(57)【要約】【課題】ダイスの寿命の長いアンダーウォターカット方式の造粒方法を提供する。【解決手段】正逆回転用のカッタヘッド（３０、３０’）を少なくとも１組用意しておく。正回転用のカッタ（３０）で所定時間造粒したら、あるいは所定量造粒したら、または得られるペレットの形状に品質劣化が認められるようになったら、ダイスの表面の硬化層（１１）の特定部位に摩耗が生じたものと見なし、逆回転用のカッタヘッド（３０’）に取り替えると共に、カッタの回転方向を逆にして造粒する。逆回転することにより、摩耗の部位が他に移る。これにより、ダイス（１０）の寿命を約２倍に延ばすことができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度調節された温水が満たされているカッタ室に、ダイスの表面に開口している押出ノズルからストランド状に連続的に押し出される溶融樹脂を、前記ダイスの表面に押し付けられた状態で所定方向に回転駆動されるカッタにより連続的に切断して、ペレットを得るとき、
正回転用のカッタヘッドと逆回転用のカッタヘッドとを用意しておき、前記カッタヘッドのいずれかの一方のカッタヘッドを所定方向に回転駆動して所定時間造粒したら、他方のカッタヘッドに取り替えると共にカッタヘッドの回転方向を逆にして造粒することを特徴とする、アンダーウォターカット方式の造粒方法。
【請求項２】
温度調節された温水が満たされているカッタ室に、ダイスの表面に開口している押出ノズルからストランド状に連続的に押し出される溶融樹脂を、前記ダイスの表面に押し付けられた状態で所定方向に回転駆動されるカッタヘッドにより連続的に切断して、ペレットを得るとき、
前記カッタヘッドの他に、逆回転用のカッタヘッドを別に用意しておき、前記カッタヘッドを所定方向に回転駆動して所定時間造粒したら、前記逆回転用のカッタヘッドに取り替えると共にカッタヘッドの回転方向を逆にして造粒することを特徴とする、アンダーウォターカット方式の造粒方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の造粒方法において、前記所定時間造粒したらの文言の中には、造粒を開始して造粒量が所定量に達したらの文言および得られるペレットの形状の劣化が認めらるようになったらの文言を含むアンダーウォターカット方式の造粒方法。、
【請求項４】
温度調節された温水が満たされているカッタ室の一側を構成しているダイスと、その先端部が前記カッタ室内に臨んでいるカッタ軸と、前記カッタ軸の先端部に取付け取外し自在に設けられているカッタヘッドとからなり、
前記カッタヘッドが、押出ノズルが開口している前記ダイスの表面に所定の圧力で押し付けられた状態で所定方向に回転駆動されるようになっている造粒装置であって、
該造粒装置は、さらに前記カッタヘッドの構成と線対称の逆の構成を有する他のカッタヘッドを交換可能に備えていると共に、前記カッタ軸は他の方向にも回転駆動されるようになっていることを特徴とする、アンダーウォターカット方式の造粒装置。
【請求項５】
請求項４に記載の造粒装置において、前記カッタヘッドは、前記カッタ軸の先端部に取り付けられているカッタホルダと、該カッタホルダにボルトによって固定されている複数枚のカッタ刃と、前記カッタ刃の位置決めをする円盤状のカッタサポートとからなり、該カッタヘッドは前記カッタ軸に着脱自在に取り付けられている、アンダーウォターカット方式の造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度調節された温水が満たされているカッタ室に、ダイスの表面に開口している押出ノズルからストランド状に連続的に押し出される溶融樹脂を、前記ダイスの表面に押し付けられた状態で所定方向に回転駆動されるカッタにより連続的に切断してペレットを得る、アンダーウォターカット方式の造粒方法および造粒装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイスから水中にストランド状に連続的に押し出される溶融樹脂を回転するカッタ刃で切断して合成樹脂製のペレットを得る、いわゆるアンダーウォターカット方式の造粒装置は従来周知であり、概略的には次のように構成されている。すなわち、水あるいは温水が循環的に供給されるカッタ室、このカッタ室の一方の側壁を構成しているダイス、他方の側壁を構成している軸受ケーシング、この軸受ケーシングからカッタ室内へ突き出るようにして回転駆動されるカッタ軸、カッタ軸の先端部に取り付けられているカッタホルダ、このカッタホルダに放射状に取り付けられている複数本のカッタ刃等から構成されている。ダイスの、カッタ室に面した表面には硬化層が形成されドーナツ状に盛り上がっている。この硬化層は、耐摩耗性の合金から形成されている。このように処理されているダイスの表面に複数個の押出用ノズルが開口し、カッタ刃はダイスの表面に所定の圧接力で押し付けられた状態で回転駆動されるようになっている。
【０００３】
したがって、例えば温水をカッタ室に循環的に供給し、溶融樹脂を押出用ノズルから連続的にスランド状に温水中に押し出し、そしてカッタ軸を所定方向に回転駆動すると、溶融樹脂はペレット状に切断され、温水と共に分離装置に送られる。温水から分離されたペレットは、乾燥され製品となる。ペレットが回収された温水は、適宜処理されてカッタ室へと循環的に圧送される。
【０００４】
上記のようにして造粒すると、カッタ刃は所定の圧力でダイスの表面に圧接された状態で回転駆動されるので摩耗する。摩耗すると、ダイスの表面とカッタ刃との間隔にギャップが生じカット不良を起こす。そこで、特許文献１、２によりカッタ刃の調整方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２９７４５１号公報
【特許文献２】特開２００５−５９４１１号公報
【０００６】
特許文献１には、溶融樹脂が押し出されるダイスと、このダイスに所定圧力で接触した状態で回転駆動されるカッタ刃とからなる水中カット造粒装置が示されている。この造粒装置は、カッタ刃の送り装置を備えており、この装置によりカッタ刃はダイス側へ進出移動および移動停止される。また、特許文献２には、上記のような水中カット造粒装置において、カッタ刃の位置を検出してカッタ刃の摩耗量を計測し、計測した摩耗量と基準摩耗量とを比較し、この比較結果に基づいてカッタ刃のダイスへの圧接力を調整するカッタ刃の押付け圧力補正方法が示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の発明によると、カッタ刃が摩耗してダイスとの間のギャップが発生する頃になると、カッタ刃をダイスへ向けて進出移動させ、カッタ刃とダイスとを当接状態に回復させることができる。したがって、カッタ刃とダイスとの相対位置関係をいちいち検出することなく、相対的な位置関係が自動的に保持されるという効果が得られる。しかしながら、上記のようなアンダーウォターカット方式の造粒装置における摩耗は、カッタ刃の他に、ダイスの表面、より厳密には押出ノズルが開口している近傍にも生じる。さらに詳しく説明すると、ダイスの表面は硬化層が形成されて摩耗しにくくなってはいるが、複数枚のカッタ刃が圧接された状態で高速回転駆動されるので、その機械的な摩擦によりダイス表面の押出用ノズルの開口部の近傍は摩耗する。また、カッタ刃が高速で回転駆動されるので、乱流、キャビティション等の問題の原因にもなり得るが、ダイス表面は局所的に摩耗する。このような局所的摩耗は、ノズルの開口部の一方の側に段差として生じる傾向がある。すなわち、ダイス表面のノズル開口部の周囲のうち、カッタ刃の進行方向の下流側が摩耗して、この部分に段差が生じる傾向がある。このような摩耗段差すなわち窪みが生じると、製品に悪影響を与えるので、窪みが無くなるまでダイス表面の硬化層を研磨する必要があるが、特許文献１に記載の発明は、このような摩耗に対しては考慮されていない。また、特許文献２に記載の発明はカッタ刃の摩耗量を検出して、カッタ刃の押付け圧力を調節するようになっているので、カッタ刃の寿命は延び、またカッタ刃の交換頻度は減り、カッタ刃の摩耗に対しては課題は解決されているといえる。しかしながら、特許文献１に記載の発明と同様に、上記したようなダイスの表面の局所的摩耗に対する対策は格別に採られていない。
【０００８】
したがって、本発明は、上記したようなアンダーウォターカット方式の造粒装置における、ダイスの表面の摩耗の問題を解決したアンダーウォターカット方式の造粒方法および造粒装置を提供することを目的としている。換言すると、ダイスの寿命の長い造粒方法および造粒装置を提供することを目的としている。また、既存のアンダーウォターカット方式の造粒装置にも簡単に適用できる造粒方法および造粒装置を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記したようなダイスの表面の摩耗は、カッタ刃を押し付けた状態で所定方向に高速回転駆動するので、特定位置あるいは特定部位に生じる。カッタ刃の回転方向を逆にすると、摩耗は他の特定部位に移ることになる。この間、前者の特定部位の摩耗は進行しない。これにより、他の部位に同じ程度の摩耗が生じるまではダイスを交換する必要も、また窪みが無くなるまで研磨する必要もない。したがって、本発明は、上記目的を達成するために、所定時間造粒したら、あるいは所定量カットしたら、または得られるペレットに形状的な品質の劣化が認められるようになったら、カッタの回転方向を逆にするように構成される。回転方向を逆にするときは、カッタ刃の形状、取り付け方向が逆回転用になっているカッタヘッドを使用するように構成される。なお、本明細書においてはカッタヘッドとは、カッタホルダと、カッタホルダに固定されている複数枚のカッタ刃と、カッタ刃の位置決めをする円盤状のカッタサポートとから構成されている部分を意味している。
【００１０】
かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、温度調節された温水が満たされているカッタ室に、ダイスの表面に開口している押出ノズルからストランド状に連続的に押し出される溶融樹脂を、前記ダイスの表面に押し付けられた状態で所定方向に回転駆動されるカッタにより連続的に切断して、ペレットを得るとき、正回転用のカッタヘッドと逆回転用のカッタヘッドとを用意しておき、前記カッタヘッドのいずれかの一方のカッタヘッドを所定方向に回転駆動して所定時間造粒したら、他方のカッタヘッドに取り替えると共にカッタヘッドの回転方向を逆にして造粒するように構成される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、温度調節された温水が満たされているカッタ室に、ダイスの表面に開口している押出ノズルからストランド状に連続的に押し出される溶融樹脂を、前記ダイスの表面に押し付けられた状態で所定方向に回転駆動されるカッタヘッドにより連続的に切断して、ペレットを得るとき、前記カッタヘッドの他に、逆回転用のカッタヘッドを別に用意しておき、前記カッタヘッドを所定方向に回転駆動して所定時間造粒したら、前記逆回転用のカッタヘッドに取り替えると共にカッタヘッドの回転方向を逆にして造粒するように構成される。請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の造粒方法において、前記所定時間造粒したらの文言の中には、造粒を開始して造粒量が所定量に達したらの文言および得られるペレットの形状の劣化が認めらるようになったらの文言を含むように構成される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、温度調節された温水が満たされているカッタ室の一側を構成しているダイスと、その先端部が前記カッタ室内に臨んでいるカッタ軸と、前記カッタ軸の先端部に取付け取外し自在に設けられているカッタヘッドとからなり、前記カッタヘッドが、押出ノズルが開口している前記ダイスの表面に所定の圧力で押し付けられた状態で所定方向に回転駆動されるようになっている造粒装置であって、該造粒装置は、さらに前記カッタヘッドの構成と線対称の逆の構成を有する他のカッタヘッドを交換可能に備えていると共に、前記カッタ軸は他の方向にも回転駆動されるように構成される。請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の造粒装置において、前記カッタヘッドは、前記カッタ軸の先端部に取り付けられているカッタホルダと、該カッタホルダにボルトによって固定されている複数枚のカッタ刃と、前記カッタ刃の位置決めをする円盤状のカッタサポートとからなり、該カッタヘッドは前記カッタ軸に着脱自在に取り付けられるように構成される。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によると、カッタ刃をダイスの表面に圧接した状態で所定方向に回転駆動して造粒すると、表面の特定の部位だけが摩耗するが、その対応策として逆の構成を有するカッタヘッドを逆方向に回転駆動して造粒するので、摩耗する部位が他の部位に移る。すなわち、摩耗する部位がダイスノズル穴の周辺のうち一方の側に偏っていたのが、対向する他方の側に移る。したがって、特定の部位と他の特定の部位の両方の部位が摩耗するまで、ダイスを交換することなく造粒することができるという、本発明に特有の効果が得られる。また、本発明によると、一方向に回転駆動されるカッタヘッドを有する既存の造粒装置に、回転方向において逆の構成を有するカッタヘッドを適用するだけで、上記したような効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る造粒装置を示す図で、その（ア）は全体を示す断面図、その（イ）はカッタがダイス側から見て時計針方向に駆動されるときのカッタ刃の取付け状態を示す平面図、その（ウ）はカッタがダイス側から見て反時計針方向に駆動されるときのカッタ刃の取付け状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１により本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係るアンダーウォターカット方式の造粒装置１も、概略的には従来のものと同様に構成されている。すなわち、造粒装置１は所定大きさのカッタケース２を備えている。このカッタケース２の、図１の（ア）において左側の開口部にはダイス１０が液密的に取り付けられている。このダイス１０の表面とカッタケース２の側壁３とにより、カッタ５室が構成されている。カッタ室５の下方には温水供給管６が接続され、上方には温水排出管７が接続されている。温水排出管７の下流側には、図には示されていないが、ペレット分離装置が介装され、ペレットが回収された温水は適宜温度調節され、そして温水供給管６によりカッタ室５に循環的に戻されるようになっている。
【００１６】
ダイス１０は、従来周知のように、図には示されていないが、ダイホルダを介して押出機に接続されている。ダイス１０の、カッタ室５に面した側にはドーナツ状に盛り上がった硬化層１１が形成されている。硬化層１１の表面は、後述するカッタ刃が接触して回転する部分で、耐摩耗性のタングステンカーバイト、チタンカーバイト系等の合金から、あるいは熱処理により硬化層が形成されている。このように硬化処理されている硬化層１１の表面に、押出機の吐出口に連なっている複数個の押出ノズル１２、１２、…、いわゆるランドの先端部が開口している。
【００１７】
カッタケース２の側壁に、軸受ケーシング８の左端部がボルト９、９により取り付けられている。軸受ケーシング８の内部には、従来周知のように、軸封された状態で軸方向に移動可能に、且つ正逆方向に回転可能な構造にカッタ軸２０が設けられている。カッタ軸２０の右端部は、軸受ケーシング８から外部に出て、例えばボールジョイント３３等の回転継手を介して電動モータ２１が取り付けられている。この電動モータ２１は、相回転が逆になるスイッチを介して三相電源に接続されている。カッタ軸２０の他端部は、カッタ室５内に臨んでいる。このようなカッタ軸２０を、カッタ刃がダイス１０の硬化層１１面に接する方向および離間する方向に駆動する、例えば油圧または空圧機構は軸受ケーシング８内及びケーシング８の外部、あるいはそのいずれかに設けられているが、図１には詳細に示されていない。
【００１８】
カッタ軸２０の先端部に、本実施の形態に係るカッタヘッド３０が取り付けられている。カッタヘッド３０は、カッタホルダ２５と、複数枚のカッタ刃３１、３１、…と、カッタ刃３１、３１、…を位置決めする円盤状のカッタサポート３２とから構成されているが、より詳細に説明すると、カッタ軸２０の先端部に、カッタホルダ２５が軸方向のキー２２とボルト２３により取り付けられている。このカッタホルダ２５は、複数枚のカッタ刃が取り付けられる円盤部２６と、カッタ軸２０の先端部の小径部に嵌るボス部２７とから一体的に形成されている。このボス部２７がキー２２とボルト２３によりカッタ軸２０に取り付けられているで、カッタホルダ２５はカッタ軸２０に対して着脱自在である。
【００１９】
図１の（ア）において左方向から見て、カッタホルダ２５が時計針方向すなわち右方向に回転駆動されるときの正回転用のカッタヘッド３０の実施の形態が図１の（イ）に示されている。この図に示されているように複数枚のカッタ刃３１、３１、…は、円盤部２６の中心Ｏを通る半径方向の直線Ｒと、カッタ刃３１の軸線ｒが取付部近傍において所定の角度になるように傾斜して取り付けられている。すなわち、半径方向の軸線Ｒに対して回転方向の下流側へ所定角度傾斜して取り付けられている。したがって、カッタ刃３１、３１、…は、ストランド状に押し出される溶融樹脂に斜めに引くように当たり、良くカットされることになる。また、カットされたペレットは半径外方へ送り出されることになる。上記のようなカッタホルダ２５と複数枚のカッタ刃３１、３１、…とからカッタヘッド３０が構成されている。
【００２０】
本実施の形態によると、カッタ軸２０は逆方向にも回転駆動される。逆方向に駆動されるときの、逆回転用のカッタヘッド３０’の実施の形態が、図１の（ウ）に示されている。図１の（ウ）と（イ）とを比較すると明らかなように、正回転用のカッタ刃３１、３１、…と、逆回転用のカッタ刃３１’、３１’、…は、左右対称になっている。すなわち、個々のカッタ刃の大きさおよび形状、取付位置および角度等は線対称になっている。また、枚数も同数になっている。本実施の形態によると、上記のような正逆回転用のカッタヘッド３０、３０’は少なくとも一組用意されている。あるいは、既存の正回転するカッタヘッド３０を備えている造粒装置に対しては、逆回転用のカッタヘッド３０’が少なくとも一個用意される。
【００２１】
次に、上記実施の形態の作用について説明する。例えば、初めに正回転用のカッタヘッド３０をカッタ軸２０の先端部に取り付け、電動モータ２１により正回転方向に駆動する。このとき、カッタ刃３１、３１、…を所定の圧接力でダイス１０の硬化層１１面に押し付ける。溶融樹脂を押出ノズル１２、１２、…からカッタ室５内にストランド状に連続的に押し出す。押し出される溶融樹脂は温水中で正方向に回転駆動されているカッタ刃３１、３１、…により所定大きさに切断され、そして温水と共に温水排出管７から分離装置に圧送され、造粒されたペレットは分離回収される。乾燥などの処理をしてペレット製品を得る。ペレットが回収された温水は、ろ過、温度調節等の処理がなされてカッタ室５に戻される。以下同様にして連続的にペレットを得る。
【００２２】
上記のようにして造粒するとき、造粒時間あるいは得られるペレットの量とダイス１０の硬化層１１面の摩耗量との関係を調べておき、所定時間造粒したら、あるいは所定量のペレットを得たら所定量摩耗したものと見なし、運転を停止する。あるいは、得られるペレットの形状、大きさ等の物理的品質を観察していて、品質（ペレットの形状）の劣化が観察されるようになったときは、あるいは劣化が予測される時間になったら運転を停止する。この正回転方向の運転により硬化層１１の所定部位は所定量摩耗している。次に逆回転用のカッタヘッド３０’と交換する。切り替えスイッチにより相回転を逆にして電動モータ２１を逆回転方向に駆動する。以下前述したようにして造粒する。
【００２３】
逆回転による造粒動作を、正回転による造粒動作と同じだけ実施したら、硬化層１１の他の所定部位が同じ量だけ摩耗している。あるいは、同じ量だけ摩耗していると見なされる。従って、運転を停止する。このように逆方向に回転駆動して造粒している間は、従来のように常時正方向にて回転駆動して造粒したときに生じたような局所的な摩耗は進行しない。逆回転による造粒動作を上記のように実施したら、摩耗箇所が左、右と交互になるので、従来のようにひたすら一方の方向のみの連続的な摩耗は無くなる。つまりダイス１０の硬化層１１の摩耗速度は半減される。
【００２４】
以上のように、本実施の形態によると、ダイスの寿命を略２倍に延ばすことができる。また、逆回転用のカッタヘッド３０’を用意するだけで、従来の既存の造粒機にも容易に適用することができる。このとき、カッタ軸の回転方向を逆にすることは三相交流の結線を変えるだけで容易にできる。
【符号の説明】
【００２５】
１      造粒装置                    ５      カッタ室
１０      ダイス                    １１      硬化層
１２      押出ノズル（ランド）      ２０      カッタ軸
２２      キー                      ２３      ボルト
２５      カッタホルダ              ３０      カッタヘッド
３０’    カッタヘッド              ３１      カッタ刃
３１’    カッタ刃                  ３２      カッタサポート
３２’    カッタサポート
【図１】
2011083920.tif 000003