特許 7548998 回転乾燥機およびその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】回転乾燥機およびその使用方法

(51)【国際特許分類】

   F26B 11/02 20060101AFI20240903BHJP

   F26B 5/04 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

F26B11/02

F26B5/04

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022509619

(86)(22)【出願日】2020-08-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-25

(86)【国際出願番号】 EP2020073629

(87)【国際公開番号】W WO2021037796

(87)【国際公開日】2021-03-04

【審査請求日】2023-06-05

(31)【優先権主張番号】19193296.1

(32)【優先日】2019-08-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】508171804

【氏名又は名称】サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ

(74)【代理人】

【識別番号】100139723

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 洋

(72)【発明者】

【氏名】アルサバイエ，ナーセル マンスール

(72)【発明者】

【氏名】ユセフ，アフメド アブールフェトー

(72)【発明者】

【氏名】ホワイト，アレン リー

(72)【発明者】

【氏名】ローリー，ヴァーン

【審査官】岩瀬 昌治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０５３４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９０９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１３７９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３１０９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３０１９９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２６Ｂ １１／０２

Ｆ２６Ｂ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円柱状本体（２４）の直径（２８）に垂直な軸（２６）の周りを回転する円柱状本体（２４）と、
前記円柱状本体（２４）の外側に位置するエアフィルタ（１４）と、
前記円柱状本体（２４）の外側に位置するコイル（１８）であって、鉛直に、かつ前記円柱状本体（２４）の直径（２８）に平行に配向され、水平面を含まないコイル（１８）と、
前記円柱状本体（２４）内に位置するリフタ（ｌｉｆｔｅｒ）（３４）と、
を含む、樹脂を脱水するための回転乾燥機（１０）。

【請求項2】

前記リフタ（３４）が、前記円柱状本体（２４）から０．１ミリメートル～１０ミリメートルの間隔を空けて離される、請求項１に記載の回転乾燥機（１０）。

【請求項3】

前記回転乾燥機（１０）内の圧力が、１００キロパスカル以下の準大気圧力である、請求項１または２に記載の回転乾燥機（１０）。

【請求項4】

前記円柱状本体（２４）、コイル（１８）、リフタ（３４）、またはそれらの組み合わせが、耐食性材料、多孔性材料、不燃性材料、織物状材料、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の回転乾燥機（１０）。

【請求項5】

前記円柱状本体（２４）内の温度が、４５℃～１５０℃である、請求項１～４のいずれか一項に記載の回転乾燥機（１０）。

【請求項6】

前記回転乾燥機（１０）が、ボールベアリングを含まない、請求項１～５のいずれか一項に記載の回転乾燥機（１０）。

【請求項7】

前記エアフィルタ（１４）が不燃性材料を含み、前記エアフィルタ（１４）が、ガラス繊維メッシュ、金属グリッドの支持体、アルミ被覆フレーム、不燃性フレーム、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の回転乾燥機（１０）。

【請求項8】

前記円柱状本体（２４）が多孔性材料を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の回転乾燥機（１０）。

【請求項9】

前記円柱状本体（２４）、リフタ（３４）、またはそれらの組み合わせが、耐食性材料、多孔性材料、不燃性材料、織物状材料、またはそれらの組み合わせを含み、前記回転乾燥機（１０）が、前記円柱状本体（２４）内に金属間接触を含まない、請求項１～８のいずれか一項に記載の回転乾燥機（１０）。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の回転乾燥機（１０）を使用して樹脂を脱水する方法であって、
湿った樹脂を含む供給流（２２）を前記回転乾燥機（１０）内に供給することと、
前記コイル（１８）を加熱することと、
前記円柱状本体（２４）を回転させることと、
前記湿った樹脂を前記リフタ（３４）に接触させることと、
脱水された樹脂を含む生成物流（３０）を前記回転乾燥機（１０）から引き出すことと、
を含む、方法。

【請求項11】

前記湿った樹脂の供給源が、乳化重合プロセス、スチレン、アクリロニトリル、ポリブタジエンラテックス、またはそれらの組み合わせの乳化重合である、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記湿った樹脂が、アクリロニトリル－ブタジエンスチレン、スチレン－ブタジエンスチレン、アクリロニトリル－エチレン－ブタジエン－スチレン、メタクリル酸メチル－ブタジエンスチレン、スチレンアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、メタクリル酸メチル－アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１０または１１に記載の方法。

【請求項13】

前記湿った樹脂が、酸化防止剤を含む、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

火炎抑制剤の粉体を前記回転乾燥機（１０）に通過させることをさらに含む、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記回転乾燥機（１０）が、前記供給流（２２）の流入点をさらに含み、前記流入点および前記コイル（１０）が、２メートル～１０メートルの間隔を空けて離される、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

ゴムおよびラテックスは、石油化学物質のモノマーの重合を介して製造される。例えば、ポリブタジエンは、ブタジエンモノマーの重合から形成される合成ゴムポリマーである。ポリブタジエンは、高耐摩耗性および高電気抵抗を有する。ポリブタジエンは、タイヤの製造に使用することができ、プラスチック、例えば、ポリスチレンおよびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）の耐衝撃性を改善するための添加剤として使用することもできる。ポリブタジエンゴムは、２０１２年の合成ゴムの世界での総消費量のおよそ２５％を占めている。ポリブタジエンは、ゴルフボール、弾性物体、および電子アセンブリのコーティングの製造にも使用することができる。特に、ＡＢＳ共重合体樹脂は、電子機器、電化製品、事務用機器、および自動車部品に使用されるエンジニアリングサーモプラスチックである。

【0002】

酸素中で、ＡＢＳの粉体は発火し、密閉されたシステム内で壊滅的爆発に至ることがある。ＡＢＳの発火を引き起こす可能性がある２つの要因は、１）ベースポリマーの熱酸化；および２）静電放電による粉塵爆発の起爆である。ＡＢＳおよび他の同様のポリマーは、限られた熱酸化安定性を有し、高温および酸素に長期間曝されると容易に激しく酸化される。熱酸化は極めて発熱性の反応であり、火災および／または爆発に至ることがある。ＡＢＳ樹脂には、静電荷からのエネルギーによって爆発する傾向もある。多くの樹脂製造プロセスは、湿った形態の樹脂を脱水するために回転空気乾燥機を使用する。脱水プロセスの間に、樹脂粒子および／または塵粒子が、回転乾燥機の構成要素上に、かつ／または内部領域に堆積することがある。結果的に、これらの粒子の堆積は、過熱し、かつ／または静電放電によって発火して、火災、爆発、および他の熱に関連する災害を引き起こすことがある。

【0003】

堆積粒子を除去するためには、回転乾燥機を停止しなければならない。一つの解決策は、窒素を添加することによって酸素乾燥ガスを制限することである。これによって、火災および爆発の可能性が最小限に抑えられるが、他の問題につながる。例えば、窒素によって、プロセスの全体的なコストが増加し、さらなる安全性リスク（例えば、曝露および窒息）が加わる。

【0004】

したがって、回転乾燥機システム内の樹脂粒子の堆積を有意に低減し、堆積粒子のサイズを低減し、過熱、火災、爆発、および他の熱に関連する災害のリスクを有意に低減する回転空気乾燥機およびその使用方法を設計することが望ましいと思われる。

【発明の概要】

【0005】

様々な実施形態に開示するのは、回転乾燥機およびその使用方法である。

【0006】

一実施形態では、樹脂を脱水するための回転乾燥機は、円柱状本体の直径に垂直な軸の周りを回転する円柱状本体と、円柱状本体の外側に位置するエアフィルタと、円柱状本体の外側に位置するコイルであって、鉛直に、かつ円柱状本体の直径に平行に配向され、水平面を含まないコイルと、円柱状本体内に位置するリフタ（ｌｉｆｔｅｒ）と、を含む。

【0007】

別の実施形態では、回転乾燥機を使用して樹脂を脱水する方法は、湿った樹脂を含む供給流を回転乾燥機内に供給することと、コイルを加熱することと、円柱状本体を回転させることと、湿った樹脂をリフタに接触させることと、脱水された樹脂を含む生成物流を回転乾燥機から引き出すことと、を含む。

【0008】

これらのおよび他の特徴および特性は、以降により具体的に記載する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

以下は図面の簡単な説明であり、図中、類似する要素には類似する番号が付されている。これは、本明細書に開示する例示的な実施形態を図示する目的で提示されるものであり、それを限定する目的で提示されるものではない。

【図1】樹脂を脱水する方法に使用される回転乾燥機のユニット構成を表す簡略化した概略図である。

【図2】回転乾燥機の円柱状本体の直径に沿った横断面図を表す簡略化した概略図である。

【図3】回転乾燥機の円柱状本体内のリフタの分離図を表す簡略化した概略図である。

【図4】回転乾燥機の加熱コイルの分離図を表す簡略化した概略図である。

【図5】回転乾燥機内の臨界周囲温度（℃）に対する樹脂粒径（単位メートル（ｍ））のデータを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書に開示する回転乾燥機およびその使用方法は、回転乾燥機の構成要素上への樹脂粒子の堆積を有意に低減し、堆積粒子のサイズを低減し、過熱、火災、爆発、および他の熱に関連する災害のリスクを有意に低減することができる。

【0011】

本明細書に開示する方法は、湿った樹脂を含む供給流を回転乾燥機内に供給することを含むことができる。例えば、湿った樹脂は、５０％以上の樹脂、例えば、９５％の樹脂および５％の水を含む樹脂であり得る。回転乾燥機は、大きな流量に対応することができる。例えば、回転乾燥機を通過する湿った樹脂の供給流の体積流量は、１秒当たり０．５立方メートル以上、例えば、１秒当たり０．５立方メートル～１秒当たり１．５立方メートルであり得る。

【0012】

湿った樹脂の供給源は、乳化重合プロセス、例えば、スチレン、アクリロニトリル、ポリブタジエンラテックス、またはそれらの組み合わせの乳化重合であり得る。湿った樹脂は、アクリロニトリル－ブタジエンスチレン、スチレン－ブタジエンスチレン、アクリロニトリル－エチレン－ブタジエン－スチレン、メタクリル酸メチル－ブタジエンスチレン、スチレンアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、メタクリル酸メチル－アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン、またはそれらの組み合わせを含むことができる。

【0013】

湿った樹脂は、酸化防止剤、例えば、ヒンダードフェノール、ホスファイト化合物、チオエステル化合物、またはそれらの組み合わせをさらに含むことができる。例えば、湿った樹脂は、一次酸化防止剤および二次酸化防止剤を含むことができる。例えば、ヒンダードフェノールを一次酸化防止剤として使用することができ、ホスファイト化合物および／またはチオエステル化合物を二次酸化防止剤として使用することができる。火炎抑制剤の粉体を回転乾燥機に通過させることもでき、例えば、炭酸ナトリウムの粉体を回転乾燥機に通過させることができる。

【0014】

回転乾燥機は、円柱状本体を含むことができる。例えば、円柱状本体の直径は、１．２メートル～５．２メートル、例えば、２．２メートル～４．２メートル、例えば、約４メートルであり得る。円柱状本体の長さは、９メートル～３０メートル、例えば、２０メートル～３０メートル、例えば、約２５メートルであり得る。円柱状本体は、円柱状本体の直径に垂直な軸の周りを回転することができる。回転乾燥機は、円柱状本体内に位置するリフタをさらに含むことができる。円柱状本体が回転すると、湿った樹脂はリフタに接触し、リフタによって円柱状本体の四方に搬送される。これによって、湿った樹脂を次に円柱状本体内の様々な場所から空気を通して落下させることが可能となる。したがって、強化された混合および乾燥効果が実現される。

【0015】

リフタは、接続機構を介して円柱状本体の内側に接続することができる。例えば、接続機構は、例えば機械的ブラケットなど、リフタを表面に取り付けるのに適したものであれば何でもよい。リフタは、円柱状本体内で湿った樹脂の搬送および混合に適した任意の構成に配置することができる。例えば、リフタは、連続的にまたは断続的に、密にまた散在させて、一様にまたは変化させて配置することができ、異なる形状および配向を含むことができる。リフタは、円柱状本体の内表面に対して０度～９０度の角度で、例えば４５度で傾斜させることができる。

【0016】

リフタは、円柱状本体から０．１ミリメートル～１０ミリメートルの間隔を空けて離すことができ、例えば、リフタは、円柱状本体から０．５ミリメートル～５ミリメートル、例えば、１ミリメートル～３．５ミリメートル、例えば、２．７５ミリメートル～３．１ミリメートルの間隔を空けて離すことができる。間隔を空けることは、例えば、接続機構のサイズの調整を介して実現することができる。この独特な間隔配置は、樹脂粒子がリフタと円柱状本体との間の空間に留まることを防止し、堆積粒子のサイズを低減し、よって過熱のリスクを低減することができる。

【0017】

回転乾燥機は、円柱状本体の外側に位置する加熱コイルをさらに含むことができる。言い換えれば、コイルは、円柱状本体と共に回転せず、据え置き型であり得る。コイルは、円柱状および／または管状の形状であり得る。例えば、コイルの直径は、５ミリメートル～５０ミリメートル、例えば、２０ミリメートル～３０ミリメートル、例えば、約２５ミリメートルであり得る。コイルの長さは、０．５メートル～５メートル、例えば、２メートル～４メートル、例えば、約３メートルであり得る。コイルの厚さは、０．５ミリメートル～５ミリメートル、例えば、１ミリメートル～３ミリメートル、例えば、約２ミリメートルであり得る。任意の適切な数のコイルを使用することができ、例えば、１００～６００個のコイル、例えば、２００～４００個のコイル、例えば、約３００個のコイルを使用することができる。コイルは、任意の適切な方式で加熱することができる。例えば、コイルは、加熱空気および／または蒸気をコイル内に通過させることによって、またはコイルと熱連通している外部熱交換器、ガスヒータ、電気ヒータ、またはそれらの組み合わせによって加熱することができる。

【0018】

コイルは、鉛直に配向させることができ、例えば、回転乾燥機が置かれている地面に対して鉛直に配向させることができ（図４に示す通り）、かつ円柱状本体の直径に平行に配向させることができる。この独特な鉛直配向によって、水平面を含まないコイルとなる。例えば、円柱状本体から逆流する樹脂粒子が、回転乾燥機内で重力によって地面に向かって鉛直に落下するときに、何らかの粒子が堆積し得る水平コイル面が存在しない。例えば、図４に示すような鉛直配向のコイルであれば、落下する粒子は単にコイルの側面をかすめるだけで、堆積することはない。このように粒子の堆積を防ぐことによって、過熱のリスクが大幅に低減する。

【0019】

回転乾燥機内の圧力は、準大気圧力、例えば、１００キロパスカル以下であり得る。円柱状本体内の温度は、４５℃～１５０℃、例えば、５０℃～１４０℃であり得る。例えば、円柱状本体への流入口温度は８５℃～１４０℃であり得、流出口温度は４５℃～８０℃であり得る。本明細書に記載される脱水方法は、空気雰囲気中で実施することができる。言い換えれば、本発明の回転乾燥機によって実現される過熱および火災のリスクが低減するために、脱水プロセスを窒素雰囲気中で実施する必要がない。

【0020】

円柱状本体、コイル、リフタ、またはそれらの組み合わせは、耐食性材料、多孔性材料、不燃性材料、織物状材料、またはそれらの組み合わせ、例えば、ステンレス鋼、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含むことができる。例えば、円柱状本体および／またはコイルは、ステンレス鋼を含むことができる。材料が多孔性であると、空気を引き込むことが可能となるので、表面を樹脂が積み重ならないように保つことができる。

【0021】

本明細書に開示する回転乾燥機は、円柱状本体内に金属間接触を必要としない。例えば、円柱状本体内の構成要素間の金属間接触を必要としない。回転乾燥機は、円柱状本体内にボールベアリングも必要としない。この独特な配置によって、摩擦が低減し、したがって火花および／または火災に関連する災害のリスクが低減する。

【0022】

本明細書に開示する回転乾燥機は、円柱状本体の外側に位置するエアフィルタをさらに含むことができる。言い換えれば、エアフィルタは、円柱状本体と共に回転せず、据え置き型であり得る。エアフィルタは、任意の適切な不燃性材料、例えば、繊維ガラス材料を含むことができる。例えば、エアフィルタは、ガラス繊維メッシュ、金属グリッドの支持体、アルミ被覆フレーム、不燃性フレーム、またはそれらの組み合わせを含むことができる。例えば、エアフィルタは、Ｐｕｒｏｌａｔｏｒ Ｈｉ－Ｅ ４０プリーツフィルタであり得る。

【0023】

回転乾燥機は、供給流の流入点をさらに含む。流入点は、円柱状本体の外側に位置し得る。言い換えれば、流入点は、円柱状本体と共に回転せず、据え置き型であり得る。流入点およびコイルは、２メートル～１０メートル、例えば、３メートル～８メートル、例えば、５メートル～７メートルの間隔を空けて離すことができる。

【0024】

脱水された樹脂を含む生成物流は、回転乾燥機から引き出すことができる。例えば、生成物流は、５重量％以下の水、例えば、２重量％以下の水、例えば、１重量％以下の水を含むことができる。

【0025】

回転乾燥機はまた、自動流量制御、自動温度制御、自動圧力制御、自動レベル制御、自動組成制御、内部カメラ監視、またはそれらの組み合わせを含むことができる。回転乾燥機は、コンピュータ制御されたポンプ／コンプレッサを含むことができる。これらのポンプは、回転乾燥機パラメータ、例えば、回転乾燥機に出入りする流れの流量を制御することができる。回転乾燥機および関連する流れは、熱交換器、例えば、比例－積分－微分（ＰＩＤ）制御された電子ヒータを使用して加熱することができる。

【0026】

添付の図面を参照することによって、本明細書に開示する構成要素、プロセス、および装置のより完全な理解を得ることができる。これらの図面（本明細書では「図」とも呼ぶ）は、本開示の実証の利便性および容易さに基づいた概略図に過ぎず、したがってデバイスもしくはその構成要素の相対的なサイズおよび寸法を示すこと、ならびに／または例示的な実施形態の範囲を定義もしくは限定することを意図するものではない。以下の説明では分かり易くするために特定の用語を使用したが、これらの用語は、図面で示すために選択された実施形態の具体的な構造を指すことだけを意図しており、本開示の範囲を定義または限定することを意図するものではない。図面および以下の説明において、類似の数字表示は、類似の機能の構成要素を指すことを理解されたい。

【0027】

ここで図１を参照すると、樹脂を脱水する方法に使用される回転乾燥機１０のユニット構成は、空気供給流１２を含み、これはエアフィルタ１４を通過することができる。得られた濾過された空気流１６は、次いで加熱コイル１８を通過して、加熱空気流２０を生成することができる。加熱空気流２０は、円柱状本体２４を通過することができる。湿った樹脂の供給流２２も、高温空気流２０と合わされて円柱状本体２４を通過することができる。円柱状本体２４は、円柱状本体２４の直径２８に垂直な軸２６の周りを回転することができる。脱水された樹脂の生成物流３０は、回転乾燥機１０から引き出され、任意選択的に樹脂／空気セパレータユニット３１を通過することができる。

【0028】

ここで図２を参照すると、回転乾燥機１０の円柱状本体２４の直径２８に沿った横断面図３２は、円柱状本体２４内にリフタ３４を含む。

【0029】

ここで図３を参照すると、回転乾燥機１０の円柱状本体２４内のリフタ３４の分離図４０は、リフタ３４を円柱状本体２４に取り付ける取り付け機構３８、例えば、ブラケットを含む。空間３６は、リフタ３４を円柱状本体２４から離す。

【0030】

ここで図４を参照すると、回転乾燥機１０の加熱コイル１８の分離図は、鉛直に配向された加熱コイル１８、例えば、回転乾燥機１０が置かれている地表面４２に対して鉛直に配向された加熱コイル１８を含む。

【0031】

以下の実施例は、本明細書に開示する回転乾燥機および方法の単なる例示であり、本明細書の範囲を限定することを意図するものではない。

【0032】

実施例
図１～図４に示す通りの回転乾燥機を使用して、脱水された樹脂の製造に関する実験を行った。

【0033】

回転乾燥機内に堆積された樹脂粒子の形状およびサイズを変化させ、分析した。２つの粒子形状：球状粒子および板状粒子を使用した。球状粒子の直径は、メートル（ｍ）単位で変化させた。同様に、板状粒子の半分の厚さもメートル（ｍ）単位で変化させた。７０％のポリブタジエン樹脂および３０％のスチレン／アクリロニトリル共重合体を含む粒子を使用した。データの収集および分析には、コンピュータベースの分散制御システム（ＤＣＳ）を使用した。

【0034】

動的ＤＣＳデータのバウンディングには、以下のゴム酸化の反応速度パラメータを使用した：Ｄｋ＝１０００ 単位係数；Ｓｅｃｍ＝６０．００［秒／分］ 換算係数；Ｔｃｋ＝２７３．１５［℃＝０］；ｒｇ１＝１．９８７［カロリー／グラムモルケルビン］ 気体定数；Ｃｓ＝１０００．００［Ｊ／ｋｇＫ］ 熱容量；Ｋ＝０．０６［ワット／メートルケルビン］ サンプルの熱伝導度；Ｒｈｏ＝３８５．００［ｋｇ／ｍ^３］ サンプルの密度；Ｈｒｘｃ＝６２６．００［カロリー／グラム］ １００％ゴムの反応熱；Ｔ２１０ｃ＝１５０．０［℃］ １０時間半減期温度；ＤＴ２ｒ＝６．０［℃］ 反応速度倍増温度間隔；Ｈｒｘｓ＝４３８．２［カロリー／グラム］ サンプルの反応熱；Ｈｒｘｊ＝１８３３．４３［ｋＪ／ｋｇ］ 反応熱；Ｔ２１０ｋ＝４２３．１５［^ｏＫ］ １０時間半減期温度；Ｂ＝２０９７８．６５７［^ｏＫ］ 低減した活性化エネルギー；Ｅａ＝４１．６８５［ｋｃａｌ／グラムモル］ 活性化エネルギー；Ａ＝３．９２５０Ｅ＋１８［分－１］ 前指数因子；Ｔ２１０ｋでの最大速度到達時間；Ｄｍ＝０．０１２７［メートル］ マス（Ｍａｓ）直径；Ｆｇ＝１．０ 幾何学的因子；および球＝１２．０；板（一面）＝１．０。

【0035】

臨界周囲温度に対する樹脂粒径の結果を表１および図５に示す。臨界周囲温度とは、その温度で、またはそれを上回る温度で、粒子が暴走する熱酸化（ｒｕｎａｗａｙ ｔｈｅｒｍａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）を受ける、または言い換えれば、火がついた燃えさしとなり、それによって回転乾燥機内に火災災害をもたらす温度である。

【表1】

【0036】

ここで驚くべきことに表１および図５に示すように、粒径が大きいほど、臨界周囲温度が低くなる、または言い換えれば、暴走する熱酸化および火災災害の閾値が低くなる。逆に、粒径が小さいほど、臨界周囲温度が高くなる、または言い換えれば、粒子が熱的に安定な状態を保ちやすくなる。

【0037】

熱安定性に関して理論に縛られるものではないが、所与の周囲温度に対して、熱酸化に起因する発熱が熱損失率を超える臨界寸法またはサイズが存在することが理解される。この臨界サイズより大きい寸法では、暴走する熱酸化反応が起こり得る。大きい塊では、最大反応温度によって、粒子の自動発火および炎上している燃えさしの形成に至ることがある。ポリマーの粒子および層が大きいと、熱酸化が起きるときにポリマー内でエネルギー（例えば、温度）が高まることが可能となる。材料の層が厚くなると、その中の温度は発火点まで高まることがある一方で、層が薄くなるとエネルギーが放散されてポリマーの温度が低く保たれる。

【0038】

実証されたように、本明細書に開示する回転乾燥機およびその使用方法の独特な設計は、回転乾燥機の構成要素上への樹脂粒子の堆積を有意に低減し、堆積粒子のサイズを低減し、したがって過熱、火災、爆発、および他の熱に関連する災害のリスクを有意に低減することができる。

【0039】

本明細書に開示するプロセスは、少なくとも以下の態様を含む：

【0040】

態様１：円柱状本体（２４）の直径（２８）に垂直な軸（２６）の周りを回転する円柱状本体（２４）と、円柱状本体（２４）の外側に位置するエアフィルタ（１４）と、円柱状本体（２４）の外側に位置するコイル（１８）であって、鉛直に、かつ円柱状本体（２４）の直径（２８）に平行に配向され、水平面を含まないコイル（１８）と、円柱状本体（２４）内に位置するリフタ（３４）と、を含む、樹脂を脱水するための回転乾燥機（１０）。

【0041】

態様２：リフタ（３４）が、円柱状本体（２４）から０．１ミリメートル～１０ミリメートル、好ましくは０．５ミリメートル～５ミリメートル、より好ましくは１ミリメートル～３．５ミリメートル、より好ましくは２．７５ミリメートル～３．１ミリメートルの間隔を空けて離される、態様１に記載の回転乾燥機（１０）。

【0042】

態様３：回転乾燥機（１０）内の圧力が、準大気圧力、好ましくは、１００キロパスカル以下である、態様１または２に記載の回転乾燥機（１０）。

【0043】

態様４：円柱状本体（２４）、コイル（１８）、リフタ（３４）、またはそれらの組み合わせが、耐食性材料、多孔性材料、不燃性材料、織物状材料、またはそれらの組み合わせ、好ましくは、ステンレス鋼、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含む、態様１～３のいずれか１つに記載の回転乾燥機（１０）。

【0044】

態様５：円柱状本体（２４）内の温度が、４５℃～１５０℃、好ましくは５０℃～１４０℃である、態様１～４のいずれか１つに記載の回転乾燥機（１０）。

【0045】

態様６：回転乾燥機（１０）が、ボールベアリングを含まない、態様１～５のいずれか１つに記載の回転乾燥機（１０）。

【0046】

態様７：エアフィルタ（１４）が不燃性材料を含み、好ましくは、エアフィルタ（１４）が、ガラス繊維メッシュ、金属グリッドの支持体、アルミ被覆フレーム、不燃性フレーム、またはそれらの組み合わせ、より好ましくは、ガラス繊維メッシュを含む、態様１～６のいずれか１つに記載の回転乾燥機（１０）。

【0047】

態様８：円柱状本体（２４）が多孔性材料を含む、態様１～７のいずれか１つに記載の回転乾燥機（１０）。

【0048】

態様９：円柱状本体（２４）、リフタ（３４）、またはそれらの組み合わせが、耐食性材料、多孔性材料、不燃性材料、織物状材料、またはそれらの組み合わせ、好ましくは、ステンレス鋼、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含み、回転乾燥機（１０）が、円柱状本体（２４）内に金属間接触を含まない、態様１～８のいずれか１つに記載の回転乾燥機（１０）。

【0049】

態様１０：請求項１～９のいずれか一項に記載の回転乾燥機（１０）を使用して樹脂を脱水する方法であって、湿った樹脂を含む供給流（２２）を回転乾燥機（１０）内に供給することと、コイル（１８）を加熱することと、円柱状本体（２４）を回転させることと、湿った樹脂をリフタ（３４）に接触させることと、脱水された樹脂を含む生成物流（３０）を回転乾燥機（１０）から引き出すことと、を含む、方法。

【0050】

態様１１：湿った樹脂の供給源が、乳化重合プロセス、好ましくは、スチレン、アクリロニトリル、ポリブタジエンラテックス、またはそれらの組み合わせの乳化重合である、態様１０に記載の方法。

【0051】

態様１２：湿った樹脂が、アクリロニトリル－ブタジエンスチレン、スチレン－ブタジエンスチレン、アクリロニトリル－エチレン－ブタジエン－スチレン、メタクリル酸メチル－ブタジエンスチレン、スチレンアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、メタクリル酸メチル－アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン、またはそれらの組み合わせを含む、態様１０または１１に記載の方法。

【0052】

態様１３：湿った樹脂が、酸化防止剤、好ましくは、ヒンダードフェノール、ホスファイト化合物、チオエステル化合物、またはそれらの組み合わせを含む、態様１０～１２のいずれか１つに記載の方法。

【0053】

態様１４：火炎抑制剤の粉体を回転乾燥機（１０）に通過させること、好ましくは、炭酸ナトリウムの粉体を回転乾燥機（１０）に通過させることをさらに含む、態様１０～１３のいずれか１つに記載の方法。

【0054】

態様１５：回転乾燥機（１０）が、供給流（２２）の流入点をさらに含み、流入点およびコイル（１０）が、２メートル～１０メートル、好ましくは３メートル～８メートル、より好ましくは５メートル～７メートルの間隔を空けて離される、態様１０～１４のいずれか１つに記載の方法。

【0055】

一般に本発明は、代替的に、本明細書に開示する任意の適正な構成要素を含むか、それらからなるか、あるいはそれらから本質的になり得る。本発明は、従来技術の組成物に使用されている任意の構成要素、材料、構成成分、アジュバント、もしくは種、または他に本発明の機能および／もしくは目的の達成に必要ないそうしたものを含まないように、または実質的に含まないように、追加的にまたは代替的に製剤化されてもよい。同じ構成要素または特性を対象とするすべての範囲の端点は、包含されており、独立に組み合わせ可能である（例えば、「２５ｗｔ％以下、または５ｗｔ％～２０ｗｔ％」という範囲には、「５ｗｔ％～２５ｗｔ％」という範囲の端点およびすべての中間値が包含される、など）。広い範囲に追加される、より狭い範囲またはより具体的な群の開示は、広い方の範囲または大きい方の群を否認するものではない。「組み合わせ」には、ブレンド、混合物、合金、反応生成物などが包含される。さらに、「第１の」、「第２の」などの用語は、本明細書では、任意の順序、分量、または重要性を示すのではなく、ある要素を別の要素と分けて示すために使用される。本明細書の「ある（ａ）」および「ある（ａｎ）」および「該（ｔｈｅ）」という用語は、分量の限定を示すものではなく、本明細書で別段の指示がない限り、または文脈により明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を網羅すると解釈されるべきである。「または」は、「および／または」を意味する。「（複数可）」という接尾辞は、本明細書で使用する場合、それが修飾する用語の単数形と複数形を両方含み、それによってその用語の１つまたは複数を含むことを意図している（例えば、フィルム（複数可）は、１つまたは複数のフィルムを含む）。本明細書全体を通して、「一実施形態」、「別の実施形態」、「ある実施形態」などへの言及は、実施形態に関連して記載される特定の要素（例えば、特徴、構造、および／または特性）が、本明細書に記載される少なくとも１つの実施形態に含まれており、他の実施形態に存在する場合も、存在しない場合もあることを意味している。加えて、記載される要素は、様々な実施形態で任意の適切な方式で組み合わせることができることを理解されたい。

【0056】

分量に関連して使用される「約」という修飾語は、述べられた値を包含し、文脈によって指示される意味を有する（例えば、特定の分量の測定に付随する程度の誤差を含む）。「±１０％」という表記は、示された測定値が、述べられた値のマイナス１０％である量からプラス１０％である量までであり得ることを意味している。「前面」、「背面」、「底部」、および／または「頂部」という用語は、特に断りのない限り、本明細書では説明の便宜のために使用されるに過ぎず、いかなる１つの位置または空間的配向にも限定するものではない。「任意選択的」または「任意選択的に」とは、続いて記載される事象または状況が起きることも起きないこともあり、その記載には、該事象が起きる場合と起きない場合とが含まれることを意味している。別段の定義がない限り、本明細書に使用される技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって共通に理解されるのと同じ意味を有する。「組み合わせ」には、ブレンド、混合物、合金、反応生成物などが包含される。

【0057】

引用したすべての特許、特許出願、および他の参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれている。しかしながら、本出願における用語が、組み込まれた参考文献における用語と矛盾するかまたは相反する場合、本出願からの用語が、組み込まれた参考文献からの相反する用語よりも優先されるものとする。

【0058】

特定の実施形態を記載してきたが、現在予想されていないまたは予想できない代替、修正、変更、改善、および実質的等価物が出願人または他の当業者に想起されることもある。したがって、出願されたときの、および補正された場合の添付の特許請求の範囲は、すべてのそのような代替、修正変更、改善、および実質的等価物を含むことが意図される。
他の実施形態
１． 円柱状本体（２４）の直径（２８）に垂直な軸（２６）の周りを回転する円柱状本体（２４）と、
前記円柱状本体（２４）の外側に位置するエアフィルタ（１４）と、
前記円柱状本体（２４）の外側に位置するコイル（１８）であって、鉛直に、かつ前記円柱状本体（２４）の直径（２８）に平行に配向され、水平面を含まないコイル（１８）と、
前記円柱状本体（２４）内に位置するリフタ（ｌｉｆｔｅｒ）（３４）と、
を含む、樹脂を脱水するための回転乾燥機（１０）。
２． 前記リフタ（３４）が、前記円柱状本体（２４）から０．１ミリメートル～１０ミリメートル、好ましくは０．５ミリメートル～５ミリメートル、より好ましくは１ミリメートル～３．５ミリメートル、より好ましくは２．７５ミリメートル～３．１ミリメートルの間隔を空けて離される、実施形態１に記載の回転乾燥機（１０）。
３． 前記回転乾燥機（１０）内の圧力が、準大気圧力、好ましくは、１００キロパスカル以下である、実施形態１または２に記載の回転乾燥機（１０）。
４． 前記円柱状本体（２４）、コイル（１８）、リフタ（３４）、またはそれらの組み合わせが、耐食性材料、多孔性材料、不燃性材料、織物状材料、またはそれらの組み合わせ、好ましくは、ステンレス鋼、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１～３のいずれかに記載の回転乾燥機（１０）。
５． 前記円柱状本体（２４）内の温度が、４５℃～１５０℃、好ましくは５０℃～１４０℃である、実施形態１～４のいずれかに記載の回転乾燥機（１０）。
６． 前記回転乾燥機（１０）が、ボールベアリングを含まない、実施形態１～５のいずれかに記載の回転乾燥機（１０）。
７． 前記エアフィルタ（１４）が不燃性材料を含み、好ましくは、前記エアフィルタ（１４）が、ガラス繊維メッシュ、金属グリッドの支持体、アルミ被覆フレーム、不燃性フレーム、またはそれらの組み合わせ、より好ましくは、ガラス繊維メッシュを含む、実施形態１～６のいずれかに記載の回転乾燥機（１０）。
８． 前記円柱状本体（２４）が多孔性材料を含む、実施形態１～７のいずれかに記載の回転乾燥機（１０）。
９． 前記円柱状本体（２４）、リフタ（３４）、またはそれらの組み合わせが、耐食性材料、多孔性材料、不燃性材料、織物状材料、またはそれらの組み合わせ、好ましくは、ステンレス鋼、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含み、前記回転乾燥機（１０）が、前記円柱状本体（２４）内に金属間接触を含まない、実施形態１～８のいずれかに記載の回転乾燥機（１０）。
１０． 実施形態１～９のいずれかに記載の回転乾燥機（１０）を使用して樹脂を脱水する方法であって、
湿った樹脂を含む供給流（２２）を前記回転乾燥機（１０）内に供給することと、
前記コイル（１８）を加熱することと、
前記円柱状本体（２４）を回転させることと、
前記湿った樹脂を前記リフタ（３４）に接触させることと、
脱水された樹脂を含む生成物流（３０）を前記回転乾燥機（１０）から引き出すことと、
を含む、方法。
１１． 前記湿った樹脂の供給源が、乳化重合プロセス、好ましくは、スチレン、アクリロニトリル、ポリブタジエンラテックス、またはそれらの組み合わせの乳化重合である、実施形態１０に記載の方法。
１２． 前記湿った樹脂が、アクリロニトリル－ブタジエンスチレン、スチレン－ブタジエンスチレン、アクリロニトリル－エチレン－ブタジエン－スチレン、メタクリル酸メチル－ブタジエンスチレン、スチレンアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、メタクリル酸メチル－アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１０または１１に記載の方法。
１３． 前記湿った樹脂が、酸化防止剤、好ましくは、ヒンダードフェノール、ホスファイト化合物、チオエステル化合物、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１０～１２のいずれかに記載の方法。
１４． 火炎抑制剤の粉体を前記回転乾燥機（１０）に通過させること、好ましくは、炭酸ナトリウムの粉体を前記回転乾燥機（１０）に通過させることをさらに含む、実施形態１０～１３のいずれかに記載の方法。
１５． 前記回転乾燥機（１０）が、前記供給流（２２）の流入点をさらに含み、前記流入点および前記コイル（１０）が、２メートル～１０メートル、好ましくは３メートル～８メートル、より好ましくは５メートル～７メートルの間隔を空けて離される、実施形態１０～１４のいずれかに記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】