(57)【要約】本発明は、切断室（２）での空冷熱間型面ペレット化により表面結晶球状顆粒を製造する方法に関する。そのために、まず結晶性プラスチック材料が溶解される。その後で結晶性プラスチック材料は有孔板（３）を通って押し出される。有孔板（３）に対して動く少なくとも１つの切断ブレード（５）を用いた空冷熱間型面ペレット化の間、有孔板（３）は温度が調節され、有孔板（３）のノズル開口（４）内のプラスチック材料の溶融体の粘度が維持される。乾燥切断された顆粒の表面冷却は、求心性の流入プロセスガスを用いて表面の結晶核形成温度まで行われ、結晶核形成温度は、結晶性プラスチック材料のガラス転移温度以上であり、最適な結晶成長温度以下である。その後で、平均顆粒温度は、断熱的に調節された温度でプロセスガス量を調整することによって、プラスチック材料の溶解温度以下で結晶核形成温度以上の水準で最適な結晶成長温度の範囲に保たれる。顆粒が壁に触れることなく切断室（２）に流れるとき、プロセスガス流は、顆粒がその表面から成長する結晶層を有するまで、導かれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断室（２）での空冷熱間型面ペレット化によって表面結晶球状顆粒を製造する方法であって、以下の方法ステップ：
‐結晶性プラスチック材料を溶解するステップであって、有孔板（３）を通る結晶性プラスチック材料の押し出しが後に続く、ステップと、
‐少なくとも１つの切断ブレード（５）での顆粒の空冷熱間型面ペレット化の間、有孔板（３）の開口ノズル（４）内のプラスチック材料の溶解物の粘度を維持して有孔板の温度を調節するステップであって、切断ブレード（５）は有孔板（３）に対して動く、ステップと、
‐表面の結晶核形成温度で求心性の流入プロセスガスを用いて乾燥切断された顆粒を表面冷却するステップであって、表面の結晶核形成温度は、結晶性プラスチック材料のガラス転移温度以上であり、最適な結晶成長温度以下である、ステップと、
‐断熱的に調節された温度でプロセスガス量を調整することによって、プラスチック材料の溶解温度以下で結晶核形成温度以上の水準で最適な結晶成長温度の範囲に平均顆粒温度を保つステップと、
‐顆粒が壁に触れることなく切断室（２）に流れるとき、顆粒がその表面から成長する結晶層を有するまで、プロセスガス流を導くステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、プラスチック材料として重合性および／または重縮合性熱可塑性材料が使用されることを特徴とする、方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の方法であって、プラスチック材料として重縮合ＰＥＴ材料（ポリエタンジオールテレフタレート）が使用されることを特徴とする、方法。
【請求項４】
請求項１〜３の１つに記載の方法であって、有孔板（３）の温度調節は、熱流体回路によって、±１〜±５Ｋの公差で２５０℃≦Ｔ≦３３０℃の間の温度範囲に保たれることを特徴とする、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、有孔板（３）の温度を調節するための熱流体回路（１６）の熱流体として、熱媒油が使用されることを特徴とする、方法。
【請求項６】
請求項１〜５の１つに記載の方法であって、求心性のプロセスガス流による冷却は、顆粒の空冷熱間型面ペレット化の際、切り落とされたＰＥＴ顆粒の表面から結晶核を形成するために１００℃≦ＴＫ≦１２０℃の間の切り落とされたＰＥＴ顆粒の温度範囲の結晶核形成温度ＴＫで行われることを特徴とする、方法。
【請求項７】
請求項１〜６の１つに記載の方法であって、切断室（２）の切り落とされたＰＥＴ顆粒（１７）の温度は、求心性のプロセスガス流によって、切り落とされたＰＥＴ顆粒の表面から結晶層を形成するために１５０℃≦ＴＷ≦２００℃の間の温度範囲の結晶成長温度ＴＷに保たれることを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項１〜７の１つに記載の方法であって、結晶表面層を有するＰＥＴ顆粒（１７）は、切断室（２）のプロセスガス流によって、ローラー板（６）に導かれ、ローラー板（６）は、５°≦α≦１５°以下の間の鋭角αでプロセスガス流に突き出ることを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項１〜８の１つに記載の方法であって、顆粒（１７）に蓄えられた内熱は、プロセスガス流のＰＥＴプラスチックの重縮合物の長鎖分子の形成を可能にすることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
切断室（２）での空冷熱間型面ペレット化によって表面結晶球状顆粒を製造する装置であって、
‐有孔板（３）を有する押出システム（７）であって、温度調節されたプラスチックストランドを形成するために切断室（２）に突き出ている、押出システム（７）と、
‐熱流体回路（１６）を含む有孔板（３）の温度調節装置（８）と、
‐少なくとも１つの回転する切断ブレード（５）であって、切断室（２）内で有孔板（３）のノズル開口（４）を切断エッジ（９）で通り越す、切断ブレード（５）と、
‐プロセスガスノズルアセンブリ（１０）であって、切り落とされた顆粒に関して求心性のプロセスガス流を形成するように方向づけられて、切断室（２）に突き出る、プロセスガスノズルアセンブリ（１０）と、
‐プロセスガス温度調節およびプロセスガス分配装置（１１，１２）であって、切断室（２）に流入するプロセスガス流の温度および量を調整する、プロセスガス温度調節およびプロセスガス分配装置（１１，１２）と、
‐顆粒用のローラー板（６）であって、ローラー板（６）は切断室（２）の出口（１３）で鋭角でプロセスガス流に突き出る、ローラー板（６）と、
‐捕捉および収集容器（１４）であって、顆粒供給ライン（１５）を介して切断室（２）の出口（１３）に接続される、捕捉および収集容器（１４）と、
を含む装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、有孔板（３）の温度調節装置（８）は、熱流体回路（１６）によって、有孔板（３）を±１〜±５Ｋの公差で２５０℃≦Ｔ≦３３０℃の間の温度範囲に保つことを特徴とする、装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の装置であって、プロセスガス温度調節およびプロセスガス分配装置（１１，１２）は、顆粒の空冷熱間型面ペレット化の際にすぐ、切り落とされたＰＥＴ顆粒の表面から結晶核を形成するために１００℃≦ＴＫ≦１２０℃の間の温度範囲の結晶核形成温度ＴＫになるように、プロセスガスの量、温度および速さを調整することを特徴とする、装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２の１つに記載の装置であって、ローラー板（６）は、５°≦α≦１５°の間の鋭角αで顆粒を含むプロセスガス流に突き出ることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空冷熱間型面ペレット化（ａｉｒ‐ｃｏｏｌｅｄ  ｈｏｔ  ｄｉｅ  ｆａｃｅ  ｐｅｌｌｅｔｉｚｉｎｇ）による表面結晶球状顆粒を製造する方法、および方法を行うための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶解材料は、今日一般に例えば粒状処理によって処理および加工される。溶解材料（特に例えばプラスチック）の粒状処理では、押出機または溶湯ポンプが一般的によく使用される。この押出機または溶湯ポンプは、溶融プラスチック原料物質を、有孔板のノズルを通じて冷媒（例えば水）に押す。その際に、ノズルの開口から流れ出る材料は、少なくとも１つの回転切断ブレードを有する切断ブレードアセンブリによってそこで切断され、ペレットが生ずるようになっている。例えば水中造粒の方法を行う対応する装置は、水中造粒システムとして例えばオートマチックプラスチックマシーナリーＧｍｂＨ社の製品名ＳＰＨＥＲＯ（登録商標）で知られている。
【０００３】
特許文献１は、例えばＰＶＣ材料に使用可能な、いわゆる空冷熱間型面ペレット化方法による冷却および供給空気流でのプラスチックの造粒のための装置を記載している。とは言うものの、プラスチックの結晶化は、そこでは主題にされていない。
【０００４】
同じ出願の特許文献２は、熱可塑性プラスチック材料の造粒のための方法および装置を記載し、冷却液の流れが最適化された径方向流れが提供され、液体冷媒の中の切断ブレードを駆動するエネルギー消費が減らされるようになっている。対応する形態を含んだ結晶性生成物の製造の問題の特別な解決は、そこでも主題にされていない。
【０００５】
溶解材料からの結晶性生成物の製造では、生成物の一様な大きさおよび従って重さならびに一様な達成可能な形が、本質的に重要である。大きい個数も望まれ、それは、対応する製造方法がペレットの非常に大きな数（例えば、１時間当たり５億ユニットまで）で確かに行われることを必要とする。
【０００６】
冷媒として空気で空冷熱間型面ペレット化を行うシステムは、すでに長年にわたって市場に出ている。それらは、比較的構成するのが簡単な、ストランドで押し出された熱可塑性物質を造粒するための機械だからである。有孔板から流れ出る溶解ストランドは、表面にできる限り近く回転する切断ブレードによって、およびストランド材料に内在する慣性によって、細かく切られてペレットを形成する小さい部分になる。切断ブレードの回転によって、切断室の内部または周囲から、切断ブレードと共に回転するファンブレードを用いて、ペレットを多かれ少なかれ自由におよび切断箇所から遠心的に運ぶ空気が吸い込まれる。その際に起きる問題は、時間と共に加熱することおよびくっつくことがある切断ブレードのよくない冷却にあり、ならびに顆粒に作用を及ぼす切断ブレードの回転の遠心加速度によってそのようなシステムが一般にくっつくおよび詰まる傾向にあり、特に実際の生産条件下で製造されるペレットの大きい個数で高い装入量の場合である。このように製造されたペレットは、とりわけ溶解材料の粘度が比較的高い場合に、円筒形および不規則な形になる傾向がさらにあり、まさに結晶性材料の場合では、次の適用でミリメートル直径範囲の一様な寸法の非常に多くの球形のペレットが必要とされる。典型的にそのような微小顆粒は、例えば１．５ｍｍ未満／に等しい直径のペレット寸法を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願第２０５２８２５Ａ１号
【特許文献２】独国特許出願第１０  ２００９  ００６  １２３  Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、溶解材料から結晶性生成物を製造する方法を提供することであり、それは、従来技術の不利な点を克服し、および特に比較的簡単で低コストで効率的な、一様なペレット寸法および実際の生産条件下で大きい個数のペレットが製造されるときにも一様で変わらない形を有する結晶性生成物のペレットの効果的な造粒を、可能にする。本発明の別の課題は、空冷熱間型面ペレット化による表面結晶球状顆粒の製造方法の実行のための装置を作ることである。特に、本発明の課題は、１．５ｍｍ未満／に等しい直径のペレット寸法を有する微小顆粒の製造のための本発明に従った適用と関連して、これを可能にするまたは提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、本発明に従って、独立請求項による特徴を有する方法および装置によって解決される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に定義される。
【００１０】
本発明の第１の態様は、空冷熱間型面ペレット化により表面結晶球状顆粒が切断室で製造される方法に関する。そのために、まず結晶性プラスチック材料が溶解される。続いて、結晶性プラスチック材料は、有孔板を通り抜けて押し出される。有孔板に対して動く少なくとも１つの切断ブレードを用いた顆粒の空冷熱間型面ペレット化の間、有孔板は、有孔板の開口内のプラスチック材料の溶解物の粘度を維持して温度調節される。乾燥切断された顆粒の表面冷却は、求心性の流入プロセスガスを用いて表面の結晶核形成温度まで行われ、結晶核形成温度は、結晶性プラスチック材料のガラス転移温度以上であり、最適な結晶成長温度以下である。その後で、平均顆粒温度は、断熱的に調節された温度でプロセスガス量を調整することによって、プラスチック材料の溶解温度以下で結晶核形成温度以上の水準で最適な結晶成長温度の範囲に保たれる。顆粒が壁に触れることなく切断室に流れるとき、プロセスガス流は、顆粒がその表面から成長する結晶層を有するまで、導かれる。
【００１１】
この方法は、切断されたペレットの表面上の結晶核形成が、求心性の冷却ガス誘導、および最適な結晶成長温度を依然として下回る温度までペレットを表面的に冷却する流入プロセスガスの最初は低い冷却温度によって、最初に増大し、それによって、ペレットが、求心性のプロセスガス流で有利に導かれるので、最初の核形成段階および続く核成長段階で切断室の内壁に触れず、内壁に付着できないことが確実になる、という利点を有する。
【００１２】
この最初の冷却またはむしろ表面の結晶核形成の急冷段階により、プロセスガスは、ペレットから熱を奪い、従ってそれ自体は加熱され、それは、結晶核のさらなる結晶成長を促進する。最適な結晶成長温度は、結晶核形成温度以上であるが、結晶性熱可塑性プラスチックの溶解温度以下であるからである。結晶成長は、ペレット内部に蓄えられた潜熱によっても促進される。切断されたペレットのこの潜熱（内部熱）は、冷却液体での造粒のときほど急速に空冷熱間型面ペレット化のときは消失しないからである。
【００１３】
空冷熱間型面ペレット化の際、重縮合プロセスおよび結晶プロセスは、ペレットの表面が水などの冷却液体と接触するときのような高放熱によって、制限または妨げられもしない。プロセスガスの熱吸収力は、冷却液体の放熱力よりもさらに低いからである。熱伝達または対流による熱伝達係数αは、水などの液体で、空気などの気体より約１０倍大きい。結果として、より長い重縮合鎖が、顆粒の体積で形成でき、従って高品質の製品が、結晶性プラスチック材料用の空冷熱間型面ペレット化の本発明による使用で、製造できる。本発明による方法の別の利点は、顆粒の非付着性の表面近くの結晶層の形成まで、壁との接触がプロセスガス誘導によって妨げられることである。
【００１４】
新たに切断されたペレットを冷却および除去するのに必要な気体の冷却媒体は、結晶化する熱プラスチックの通常存在する感湿に特に関して、対応する造粒装置の切断室の切断領域に有利に供給され、それは、切断ブレードアセンブリの少なくとも１つのブレードに可能な限りわずかな抵抗を提供し、同時に可能な限り急速に回転領域および従って切断領域から結晶性溶解材料を出すようになっている。材料の高比押出量（ミリメートル直径範囲の比較的小さいペレットの大きい体積）が従って可能であり、ペレットの凝集が本発明による良好な乾燥冷却およびプロセスガス流の一様な流動挙動により同時に回避でき、溶解材料からのペレットを含むプロセスガス流の一様な流動挙動は、本発明によって達成可能である。
【００１５】
本発明の別の実施形態では、ペレットの非付着性結晶表面層の形成は、ペレットが切断室の出口に到達してローラー板で転がって行ったときに、完了する。顆粒の非付着性結晶外殻または表面層は、顆粒の高品質の球形の形成、造形および均一化を有利に支持する。
【００１６】
本発明によると、回転領域を通った後で、プロセスガスに含まれるペレットは、ハウジングの出口の領域に流れることができ、それらは、そこに位置するハウジングの壁に対して１５°未満の角度で導かれ、プロセスガス流に含まれるペレットに回転運動が与えられるようになっている。従って、本発明によると、ペレットの一様な造形が特に確かに達成できる。
【００１７】
好ましくは、本発明による方法では、プロセスガスの流量と、切断室でそこに含まれるペレットの流量と、の間の比は、積載比を構成してよく、１時間当たりのプロセスガスの質量に対する１時間当たりのペレットの質量と定められ、０．３〜０．７の範囲、好ましくは０．５の積載比である。従って、特に高スループット率で、ペレットが互いにくっつくのを特に確かに防ぐこともできる。ペレットをくっつかせずに個々に囲み、それによってそれらを冷却および輸送するのに、十分なプロセスガスが存在するからである。
【００１８】
方法の好ましい実施形態では、結晶性プラスチック材料として重合性および／または重縮合性熱可塑性材料が使用される。この種の熱可塑性材料は、軟化温度以上で、丈夫な粘接着材料になり、熱プラスチックの溶解物が、軟化温度以上の水準に冷却されるときに、粘着性表面が形成され、それは、軟化温度以下に急速に下げることによってのみ回避可能であり、軟化温度は、溶解物が、液体、融解状態から固体、非晶質状態にこの温度で移行するので、ガラス転移温度としても知られる。けれども、このプラスチックが、一定の期間そのガラス転移温度以上に保たれると、表面から結晶化核が形成することがあり、結晶成長が開始することがある。結晶成長により、例えば顆粒の表面上に結晶層が形成でき、表面近くの結晶殻により、この熱プラスチック顆粒が、ガラス転移温度以上でも粘着性を失う。そのために、本発明によると、結晶熱プラスチックの溶解物は、まず断片化されるまたは切断ブレードを用いてペレットに切断され、そして、ガラス転移温度以上の温度に、およびより高い最適な結晶成長温度以下に、一時的に冷却され、好ましい急速な結晶成長が始まるようになっている。
【００１９】
第１冷却段階または結晶核形成段階は、従って、特に本方法の好ましい一実施形態で結晶性プラスチック材料として重縮合性ＰＥＴ材料（ポリエタンジオールテレフタレート）が使用される場合に、ペレットを切り落としたすぐ後に迅速な冷却を必要とする。
【００２０】
方法の別の実施形態では、有孔板の温度調節は、熱流体回路によって±０．５〜±１Ｋの公差で２５０℃≦Ｔ≦３３０℃の間の温度範囲に保たれる。この狭い公差は、有孔板のノズル開口内の結晶性プラスチック溶解物が、これらの開口をふさぎ始めてプロセスが予定より早く終わるまたは中断することを、妨げる。
【００２１】
有孔板の温度調節のための熱流体回路用の熱流体として、好ましくは熱媒油が使用され、それは、温度調節装置で、±１〜±５Ｋの公差で２５０℃≦Ｔ≦３３０℃の間の上記の温度範囲内に保たれる。
【００２２】
求心性のプロセスガス流による冷却は、顆粒の空冷熱間型面ペレット化の場合、表面から結晶核を形成するために１００℃≦ＴＫ≦１２０℃の間の切り落とされたＰＥＴ顆粒の温度範囲の結晶核形成温度ＴＫで行われることが、さらに予定される。結晶核形成用のこの温度範囲は、熱可塑性プラスチックの材料に従属する。
【００２３】
本発明の別の実施形態では、切断室の切り落とされたＰＥＴ顆粒の温度は、求心性のプロセスガス流によって、切り落とされたＰＥＴ顆粒の表面から結晶層を形成するために１５０℃≦ＴＷ≦２００℃の間の温度範囲の結晶成長温度ＴＷに続いて保たれる。すでに請求項１で記載されたように、最適な結晶成長温度ＴＷは、結晶化温度よりもさらに高く、それは、ガラス転移温度以上であるが、最適な結晶成長の範囲以下であり、一方では、追加の必要な熱は、それぞれの個々のペレットの蓄えられた内部熱によって結晶成長を促進し、他方では、顆粒の溶解の熱の吸収により、顆粒の切断の際に比較的低温のプロセスガスを加熱し、追加的に結晶成長を支持するようになっている。
【００２４】
けれども、プロセスガスを通じた熱放散は、例えば冷却水による熱吸収よりもさらに遅いので、プラスチックの重合および重縮合段階も空冷熱間型面ペレット化によって非常に長くされ、高品質製品が本発明による方法を使用して達成可能である。ＰＥＴプラスチックに関して、顆粒に蓄えられた内熱は、ドライプロセスガス流で重縮合物からの長鎖分子の形成を可能にし得る。結晶表面層を有する顆粒が、切断室のプロセスガス流によってローラー板に導かれ、ローラー板は、プロセスガス流に５°≦α≦１５°の間の鋭角で突き出て、切断室の出口で顆粒の結晶化段階の終わりを形成することが、さらに予定される。
【００２５】
本発明の別の態様は、切断室で空冷熱間型面ペレット化による表面結晶球状顆粒を製造する装置に関する。装置は、有孔板を有する押出システムを含み、それは、温度が調節されたプラスチックストランドを形成するために、切断室に突き出る。有孔板の温度調節装置は、熱流回路に接続される、または電動式の温度調節装置を含む。少なくとも１つの回転切断ブレードは、切断室内に配置され、切断ブレードの切断エッジが、有孔板からプラスチックストランドを分離するために、ノズル開口をかする。プロセスガスノズルは、方向づけられ、それらが切断室に突き出て、切断された顆粒に関し求心性のプロセスガス流を形成するようになっている。プロセスガス温度調節およびプロセスガス分配装置は、温度および量を制御し、同様に、必要に応じて、切断室に流入するプロセスガスの速度を制御し、それは、今度は、ペレットとプロセスガスの間のもたらされる熱伝達率に影響を与える。プロセスガス流が切断室に流れる開口ノズルの開口幅は、例えば調節機構を用いて、相応に調整されてよい。顆粒用のローラー板は、切断室の出口でプロセスガス流に鋭角で配置される。分離および収集容器は、顆粒供給ラインを介して切断室の出口に接続される。
【００２６】
この装置は、周囲に一様な、すなわち一貫したまたは少なくとも本質的に一貫した大きさのプロセスガスのスループット率が、対応して設計されたプロセスガスノズルにより、切断室に流れることができるという利点を有し、プロセスガスノズルは、好ましくは調節可能なファンブレードを有する周囲ノズルリングアセンブリに向けられた、切断室に突き出る。空気または窒素または不活性ガスまたは反応ガスが、プロセスガスとして提供され、それは、造粒される溶解材料との望ましい化学反応を始めるように選択される。プロセスガスは、プロセスガスノズルを介して切断室の回転領域に対応して導入されてよく、少なくとも１つの回転切断ブレードの高さで径方向に外側から内側へ全ての側から流れる。
【００２７】
空冷熱間型面ペレット化による表面結晶球状顆粒を製造する装置の好ましい実施形態では、有孔板の温度調節装置は、熱流体回路を含み、それは、有孔板温度ＴＬを±１〜±５Ｋの公差で２５０℃≦ＴＬ≦３３０℃の間の温度範囲に保つ。すでに方法に関して上述されたように、有孔板の温度を正確に保つことは、プロセスの中断という結果になる、有孔板のノズル開口がふさがるのを避けるために、決定的に重要である。
【００２８】
プロセスガス温度調節およびプロセスガス分配装置は、顆粒の空冷熱間型面ペレット化の際にすぐ、切り落とされたＰＥＴ顆粒の表面から結晶核を形成するために１００℃≦ＴＫ≦１２０℃の間の温度範囲に結晶核形成温度ＴＫが早く保たれるように、プロセスガスの量、温度および速さを調整し、顆粒の表面近くの層への結晶成長が続いて行われ得るようになっていることが、さらに予定される。
【００２９】
ローラー板は５°≦α≦１５°の間の鋭角で切断室の出口領域のプロセスガス流に突き出ることが、さらに予定される。顆粒の一様なおよび球形の設計に関連した利点は、方法クレームですでに述べられており、この箇所での繰り返しを割愛する。
【００３０】
周囲に延びて配置されたプロセスガスノズルにより、プロセスガスは、本発明により、外側から内側へ（すなわち求心的に）、または本質的に回転領域の切断室の外側から内側へ（すなわち交差面の領域で）有利に供給され得る。このプロセスガスノズルは、ハウジングの周りに配置された離れたプロセスガス室を介して供給される。対応して提供されたプロセスガス供給ラインの設計および／またはプロセスガスノズルアセンブリの寸法の定義により、プロセスガスは、切断室に入る時に、（追加の）円周速度を添えられてよく、それは、切断ブレードアセンブリの少なくとも１つの切断ブレードの回転速度にほぼ対応する。
【００３１】
望ましい速度へのプロセスガスの与えられる加速（すなわち望ましい角運動量を達成するのに必要なエネルギー）は、プロセスガスの圧力から得ることができる。上で追加的に提供され得るプロセスガスの追加の周囲速度は、プロセスガスノズルの設計によって機械的におよび／または気体のプロセスガスのスループット率を調整することによって、設定されてよく、様々な他のプロセスパラメータ（材料押出量、造粒される溶解材料、ペレットの寸法等）に適合されてよい。切断ブレードの数量および回転速度が、相応に適合されてもよい。
【００３２】
本発明によると、プロセスガス流は、切断室の回転領域の少なくとも１つの切断ブレードとほぼ同じ速さで流れることができるので、少なくとも１つの切断ブレードまたは切断ブレードアセンブリの複数の切断ブレード間の生じ得る間隙を通って流れ、回転領域から新たに切断されたペレットを運び、それは、高スループット率でもペレットが互いにくっつくのを確かに防ぐことができる。結果として生じる流れでは、プロセスガスの対応する周囲速度は、切断ブレードアセンブリの少なくとも１つの切断ブレードの回転の軸に近づくと増加し、外側から内側への流動が、ますますさらに困難になり、最終的に妨げられるようになっている。プロセスガスは、切断ブレードアセンブリの少なくとも１つの切断ブレードから下流の空間に流れ、らせん流で有孔板の領域および切断室の回転領域から流れる。
【００３３】
本発明による装置では、従って、求心性のまたは少なくとも本質的に求心性のプロセスガスの流れが、切断室に流れるプロセスガスに与えられてもよく、切断室を径方向に囲む外側プロセスガス室の形状、および回転領域の切断室に突き出るプロセスガスノズルアセンブリを用いてであり、追加の角運動量が、それに与えられてもよく、それは、少なくとも１つの切断ブレードの回転の方向に相応に向けられる。
【００３４】
追加の角運動量の大きさは、好ましくは、切断ブレードアセンブリの回転の方向のプロセスガスの対応する速度が、切断ブレードアセンブリの回転速度と同じくらい高いように、大きくてよい。プロセスガスの別の最適化された流れ案内は、上記で説明されたように、本発明による装置のこの実施形態で可能になり得る。プロセスガスは、好ましくは、有孔板に垂直に向けられて遠ざかって流れるように、流れる。結果として生じるペレットは、従って垂直にらせん状で有孔板から遠ざかって吹き飛ばされる。本発明によるプロセスおよび輸送ガスの体積流量は、ペレットが切断されたすぐ後に分けられるように（つまり大きな剰余で）、適切に選択される。
【００３５】
例として、１，２００ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリマー／結晶性溶解材料の１時間当たり４ｋｇが、２４の穴および約６０ｍｍの半円直径を有する有孔板から流れ出て、１秒当たり１３，９００ペレットに切断され、０．５ｍｍの直径で９切断ブレードでｎ＝３，９００ｒｐｍである。ペレットは、それぞれの方向で互いから約１ｃｍの距離を有するべきである。気体のプロセスおよび輸送ガスの流量は、約８ｋｇ／ｈであり、原料の４ｋｇ／ｈを運び、それは、原料と供給媒体（「搭載」）との間の０．５の比に対応する。これは、一般的な空気供給におけるよりもはるかに少なく、空気供給では、サスペンション供給の場合で１０〜２０の積載比が通常であり、密な流れ供給では６０以上が通常である。逆に、プロセスおよび輸送ガスの大きな剰余が供給される。
【００３６】
生じる熱流量を調べると、ポリマー／結晶性溶解材料に応じて、空気およびそれに含まれるペレットの終了温度は、例えば２０℃の温かい空気が供給される場合、約５５℃に到達することを、検証できる。集中的またはさらに急速な冷却のために、空気量が従って増加されなければならない、または供給温度がさらに減少されなければならない。
【００３７】
本発明による装置では、プロセスガス装置を介して供給されるプロセスガスの押出量および／または圧力および／または方向は、制御ユニットを用いて、切断室へのプロセスガスの流れの方向が、それによって調節され得るように、調整されてもよい。例えば、制御ユニットが設けられてよく、それは、１つ以上の動くパドル形プロセスガスノズルを制御できる。
【００３８】
ペレットの硬化は、切断室の壁を冷却することによって、およびこの切断室を通って流れる流体を冷却することによって、例えば二重壁設計で、さらに支持されてよい。
【００３９】
出口の領域での流れをさらに最適にするために、出口は、プロセス流入に背を向ける本発明による装置の切断室の領域に配置されてよい。従って、結晶性溶解材料からのペレットを含むプロセスガスの一様な流出を達成することができ、切断室での、および特にその出口の領域での、起こり得る凝集が特に確実に回避される。ペレットは、例えば流出コイルに集められてよく、切断室から接戦方向に導かれて出されてよい。
【００４０】
本発明は、以下で模範的に添付図面に基づいて説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による方法を行うための空冷熱間型面ペレット化装置の概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１は、本発明による方法を行うための空冷熱間型面ペレット化装置１の概略断面図を示す。
【００４３】
図１に概略的に示されている空冷熱間型面ペレット化装置１は、穴形ノズル開口４が設けられた有孔板３を含み、それは、切断室２に突き出て、押出システム７の出口ノズルプレートを示す。押出システム７は、加熱装置１８を有する溶解コンテナまたは反応器を含み、それを用いて結晶性プラスチック塊の原料物質が溶解され、それから排出スクリューまたは押出機１９を用いてプラスチックストランドを形成するために有孔板３に供給される。
【００４４】
ノズル開口４の配置は、本質的に回転対称であり、空冷熱間型面ペレット化装置１の残りの形態も、回転対称または本質的に回転対称に構成される。図１の表示によると、有孔板３は、切断ブレードアセンブリ２０が割り当てられ、それは少なくとも１つの切断ブレード５を含み、それは切断エッジ９を備え、それは有孔板３のノズル開口４に沿って回転しながら軽く触れる。少なくとも１つの切断ブレード５は、切断ブレードシャフト２２に固定される切断ブレード担体２１に配置される。切断ブレードアセンブリ２０は、モーター２３によって駆動され、少なくとも１つの切断ブレード５が、有孔板３のノズル開口４の上をかすめ、ノズル開口４から流れ出る結晶性溶解材料のペレットを切り離す。結晶性溶解材料は、従来の仕方および方法で押出システム７でまず溶解されてよく、および例えば押出機１９または溶湯ポンプを介して有孔板３の領域に運ばれてノズル開口４から押し出されてよい。
【００４５】
連続的な作動を維持するために、有孔板を１〜５Ｋの差で作動温度Ｔを２５０℃≦Ｔ≦３３０℃の間にちょうど保つことが必要である。そのために、電気温度調節素子が有孔板に熱的に接続され得る、または図１のように熱流体回路を有する温度調節装置が設けられ得る。熱流体回路１６として、図１に熱媒油回路が設けられている。回路１６にあるオイルは、熱交換器２８を通って導かれ、それは、加熱システム２９を介して温度調節可能な流体浴３０に浸される。
【００４６】
有孔板３が突き出ている切断室２は、作動中に、本発明によると流れ通るプロセスガス（例えば空気）で満たされ、切断室２は、少なくとも１つの切断ブレード５および切断ブレード担体２１および切断ブレードシャフト２２の少なくとも部分を囲む。切断ブレードシャフト２２は、有孔板３から見て外方に向く切断室領域にあり、流体密封で切断室２から導かれ、モーター２３は、切断ブレードシャフト２２を介して少なくとも１つの切断ブレード５を回転運動するよう駆動するように、設けられる。
【００４７】
プロセスガス装置２４が設けられ、それは、プロセスガス温度調節装置１１、プロセスガス分配装置１２および離れたプロセスガス室２５を含み、それは、切断室２を少なくとも１つの切断ブレード５の回転の領域で広く取り囲み、周囲に延びて配置されたプロセスガスノズルアセンブリ１０がプロセスガス室２５と切断室２との間に装備され、図１に示されている場合のプロセスガスノズルアセンブリ１０は、その周囲にわたって同じままの例えば３ｍｍのノズル幅を有する周囲に延びる環状オリフィスノズルを形成する。プロセスガス室２５は、その周囲にわたって、すなわち円周に、プロセスガス室２５の温度調節および分配プロセスガス用の入口開口２６から、少なくとも１つの切断ブレード５の回転方向で始めて、減少する断面を有する。
【００４８】
図１に示された設計によると、複数の案内装置が設けられ、プロセスガスノズルアセンブリ１０を通ってプロセスガス流の周囲に一様な押出量が流れるようになっている。プロセスガス室２５と切断室２の間のプロセスガスノズルアセンブリ１０によって、プロセスガスは、周囲で全ての側から径方向に外側から内側へまたは本質的に径方向に外側から内側へ切断室２に導入される。少なくとも１つの切断ブレード５の回転領域に、求心性のまたは少なくとも本質的に求心性のプロセスガスの流れが生ずる。
【００４９】
プロセスガスノズル１０は、切断室２の全ての領域にプロセスガスが流れることができる可能性が、周囲方向に依然としてあるように、配置される。案内装置は、プロセスガスの流れを導くのに使用され、離れたプロセスガス室２５の周囲にわたって個々の領域に分けるのに使用されない。個々の案内装置の配置は、例えば一様にプロセスガス室２５またはプロセスガスノズルアセンブリ１０の周囲にわたって分配されてよい。個々の案内装置は、固定式に、例えば対応する壁への案内羽根を溶接することによって固定されてよい。案内装置は、個々にまたは好ましくは共に例えば制御ユニットによって位置の調節ができるように設計されてもよく、例えば迎え角が対応して位置の調節ができる。
【００５０】
図１の描出によると、出口１３が、プロセスガス装置から見て外方に向く切断室２の領域に配置される。回転領域の下流で、プロセスガスは、その中にあるペレットを含んで切断室２の出口１３の領域にさらに流れ、その中でそれらは切断室２の壁に対して１５°未満の角度αで導かれ、プロセスガス中にある結晶性溶解材料からのペレットにそこで回転運動が与えられるようになっている。図１の描出によると、出口１３の方向にらせん形の流出部分２７が設けられ、それは、出口１３に流れ出るペレットを含むプロセスガスの流れを対応して導き、従って切断室２のこの領域でおよび／または出口１３で、すなわちらせん形の流出部分２７によって生ずる動圧に基づき、圧力上昇を可能にする。対応するらせん形の流出部分２７も、構造的に可能である。
【００５１】
プロセスガス流は、ミリメートル直径範囲の表面結晶のおよび球状に作られた顆粒を、顆粒供給ライン１５を介して捕捉および収集容器１４に供給する。顆粒は、篩３１に受けられ、プロセスガス流によって分けられる。プロセスガスは、ダストフィルター３２を介して、プロセスガスをプロセスガス温度調節装置１１に循環の過程で還流させるための第１入口３３を介してプロセスガス装置２４に供給されてよく、プロセスガスは、プロセスガス温度調節装置１１で、プロセスガス温度に冷却される、またはこの温度を下回った場合に加熱される。還流プロセスガスが、プロセスガス分配装置１２に分配するのに十分でない場合、新しい気体を供給するための第２入口３４を介して、新しいプロセスガス（例えば空気）が、プロセスガス装置２４のプロセスガス温度調節装置１１に供給されてよい。
【００５２】
図１に示されている装置は、部分的に結晶性のＰＥＴペレットからの結晶性生成物または球状ＰＥＴ顆粒１７の製造のための適用で本発明による方法を行うのに使用される。
【００５３】
図１では、空冷熱間型面ペレット化装置１が、水平に配置された有孔板３および対応する配置された他の要素を含んで示されている。配置は、とは言うものの、図１の配置に対して９０度だけ回転してもよく、垂直に配置された有孔板３を含み、対応して９０度だけ回転して配置された空冷熱間型面ペレット化装置１の要素が設けられてもよい。
【００５４】
空冷熱間型面ペレット化装置１および対応する記載された本発明による方法は、１．５ｍｍ未満／に等しい直径の粒形を有する微小顆粒を製造するのに、特に本発明によって有利に用いられ得る。本発明によると、適切な温度調節能力により、特に確かに相応の小さいペレットを製造できるからである。
【００５５】
上記の説明で少なくとも１つの模範的な実施形態が示されたが、様々な変更および修正がなされ得る。前記の実施形態は、単に一例であり、装置および方法の、効力範囲、適用可能性または構成を何らかの仕方で限定するように想定されていない。むしろ、上記の説明は、当業者に装置および方法の少なくとも１つの模範的実施形態を実行に移すためのプランを提供し、装置および方法の方法ステップの機能および構成において、添付の「特許請求の範囲」およびその法的等価物の保護範囲から離れることなく、多数の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  空冷熱間型面ペレット化装置
２  切断室
３  有孔板
４  有孔板のノズル開口
５  切断ブレード
６  ローラー板
７  押出システム
８  有孔板の温度調節装置
９  切断エッジ
１０  プロセスガスノズル
１１  プロセスガス温度調節装置
１２  プロセスガス分配装置
１３  切断室の出口
１４  捕捉および収集容器
１５  顆粒供給ライン
１６  熱流体回路
１７  ＰＥＴ顆粒
１８  加熱装置
１９  押出機
２０  切断ブレードアセンブリ
２１  切断ブレード担体
２２  切断ブレードシャフト
２３  モーター
２４  プロセスガス装置
２５  プロセスガス室
２６  入口開口
２７  流出部分
２８  熱交換器
２９  加熱システム３０  浴
３１  篩
３２  ダストフィルター
３３  第１入口（プロセスガス還流）
３４  第２入口（新しい空気供給）
【図１】
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【国際調査報告】
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