説明

ガラ・インダストリーズ・インコーポレイテッドにより出願された特許

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本発明のさまざまな実施の形態は、最小せん断成形プロセスの向上のための方法に関する。これは、任意の粉末とともにペレットおよび/またはマイクロペレットを用いて達成することができる。ペレットおよび/またはマイクロペレットは、減少した成形温度、減少した硬化時間、減少した回転軸比および/または減少した回転速度を組入れる非粉末溶融流れレオロジーと組合せて、制御された押出成形およびペレット化プロセスによって作製することができる。成形は、単軸成形、2軸成形、または多軸成形であり得て、回転成形、振動成形、またはそれら両方であり得る。作製された成形部は、単一の層または多層を有することができ、類似のまたは異なる化学的組成物を用いて、1つ以上の成形シーケンスにおいて作製することができる。
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内面上に隆起する偏向要素を有するエンボス加工されたスクリーンが、遠心ペレット乾燥機に設けられている。前記偏向スクリーンは一体構造として形成されており、緩む、またはストリップを分離する、およびストリップとスクリーンとの間の悪影響を増加するリスクを伴う締結要素に固定された偏向要素を分離する必要性を排除する。エンボス加工された偏向スクリーンは効果的にペレットをロータに向かって偏向し、ロータでペレットはロータエネルギーと再連動し、結果として乾燥機の効率および流量を増加する。エンボス加工された偏向スクリーンはまた、スクリーンの構造強度を強化し、製造コストを低減し、ペレットが挟み込まれ今後起こる悪影響に繋がる可能性を低下する。
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水中ペレタイザ用の中実フェースダイプレートは、高摩耗性材料の硬質耐磨耗性要素を保持し、押出オリフィスがポリマーを押し出すために開口している円形スロットを有するキャリアまたは保持プレートを含む。中実フェースダイプレートは、キャリア内に硬質耐磨耗性要素を埋め込むことでダイプレートの中央部に断熱材料またはプラグ材料を備える必要性をなくし、磨耗寿命をより長くするために硬質耐磨耗性の縁部を保護する。
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水中造粒器(6)用の融液冷却器(30)と弁システムは、複数のモードの融液処理を促進する切換弁(40)を有する。冷却器は、融液を冷却器に搬送する冷却器入口ライン(32)と、冷却器からの冷却融液を搬送する冷却器出口ラインとを有する。切換弁は、冷却モードの動作中に冷却器へ融液を搬送しまた冷却器から融液を搬送し、バイパスモードの動作中に冷却器の回りに融液を搬送し、ドレンモードの動作中に冷却器から及び切換弁から融液を排出するように再構成される。切換弁はコンパクトであり、そのため最小の生産在庫を含む。弁は、バイパスモードで直進し、処理ラインを迅速容易に洗浄する排出可能性を有し、製品の損失無く、早く切り換えることができる。
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鋭敏融点を有するワックス、ワックス状材料、及び他の材料は、ワックスを熱溶融材料に形成する容器を有する。熱交換器は溶融ワックスをその溶融温度の直上の温度に冷却する。冷却された液体ワックスは押出機に供給され、押出機はさらに温度を低下し、液体ワックスを完全に混合した押出し可能な固体ワックスに混合する。固体ワックスはダイプレートのオリフィスを通って切断チャンバに押し出され、ダイプレートのダイ面と協働する回転カッタは、押し出された固体ワックスストランドをペレットに切断する。ダイプレート、切断チャンバ及び回転カッタは、水中造粒機と同じ構造を有することができるが、水又は液体無しでドライフェース造粒機として作動する。このように形成されたワックスペレットは、切断チャンバからその底の開口を通って重力で落下する。
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本発明の装置及び方法は、低融点化合物、高溶解流動ポリマー、熱的に敏感な材料の造粒のためにその温度の制御を維持する。ダイプレートの前に冷却押出機、必要であれば第2溶解物冷却器の追加は、狭い溶解範囲の材料、ポリマー混合物、定型化、散乱、又は溶液の熱、剪断、及びレオロジー特性の調整に備える。装置及び方法は、造粒が困難な材料に対して、低含水率の一貫した均一なペレットを生成するように、高度に調整することができる。
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低含水量のポリマー生物材料合成物と発泡ポリマー生物材料合成物をダイプレート(18)を通過し水箱(16)に押し出し、カッターブレード(14)により造粒する方法である。ポリオレフィン又は縮合ポリマーが溶融され、セルロース及び澱粉を含む多糖類、又はポリペプチドを含むタンパク質材料のような固形又は半固形生物材料成分(155)と融合し、押し出し、水中で造粒し、加速乾燥処理し、1パーセント(1%)以下の含水レベルを達成する。
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結晶化ポリマーを水中造粒した後、乾燥して、それ以後に加熱することなく、ポリマーペレットを結晶化する方法及び装置である。造粒機出口の近傍で、高速空気又は他の不活性ガスを、約100から約175m/時以上の流量で、水とペレットの乾燥機へのスラリーラインに注入する。このような高速の空気移動は、水とともに水蒸気ミストを形成し、乾燥機への又は乾燥機から出るペレットの速度を著しく増加し、これによりポリマーペレットは該ペレット内で自己結晶化を生じるのに十分な潜熱をもって乾燥機を離れる。ガス注入後のスラリーラインの弁機構は、ペレットの滞留時間をさらに調整し、乾燥機の後の振動コンベアは、ペレットが所望レベルの結晶化度を達成するのを助けるとともに、凝集を回避する。
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本発明は、プラスチックおよび/またはポリマーの造粒方法に関するものである。本方法においては、溶融物生成器からの溶融物を、種々の動作位置を有する切換バルブを介して複数の造粒ヘッドに供給することにより、該溶融物をペレット状にする。本発明はまた、プラスチックおよび/またはポリマーを造粒するための装置に関するものである。本装置は、少なくとも1つの溶融物生成器接続部と、少なくとも2つの造粒器接続部と、溶融物生成器接続部を少なくとも1つの造粒器接続部に選択的に接続するスイッチングゲートとを有する切換バルブを備え、造粒ヘッドがそれぞれ少なくとも2つの造粒器接続部に接続され、溶融物の体積流量を変更することができる溶融物生成器が溶融物生成器接続部に接続されている。さらに、本発明は、溶融物生成器接続部と、造粒器接続部と、溶融物生成器接続部を造粒器接続部に接続する溶融物通路とを有する造粒装置用切換バルブに関するものである。したがって、本発明は、複数の造粒ヘッドを種々の通路容量と組み合わせて使用し、スループットウィンドウを大きくすることによって、中断することなく大規模かつ連続的に作業を行い、処理容量の小さい造粒ヘッドに切り換えることによって、不可避の始動プロセスを短縮または始動時に生じる製造物を最小にすることができるという着想に端を発する。本発明の一側面によれば、造粒プロセスの始動時に、処理容量がそれぞれ異なる複数の造粒ヘッドを用いる。溶融物は、まず処理容量の小さい第1造粒ヘッドに供給される。その後前記溶融物の体積流量が増加すると、切換バルブが切り換えられ、溶融物は処理容量の大きい第2造粒ヘッドに誘導される。溶融物生成器が造粒ヘッドの処理容量の下限に到達して造粒プロセスが始動するまでの時間および始動時に生じる製造物の量は、処理容量のできるだけ小さい造粒ヘッドを最初に用いることによって削減することができる。この第1造粒ヘッドの処理容量の下限で造粒プロセスを始動させてからは、始動時の製造物がこれ以上生じることはない。溶融物の体積流量は、切換バルブが処理容量の大きい第2造粒ヘッドに切り換えられるまで定量的に増加するが、この期間において始動時の製造物は生じない。また、スループットウィンドウは全体で大きくなり、始動時の製造物が生じる不可避の始動手順の数が減少する。なぜなら、種々の理由によって溶融能力を処理容量の大きい造粒ヘッドの処理容量の下限よりも小さくする際に、第1造粒ヘッドに切り換えることができるからである。
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水中用ペレタイザーの中央加熱ダイプレートは、押出口(20)と、ダイプレートのダイ表面とに放熱し、ダイプレート(10)及び押出口(20)を、押出口を介して溶解したポリマーの最適な流れを得ることができるような、上昇した温度に維持する。一態様では、中心に配置された加熱プレート(26)は、ノーズコーン(16)の内方の上流面(18)で凹部(24)に搭載されている。第2の態様では、円筒加熱コイル(70)が、下流側(64)のノーズコーン(74)と、上流側(66)の断熱プラグ又はプレート(82)との間のダイプレート(60)の中空中心コア(62)に配設されている。加熱リード(34、76)が、中央加熱要素(26、70)に電力を供給するために、ダイプレート(10、60)の単一の放射孔(36、78)を介して延びている。
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