(57)【要約】      （修正有）【課題】  ストランドを形成し冷却水槽を介してペレットを製造する押出機において、押出機ダイスから多数本の押し出されたストランドの内１本乃至数本が切断した場合に、ストランドの切断を目視で確認し、手動で、切断したストランドを他の正常なストランドに接続していた。【解決手段】  ペレットを製造するための押出機において、該ダイス１３から押し出される多数本のストランドの内、１本乃至数本の切断されたストランド２１がダイスの下部に流れ落ちた樹脂を自動で検出する工程と、切断されたストランドを、棒状のすくい上げピン５をＵ字形もしくは円形に移動させ、切断されたストランドに対しダイス下からピンで引っ掛け、すくい上げて、切断されていないストランドに接合させ、切断されていないストランドと共に冷却水槽並びにペレタイザーへと繋ぎ込むことを可能にした。【選択図】  図６
2005313543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）樹脂ペレットを製造するための押出機のダイスから吐出される多数本あるストランドのうち、１本乃至数本が切断されたストランドが該ダイスの下部に流れ落ちた樹脂を自動で検出する工程および、（Ｂ）自動化により切断されたストランドを掬い上げて、切断されていないストランドに接合させ、切断されたストランドを接続する工程を含むことを特徴とする自動ストランド接続装置。
【請求項２】
（Ｂ）工程において、前記ストランドを掬い上げる方法にあって、切断されたストランドを掬うためのピンが、ダイスの周囲にそって、ダイス下部を横断するように移動した後、上部に上がって更にダイスを横断するように移動することを特徴とする請求項１記載のストランド接続装置。
【請求項３】
（Ｂ）工程において、前記ピンの移動する速度が、ダイスから排出されるストランドの速度より速いことを特徴とする、請求項１または請求項２のストランド自動接続装置。
【請求項４】
（Ｂ）工程において、前記ピンがダイスの周りに回転するように移動することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のストランド接続装置。
【請求項５】
（Ａ）工程において、切断されたストランドが下部に落ち、下部に受け台を設けて、該受け台に溜まったストランドの樹脂が一定の重量を超えたことを検出する、請求項１〜４のいずれかに記載のストランド自動接続装置。
【請求項６】
（Ａ）工程において、切断されたストランドが下部に落ち、下部に回転可能な受け台を設けて、該受け台に溜まったストランドの樹脂が一定の重量を超えて該受け台が傾斜したことを検出する、請求項１〜４のいずれかに記載のストランド自動接続装置。
【請求項７】
（Ａ）工程において、光センサーを用いて下部に落下するストランドの光遮断を検知する光センサーを用いる、請求項１〜４のいずれかに記載のストランド自動接続装置。
【請求項８】
（Ａ）樹脂ペレットを製造するための押出機のダイスから吐出される多数本あるストランドのうち、１本乃至数本が切断されたストランドが該ダイスの下部に流れ落ちた樹脂を自動で検出する工程および、（Ｂ）自動化により切断されたストランドを掬い上げて、切断されていないストランドに接合させ、切断されたストランドを接続する工程を含むことを特徴とする自動ストランド接続方法。
【請求項９】
（Ｂ）工程において、切断されたストランドを掬うためのピンが、ダイスの周囲にそって、ダイス下部を横断するように移動した後、上部に上がって更にダイスを横断するように移動することを特徴とする、請求項８記載のストランド接続方法。
【請求項１０】
（Ｂ）工程において、前記ピンの移動する速度が、ダイスから排出されるストランドの速度より速いことを特徴とする、請求項８または９のストランド自動接続方法。
【請求項１１】
（Ｂ）工程において、前記ピンがダイスの周りに回転するように移動することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のストランド接続方法。
【請求項１２】
（Ａ）工程において、切断したストランドが下部に落ち、下部に受け台を設けて、該受け台に溜まったストランドの樹脂が一定の重量を超えたことを検出する、請求項８〜１１のいずれかに記載のストランド自動接続方法。
【請求項１３】
（Ａ）工程において、切断されたストランドが下部に落ち、下部に回転可能な受け台を設けて、該受け台に溜まったストランドの樹脂が一定の重量を超えて該受け台が傾斜したことを検出する、請求項８〜１１のいずれかに記載のストランド自動接続方法。
【請求項１４】
（Ａ）工程において、光センサーを用いて下部に落下するストランドの光遮断を検知する光センサーを用いる、請求項８〜１１のいずれかに記載のストランド自動接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペレット製造用の押出機にあって、ダイスから吐出されるストランドの不慮の切断に対し、切断を検知して、自動でストランドを接続する自動ストランド接続装置および接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成型機など成型機に用いられる樹脂原料は、直径２〜３ｍｍおよび長さ２〜５ｍｍ程度のペレットと呼ばれる樹脂原料が用いられることが多い。これらの樹脂原料には、樹脂に安定剤、流動性改良剤、難燃剤、強化剤、充填剤など添加剤を加えてペレット化し、成形性を改良した樹脂組成物が出回っている。これら樹脂に添加剤を加えた、所謂コンパウンド樹脂を製造する方法として、押出機を用いてそれらを溶融混練し、ダイスから直径２〜３ｍｍのストランドと呼ばれる糸状の樹脂を水槽に向けて押し出し、水槽で冷却し固化したものを、ペレタイザーと呼ばれる切断機で所定の長さに切断する方法が、一般に行われている。
【０００３】
ダイスから吐出されるストランドの本数は、押出機の持っている押出能力によって、数本から数十本まで種々のものがある。工業的には１０〜２０本程度のものが多い。従って、ダイスにはストランドの直径とほぼ同等の穴が多数個、横一列または円形状に配置されている。
【０００４】
樹脂や添加剤の種類によるが、ダイスの出口近傍には、メヤニと呼ばれる樹脂の付着物が堆積し、ストランドの吐出は妨げ、ついには、そのストランドを切断することがある。この場合、通常１〜２本切断するが、全体が同時に切断することはなく、切断していないストランドは、ペレタイザーでペレットを作る状態が維持されている。この他、無機充填材など固まって流動性の悪い部分が流れた場合や逆に粘りの少ない添加剤が固まって一本のストランドに流れ出るような、添加剤の不分散によってもストランドが切断することがある。
【０００５】
切断されたストランドはダイス下に流れ落ち、作業者の点検によって、または流れ落ちるストランドの重量を検出する装置によって、作業者が手作業で、切断されたストランドを短く切り取り、あるいは掬い上げて短く切断し、切断されていないストランドに切断されたストランドを接続することで、ストランドをペレタイザーへ誘導し、連続してペレットを製造している場合が多い。
【０００６】
従来の技術では、欠陥品の混入を未然に防ぐため、ノズルから吐出するストランドまたはフィルムの直後に光センサーを用いて画像解析し欠陥信号を受けて、ノズルを閉鎖するなどする検出方法（特許文献１参照）、あるいは、ＰＰ樹脂あるいはＰＢＴ樹脂にガラス繊維を混合する方法において、ガラス繊維の投入方法を２段階に分けて投入することでストランドを切れにくくする方法（特許文献２参照）、ストランドを形成し冷却水槽の後、２段のロールで挟み込み、安定的にペレタイザーへ投入することで、ストランドの切断を防止する方法（特許文献３参照）などあげられる。しかしながら、いずれも切断されてしまったストランドを接続するものではない。
【０００７】
この他、ストランドが切断するような引張力が掛からないよう工夫した装置には、ベルトコンベアー上にストランドを受け、ベルトコンベアーごと水に浸漬させて、固化したストランドを接続する装置、或いはダイス直後、溶融したストランドを樋状の水路へ落とし込み、水流を用いて冷却し切断を防止する装置などがあり、既に販売されている（特許文献４参照）。しかし、これらでは冷却部分の装置が大規模なものとなり、大きな設備であり、装置価格も非常に高価なものとなる。
【０００８】
このように、ストランドの切断に対しては、各種の装置が考案されているが、設備空間の制約や設備投資の制約によっては、ストランド方式によるペレット生産を行わざる得ない場合があり、手作業で行っているストランド接続作業に対する自動化が望まれていた。
【特許文献１】特開平９−３００３４５
【特許文献２】特開平８−２９０４２５
【特許文献３】特開平１０−３１５２２８
【特許文献４】特開２０００−１９０３２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ストランドを押し出し、ペレットを製造する押出機において、ダイスからの吐出直後で切断されたストランドを、切断されたストランドがダイス下へ流れ落ちたその樹脂の重量若しくはダイス下へ流れ落ちた時に光を遮断する光センサーによってストランドの切断を検出し、切断し流れ落ちるストランドをダイスの周りを回るピン状体で掬い上げて切断されていないストランドに接合させる装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
（１）（Ａ）樹脂ペレットを製造するための押出機のダイスから押し出される多数本あるストランドのうち、１本乃至数本が切断されたストランドが該ダイスの下部に流れ落ちた樹脂を自動で検出する工程および、（Ｂ）自動化により切断されたストランドを掬い上げて、切断されていないストランドに接合させ、切断されたストランドを接続する工程を含むことを特徴とする自動ストランド接続装置、
（２）Ｂ）工程において、前記ストランドを掬い上げる方法にあって、切断されたストランドを掬うためのピンが、ダイスの周囲にそって、ダイス下部を横断するように移動した後、上部に上がって更にダイスを横断するように移動することを特徴とする請求項１記載のストランド接続装置、
（３）Ｂ）工程において、前記ピンの移動する速度が、ダイスから排出されるストランドの速度より速いことを特徴とする、請求項１または請求項２のストランド自動接続装置、
（４）（Ｂ）工程において、前記ピンがダイスの周りに回転するように移動することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のストランド接続装置、
（５）（Ａ）工程において、切断されたストランドが下部に落ち、下部に受け台を設けて、該受け台に溜まったストランドの樹脂が一定の重量を超えたことを検出する、請求項１〜４のいずれかに記載のストランド自動接続装置、
（６）（Ａ）工程において、切断されたストランドが下部に落ち、下部に回転可能な受け台を設けて、該受け台に溜まったストランドの樹脂が一定の重量を超えて該受け台が傾斜したことを検出する、請求項１〜４のいずれかに記載のストランド自動接続装置、
（７）（Ａ）工程において、光センサーを用いて下部に落下するストランドの光遮断を検知する光センサーを用いる、請求項１〜４のいずれかに記載のストランド自動接続装置、
（８）（Ａ）樹脂ペレットを製造するための押出機のダイスから押し出される多数本あるストランドのうち、１本乃至数本が切断されたストランドが該ダイスの下部に流れ落ちた樹脂を自動で検出する工程および、（Ｂ）自動化により破断したストランドを掬い上げて、切断されていないストランドに接合させ、切断されたストランドを接続する工程を含むことを特徴とする自動ストランド接続方法、
（９）（Ｂ）工程において、切断されたストランドを掬うためのピンが、ダイスの周囲にそって、ダイス下部を横断するように移動した後、上部に上がって更にダイスを横断するように移動することを特徴とする、請求項８記載のストランド接続方法、
（１０）（Ｂ）工程において、前記ピンの移動する速度が、ダイスから排出されるストランドの速度より速いことを特徴とする、請求項８または９のストランド自動接続方法、
（１１）（Ｂ）工程において、前記ピンがダイスの周りに回転するように移動することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のストランド接続方法、
（１２）（Ａ）工程において、切断したストランドが下部に落ち、下部に受け台を設けて、該受け台に溜まったストランドの樹脂が一定の重量を超えたことを検出する、請求項８〜１１のいずれかに記載のストランド自動接続方法、および
（１３）Ａ）工程において、切断されたストランドが下部に落ち、下部に回転可能な受け台を設けて、該受け台に溜まったストランドの樹脂が一定の重量を超えて該受け台が傾斜したことを検出する、請求項８〜１１のいずれかに記載のストランド自動接続方法、
（１４）（Ａ）工程において、光センサーを用いて下部に落下するストランドの光遮断を検知する光センサーを用いる、請求項８〜１１のいずれかに記載のストランド自動接続方法
に関する。
【発明の効果】
【００１１】
ペレットを製造するための押出機において、該ダイスから押し出される多数本あるストランドの内、１本乃至数本が切断されたストランドがダイスの下部に流れ落ちた樹脂を自動で検出する工程と、切断されたストランドを自動で掬い上げて、切断されていないストランドに接合させて、自動的に切断されたストランドを接続する工程を含む装置を用いることによって、廃棄物を減らし、ペレット収率を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、実施態様を示す図面を参照して詳述する。
【００１３】
図１には、押出機を用いてストランドを得る概要を示した。すなわち、樹脂原料または樹脂原料に添加剤を加えた押出原料を、原料受け槽１１から押出機１に流し込み、スクリュー１２の回転に従って、樹脂原料が先端のダイス１３に向けて押し出されてゆく。この間に、押出機１の外壁から加熱するなどして、樹脂が溶け出し、溶融した樹脂がダイス１３付近に堆積する。スクリューの回転によって順次吐出され、ダイス１３にあけられた穴から糸状のストランド２が流れ出すが、溶融状体であるため、冷却水槽１４にストランド２を浸漬して温度を下げることで固化させ、ストランドを得る。最終的には、ペレタイザーと呼ばれる固化したストランドを切断する装置を経る。一般に、この方法は、ストランドカット方式と呼ばれている。
【００１４】
図２は、ダイス１３から吐出されたストランドが水槽１４へ導かれる過程を示したものであり、本発明の自動ストランド接続装置を挿入するには、ピンの寸法および、ピン摺動部の使用するにはダイス１３のストランド吐出口からストランドが水槽１４に水没するまでの水平距離が、少なくとも１００ｍｍ以上であることが好ましく、３００ｍｍ以上であることがより好ましい。水平距離が少ない場合は、ピンの支持が困難となり、しかもピンの長さが短くなるために、揺れ動いているストランドを確実に掬い上げることが困難となる傾向がある。
【００１５】
図３は、ダイス１３から押し出されたストランドが切断され、ダイス１３下へ流れ落ちる様子を表している。切断されたストランド２１は下部に落下し、溜まった樹脂２２は自然放冷により固化して、団子状の樹脂塊を形成する。該樹脂塊は、異物混入の恐れがあるため、通常は廃棄されることが多い。
【００１６】
これに対して、本発明では、図４のように、切断されたストランド２１は、ダイス１３下樹脂受け板４１を設け、該樹脂受け板４１の一端を回転可能なヒンジで固定し、スプリングないしバランサー４３を用いて、樹脂受け板が水平を保つように設定しておく。該樹脂受け板４１上に溜まったストランド樹脂２２の重量によって、樹脂受け板４１が傾斜し、樹脂受け板に取り付けられたリミットセンサー４４、光センサー、金属検知センサーなどで、ストランドが切断されたことを検知する。
【００１７】
この他にも、図５のように、光センサー発光部３１と受光部３２をダイス下に設け、切断されたストランド２１がダイス１３下に流れ落ち、光センサー発光部３１から発せられる光が遮断されるのを受光部３２にて検知する方法も、適用可能である。
【００１８】
本発明の切断されたストランドの検知方法は、ストランドの吐出部にカメラを設け、画像処理することにより検知する方法に比べ、検出の確実性が高く、さらに安価である点で好ましい。
【００１９】
従来、ストランドが切断され、ダイス下に落下したことを検知したとしても、通常は警報を発し、作業者が手作業によって、切断したストランドを適当な長さにそろえ、隣の切断していないストランドに接合させて、接合する方法がとられている。
【００２０】
これに対して、本発明の自動ストランド接続装置では、このような手作業を排除することが可能である。
【００２１】
すなわち、本発明のストランドの自動接続工程は、図６〜図１０で示す、金属またはプラスチック製の棒状のすくい上げピン５を用いて、切断されたストランド２１をすくい上げ、切断されていないストランド２３の上へ乗せることで、２１と２３を接合させ、冷却水槽１４へと導入するものである。
【００２２】
一連の工程を更に詳細に述べる。ストランドが切断される前には、すくい上げピン５は、図６のように、ダイス１３下で待機させておく。ストランドが切断されたことが、図４または図５の検知装置で検知されると、検知装置から発せられる切断信号を受けて、すくい上げピン５が、図７、図８、図９、さらに図１０の順序に従って動作することになる。すくい上げピン５は、図１０の位置で停止し、切断されたストランド２１が自重によって、切断されていないストランド２３の上に乗せられ、余熱によって接合される。接合されたストランド２４は、切断されていないストランド２３に引っ張られ、すくい上げピン５と接合されたストランド２４とは離れるか、または、接合されたストランド２４と切断されていないストランド２３との接合位置との間で切断し、すくい上げピン５と切り離されることになる。
【００２３】
ここで、重要なことは、すくい上げピン５の移動速さが問題となる。すくい上げピン５の移動速さが、ダイス１３からのストランドの吐出速度より遅い場合は、すくい上げたストランドが撓み、撓んだストランドの自重でストランドの強度を越えることによって、ストランド切断してしまうことがある。逆に、すくい上げピンの移動速さが、速過ぎる場合は、ピンによってすくい上げられたストランドに過剰な加速力が発生し、その加速力によって、すくい上げられたストランドが切断することになる。従って、ダイスからの吐出されるストランドの強度が耐えられる範囲であれば、ストランドのダイスからの吐出速度およびすくい上げるピン５の移動速さをほぼ同等な速さとなるよう設定することが望ましい。
【００２４】
ストランドのすくい上げピン５の動作方法は、図６〜図１０で示されたＵ字形駆動の往復動作ばかりでなく、図１１の回転形も考えられる。この場合も同様に、ダイス下にすくい上げピン５を待機させ、ストランドが切断されたことの信号を受け、ピンを回転させて、切断されたストランド２１をすくい上げて、切断されていないストランド２３の上に乗せることも可能である。
【００２５】
これらのうち、Ｕ字形駆動の接続装置は、押出機でストランドの吐出を開始させる場合には、Ｕ字形駆動の接続装置であれば、ストランドを冷却装置からストランドを切断するストランドカッターまで繋ぎ込んだ後、該装置を設置することが可能であることから、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】押出装置の模式図。
【図２】ストランド形成態様を示す押出装置ダイス付近の模式図。
【図３】ストランド切断態様を示す押出機ダイス付近の模式図。
【図４】ストランドの切断を検知する検知装置の１実施例。
【図５】ストランドの切断を検知する検知装置の他実施例。
【図６】本発明のストランド接続装置すくい上げピンの動作態様の１実施例。
【図７】本発明のストランド接続装置すくい上げピンの動作態様の１実施例。
【図８】本発明のストランド接続装置すくい上げピンの動作態様の１実施例。
【図９】本発明のストランド接続装置すくい上げピンの動作態様の１実施例。
【図１０】本発明のストランド接続装置すくい上げピンの動作態様の１実施例。
【図１１】本発明のストランド接続装置すくい上げピンの動作態様の他実施例。
【符号の説明】
【００２７】
１    押出機
２    ストランド
５    すくい上げピン
１１  原料受け槽
１２  スクリュー
１３  ダイス
１４  冷却水槽
２１  切断されたストランド
２２  切断されて流れ落ちたストランドの固まり
２４  接合されたストランド
３１  光センサー発光部
３２  光センサー受光部
４１  樹脂受け板
４２  回転軸
４３  バランサー
４４  リミットセンサー
【図１】
2005313543.tif 000003
【図２】
2005313543.tif 000004
【図３】
2005313543.tif 000005
【図４】
2005313543.tif 000006
【図５】
2005313543.tif 000007
【図６】
2005313543.tif 000008
【図７】
2005313543.tif 000009
【図８】
2005313543.tif 000010
【図９】
2005313543.tif 000011
【図１０】
2005313543.tif 000012
【図１１】
2005313543.tif 000013