(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分結晶化を達成するためにポリエステルペレットを熱処理する方法であって、
ポリエステル溶融物を水中造粒機に供給するステップ、
水中造粒機内のポリエステル溶融物を粒状化して、球状形状やレンズ形状をしたペレットを得るステップ、
上記ペレットを水／固体分離装置に供給してペレットを乾燥するステップ、
乾燥したペレットを１１０℃より高いペレット温度で振動装置に供給するステップ、
上記振動装置でペレットを搬送して、ペレットに存する固有熱を用いて部分結晶化を得るステップ、及び
８０℃より高いペレット温度で上記振動装置からペレットを取り去るステップ
を有する、方法。
【請求項２】
ペレットが上記振動装置上で動いている間にガスによって運ばれることを特徴する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ペレットが上記振動装置上で動いている間にガスがそのペレットの層を通って流れることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
水中造粒機から水／固体分離装置へのペレットの搬送が８０℃〜９８℃の処理水を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
部分結晶化を達成するためにポリエステルペレットを熱処理する方法を実施するための装置であって、
メルトポンプと、
篩いチェンジャと、
水中造粒機（２）と、
水／固体分離装置（３）と、
ペレットを搬送するためのコンベア装置（４）と
を有し、上記コンベア装置（４）が上記水中造粒機（２）と上記水／固体分離装置（３）に後続して、１１０℃より高いペレット温度で供給された上記ペレット搬送の間に持続的に動かし、ペレットに存する固有熱によって当該ペレットを結晶化する、装置。
【請求項６】
コンベア装置（４）が振動コンベア装置として構成されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
コンベア装置（４）が搬送樋として構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
搬送樋の全長にわたって分布し互いに間隔をおき夫々材料バックアップを生じる複数の堰を備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
コンベア装置（４）がケーシングによって少なくとも部分的に取り囲まれていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
水／固体分離装置（３）として遠心分離機が備えられていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶作用を達成するために、ポリエステルペレットを熱処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）はエステル基を繰り返すポリエステルである。
【０００３】
ＰＥＴは様々な構造において、即ち、アモルファス（非結晶質）形態若しくは結晶質形態若しくは部分結晶質形態において存在し得る。そして非結晶質ＰＥＴが大部分透明である一方、結晶質ＰＥＴは不透明若しくは白色である。非結晶質又は結晶質形態で存する熱可塑性物質すべての場合のように、ＰＥＴの場合も１００％の結晶度は可能でない。ＰＥＴ構造の一部だけが、配向する状況に、要するに結晶する状況にある。結晶範囲と非結晶範囲は交互に現れる。それゆえ厳密に言って、部分結晶が使用に適した用語である。
【０００４】
ＰＥＴの場合、ペレットや顆粒物が互いにくっつく事態を防ぐために、約５０％の結晶度を達成するのがよい。これは、この状態で分子鎖の半分が互いに配向し、要するに互いに平行に隣り合っておかれるか、円形に巻かれていることを意味する。必然的に、部分結晶質領域において分子鎖間の相互作用（ファン・デル・ワールス力）が大きくなる。それで鎖は相互に引き寄せ合い、分子間の隙間が小さくなる。
【０００５】
熱可塑性材料として、ＰＥＴは２５０℃の温度で成形可能である。その際、分子鎖は、プラスチック材料が溶融してほぼ任意の形状に形成され得る粘性塊となるように、動かされる。冷却の際、分子鎖は再び固まり、プラスチック材料は所望形状に凝固する（単純で何度でも繰り返し得る原則）。この手法は、例えばＰＥＴボトルの製造の際にも用いられる。第１段階において、所謂プリフォーム（母材）が作られる。ＰＥＴボトルの前駆体として、このプリフォームは既に、最終的なねじ山を有している。適当なボトルにするために、プリフォームは再び１００℃で柔らかくされ、圧縮空気で伸ばされボトルにブローされる（ストレッチブロー成形プロセス）。
【０００６】
顆粒形状の結晶質ＰＥＴの製造は、これまで、大規模で複雑な渦層乃至流動床法を伴い、これは大きな投資と高いランニングコストを必要とした（特許文献１）。
【０００７】
ＰＥＴ顆粒物は、当該顆粒物が合着から固く殆ど加工することができない塊になることを避けるべく、材料がねばねばになる温度よりも低い温度で結晶化されなければならない。結晶質ポリエステルの溶解温度は２４０〜２５０℃の範囲にあるけれども、既に結晶化の前に約７０℃を超える温度でねばねばしている。
【０００８】
乾燥ＰＥＴ顆粒物を製造するための連続方法が知られている限りでは、だいたいにおいて長い結晶化時間を要するので非常に大きな設備が必要である。
【０００９】
それで例えば特許文献２では、ポリエステルペレットを処理容器に導入し、液状媒体も同様にこの容器に導入し、ペレットと液状媒体を互いに混合するペレット熱処理のための方法が提案されている。この際、加圧水あるいは所謂過熱水が液状媒体として提案プロセスで用いられる。煮沸温度は反応容器内の圧力の変更によって容易に制御可能である。実施例では、ポリエステルペレットが１２０°〜１８２℃で処理される。水は１６０℃で導入され、液状状態に維持され反応器ユニットにおける圧力を７ｋｇ／ｃｍ２以上に保ってペレットと混合される。そのような方法が著しくコスト高で、経済的に殆ど実施されないことは明らかである。
【００１０】
空力的な処理で作用する公知の方法も、大量の不活性ガスを用いるという重大な欠点を有する。ここでもエネルギーコストと方法コストが実用的なラージスケールでの適用にとって高すぎる。
【００１１】
特許文献３は、熱処理後に固相において射出成形に適したポリエチレンテレフタレート顆粒物の製造のための方法を提案する。このために、原料が、従来の溶融凝縮物で製造され、約２８０°の熱いポリエステル溶融物として、水中造粒機に供給され、その際、ノズルから押圧された熱いプラスチックストランドが、環状ノズルから出るウォータージェットにつかまり冷却される。更にこのストランドはその後、水中冷却域を通って切断装置へ送られる。切断装置に関連して、顆粒物は、固体を水から分離するスクリーンを通り過ぎる。その際、水はクーラーを介して循環させられる。湿った顆粒物は乾燥後に熱的な後凝縮を受け得る。この顆粒物は特に、２００℃以上の熱的な後凝縮で処理される際に、固体状態で射出成形に適している。
この方法において、ストランド顆粒物方法（水中・冷却裁断・顆粒化システム）において製造され、それゆえに実質的に冷却された製品が更なる熱処理のために再び加熱されなければならない。
従来技術において材料を十分に結晶化するために、要するに結晶化プロセスに十分な外部エネルギー若しくは熱量を供給することが常に必要であった。これら既述の問題はこれまでＰＥＴリサイクルを困難なものにしていた。
【００１２】
【特許文献１】ＤＥ１９８４８２４５Ａ
【特許文献２】ＵＳ５５３２３３５Ａ
【特許文献３】ＧＢ１２５０６９０Ａ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の基礎をなす課題は、外部エネルギー若しくは熱量の供給なしで済み、長い滞留時間を必要としないＰＥＴ顆粒物の結晶化のための方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の基礎をなすこの課題は、主たる請求項の教示によって解決される。
有利な態様は従属請求項に説明されている。
【００１５】
言い換えれば、ＰＥＴ原料を押し出し機において適温で押し出し成形することが提案される。その後、汚染物質が例えば篩い交換技術（Siebwechslertechnik）を用いて濾し出される。ポリマー溶融物は「水中・熱裁断・顆粒化システム」（以下「水中顆粒化」と称する）に供給され、水中顆粒化のために球体形状又はレンズ形状を有し高い核心温度を備える顆粒物に加工される。
【００１６】
このＰＥＴ顆粒物は搬送ラインを介して高速で水／固体分離装置へ搬送され、その際、搬送媒体として特に９８℃までの熱水が用いられる。本発明に係る方法の有効性のための重要な点は、顆粒化室と水／固体分離装置の間の比較的短い搬送路である。
【００１７】
ＰＥＴ顆粒物は、当該ＰＥＴの押し出し成形温度をできるだけ長く維持し続けることが配慮されるので、１３０〜１８０℃の核心温度で水／固体分離装置を離れる。
【００１８】
この温度を有する顆粒物は、結晶化が始まる際に、動きを受けている。本発明に係る方法に従うこの結晶化は固有熱（Eigenwaerme）によって引き起こされ、それで製品、即ち、顆粒物がもはや丸く固まったり、もはや互いにくっつくことがない。この作用はまた、結晶化される製品が球体形状やレンズ形状を有して接触面をできるだけ小さくすることによって、強められる。
【００１９】
運動段階にある球体顆粒物の滞留時間は例えば３〜８分であり、この段階を通過後、ＰＥＴ顆粒物は４０％以上結晶化され、１００℃を超える温度である。顆粒物がもはやねばねばしていないので、熱いＰＥＴ顆粒物の貯蔵庫又は後処理ステーションへの搬送が可能である。
【００２０】
本発明は更に、顆粒物の動きを効果的に可能にする装置を提案する課題を基礎とする。
顆粒物のための振動装置として、特に所謂結晶化桶（Kristallisationsrinne）が想定される。この結晶化桶は、その構造において、顆粒物搬送桶に類似しているが、搬送方向で見て、堰によって互いに分けられた相前後するチャンバーに分かれている。結晶化桶は振動モータを有し、その中にある顆粒物を持続的に動かし、その固有エネルギーを他のペレットに与え得る。個々のチャンバーにおいてＰＥＴ顆粒物の循環が起き、顆粒物のくっつきはもはやあり得ない。
【００２１】
本発明に係る方法と本発明に係る装置とで、ＰＥＴ顆粒物の穏やかで経済的で迅速な結晶化が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施例を以下に図面に基づき説明する。
図１において、符号１でメルトポンプと篩いチェンジャを示す。上記篩いチェンジャに矢印Ｆ１に対応してポリエステルが供給される。篩いチェンジャの出口に水中造粒機２が備えられ、これによって球体形状若しくはレンズ形状のポリエステルペレットが製造される。このペレットは搬送装置によって水／固体分離装置３、例えば遠心分離機へ導かれる。その際、搬送は８０℃以上の温度、好ましくは９８℃までの温度を有する処理水によって行われる。ペレットは水／固体分離装置３を１１０°以上の温度で離れ、振動装置たる搬送装置４に供給される。当該搬送装置には符号５の箇所で空気が供給され、搬送装置４を符号６の箇所で出て、水分の排出を行う。搬送装置４は、搬送方向に対して直交する堰７を備えた搬送樋として形成される。ペレットは８０℃以上、好ましくは１００°以上のペレット温度で搬送装置４を離れ、所謂顆粒物スイッチ８を介して後処理装置９か貯蔵庫１０のいずれかへ供給され得る。このペレットは４０％以上結晶化され良好な取り扱い性を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るポリエステルペレットの熱処理方法を実施するための装置の図である。
【符号の説明】
【００２４】
１        メルトポンプと篩い交換器
２        水中造粒機
３        水／固体分離装置
４        搬送樋
７        堰
８        顆粒物スイッチ
９        後処理装置
１０      貯蔵庫
【図１】
0004724654.tif 000002