(57)【要約】【課題】高分子粒子を回分式で不活性気体雰囲気下もしくは減圧下に加熱し、乾燥または固相重合するための装置において、回転部に用いられるシール用パッキン等の摩耗に伴う製品への異物混入を防ぎ、効率的な製造が可能となる回分式加熱装置を提供する。【解決手段】回転する密閉式容器中で高分子粒子を減圧下および／または不活性気体雰囲気下に加熱する回分式加熱装置であって、該容器内に、回転中でも減圧および／または不活性気体置換が可能な吸排気口と、回転中でも計測が可能な温度計（検出部）を有し、且つ吸排気ラインの回転シール部が容器の外側に配置されていることを特徴とする回分式加熱装置。【選択図】      無【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する密閉式容器中で高分子粒子を減圧下および／または不活性気体雰囲気下に加熱する回分式加熱装置であって、該容器内に、回転中でも減圧および／または不活性気体置換が可能な吸排気口と、回転中でも計測が可能な温度計（検出部）を有し、且つ吸排気ラインの回転シール部が容器の外側に配置されていることを特徴とする回分式加熱装置。
【請求項２】
容器内吸排気口が複数個である、請求項１に記載の回分式加熱装置。
【請求項３】
容器内の温度測定方式が、容器内部に設置した温度計（検出部）からの無線通信信号を用いて検出する方式である、請求項１または２に記載の回分式加熱装置。
【請求項４】
温度計（検出部）からの無線通信信号が、超音波、電磁波又は可視光線である、請求項３に記載の回分式加熱装置。
【請求項５】
加熱方法が熱媒またはスチームを使用したジャケットによる加熱である、請求項１〜４のいずれかに記載の回分式加熱装置。
【請求項６】
高分子粒子がポリアミドである、請求項１〜５のいずれかに記載の減圧可能な回分式加熱装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の回分式加熱装置を使用することを特徴とするポリアミドの乾燥方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の回分式加熱装置を使用することを特徴とするポリアミドの固相重合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリアミド、ポリエステル等のペレット、粉、フレークや塊状粒子或いはその混合物（以下、高分子粒子と総称する。）を回分式で不活性気体雰囲気下もしくは減圧下に加熱し、乾燥または固相重合するための装置に関し、詳しくは回転部に用いられるシール用パッキン等の摩耗に伴う製品への異物混入を防ぎ、効率的な製造が可能となる回分式加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高分子粒子の乾燥または固相重合を回分式で行う場合、原料である溶融重合品を密閉式容器に投入し、不活性気体雰囲気もしくは減圧下において、容器ごと動力により回転させながら加熱を行うタンブラー式装置が広く採用されている。このような装置においては、一般に不活性気体導入もしくは減圧用吸排気口やペレットの温度を測定する温度計はそれぞれ配管や配線の都合上固定し、容器のみ回転する構造となり、内部への水分や酸素等の漏れ込みを防ぐために、パッキン等で回転部をシールする構造が一般的である。
【０００３】
しかし、これらシール用パッキンは乾燥または固相重合等を繰り返す事により、周囲の構造物や高分子粒子との接触により摩耗し、その破片が異物として製品に混入する事による品質悪化が問題となる。混入を防ぐ方法として、定期的なパッキンの点検及び交換が考えられるが、パッキン装着部は容器の内側にあることから、摩耗の進行度合い確認や交換作業は装置の一定時間停止を伴い、頻繁な交換はコスト的に問題となる。
【０００４】
混入したパッキンを製品中から取り除く方法として、色彩選別機等による選別、除外方法が考えられるが、選別機導入に伴う固定費やメンテナンス費用等のコスト増が問題となる。
【０００５】
回分式乾燥及び固相重合装置に関して、回分式固相重合装置内部の真空度を内部に備えた受圧器からの通信信号を用いて検出することで反応条件を制御する内容が開示されている（特許文献１参照。）が、該文献中には容器内の温度測定に関する記述や異物発生トラブルに関する記述は認められない。
【０００６】
以上のように、回分式乾燥及び固相重合装置に関する、シール用パッキン摩耗を主因とする異物混入トラブルの解決法に関する文献は認められず、その開発が強く望まれていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１３６９６５公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は高分子粒子を回分式で不活性気体雰囲気下もしくは減圧下に加熱し、乾燥または固相重合するための装置に関し、詳しくは回転部に用いられるシール用パッキン等の摩耗に伴う製品への異物混入を防ぎ、効率的な製造が可能となる回分式加熱装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、容器内の吸排気口及び温度計を容器と共に回転させ、必要となるシール部を容器内部から取り除き、容器外部に設置することにより前記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、回転する密閉式容器中で高分子粒子を減圧下および／または不活性気体雰囲気下に加熱する回分式加熱装置であって、該容器内に、回転中でも減圧および／または不活性気体置換が可能な吸排気口と、回転中でも計測が可能な温度計（検出部）を有し、且つ吸排気ラインの回転シール部が容器の外側に配置されていることを特徴とする回分式加熱装置を提供する。
更に本発明は、前期回分式加熱装置を使用することを特徴とするポリアミドの乾燥方法、並びに固相重合方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の回分式加熱装置は、回転する密閉式容器中で高分子粒子を加熱するものであり、該容器内には、回転中でも減圧および／または不活性気体置換が可能な吸排気口と、回転中でも計測が可能な温度計（検出部）を有する。
【００１１】
前記吸排気口は固定式ではなく、容器本体と一体となって回転させ、吸排気口ラインの回転シール部を容器の外側に設けることが好ましい。その際、例えば、吸排気口に繋がる配管を容器外壁より外部に突出させ、その突出部に回転シール部を設けることにより、パッキン等のシール材が磨耗した際に直接容器内に混入することを防止することができる。また、吸排気口は複数個とすることが好ましく、特に、何れか１つの吸排気口が常に容器内の高分子粒子層に埋没しないような配置とすることが好ましい。更に、各吸排気口には、フィルターを設置することが好ましい。このフィルターにより、容器内の高分子粒子が外部に漏出することを防止できるとともに、外部からの異物混入を防止できる。
【００１２】
前記温度計は、容器内に検出部が有り、容器回転中でも温度を連続的に計測し、計測結果を外部で把握できるものであれば、特に制限はない。例えば、容器内に設置した検出部から無線通信信号を発し、外部で受信することができる。無線通信信号としては、超音波、電磁波、可視光線等が利用できる。容器内の温度を連続的に監視することにより、加熱状態を適正に制御することが可能である。
【００１３】
容器の加熱方法は、必要とする熱量を供給可能なものであれば特に限定されないが、熱媒またはスチームを使用したジャケットによる加熱が一般的であり、コストや運用の面からも望ましい。
【００１４】
次に、本発明の装置を図面により具体的に説明するが、本発明の主旨を満たしていれば、これ以降例示する構造に限定されるものではない。図１は本発明の回分式加熱装置の一例を示す概略説明図である。１は容器、２は加熱ジャケット、３は不活性気体導入・真空発生器、４は気体導入または真空停止弁、５は反駆動側中空固定軸、６は反駆動側軸受、７は原料導入及び製品排出口、８は容器内中空固定軸、９は容器内吸排気口、１０はペレット飛散及び異物混入防止用フィルター、１１は温度計、１２は駆動側軸受、１３は中空固定軸、１４は熱媒入り配管、１５は熱媒出配管、１６は回転軸、１７は駆動モーターを示す。
【００１５】
回転軸１６は容器１に連結しており、駆動モーター１７の回転により、容器１を回転させる。この回転軸１６には中空固定軸１３が設けられており、連結されている熱媒入り配管１４からここを介して熱媒を加熱ジャケット２に供給し、原料導入及び製品排出口７から投入した高分子粒子を加熱し、熱媒は再び固定中空軸１３を通して熱媒出配管１５から排出される。
【００１６】
回転軸１６と中空固定軸１３は駆動側軸受１２でシールし、容器１を回転させながら加熱ジャケット２へ熱媒を供給できるようになっている。容器１の内部には容器内中空固定軸８が設けてあり、その先端には温度計（検出部）１１及び容器内吸排気口９が設けてある。容器内吸排気口９の先端には高分子粒子飛散及び異物混入防止用のフィルター１０が設けられている。容器内中空固定軸８は容器１に固定され、容器と共に回転する。反駆動側軸受６には反駆動側中空固定軸５、気体導入または真空停止弁４及び不活性気体導入・真空発生器３が接続されている。
【００１７】
図２は反駆動側軸受６部分の構造例を示す概略説明図である。１８はシールパッキンを示す。加熱された高分子粒子より発生する含有水分、付着水分及び重縮合反応に伴う縮合水や低沸点物は容器内吸排気口９から容器内中空固定軸８、反駆動側軸受６及び反駆動側中空固定軸４を通って排出される。このような構造とすることで、シール部を容器内から除外することが可能となり、例え摩耗されたシール材がシール部からはがれ落ちても、異物混入防止用のフィルター１０によって容器内、つまり製品中への混入を防止することができる。
【００１８】
容器内吸排気口９は単独でも構わないが、容器１と共に回転する構造のため、単独ではペレット充填量によっては常に高分子粒子内部に浸っていることになり、吸排気が困難となり、生産性が低下する可能性がある。従って、容器内中空固定軸８から等角度で複数個設置するのが望ましく、３〜６個の設置が特に望ましい。更に、温度計（検出部）１１を容器内中空固定軸８の先端に設置し、その周囲に容器内吸排気口９を複数個設置することで、温度計周辺の粒子が吸排気口によって攪拌され、温度検知精度を高めることが可能となる。
【００１９】
容器１内の温度は、温度計（検出部）１１が容器１と共に回転する構造であるため、温度計（検出部）１１から発信される無線通信信号を検出することで測定する方法がより望ましい。通信信号は無線方式であれば種類は問わないが、超音波、電磁波及び可視光線等を採用することができる。
【００２０】
本発明の回分式加熱装置はポリアミドの乾燥或いは固相重合に好適に使用される。本発明におけるポリアミドには、例えばジアミンとジカルボン酸との重縮合、ラクタムの開環重合及びアミノカルボン酸の重縮合等から得られるポリアミド及びその共重合体が挙げられる。
【００２１】
ジアミンの具体例としては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、オルソフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、オルソキシリレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，２−ビスアミノメチルシクロヘキサン、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、１，４−ビスアミノメチルシクロヘキサン等が挙げられる。
【００２２】
ジカルボン酸の具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
【００２３】
ラクタムの具体例としては、カプロラクタム、バレロラクタム、ラウロラクタム、ウンデカラクタム等が挙げられる。また、アミノカルボン酸の具体例としては、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸等が挙げられる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。尚、本発明における評価のための測定は以下の方法によった。
▲１▼水分率（重量％）
ペレット２ｇを、三菱化学（株）製カールフィッシャー微量水分測定装置（ＣＡ−０６型）及び気化装置（ＶＡ−０６型）を用い、融点温度で３０分の気化条件で水分量を定量し、水分率を求めた。
▲２▼相対粘度
ペレット１ｇを精秤し、９６％硫酸１００ｃｃに２０〜３０℃で攪拌溶解した。完全に溶解した後、速やかにキャノンフェンスケ型粘度計に溶液５ｃｃを取り、２５℃±０．０３℃の恒温槽中で１０分間放置後、落下時間（ｔ）を測定した。また、９６％硫酸そのものの落下時間（ｔ０）も同様に測定した。ｔ及びｔ０から次式（Ａ）より相対粘度を求めた。
相対粘度＝ｔ／ｔ０・・・・・・・・・・・・・（Ａ）
▲３▼結晶化度
島津サイエンス（株）製、ＤＳＣ（ＤＳＣ−６０型）を用い、昇温速度１０分で窒素気流下にＤＳＣ測定（示差走査熱量測定）を行い、測定中の結晶化ピークに起因する発熱ピークと融解に起因する吸熱ピークから、結晶融解熱を基に求めた。
【００２５】
また、使用した高分子粒子は以下の通りである。
（１）ナイロンＭＸＤ６ペレット
メタキシリレンジアミンとアジピン酸から溶融重合により合成したポリアミドのペレット。
結晶化度：５％、水分率：０．３０％、相対粘度：２．０９
（２）ナイロン１，３ＢＡＣ６ペレット
１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサンとアジピン酸から溶融重合により合成したポリアミドのペレット。
結晶化度：５％、水分率：０．３５％、相対粘度：２．１０
【００２６】
実施例１
ナイロンＭＸＤ６のペレットを図１に示す回分式乾燥装置（容器内吸排気口３個、温度計通信信号：電磁波）に入れ、内部の空気を窒素で置換し、装置を室温から昇温して乾燥を開始した。ペレット温度が１３５℃に到達した時点で減圧操作を開始して１．３３ｋＰａ以下まで減圧した。更に昇温を続けてペレット温度が１４０℃に到達したら装置の昇温を中止し、５時間経過時点で内部を窒素常圧にして冷却を開始した。ペレット温度が８０℃まで下がった後、装置からペレットを取り出した。表１に得られた製品（乾燥品）の物性を示す。６０バッチ乾燥を繰り返したが、シールパッキン由来の異物混入は認められなかった。
【００２７】
実施例２
ナイロンＭＸＤ６ペレットを図１に示す回分式固相重合装置（容器内吸排気口３個、温度計通信信号：電磁波）に入れ、内部の空気を窒素で置換し、装置を室温から昇温して乾燥を開始した。ペレット温度が１３５℃に到達した時点で減圧操作を開始して１．３３ｋＰａ以下まで減圧した。更に昇温を続けてペレット温度が２００℃に到達したら装置の昇温を中止し、内部を窒素常圧にして冷却を開始した。ペレット温度が８０℃まで下がった後、装置からペレットを取り出した。表１に得られた製品（固相重合品）の物性を示す。６０バッチ固相重合を繰り返したが、シールパッキン由来の異物混入は認められなかった。
【００２８】
実施例３
ナイロンＭＸＤ６ペレットの代わりに、ナイロン１，３ＢＡＣ６ペレットを用いた以外は実施例１と同様に乾燥を行った。表１に得られた製品（乾燥品）の物性を示す。６０バッチ乾燥を繰り返したが、シールパッキン由来の異物混入は認められなかった。
【００２９】
実施例４
ナイロンＭＸＤ６ペレットの代わりに、ナイロン１，３ＢＡＣ６ペレットを用いた以外は実施例１と同様に固相重合を行った。表１に得られた製品（固相重合品）の物性を示す。６０バッチ固相重合を繰り返したが、シールパッキン由来の異物混入は認められなかった。
【００３０】
比較例１
容器のみ回転する従来型装置（容器内吸排気口１個）を用いた以外は実施例１と同様にナイロンＭＸＤ６ペレットの乾燥を行った。表１に得られた製品（乾燥品）の物性を示す。２２バッチ乾燥を行った時点で、シールパッキン由来の異物混入が認められた。
【００３１】
比較例２
容器のみ回転する従来型装置（容器内吸排気口１個）を用いた以外は実施例２と同様にナイロンＭＸＤ６ペレットの固相重合を行った。表１に得られた製品（固相重合品）の物性を示す。１４バッチ固相重合を行った時点で、シールパッキン由来の異物混入が認められた。
【００３２】
比較例３
ナイロンＭＸＤ６ペレットの代わりに、ナイロン１，３ＢＡＣ６ペレットを用いた以外は比較例１と同様に乾燥を行った。表１に得られた製品（乾燥品）の物性を示す。３０バッチ乾燥を行った時点で、シールパッキン由来の異物混入が認められた。
【００３３】
比較例４
ナイロンＭＸＤ６ペレットの代わりに、ナイロン１，３ＢＡＣ６ペレットを用いた以外は比較例２と同様に固相重合を行った。表１に得られた製品（固相重合品）の物性を示す。２２バッチ固相重合を行った時点で、シールパッキン由来の異物混入が認められた。
【００３４】
【表１】
2005008738.tif 000002
【００３５】
【表２】
2005008738.tif 000003
【００３６】
表１及び表２に示される結果から、実施例１〜４で使用された装置では乾燥や固相重合を繰り返してもシールパッキン由来の異物発生が認められないのに対し、比較例１〜４で使用された装置では乾燥や固相重合を一定数繰り返すことにより、製品中にシールパッキン由来の異物が混入し、正常な製品が得られない事が明らかである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明で示された装置を用いることにより、回転部に用いられるシール用パッキン等の摩耗に伴う製品への異物混入を防ぎ、効率的な製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回分式加熱装置の１例を示す概略説明図である。
【図２】図１の反駆動側軸受６部分の構造例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１  乾燥及び固相重合容器
２  加熱ジャケット
３  不活性気体導入・真空発生器
４  気体導入または真空停止弁
５  反駆動側中空固定軸
６  反駆動側軸受
７  原料導入及び製品排出口
８  容器内中空固定軸
９  容器内吸排気口
１０  ペレット飛散及び異物混入防止用フィルター
１１  温度計（検出部）
１２  駆動側軸受
１３  中空固定軸
１４  熱媒入り配管
１５  熱媒出配管
１６  回転軸
１７  駆動モーター
１８  シールパッキン
【図１】
2005008738.tif 000004
【図２】
2005008738.tif 000005