(57)【要約】      （修正有）【課題】  ストランドを往復移動させて切断する熱可塑性樹脂粒状物の製造装置におけるカッタ回転刃の刃先がその回転軸に対して１度〜４度の角度を持つ螺旋状をなしているので、回転刃の入刃進行方向とストランドの移動方向が同一の場合に、前記ストランドが横滑りを起こすという問題を解決してストランドの斜め切れを防止し、かつカッタの寿命を延ばすことを課題とする。【解決手段】  熱可塑性樹脂粒状物の製造装置において、傾斜トラフの一部をストランドの流下方向と直交する方向に往復運動を繰り返し行うトラバースガイド５と、刃先に前記ストランドの走行方向と平行に刻設された多数の細溝を有する固定刃９を備えたカッタ８とを具備してなる熱可塑性樹脂粒状物の製造装置による。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した熱可塑性樹脂を複数のノズルから連続的に吐出し、該ノズルの下方に配置した傾斜トラフに冷却水と共に流下することによって熱可塑性樹脂のストランドを複数本形成した後、所望の長さで切断してチップ状にする熱可塑性樹脂粒状物の製造装置において、前記傾斜トラフの後記カッタ近傍部の上面の一部をストランドの流下方向と直交する方向に往復運動を繰り返し行うトラバースガイドと、刃先上面に前記ストランドの走行方向に平行に刻設された多数の細溝を有する固定刃を備えたカッタとを具備してなることを特徴とする熱可塑性樹脂粒状物の製造装置。
【請求項２】
前記トラバースガイドが、移動速度０．０３ｍｍ／ｓ〜０．００３ｍｍ／ｓで、移動距離が５〜１５ｍｍの往復運動を繰り返すものであることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置。
【請求項３】
前記固定刃の刃先上面の細溝が、深さ０．３ｍｍ〜０．７ｍｍで、隣接する細溝間の間隔が０．７ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂のストランドを切断して熱可塑性樹脂粒状物を製造する熱可塑性樹脂粒状物の製造装置に関し、特に熱可塑性樹脂のストランドを切断するカッタを長寿命化し、かつ前記ストランドの斜め切れを防止できる熱可塑性樹脂粒状物の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置５０は、図４に示すように、熱可塑性樹脂を溶融して貯留したダイスヘッド（図示略）の複数のノズルから傾斜トラフ５４上に押し出された複数のストランド１０を、前記傾斜トラフ５４の上端部から供給される冷却水により固化しつつ下端部に流下させ、下端部に設置された引取りローラ５７を介してカッタ５８と固定刃５９とで所望の長さに切断していた。
しかし、このような熱可塑性樹脂粒状物の製造装置５０では、前記傾斜トラフ５４上に設けられた多数のチャンネルに沿って移動する複数のストランド１０の流下位置はほぼ一定となる。したがって、前記ストランド１０を切断するカッタ５８の回転刃と固定刃５９も常に同一個所でストランド１０を切断することになり、長時間の使用によりカッタ５８の回転刃及び固定刃５９にはストランド１０が当接する部分に摩耗による溝痕６０（図５）が生じてしまう。そして、一度このような溝痕６０が生じると、前記ストランド１０がその溝痕６０にはまってしまい、切断面がきれいでかつ長さのそろった熱可塑性樹脂粒状物１１が得られにくいという問題があった。
【０００３】
このためカッタ５８をその回転軸方向に往復移動させながらストランド１０を切断し、カッタ５８の回転刃の刃先にまんべんなくストランド１０を当接させて前記溝痕６０の発生を抑止して、カッタ５８の寿命を長引かせることが行われてきたが、高速回転しているカッタ５８を回転軸方向に往復移動させるのは機構上危険性が高く、また構造も複雑になるといった問題がある。また固定刃５９の溝痕６０は解消されない。
そこで、傾斜トラフ５４を流下してくるストランド１０を流下方向と直交する向きに何らかの手段によって往復運動させる発明がいくつかなされている。例えば特開平０２−５００４２５号公報では、ストランド１０を流下させる溝を持つ送給ギヤを往復運動させ、また特開平０６−２１８７２８号公報では、ストランド１０を牽引する引取りローラ５７の前方に配設されたストランド案内用の溝ガイドを往復運動させて実現している。
本発明者等も図６に示すように傾斜トラフ３４の一部を構成する整流ガイド３４ｂ、又は整流ガイド３４ｂとそれにつながる下部トラフ３４ｃとを往復運動させる往復運動手段３６を備えた熱可塑性樹脂粒状物の製造装置３０を発明している（特開２００３−２００４１７号公報）。
【特許文献１】特開平０２−５００４２５号公報
【特許文献２】特開平０６−２１８７２８号公報
【特許文献３】特開２００３−２００４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のようにストランドを往復移動させて切断する場合にもカッタの回転刃の刃先がその回転軸に対して１度〜４度の角度を持つ螺旋状をなしているので、切断のために回転刃がストランドに加える力に固定刃の刃先に沿った方向の分力が生じ、ストランド１０が０．０３ｍｍ／ｓ以上で往復運動をすると、回転刃の入刃進行方向とストランドの移動方向が同一の場合に、前記固定刃の刃先に沿った方向の分力が、回転刃がストランドを固定刃に押しつけることによって発生する固定刃上面とストランド間の静止摩擦力を上回り、ストランドが横滑して切断面が斜めになるという問題が生じる。
本発明は、上記問題点に鑑み、ストランドの往復運動に伴う切断時の横滑りを防止して、カッタの長寿命化とストランドの斜め切れ防止の図れる熱可塑性樹脂粒状物の製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は上記課題を次の手段で解決した。
（１）溶融した熱可塑性樹脂を複数のノズルから連続的に吐出し、該ノズルの下方に配置した傾斜トラフに冷却水と共に流下することによって熱可塑性樹脂のストランドを複数本形成した後、所望の長さで切断してチップ状にする熱可塑性樹脂粒状物の製造装置において、前記傾斜トラフの後記カッタ近傍部の上面の一部をストランドの流下方向と直交する方向に往復運動を繰り返し行うトラバースガイドと、刃先上面に前記ストランドの走行方向に平行に刻設された多数の細溝を有する固定刃を備えたカッタとを具備してなることを特徴とする熱可塑性樹脂粒状物の製造装置。
（２）前記トラバースガイドが、移動速度０．０３ｍｍ／ｓ〜０．００３ｍｍ／ｓで、移動距離が５〜１５ｍｍの往復運動を繰り返すものであることを特徴とする前項（１）に記載の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置。
（３）前記固定刃の刃先上面の細溝が、深さ０．３ｍｍ〜０．７ｍｍで、隣接する細溝間の間隔が０．７ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によって下記の効果が発揮される。
（ア）トラバースガイドによって、回転刃と当接するストランドの位置が移動するので、回転刃及び固定刃のすべての位置が使用され均等に摩耗するため、カッタの寿命を延ばすことができる。
（イ）また、固定刃の上面にストランドの横滑りを防止する細溝を設けたので、トラバースガイドによって往復運動をするストランドの切断時の横滑りがなくなり、したがってストランドの斜め切断がなく形のそろった熱可塑性樹脂粒状物が安定して製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施の形態を実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の構造説明図、図２はトラバースガイドとカッタ部分の詳細説明図、図３は固定刃の実施例の斜視図である。
図において１は熱可塑性樹脂粒状物の製造装置、２はダイスヘッド、３はノズル、４は傾斜トラフ、４ａは上部フラップ、４ｂは整流ガイド、４ｃは下部フラップ、５はトラバースガイド、６は往復移動手段、７は引取りローラ、８はカッタ、８ａは回転刃、９は固定刃、９ａは細溝、１０はストランド、１１は粒状物、１２は冷却水用タンク、１２ａは冷却水出口、１２ｂは冷却水入り口、１３は冷却水スプレーである。
【０００８】
本発明の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置１は、図１にその実施例の構造を示すようにダイスヘッド２、冷水用タンク１２、上部フラップ４ａと整流ガイド４ｂと下部フラップ４ｃでなる傾斜トラフ４、前記整流ガイド４ｂ又は整流ガイド４ｂと下部フラップ４ｃとを往復移動させる往復移動手段６、ストランド１０をカッタ８に送り込む引取りローラ７、ストランド１０を切断するカッター８と固定刃９、及び冷却水スプレー１３とから構成されている。
そして前記固定刃９の上面には図３に示すように深さ０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの細溝９ａが０．７ｍｍ〜１．５ｍｍｍｍの間隔で刻設されている。なお、図３では細溝９ａの断面を三角形で示したが、これに限るものではなく、四角形又はＵ字型の断面を持つ細溝９ａであってもよい。
【０００９】
前記ダイスヘッド２は熱可塑性樹脂、例えばポリアミド、ポリエチレン、ポリオレフイン、プロピレンホモポリマー及びコポリマー、４−メチルペンテン−１ポリマー、塩化ビニルのホモポリマー及びコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド及びポリスチレン等を溶融して一時貯留する容器であり、該ダイスヘッド２の下部には、複数のストランド１０を同時に押し出す複数のノズル３が、前記上部フラップ４ａ上に、該上部フラップ４ａを横切る形で直線状に配設されている。
なお、前記複数のノズル３は、ダイスヘッド２から押し出される複数のストランド１０が互いに粘着することなく形成されるような間隔を保って配設されることが好ましい。
【００１０】
前記ノズル３から押し出されたストランド１０は、前記上部フラップ４ａにその縦軸方向に沿って設けられたチャンネル（図示略）内に垂下される。なお、前記チャンネルは、垂下した隣接ストランド１０間の粘着を防止するためのものであって、前記上部フラップ４ａの上面に垂設した側壁で前記ノズルの数に相当する数形成されてよく、また、一枚のシートに断面が四角形、三角形、、Ｕ字型の細溝をノズルの数に相当する数刻設して形成されてもよい。
なお、前記上部フラップ４ａは、支軸（図示略）の回りで前後に回動可能に取り付けられており、ストランド１０の上部フラップ４ａへの粘着防止と剥離を行ってストランド１０をスムーズに下流に移動させられるようにしている。
【００１１】
また、前記複数のチャンネルには、ストランド１０を冷却し、かつ前記ストランド１０を整流ガイド４ｂに送り込むための冷却水が、スリット状の冷却水出口１２ａから流れ込むようになっている。この冷却水は、冷却水入口１２ｂを介して前記上部フラップの背面に固着されている冷却水用タンク１２へ供給されるものであり、少なくともストランド１０の外部表面を固化できる程度の水量は確保される必要がある。
さらに、ノズル３から上部フラップ４ａのチャンネルに垂下されたストランド１０は、冷却水出口１２ａから流れ込む冷却水の水勢により上部フラップ４ａのチャンネル内でほぼ７０〜９０度に曲げられ、整流ガイド４ｂに送り込まれる。
【００１２】
さらにまた、ストランド１０が上部フラップ４ｂに垂下され、前記冷却水の水勢によって曲げられた直後から前記傾斜トラフ４の上方に配設された複数の冷却用スプレイ１３から冷却水を噴射することも、ストランド１０の冷却・固化を進めるとともに、その水圧によってストランド１０を前記上部フラップ４ａ及び整流ガイド４ｂに配設されたチャンネル内に速やかに沈めることができるので好ましい。
前記冷却用スプレイ１３は、傾斜トラフ４の表面から一定間隔上方に離して一定ピッチで配設するが、その配置範囲は、上部フラップ４ａから下部フラップ４ｃに至る傾斜トラフ４全体にわたってもよく、あるいは整流ガイド４ｂのみであってもよい。
【００１３】
前述し、また図１に示すように、ストランド１０が上部フラップ４ａの上端部に到達した後、上部フラップ４ａのチャンネル内を冷却水により冷却されながら流下するが、このときのチャンネル内の冷却水量は、ストランド１０の比重が小さくストランド１０が冷却水に浮かぶような状況にあっても、個々のストランド１０が一つのチャンネルから飛び出して他のチャンネルへ移動し互いに粘着することがないように調整されなければならない。
また、このチャンネルは、少なくともストランド１０の表面が固化してチャンネルの側面に粘着しなくなるまではストランド１０がチャンネルの側面に接触しないよう十分な幅をとっておくべきである。
【００１４】
上部フラップ４ａの上端の冷却水出口１２ａから流れ出る冷却水の流速は０．３５〜５ｍ／秒、好ましくは０．５〜２ｍ／秒に調整される。
冷却水の流速が０．３２ｍ／秒より遅いとストランド１０が押し出されたときのストランド１０の移動速度との差が小さくなり、冷却効果が小さく、さらに冷却水によってストランド１０を下流側に搬送する搬送力も小さくなり、ストランド１０を引取りローラ７に引き渡せる確率が低下しやすくなる。
逆に、冷却水の流速が５ｍ／秒より早くなるとストランド１０が押し出されたときのストランド１０の移動速度との差が大きくなり、冷却効果は大きいものの、冷却水によってストランド１０を下流側に搬送する搬送力も大きくなり、ノズル３から押し出される熱可塑性樹脂のストランド１０の付け根の部分が引っ張られてストランド１０の径がノズル３の径より小さくなったり、あるいは冷却水過多によりストランド１０の浮遊力が増してストランド１０が一つのチャンネルから飛び出し他のチャンネルへ移動し互いに粘着するおそれも出てくる。
【００１５】
上部フラップ４ａの下流側には、上部フラップ４ａから延伸した状態でチャンネルが刻設された整流ガイド４ｂが、左右方向に往復移動ができるように配設されている。そして整流ガイド４ｂの下端部には下部フラップ４ｃが配設されている。
なお、下部フラップ４ｃは上部フラップ４ａと同様、下部フラップ４ｃの上端領域に設けられた支軸（図示略）によって前後方向に回動可能な構成となっている。これは、下部フラップ４ｃの下流側に配設された一対の引取りローラ７の前部でストランド１０が集積されポール状に積み重なるような事態が生じた際、引取りローラ７に対向している下部フラップ４ｃの端部がストランド１０により押圧されて後方に回動し、前記下部フラップ４ｃをストランド１０から引離し、オペレータに危険を与えることなくポール上に積み重なったストランドを除去できるようにするためである。
【００１６】
下部フラップ４ｃの下流側に配設された引取りローラ７は、上下に配設された径の異なる大小２つのローラ７ａ、７ｂからなり、かつ、共に同一の駆動源に接続され同一の回転数で駆動されている。このため、２つのローラ７ａ、７ｂの周速度は、上部に配設された大径のローラ７ａの方が下部に配設された小径のローラ７ｂより直径が大きい分だけ早くなり、ストランド１０を引取りローラ７にスムースに供給できる。
なお、引取りローラ７の外周は、上下２つのローラ７ａ、７ｂとも平滑に形成されてもよいし、また大径ローラ７ａの外周に軸心と平行な複数の細溝を設けてストランド１０を引取りローラ７に確実に取り込めるようにしてもよい。さらには大径のローラ７ａは、その外周に螺旋形状の凹凸を複数条形成したものであってもよい。
【００１７】
前記引取りローラ７では、前述のとおり上下のローラ７ａ、７ｂの周速度が異なるので、上下のローラ７ａ、７ｂとストランド１０間の摺動摩擦は、径の大きい上部のローラ７ａ側が大きく、そのためストランド１０は上部のローラ７ａの外周に沿うようにして若干上側に屈曲し、反時計回りに回転するカッタ８の回転刃８ａと対向する形となるため、ストランド１０の切断が容易に行えることになる。
【００１８】
引取りローラ７に冷却水とともに引き取られたストランド１０は、引取りローラ７に挟持され引き取られながら下流のカッタ８に送られ、カッタ８の回転刃８ａと固定刃９とによって所望の形状寸法を有した熱可塑性樹脂粒状物１１に切断される。
前記カッタ８は引取りローラ７と離間した領域にストランド１０を横切って延在する形に配設されており、その外周部には、カッタ８の軸心に対して一定の捩れ角度を有した、いわゆる螺旋状の回転刃８ａが装着されている。
一方、引取りローラ７の下部のローラ７ｂ側にカッタ８と対向して固定刃９が装着されている。この固定刃９は、軸心方向に平行な直刃となっており、若干離間して配設されたカッタ８の回転刃８ａとでストランド１０を切断して熱可塑性樹脂粒状物１１を得ている。
本発明の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置では、この固定刃９の上面にストランド１０の横滑りを防止する細溝９ａを深さ０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ、隣接間隔０．７ｍｍ〜１．５ｍｍで複数刻設している（図２、図３参照）。
【００１９】
切断された熱可塑性樹脂粒状物１０は、図示しない後行程で乾燥と冷却が行われ、包装される。
また、前記ストランド１０を冷却し、流下させるのに使用した冷却水は、傾斜トラフ４の下端部、例えばカッタ８の下流側で熱可塑性樹脂粒状物１１と分離され、必要に応じてフイルターを通して不純物を除去した後ポンプにより上部フラップ４ａの背面に固着された冷却水用タンク１２に戻し、再利用している。
【００２０】
本発明は、上記構造・作用の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置１を用いて傾斜トラフ４の整流ガイド４ｂと下部フラップ４ｃとの往復移動を繰り返し行うとともに、往復移動に伴って生じるストランド１０の固定刃９の上面での横滑りを、前記固定刃９の上面に刻設した複数の細溝９ａによって防止し、所望の形状寸法の熱可塑性樹脂粒状物１１を得るものであり、その要点を図２と図３を用いて説明する。図において５はトラバースガイドであり、上述の傾斜トラフ４において往復移動する部分、すなわち整流ガイド４ｂと下部フラップ４ｃを併せたものを示す。
なお、傾斜トラフ４の整流ガイド４ｂと下部フラップ４ｃを往復移動させる往復移動手段６は、公知のいかなる手段、例えば電動機の回転運動を直線運動に変換するカム機構、スクリュウ機構、又はリニアモータのように往復運動可能な動力源等その目的を達成し得るものであればよいので、以下は、固定刃９の上面でのストランド１０の横滑り防止の構造と作用について説明する。
【００２１】
図２に示すようにトラバースガイド５の下端部にはストランド１０を引取りローラ７に一定間隔を保って引き渡すためのガイド５ａが配設されている。
また、引取りローラ７のうち大径のローラ７ａの外周には螺旋状の凹凸が複数条形成され、その凸部と小径のローラ７ｂとで往復移動するストランド１０を常に挟持してカッタ８に安定して送り込めるようにしている。
【００２２】
前記引取りローラ７のスペースを介して配設された固定刃９には、図３に示すようにその上面に深さ０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ、隣接間隔０．７ｍｍ〜１．５ｍｍで複数の細溝９ａが刻設されている。図３では前記細溝９ａの断面を三角形として示したが、これに限られるものではなく、四角形、あるいはＵ字型の断面を持つものであってもよい。
固定刃９の上面にこの細溝９ａを刻設したことにより、回転刃８ａがストランド１０を切断するために加える圧力によってストランド１０は固定刃９の刃先に押しつけられるが、このとき固定刃９の上面に刻設された細細溝９ａとストランド１０との間に静止摩擦力が生じ、回転刃８ａがその回転軸に対して１度〜４度の角度を持つ螺旋状をなしているために生じるストランドを前記固定刃９の上面に沿って横滑りさせようとする力に打ち勝ち、ストランド１０の移動方向が回転刃８ａの進行方向と一致したときでも、ストランドの横滑りが生ぜず、ストランドは垂直に切断され、その断面が斜めになることはない。
そして、回転刃８ａがストランド１０を切断し、次にストランド１０に接触するまでの間は、ストランド１０に回転刃８ａからの圧力が加わらないので、ストランド１０と固定刃９の上面との静止摩擦は極めて小さく、ストランド１０の往復移動が損なわれることなく、したがって回転刃８ａ全面での切断が可能で、固定刃９の溝痕の発生を防止し、カッタ８の長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の構造説明図
【図２】トラバースガイドとカッタ部分の詳細説明図
【図３】固定刃の実施例の斜視図
【図４】従来の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の一部構造図
【図５】カッタの摩耗による溝痕の拡大図
【図６】ストランドの往復移動手段を備えた従来の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置一例の一部構造図
【符号の説明】
【００２４】
１：熱可塑性樹脂粒状物の製造装置
２：ダイスヘッド
３：ノズル
４：傾斜トラフ
４ａ：上部フラップ
４ｂ：整流ガイド
４ｃ：下部フラップ
５：トラバースガイド
５ａ：ガイド
６：往復移動手段
７：引取りローラ
７ａ：大径（上部）のローラ
７ｂ：小径（下部）のローラ
８：カッタ
８ａ：回転刃
９：固定刃
９ａ：細溝
１０：ストランド
１１：粒状物
１２：冷却水用タンク
１２ａ：冷却水出口
１２ｂ：冷却水入り口
１３：冷却水スプレイ
３０：熱可塑性樹脂粒状物の製造装置
３４：傾斜トラフ
３４ｂ：整流ガイド
３４ｃ：下部トラフ
３６：往復運動手段
３７：引取りローラ
３８：カッタ
３９：固定刃
５０：熱可塑性樹脂粒状物の製造装置
５４：傾斜トラフ
５７：引取りローラ
５８：カッタ
５９：固定刃
６０：溝痕
【図１】
2006326924.tif 000003
【図２】
2006326924.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006326924.tif 000006
【図５】
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【図６】
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