PET (ポリエチレン テレフタレート) は、包装、繊維、エンジニアリングなどのさまざまな用途に広く使用されている熱可塑性ポリマーです。PET は優れた機械的、熱的、光学的特性を備えており、リサイクルして新しい製品として再利用できます。ただし、PET は吸湿性の素材でもあり、環境から湿気を吸収するため、品質や性能に影響を与える可能性があります。PET 内の水分は加水分解を引き起こす可能性があります。加水分解は、ポリマー鎖を破壊し、材料の固有粘度 (IV) を低下させる化学反応です。IV は PET の分子量と重合度の尺度であり、材料の強度、剛性、加工性を示す重要な指標です。したがって、水分を除去して点滴の損失を防ぐために、押出前に PET を乾燥および結晶化することが不可欠です。
赤外線結晶乾燥機 PET造粒は、赤外線 (IR) 光を使用して、PET フレークを 1 ステップで乾燥および結晶化し、その後さらに加工するために押出機に供給する、新しく革新的なテクノロジーです。IR 光は、0.7 ～ 1000 ミクロンの波長を持つ電磁放射の一種で、PET と水分子に吸収され、振動して熱を発生させます。IR光はPETフレークに浸透して内部から加熱することができ、その結果、熱風乾燥や真空乾燥などの従来の方法よりも速く、より効率的な乾燥と結晶化が可能になります。
赤外線結晶乾燥機 PET 造粒には、従来の乾燥および結晶化方法に比べて、次のようないくつかの利点があります。
• 乾燥および結晶化時間の短縮: 従来の方法では数時間必要であったのに対し、IR 光を使用すると PET フレークを 20 分で乾燥および結晶化できます。
• エネルギー消費量の削減: 従来の方法では 0.2 ～ 0.4 kWh/kg 必要であったのに対し、IR 光は 0.08 kWh/kg のエネルギー消費量で PET フレークを乾燥および結晶化できます。
• 水分含有量の低減: IR 光は、従来の方法では 100 ～ 200 ppm であった最終水分含有量が 50 ppm 未満になるまで、PET フレークを乾燥および結晶化できます。
• IV 損失の低減: 従来の方法では 0.1 ～ 0.2 の IV 損失が発生するのに対し、IR 光は最小 IV 損失 0.05 で PET フレークを乾燥および結晶化できます。
• 嵩密度の増加: IR 光により、PET フレークのかさ密度が元の密度と比較して 10 ～ 20% 増加し、フィード性能と押出機の生産量が向上します。
• 製品品質の向上: IR 光は、黄ばみ、劣化、汚染を引き起こすことなく PET フレークを乾燥および結晶化できるため、最終製品の外観と特性が向上します。
これらの利点により、赤外線結晶乾燥機 PET 造粒は PET 押出の効率と品質を向上させ、食品グレードの用途の要件を満たすことができます。
赤外線結晶乾燥機 PET 造粒のプロセスは、供給、乾燥および結晶化、および押出の 3 つの主要なステップに分けることができます。
餌やり
赤外線結晶乾燥機 PET 造粒の最初のステップは供給です。このステップでは、PET フレーク（未使用またはリサイクル）がスクリュー フィーダーまたはホッパーによって IR 乾燥機に供給されます。PET フレークの初期含水量は、供給源と保管条件に応じて、最大 10,000 ～ 13,000 ppm になります。供給速度と精度は、乾燥と結晶化のパフォーマンスと製品の品質に影響を与える重要な要素です。
乾燥と結晶化
赤外線結晶乾燥機 PET 造粒の第 2 ステップは乾燥と結晶化です。このステップでは、内部にらせん状のチャネルとパドルを備えた回転ドラム内で PET フレークを IR 光にさらします。IR 光は、ドラムの中心にある IR エミッターの固定バンクによって放射されます。IR 光の波長は 1 ～ 2 ミクロンで、PET と水の吸収スペクトルに合わせて調整されており、PET フレークに最大 5 mm まで浸透します。IR 光は PET フレークを内側から加熱し、水分子を蒸発させ、PET 分子を振動させて結晶構造に再配置します。水蒸気はドラム内を流れる周囲の空気の流れによって除去され、湿気が運び去られます。スパイラル チャネルとパドルはドラムの軸に沿って PET フレークを搬送し、均一かつ均質な IR 光への露光を保証します。乾燥と結晶化のプロセスには約 20 分かかり、最終的な水分含有量は 50 ppm 未満になり、最小 IV 損失は 0.05 になります。また、乾燥および結晶化プロセスにより、PET フレークのかさ密度が 10 ～ 20% 増加し、材料の黄ばみや劣化が防止されます。
押し出し加工
赤外線結晶乾燥機 PET 造粒の 3 番目および最後のステップは押出です。このステップでは、乾燥および結晶化した PET フレークが押出機に供給され、材料が溶融、均質化され、ペレット、繊維、フィルム、ボトルなどの目的の製品に成形されます。押出機は、製品仕様と使用する添加剤に応じて、単軸または二軸タイプになります。押出機には真空ベントを装備することもでき、溶融物から残留水分や揮発分を除去できます。押出プロセスは、スクリュー速度、スクリュー構成、バレル温度、ダイの形状、メルトレオロジーの影響を受けます。メルトフラクチャー、ダイスウェル、寸法不安定性などの欠陥のない、スムーズで安定した押出を実現するには、押出プロセスを最適化する必要があります。製品の種類や下流の設備に応じて、押出プロセスの後に、冷却、切断、収集などの後処理プロセスを続けることもできます。
結論
赤外線結晶乾燥機 PET 造粒は、さらに加工するために押出機に供給する前に、IR 光を使用して PET フレークを 1 ステップで乾燥および結晶化する新規かつ革新的な技術です。この技術は、乾燥と結晶化の時間、エネルギー消費、含水量、IV 損失を削減し、かさ密度と製品品質を高めることにより、PET 押出の効率と品質を向上させることができます。この技術は、IV を保存し、PET の黄ばみや劣化を防ぐことで、食品グレードの用途の要件も満たします。この技術は、PET のリサイクルと新しい製品への再利用を可能にし、PET の持続可能性と循環経済に貢献します。
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投稿日時: 2024 年 1 月 25 日