(57)【要約】【課題】  溶融ポリマーを吐出ノズルからストランドとして押し出し、冷却固化した後、カッターでペレットに切断するポリマー造粒装置において、払い出されたペレット質量の検出の安定性に優れ、かつ作業者ヘの負担を軽減しつつ、気泡の混入や形状に異常のないペレットを得ることのできる回分式重合ポリマーの造粒装置を提供する。【解決手段】  溶融ポリマー４を吐出ノズル６からストランド７として押し出し、冷却固化した後、カッター８でペレット９に切断するポリマー造粒装置において、質量センサ12を設けた受けホッパー11に払い出したペレット９を受け入れ、この時の質量検出値を予め定めた質量水準値と比較して払い出し終了の判定をするようにしたことを特徴とする回分式重合ポリマーの造粒装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ポリマーを吐出ノズルからストランドとして押し出し、冷却固化した後、カッターでペレットに切断するポリマー造粒装置において、質量センサを設けた受けホッパーに払い出したペレットを受け入れ、この時の質量検出値を予め定めた質量水準値と比較して払い出し終了の判定をするようにしたことを特徴とする回分式重合ポリマーの造粒装置。
【請求項２】
質量センサがロードセル型である請求項１記載の回分式重合ポリマーの造粒装置。
【請求項３】
受けホッパーの数が２基である請求項１又は２記載の回分式重合ポリマーの造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ポリマーをノズルからストランドとして押し出し、冷却固化した後、カッターでペレットに切断する回分式重合ポリマーの造粒装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融ポリマーを粒状化する場合、例えば重合槽からポリエチレンテレフタレートのような溶融ポリマーを払い出して粒状化する場合、溶融ポリマーをノズルからストランドとして押し出し、冷却固化した後、カッターでペレットにするポリマー造粒装置が広く使用されている。
【０００３】
回分式重合槽から溶融ポリマーを払い出す際、窒素ガス等の不活性ガスを重合槽に圧入して加圧し、払い出す方法が広く採用されている。この場合、払い出しの終期には圧入した不活性ガスの一部がポリマーに混入してペレットに気泡が入ったり、吐出時にポリマーの流れが乱れてストランドが変形し、得られるペレットが変形するという問題が発生する。また、払い出し終了時点では大量に流出する不活性ガスに同伴してポリマーが飛散し、造粒装置の各所に付着してしまい、次バッチの払い出しが正常に実施できないという問題があった。
【０００４】
この問題に対応するため、従来、作業者がストランドの状態やペレットの形状を常時監視し、異常が見られた場合にはポリマーの払い出しを中断したり、ペレットの移送先を変更する措置を講じていた。また、ストランドの変形具合によって払い出し終了点を経験的に判断し、大量の不活性ガスが流出する直前に払い出し弁を閉止し、払い出し工程を終了させることでポリマー飛散に至るのを防止していた。
【０００５】
しかし、このような人的対応では、対応に時間がかかることや、作業員による個人差によって不良ペレットが多量に発生したり、造粒作業の無人化等の省力化が進められないという問題があった。
【０００６】
特許文献１には、繊維束を切断するカッターの寿命を電流値で判定する方法が提案されているが、上記の問題を解決するためにこの方法を転用し、カッターの電流値により払い出し終期の判定をする方法が考えられる。しかし、この方法では、電圧の変動やカッターのコンディション、あるいはポリマーの種類によって電流値が変化するため、製品の中に異形ペレットが多量に混入したり、造粒装置の掃除や再払い出しに人手を要すという問題がある。
【０００７】
一方、本発明者らは、先に、光源と受光器を設けて光源よりストランドへ投光し、受光器にて得られた電気信号を画素数処理し、２個以上の連続した数値によりストランド１本として検出し、さらにこの画素数によりストランドの太さを検出し、正常な太さのストランド数を予め定めた水準と比較して払い出し終了の判定をするようにしたポリマー造粒装置を提案した（特許文献２参照）。この装置は、不良ペレットの混入防止と造粒作業の省力化に非常に有効な手段である。
【０００８】
しかし、この装置は、受光器が同じ位置の場合、白色系ストランドの検出制度に比較して透明系ストランドの検出制度が若干劣るため、白色系や透明系ストランドを払い出すたびに光源や受光器の位置を変えなければならないという問題があった。
【特許文献１】特開昭４９−７１５７４号
【特許文献２】特開２００１−３１５１１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決し、溶融ポリマーを吐出ノズルからストランドとして押し出し、冷却固化した後、カッターでペレットに切断するポリマー造粒装置において、払い出されたペレット質量の検出の安定性に優れ、かつ作業者ヘの負担を軽減しつつ、気泡の混入や形状に異常のないペレットを得ることのできる回分式重合ポリマーの造粒装置を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するもので、その要旨は、溶融ポリマーを吐出ノズルからストランドとして押し出し、冷却固化した後、カッターでペレットに切断するポリマー造粒装置において、質量センサを設けた受けホッパーに払い出したペレットを受け入れ、この時の質量検出値を予め定めた質量水準値と比較して払い出し終了の判定をするようにしたことを特徴とする回分式重合ポリマーの造粒装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、溶融ポリマーを吐出ノズルからストランドとして押し出し、冷却固化した後、カッターでペレットに切断するポリマー造粒装置において、払い出したポリマーの質量を検出し、溶融ポリマーの押し出し終了時、窒素ガスが吹き出す直前に払い出しを自動的に終了させることができ、作業者の監視を必要とすることなく、気泡の混入や形状に異常のないペレットを得ることのできる回分式重合ポリマーの造粒装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の回分式重合ポリマーの造粒装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１３】
図１は、回分式重合槽から溶融ポリマーを払い出して造粒する装置の一実施態様を示す説明図である。図１において、１は重合槽、２は不活性ガス供給配管、３は重合槽の気相部、４は溶融ポリマー、５は払い出し弁、６は吐出ノズル、７はストランド、８は造粒機、９はペレット、10は切替弁、11、11´は受けホッパー、12、12´は質量センサを示す。
【００１４】
ポリマー払い出し終了の判別は、質量センサ12、12´で取り込んだ質量値と、予め設定した払い出し終了の質量水準値とを比較して判別する。なお、この質量水準値は、ペレットに気泡が混入し始める直前の質量値を設定するが、具体的には、重合槽１で重合されるポリマーの９５〜９９質量％が好ましい。
【００１５】
重合槽１からの溶融ポリマーは、不活性ガス供給配管２からの不活性ガスによって加圧され、払い出し弁５から吐出ノズル６を通ってストランド７として押し出される。ストランド７は、造粒機８で冷却固化された後、切断されてペレット９となる。
【００１６】
溶融ポリマーは、高粘度であるため、払い出し末期には重合槽１の内部で中央が窪んだ形状となり、従来の技術では、払い出し終了間際では中央の窪みが著しくなり、気相部３の不活性ガスが混入したポリマーがストランド７として押し出される。ポリマーに不活性ガスが混入すると、吐出ノズル６を通過する際、流動抵抗の変化からストランドが変形したり、気泡が混入したストランドとなったりする。払い出し終了直前にはこの状態がさらに激しくなり、ストランドの一部が切断し始める。このようなストランドを切断して得られるペレットも、気泡が混入したり、変形したものとなる。
【００１７】
このような場合、従来は、作業者がストランドの状態を監視し、気泡が混入したり変形したら、払い出し弁５を閉止し、造粒を中断して重合槽１内部のポリマー４の窪みが解消されてから、造粒を再開するか、造粒を終了していた。
【００１８】
本発明においては、受けホッパー11、11´に設けられた質量センサ12、12´で、受けホッパー11、11´に払い出されたペレット９の質量を逐次検出し、質量信号として指示調節計13に送る。ここで、予め定めた払い出し終了の質量水準値と比較して払い出し終了の判定を行い、判定値が一定の水準以上になったら制御装置14を経て表示装置15に表示するとともに、制御装置14から払い出し弁５に信号を送って閉止し、払い出しを自動的に終了させる。これにより、ストランドを監視するための作業者が常時現場にいる必要がなくなる。そして、払い出し終了の質量水準値を、ペレットに泡が混入し始める直前の質量値に設定することで、異形ペレットの生成を皆無にすることができる。
【００１９】
質量センサ12、12´としては、天秤型など一般的なものを使用することができるが、設置スペースが小さい点や設置費用が小さい点からロードセル型がより好ましい。
【００２０】
受けホッパー11は、重合槽１から排出されるポリマー１バッチ分の容量があれば１基の設置でもよいが、このような大型ホッパーを設置するスペースがない場合などは、２基以上の受けホッパー11を設置すればよく、例えば、２基を設ける場合、最大でも１/２バッチ分以下の受けホッパー11、11´を設置すればよい。この場合、各受けホッパー11、11´の受け入れ上限値を予め定めておき、受け入れ中の質量信号を質量センサ12、12´から指示調節計13に送る。
【００２１】
ここで、払い出し終了の質量水準値と比較判定し、未達であれば、次に受け入れ上限値と比較する。受け入れ上限値に達した場合、制御装置14を介して表示装置15に表示すると共に制御装置14から切り替え弁10に信号を送って反対方向にすることで受けホッパー11、11´を切り替える。受け入れ上限となった側の受けホッパー11又は11´は、自動でストックサイロなどへ排出させる。受けホッパー11、11´を小型化するほど切り替え回数は多くなるが、設置スペースの縮小や設置費用の削減に有効である。この方法の場合、払い出し終了判定のためのホッパー11、11´の質量は、指示調節計13で受けホッパー11、11´を切り替える度に積算して置く。
【００２２】
重合槽１に受け入れる原料の投入量精度によっては、払い出し量とのアンバランスを生じることになるが、投入量精度に応じて数バッチ毎に重合槽１内の残留ポリマーを全量排出させる。この時の払い出し終了判定は、受けホッパー11、11´の質量を予め定めた時間以前のものと比較し、増加がなければ指示調節計13から制御装置14を経て表示装置15に表示すると共に、制御装置14から払い出し弁５に信号を送って閉止させ、払い出しを終了する。この時も人手を介さずに終了操作がされるので、造粒作業の無人化等の省力化が可能である。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００２４】
なお、ペレット形状の均一性は、短径２■、長径４■、長さ４■のペレットを標準ペレ
ットとし、いずれかの寸法が±１５％以上外れたもの、あるいは直径２■以上の気泡が入
ったものを異形ペレットと判定し、ペレット１■（約３３０００粒）中の異形ペレット数
を求めて評価した。
（実施例１）
リーターオートマチック社製ＵＳＧ−３００型造粒装置を用いた図１に示した形式の造粒装置を使用し、重合槽１から溶融粘度が２，０００ポイズのポリエチレンテレフタレート２，０００■を、窒素ガスで０．８ＭＰａに加圧し、直径８■の吐出ノズル６から５５
本のストランドとして吐出し、ペレット化した。
【００２５】
この際、質量センサ12、12´には東洋バルドウィン■社製ＣＰ−２型を用い、受けホッ
パー11、11´には各２００■のペレットが受け入れ可能なものを交互に切り替えて用いた
。払い出し終了判定のための質量水準値は１，９５０■とし、この値に達した時点で指示
調節計１３から終了信号を制御装置１４に発し、制御装置１４からの指令で払い出し弁５を自動的に閉止し、造粒を終了させた。
【００２６】
得られたペレット中の異形ペレット数は、０個／１■であった。
（比較例１）
ストランドの監視を作業者が行い、払い出し弁５を閉止する操作も作業者が行う方法で実施例１と同様にペレット化した。
【００２７】
得られたペレット中の異形ペレット数は、８０個／１■であった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の回分式重合ポリマーの造粒装置の一実施態様を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  重合槽
２  不活性ガス供給配管
３  気相部
４  溶融ポリマー
５  払い出し弁
６  吐出ノズル
７  ストランド
８  造粒機
９  ペレット
10  切替弁
11,11´  受けホッパー
12,12´  質量センサ
13  指示調節計
14  制御装置
15  表示装置
【図１】
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