(57)【要約】【課題】連続生産設備の次の工程に供給する場合において、粉体と液体の規定量を一定時間で混合槽へ投入して混合させる際に、生産品種の切り替えに容易に対応すること。【解決手段】粉体と液体を粉体混合槽に投入する方法であって、混合槽の上部に取り付けられた粉体投入部から微粉体を投入する際、投入する微粉体の外周を噴出された気体層で囲み、前記気体層の外周を液体層で囲んで微粉体と液体を粉体混合槽に投入する方法である。この気体層は高圧気体であることが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体と液体を粉体混合槽に投入する方法であって、混合槽の上部に取り付けられた粉体投入部から微粉体を投入する際、投入する粉体の外周を噴出された気体層で囲み、前記気体層の外周を液体層で囲んで微粉体と液体を粉体混合槽に投入する方法。
【請求項２】
前記気体層は高圧気体であることを特徴とする請求項１記載の粉体と液体を粉体混合槽に投入する方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、粉体と液体の規定量を一定時間で混合槽へ投入して攪拌した後、混合液を連続生産設備の次の工程に供給する方法。
【請求項４】
粉体と液体を粉体混合槽に投入する際に用いる投入装置であって、内側から外側に向かって、粉体投入部、高圧気体噴出部、液体投入部の３層構造を有する投入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体混合槽への粉体と液体を混合する装置および製法に関する。
さらに詳しくは、ポリエステルなどの合成繊維樹脂を連続して重合する際、改質剤などを投入してスラリーと改質剤等の粉体を均一に混合させるに適した粉体混合槽への粉体投入方法及びその粉体投入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステルなどの重合において、液体と粉体を混合タンク等に混合する際は、混合タンクの上部へ粉体の投入口を設置したものが多い。通常、攪拌機で攪拌しながら、液体に規定量の粉体を一定時間で投入するため、単に混合タンクの上部へ粉体の投入口を設けただけでは、混合タンクの気相部分で投入された粉体が飛散して舞い上がることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
飛散して舞い上がった粉体は、混合タンクの気相部分の壁面・攪拌機に付着してしまい、規定量の粉体が液体に混合しないことになり、また、壁面や攪拌機に付着した粉体が予期せぬときに落下して混合率の変動が生じる。
【０００４】
たとえば、この液体と粉体の混合物が次の連続生産設備に供給される場合、粉体の種類を変更して生産品種を連続的に切り替えようとすると、変更後の品種を混合する際、混合タンクの気相部分の壁面や攪拌機に付着した変更前の粉体が飛散して、生産品種を切り替え後、品質が安定するまでに長時間必要となる。このため、粉体の種類を変更する前には、混合タンクを一旦、空にして洗浄しなければならない。
【０００５】
特許文献１では、２層の形成ノズルにより、中心部に粉体を、外側に液体による液膜を形成して粉体の飛散を防止する装置が開示されている。しかしながら、この方法では、濡れた物体がノズルの出口に固着し、生産品種を切り替えた際に、固着したものが混合されて混合率の変動が生じたり、ノズルが詰まって生産効率が落ちるという問題がある。このため、生産品種を切り替え、投入する粉体の種類を変更する際には、品質が安定するまでに長時間必要となる。
【特許文献１】
特開昭４９−６６６３号公報
【０００６】
本発明では、上記の課題を解決し、連続生産設備の次の工程に供給する場合において、粉体と液体の規定量を一定時間で混合槽へ投入して混合させる際に、粉体の吹き上がりによる粉体の飛散を防止し、壁面・攪拌機等へ粉体の付着がなく、生産品種の切り替えにも容易に対応できる粉体投入方法及び粉体投入装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明の第１の発明は、粉体と液体を粉体混合槽に投入する方法であって、混合槽の上部に取り付けられた粉体投入部から粉体を投入する際、投入する粉体の外周を噴出された気体層で囲み、前記気体層の外周を液体層で囲んで粉体と液体を粉体混合槽に投入する方法である。また、第２の発明は、第１の発明において前記気体層は高圧気体であることを特徴とする粉体と液体を粉体混合槽に投入する方法である。そして、第３の発明は、第１の発明において、粉体と液体の規定量を一定時間で混合槽へ投入して攪拌した後、その混合液を連続生産設備の次の工程に供給する方法である。
【０００８】
さらに、第４の発明は、粉体と液体を粉体混合槽に投入する際に用いる投入装置であって、内側から外側に向かって、粉体投入部、高圧気体噴出部、液体投入部の３層構造を有する投入装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を詳細に説明する。
本発明の粉体投入装置は、連続生産設備の次の工程に供給する場合において、粉体と液体の規定量を一定時間で粉体混合槽へ投入して混合させる際に用いるものである。
たとえば、テレフタル酸とエチレングリコールをスラリー化し、それを連続的にエステル化工程へ導きエステル化反応を連続的に行い、さらに重合工程へ導き連続的に重合反応を行い、ペレット化する工程の中で、改質剤などの微粉末状の粉体を投入する場合に好適に適用できる。
特に、特殊な用途のポリエステル樹脂の場合、最初のスラリー槽へ改質剤（ジメチルスルホイソフタル酸ナトリウム又はイソフタル酸等）等を添加することが多く、ポリエステル直接連続重合工程において本発明は有用である。
【００１０】
【実施例】
以下、ポリエステルの直接連続重合工程のスラリー調製する際の粉体混合槽について、図面を参照して具体的な例を説明する。
【００１１】
図１を参照して、１は粉体混合槽の例であり、この場合、テレフタル酸とエチレングリコールをスラリー化し、スラリーを調整するスラリー調製槽である。スラリー調製槽は攪拌機２０を有し、スラリーを攪拌している。
【００１２】
まず、予め混練したスラリー２をスラリー調製槽１へ添加して攪拌する。ここでは、スラリーの液面が予め決められた一定量に達するまでスラリー調製槽１へスラリー２を添加する。次に、スラリーが一定量に達した後、スラリー送液ポンプ６にて調製槽のスラリーをスラリー循環ライン８に導く。そして、このスラリーは、スラリー循環ライン８から粉体投入装置５へ導かれ、粉体投入装置５よりスラリー調製槽へ投入されることにより循環する。
【００１３】
一方、粉体貯槽３から粉体投入用フィーダー４、粉体投入装置５を通して微粉末状の粉体（たとえば、ジメチルスルホイソフタル酸ナトリウム、イソフタル酸などの改質剤）が投入される。なお、この粉体は粉体投入用フィーダー４にて計量しながらスラリー調製槽１へ投入される。粉体投入用フィーダー４と粉体投入装置５は、配管接続で良いが、粉体貯槽３に重量計が設置されている場合は、布製或いは樹脂製の蛇腹管２５にて接続すれば良い。
【００１４】
そして、投入された粉体は、スラリー調製槽１の液面へ落下するとともに、均一なスラリーが形成される。このように、一定量の粉体が投入されたスラリーは次工程へ送液され、エステル化反応及び重合反応がなされる。
【００１５】
次に、本発明の粉体投入装置について説明する。
【００１６】
図１、図２に示すように、粉体投入装置５は３層構造となっており、粉体混合槽の上部に取り付けられる。３層構造のうち、最内層の中心部に粉体を投入する粉体投入部と、粉体投入部を囲んで高圧気体を噴出する高圧気体噴出部と、高圧気体噴出部を囲んで粉体投入装置の最外層に液体を投入するための液体投入部とを有する。
すなわち、かかる粉体投入装置は内側から外側に向かって、粉体投入部、高圧気体噴出部、液体投入部の３層構造である。
【００１７】
このように、粉体投入部と液体投入部との間に、高圧気体噴出部を設けることにより、混合槽の上部から微粉末などの粉体が投入され混合槽に落下する際にも、投入する粉体がその外周を囲んで噴出される高圧気体によって保護されるため、粉体混合槽１の気相部分に粉体が飛散することがなく、壁面や攪拌機へ粉体が付着することもない。また、高圧気体噴出部は粉体投入部と液体投入部との間に設けられているため、粉体と液体が接触することなく、濡れた粉体が投入口に固着することもない。
【００１８】
図２を参照して、粉体投入装置をさらに詳細に説明する。
粉体１２は粉体投入部（たとえば、粉体投入ノズル１０）から投入される。この粉体を包み込むようにスラリー１４が液体投入部（たとえば、スラリー注入ノズル９）を経て投入される。粉体投入部と液体投入部の二層構造であると、時間の経過とともに、下部の投入口周辺がスラリーで濡れ、粉体が固着し、粉体注入ノズルが閉塞される可能性がある。これを避けるために、空気や窒素などの安定した気体１３を気体噴射ノズル１１へ導き、粉体投入ノズル１０の出口を吹き飛ばすことによって、固着しかけた粉体を除去する。この結果、濡れた粉体がノズルの出口で固着することがない。
【００１９】
また、図４を参照して各投入部の個別構造を説明する。
スラリー注入ノズル９は湾曲した中空配管であり、スラリー循環ラインとはフランジ２３にて接続される。このスラリー注入ノズル９に、気体噴射ノズル１１をはめ込み、溶接により接続される。気体噴射ノズル１１には気体導入管２４が４個接続されており、加圧した空気或いは窒素の様な不活性気体を、この気体導入管２４から気体噴射ノズル１１の内側の中空部へ導入する。気体噴射ノズル１１の外周にはスラリーが流れる為、下端部はリング２１等を設置して、スラリーの流れを外側に膨らませれば、粉体を包み込む作用が良好となる。該気体噴射ノズル１１の内側に中空円柱状の粉体投入ノズル１０をはめ込む。
【００２０】
そして、粉体投入ノズル１０、気体噴射ノズル１１、スラリー注入ノズル９は下端部即ち排出部分の位置が水平に揃っていることが好ましい。いずれかが突出しておれば、粉体がスラリーにより濡れて排出部分での固着が発生してトラブルの原因となるおそれがある。
【００２１】
なお、各ノズルの材質は、特に限定するものではないが、化学プラントにて使用する場合、耐腐食性のＳＵＳ３０４が最も好ましい。
【００２２】
また、図３は図２の粉体投入装置のＡ−Ａ’断面図である。粉体と液体を混合槽に投入する際には、中心部の１５は投入する粉体層であり、その外周を囲んだ１６は高圧気体が噴射された気体層である。そして、気体層１６の外周を囲んで液体層１７（スラリー層）となっている。内側から外側に向かって、粉体層１５、気体層１６、液体層１７となっており、粉体層と液体層は気体層によって完全に分離されている。
【００２３】
以上のように、本願の方法によって投入した粉体は、スラリー調製槽１の気相部分での舞い上がりが無く、気相の上部や攪拌軸への粉体固着がないため、洗浄が不要であり、ポリエステルの重合の際など、改質剤（粉体）を用いない次の銘柄への流し込み切り替えが効率良く連続的にできる。
【００２４】
【発明の効果】
よって、本願の構成によれば、連続生産設備の次の工程に供給する場合において、粉体と液体の規定量を一定時間で混合槽へ投入して混合させる際に、内側から外側に向かって粉体投入部である粉体層、気体層、液体層との３層構造を保ったまま粉体を粉体混合層へ投入するので、粉体の吹き上がりによる粉体の飛散を防止し、壁面・攪拌機等へ粉体の付着がなく、生産品種の切り替えにも容易に対応できる。
【００２５】
上記の構成に加えて、気体層に高圧空気を噴射する装置を用いると、時間が経過しても粉体投入部の出口に濡れた粉体が固着することも一切なく、さらに生産品種の切り替えにも容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉体混合槽の側面断面図の一例である。
【図２】本発明の粉体投入装置の詳細側面断面図である。
【図３】本発明の粉体投入装置において、図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明の粉体投入装置を個別に分離した図である。
【符号の説明】
１  スラリー調製槽
２  スラリー
３  粉体貯槽
４  粉体投入用フィーダー
５  粉体投入装置
６  スラリー送液ポンプ
７  次工程へ
８  スラリー循環ライン
９  スラリー注入ノズル
１０  粉体投入ノズル
１１  気体噴射ノズル
１２  粉体
１３  気体
１４  スラリー
１５  粉体層
１６  気体層
１７  液体層（スラリー層）
２０  攪拌機
【図１】
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【図２】
2004209316.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004209316.tif 000006