、搬送速度は、１５ＰＳＩＧに等しいか又はそれ以下の搬送圧力で１０００〜４０００フィート／分である。搬送システム１０２が稀薄相搬送システムである別の変形において、搬送速度は、１５ＰＳＩＧに等しいか又はそれ以下の搬送圧力で約４０００フィート／分又はそれ以上である。搬送システム１０２が稀薄相搬送システムである更に別の変形において、搬送速度は、１５インチ水銀に等しいか又はそれ以下の搬送圧力で１０００〜４０００フィート／分である。搬送システム１０２が稀薄相搬送システムである更なる変形において、搬送速度は、１５インチ水銀に等しいか又はそれ以下の搬送圧力で４０００フィート／分又はそれ以上である。
【００４４】
本発明の別の変形においては、ペレット１０を、気体搬送システム１０２中で搬送しながらペレットを冷却するような温度の流体と接触させる。この変形の更なる改良において、流体は、流体との接触がなされる場所においてペレット１００の平均温度より低い沸点を有する液体である。従って、この改良において、流体は、ペレットとの接触時に沸騰する。
【００４５】
図３を参照すると、内部にペレット１００が含まれる、上向きに傾斜したセクション１１２の概略図が示されている。気体搬送システム１０２が上向きに傾斜したセクション１１２を含む場合には、ペレット１００の一部が、方向ｄ3で示されるように重力下で下方に移動する傾向がある。全体的にはペレットの最終的移動は方向ｄ4の上向きであるので、この傾向は有利にはペレットの混合を可能にする。従って、既に結晶化し且つその結晶化熱から発生した熱のためにより高温である傾向があるペレット１２４は、まだ結晶化していない非晶性ペレット１００と効率的に混合される。これは、結晶化されたペレット１２４から非晶性ペレット１００への熱の移動を可能にし、それが非晶性ペレットの結晶化を助ける。
【００４６】
この実施態様の特に有用な変形においては、ポリマーペレット１００を、図１Ｃの説明に関連して前述したダイフェースペレットカッターによって切断する。この変形においては、ペレット１００を、ペレット搬送システム９２によってダイフェースペレットカッターから乾燥機９０に移す。有用な乾燥機の例としては、水からペレット１００を取り出す求心性乾燥機が挙げられる。これに関連して、乾燥機９０はペレットを水から分離するのに使用できる任意の装置であることを理解すべきである。ペレット１００の熱含量は乾燥機９０から出てくる際には依然として比較的高いため、乾燥機９０から出てすぐに、更なる水を煮沸によって取り除くことができる。この変形においては、ダイフェースペレットカッターを用いてペレット１００をカッターから乾燥機に充分に速く移すので、ペレット１００はかなりの熱量を保持している。典型的には、このような乾燥機から出ていくポリマーペレットは１３５℃より高い温度を有する。
【００４７】
ペレット１００のそれぞれは典型的には、内部が外部よりも高温である比較的不均一な温度分布を有することを理解すべきである。これは、ダイフェースカッター及びペレット搬送システム９２中で使用する水の冷却効果とポリマーの低い熱度伝導率による。更に、各ペレットはわずかに異なる温度分布を有する可能性がある。従って、複数個のペレットは平均ペレット温度を有するものとして記載するのが適当である。
【００４８】
また、ダイフェースカッターから乾燥機９０へのペレット１００の搬送に使用する水は、優れた又はより望ましい伝熱性を有する他の搬送用流体と置き換えることができることを理解すべきである。ペレット１００の平均温度は、ダイフェースカッターから乾燥機９０へのペレット１００の搬送に使用する水（又は他の搬送用流体）の温度によって制御することもできる。例えば、搬送用流体は、より高い初期平均ペレット温度（気体搬送システム１０２に導入される際のペレットの温度）を実現するために加熱し、又はより低い初期平均ペレット温度を実現するために冷却することができる。典型的なポリエステル形成方法において、ダイフェースカッターから乾燥機９０への搬送時間は約数秒であり、ペレット含有スラリーは、ペレット搬送システム９２中にある間に１０〜３０フィート／秒の速度で移動する。
【００４９】
この実施態様の一変形において、ポリマーペレット１００は、結晶化の最適温度よりも高い平均温度を有する気体搬送システム１０２に入る。この変形において、ポリマーペレット１００は搬送ガスによって冷却する。この変形においては搬送ガスはペレット１００の平均温度よりも低い温度を有するであろう。この変形の方法は、通常は１３５℃の温度で結晶化し始め且つ２００℃の温度で溶融するポリエチレンテレフタレートペレットの結晶化に特に有用である。ペレット１００が結晶化が起こるのに充分な熱含量を有する領域を有する場合には、ペレット１００が搬送されるにつれて、平均ペレット温度は上昇する。この温度上昇は、結晶化につれてペレット１００から結晶化熱が放散される結果である。
【００５０】
本発明の１つの改良において、初期平均ペレット温度（気体搬送システム１０２に導入する際の温度）と結晶化温度との差は、外部冷却がない場合にペレット１００の結晶化によって引き起こされる温度上昇より小さい。従って、この改良においては、冷却された搬送ガスを用いて、ペレットを気体圧によって搬送し且つペレットの溶融又は粘着を妨げると同時に結晶化を依然として起こらせる。
【００５１】
本発明の別の変形において、ペレットは結晶化が起こるのに充分な内部熱を含むであろう。本発明の他の変形においては、ペレットは結晶化に充分な熱を含まない。この後者の変形において、平均ペレット温度は、高温の搬送ガスと接触させることによって調節する。
【００５２】
この実施態様の更に別の変形において、ポリマーペレット１００は、結晶化が所望の結晶化度まで進行するには低すぎる平均温度で気体搬送システム１０２に入る。この場合には、搬送ガスの温度は、ポリマーペレット１００が搬送ガスとの接触によって加熱されるような温度である（即ち、搬送ガスの温度はペレット１００の平均温度よりも高い）。
【００５３】
本発明の更に別の変形において、搬送ガス１１９はペレット１００からアセトアルデヒドをストリッピングするのに充分な温度を有する。アセトアルデヒドのストリッピングが最も効率的であるためには、搬送ガス１１９は、気体搬送システム１０２中に存在する温度及び圧力においてペレット１００中のアセトアルデヒドの平衡濃度未満でなければならない。搬送ガス１１９中のアセトアルデヒドは、アセトアルデヒドを搬送ガス中に拡散させるように、ペレット１００中のアセトアルデヒドの蒸気圧未満でなければならない。一変形において、搬送ガスの温度は、ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも４ｐｐｍ低減させるのに充分な温度である。別の変形において、搬送ガスの温度は、ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも２ｐｐｍ低減させるのに充分な温度である。更に別の変形において、搬送ガスの温度は、ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも１ｐｐｍ低減させるのに充分な温度である。更に、場合によっては、追加のアセトアルデヒドストリッピングを収集装置又は容器１２６（図２）中で、導管１３４を経て追加のガスをその装置に貫流させることによって実施する。この追加ガスは導管１３６から抜き、ストリッピングしたアセトアルデヒドは熱破壊装置１３２中で破壊する。一変形において、コンベヤーシステムの出口１１８から出たペレットは、ペレットの残留アセトアルデヒドレベルが低減された容器に連続的に供給する。この変形の更なる改良において、容器は、その容器内のポリエステルポリマーペレットの流動様式が栓流となるような位置に入口及び出口があるように配向させる。典型的には、当該容器内のアセトアルデヒドレベルの低減は少なくとも４ｐｐｍである。他の改良において、当該容器内のアセトアルデヒドレベルの低減は少なくとも２ｐｐｍである。アセトアルデヒドストリッピングは、比較的小さいペレットを用いることによって更に向上する。
【００５４】
図４及び５を参照すると、この実施態様の変形が示されている。図４においては、搬送導管１０８が入口１０４から実質的に水平である変形が示されている。この変形においては、複数個のポリマーペレット１００を、実質的に水平な導管セクション１１０において搬送導管１０８に導入する。搬送導管１０８は、次のステーション又はプロセス装置（例えば収集装置１２６）までが実質的に水平であり続けることができる。導管セクション１１０は相当の距離にわたって実質的に水平であり続ける。一改良において、導管セクション１１０は少なくとも１０フィートにわたって水平である。別の改良において、導管セクション１１０は少なくとも５０フィートの距離にわたって水平である。更に別の改良において、導管セクション１１０は少なくとも１００フィートの距離にわたって水平である。
【００５５】
また、搬送導管１０８の全長は１０〜１，０００フィートであることを理解すべきである。別の改良において、搬送導管１０８の全長は５０〜５００フィートである。更に別の改良において、搬送導管１０８の全長は１００〜３００フィートである。
【００５６】
図５には、搬送導管１０８がペレット入口１０４に隣接した領域から最初に角度を付けられている一変形が示されている。搬送導管１０８は、次のステーション又はプロセス装置（例えば収集装置１２６）までが実質的に傾き続けることができる。
【００５７】
ペレット１００と実質的に反応もしないしペレットの性質に悪影響も与えない、不活性又は非反応性の任意の型の気体を、搬送ガス１１９として使用できる。適当な気体としては、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素、それらの組合せなどが挙げられるが、これらに限定するものではない。この実施態様の一変形においては、流量制御装置１２０を、搬送ガス１１９の流量の制御に使用する。別の変形において、搬送ガス１１９の流量は、搬送ガスの速度を制御して流れを制御できるロータリー・ローブ・コンプレッサーのような陽圧凝縮装置(positive pressure condenser)によって制御できる。
【００５８】
本発明の別の実施態様において、本発明の方法を実施する、ポリマーペレットを結晶化するための気体搬送システムを提供する。図２を参照すると、気体搬送システム１０２は、導管１０８に複数個のポリマーペレット１００を導入するための入口１０４及び複数個のポリマーペレットを取り出すための出口１１８を更に含む。少なくとも図示した実施態様においては、ペレット１００は、差圧分離装置１０６によってペレット入口１０４に導入する。差圧分離装置１０６に使用できる装置の例としては、ロータリー・エアロック及びブローポットが挙げられるが、これらに限定するものではない。気体搬送システム１０２は、複数個のポリマーペレット１００を搬送ガス１１９を用いて気体圧によって搬送するための搬送導管１０８を含む。
【００５９】
この実施態様の一改良において、搬送導管１０８の全長は１０〜１０００フィートである。別の改良において、搬送導管１０８の全長は５０〜５００フィートである。更に別の改良において、搬送導管１０８の全長は１００〜３００フィートである。搬送導管１０８は、実質的に水平な導管セクション１１０を含む。導管セクション１１０の水平配置は、ペレットを搬送のために位置付けることができる。典型的には、導管セクション１１０は長さが５〜２０管径である。気体搬送導管１１０は場合によっては、上向きに傾斜したセクション１１２を含む。その詳細については前述してある。
【００６０】
搬送導管１０８は場合によっては、これもまた実質的に水平である導管セクション１１６のような追加導管セクションを含む。この実施態様の方法に従って、複数個のポリマーペレットを、搬送ガスによって入口１０４から出口１１８まで気体圧で移送する。搬送ガス１１９の流れは、流量制御装置１２０によって調節できる。適当な流量制御装置１２０の例としては、計量型圧縮機、流量計、マスフローコントローラー、バルブなどが挙げられるが、これらに限定するものではない。搬送ガス１１９は、気体搬送システム１０２からペレットを取り出す前に複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような温度範囲内に複数個のポリマーペレット１００を保持するのに充分な温度を有する。少なくとも１つの実施態様において、この温度範囲はポリマーペレット１００の溶融温度未満である。
【００６１】
ペレットの移送を行っている搬送ガス１１９は場合によっては、温度調節装置１２２によって加熱又は冷却することができる。図２は、収集装置１２６に移送されているペレット１００を示している。最後に、場合によっては搬送ガス１１９を熱交換装置１３０を経て回収し、揮発性有機化合物は熱破壊装置１３２中で破壊することができる。
【００６２】
図４は、導管セクション１１０がかなりの距離にわたって水平に伸びている概略図を示している。更なる改良においては、搬送導管１０８は、次のステーション又はプロセス装置（例えば収集装置１２６）までが実質的に水平であり続けることができる。一改良において、導管セクション１１０は少なくとも１０フィートにわたって水平である。別の改良において、導管セクション１１０は少なくとも５０フィートの距離にわたって水平である。更に別の改良において、導管セクション１１０は少なくとも１００フィートの距離にわたって水平である。また、搬送導管１０８の全長は１０〜１，０００フィートであることを理解すべきである。別の改良において、搬送導管１０８の全長は５０〜５００フィートである。更に別の改良において、搬送導管１０８の全長は１００〜３００フィートである。
【００６３】
図５には、搬送導管１０８がペレット入口１０４に隣接した領域から最初に角度を付けられている一変形が示されている。搬送導管１０８は、次のステーション又はプロセス装置（例えば収集装置１２６）までが実質的に傾き続けることができる。
【００６４】
本発明の実施態様を例示し且つ説明したが、これらの実施態様は本発明の全ての可能な形態を例示及び説明するものではない。むしろ、本明細書中で用いた用語は、限定ではなく説明の用語であり、本発明の精神及び範囲から逸脱しないならば、種々の変更が可能であることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】重縮合反応器を通るポリエステル製造ラインの概略図である。
【図１Ｂ】ストランドカッターを用いた重縮合反応器後の加工によるポリエステルペレットの形成を示すポリエステル製造ラインの概略図である。
【図１Ｃ】ダイフェースカッターを用いた重縮合反応器後の加工によるポリエステルペレットの形成を示すポリエステル製造ラインの概略図である。
【図２】本発明の方法において使用できる気体搬送システムの一実施態様の概略図である。
【図３】傾斜した導管セクション中におけるペレットの混合の概略図である。
【図４】長い水平導管セクションを有する気体搬送システムの一実施態様の概略図である。
【図５】初期の長い傾斜した導管セクションを有する気体搬送システムの一実施態様の概略図である。
【図１Ａ】
2009538369.tif 000003
【図１Ｂ】
2009538369.tif 000004
【図１Ｃ】
2009538369.tif 000005
【図２】
2009538369.tif 000006
【図３】
2009538369.tif 000007
【図４】
2009538369.tif 000008
【図５】
2009538369.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）結晶化温度及び溶融温度を有する結晶性ポリマーを含む複数個のポリマーペレットを、気体搬送システムに入口に導入し；そして
ｂ）気体搬送システムの出口からペレットを取り出す前に、前記の複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような温度範囲内に前記の複数個のポリマーペレットを保持するのに充分な温度を有する搬送ガスを用いて、前記の複数個のポリマーペレットを入口から出口まで気体圧によって移送する
ことを含んでなる、複数個のポリマーペレットを結晶化する方法。
【請求項２】
前記の複数個のポリマーペレットの一部が球形又は円筒形を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の複数個のポリマーペレットがポリエステル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ナイロン及びポリケトンからなる群から選ばれた成分を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレートポリマー又はコポリマーである請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記の複数個のポリマーペレットが、前記搬送システムの出口から取り出した後に３０％より大きい結晶化度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記搬送システムに導入したペレットの結晶化度を少なくとも１０％を増加させる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記結晶性ポリマーがＰＥＴを含み且つ前記温度範囲が１３５〜２００℃である請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記搬送システム内における前記ペレットの滞留時間が３０秒〜２０分である請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ペレットから液体を連続的に分離して部分乾燥ペレットの流れを形成し、そして部分乾燥ペレットの流れを前記搬送システムの入口に連続的に導入することを更に含み、前記ペレットが、前記搬送システムの入口に導入する際に、１重量％未満の含水率を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
連続プロセスにおいて、未使用ポリエステル溶融ポリマーを溶融相重合させ、前記溶融ポリマーを水との接触によって凝固させてペレットを形成せしめ、水の少なくとも一部を前記ペレットから分離し、そして前記ペレットを前記搬送システムに導入することを更に含み、前記凝固プロセスから形成された前記ポリエステルポリマーペレットが少なくとも０．７０ｄＬ／ｇのＩｔ．Ｖ．を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記コンベヤーシステムの出口から出たペレットを、ペレットの残留アセトアルデヒドレベルを低減させる容器に連続的に供給し、前記容器内のアセトアルデヒドレベルの低減が少なくとも４ｐｐｍである請求項２６に記載の方法。
【請求項１２】
前記気体搬送システムが上向きに傾斜したセクションを含み、前記の上向きに傾斜したセクションが、前記の複数個のポリマーペレットが上向きに傾斜したセクションに通して搬送される場合に上向きに進むような角度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記の複数個のペレットの一部が０．２５インチ未満の最大サイズ寸法を特徴とする三次元物体である請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ペレットを出荷用コンテナに詰めることを更に含み、前記ペレットが固相で重合されていない請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
複数個のポリマーペレットを搬送ガスを用いて気体圧によって搬送するための導管であって、前記搬送ガスの温度が所定の範囲内にある場合に、気体搬送システムからペレットを取り出す前に前記の複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような充分な長さを有する導管；
前記の複数個のペレットを前記導管に導入するための入口；及び
前記の複数個のペレットを取り出すための出口
を含んでなる、ポリマーペレットを結晶化するための気体搬送システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
本発明の実施態様を例示し且つ説明したが、これらの実施態様は本発明の全ての可能な形態を例示及び説明するものではない。むしろ、本明細書中で用いた用語は、限定ではなく説明の用語であり、本発明の精神及び範囲から逸脱しないならば、種々の変更が可能であることが理解される。
以下に本発明の態様を列挙する。
態様１．ａ）結晶化温度及び溶融温度を有する結晶性ポリマーを含む複数個のポリマーペレットを、気体搬送システムに入口に導入し；そして
ｂ）気体搬送システムの出口からペレットを取り出す前に、前記の複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような温度範囲内に前記の複数個のポリマーペレットを保持するのに充分な温度を有する搬送ガスを用いて、前記の複数個のポリマーペレットを入口から出口まで気体圧によって移送する
ことを含んでなる、複数個のポリマーペレットを結晶化する方法。
態様２．前記の複数個のポリマーペレットの一部が球形又は円筒形を有する態様１に記載の方法。
態様３．前記の複数個のポリマーペレットの一部が長方形の断面を有する態様１に記載の方法。
態様４．前記の複数個のポリマーペレットがポリエステル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ナイロン及びポリケトンからなる群から選ばれた成分を含む態様１に記載の方法。
態様５．前記の複数個のポリマーペレットがポリエステルを含む態様１に記載の方法。
態様６．前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレートポリマー又はコポリマーである態様５に記載の方法。
態様７．前記の複数個のポリマーペレットが、前記搬送システムの出口から取り出した後に約３０％より大きい結晶化度を有する態様１に記載の方法。
態様８．前記の複数個のポリマーペレットが、前記搬送システムの出口から取り出した後に少なくとも４０％の結晶化度を有する態様１に記載の方法。
態様９．前記搬送システムに導入したペレットの結晶化度を少なくとも１０％を増加させる態様１に記載の方法。
態様１０．前記搬送システムに導入したペレットの結晶化度を少なくとも２０％を増加させる態様１に記載の方法。
態様１１．前記搬送システムに導入するペレットの結晶化度が３０％未満である態様１に記載の方法。
態様１２．前記搬送システムに導入するペレットの結晶化度が２０％未満である態様１に記載の方法。
態様１３．前記結晶性ポリマーがＰＥＴを含み且つ前記温度範囲が約１３５〜約２００℃である態様１に記載の方法。
態様１４．前記結晶性ポリマーがポリアルキレンテレフタレート若しくはポリアルキレンナフタレートポリマー又はコポリマーを含み且つ前記温度範囲が約１３５〜約１９０℃である態様１に記載の方法。
態様１５．前記搬送システム内における前記ペレットの滞留時間が３０秒〜２０分である態様１に記載の方法。
態様１６．前記気体搬送システムが濃密相搬送システムである態様１に記載の方法。
態様１７．前記気体搬送システムが稀薄相搬送システムである態様１に記載の方法。
態様１８．前記の複数個のポリマーペレットがポリマーの結晶化温度より高いか又は結晶化温度に等しい温度を有する領域を含む態様１に記載の方法。
態様１９．前記搬送ガスが空気、窒素、二酸化炭素及びアルゴンからなる群から選ばれる態様１に記載の方法。
態様２０．前記搬送ガスを０〜２２０℃の範囲の温度で前記搬送システムに導入する態様１に記載の方法。
態様２１．前記搬送システム中に導入する際の前記搬送ガスの温度が前記入口に導入するペレットの温度より低い態様１に記載の方法。
態様２２．前記の複数個のポリマーペレットを、差圧分離装置によって前記気体搬送システムの入口に導入する態様１に記載の方法。
態様２３．前記ペレットから液体を連続的に分離して部分乾燥ペレットの流れを形成し、そして部分乾燥ペレットの流れを前記搬送システムの入口に連続的に導入することを更に含む態様１に記載の方法。
態様２４．前記ペレットが、前記搬送システムの入口に導入する際に、１重量％未満の含水率を有する態様２３に記載の方法。
態様２５．前記ペレットが、前記搬送システムの入口に導入する際に、０．２重量％未満の含水率を有する態様２３に記載の方法。
態様２６．連続プロセスにおいて、未使用ポリエステル溶融ポリマーを溶融相重合させ、前記溶融ポリマーを水との接触によって凝固させてペレットを形成せしめ、水の少なくとも一部を前記ペレットから分離し、そして前記ペレットを前記搬送システムに導入することを更に含む態様１に記載の方法。
態様２７．前記凝固プロセスから形成された前記ポリエステルポリマーペレットが少なくとも０．７０ｄＬ／ｇのＩｔ．Ｖ．を有する態様２６に記載の方法。
態様２８．前記Ｉｔ．Ｖ．が少なくとも０．７２ｄＬ／ｇである態様２７に記載の方法。
態様２９．前記Ｉｔ．Ｖ．が少なくとも０．７６ｄＬ／ｇである態様２７に記載の方法。
態様３０．前記コンベヤーシステムの出口から出たペレットを、ペレットの残留アセトアルデヒドレベルを低減させる容器に連続的に供給する態様２６に記載の方法。
態様３１．前記容器内のアセトアルデヒドレベルの低減が少なくとも４ｐｐｍである態様３０に記載の方法。
態様３２．前記容器から出た時のペレットの残留アセトアルデヒドレベルが２ｐｐｍ未満である態様３０に記載の方法。
態様３３．前記気体搬送システムが上向きに傾斜したセクションを含み、前記の上向きに傾斜したセクションが、前記の複数個のポリマーペレットが上向きに傾斜したセクションに通して搬送される場合に上向きに進むような角度を有する態様１に記載の方法。
態様３４．前記角度が、上向き傾斜したセクションに入る前記の複数個のペレットの一部を下向きに落下させ、それによって前記の複数個のペレットを混合する態様３３に記載の方法。
態様３５．前記角度が約２５°〜６５°である態様３４に記載の方法。
態様３６．前記の複数個のペレットを５，０００〜２００，０００ｌｂ／時の量で晶析装置中に導入する態様１に記載の方法。
態様３７．前記搬送ガスの温度が前記ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも４ｐｐｍ低減させるのに充分な温度である態様１に記載の方法。
態様３８．前記搬送ガスの温度が前記ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも２ｐｐｍ低減するのに充分な温度である態様１に記載の方法。
態様３９．前記搬送ガスの温度が前記ポリマーペレットから残留アセトアルデヒドを少なくとも１ｐｐｍ低減させるのに充分な温度である態様１に記載の方法。
態様４０．前記搬送ガス中のアセトアルデヒドの濃度が、前記気体搬送システム中の存在する温度及び圧力において、前記の複数個のペレット中のアセトアルデヒドの平衡濃度より低い態様３７に記載の方法。
態様４１．前記気体搬送システム中の前記の複数個のポリマーペレットを、前記ポリマーペレットを冷却するのに充分な温度の流体と接触させることを更に含む態様１に記載の方法。
態様４２．前記流体が前記の複数個のペレットとの接触時に沸騰する液体である態様１に記載の方法。
態様４３．前記液体が水を含む態様４２に記載の方法。
態様４４．前記の複数個のペレットの一部が約０．２５インチ未満の最大サイズ寸法を特徴とする三次元物体である態様１に記載の方法。
態様４５．前記搬送システムの長さが少なくとも５０フィートである態様１に記載の方法。
態様４６．前記ペレットを出荷用コンテナに詰めることを更に含み、前記ペレットが固相で重合されていない態様１に記載の方法。
態様４７．前記ペレットを、溶融ポリエステルポリマーの切断によって得る態様１に記載の方法。
態様４８．前記ペレットを、ダイフェースカッターを用いた溶融ポリエステルポリマーの切断によって得る態様１に記載の方法。
態様４９．ａ）結晶性であって且つ結晶化温度及び溶融温度を有する複数個のＰＥＴペレットを、気体搬送システムに入口に導入し；そして
ｂ）気体搬送システムの出口からペレットを取り出す前に、前記の複数個のＰＥＴペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような温度範囲内に前記の複数個のＰＥＴペレットを保持するのに充分な温度を有する搬送ガスを用いて、前記の複数個のＰＥＴペレットを入口から出口まで気体圧によって移送する
ことを含んでなる、複数個のＰＥＴペレットを結晶化する方法。
態様５０．複数個のポリマーペレットを搬送ガスを用いて気体圧によって搬送するための導管であって、前記搬送ガスの温度が所定の範囲内にある場合に、気体搬送システムからペレットを取り出す前に前記の複数個のポリマーペレットの結晶化が実質的に開始されるか又は達成されるような充分な長さを有する導管；
前記の複数個のペレットを前記導管に導入するための入口；及び
前記の複数個のペレットを取り出すための出口
を含んでなる、ポリマーペレットを結晶化するための気体搬送システム。
態様５１．前記導管が上向きに傾斜したセクションを含み、前記の上向きに傾斜したセクションが、前記の複数個のポリマーペレットが上向きに傾斜したセクションに通して搬送される場合に上向きに進むような角度を有する態様５０に記載の気体搬送システム。
態様５２．前記角度が、前記の上向きに傾斜したセクションに入る前記の複数個のペレットの一部を下向きに落下させ、それによって前記の複数個のペレットを混合するのに充分な角度である態様５１に記載の気体搬送システム。
態様５３．前記の複数個のペレットを前記入口に導入するための差圧分離装置を更に含む態様５０に記載の気体搬送システム。
態様５４．前記差圧分離装置がロータリー・エアロック又はブローポットである態様５３に記載の気体搬送システム。
態様５５．前記搬送ガスの流量を制御するための計量装置を更に含む態様５０に記載の気体搬送システム。
態様５６．前記搬送ガスの温度を制御するための温度制御装置を更に含む態様５０に記載の気体搬送システム。
態様５７．回収されたポリエステルポリマーペレットを、前記ペレット中の残留アセトアルデヒドレベルを低減させる容器に連続的に供給する態様５０に記載の気体搬送システム。
態様５８．前記容器内におけるアセトアルデヒドレベルの低減が少なくとも４ｐｐｍである態様５７に記載の気体搬送システム。
態様５９．前記容器から出る時のペレットの残留アセトアルデヒドレベルが２ｐｐｍ未満である態様５７に記載の気体搬送システム。
態様６０．前記容器が、前記容器内におけるポリエステルポリマーペレットの流動様式がプラグフローとなるような位置に入口及び出口を有するように配向させられた態様５７に記載の気体搬送システム。
【国際調査報告】
2009538369.tif 000010