(57)【要約】【課題】ストランド状物同士の融着を防ぎ、所望の形状のペレットを安定して製造することが可能な樹脂ペレットの製造装置を提供する。【解決手段】本発明の樹脂ペレットの製造装置は、溶融樹脂をストランド状に吐出し、複数のストランド状物５０とするストランド状物吐出手段１０と、ストランド状物５０が流下可能な複数の案内溝２１を有し、ストランド状物吐出手段１０より吐出されたストランド状物５０が落下するガイドプレート２０と、ストランド状物５０をペレット状に切断する切断手段４０とを有し、ガイドプレート２０の案内溝２１の最大深さａ（ｍｍ）および幅ｂ（ｍｍ）が下記式（１）及び（２）を充足することを特徴とする。０．４≦ａ／ｘ≦０．８・・・（１）、０．６≦ｂ／ｘ≦１．２・・・（２）（但し、ｘはストランド状物のガイドプレート落下時の直径（ｍｍ）を示す。）【選択図】  図１
2004188613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂をストランド状に吐出し、複数のストランド状物とするストランド状物吐出手段と、
ストランド状物が流下可能な複数の案内溝を有し、前記ストランド状物吐出手段より吐出されたストランド状物が落下するガイドプレートと、
ストランド状物をペレット状に切断する切断手段とを有する樹脂ペレットの製造装置において、
前記ガイドプレートの案内溝の最大深さおよび幅が下記式（１）および（２）を充足することを特徴とする樹脂ペレットの製造装置。
０．４≦ａ／ｘ≦０．８・・・（１）
０．６≦ｂ／ｘ≦１．２・・・（２）
（但し、式中、ａは案内溝の最大深さ（ｍｍ）、ｂは案内溝の幅（ｍｍ）、ｘはストランド状物のガイドプレート落下時の直径（ｍｍ）を示す。）
【請求項２】
ストランド状物の前記ガイドプレート落下時の直径ｘが、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂ペレットの製造装置。
【請求項３】
複数の溶融樹脂のストランド状物を、ストランド状物が流下可能な複数の案内溝を有するガイドプレート上に落下させた後、ペレット状に切断する樹脂ペレットの製造方法において、
前記ガイドプレートの案内溝の最大深さおよび幅が下記式（１）および（２）を充足することを特徴とする樹脂ペレットの製造方法。
０．４≦ａ／ｘ≦０．８・・・（１）
０．６≦ｂ／ｘ≦１．２・・・（２）
（但し、式中、ａは案内溝の最大深さ（ｍｍ）、ｂは案内溝の幅（ｍｍ）、ｘはストランド状物のガイドプレート落下時の直径（ｍｍ）を示す。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストランド状物同士の融着を防ぎ、所望の形状のペレットを安定して製造することが可能な樹脂ペレットの製造装置および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ナイロンやポリエステル等の熱可塑性合成樹脂の一般的なバッチ式製造工程においては、反応槽内で高温下、溶融状態で重合反応を行い、生成された溶融樹脂を多数の吐出口を有する吐出ダイから押出して複数のストランド状物とし、多数の案内溝を有するガイドプレート（いわゆるシュート板）上を冷却水と共に流下させ冷却固化した後、切断機で切断し、ペレット化することが広く行われている。この方法では、ストランド状物がガイドプレートに設けられた案内溝内に１本ずつ位置することで、所望の形状のペレットが得られる。
【０００３】
しかしながら、ペレット化開始の低張力時や、気泡の巻き込みあるいはストランド状物にかかる張力のアンバランスが発生した際には、ストランド状物の流下乱れが発生し、１個の案内溝に対して複数のストランド状物が入って互いに融着し、得られるペレットの形状が不良となることがあった。かかる問題が生じると、手動であるいは治具等を用いて、ストランド状物を分離する、ストランド状物を１本ずつ対応する案内溝に移し変えるなどの作業が必要となる。かかる作業は手間がかかり、生産性の低下にも繋がる。
【０００４】
そこで、ストランド状物同士の融着を防止し、所望の形状のペレットを安定して製造する技術として、特許文献１および２には、ガイドプレート上に落下したストランド状物を機械的に上下あるいは振動させることで、１個の案内溝に入った複数のストランド状物を１本ずつ所定の溝に分離する方法が開示されている。また、特許文献３には、ストランド状物を連続的に撮像し、画像解析によって位置情報を得、ストランド状物の位置に異常があれば、電動式ガイドプレートによりストランド状物を移動させ、１本ずつ所定の案内溝に分離する方法が開示されている。しかしながら、いずれの方法も、ストランド状物の振動や移動のための複雑な機構や、これを駆動するためのエネルギーが必要であり、既存の装置の大幅な改造とメインテナンス、製造コストの増大を余儀なくされる。
【０００５】
また、特許文献４には、ガイドプレートの案内溝の幅をストランド状物の入口側では広く出口側に行くに従い狭くすることで、ストランド状物の案内溝からの離脱によるストランド状物同士の融着を防ぐ方法が開示されている。しかしながら、この方法では、ストランド状物が１本ずつ案内溝に配置された場合には効果的であるが、気泡巻き込み等によってストランド状物の流下乱れが発生し、１個の案内溝に複数のストランド状物が入ってしまうと、これを分離する手段はなく、手動操作等による復旧作業を行わない限り、不良ペレットを製造し続けてしまう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１−２４４８０９号公報
【特許文献２】
特開平１０−１９３３４６号公報
【特許文献３】
特開平１１−７７６７０号公報
【特許文献４】
特開２００２−１８８４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複雑な機構を要することなく、ストランド状物同士の融着を防ぎ、所望の形状のペレットを安定して製造することが可能な樹脂ペレットの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するべく検討を行った結果、以下の樹脂ペレットの製造装置および製造方法を発明するに到った。
【０００９】
本発明の樹脂ペレットの製造装置は、溶融樹脂をストランド状に吐出し、複数のストランド状物とするストランド状物吐出手段と、ストランド状物が流下可能な複数の案内溝を有し、前記ストランド状物吐出手段より吐出されたストランド状物が落下するガイドプレートと、ストランド状物をペレット状に切断する切断手段とを有する樹脂ペレットの製造装置において、前記ガイドプレートの案内溝の最大深さおよび幅が下記式（１）および（２）を充足することを特徴とする。
０．４≦ａ／ｘ≦０．８・・・（１）
０．６≦ｂ／ｘ≦１．２・・・（２）
（但し、式中、ａは案内溝の最大深さ（ｍｍ）、ｂは案内溝の幅（ｍｍ）、ｘはストランド状物のガイドプレート落下時の直径（ｍｍ）を示す。）
【００１０】
本発明の樹脂ペレットの製造方法は、複数の溶融樹脂のストランド状物を、ストランド状物が流下可能な複数の案内溝を有するガイドプレート上に落下させた後、ペレット状に切断する樹脂ペレットの製造方法において、前記ガイドプレートの案内溝の最大深さおよび幅が下記式（１）および（２）を充足することを特徴とする。
０．４≦ａ／ｘ≦０．８・・・（１）
０．６≦ｂ／ｘ≦１．２・・・（２）
（但し、式中、ａは案内溝の最大深さ（ｍｍ）、ｂは案内溝の幅（ｍｍ）、ｘはストランド状物のガイドプレート落下時の直径（ｍｍ）を示す。）
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図１に基づいて、本発明に係る実施形態の樹脂ペレットの製造装置、および該装置を用いた樹脂ペレットの製造方法について説明する。図１において、（ａ）は本実施形態の樹脂ペレットの製造装置の全体構成を示す斜視図、（ｂ）は後記する第１のガイドプレートを拡大して示す斜視図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の樹脂ペレットの製造装置は、ストランド状物を吐出する吐出ダイ（ストランド状物吐出手段）１０と、ストランド状物が落下する第１のガイドプレート２０と、ストランド状物を冷却固化する第２のガイドプレート３０と、ストランド状物をペレット状に切断する切断機（切断手段）４０とから概略構成されており、第１のガイドプレート２０の構成が特徴的なものとなっている。
【００１３】
吐出ダイ１０は、所定のピッチで一方向に配列された多数の吐出口（図示略）を備えたもので、バッチ式重合反応槽（図示略）等にて生成され、吐出ダイ１０に供給された溶融樹脂が、吐出口を通じて押出され、ストランド状に吐出されることによって、溶融樹脂のストランド状物５０が生成される。
【００１４】
吐出ダイ１０の下方には第１のガイドプレート２０が傾斜して配置されており、吐出ダイ１０により生成されたストランド状物５０は、第１のガイドプレート２０上に落下する。ストランド状物５０がガイドプレート２０に融着しないように、第１のガイドプレート２０の表面には、その上部から全面に渡って冷却水が均等に流され、水膜が形成された状態となっている。また、第１のガイドプレート２０の表面には、ストランド状物５０をガイドする多数の案内溝２１が形成されている。案内溝２１は、冷却水を均等に流下させ、冷却水をストランド状物５０に対して均等に接触させる機能も有する。
【００１５】
第１のガイドプレート２０の下端部に隣接して、第２のガイドプレート３０が第１のガイドプレート２０よりも大きい傾斜角度で傾斜して配置されている。さらに、第２のガイドプレート３０の表面に沿って、複数の冷却水噴射ノズル６０が設けられている。そして、第１のガイドプレート２０から流れてくる冷却水と、冷却水噴射ノズル６０から供給される冷却水の双方により、第２のガイドプレート３０上を流下するストランド状物５０が冷却固化される。また、第２のガイドプレート３０の表面には、第１のガイドプレート２０と同様、ストランド状物５０をガイドすると共に、冷却水を均等に流下させ、冷却水をストランド状物５０に対して均等に接触させるための多数の案内溝（図示略）が形成されている。
【００１６】
第２のガイドプレート３０の下方には、ストランド状物５０に張力を付与して引き取るローラとストランド状物５０を切断する回転刃とからなる切断機４０が配置されている。切断機４０には、ストランド状物５０に冷却水を供給する機構も備えられている。なお、切断機４０を構成する複数の要素のうち、回転刃のみを図示してある。ストランド状物５０は切断機４０によって張力を付与されながら引き取られ、ペレット状に切断される。
以上のようにして、樹脂ペレットが製造される。製造された樹脂ペレットは、切断機４０により供給された冷却水によって冷却されながら、その水流によって分離機（図示略）等に搬送され、製品化される。
【００１７】
次に、図１（ｂ）に基づいて、第１のガイドプレート２０の構成について詳細に説明する。
上述したように、第１のガイドプレート２０は吐出ダイ１０側（図示奥側）が高く、第２のガイドプレート３０側（図示手前側）が低くなるように、傾斜して配置されている。第１のガイドプレート２０の表面においては、吐出ダイ１０側は平坦であるが、第２のガイドプレート３０側には、ストランド状物５０の流下方向に沿って、ストランド状物５０の数に応じた多数の案内溝２１が形成されている。案内溝２１は、ストランド状物５０の形状に合わせ、その内面は断面視円弧状に形成されている。また、図示するように、案内溝２１の上流側にテーパーが設けられている場合には、ストランド状物５０が案内溝２１内に安定して導かれ、好適である。
本実施形態では、ストランド状物５０の第１のガイドプレート２０落下時の直径（ストランド状物５０が吐出ダイ１０から落下し第１のガイドプレート２０上に接触した際の直径）をｘ（ｍｍ）とした時、各案内溝２１の最大深さａ（ｍｍ）および幅ｂ（ｍｍ）が下記式（１）および（２）を充足するように設定されている。
０．４≦ａ／ｘ≦０．８・・・（１）
０．６≦ｂ／ｘ≦１．２・・・（２）
【００１８】
また、本実施形態においては、ストランド状物５０の第１のガイドプレート２０落下時の直径ｘが、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることが好ましい。
直径ｘが３ｍｍ未満では、単位時間あたりにバッチ式反応槽から吐出される溶融樹脂量が少なくなり、吐出・ペレット化に要する時間が長くなる。その結果、反応終了後の反応槽内にある溶融樹脂の滞在時間が長くなり、長い熱履歴による製品性能の変質が生じる恐れがある。かかる問題は吐出ダイ１０の吐出口数を増やすことで解決できるが、幅広の吐出ダイ１０では末端部まで均一な直径のストランド状物５０を安定して形成することが困難になる共に、製造装置全体を大型化する必要が生じ必要費用も大きいものとなってしまう。
一方、直径ｘが７ｍｍを超えると、製造されるペレットも大きくなり、ペレット化された製品を使用する際に、押出し機でのかみこみ不良やホッパーでの払い出し不良等の不具合を招く恐れがある。
【００１９】
本実施形態の樹脂ペレットの製造装置は以上のように構成されており、樹脂ペレットの製造にあたっては、第１のガイドプレート２０および第２のガイドプレート３０上に冷却水を流した状態で、吐出ダイ１０より溶融樹脂の押出しを開始する。吐出ダイ１０により生成されたストランド状物５０は第１、第２のガイドプレート２０、３０を経て切断機４０に入った時点で、張力が印加され引き延ばされる。そして、ストランド状物５０は張力が印加された状態で、第２のガイドプレート３０上を流下する際等に冷却され、定常状態のストランド太さとなる。
【００２０】
従来の樹脂ペレットの製造装置においては、特にストランド状物が第１のガイドプレート上に落下する際に、１個の案内溝に対して複数のストランド状物が重なり合って供給され、ストランド状物同士が融着して、相互に融着したペレット（融着ペレット）やミスカットペレット等の不良形状品が製造されることがあった。
【００２１】
しかしながら、本実施形態では、第１のガイドプレート２０の案内溝２１が上記式（１）および（２）を充足するように構成したので、かかる恐れはない。
すなわち、本実施形態では、案内溝２１の最大深さａをストランド状物５０の第１のガイドプレート２０落下時の直径ｘよりも小さく設定し、案内溝２１の幅ｂをストランド状物５０の第１のガイドプレート２０落下時の直径ｘに近い値に設定することにより、第１のガイドプレート２０の各案内溝２１に、２本以上のストランド状物５０が入らないように構成している。その結果、ストランド状物５０は互いに融着することなく、第１のガイドプレート２０の案内溝２１内を１本ずつ確実に流下することになる。
【００２２】
また、ストランド状物５０が、第１のガイドプレート２０の案内溝２１内を１本ずつ流下する結果、ストランド状物５０は、それにかかる張力が最小となるように、吐出ダイ１０の吐出口の間隔とほぼ同じ位置を保つように配列する。すなわち、多数のストランド状物５０は互いに融着することなく、互いに平行に直線状に配列する。その結果、下流にある第２のガイドプレート３０の案内溝にも、ストランド状物５０が互いに融着することなく、１本ずつ完全に分離されて流下することになる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の樹脂ペレットの製造装置および該装置を用いた樹脂ペレットの製造方法によれば、ストランド状物５０同士の融着を防ぐことができるので、融着ペレットやミスカットペレット等の不良形状品の発生の恐れがなく、所望の形状のペレットを安定して製造することができる。しかも、従来の装置の第１のガイドプレートを交換するだけで良いので、複雑な機構を要することもなく、低コストでかかる効果を得ることができ、好適である。
また、本実施形態によれば、ペレット化開始時の低張力時や、気泡巻き込み等による突発的要因によって、ストランド状物５０の流下乱れが発生した際等に、第２のガイドプレート３０の案内溝に複数のストランド状物５０が入ることがあっても、外部から手を加えることなく、ストランド状物５０自身が持つ張力で、自ずと所定の案内溝に復旧するため、ストランド状物５０同士の融着は発生せず、良質なペレットを安定して製造できる。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明に係る実施例および比較例について説明する。
（実施例）
上記実施形態と同様の樹脂ペレットの製造装置を作製し、樹脂ペレットの製造を行った。
反応槽から供給された固有粘度０．７のポリエチレンテレフタレート２０００ｋｇを、６０個の吐出口を有する吐出ダイにより、第１のガイドプレート落下時の直径が５ｍｍとなるように吐出した後、水冷切断し、３０分間樹脂ペレットを製造した。なお、第１のガイドプレートの案内溝の最大深さは４ｍｍ、幅は６ｍｍ、ピッチは１０ｍｍとした。
吐出開始直後には、第２のガイドプレートの４個の案内溝に複数のストランド状物が入り、ストランド状物同士の融着が発生したが、数秒経過後には各ストランド状物は自らの張力で所定の案内溝に復帰し、問題は直ちに解消された。
また、吐出終了前５〜６分の時点で、気泡巻き込みによるストランド切れおよび乱れが発生し、第２のガイドプレートの３個の案内溝に複数のストランド状物が入ったが、数秒経過後には各ストランド状物は自らの張力で所定の案内溝に復帰し、問題は直ちに解消された。
このように、本実施例では、外部から手を加えることなく、ストランド状物の融着は直ちに解消され、所望の形状のペレットを安定して製造することができた。
【００２５】
（比較例）
第１のガイドプレートの案内溝の最大深さを７．５ｍｍ、幅を８ｍｍとした以外は実施例と同様にして、樹脂ペレットを製造した。
吐出開始直後には、第１のガイドプレートの３個の案内溝に複数のストランド状物が入り、ストランド状物同士の融着が発生した。その後２分間経過しても復旧しないため、治具を用いた手動作業にて、各ストランド状物を所定の案内溝内に配置させ、問題を解消した。
また、吐出終了５分前に、気泡巻き込みによるストランド切れおよび乱れが発生し、第１のガイドプレートの２個の案内溝に複数のストランド状物が入り、ストランド状物同士の融着が発生した。吐出終了までストランド状物が所定の案内溝に戻ることはなく、融着したストランド状物による異形状ペレットが多量に発生した。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、複雑な機構を要することなく、ストランド状物同士の融着を防ぎ、所望の形状のペレットを安定して製造することが可能な樹脂ペレットの製造装置および製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明に係る実施形態の樹脂ペレットの製造装置の全体構成を示す斜視図、図１（ｂ）は、第１のガイドプレートを拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  吐出ダイ（ストランド状物吐出手段）
２０  第１のガイドプレート
２１  案内溝
３０  第２のガイドプレート
４０  切断機（切断手段）
５０  ストランド状物
【図１】
2004188613.tif 000003