(57)【要約】【課題】隣り合うストランド同士が付着することを抑制できるペレット製造装置を提供する。【解決手段】  溶融樹脂を複数のストランドＳとして成形する押出成形機４と、押出成形機４から押し出された複数のストランドＳを切断するペレタイザー７と、押出成形機４から押し出された複数のストランドＳをペレタイザー７へ向かって搬送する搬送装置５と、搬送装置５によって搬送されている複数のストランドＳを冷却する送風機６Ａおよび散水機６Ｂとを備えるペレット製造装置１において、ストランドＳの径Ｄｓに対する押出成形機４の吐出穴４Ｅの間隔Ｌｄの比率Ｌｄ／Ｄｓを、２以上、４以下に調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した樹脂を吐出するための複数の吐出穴を有し、溶融した前記樹脂を複数の吐出穴から吐出することによって溶融した前記樹脂を複数のストランドとして成形する押出成形機と、
前記押出成形機から離れて配置され、前記押出成形機から押し出された複数の前記ストランドを切断する切断装置と、
前記押出成形機と前記切断装置との間に配置され、前記押出成形機から押し出された複数の前記ストランドを前記切断装置へ向かって搬送する搬送装置と、
前記搬送装置によって搬送されている複数の前記ストランドを冷却する冷却装置と
を備え、
前記ストランドの径Ｄｓに対する前記押出成形機の前記吐出穴の間隔Ｌｄの比率Ｌｄ／Ｄｓが、２以上、４以下であることを特徴とする、ペレット製造装置。
【請求項２】
前記ストランドの径Ｄｓは、下記数式によって計算されることを特徴とする、請求項１に記載のペレット製造装置。
【数１】
2019155639.tif 000006
（上記式中、Ｑは、押出成形機の吐出量であり、ｎは、吐出穴の個数であり、ρＬは、溶融した樹脂の密度であり、νｂは、搬送装置の搬送速度である。）
【請求項３】
前記樹脂の成形温度における粘度が５００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載のペレット製造装置。
【請求項４】
前記樹脂は、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンを含むポリイソシアネート成分とポリオール成分との重合物であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のペレット製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペレット製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂ペレットの製造方法として、ストランドカット方式を採用し、溶融樹脂を吐出するノズルのピッチＡとノズルの直径ＤＡとの比率を２≦Ａ／ＤＡ≦１０となるように調整し、隣接するストランド同士が溶着することを防ぐことが提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０７０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の方法では、成形温度における溶融樹脂の粘度が低く、ペレタイザーへ搬送するときにストランドが変形する場合、隣接するストランド同士の溶着を防ぐことが困難である。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、隣り合うストランド同士が付着することを抑制できるペレット製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明［１］は、溶融した樹脂を吐出するための複数の吐出穴を有し、溶融した前記樹脂を複数の吐出穴から吐出することによって溶融した前記樹脂を複数のストランドとして成形する押出成形機と、前記押出成形機から離れて配置され、前記押出成形機から押し出された複数の前記ストランドを切断する切断装置と、前記押出成形機と前記切断装置との間に配置され、前記押出成形機から押し出された複数の前記ストランドを前記切断装置へ向かって搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送されている複数の前記ストランドを冷却する冷却装置とを備え、前記ストランドの径Ｄｓに対する前記押出成形機の前記吐出穴の間隔Ｌｄの比率Ｌｄ／Ｄｓが、２以上、４以下である、ペレット製造装置を含む。
【０００７】
このような構成によれば、ストランドの径Ｄｓに対する押出成形機の吐出穴の間隔Ｌｄの比率Ｌｄ／Ｄｓが特定の範囲（２以上、４以下）に調整されている。
【０００８】
そのため、複数のストランドが搬送装置によって搬送されるときに、隣り合うストランド同士の間隔を確保できる。
【０００９】
その結果、隣り合うストランド同士が付着することを抑制できる。
【００１０】
本発明［２］は、前記ストランドの径が、下記数式によって計算される、上記［１］のペレット製造装置を含む。
【００１１】
【数１】
2019155639.tif 000003
【００１２】
（上記式中、Ｑは、押出成形機の吐出量であり、ｎは、吐出穴の個数であり、ρＬは、溶融した樹脂の密度であり、νｂは、搬送装置の搬送速度である。）
本発明［３］は、前記樹脂の成形温度における粘度が５００Ｐａ・ｓ以下である、上記［１］または［２］のペレット製造装置を含む。
【００１３】
本発明［４］は、前記樹脂が、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンを含むポリイソシアネート成分とポリオール成分との重合物である、上記［１］〜［３］のいずれか１つのペレット製造装置を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のペレット製造装置は、隣り合うストランド同士が付着することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るペレット製造装置の構成図である。
【図２】図２は、図１に示すダイを吐出方向の下流側から見た図である。
【図３】図３は、ダイから吐出されたストランドが搬送ベルトに接触することにより変形することを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係るペレット製造装置１（図１参照）は、ストランドカット方式を採用し、成形温度における溶融樹脂の粘度が低い熱可塑性樹脂の不定形粉砕物を、所定の形状および所定のサイズを有するペレットに成形（造粒）する。
【００１７】
成形温度における溶融樹脂の粘度が低い熱可塑性樹脂とは、成形温度における溶融樹脂の粘度が、例えば、５Ｐａ・ｓ以上、好ましくは、１０Ｐａ・ｓ以上であり、例えば、５００Ｐａ・ｓ以下、好ましくは、３００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは、１５０Ｐａ・ｓ以下である、樹脂である。成形温度における溶融樹脂の粘度とは、後述する押出成形機４のダイ４Ｄの吐出穴４Ｅの出口における樹脂の粘度である。
【００１８】
成形温度における溶融樹脂の粘度が低い熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。成形温度における溶融樹脂の粘度が低い熱可塑性樹脂としては、好ましくは、ポリウレタン樹脂が挙げられる。
【００１９】
ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネート成分とポリオール成分との重合物である。
【００２０】
ポリイソシアネート成分としては、例えば、１，５−ペンタメチレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）などの直鎖状または分岐鎖状（非環式）の脂肪族ジイソシアネート、例えば、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート；ＩＰＤＩ）、４，４’−、２，４’−または２，２’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートもしくはそれらの混合物（水添ＭＤＩ）、１，３−または１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンもしくはそれらの混合物（水添ＸＤＩ）などの環式の脂肪族ジイソシアネート（脂環族ジイソシアネート）、例えば、２，４−または２，６−トリレンジイソシアネートもしくはそれらの混合物（ＴＤＩ）、４，４’−、２，４’−または２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネートもしくはそれらの混合物（ＭＤＩ）などの芳香族ポリイソシアネート、例えば、１，３−または１，４−キシリレンジイソシアネートもしくはそれらの混合物（ＸＤＩ）などの芳香脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。
【００２１】
ポリオール成分は、２つ以上の水酸基を有する化合物である。ポリオール成分は、数平均分子量が６０以上、４００未満、好ましくは、３００以下の低分子量ポリオールと、数平均分子量が４００以上、好ましくは、５００以上、１００００以下、好ましくは、５０００以下の高分子量ポリオールとを含む。
【００２２】
低分子量ポリオールとしては、例えば、１，２−エタンジオール（エチレングリコール）、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどの直鎖ジオール、例えば、１，２−プロパンジオール（プロピレングリコール）、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオールなどの分岐鎖ジオールなどが挙げられる。
【００２３】
高分子量ポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン共重合体、ポリテトラメチレンエーテルポリオールなどのポリエーテルポリオール、例えば、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
【００２４】
好ましくは、ポリウレタン樹脂は、脂環族ポリイソシアネートを含むポリイソシアネート成分と、ポリオール成分との重合物である。より好ましくは、ポリウレタン樹脂は、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンを含むポリイソシアネート成分と、ポリオール成分との重合物である。さらに好ましくは、ポリウレタン樹脂は、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの高トランス体（ポリイソシアネート成分）とポリテトラメチレンエーテルグリコール（高分子量ポリオール）との反応物であるプレポリマーと、鎖伸長剤としての１，４−ブチレングリコール（低分子量ポリオール）との重合物である。
【００２５】
なお、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの高トランス体とは、トランス−１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（トランス体）と、シス−１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（シス体）との混合物であって、トランス体を、例えば、５０モル％以上、好ましくは、７５モル％以上、より好ましくは、８０モル％以上、さらに好ましくは、８５モル％以上、例えば、９６モル％以下、好ましくは、９３モル％以下含有するものをいう。
【００２６】
ペレット製造装置１は、図１に示すように、原料タンク２と、原料乾燥機３と、押出成形機４と、搬送装置５と、冷却装置の一例としての送風機６Ａと、冷却装置の一例としての散水機６Ｂと、切断装置の一例としてのペレタイザー７と、脱水機８と、選別機９と、ペレット乾燥機１０とを備える。
【００２７】
原料タンク２には、原料として、熱可塑性樹脂の不定形粉砕物が貯留される。原料タンク２内の原料は、気力輸送などの輸送方法により、原料乾燥機３へ輸送される。
【００２８】
原料乾燥機３は、原料タンク２から輸送された原料を乾燥する。詳しくは、原料乾燥機３は、除湿乾燥機であり、吸湿剤等によって水分が除去された乾燥空気を用いて、原料を乾燥する。原料乾燥機３によって乾燥された原料は、気力輸送などの輸送方法により、押出成形機４に輸送される。
【００２９】
押出成形機４は、原料（熱可塑性樹脂の不定形粉砕物）を溶融して、溶融した熱可塑性樹脂（溶融樹脂）をストランド状に押し出す。押出成形機４は、バレル４Ａと、ギアポンプ４Ｂと、スクリーンチェンジャー４Ｃと、ダイ４Ｄとを備える。
【００３０】
バレル４Ａは、原料を押し出しながら溶融する。バレル４Ａは、水平方向の一方向（押出方向）に延びる筒形状を有する。バレル４Ａ内には、図示しないスクリューが設けられる。バレル４Ａの押出方向上流側端部に投入された原料は、バレル４Ａ内で加熱され、溶融される。また、原料は、溶融されながら、スクリューによって、バレル４Ａの押出方向下流側端部へ向かって押し出される。
【００３１】
ギアポンプ４Ｂは、バレル４Ａの押出方向下流側端部に取り付けられる。ギアポンプ４Ｂは、溶融樹脂を定量吐出する。
【００３２】
溶融樹脂の吐出量Ｑは、例えば、１０ｋｇ／ｈ以上、好ましくは、１５ｋｇ／ｈ以上である。
【００３３】
また、溶融樹脂の密度ρＬは、２５０℃のときに、例えば、８００ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは、９００ｋｇ／ｍ３以上であり、例えば、１２００ｋｇ／ｍ３以下、好ましくは、１１００ｋｇ／ｍ３以下である。
【００３４】
スクリーンチェンジャー４Ｃは、内部に、交換可能なスクリーンを備える。スクリーンは、ギアポンプ４Ｂから吐出された溶融樹脂から未溶融樹脂などの不純物を除去する。スクリーンチェンジャー４Ｃは、ギアポンプ４Ｂとダイ４Ｄとの間に介在される。
【００３５】
ダイ４Ｄは、ギアポンプ４Ｂの吐出方向（押出方向と同じ方向）において、ギアポンプ４Ｂおよびスクリーンチェンジャー４Ｃの下流側に配置される。ダイ４Ｄは、図２に示すように、溶融樹脂を吐出するための複数の吐出穴４Ｅを有する。ダイ４Ｄは、スクリーンチェンジャー４Ｃを通過した溶融樹脂を複数の吐出穴４Ｅから吐出することによって、溶融樹脂を複数のストランドＳとして成形する。複数の吐出穴４Ｅは、幅方向に並ぶ。幅方向は、吐出方向および上下方向と直交する方向である。各吐出穴４Ｅは、幅方向において、互いに間隔を隔てる。各吐出穴４Ｅは、円形状である。すなわち、ダイ４Ｄから吐出されたストランドＳは、円柱形状である。
【００３６】
吐出穴４Ｅの個数ｎは、例えば、２個以上、好ましくは、４個以上であり、例えば、１００個以下、好ましくは、５０個以下である。
【００３７】
各吐出穴４Ｅの径は、例えば、２．０ｍｍ以上、好ましくは、２．５ｍｍ以上であり、例えば、６．０ｍｍ以下、好ましくは、５．０ｍｍ以下である。
【００３８】
各吐出穴４Ｅの間隔は、例えば、４．０ｍｍ以上、好ましくは、５．０ｍｍ以上であり、例えば、２０．０ｍｍ以下、好ましくは、１５．０ｍｍ以下である。
【００３９】
搬送装置５は、押出成形機４から押し出された複数のストランドＳをペレタイザー７へ向かって搬送する。搬送装置５は、押出成形機４とペレタイザー７との間に配置される。搬送装置５は、搬送ベルト５Ａを備える。
【００４０】
搬送ベルト５Ａは、離型処理されたエンドレスベルトである。搬送ベルト５Ａは、複数のローラの周りに掛けられている。搬送ベルト５Ａの上面には、押出成形機４から押し出されたストランドＳが載置される。搬送ベルト５Ａは、複数のローラによって、その上面が押出成形機４からペレタイザー７へ向かって移動するように、周回される。これにより、搬送ベルト５Ａの上面に載置されたストランドＳは、押出成形機４からペレタイザー７へ向かって搬送される。
【００４１】
搬送速度νｂは、例えば、１．０ｍ／分以上、好ましくは、２．０ｍ／分以上であり、例えば、１０．０ｍ／分以下、好ましくは、５．０ｍ／分以下である。
【００４２】
ここで、ダイ４Ｄから吐出されたストランドＳが、円柱形状を維持したまま搬送ベルト５Ａによって搬送されると仮定すると、ストランドＳの径Ｄｓは、下記数式によって計算される。
【００４３】
【数１】
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【００４４】
（上記式中、Ｑは、押出成形機４の吐出量であり、ｎは、吐出穴４Ｅの個数であり、ρＬは、溶融樹脂の密度であり、νｂは、搬送装置５の搬送速度である。）
ストランドＳの径Ｄｓは、例えば、１．０ｍｍ以上、好ましくは、２．０ｍｍ以上であり、例えば、６．０ｍｍ以下、好ましくは、５．０ｍｍ以下である。
【００４５】
しかし、現実には、図３に示すように、成形温度における溶融樹脂の粘度が低い熱可塑性樹脂のストランドＳは、ダイ４Ｄから吐出されて搬送ベルト５Ａの上面に接触したときに、自重によって拡がって、円柱形状から扁平に変形する。
【００４６】
そのため、ストランドＳが搬送ベルト５Ａによって搬送されるとき、ストランドＳの幅Ｗ（幅方向における長さ）は、上記した数式によって計算されたストランドＳの径Ｄｓよりも大きくなり、隣り合うストランドＳ同士が付着する可能性がある。
【００４７】
そこで、ペレット製造装置１では、ストランドＳの径Ｄｓに対する押出成形機４の吐出穴４Ｅの間隔Ｌｄ（図２参照）の比率Ｌｄ／Ｄｓは、例えば、２以上、好ましくは、２．５以上であり、例えば、４以下、好ましくは、３．５以下である。
【００４８】
比率Ｌｄ／Ｄｓが上記下限値以上であると、隣り合うストランドＳ同士の間隔を確保でき、隣り合うストランドＳ同士が付着することを抑制できる。また、比率Ｌｄ／Ｄｓが上記上限値以下であると、ストランドＳの本数を確保できる。
【００４９】
送風機６Ａおよび散水機６Ｂは、搬送装置５によって搬送されている複数のストランドＳを冷却する。
【００５０】
送風機６Ａは、搬送装置５によって搬送されているストランドＳを空冷する。送風機６Ａは、空気を吐出するノズルを備える。送風機６Ａのノズルは、ストランドＳが搬送される搬送方向において、搬送ベルト５Ａの上流側に配置される。また、送風機６Ａのノズルは、搬送ベルト５Ａの上方に、間隔を隔てて配置される。
【００５１】
散水機６Ｂは、搬送装置５によって搬送されているストランドＳを水冷する。散水機６Ｂは、水を吐出するノズルを備える。散水機６Ｂのノズルは、搬送方向において、送風機６Ａのノズルよりも下流側に配置される。詳しくは、散水機６Ｂのノズルは、搬送方向における搬送ベルト５Ａの下流端に対して、上方に配置される。
【００５２】
ペレタイザー８は、ストランドカット用のペレタイザーである。ペレタイザー８は、押出成形機４から押し出された複数のストランドＳを、所定の長さごとに切断する。すなわち、ペレタイザー８は、押出成形機４から押し出された樹脂を切断する。これにより、所定の形状を有するペレットＰが成形される。ペレタイザー８は、押出成形機４から水平方向一方向に離れて配置される。ペレタイザー８は、搬送方向において、搬送装置５の下流側に配置される。
【００５３】
脱水機８は、ペレタイザー８によって成形されたペレットＰを脱水する。脱水機８としては、例えば、公知の流動相型乾燥機が挙げられる。市販されている流動相型乾燥機としては、例えば、振動流動層乾燥機ＶＤＦ型（株式会社徳寿工作所製）、横型多室式連続流動層乾燥装置（株式会社栗本鐵工所製）、ミストラルシリーズ（株式会社タナカ製）などが挙げられる。脱水機８によって脱水されたペレットＰは、気力輸送などの輸送方法により、選別機９へ輸送される。
【００５４】
選別機９は、ペレットＰを、適合品と不適合品とに選別する。適合品とは、所定の形状および所定のサイズを有するペレットＰを指す。不適合品とは、例えば、複数のペレットＰが連なった連粒ペレットや、所定の形状と異なる（すなわち、適合しない）形状を有する異形ペレットを指す。選別機９によって適合品として選別されたペレットＰは、気力輸送などの輸送方法により、ペレット乾燥機１０へ輸送される。
【００５５】
ペレット乾燥機１０は、適合品として選別されたペレットＰを乾燥する。詳しくは、ペレット乾燥機１０は、除湿乾燥機であり、吸湿剤等によって水分が除去された乾燥空気を用いて、ペレットＰを乾燥する。
【００５６】
このペレット製造装置１によれば、ストランドＳの径Ｄｓに対する押出成形機４の吐出穴４Ｅの間隔Ｌｄの比率Ｌｄ／Ｄｓが特定の範囲（２以上、４以下）に調整されている。
【００５７】
そのため、ストランドＳが搬送ベルト５Ａによって搬送されるときに、隣り合うストランドＳ同士の間隔を確保できる。
【００５８】
その結果、隣り合うストランドＳ同士が付着することを抑制できる。
【実施例】
【００５９】
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「％」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
【００６０】
＜ポリウレタン樹脂＞
ポリウレタン樹脂として、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの高トランス体（ポリイソシアネート成分、トランス体８５モル％含有）と、数平均分子量２０００のポリテトラメチレンエーテルグリコール（高分子量ポリオール）との反応物であるプレポリマーと、鎖伸長剤としての１，４−ブタンジオール（低分子量ポリオール）との重合物を用いた。
【００６１】
ポリウレタン樹脂の２５０℃における粘度は、３５Ｐａ・ｓであった。
【００６２】
＜実施例および比較例＞
図１に示すペレット製造装置において、吐出穴の個数ｎ、および、吐出穴の間隔Ｄｄが表１に示すように調整されたダイを用いて、吐出量Ｑ、および、搬送速度νｂを表１に示すように設定し、ポリウレタン樹脂のペレットを製造した。なお、吐出されるポリウレタン樹脂（溶融樹脂）の温度は、２４４℃から２５５℃であった。また、この温度範囲において、吐出穴の出口における溶融樹脂の粘度は、１２Ｐａ・ｓから１２２Ｐａ・ｓであった。また、この温度範囲における溶融樹脂の密度ρＬは、９８８ｋｇ／ｍ３であった。
【００６３】
実施例１〜５では、隣接するストランド同士が付着することなく、ペレットを製造することができた。
【００６４】
一方、比較例１〜６では、隣接するストランド同士が付着し、ペレットを製造することができなかった。
【００６５】
なお、下記表１には、ペレット化が可能であったか否（ペレット化の可否）か、および、適合品の収率（吐出量に対する適合品の質量の百分率）を記載する。
【００６６】
【表１】
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【符号の説明】
【００６７】
１      ペレット製造装置
４      押出成形機
５      搬送装置
６Ａ    送風機
６Ｂ    散水機
８      ペレタイザー
Ｓ      ストランド
【図１】
2019155639.tif 000007
【図２】
2019155639.tif 000008
【図３】
2019155639.tif 000009