JP3073498B2

JP3073498B2 - ポリエステル材料を連続的に結晶化する方法および装置

Info

Publication number: JP3073498B2
Application number: JP01331430A
Authority: JP
Inventors: ハンス・リユーセマイエル; マンフレート・ケルル; ハンス‐ヨハヒム・シユミット; ベアート・ヘンニ; ウエルネル・ケーギ
Original assignee: ビユーラー・アクチエンゲゼルシヤフト; ビューラー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 2000-08-07
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JPH02269119A; EP0379684B1; ATE96369T1; EP0379684A2; KR0137659B1; KR900009112A; US5090134A; ES2060728T3; DE58906032D1; EP0379684A3; US5119570A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、顆粒または粗い粉末のようなポリエステル
材料、特にポリエチレンテレフタラートをベースとした
コポリエステル顆粒を連続的に結晶化する方法、並びに
この方法を実施するのに適した装置に関する。

〔従来の技術〕

線状の熱可塑性ポリエステル、特にポリエチレンテレ
フタラートは、その良好な物理特性に基づいてきわめて
重要であり、多くの用途がある。主に、織物繊維やフィ
ラメントに加工される。更に、担体材料または包装材料
としてのフィルムと射出成形品が作られる。食品工業
用、特に炭酸を含む飲料のためのびんまたは容器の高分
子ポリエチレンテレフタラートの市場が拡大している。

使用目的に応じて、ポリエステル材料の特別な特性が
必要である。ある特性は既に、ジオール酸およびまたは
ジカルボン酸共重合成分および添加材によるポリエステ
ルの調合の場合に、適切に変更可能である。大きな分子
量（内在的粘性）や高い純度（食品分野のための少ない
アセトアルデヒド含有量）のような他の特性は、固体相
での後処理によって初めて達成可能である。ポリエステ
ル製造と完成品への他の加工処理はしばしば、別々に行
われる。従って、中間段で顆粒が作られる。この顆粒
は、結晶速度が遅く冷却が速いため、無定形（非晶質）
の形態で生じる。顆粒化および貯蔵の際に、顆粒は湿気
を吸収する。後の再溶融の際に水がポリエステルを加水
分解することになるので、顆粒は前もって、非常に少な
い水含有量まで乾燥しなければならない。しかし、100
℃以上の温度の場合には、非晶質のポリエステル顆粒は
互いに付着する傾向が強い。同時に、ポリエステルを結
晶化する際に、全ての高い分子の場合のように結晶化が
一部だけしか開始されない（普通の条件のもとではポリ
エチレンテレフタラートの場合の最終値は45％）。顆粒
が次の熱処理段（乾燥または固体相後凝縮）においても
はや付着しないでさらさらするようにするために、Whit
e−head著の“Industrial Engineering Chemistry,Proc
ess Design Development"第16巻No 3 1977年341〜346
頁に従って、ポリエチレンテレフタラートの場合に、顆
粒は1.37g/cm³の最低密度（結晶化率31％に相当する）
を有する。例えば西独国特許出願公開第2 140 265号公
報において他の学者が幾分低い値を挙げている。

結晶化の際の難点は、臨界粘着相で、結晶化装置内の
集塊と付着の発生を防止することにある。粘着に関して
は、Van−der−Waals'scheの力にかかっている。この力
は顆粒限界に有効である。これは結晶化によって相殺さ
れる。静止状態では、接触個所の結晶化プロセスで、臨
界範囲（球状品）が一方のポリマー粒子から他方のポリ
マー粒子に成長する。このことは不可逆的結合を生じ
る。従って、粘着を防止するために、顆粒粒子は多くの
結晶化方法において常時動いている。それによって、限
界接触時間が経過する前に接触個所が常に再溶解するの
で、粒子を超える結晶成長プロセスが開始段階で中断さ
れ、永久的な接着が生じない。この方法には、揺動反転
式混合器内での結晶化も属する。しかし、この方法は装
置的に非常にコストがかかり、また充填運転方法である
ので操作も面倒である。連続的な結晶は攪拌されたばら
物内で拡がる。

対応する容器は攪拌機構を備えている。この攪拌機構
は流れ方向に対してほぼ横方向に顆粒を動かす。このよ
うな結晶化は横置きの装置（例えば米国特許第4 223 12
8号明細書と同第4 161 578号明細書）でも、通洞式反応
器の垂直な上側部分（西独国特許出願公開第32 13 025
号公報）でも知られている。攪拌器の強制運動により、
顆粒内に制御不能の大きな機械的負荷が発生し、可塑状
態での変形と摩損を伴う。攪拌機構自体に材料が付着
し、そして壁を介しての接触加熱時に、縁領域での過剰
温度の問題が生じる。

渦床は機械的な組み込み部品を用いないで作動する。
渦床装置は大きな比容積を有し、エネルギー上の理由か
ら、プロセスガス（空気）を循環案内する必要がある。
例えば西独国特許出願公開第1 467 213号公報記載の普
通の渦床の主たる欠点は、連続操業時に、滞留時間が長
いということにある。この滞留時間は結晶率や同時に発
生する予備乾燥のばらつきを生じることになる。例えば
西独国特許出願広告第20 53 876号公報記載の、滞留時
間が均一な渦床は、装入量が比較的に少なく、熱効率が
低い。

上記の欠点のために、顆粒の粘着を防止しないで、柱
状顆粒を通洞式装置内でわざと接着させる結晶化方法が
開発された（西独国特許出願広告第25 58 730号公報お
よび西独国特許出願公開第26 42 102号公報）。それに
よって、均一な滞留時間が得られ、顆粒は結晶化中機械
的な応力を受けない。集塊は下側からの層状の削り取り
により、再びさらさらした顆粒に移行する。温度を制御
することが困難であり（結晶化の発熱作用のため、）か
つ接着強さを正確に調節できないため、機械的な削り取
りがもはや不可能であるような強さの集塊作用が生じ
る。普通操業では、集塊粉砕によって、邪魔な粉塵が発
生した。

結晶化時の難点を考慮して、その代わりに、粘着傾向
をなくすために、顆粒表面を微細な粉末で覆うことが提
案された。この方法はしかし、ポリエステルが後で付加
的な物質を含むという欠点（びん用顆粒のために使用不
可能である）、または温度処理の後再び添加剤を定量的
に除去しなければならないという欠点（例えば米国特許
第4 130 551号明細書）がある。更に、粉末供給のため
の装置が必要である。この方法は精々、酸化チタンによ
って、結晶化が困難な曇るコポリマーのために使用可能
である（西独国特許出願公開第2 124 203号公報参
照）。

改良された結晶化方法はスイス国特許第665 473号公
報に記載されている。この場合、噴出作用のある渦床が
使用される。この渦床は特別な構造によってピストン流
れと重ね合わされる。従って、滞留時間分布が狭く、平
均の滞留時間が短くなる。この方法と装置はポリエチレ
ンテレフタラートによっては良好で経済的な解決策であ
った。しかし、この装置は非常にゆっくり結晶し、それ
によって長い接着相を有する共重合体にとっては、適し
ていない。なぜなら、渦運動にかかわらず、集塊を形成
するからである。

特にびん製造のために、今日では、もはや純ポリエチ
レンテレフタラートは使用されず、PETが共重合成分に
よって変更される。共重合成分としては、任意のジオー
ルまたはジカルボン酸（または適当なジエステル）が使
用される。これによって、エチレングリコールおよびま
たはテレフタル酸が部分的に置き換えられる。びん用顆
粒のためには、例えば０〜５モル％の範囲のシクロヘキ
サン−1.4−ジメチルアールまたはイソフタル酸が使用
される（ジオール酸またはジカルボン酸の量に関連し
て）。共重合体はホモポリマーに対して低い溶融点を有
する。これはびん製造の際に、低い（約５℃だけ）処理
温度が可能であるという利点をもたらす。それによっ
て、パリソンの射出成形時に、アセトアルデヒドの再形
成が熱的な分解反応によって減少する。凝集される共重
合成分の第２の利点は、結晶化が妨害されることにあ
る。これはガラスのように透明な（100％非晶質）パリ
ソンとびんを生じる。（純粋なPETの場合には迅速な冷
却にもかかわらず、時々少し濁る）。これにより当然、
コポリエステル顆粒は結晶化のときに非常に付着しやす
くなる。理論的には、顆粒粒子が他の粒子に接触しない
ときには、非常に粘着性のある顆粒は動かさないでかつ
集塊を形成しないで、結晶化させることができる。しか
し、このような個々の粒子の処理は生産性が劣る巨大な
装置を必要とするので、この処理も経済的な理由から用
いられていない。

〔発明の課題〕

本発明の根底をなす課題は、粘着傾向の強いポリエス
テルの結晶化を、低コストの連続的なプロセスで、適当
な装置により、確実に、材料をやさしく取り扱うよう
に、かつ最終品質が均一になるように行うことである。
この場合、ポリエステルとは、ジオール酸成分とジカル
ボン酸成分から構成されたすべてのポリマーであると理
解すべきである。ジオールの場合特に、エチレン−1.3
−プロピレン−または1.4ブチレングリコールのような
アルキレングリコール、およびシクロヘキサン−1.4−
ジオールまたはシクロヘキサン−1.4−ジメチルオール
のようなシクロアルカンジオールである。ジカルボン酸
の場合には特に、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタ
リンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等を挙げる
ことができる。勿論、これらの混合物、多機能のアルコ
ールとカルボン酸の少量成分、約20重量％までの有機ま
たは無機の添加物が問題になる。しかし、重要な種類の
ポリエステルはポリエチレンテレフタラートとこれをベ
ースとしたコポリエステルである。粒子の形状は粗い粉
末からいろいろな形状の顆粒までである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ポリエステル材料が続けて接続配置された
渦床を通って案内され、この第１の渦床が混合特性を有
する噴出する渦床であり、第２の渦床がピストン流れ特
性を有する流動床であることを特徴とする。第２の渦床
の後で、結晶化とは無関係におよび切り離して、衝突装
置内で残りの小さな集塊を後粉砕することができる。

〔発明の効果〕

この手段が粘着性のあるポリエステルをスムースに結
晶化することを可能し、最後に、結晶度が均一で集塊の
ない顆粒を供給することは、驚くべきことであり、予想
されなかったことである。噴出床によって生じるような
滞留時間分布の拡大は従来は、均質な最終製品では回避
不可能であった。更に、非常に粘着性のあるコポリエス
テルは今までは、機械的な攪拌装置だけでしか（この装
置は前記の欠点を有する）結晶化できなかった。更に、
本発明による条件のもとで生じた小さな集塊の凝集力が
小さく、結晶化に続いて適度な力で集塊が個々の粒子に
分解可能であることも予期しないことであった。これに
対して、慣用の方法の場合には、不可逆の接着を回避す
るためには、接着相および結晶化相において制御不能の
条件で作用しなければならない。

本発明による方法の有利な実施形は、顆粒と処理ガス
の温度、ガス装入量および渦床でのガス速度、更に、渦
床の大きさに関する。実施形は更に、顆粒の後粉砕のた
めの衝突にも関する。

方法を実施するための装置は、混合特性を有する第１
の渦床の後に、ピストン流れ特性を有する第２の渦床が
接続配置されていることを特徴とする。本発明による装
置の有利な実施形は、渦床の容器、その大きさ、その排
出装置および衝突装置に関する。

〔実施例〕

以下、図に示した実施例に基づいて本発明を詳しく説
明する。

第１図は第１の渦床１としての噴出床、第２の渦床２
としての流動床、および衝突装置３を示している。流入
する無定形（非晶質）の顆粒流れ４は噴出床１内で、強
く動きかつ既にその中に存在する結晶材料と強く混合し
て、加熱および予備結晶化される。同時に熱担体として
の働きをする流動化ガスとして、加熱された空気または
不活性ガス、例えば窒素が使用される。排気10はエネル
ギーに富んでいるため、通常は、粉塵除去して循環させ
て再び入口９に案内される。ガスの入口温度は、顆粒の
平均温度が140〜180℃、特に約160℃となるように調節
される。対応するガス流入温度は150〜190℃、特に170
〜175℃である。強く動く噴出床を形成するためのガス
装入量比は、顆粒装入量1kg当たり３〜30標準m³、すな
わち３〜30m³ _n（０℃、１大気圧＝760torrに関連づけた
標準立方メートル）、特に５〜20標準m³である。理想的
に攪拌されるボイラのように、完全混合が行なわれる。
噴出床１内での選択すべき平均滞留時間は、材料の粘着
性向に依存し、親和性のあるPETの約５分間と、粘着性
のコポリエステルの約60分間以上との間である（平均の
滞留時間は、顆粒装入量で割った渦床のホールドアップ
と同じである）。噴出床１から出る顆粒流れ５は流動床
２内に達する。この流動床内では、流動化も生じるが弱
いため、実質的に混合は発生せず、材料は弱い動きをし
ながら柱状流れのように移動する。それによって、結晶
状態（すなわち、部分結晶の最終値）を得るために、流
れ５のほぼ２〜５％、代表的な場合には３〜４％の無定
形の顆粒（透明度で判る）が渦床２内で約２〜25分の最
短滞留時間を有することが保証される。供給される高温
ガス11の温度は、流れ９の温度より０〜20℃、特に約10
℃高い。材料は流動床２内で更に10〜30℃だけ加熱さ
れ、特に約180℃になる。ガス装入量は顆粒装入量1kg当
たり1.5〜15標準m³である。排気12は通常のごとく循環
されて再び供給される。加熱と結晶化の段階的な経過
と、対応する最短滞留時間の保証により、流出する流れ
６の顆粒は、噴出床１による滞留時間スペクトルの大幅
な拡大にもかかわらず、従来バッチ式結晶化装置や、滞
留時間分布が非常に狭い連続装置によってしか得られな
かったような均一な結晶化度合を有する。慣用の装置に
比べて、噴出床と流動床の組合せは、機械的な攪拌装置
を省略したにもかかわらず、非常に粘着性のあるコポリ
エステルが非常に安定した定常的な条件でかつ付着する
ことなく均質に結晶化可能であり、かつ製品６が自由に
かつさらさら流れるような限界値に集塊の割合と大きさ
が保持されるという本発明の効果を有する。自由にかつ
さらさら流れる状態により、この集塊は結晶化の直後粉
砕する必要がなく、線6,7の破線部分で示すように、欠
点を生じることなく、先ず最初に乾燥または乾燥と固体
相−後凝集を行うことができる。

集塊が小さいとき（大部分が対をなした顆粒粒子、残
りが３つまたはほぼ４つの小群）の場合、ブリッジが形
成されず、また本発明に従って発生した集塊は乾燥速度
または後凝集速度を遅くするように作用しない。なぜな
ら、この集塊が一般的に面と面が接着せず、縁を介して
接着するので、表面積が実際には小さくならず、また集
塊の機械的強度が比較的に小さいからである。更に、集
塊はほとんどが噴出床１内で発生し、流動床２内で割合
や大きさ分布が大きな変更を受けないことが判った。集
塊粉砕時にはやさしい条件のもとでも少量の破片や粉塵
が発生するので、固体相後凝集の場合に、後粉砕（およ
び場合によって起こるかもしれない空気分級）を後で初
めて行うことが有利である。なぜなら、微細成分が迅速
に後凝集し（不均質な最終製品）、更に、接着する傾向
があるからである。後に直かに接続された押出し機によ
る純粋な乾燥の場合には、後粉砕が高温状態で可能であ
っても、後粉砕は必要ではない。なぜなら、押出し機へ
の導入を邪魔する恐れがないからである。固体相−後凝
集の場合、好ましくは顆粒冷却器の後に衝突装置３が配
置される。この場合、衝突装置内に流入する流れ７は集
塊度から見て、流れ６に一致するが、大きな分子量と低
い温度を有する。本発明によって発生した小さな集塊を
分解するためには、衝突速度は10〜50m/秒、特に20〜35
m/秒のオーダで充分である。集塊の分解は原理的には、
この速度を発生するすべての装置（例えば空気圧式でも
よい）によって行うことができる。しかし、投擲破壊器
（衝突器）を使用すると有利である。この破壊器の場合
には、集塊を含む顆粒はロータによって所定の周速で衝
突面（衝突板または衝突リング）に加速衝突させられ
る。回転数を変えることによって、最低の衝突速度を正
確に知ることができる。この最低衝突速度は、すべての
集塊を破壊するために必要であり、それによって正確に
制御された物理的条件のもとで、製品を申し分のない個
々の顆粒に移行させることができる（最終製品流れ
８）。その後の加工では、品質を決める特性として、0.
1重量％よりも少ない顆粒の集塊割合が必要とされる。
この値は、ほとんど強く溶けて固まりかつ衝突によって
もはや分離できない集塊が非晶質の出発顆粒内に既に存
在しない場合には、本発明の装置により集塊を篩分けし
ないで得られる。

第２図と第３図に示した第１の渦床、すなわち噴出床
１は、容器21を備えている。この容器は下側に穴あき底
22を備えている。処理ガスの流れ９がこの穴あき底22に
供給される。排気10は上方へ逃げ、ほとんどが循環によ
って戻される。

顆粒流れ４は落下管23を通って容器21内に達する。処
理された顆粒の流れ５は出口隙間25を通って容器21から
出る。この出口隙間の上縁27は垂直方向に調節可能な板
28によって形成され、下側の縁29は垂直方向に調節可能
な板30によって形成されている。それによって、出口隙
間25の高さ位置と幅は調節可能である。落下管23の出口
によって形成された供給個所と、出口隙間25との間に
は、顆粒が供給個所から出口隙間25へ直接達しないよう
にするために、垂直方向の隔壁32が配置されている。流
れ上の理由から、隔壁32はその全体または一部を穴あき
薄板によって形成可能である。

容器21はほぼ出口隙間25の高さ位置で、拡大された移
行部分33に接続している。この移行部分は上側部分34に
接続している。それによって、処理ガスの速度が遅くな
るので、破壊された粒は渦床内に落下して戻る。

容器21内の渦床の作用部分は長さl₁を有する。この長
さは供給個所31と出口隙間25との間の通路の水平成分の
方向で測った長さである。渦床の作用部分の高さh₁は穴
あき底22と出口隙間25の下側縁部29との間で測定され
る。

渦床内での顆粒の確実で迅速な混合を保証するため
に、係数K₁＝l₁/h₁は0.5〜1.5に選定される。幅b₁はあ
まり重要ではないが、小さすぎないように選択すべきで
ある。

試験装置では、l₁＝h₁＝0.6mであった。それによっ
て、K₁＝１であった。他の試験では、l₁＝0.6m、h₁＝0.
9mであった。それによって、K₁＝0.66であった。この場
合、幅b₁は0.5m、すなわち第１の試験装置の例の場合の
２倍の大きさである。大型の装置の場合には、l₁がh₁よ
りもはるかに大きくなるので、係数はほぼK₁＝２にな
る。

ポリエステル材料に接触する容器21の面が付着を防止
するために表面処理を施されていると有利である。この
作用は、内面のPTFE−ポリテトラフルオルエチレン−コ
ーティングまたは砂粒吹きのような真珠状物質噴射によ
って達成される。PTFEはすべての物質の最も小さな表面
エネルギーを有するので、付着しない。真珠状物質噴射
の場合には、小さなクレータを形成した前述の点と縁を
有する組織を持った表面が形成される。これにより、接
触面積が大幅に小さくなる。

渦床１は会社Buehler/Buehler−MiagによってOTWKの
名前で販売されている。

第４図と第５図に示した第２の渦床、すなわち流動床
２は、通路状の容器41を備えている。この容器は下側に
穴あき底42を備えている。この穴あき底には、処理ガス
の流れ11が供給される。排気12は上側から逃げ、ほとん
どが循環して再び戻される。

処理ガスの流れ11はモータ45とベルト装置46によって
駆動される回転する弁48を経て案内される。この弁はガ
ス脈動を生じる。西独国特許第21 01 143号公報に示し
てあるように、弁48は複数個多重配置可能である。それ
によって、穴あき底42の異なる部分が時間的にずれたガ
ス脈動によって付勢される。

顆粒流れ５は入口51から容器41内に達する。処理され
た顆粒の流れ６は容器41から堰52を越えて流出する。こ
の堰の上縁54は斜めに調節可能な板55によって形成され
ている。この板は水平軸56の回りにヒンジによって揺動
可能である。それによって、堰52の高さ位置を調節する
ことができる。

容器41内の渦床の作用部分は入口43に接する壁58と堰
45の間で測定した長さl₂を有する。高さh₂は穴あき底52
と堰45の上縁との間で測定される。

係数K₂＝l₂/h₂は好ましくは2.5〜10、特に４〜８であ
る。工業的な装置の場合には、l₂＝0.95m、ｈ＝0.2mを
選択することができる。それによって、係数K₂＝4.75
で、幅b₃＝0.3mである。

渦床２の実施例は数年来、OTWの名前で（商品名PULSB
ED）、会社Buehler/Buehler−Miagによって販売されて
いる。

更に、結晶化のために、噴出床を流動床を含みかつ場
合によって一つだけのガス循環回路で充分である組合せ
装置が考えられる。

衝突装置３として、会社Buehler/Buehler−Miagの投
擲破砕器タイプSBCが適している。

例1: 無定形（非晶質）の出発材料として、約２×２×3mm
の寸法を有する角のあるストランド顆粒が使用された。
組成は、テレフタル酸と、分子比96.5:3.5の両ジオール
成分エチレングリコールとシクロヘキサン−1.4−ジメ
チルオールとからなるコポリエステルであった。内在の
粘性は、重量パーセント比が60:40のフェノールと1.1,
2.2のテトラクロロエタンの溶媒混合物内で測定して、
0.57dl/gであった。この材料は結晶化の際に非常に粘着
性がある。パイロット装置において、60kg/hの装入量で
材料が噴出反応器１に配量供給された。噴出反応器１に
おける平均の滞留時間は40分であった。高温流入空気は
170℃で、流入速度は3.1m/秒であった。この流入速度は
穴あき底21の面積全体に関するものである。なぜなら、
空気がほとんど、穴あき底21の直ぐ上で渦床１の水平横
断面積全体に分配されるからである。空気消費は装入量
1kgあたり12.3標準m³であった。平均の顆粒温度は160℃
であった。この温度で、製品流れが渦床２としてOTW
（商品名PULSBED）に導かれた。そこで、顆粒は180℃の
流入空気により平均（脈動）流出速度1.2m/秒で15分間
処理された。出来上がった結晶化された製品は最後に、
約100℃の温度で、投擲破砕器３を通って流した。この
投擲破砕器で、集塊は25m/秒のロータ周速で申し分のな
い個々の顆粒に分解された。プロセス全体、特に噴出床
１は、全試験相で、付着や塊状化による故障を生じない
で、安定した状態であった。小さな集塊はプロセスで、
純光学的には知ることができなかった。集塊割合（力を
加えずに選び出された）とその大きさ分布は、プロセス
（第１図参照）のいろいろな個所で次の表１の通りであ
った。

集塊は噴出床１で生じると考えられる。しかし、この
集塊は弱いため、投擲破砕器３への搬送のときに既に一
部が割れる。結晶度の程度として、密度が測定された。
換算のために次式が当てはまる。

ここで、Ｋ＝重量当たりの結晶割合 ρ＝顆粒粒子の測定された平均ポリマー密度 ρ_ａ＝全く非晶質のポリマーの密度 ρ_ｃ＝100％結晶ポリマーの密度（結晶単位セルの寸法
から計算した理論値）である。

PET（120℃）の限界値については、Wiley−Interscie
nce出版のJ.BrandrupとE.H.Immergut著の「ポリマーハ
ンドブック」1975年第２版によれば、＝1.335g/cm³（下側の値）＝1.455g/cm³（上側の値）が当てはまる。

瞬間的な状態を凍結するために、密度測定のための試
料が低温水内で直ちに急冷された。噴出床１の後では密
度分布は期待通り広かった。すなわち、密度分布は1.32
5（約3.5％の透明な非晶質の顆粒粒子）から1.365（結
晶主成分）に達した。しかし、OTW−渦床２（商品名PUL
SBED）の後の顆粒粒子は、驚くほど狭い分布を有してい
た。すなわち、実際には単位当たりの値が1.365±0.001
（100個の代表的な粒子の極値の限界）であった。この
値は、当該のコポリエステルのρ_ａが約1.325であると
推量されるときに、約33％の結晶度率に相当する。

顆粒の一部が高温空気内で長い時間滞留するために場
合によっては酸化によって損傷するという万一の疑念
は、色価測定によって否定された。慣用の色測定系Ｌ＊
ａ＊ｂでは、数時間後で取り出されたすべての試料のｂ
＊値はわずかで負の範囲（約−0.7）であった。これは
損傷を示す黄色味（正のｂ＊値）の代わりに、指標的に
やや青色色相が見られたことを意味する。

他の例：他の試験例では、同じ状態で、集塊形成に対する噴出
床１内の平均滞留時間の影響が試験された。第６図に示
した関係が得られた。滞留時間が短すぎる場合、多量の
集塊（60％以上）が発生し、噴出床１は安定した状態に
達せず、強くなる粘着によってもはや正しい噴出作用を
発揮せず、個々の集塊が噴出床のガスと共に移動しない
ほど重くなる。このことは、その都度崩壊の直前に、既
に噴出床１による圧力降下の狭くなる変動幅を予想すべ
きである。結晶限界の下方で、集塊割合は滞留時間が増
大するにつれて減少する。噴出床１を必要な大きさより
も大きく形成しないようにするために、例１の場合のよ
うに、臨界限界からほとんどかけ離れていない滞留時間
が選択されると有利である。比較のために、どれだけコ
ポリエステルが粘着性があるかどうか予感することがで
きる普通のPET（ホモポリマー）が使用された。

第１の渦床１では好ましくは、顆粒装入量1kgあたり
のガス装入量は５〜20標準m³、特に12標準m³が選択され
る。流入速度は２〜6m/秒、特に2.5〜3.5m/秒、その中
でも特に3m/秒である。

第２の渦床２内では好ましくは、顆粒装入量1kgあた
りのガス装入量は２〜８標準m³、特に４標準m³が選択さ
れる。流入速度は0.8〜3m/秒、特に１〜1.5m/秒、その
中でも特に1.2m/秒である。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置の相前後した接続配置と顆粒の運動を示す
ための、本発明による方法と装置のフローチャート、第
２図は本発明による装置の第１の渦床の実施例の、第３
図のII−II線に沿った垂直断面図、第３図は第２図のII
I−III線に沿った断面図、第４図は本発明による装置の
第２の渦床の実施例の、第５図のIV−IV線に沿った垂直
断面図、第５図は第４図の渦床の平面図、第６図は第１
渦床内での平均滞留時間に対する集塊割合を示すグラフ
である。１……噴出床、２……流動床、３……衝突装置

フロントページの続き (72)発明者ハンス・リユーセマイエルドイツ連邦共和国、シユウユールペル・オー・テー・ウアーレ、ハンゲンカムプ、１ (72)発明者マンフレート・ケルルドイツ連邦共和国、ブラウンシユウアイク、フアーレルスレベルストラーセ、50 (72)発明者ハンス‐ヨハヒム・シユミットドイツ連邦共和国、ブラウンシユウアイク、リッヒアルト‐シユトラウス‐ウエーク、10 (72)発明者ベアート・ヘンニスイス国、ツーツヴイル、アルプシユタインストラーセ、16 (72)発明者ウエルネル・ケーギスイス国、ニーデルウツヴイル、ヘナウエル・ストラーセ、15 (56)参考文献特公昭53−28956（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08G 63/88 - 63/90

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顆粒または粗い粉末のようなポリエステル
材料を連続的に結晶化する方法において、ポリエステル材料が続けて接続配置された渦床（1,2）
を通って案内され、この第１の渦床が混合特性を有する
噴出する渦床（１）であり、第２の渦床がピストン流れ
特性を有する流動床（２）であることを特徴とするポリ
エステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項２】第２の渦床（２）の後で、ポリエステル材
料が衝突装置（３）内で、小さな集塊を後粉砕するため
に衝突させられることを特徴とする、請求項１記載のポ
リエステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項３】第１の渦床（１）内で、顆粒の温度が140
℃〜180℃に達し、平均の滞留時間が５〜60分であるこ
とを特徴とする、請求項１または２記載のポリエステル
材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項４】第１の渦床（１）内で、顆粒の温度が140
℃〜180℃に達し、平均の滞留時間が60分以上であるこ
とを特徴とする、請求項１または２記載のポリエステル
材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項５】第１の渦床（１）における処理ガスの流入
温度が150℃〜190℃であることを特徴とする、請求項１
から４までのいずれか一つに記載のポリエステル材料を
連続的に結晶化する方法。
【請求項６】第１の渦床（１）内で、顆粒装入量1kgあ
たりのガスの装入量が３〜30m³ _nであり、流入速度が２
〜6m/秒であることを特徴とする、請求項１から５まで
のいずれか一つに記載のポリエステル材料を連続的に結
晶化する方法。
【請求項７】第２の渦床（２）内で、顆粒の温度が10〜
30℃高められ、平均の滞留時間２〜25分であることを特
徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の
ポリエステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項８】第２の渦床（２）において処理ガスの流入
温度が、第１の渦床（１）内の処理ガスの流入温度より
も０〜20℃高いことを特徴とする、請求項１から７まで
のいずれか一つに記載のポリエステル材料を連続的に結
晶化する方法。
【請求項９】第２の渦床（２）内で、顆粒装入量1kgあ
たりのガスの装入量が1.5〜15m³ _nであり、流入速度が0.
8〜3m/秒であることを特徴とする、請求項１から５まで
のいずれか一つに記載のポリエステル材料を連続的に結
晶化する方法。
【請求項１０】第１の渦床（１）から第２の渦床（２）
へ移行する非晶質の顆粒粒子の割合が２〜５％であるこ
とを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに
記載のポリエステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項１１】第１の渦床（１）の高さh₁に対する長さ
l₁によって求められる係数K₁が0.5〜２であることを特
徴とする、請求項１から10までのいずれか一つに記載の
ポリエステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項１２】第２の渦床（２）の高さh₂に対する長さ
l₂によって求められる係数K₂が2.5〜10であることを特
徴とする、請求項１から11までのいずれか一つに記載の
ポリエステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項１３】第１の渦床（１）の係数K₁（K₁＝長さl₁
/高さh₁）に対する、第２の渦床（２）の係数K₂（K₂＝
長さl₂/高さh₂）の比が、２以上であることを特徴とす
る、請求項１から12までのいずれか一つに記載のポリエ
ステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項１４】衝突が第２の渦床（２）の直ぐ後で行わ
れることを特徴とする、請求項２から12までのいずれか
一つに記載のポリエステル材料を連続的に結晶化する方
法。
【請求項１５】ポリエステル材料が第２の渦床（２）の
後および衝突の手前で後乾燥または後凝集または冷却さ
れることを特徴とする、請求項１から13までのいずれか
一つに記載のポリエステル材料を連続的に結晶化する方
法。
【請求項１６】ポリエステル材料が衝突の前に貯蔵され
ることを特徴とする、請求項15記載のポリエステル材料
を連続的に結晶化する方法。
【請求項１７】衝突が10〜50m/秒の衝突速度で行われる
ことを特徴とする、請求項２から16までのいずれか一つ
に記載のポリエステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項１８】ポリエステル材料が空気圧式搬送管内で
の搬送によって衝突させられることを特徴とする、請求
項17記載のポリエステル材料を連続的に結晶化する方
法。
【請求項１９】ポリエステル材料が回転衝突によって衝
突させられることを特徴とする、請求項17記載のポリエ
ステル材料を連続的に結晶化する方法。
【請求項２０】ポリエステル材料が回転衝突によって衝
突させられ、ロータ直径が0.4mで、回転数が1200回転／
分のときに周速度が25m/秒であることを特徴とする、請
求項17記載のポリエステル材料を連続的に結晶化する方
法。
【請求項２１】混合特性を有する第１の渦床（１）の後
に、ピストン流れ特性を有する第２の渦床（２）が接続
配置されていることを特徴とする、請求項１〜20のいず
れか一つに記載の方法を実施するための装置。
【請求項２２】ピストン流れ特性を有する渦床（２）の
後に、衝突装置（３）が直接接続配置されているかまた
は他の処理装置または貯蔵の後に接続配置されているこ
とを特徴とする、請求項21記載の装置。
【請求項２３】第１の渦床（１）が容器（21）を備え、
容器（21）の高さがh₁で長さがl₁のときに、この容器の
排出堰（29）が、0.5〜２の係数K₁＝l₁/h₁を生じる高さ
位置に設けられていることを特徴とする、請求項21また
は22記載の装置。
【請求項２４】第１の渦床（１）の容器（21）が堰（2
9）の上方で拡大され、顆粒の通過面が排出隙間（25）
として形成され、この排出隙間（25）の下側の縁部（2
9）と上側の縁部（27）が、垂直方向に動く板（30,28）
によって形成され、この板が排出隙間（25）の高さ位置
と幅の調節を可能にすることを特徴とする、請求項21か
ら23までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２５】顆粒粒子が供給個所（31）から排出隙間
（25）に直接達しないようにするために、顆粒粒子の供
給個所（31）と第１の渦床（１）の排出隙間（25）との
間に、垂直方向の隔壁（32）が設けられていることを特
徴とする、請求項24記載の装置。
【請求項２６】付着を防ぐために、ポリエステル材料と
接触する、第１の渦床（１）の容器（21）の面が表面処
理されることを特徴とする、請求項21から25までのいず
れか一つに記載の装置。
【請求項２７】第２の渦床（２）が容器（41）を備え、
容器の高さがh₂で長さがl₂のときに、この容器の排出堰
（52）が、2.5〜10の係数K₂＝l₂/h₂を生じる高さ位置
（h₂）に設けられていることを特徴とする、請求項21か
ら26までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２８】排出堰（52）の高さ（h₂）が調節可能で
あることを特徴とする、請求項27記載の載置。
【請求項２９】係数K₁に対する係数K₂の比が２よりも大
きいことを特徴とする、請求項21から28までのいずれか
一つに記載の装置。
【請求項３０】少なくとも一方の渦床（２）への空気供
給（11）がガス脈動装置（45〜48）を介して行われ、こ
のガス脈動装置により、空気が穴あき底（42）の異なる
部分に時間的にずらして供給されることを特徴とする、
請求項21から29までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項３１】組合せられた装置が第１の渦床としての
噴出床（１）と、第２の渦床としての流動床（２）を含
み、噴出層（１）の後に流動床（２）が接続配置されて
いることを特徴とする、請求項22から30までのいずれか
一つに記載の装置。
【請求項３２】衝突装置（３）が遠心加速ロータを備え
た衝撃器であり、この遠心加速ロータが粒子をリングま
たは衝突板の方へ投擲することを特徴とする、請求項22
から31までのいずれか一つに記載の装置。