(57)【要約】【課題】カット屑を効率よく分離しかつ明確に分級するサイクロン型気流応用分離装置を提供する。【解決手段】垂直な円筒状の外筒部と、下端部に同心円状に接続された逆円錐部とを有し、外筒部下部壁面には、ペレット及びカット屑含有空気の接線方向導入管が、また外筒部上部には分級されたカット屑の接線方向排気管が設けられたサイクロン型気流応用分級装置であって、外筒部の中間から、上部排気管の間に、水平方向にＪＩＳ標準ふるいの目開き２．０〜０．２５ｍｍの網を取り付けることを特徴とするサイクロン型気流応用分離装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直な円筒状の外筒部と、下端部に同心円状に接続された逆円錐部とを有し、外筒部下部壁面には、ペレット及びカット屑含有空気の接線方向導入管が、また外筒部上部には分級されたカット屑の接線方向排気管が設けられたサイクロン型気流応用分級装置であって、外筒部の中間から、上部排気管の間に、水平方向にＪＩＳ標準ふるいの目開き２．０〜０．２５ｍｍの網を取り付けることを特徴とするサイクロン型気流応用分離装置。
【請求項２】
下端部に同心円状に接続された逆円錐部から、網取り付け部の間に１つ以上の除電エア導入口を有する請求項１記載のサイクロン型気流応用分離装置。
【請求項３】
下部の逆円錐部に吸気部と、吸気された空気を水平方向に噴出するスリットを有する請求項１または２に記載のサイクロン型気流応用分離装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のサイクロン型気流応用分離装置を使用したプラスチック樹脂ペレット中に含まれるカット屑の定量方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサイクロン型気流応用分離装置に関し、特にプラスチック樹脂ペレットに含まれるカット屑を分離、回収し、カット屑の定量を行うのに適したサイクロン型気流応用分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック樹脂ペレットの製造段階において、加熱溶融したプラスチック樹脂を押し出し機のダイよりストランド状に押し出し、冷却後回転刃と固定刃を有する切断機で切断してペレットを得る方法が一般的に用いられるが、この切断時に切断面にバリが発生し、このバリがはがれることにより微細なカット屑が発生する。また、カット屑の量は、回転刃の磨耗、回転刃と固定刃とのクリアランスの大小などの要因により増減する。
【０００３】
射出成形用に用いられるプラスチック樹脂ペレット中に含まれるカット屑は、さまざまな事由により低減を求められる品質項目である。
たとえば、空気輸送時にバグフィルターが閉塞する原因となることや、ペレットに比較し、重量あたりの表面積が大きいことから、予備乾燥後に吸湿しやすく、樹脂焼けや、シルバーの発生の原因となることが指摘されている。
【０００４】
また、スクリュープリプラ式射出成形機、インラインスクリュー式射出成形機等の射出成形機においては、樹脂ペレットはヒーターにより加熱される加熱筒からの熱に加え、スクリューと加熱筒との間において、圧縮されることにより発生するせん断発熱によって溶融されるが、ペレットに比較し大きさの小さいカット屑はせん断発熱が不足し、溶融せずに射出されることにより、シルバー等の成形不良の原因となることが指摘されている。
【０００５】
特許文献１には平均粒径０．５ｍｍ以下の粉末状重合体含有量が２．０重量％以下であるポリカーボネート成形材料が示され、具体的にはその粉末状重合体含有量が０．４〜１．２％のペレットが、光ディスク基板の成形においてシルバーの発生を抑制することが示されている。
【０００６】
一方、プラスチック樹脂ペレットに含まれるカット屑の分離回収定量を行う方法として、乾式ふるい法、湿式ふるい法、サイクロン法が知られているが、乾式ふるい法は重力を利用する方法であるため、異物が軽量になるにしたがって、分離が悪くなる欠点がある。
【０００７】
また、湿式ふるい法は、フィルターにより洗浄液をろ過し、乾燥後計量する必要があり、操作が複雑になり好ましくない。
さらに、サイクロン法では軽量な異物ほど分離が良いが、粗大な異物の分離が悪い傾向にあり、ふるいに比べ異物サイズを明確に分級できない欠点がある。
【０００８】
サイクロン法では、通常プラスチックペレットおよびカット屑を含む気流が、装置下部の接線方向導入管より外筒部に接線方向に導入され、これにより装置外筒中に旋回気流が発生し、この気流によりペレット及びカット屑は装置外筒に向かって集まり、重量の重いペレットは重力により沈降分離され、外筒に沿って降下し、下部排出口より排出される。
一方重量の軽いカット屑は気流部分と共に装置外筒中心を気流に沿って上昇し上部排気管より排出され、必要に応じて、これらのカット屑はフィルター及び微粉回収に適したサイクロンにより回収される。
【０００９】
かかるサイクロン分離装置の分離を向上させる目的で、内部の基本構造に若干の改良工夫を加えることが種々提案されている。
たとえば装置下部の円錐部分より自然吸気もしくは、加圧空気を装置中心部に向かって吹き付ける事により、重力にしたがって沈降してくるペレットの表面に付着したカット屑を分離すること（特許文献２及び特許文献３）などが提案されているが、これらの方法によっても、分離されたカット屑を明確に分級することはできない。
【００１０】
【特許文献１】特公平０６−０１８８９０号公報
【特許文献２】特開２００４−３１３９９４号公報
【特許文献３】特開２００４−２６７９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
プラスチックペレットに同伴されるカット屑を分離し定量する方法として乾式及び湿式ふるい法や、サイクロン法があるが、乾式ふるい法では、重力を利用しているため静電気によるプラスチックペレット及びふるいメッシュへの付着力が重力を上回った場合分離が不能となり、粒径の小さいカット屑の分離が困難である。湿式ふるい法では、洗浄液をフィルターによりろ過し、乾燥を行う作業が必要となり、操作が複雑であり誤差が生じやすい。また、従来のサイクロン法では異物の大きさにより分離効率が連続的に変化するため明確な分級が困難となる。
【００１２】
本発明の第一の目的は、カット屑を効率よく分離しかつ明確に分級するサイクロン型気流応用分離装置を提供することである。
また、本発明の第二の目的は、サイクロン型気流応用分離装置を用いたカット屑の定量方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を解決するために、検討の結果、サイクロン法により分離されたカット屑をサイクロン内に取り付けた網により分級し、回収することにより、カット屑を効率よく分離し、定量できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、
１．垂直な円筒状の外筒部と、下端部に同心円状に接続された逆円錐部とを有し、外筒部下部壁面には、ペレット及びカット屑含有空気の接線方向導入管が、また外筒部上部には分級されたカット屑の接線方向排気管が設けられたサイクロン型気流応用分級装置であって、外筒部の中間から、上部排気管の間に、水平方向にＪＩＳ標準ふるいの目開き２．０〜０．２５ｍｍの網を取り付けることを特徴とするサイクロン型気流応用分離装置、
２．下端部に同心円状に接続された逆円錐部から、網取り付け部の間に１つ以上の除電エア導入口を有する前項１記載のサイクロン型気流応用分離装置、
３．下部の逆円錐部に吸気部と、吸気された空気を水平方向に噴出するスリットを有する前項１または２に記載のサイクロン型気流応用分離装置、および
４．前項１〜３のいずれか１項に記載のサイクロン型気流応用分離装置を使用したプラスチック樹脂ペレット中に含まれるカット屑の定量方法、
が提供される。
【００１５】
ここでカット屑とは、（ペレットが通過しない）ふるいの目開きの大きさより小さく、ペレットより細かい粉粒体を意味する。したがって、カット屑の粒径は使用するＪＩＳ標準ふるいの目開きの大きさにより決まり、具体的には粒径２．０ｍｍ未満の粉粒体であり、粒径１．５ｍｍ未満の粉粒体が好ましく、粒径１．０ｍｍ未満の粉粒体がより好ましい。また、下限は特に制限はないが、適当な溶液中に分散させたカット屑の大きさを光散乱法により測定して１０μｍ以上のものをいう。
【００１６】
また、ペレットとは楕円柱状や円柱状等の形状を有し、その長さが２．５〜３．５ｍｍ、切断面の短径が２．０〜３．３ｍｍ程度の大きさの粒体である。なお、短径とは、楕円形のペレット切断面の内、短い方の直径を意味する。
【００１７】
本発明のサイクロン型気流応用分離装置は、図１に示したような装置である。すなわち、垂直な円筒状の外筒部（４）と、下端部に同心円状に接続された逆円錐部（５）とを有し、外筒部下部壁面には、ペレット及びカット屑含有空気の接線方向導入管（３）が、また外筒部上部には分級されたカット屑の接線方向排気管（１）が設けられ、外筒部の中間から、上部排気管の間に、水平方向にＪＩＳ標準ふるいの目開き２．０〜０．２５ｍｍの網（２）を取り付けた構造を有する。
【００１８】
本発明によれば、装置内において上昇気流によってペレットより分離されたカット屑を装置中間部に挿入したＪＩＳ標準ふるいの目開き２．０〜０．２５ｍｍの網により分級し、さらに装置排気管より排出されたカット屑を、フィルター及びサイクロン等の適当な手段により回収することにより、ペレット中に含まれるカット屑の量を定量することが出来る。
【００１９】
また、装置に挿入するＪＩＳ標準ふるいの目開きを２．０〜０．２５ｍｍの範囲において変更することにより、任意の目開きでのカット屑の分離回収定量が可能である。目開きの範囲は１．５〜０．２５ｍｍが好ましく、１．０〜０．５ｍｍがより好ましい。
【００２０】
本発明のサイクロン型気流応用分離装置は、市販のサイクロンにＪＩＳ標準ふるいの目開き２．０〜０．２５ｍｍの網を取り付けることにより製造することができる。市販のサイクロンとしては、具体的には、（株）アコー製サイクロン  フロスセパレータを用いることができる。
【００２１】
本発明のさらに好ましい実施形態としては、下端部に同心円状に接続された逆円錐部から、網取り付け部の間に１つ以上の除電エア導入口を有する構造（例えば図１の８）とする。さらに、網取り付け部の上部に１つ以上の除電エア導入口を有する構造（例えば図１の７）とすることがより好ましい。除電エアを導入することにより、カット屑の静電気による外筒内面及び網への付着を防止するができ好ましい。
【００２２】
本発明のさらに好ましい実施形態としては、下部の逆円錐部に吸気部と、吸気された空気を水平方向に噴出するスリットを有する構造とすることがより好ましい。このような構造とすることにより、プラスチック樹脂ペレットに付着したカット屑が噴出した空気により分離され、カット屑の回収率が向上し好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のサイクロン型気流応用分離装置は容易かつ高精度でのカット屑の分離定量が可能であり、プラスチック樹脂ペレットの製造段階においては、ストランドを切断機で切断を行う回転刃の磨耗、回転刃と固定刃とのクリアランスの調製のためのデータを容易かつ正確に得られ有用である。また、製品検査等において、カット屑含有量を測定し、製品品質を測定する用途において有用である。
【実施例】
【００２４】
以下実施例に従って、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
（１）カット屑を含まないサンプルペレットの作成
カット屑を含むポリカーボネート樹脂サンプルペレットを、（株）アコー製サイクロン  フロスセパレータＣＦＳ−１５０にて分離処理を行い、次に分離されたカット屑及びペレットを目開き２．０ｍｍのＪＩＳ標準ふるいを用いて分級し、カット屑とペレットを分離し、回収されたカット屑の量を秤量した。この処理をカット屑の回収が０になるまで繰り返し行った結果、概ね７〜１０回程度の繰り返し処理でカット屑の回収は０となり、これをカット屑を含まないサンプルとした。
（２）試験用カット屑の作成
（１）の過程により回収されたカット屑を、目開き１．０ｍｍのＪＩＳ標準ふるいを用いて分級し、ふるいを通過したカット屑を試験用カット屑として用いた。
【００２５】
［実施例１］
カット屑を含まないサンプルペレット１０ｋｇに対して、カット屑１．０ｇを混合し、このペレットを、（株）アコー製サイクロン  フロスセパレータＣＦＳ−１５０にＪＩＳ標準ふるいの目開き１．０ｍｍに相当する網を挿入したサイクロン型気流応用分離装置（図１参照；ただし除電エア導入口７、８は有しない）に供給し、カット屑の分離試験を行った。その結果、表１に示すようにカット屑が回収された。
なお、サイクロン型気流応用分離装置の運転条件は、吸気量３．３ｍ３／分、ペレット供給速度５ｋｇ／分で行った。また、接線方向排気管１より排出されたカット屑の回収は、サイクロンにより行った。
本発明のサイクロン型気流応用分離装置により、８０％以上のカット屑が回収され定量できることが確認された。
【００２６】
［実施例２］
実施例１で使用したサイクロン型気流応用分離装置において、さらにペレット及びカット屑含有空気の接線方向導入管から９０度の位置、及び網取り付け部の直上にそれぞれ除電エア導入口を設け、（株）キーエンス製マイクロ除電器ＳＪ−Ｍ０２０Ｇをそれぞれ接続したサイクロン型気流応用分離装置（図１参照）を用いて、除電エア流量が下部及び上部についてそれぞれ０．１５ｍ３／分となるように除電エアを導入しながら、実施例１と同様の方法でカット屑の分離試験を行った。その結果、表１に示すようにカット屑が回収された。
本発明のサイクロン型気流応用分離装置の好ましい実施形態である、装置下部及び上部に除電エアを導入することによりカット屑の分離定量を行った場合は、９０％以上のカット屑が回収され定量できることが確認された。
【００２７】
［比較例１］
カット屑を含まないサンプルペレット１０ｋｇに対して、カット屑を１．０ｇ混合し、このペレットを、目開き１．０ｍｍのＪＩＳ標準ふるいにより１０分間振とうする試験を行った。その結果、表１に示すようにカット屑が回収された。
ふるい法によりカット屑の分離定量を行った場合は、回収されるカット屑の量が少なく、定量方法として、精度が低いことが確認された。
【００２８】
［比較例２］
カット屑を含まないサンプルペレット１０ｋｇに対して、カット屑を１．０ｇ混合し、このペレットを、（株）アコー製サイクロン  フロスセパレータＣＦＳ−１５０によりカット屑の分離試験を行った。その結果、表１に示すようにカット屑及びペレットが回収された。
サイクロン法によりカット屑の分離定量を行った場合は、明確にカット屑の分級ができず、ペレットの混入により、定量不能であることが確認された。
【００２９】
［実施例３］
ペレット中にカット屑を含まないサンプル１０ｋｇに対して、カット屑を混合しないもの、０．１０ｇ混合したもの、０．２５ｇ混合したもの、０．５０ｇ混合したもの、１．０ｇ混合したもの、２．０ｇ混合したもの、５．０ｇ混合したもの、１０．０ｇ混合したものについて、それぞれ２回、実施例２で使用したサイクロン型気流応用分離装置（図１参照）を用いて、実施例２と同様の方法でカット屑の分離試験を行った。その結果、表１に示すようにカット屑が回収された。
本発明のサイクロン型気流応用分離装置の好ましい実施形態である、装置下部及び上部に除電エアを導入することにより、カット屑の分離定量を行った場合は、サンプル中のカット屑の量にかかわらずほぼ一定して９０％程度の回収が可能であることが確認された。また、２回の試験結果の差が小さく、測定誤差が小さいことが確認された。
【００３０】
［比較例３］
ペレット中にカット屑を含まないサンプル１０ｋｇに対して、カット屑を１．０ｇ混合したサンプルについて、目開き１．０ｍｍのＪＩＳ標準ふるいにより１０分間振とうする試験をさらに２回行った。その結果、カット屑が表１に示すように回収された。
ふるい法によりカット屑の分離定量を行った場合は、回収されるカット屑の量が少なく、定量方法として、精度が低く、さらに試験ごとの測定誤差も大きいことが確認された。
【００３１】
［比較例４］
ペレット中にカット屑を含まないサンプル１０ｋｇに対して、カット屑を１．０ｇ混合し、このペレットを、（株）アコー製サイクロン  フロスセパレータＣＦＳ−１５０によりカット屑の分離試験をさらに２回行った。その結果、表１に示すようにカット屑及びペレットが回収された。
サイクロン法によりカット屑の分離定量を行った場合は、明確にカット屑の分級ができず、ペレットの混入により、定量不能であり、さらに測定ごとの測定誤差も大きいことが確認された。
【００３２】
【表１】
2010042379.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明で使用されるサイクロン型気流応用分離装置の透視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ´断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ´断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  接線方向排気管
２  金網
３  接線方向導入管
４  外筒部
５  逆円錐部
６  処理済ペレット排出部
７  上部除電エア導入口
８  下部除電エア導入口
○；ペレット
△；取り付け網目開き以上サイズのカット屑
□；取り付け網目開き未満サイズのカット屑
【図１】
2010042379.tif 000003
【図２】
2010042379.tif 000004
【図３】
2010042379.tif 000005