(57)【要約】      （修正有）【課題】結露が悪影響を及ぼさない程度の目標湿度に安定的に調整されたブロア風によってペレットを冷却することができる空冷式ペレット製造装置を提供する。【解決手段】ブロア風を生成するブロア１と、ブロア１に一端側が接続されたブロア風搬送配管２と、ブロア風搬送配管２の内部に設けられたミスト供給部を有し、当該ミスト供給部から調整可能なミスト量で水を供給するミスト供給装置３と、ブロア風搬送配管２の他端側に接続されると共に、冷却処理前のペレットが供給されるペレット冷却部７と、ブロア風搬送配管２におけるミスト供給部よりもペレット冷却部７側の領域でのブロア風の相対湿度を検出する湿度検出部１２と、湿度検出部１２により検出された相対湿度に応じて、ミスト供給部におけるミスト量を調整させるミスト供給制御部２０と、を備える空冷式ペレット製造装置。【選択図】図１
2015145123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロア風を生成するブロアと、
前記ブロアに一端側が接続されたブロア風搬送配管と、
前記ブロア風搬送配管の内部に設けられたミスト供給部を有し、当該ミスト供給部から調整可能なミスト量でミストを供給するミスト供給装置と、
前記ブロア風搬送配管の他端側に接続されると共に、冷却処理前のペレットが供給されるペレット冷却部と、
前記ブロア風搬送配管における前記ミスト供給部よりも前記ペレット冷却部側の領域でのブロア風の相対湿度を検出する湿度検出部と、
前記湿度検出部により検出された相対湿度に応じて、前記ミスト供給部におけるミスト量を調整させるミスト供給制御部と、
を備えたことを特徴とする空冷式ペレット製造装置。
【請求項２】
前記ミスト供給制御部は、前記湿度検出部により検出された相対湿度が所定の設定相対湿度以上になった場合に、前記ミスト供給部におけるミスト量を所定量だけ減少させるか、又は、前記ミスト供給部におけるミストの供給を停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の空冷式ペレット製造装置。
【請求項３】
前記ミスト供給装置は、水を調整可能な供給量で供給する水供給機構と、圧縮空気を調整可能な空気圧で生成する圧縮空気電磁弁と、を更に有しており、
前記ミスト供給部は、前記水供給機構から供給される水と前記圧縮空気電磁弁で生成される圧縮空気とからミストを生成して供給するミストノズルであり、
前記ミスト供給制御部は、前記湿度検出部により検出された相対温度に応じて、前記水供給機構から前記ミストノズルに供給される水の供給量、及び、前記圧縮空気電磁弁で生成される空気圧のうちの少なくとも一方を調整させることで、前記ミスト供給部におけるミスト量を調整させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空冷式ペレット製造装置。
【請求項４】
前記ミスト供給制御部は、０．１リットル／ｈ〜０．８リットル／ｈの範囲でミスト量を調整させるようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空冷式ペレット製造装置。
【請求項５】
ブロア風を生成する工程と、
前記ブロア風にミストを供給して当該ブロア風を冷却する工程と、
前記ミストにより冷却されたブロア風を用いてペレットを冷却する工程と、
前記ミストにより冷却されたブロア風の相対湿度を検出する工程と、
前記検出された相対湿度に応じて、ブロア風に供給するミストのミスト量を調整する工程と、
を備えたことを特徴とする空冷式ペレット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空冷式の冷却装置を用いてペレットを製造する空冷式ペレット製造装置及び空冷式ペレット製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックフィルムなどの押出成形工程において発生する端材は、原料として再利用するために、ペレット化されることが一般的である。このために、従来より種々のペレット製造装置が用いられている。ペレット製造装置は、ペレットが「樹脂粒」とも呼ばれることに対応して、造粒機とも呼ばれている。ペレット製造装置の基本原理は、フィルムの端材を再溶融した後、紐状に押出して、それを粒状にカットするというものである。
【０００３】
また、ペレット製造装置は、粒状にカットする際の状態に応じて、溶融状態でカットするホットカット方式（特許文献１、特許文献２）、冷却した後の状態でカットするコールドカット方式（特許文献３、特許文献４）、に分けられる。また、溶融状態の樹脂を冷却する態様によって、水を溶融樹脂に直接かける方式（特許文献１、特許文献２）、水をミストにして溶融樹脂にかける方式（特許文献３）、ブロア風を溶融樹脂に当てる方式（特許文献４）に分けることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５３５００
【特許文献２】特開２０１１−２０６９０８
【特許文献３】特開平１１−３００７３９
【特許文献４】特開平  ６−１７０８３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブロア風を溶融樹脂に当てる冷却方式は、水を用いないため、水に反応してしまったり水によって劣化してしまう樹脂を造粒する際に適している。しかしながら、環境温度が高い状況下では、ブロア風(冷却風）自体が高温化してしまうため、冷却能力が低下するという問題がある。冷却能力が十分でないと、ペレット同士が溶着してしまって、搬送配管が閉塞するというトラブルが発生してしまう。
【０００６】
このため、ブロア風を溶融樹脂に当てる冷却方式を採用しつつ、環境温度が高い状況下であっても冷却能力の低下の問題が生じないようにすることが望まれる。
【０００７】
また、ブロアが吸気する気体の湿度（環境湿度）が上昇すると、搬送配管内のブロア風の相対湿度が上昇して、ブロア風の水分が搬送配管内で結露し易くなる。このような結露の発生は、水に反応してしまったり水によって劣化してしまう樹脂をブロア風で冷却する場合には、防止されることが望ましい。特に、搬送配管内で結露が発生することは、搬送配管自体にサビが生じる等の理由から、防止されることが望ましい。
【０００８】
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、ブロア風を溶融樹脂に当てる冷却方式を採用しつつ、環境温度が高い状況下であっても冷却能力の低下の問題が生じないようにすることができ、また、結露が悪影響を及ぼさない程度の目標湿度に安定的に調整されたブロア風によってペレットを冷却することができる空冷式ペレット製造装置及び空冷式ペレット製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ブロア風を生成するブロアと、前記ブロアに一端側が接続されたブロア風搬送配管と、前記ブロア風搬送配管の内部に設けられたミスト供給部を有し、当該ミスト供給部から調整可能なミスト量でミストを供給するミスト供給装置と、前記ブロア風搬送配管の他端側に接続されると共に、冷却処理前のペレットが供給されるペレット冷却部と、前記ブロア風搬送配管における前記ミスト供給部よりも前記ペレット冷却部側の領域でのブロア風の相対湿度を検出する湿度検出部と、前記湿度検出部により検出された相対湿度に応じて、前記ミスト供給部におけるミスト量を調整させるミスト供給制御部と、を備えたことを特徴とする空冷式ペレット製造装置である。
【００１０】
本発明によれば、ブロア風がミストによって効果的に冷却されることにより、環境温度が高い状況下であっても冷却能力の低下の問題を回避することができる一方、冷却処理前のペレットに水やミストを直接に当てる方式とは異なり、水に反応してしまったり水によって劣化してしまう樹脂に対しても適用可能である。
【００１１】
また、ブロアが吸気する気体の湿度（環境湿度）が上昇すると、ブロア風搬送配管内のブロア風の相対湿度が上昇して、ミストが気化し難くなってブロア風搬送配管内及びペレット冷却部内において結露が発生し易くなる。このような場合、本発明によれば、ミスト供給制御部によってミスト量を減少させるか、又は、ミストの供給を停止させることにより、ブロア風搬送配管内及びペレット冷却部内において結露が発生することを防止することができる。これにより、水に反応してしまったり水によって劣化してしまう樹脂に適用された場合に、問題が生じることがない。更に、ブロア風搬送配管及びペレット冷却部内にサビが生じたり、ブロア風搬送配管内及びペレット冷却部内のクリーン環境が阻害されたりすることを、防止することができる。以上のことから、ペレットの冷却処理の処理品質の安定性が向上して、ペレットの歩留まりが向上する、つまり造粒処理能力が向上する。
【００１２】
具体的には、ミスト供給制御部は、例えば、湿度検出部により検出された相対湿度が、所定の設定相対湿度以上になった場合に、ミスト供給部におけるミスト量を所定量だけ減少させるか、又は、ミスト供給部におけるミストの供給を停止させる。これにより、例えば、環境湿度が上昇して冷却前のブロア風の相対湿度が上昇した場合でも、結露が悪影響を及ぼさない程度の目標湿度に安定的に調整されたブロア風によってペレットを冷却することができる。所定の設定相対湿度とは、例えば、ミストがブロア風に供給された場合にミストが気化し難くなる相対湿度であり、例えば８５〜９５％等の範囲内で設定され得る。
【００１３】
前記ミスト供給装置は、水を調整可能な供給量で供給する水供給機構と、圧縮空気を調整可能な空気圧で生成する圧縮空気電磁弁と、を更に有しており、前記ミスト供給部は、前記水供給機構から供給される水と前記圧縮空気電磁弁で生成される圧縮空気とからミストを生成して供給するミストノズルであってもよい。そして、前記ミスト供給制御部は、前記湿度検出部により検出された相対温度に応じて、前記水供給機構から前記ミストノズルに供給される水の供給量、及び、前記圧縮空気電磁弁で生成される空気圧のうちの少なくとも一方を調整させることで、前記ミスト供給部におけるミスト量を調整させてもよい。
【００１４】
この場合、簡易な構成及び制御で、ミスト供給部におけるミスト量を調整させることができる。
【００１５】
また、本件発明者による実際の実験によれば、ミスト供給部によって供給されるミスト量が０．１リットル／ｈ〜０．８リットル／ｈである場合に、ミストが十分に気化して効率良くブロア風を冷却することが知見されている。これに対応して、ミスト供給制御部は、０．１リットル／ｈ〜０．８リットル／ｈの範囲でミスト量を調整させるようになっていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、ブロア風を生成する工程と、前記ブロア風にミストを供給して当該ブロア風を冷却する工程と、前記ミストにより冷却されたブロア風を用いてペレットを冷却する工程と、前記ミストにより冷却されたブロア風の相対湿度を検出する工程と、前記検出された相対湿度に応じて、ブロア風に供給するミストのミスト量を調整する工程と、を備えたことを特徴とする空冷式ペレット製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ブロア風がミストによって効果的に冷却されることにより、環境温度が高い状況下であっても冷却能力の低下の問題を回避することができる一方、冷却処理前のペレットに水やミストを直接に当てる方式とは異なり、水に反応してしまったり水によって劣化してしまう樹脂に対しても適用可能である。また、ブロア風を生成するための気体の湿度（環境湿度）が上昇すると、ブロア風の相対湿度が上昇して、ミストが気化し難くなって結露が発生し易くなるが、本発明によれば、ミスト量を減少させるか、又は、ミストの供給を停止させることにより、結露の発生を防止ないし抑制することができる。これにより、例えば、水に反応してしまったり水によって劣化してしまう樹脂に適用された場合に、問題が生じることがない。以上のことから、ペレットの冷却処理の処理品質の安定性が向上して、ペレットの歩留まりが向上する、つまり造粒処理能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の空冷式ペレット製造装置の概略図である。
【図２】図１の空冷式ペレット製造装置における、ミストの量とブロア風温度との関係を示す実験結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態の空冷式ペレット製造装置の概略図である。図１に示すように、本実施の形態の空冷式ペレット製造装置１０は、ブロア風を生成するブロア１と、ブロア１に一端側が接続されたブロア風搬送配管２と、ブロア風搬送配管２の内部に設けられたミストノズル３３を有し、当該ミストノズル３３から調整可能なミスト量でミストを供給するミスト供給装置３と、を備えている。
【００２０】
図１に示すように、ブロア風搬送配管２は、中央領域２ｃにおいて大径の円筒形状を有すると共に、テーパ領域２ｂ、２ｄを介して各端部領域２ａ、２ｅにおいては小径の円筒形状を有している。本実施の形態では、中央領域２ｃの長さが８０ｃｍとなっている。
【００２１】
ブロア１は、ブロア風搬送配管２の一方の端部領域２ａに接続されている。ブロア１によるブロア風の供給流量は、例えば５ｍ３／ｍｉｎ〜３０ｍ３／ｍｉｎである。
【００２２】
ミスト供給装置３は、水供給機構に対応する供給量調整弁付きの水タンク３１と、圧縮空気を調整可能な空気圧で生成する圧縮空気電磁弁３２と、を更に有している。そして、ミストノズル３３は、水タンク３１から供給される水と圧縮空気電磁弁３２で生成される圧縮空気とからミストを生成して、ブロア風搬送配管２の内部に供給するようになっている。水タンク３１及び圧縮空気電磁弁３２は、図１に示すように、ブロア風搬送配管２の外部に配置されている。
【００２３】
供給量調整弁付きの水タンク３１は、水の供給量を調整するための供給量調整弁（不図示）を有しており、当該供給量調整弁の開度が調整されることで、ミストノズル３３への水の供給量が調整可能となっている。また、圧縮空気電磁弁３２は、その開度が調整されることで、ミストノズル３３への圧縮空気の空気圧が調整可能となっている。
【００２４】
ミストノズル３３は、ブロア風搬送配管２の中央領域２ｃの端部領域２ａ側に設けられている。より具体的には、ブロア風搬送配管２の中央領域２ｃの内部は、直径１５０ｍｍの円柱状となっており、ミストノズル３３は、ブロア風搬送配管２の内部の中心軸方向にミストの噴射中心方向が向くように設置されている。ミストノズル３３は、噴霧粒径１０〜５０μｍ程度のミストを供給するようになっており、ミスト噴射の最大広がり角度は３０°程度である。また、ミストノズル３３によって供給されるミスト量は、ブロア風の供給流量に応じて、０．８リットル／ｈ以下、好ましくは０．１リットル／ｈ〜０．８リットル／ｈの範囲内で適宜に調整可能となっている。ここで、「／ｈ」とは、１時間あたりを意味する。供給されるミスト量が０．８リットル／ｈを超えると、ブロア風搬送配管２の内部に水滴が認められる場合があり、好ましくない。一方、供給されるミスト量が０．１リットル／ｈを下回ると十分な冷却効果が見込めない可能性が高いため、好ましくない。更に、ミストノズル３３によって供給されるミスト量は、冷却後のブロア風の相対湿度に応じても、適宜に調整可能となっている。この場合のミスト量の調整は、後述するミスト供給制御部２０によって行われる。
【００２５】
ブロア風搬送配管２の他方の端部領域２ｅに、冷却処理前のペレットが供給されるペレット冷却部７が接続されている。当該ペレット冷却部７には、冷却処理前のペレットとして、切断された直後のペレットが供給されるようになっている。具体的には、当該ペレット冷却部７には、フィルムの端材等の樹脂を再溶融して紐状に押出す押出機５が、成形用のダイ６を介して接続されている。そして、ペレット冷却部７の内部であって前記ダイ６の直上に、当該ダイ６によって成形されつつ押し出されてくる溶融樹脂を粒状にカットする回転カッタ７aが設けられている。
【００２６】
そして、ペレット冷却部７には、公知の種々の搬送系の何れか（不図示）を介して、ペレット回収部８が接続されている。
【００２７】
そして、本実施の形態の空冷式ペレット製造装置１０は、ブロア風搬送配管２におけるミストノズル３３よりもペレット冷却部７側の領域でのブロア風の相対湿度を検出する湿度検出部１２と、湿度検出部１２により検出された相対湿度に応じてミストノズル３３におけるミスト量を調整させるミスト供給制御部２０と、を更に備えている。
【００２８】
本実施の形態では、湿度検出部１２は、内部に湿度計（不図示）が配置された検出ボックス１２Ａと、検出ボックス１２Ａ内とブロア風搬送配管２の端部領域２e内とを連通させる配管１２Ｂと、を有している。湿度検出部１２は、ブロア風搬送配管２の端部領域２eを流れるブロア風の一部を、配管１２Ｂを介して検出ボックス１２Ａ内に受け入れ、当該検出ボックス１２Ａ内の湿度計によって当該ブロア風の一部の相対湿度を検出するようになっている。
【００２９】
本実施の形態では、ブロア風搬送配管２の端部領域２e内が検出ボックス１２Ａ内に連通しているが、ミスト供給部３３よりもペレット冷却部７側の領域を流れるブロア風の相対湿度が検出可能であれば、検出ボックス１２Ａ内と連通するブロア風搬送配管２の位置は端部領域２e以外であってもよい。また、ブロア風の一部が検出ボックス１２Ａ内に急激に流れることで相対湿度の検出が不安定となることを防ぐべく、配管１２Ｂに流量調整弁などが設けられてもよい。
【００３０】
本実施の形態のミスト供給制御部２０は、湿度検出部１２に電気的に接続されており、湿度検出部１２により検出された相対湿度値を自動的かつ連続的に（例えば、所定の時間間隔で）取得できるようになっている。また、ミスト供給制御部２０は、水タンク３１の供給量調整弁および圧縮空気電磁弁３２にも電気的に接続されている。そして、ミスト供給制御部２０は、取得した相対湿度値が所定の設定相対湿度以上となった場合に、水タンク３１の供給量調整弁および圧縮空気電磁弁３２のうちの少なくとも一方の開度を調整して、ミストノズル３３におけるミスト量を所定量だけ減少させるか、又は、ミストノズル３３におけるミストの供給を停止させるようになっている。前述の所定の設定相対湿度は、ミストがブロア風に供給された場合にミストが気化し難い相対湿度に設定されており、例えば９５％等に設定される。設定相対湿度は、ミスト量の減少が必要以上に行われて冷却能力が低下してしまうことがないように、７０〜９０％の範囲で設定されることが好ましい。
【００３１】
次に、以上のような本実施の形態の空冷式ペレット製造装置１０の作用について説明する。
【００３２】
ブロア１から供給されるブロア風は、ブロア風搬送配管２を経てからペレット冷却部７に搬送されるが、ブロア風搬送配管２に設けられたミストノズル３３からミストが供給されることによって、搬送途中で極めて効果的に冷却される。
【００３３】
図２は、ミストノズル３３によって供給されるミストの量と、ブロア風温度と、の関係を示す実験結果のグラフである。図２の実線に示すように、ミストノズル３３からミストが供給されることによって、ブロア風は極めて効果的に冷却される。これにより、環境温度が高い状況下であっても冷却能力の低下の問題を回避することができる。
【００３４】
一方、ペレット冷却部７には、切断された直後のペレットが供給される。具体的には、押出機５によってフィルムの端材等の樹脂が再溶融されて紐状に押し出され、成形用のダイ６を介して成形され、回転カッタ７aによって粒状に切断された溶融樹脂が、ペレット冷却部７の内部に冷却処理前のペレットとして連続的に供給される。そして、ペレット冷却部７には、前述の通り効果的に冷却されたブロア風が搬送されてきているため、粒状に切断された冷却処理前のペレット（溶融樹脂）は再度溶着する前に効果的に冷却される。
【００３５】
ここで、ブロア風搬送配管２の中央領域２ｃの長さが８０ｃｍ以上であることにより、ミストは十分に気化して効率良くブロア風を冷却し、ミストがミスト状態のまま溶融樹脂に接触することが有効に防止される。従って、本実施の形態の空冷式ペレット製造装置１０は、水に反応してしまったり水によって劣化してしまう樹脂に対しても適用可能である。
【００３６】
さらに、本実施の形態の空冷式ペレット製造装置１０によれば、ミストノズル３３が設けられているブロア風搬送配管２の中央領域２ｃの内部が直径１５０ｍｍ以上の円筒状であるため、ミストが十分に気化して効率良くブロア風を冷却し、ミストがミスト状態のままブロア風搬送配管２の内表面に到達（接触）することが抑制される。このため、ミストが結露してブロア風搬送配管２の内部に水として溜まってしまうということも効果的に回避される。
【００３７】
また、ブロアが吸気する気体の湿度（環境湿度）が上昇すると、ブロア風搬送配管２内のブロア風の相対湿度が上昇して、ミストが気化し難くなってブロア風搬送配管２内及びペレット冷却部７内において結露が発生し易くなる。このような場合、本実施の形態の空冷式ペレット製造装置１０によれば、ミスト供給制御部２０によってミスト量を減少させるか、又は、ミストの供給を停止させることにより、ブロア風搬送配管２内及びペレット冷却部７内において結露が発生することを防止することができる。これにより、水に反応してしまったり水によって劣化してしまう樹脂に適用された場合に、問題が生じることがない。更に、ブロア風搬送配管２及びペレット冷却部７内にサビが生じたり、ブロア風搬送配管２内及びペレット冷却部７内のクリーン環境が阻害されたりすることを、防止することができる。以上のことから、ペレットの冷却処理の処理品質の安定性が向上して、ペレットの歩留まりが向上する、つまり造粒処理能力が向上する。
【００３８】
ミスト供給制御部２０は、例えば、湿度検出部１２により検出された相対湿度が、所定の設定相対湿度以上になった場合に、ミストノズル３３におけるミスト量を所定量だけ減少させるか、又は、ミストの供給を停止させる。例えば、所定の設定相対湿度は、ミストがブロア風に供給された場合にミストが気化し難くなる相対湿度であり、例えば９５％に設定される。この場合、ミスト供給制御部２０は、湿度検出部１２により検出された相対湿度が９５％となったときに、ミストノズル３３におけるミスト量を所定量（例えば０．１リットル／ｈ）だけ減少させるか、又は、ミストの供給を停止させる。これにより、例えば、環境湿度が上昇して冷却前のブロア風の相対湿度が上昇した場合でも、結露が悪影響を及ぼさない程度の目標湿度に安定的に調整されたブロア風によってペレットを冷却することができる。
【００３９】
また、本実施の形態のミスト供給制御部２０は、ミストノズル３３におけるミスト量を所定量だけ減少させた後、又は、ミストの供給を停止させた後、湿度検出部１２により検出された相対湿度が前述の所定の設定相対湿度以下に戻った場合に、ミストノズル３３におけるミスト量を減少前のミスト量に復帰させる。これにより、結露の発生を防止しつつブロア風に対する冷却能力を維持することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  ブロア
２  ブロア風搬送配管
２ａ  端部領域
２ｂ  テーパ領域
２ｃ  中央領域
２ｄ  テーパ領域
２ｅ  端部領域
３  ミスト供給装置
５  押出機
６  ダイ
７  ペレット冷却部
８  ペレット回収部
１０  空冷式ペレット製造装置
１２  湿度検出部
１２Ａ  検出ボックス
１２Ｂ  配管
２０  ミスト供給制御部
３１  供給量調整弁付きの水タンク（水供給機構）
３２  圧縮空気電磁弁
３３  ミストノズル（ミスト供給部）
【図１】
2015145123.tif 000003
【図２】
2015145123.tif 000004