(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、
誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱すると共に、前記冷却水に純水を使用して前記誘導加熱用コイルを当該冷却水と電気的に絶縁することを特徴とする水中カット造粒方法。
【請求項２】
ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、
誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱すると共に、
前記誘導加熱用コイルとして、外面が非導電性材料により被覆された誘導加熱用コイルを用い、前記誘導加熱用コイルを前記冷却水に浸漬して冷却することを特徴とする水中カット造粒方法。
【請求項３】
ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、
誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱すると共に、
前記誘導加熱用コイルとして、外面が非導電性材料により被覆された誘導加熱用コイルを用い、前記誘導加熱用コイルをケーシング内に収容して前記冷却水から電気的に絶縁し、前記ケーシング内において前記誘導加熱用コイルを冷却媒体に浸漬して冷却することを特徴とする水中カット造粒方法。
【請求項４】
ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、
誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱すると共に、
前記誘導加熱用コイルを前記冷却水の水室における前記ノズルに対向する壁面よりも外方に設けて前記冷却水と電気的に絶縁することを特徴とする水中カット造粒方法。
【請求項５】
前記誘導加熱用コイルを中空の管で形成し前記管に冷却媒体を流通させる請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の水中カット造粒方法。
【請求項６】
ダイスのノズルから冷却水の中に吐出された溶融した材料を切断するための回転する切断刃と、
前記ダイスにおける前記ノズルの吐出口を有する面を内面の一部とする水室と、
前記切断刃を挟んで前記吐出口と対向するように配置された１つまたは複数の誘導加熱用コイルと、を備え、
前記誘導加熱用コイルにより前記ダイスをジュール発熱させて加熱すると共に、前記冷却水に純水を使用して前記誘導加熱用コイルを当該冷却水と電気的に絶縁するように構成されてなることを特徴とする水中カット造粒装置。
【請求項７】
ダイスのノズルから冷却水の中に吐出された溶融した材料を切断するための回転する切断刃と、
前記ダイスにおける前記ノズルの吐出口を有する面を内面の一部とする水室と、
前記切断刃を挟んで前記吐出口と対向するように配置された１つまたは複数の誘導加熱用コイルと、を備え、
前記誘導加熱用コイルは、ケーシングに収容され隔壁により前記冷却水から電気的に絶縁されており、当該誘導加熱用コイルにより前記ダイスをジュール発熱させて加熱するように構成されてなることを特徴とする水中カット造粒装置。
【請求項８】
ダイスのノズルから冷却水の中に吐出された溶融した材料を切断するための回転する切断刃と、
前記ダイスにおける前記ノズルの吐出口を有する面を内面の一部とする水室と、
前記切断刃を挟んで前記吐出口と対向するように配置された１つまたは複数の誘導加熱用コイルと、を備え、
前記誘導加熱用コイルは、前記水室における前記ノズルに対向する壁面よりも外方に設けられたことにより前記冷却水から電気的に絶縁されており、当該誘導加熱用コイルにより前記ダイスをジュール発熱させて加熱するように構成されてなることを特徴とする水中カット造粒装置。
【請求項９】
前記ケーシングは、
少なくとも前記吐出口に対向する部分が非導電性材料により形成されまたは前記誘導加熱用コイルによる過電流の発生を抑制するためのスリット加工が施された導電性材料により形成されている請求項７に記載の水中カット造粒装置。
【請求項１０】
前記ケーシング内には前記誘導加熱用コイルを冷却するための冷却媒体が収容された
請求項７又は請求項９に記載の水中カット造粒装置。
【請求項１１】
前記誘導加熱用コイルは、中空の管で形成され管の内部に冷却媒体が流通可能に構成されてなる
請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載の水中カット造粒装置。
【請求項１２】
前記誘導加熱用コイルは、外面が非導電性材料により被覆されている導体により形成されている
請求項６ないし請求項１１のいずれかに記載の水中カット造粒装置。
【請求項１３】
前記誘導加熱用コイルは、導体が同一の平面上に渦巻き状に巻かれた平型コイルである
請求項６ないし請求項１２のいずれかに記載の水中カット造粒装置。
【請求項１４】
前記誘導加熱用コイルは、導体が前記ノズルの吐出口を有する面と平行な平面上に渦巻き状に巻かれた平型コイルである
請求項１３に記載の水中カット造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂等の水中カット造粒装置におけるダイスの温度低下による目詰まりを防止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成型機などによる成型加工に使用される樹脂ペレットは、重合および後処理工程を経て得られた樹脂を、用途に応じてフィラーおよび着色剤などを加えて混練および加熱溶融し、ペレタイザ（造粒装置）においてダイスの複数のノズル（細孔）から押し出された棒状の樹脂をカッターで切断して製造される。切断されたペレットは、高温のままでは互いに粘着し易いために強制空冷または水冷される。特に、大容量を処理するギヤポンプ付連続混練機におけるペレタイザ（造粒装置）では、ノズルからの樹脂の押し出しおよびカッターによる樹脂の切断を水中で行う水中カット方式を用いるのが一般的である。
【０００３】
このように、水中カット方式は、樹脂がノズルから吐出されると同時に急冷され切断されたペレット間の粘着が生じにくい反面、ノズルの吐出口が水に接しているためにノズル内の溶融樹脂の温度低下が生じやすく、溶融樹脂の粘度が変動してペレットの形状不良を引き起こしたり、場合によりノズル内で樹脂が固化しノズルを閉塞して、造粒装置が操業停止に至るおそれがある。
【０００４】
水中カット方式における上記問題に対して、従来より、ホットオイルやスチームなどの熱媒の流路をダイス内に張り巡らせてダイス全体を加熱することがなされている。また、近年、これらの加熱方式における温度ムラおよび加熱効率の悪さを改善するため、ダイス内に加熱コイルを設けて、誘電加熱によりダイスの温度低下を防止する方式も提案されている（特許文献１〜４）。
【特許文献１】特開平９−２０１８２２号
【特許文献２】特開２００３−６２８８８号
【特許文献３】特開２００３−６２８８９号
【特許文献４】特開２００４−６６５６１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜４に提案された誘電加熱方式は、加熱コイルがノズルの周囲を取り巻くように配置されており、熱効率が極めてよく、かつ加熱範囲の設定が可能でノズル毎の温度のバラツキが小さいという利点がある。
しかし、特許文献１〜４に提案された誘電加熱方式では、加熱コイルがダイス内に組み込まれていることから、誘導加熱による発熱によって加熱コイル自体の温度が高温になる。加熱コイルの温度が高温になると電気抵抗が増加して効率が低下し、また加熱コイルの温度が許容温度を超える高温になると導線同士の導通を防止するべく導線に被覆されている絶縁体の温度が上昇して絶縁破壊するおそれがある。そのため、加熱コイル近傍に温度センサーを取り付け、加熱コイルが少なくとも許容温度を越えないように加熱コイルに供給する電流およびその周波数を制御するなどの措置を講ずる必要がある。また、加熱コイルをダイス内に組み込む加工が必要となり、ダイスの製作が煩雑になるという問題もある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、加熱コイル自体の温度がその許容温度を超えるおそれがなくかつダイスの格別の加工が不要な水中カット造粒方法および水中カット造粒装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る水中カット造粒方法は、ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱する。
【０００８】
本発明によれば、ダイスに格別の加工を施さなくとも、誘導加熱用コイル自体の温度を過度に上昇させることなくノズル内の樹脂の固化を防止することができる。
すなわち、誘導加熱用コイルは、加熱対象であるダイスのノズル吐出口に対向する位置に配置されるため、冷却水を収容する水室内または水室におけるダイスに対向する壁面あるいはその壁面を介した水室外に設けられることになる。そして、加熱対象と誘導加熱用コイルとの間には冷却水が存在するので、誘導加熱用コイルは、高温となった加熱対象からの熱伝導により過熱されることがない。
【０００９】
前記水中カット造粒方法においては、前記誘導加熱用コイルとして、外面が非導電性材料により被覆された誘導加熱用コイルを用い、前記誘導加熱用コイルを前記冷却水に浸漬して冷却することができる。
このようにして造粒することにより、誘導加熱用コイル自体が発熱することによる誘導加熱用コイル自体の過熱を防止することができ、また、冷却水として電気的絶縁性の高い純水だけではなく通常の水を使用することもでき、およびランニングコストを低減させることもできる。
【００１０】
好ましくは、前記誘導加熱用コイルとして、外面が非導電性材料により被覆された誘導加熱用コイルを用い、前記誘導加熱用コイルをケーシング内に収容して前記冷却水から電気的に絶縁し、前記ケーシング内において前記誘導加熱用コイルを冷却媒体に浸漬して冷却する。
前記誘導加熱用コイルを前記冷却水の水室における前記ノズルに対向する壁面よりも外方に設けて前記冷却水と電気的に絶縁してもよい。
【００１１】
前記誘導加熱用コイルを中空の管で形成し前記管に冷却媒体を流通させてもよい。
このようにすれば、誘導加熱用コイルの過熱のおそれをより減少させることができる。
本発明に係る水中カット造粒装置は、ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を切断するための回転する切断刃と、前記ダイスにおける前記ノズルの吐出口を有する面を内面の一部とする水室と、前記切断刃を挟んで前記吐出口と対向するように配置された１つまたは複数の誘導加熱用コイルと、を備え、前記誘導加熱用コイルにより前記ダイスをジュール発熱させて加熱するように構成されてなる。
【００１２】
本発明に係る水中カット造粒装置は、稼働中に加熱コイル自体の温度がその許容温度を超えるおそれがなくかつダイスの格別の加工が不要である。
誘導加熱用コイルは、冷却水を収容する水室内または水室におけるダイスに対向する壁面に設けられる。そして、加熱対象と誘導加熱用コイルとの間には冷却水が存在するので、誘導加熱用コイルは、高温となった加熱対象からの熱伝導により過熱されることがない。
【００１３】
好ましくは、前記誘導加熱用コイルは、ケーシングに収容され隔壁により前記冷却水から電気的に絶縁されている。
好ましくは、前記誘導加熱用コイルは、前記水室における前記ノズルに対向する壁面よりも外方に設けられる。
また、好ましくは、前記ケーシングは、少なくとも前記吐出口に対向する部分が非導電性材料により形成されまたは前記誘導加熱用コイルによる過電流の発生を抑制するためのスリット加工が施された導電性材料により形成されている。
【００１４】
誘導加熱用コイルにより生ずる磁力線をケーシングに収束させることなくダイスの表面近辺に至らせることができ、ダイスのジュール発熱をより確実なものとすることができる。
前記ケーシング内には前記誘導加熱用コイルを冷却するための冷却媒体が収容され、または前記誘導加熱用コイルは、中空の管で形成され管の内部に冷却媒体が流通可能に構成されてなる。
【００１５】
このように構成された水中カット造粒装置は、稼働中の誘導加熱用コイルの過熱のおそれをより減少させることができる。
前記誘導加熱用コイルは、外面が非導電性材料により被覆されている導体により形成されている。
このような誘導加熱用コイルを用いた水中カット造粒装置は、冷却水および冷却媒体として電気的絶縁性の高い純水ではなく通常の水を使用することができ、ランニングコストを低減させることができる。
【００１６】
また、好ましくは、前記誘導加熱用コイルは、導体が同一の平面上に渦巻き状に巻かれた平型コイルである。
さらに好ましくは、前記誘導加熱用コイルは、導体が前記ノズルの吐出口を有する面と平行な平面上に渦巻き状に巻かれた平型コイルである。
このような平型コイルを使用することにより、誘導加熱用コイルをコンパクトにすることができる。
【００１７】
なお、上に記載された「外方」とは、「ノズルから遠ざかる方向」の意である。
本発明に係る水中カット造粒方法の最も好ましい形態としては、ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱すると共に、前記冷却水に純水を使用して前記誘導加熱用コイルを当該冷却水と電気的に絶縁することを特徴とするものがある。
【００１８】
ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱すると共に、前記誘導加熱用コイルとして、外面が非導電性材料により被覆された誘導加熱用コイルを用い、前記誘導加熱用コイルを前記冷却水に浸漬して冷却することを特徴とするものもある。
【００１９】
ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱すると共に、前記誘導加熱用コイルとして、外面が非導電性材料により被覆された誘導加熱用コイルを用い、前記誘導加熱用コイルをケーシング内に収容して前記冷却水から電気的に絶縁し、前記ケーシング内において前記誘導加熱用コイルを冷却媒体に浸漬して冷却することを特徴とするものもある。
【００２０】
ダイスのノズルから吐出された溶融した材料を回転する切断刃により冷却水の中で切断する水中カット造粒方法であって、誘導加熱用コイルを前記切断刃を挟んで前記ノズルの吐出口と対向するように配置し、前記誘導加熱用コイルに通電しジュール発熱により前記ダイスを加熱すると共に、前記誘導加熱用コイルを前記冷却水の水室における前記ノズルに対向する壁面よりも外方に設けて前記冷却水と電気的に絶縁することを特徴とするものもある。
【００２１】
また、本発明に係る水中カット造粒装置の最も好ましい形態としては、ダイスのノズルから冷却水の中に吐出された溶融した材料を切断するための回転する切断刃と、前記ダイスにおける前記ノズルの吐出口を有する面を内面の一部とする水室と、前記切断刃を挟んで前記吐出口と対向するように配置された１つまたは複数の誘導加熱用コイルと、を備え、前記誘導加熱用コイルにより前記ダイスをジュール発熱させて加熱すると共に、前記冷却水に純水を使用して前記誘導加熱用コイルを当該冷却水と電気的に絶縁するように構成されてなることを特徴とするものがある。
【００２２】
ダイスのノズルから冷却水の中に吐出された溶融した材料を切断するための回転する切断刃と、前記ダイスにおける前記ノズルの吐出口を有する面を内面の一部とする水室と、前記切断刃を挟んで前記吐出口と対向するように配置された１つまたは複数の誘導加熱用コイルと、を備え、前記誘導加熱用コイルは、ケーシングに収容され隔壁により前記冷却水から電気的に絶縁されており、当該誘導加熱用コイルにより前記ダイスをジュール発熱させて加熱するように構成されてなることを特徴とするものもある。
【００２３】
ダイスのノズルから冷却水の中に吐出された溶融した材料を切断するための回転する切断刃と、前記ダイスにおける前記ノズルの吐出口を有する面を内面の一部とする水室と、前記切断刃を挟んで前記吐出口と対向するように配置された１つまたは複数の誘導加熱用コイルと、を備え、前記誘導加熱用コイルは、前記水室における前記ノズルに対向する壁面よりも外方に設けられたことにより前記冷却水から電気的に絶縁されており、当該誘導加熱用コイルにより前記ダイスをジュール発熱させて加熱するように構成されてなることを特徴とするものもある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、加熱コイル自体の温度がその許容温度を超えるおそれがなくかつダイスの格別の加工が不要な水中カット造粒方法および水中カット造粒装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明に係る水中カット造粒装置１の正面断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視におけるダイプレート２およびカッター３を示す図、図３は加熱装置４の正面断面図、図４は図３におけるＢ−Ｂ矢視の加熱装置４近辺の断面図、図５はコア材５の斜視図である。
図１において、水中カット造粒装置１は、押出機で溶融された樹脂をペレット状に造粒する装置であり、ダイプレート（平ダイス）２、ハウジング６、カッター３、および加熱装置４などからなる。
【００２６】
ダイプレート２は、略円盤状であって一方の面に環状の凸部７を有する。凸部７には、図２に示されるように、一方の面から他方の面に貫通し断面が円形の多数のノズル８，…，８がほぼ一様に設けられている。ダイプレート２は、上流側の押出機のチャンバー９から送られる溶融樹脂をノズル８，…，８によって一定の断面形状に整えて水室１０に吐出する。
【００２７】
ダイプレート２の材質は、鋼、または磁性を有するマルテンサイト系などのステンレスであることが好ましい。
ハウジング６は、ダイプレート２とともに、ダイプレート２の凸部７を有する面を内面の一部とする水室１０を構成する。ハウジング６は、水室１０内に冷却水を流通させるための給水口ＰＴ１および排水口ＰＴ２を備えている。水室１０におけるダイプレート２に対向する側には、回転可能なカッター３を支持する軸受け１１がハウジング６に一体化されている。
【００２８】
カッター３は、図２を参照して、４つの刃１２ａ，…，１２ｄ、ホルダー１３、およびカッター軸１４などからなる。刃１２ａ，…，１２ｄは、長さに比して幅が狭い略矩形の形状を有しており、略円盤状のホルダー１３に互いに９０度の間隔をあけて、カッター３の回転方向に適度に傾斜させて固定されている。ホルダー１３はカッター軸１４に一体化され、カッター軸１４はモータおよび減速機などからなる駆動手段１５により回転される。カッター３は、刃１２ａ，…，１２ｄがダイプレート２の凸部７の直近に、およびカッター軸１４の回転中心が環状の凸部７の中心になるように配置されている。カッター３は、ノズル８，…，８から吐出された円柱状の溶融した樹脂を、回転しながら刃１２ａ，…，１２ｄによって一定長さのペレットに切断する。
【００２９】
本発明における「切断刃」は、上記刃１２ａ，…，１２ｄに該当する。
加熱装置４は、誘導加熱用コイル１６、保護容器１７、および保護容器カバー１８などからなる。
誘導加熱用コイル１６（以下、「コイル１６」ということがある）は、図３および図４を参照して、導線を同一の平面上に渦巻き状に巻いて形成された「平型コイル」と称するものが用いられる。コイル１６の導線には電気抵抗の低い材料が好ましく、銅または銅合金が用いられる。導線には、内部に冷媒（水または空気）を通して冷却する中空管、または中実線材が用いられる。コイル１６の導線に中実線材を用いる場合には、エナメルで被覆した素線を撚った線材（リッツ線）が適当である。
【００３０】
コイル１６自身がジュール発熱することによる過熱を防止する方策として、コイル１６を中空の銅管で形成した場合には、内部に冷媒（水または空気）を通して強制冷却することができる。また、コイル１６を中実線材で形成した場合には、導線の周りを純水などの非導電性の冷媒に浸したり、発熱自体を抑制するために高周波電流を用いて電流振幅を低く抑えてもよい。
【００３１】
保護容器１７は、下部のコイル収容部１９と上部の蓋部２０とからなる。
コイル収容部１９は、高さの低い円柱の中心部に孔が貫通し一方の底面に環状の凹部２１が設けられたような形状となっている。コイル収容部１９は、複数の硅素鋼板製のコア材５，…，５により形成されている。コア材５は、全体として楔形を呈しており、図５に示されるように、先細側の端面３５が凹状の円柱周面に、および他端側の端面３６が凸状の円柱周面になっている。上面には、環状の凹部２１の一部となる溝３８が設けられている。コイル収容部１９は、硅素鋼板製のコア材５，…，５を、それぞれの側面２２ａと側面２２ｂとを次々に接着剤により接着してそれぞれの間に電気的絶縁性を維持して一体化されている。接着剤にはエポキシ樹脂系の接着剤が使用される。コイル収容部１９に周方向の渦電流が流れないよう各コア材５，…，５の間の電気的絶縁性を完全なものとするために、側面２２ａと側面２２ｂとの間に非導電性材料のシートを挟み込み接着剤で接合して形成してもよい。
【００３２】
コイル収容部１９をこのように周方向に分断された複数のコア材５，…，５によって形成することにより、加熱装置４に高周波電流を印加したときに生ずるコイル１６に直交する磁力線が発生させるコイル収容部１９における渦電流を抑制することができる。このように、電気的絶縁性を維持するべく、コイル１６の周方向に分断されたスリット状になすことを本発明においては「スリット加工」と称している。そして、このスリット部分に電気的絶縁性のある接着剤やシート（ゴムや紙など）を設けることができるようにしている。なお、コイル収容部１９は、その構成部材に生じる渦電流を抑制することが重要であって、構成部材の形状やスリット加工の数（分割数）は適宜変更することができる。コア材５を、磁性を有する他の材料、例えば軟鉄、パーマロイなどで形成してもよい。また、コイル収容部１９を、例えば樹脂などの非導電性材料で形成してもよく、その場合には、コイル収容部を複数のコア材で形成するのではなく当初より一体品として成形しまたは切削するなどして形成することができる。
【００３３】
蓋部２０は、コイル収容部１９と組み合わせて凹部２１を密閉するためのものであり、コイル収容部１９と同様に高さの低い円柱の中心部に孔が貫通する形状となっている。蓋部２０のコイル収容部１９と組み合わされる側の底面には、凹部２１に嵌合する環状の凸部２３が設けられている。蓋部２０は非導電性の樹脂により形成される。
保護容器１７は、本発明におけるケーシングに該当する。保護容器１７の替わりに樹脂でコイル１６を封止してもよい。
【００３４】
絶縁材によって被覆されたコイルを用いて、コイル収容部１９との間の電気的絶縁を確保してもよい。絶縁材により被覆されて渦巻きの巻きが密にされたコイルを使用してもよい。コイル収容部１９における蓋部２０との当接面は、複数のＯリング２４ａ，…，２４ｄにより密閉され外部からの水の浸入が防止されている。
保護容器カバー１８は、外蓋部２５および内蓋部２６からなる。保護容器カバー１８は、外蓋部２５および内蓋部２６を組み合わせることにより保護容器１７全体を覆って保護する。外蓋部２５および内蓋部２６は、図３における上下方向から複数の固定具２７，…，２７およびボルト２８，…，２８により一体化される。
【００３５】
保護容器１７および保護容器カバー１８は、本来、非磁性かつ非導電性材料で形成されるのが好ましい。特に、コイル１６と被加熱体（ダイプレート２）との間の部材（本実施形態では蓋部２０および外蓋部２５）は非磁性かつ非導電性材料で形成されるのが好ましい。しかし、コイル１６と被加熱体との間の部材を金属材料で形成する場合には、できるだけ電気伝導度が低い金属を用いるのが好ましい。例えば、蓋部２０および外蓋部２５をこのような金属材料で形成するときは、これらの平面内に誘導される渦電流の発生を極力抑えられるようにスリット加工が施され、スリットで分断される隙間には樹脂およびゴムなどの絶縁材を挟む必要がある。
【００３６】
加熱装置４は、蓋部２０の側がカッター３の刃１２ａ，…，１２ｄを挟んでダイプレート２のノズル８，…，８の吐出口と対向するようにして水室１０内に配置される（図１および図２参照）。また、加熱装置４におけるコイル１６は、加熱装置４がこのように水室１０内に配置されたときに、例えば、加熱装置４をカッター軸１４に沿ってダイプレート２まで移動したとするとコイル１６全体が丁度全てのノズル８，…，８の吐出口と重なるように（コイル１６全体の外周からノズル８，…，８がはみ出ないよう）配置されている。
【００３７】
加熱装置４では、コイル１６に交番電流を供給するための電源供給ケーブル２９ａ，２９ｂが防水処理されて外部に引き出されている。
次に、加熱装置４によってダイプレート２のノズル８，…，８の吐出口近辺が加熱される様子について説明する。
水室１０内に図１に示されるように配置された加熱装置４のコイル１６（図３、図４参照）に交番電流を印加すると、コイル１６の周囲にコイル１６の巻きと直角方向の磁力線が発生する。コイル収容部１９および蓋部２０（コイル１６とダイプレート２との間に位置する部材）は磁力線を収束しにくい材料で形成されているので、発生した磁力線は蓋部２０および外蓋部２５を通過してダイプレート２に達する。ダイプレート２の凸部７は、図２によく示されるように、コイル１６に対応するように環状となっているので、凸部７全体に渡ってその表面近くに、磁力線を打ち消す方向に渦電流が発生する。この発生した渦電流によりノズル８，…，８の吐出口近辺がジュール発熱により加熱される。
【００３８】
なお、本発明にいう「隔壁」は、コイル収容部１９、蓋部２０、外蓋部２５，または内蓋部２６に該当するものであり、非磁性かつ非導電性材料で形成されたものであることが好ましい。
刃１２ａ，…，１２ｄは、周方向についての幅が狭いために、その温度上昇が問題となるほどの渦電流は生じない。
【００３９】
コイル１６には、周波数が５０Ｈｚ〜数十ｋＨｚの交番電流が印加される。高周波の交番電流を印加する場合は電流を低くすることができるが、一方で電源供給ケーブルからの高周波ノイズが生ずるので、電源供給ケーブルを短縮するためにコイル１６と電源との距離を短くすることが好ましい。ノズル８，…，８内における溶融樹脂の温度低下に起因して生ずるペレットの形状不良やノズル８，…，８詰まりを防止するには、コイル１６に供給する電流を増加させる必要があるが、水中カット造粒装置１では、加熱装置４が水室１０内に配置され水室１０の水により容易に冷却されるので、電流を増加させても加熱装置４が過熱するという問題は生じず、コイル１６自体の温度がその許容温度を超えるおそれがない。
【００４０】
また、ダイプレート２（ダイス）にコイル１６を埋め込む必要がないのでダイプレート２に格別の加工を要しない。
さらに、水中カット造粒装置１は、凸部７の周方向全体に渡って加熱することができるので、ノズル８，…，８の位置によって大きな温度のバラツキを生ずることがない。そのため、ノズル８，…，８を凸部７全体に高密度で設けることができ、水中カット造粒装置１のペレット生産能力を増加させることができる。また、凸部７における温度分布の存在を重要視しなくてもよいため、温度測定点を減少させることができ、温度制御方法も簡便化することができる。
【００４１】
なお、加熱装置４においてコイル収容部１９に電気的絶縁性を有する液体、例えばシリコン油、または鉱油系の絶縁油などを充填しておき、これらの対流および熱伝導によりコイル１６の冷却の促進を図ってもよい。
続いて本発明の他の実施形態による水中カット造粒装置１Ｂについて説明する。
図６は水中カット造粒装置１Ｂにおける図１のＡ−Ａ矢視相当の断面図、図７は加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆの斜視図、図８は図６における加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆ近辺の拡大図である。
【００４２】
図６において、水中カット造粒装置１Ｂは、水中カット造粒装置１と同様に押出機で溶融された樹脂をペレット状に造粒する装置であり、ダイプレート１Ｂ、ハウジング６、カッター３、および６つの加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆなどからなる。
以下の説明において水中カット造粒装置１と共通する構成については水中カット造粒装置１における符号と同一の符号を付し、また、水中カット造粒装置１Ｂにおいて特に説明を行わない構成については、水中カット造粒装置１と同一の構成を有するものとする。
【００４３】
さて、ダイプレート２Ｂは、ダイプレート２と同じく略円盤状の形状であって一方の面に環状の凸部７Ｂを有する。凸部７Ｂには、一方の面から他方の面に貫通し断面が円形の複数のノズル８Ｂ，…，８Ｂが６つのブロックに分散されて設けられている（図８参照）。
加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆは、誘導加熱用コイル１６Ｂおよび保護容器１７Ｂなどからなる。
【００４４】
誘導加熱用コイル１６Ｂ（以下、「コイル１６Ｂ」ということがある）は、コイル１６と同じく銅のリッツ線を同一の平面上に渦巻き状に巻いて形成されたものであり、加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆにおいて保護容器１７Ｂの中に収容される。
保護容器１７Ｂは、コイル１６Ｂを収容する略直方体のコイル室３０Ｂを有するコイル収容部１９Ｂ、およびコイル室３０Ｂに蓋をして外部から遮蔽する蓋部２０Ｂなどからなる。
【００４５】
コイル収容部１９Ｂは、同一形状の珪素鋼製の収容部材３１Ｂが４つ組み合わされて形成されている。収容部材３１Ｂは、図９に示されるように、上下左右前後の六つの側面がいずれもＬ字状となる形状、つまり、直方体の原部材からこれよりも小さい直方体を、頂点の１つが共通し３つの側面が共通となるように削り取り、さらに、別の小さい直方体を、原部材の直方体における切り取られた頂点に対角する頂点と切り取られていない３つの側面が共通となるように削り取ったような形状をしている。コイル収容部１９Ｂは、４つの収容部材３１Ｂがボルト３２Ｂ，…，３２Ｂで一体化されて形成される。
コイル収容部１９Ｂを形成する各収容部材３１Ｂ，…，３１Ｂの間には、コイル１６Ｂに交番電流を印加したときに収容部材３１Ｂ，…，３１Ｂに発生する渦電流を相互に遮断するための、絶縁性を有する合成ゴム製のシート３３Ｂが挟みこまれている。コイル収容部１９Ｂを、非導電性の樹脂などにより形成してもよく、その場合には、コイル収容部として一体成形することができる。
【００４６】
蓋部２０Ｂは、非導電性の樹脂により形成されており、コイル室３０Ｂにコイル１６Ｂを収容した後、図示しないボルトによってコイル収容部１９Ｂと一体化される。一体化されたコイル収容部１９Ｂと蓋部２０Ｂの間には、コイル室への水の浸入を防止するためのシール材３４Ｂが挟みこまれる。
保護容器１７Ｂは、本発明におけるケーシングに該当する。
【００４７】
加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆにおいては、コイル室３０Ｂの底面および側面とコイル１６Ｂとの間には図示しない樹脂製の絶縁シートが設けられて、両者の間が電気的に絶縁されている。コイル１６Ｂを絶縁材によって被覆し、コイル収容部１９Ｂとの間の電気的絶縁を確保してもよい。絶縁材により被覆され渦巻きの巻きを密にしたコイルを使用して加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆをコンパクトにしてもよい。
【００４８】
水中カット造粒装置１Ｂにおいて、加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆは、蓋部２０Ｂ側がカッター３の刃１２ａ，…，１２ｄを挟んで、それぞれダイプレート２Ｂのいずれかのブロック化された一群のノズル８Ｂ，…，８Ｂの吐出口と対向するように水室１０内に配置される（図８参照）。したがって、各加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆのコイル１６Ｂに交番電流が印加されると、コイル１６Ｂに直交するように生じた磁力線を打ち消すようにそれぞれの加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆに対向するブロック化された一群のノズル８Ｂ，…，８Ｂの表面近くに渦電流が発生し、ノズル８Ｂ，…，８Ｂの吐出口近辺がジュール発熱により加熱される。ブロック化された一群のノズル８Ｂ，…，８Ｂはすべての吐出口近辺がほぼ均等に加熱され、ノズル８Ｂ，…，８Ｂの位置によって大きな温度のバラツキを生ずることがない。また、加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆは水室１０の水により冷却されるので、加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆが過熱するという問題は生じない。
【００４９】
各加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆにおいてコイル室３０Ｂにシリコン油または鉱油系の絶縁油を充填しておき、これらの対流および熱伝導によりコイル１６Ｂの冷却の促進を図ってもよい。
各加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆを水室１０の軸受け側の内面に埋め込み、それぞれの一部のみを水室１０に露出するように構成することができる。
【００５０】
水中カット造粒装置１Ｂは、上記構成とすることによりコイル１６Ｂ自体の温度がその許容温度を超えるおそれがなく、かつダイプレート２Ｂ（ダイス）にコイルを埋め込む必要がないのでダイプレート２Ｂに格別の加工を要しない。
ダイプレート２Ｂに環状の凸部７Ｂを設けるのではなく、加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆに対向する６つの一定領域のみ水室１０に若干突出する凸部を設け、それぞれの凸部に一群のノズルを設けることもできる。また、環状の凸部７Ｂに対向して配置される加熱装置の数は水中カット造粒装置１Ｂのような６つに限られず、５つ以下または７つ以上とすることもできる。その場合、各加熱装置に対向する位置に設けられる一群のノズルが集合するブロックは、加熱装置の数に応じた数が選択される。
【００５１】
上述の実施形態において、加熱装置４の凹部２１、または加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆのコイル室３０Ｂに純水を流通させてコイル１６，１６Ｂの冷却が促進されるように構成することができる。例えば、図３に示される加熱装置４に、図１０に示されるようにコイル収容部１９Ｃに純水を流通させるためのポートＰＴ３およびポートＰＴ４を設け、凹部２１Ｃ内を流通する純水によりコイル１６Ｃの冷却を行ってもよい。また、水室１０内に流通させる水に純水を使用し、誘導加熱用コイルをむき出しのまま、カッターの刃１２ａ，…，１２ｄを挟んでダイプレート２，２Ｂのノズルの吐出口８，…，８，８Ｂ，…，８Ｂと対向するようにして水室１０内に配置してもよい。
【００５２】
ただし、純水によりコイルの冷却を行う場合、加熱装置の凹部２１Ｃまたは加熱装置４Ｂａ，…，４Ｂｆのコイル室３０Ｂに純水を流通させてコイル１６Ｂ，１６Ｃを冷却する方が、純水供給設備への負担が少なく、かかる冷却方法によるコスト増を抑制する上では望ましい。
図１１は他の実施形態における加熱装置４Ｄの正面部分断面図である。本実施の形態に係る加熱装置４Ｄは、図３に記載の加熱装置４とは保護容器の形態およびそれに収められたコイルの形態が異なる点以外は同様のものである。加熱装置４Ｄにおいて、保護容器１７は、ドーナツ盤状の板の内周部に円筒状の枠部４０Ｄが形成された形状の蓋部２０Ｄ（以下、「巻枠２０Ｄ」ということがある）と、ドーナツ盤状の板の外周部に円筒状の枠部４０Ｄが形成された固定枠１９Ｄとからなり、互いの円筒部３８Ｄ，４０Ｄの端面が相手方のドーナツ盤状の板の表面に当接するように組み合わされることで、内部に空間を形成する。円筒部３８Ｄ，４０Ｄとドーナツ盤状の板との当接部にはシール部材が設けられており、シール部材は、空間を液密状態に維持する。このシール部材は、この場所以外に設けてもよく、例えば、外蓋部２５と内蓋部２６との間に介在させてもよい。
【００５３】
コイル１６Ｄは、リッツ線３９Ｄを巻枠２０Ｄの内側の枠部４０Ｄに巻き付けて形成されている。具体的には、巻枠２０Ｄに対して径方向へ渦巻状に巻き付けられて平型コイル状となった層が軸方向へ複数層設けられている。平型コイル状の層を連続して軸方向に複数層設けたり、不連続に複数層設ける（個別単層の平型コイルを軸方向に並べて設ける）など、コイルの巻き方は適宜変更してもよい。
【００５４】
加熱装置４Ｄは、保護容器１７および保護容器カバー１８が非磁性かつ非導電性材料で形成されている。図１１に示される加熱装置４Ｄにおいて図１に示される加熱装置４と同じ符号の部位は、加熱装置４と同様に構成されている。枠部４０Ｄに巻き付ける代わりに導線自身の剛性で保持するようにしてもよい（空芯構造）。また、空芯構造でコイルを形成し、コイル全体を樹脂で封止してもよい。
【００５５】
コイル１６，１６Ｂで発生する磁場を効率よく被加熱体に誘導するためには、コイル１６，１６Ｂを被加熱物に可能な限り近づけるのが好ましく、加熱装置４では、図１に示されるように水室１０内に設けられることによりこの要件を満たしている。
しかし、他の構成でこの要件を満たすことも可能である。図１２は他の実施形態における水中カット造粒装置１Ｅの正面断面図である。水中カット造粒装置１Ｅにおいては、加熱装置４Ｅは、ハウジング６Ｅの軸受け１１側に埋め込まれ、実質的に水室１０外に配置されている。そこで、水室１０はそのカッター軸１４Ｅ方向の幅が可能な限り狭くなっており、加熱装置４Ｅがダイプレート２に近づくように配慮されている。水中カット造粒装置１Ｅでは、加熱装置４Ｅが埋め込まれた側のハウジング６Ｅの面に誘導電流が発生しないように、スリット加工などで遮断するか、ハウシング６Ｅの該当面が非導電性材料により形成される。
【００５６】
加熱装置４Ｅについて、ノズル８，…，８に対向する側に、図５に示されるようなコア材５を多数用いて図３，４に示されるようなスリット加工されたコイル収容部を配し、さらに非磁性かつ非導電性材料で形成された部材（隔壁）によりコイル収容部を水室１０Ｅから電気的に絶縁するようにしてもよい。ノズル８，…，８に対向する側の面を、非磁性かつ非導電性材料で形成された部材（隔壁）により形成し、コイルを水室１０Ｅから電気的に絶縁するようにしてもよい。
【００５７】
加熱装置４Ｅをハウジング６，６Ｅと一体化して水室１０，１０Ｅ内に突出するように構成してもよい。
水中カット造粒装置において、表面が電気的絶縁性を有する樹脂等で被覆された誘導加熱用コイル自体を、そのまま、カッターの刃１２ａ，…，１２ｄを挟んでダイプレートのノズルの吐出口と対向するようにして水室１０内に配置してもよい。このような、樹脂等で被覆され電気的に絶縁されたコイル自体が水室１０内に配置される場合、または保護容器１７，１７Ｂの凹部２１，２１Ｂ，２１Ｃに収容される場合であって、水室１０内の流水では十分なコイルの冷却ができないときは、コイルを中空のパイプで形成し、その内部に冷却エアや冷却水などの冷却媒体を流してコイルを内部から冷却するようにしてもよい。
【００５８】
図１３は水中カット造粒装置における加熱装置の種々の実施形態を示すものである。
図１３において、例えば、中実裸線または中実被覆線とは導体の撚線（リッツ線）および中実棒などにより形成されたコイルをいい、中空裸線または中空被覆線とは内部に流体が流通可能な空洞を有する銅管などにより形成されたコイルをいう。
コイルは、ダイプレート２，２Ｂの特定の部分、例えば凸部７の表面近傍または凸部７Ｂの一群のノズル８Ｂ，…，８Ｂの表面近くに渦電流を発生させるものであれば、銅のリッツ線を同一の平面上に渦巻き状に巻いて形成されたいわゆる「平型コイル」だけではなく、例えば棒状の銅をコイル状にしたものまたは四角状に巻いたもの、図１１に示されるように巻いたものなど、および他の材質、他の形式のコイルを用いることができる。
【００５９】
その他、ダイプレート２，２Ｂ、ハウジング６、カッター３、および加熱装置４，４Ｂなどの全体または各部の構成、材質、形状および寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、樹脂等の押出機における水中カット造粒装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る水中カット造粒装置の正面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視におけるダイプレートおよびカッターを示す図である。
【図３】加熱装置の正面断面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ矢視の加熱装置近辺の断面図である。
【図５】コア材の斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態における図１のＡ−Ａ矢視相当の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態における加熱装置の斜視図である。
【図８】図６における加熱装置Ｂａ，…，Ｂｆ近辺の拡大図である。
【図９】収容部材の斜視図である。
【図１０】コイル収容部Ｃに純水を流通させる加熱装置の断面図である。
【図１１】他の実施形態における加熱装置の正面部分断面図である。
【図１２】他の実施形態における水中カット造粒装置の正面断面図である。
【図１３】水中カット造粒装置における加熱装置の種々の実施形態である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１Ｂ  水中カット造粒装置
２，２Ｂ  ダイス（ダイプレート）
８  ノズル
１０  水室
１２ａ，…，１２ｄ  切断刃（刃）
１６  誘導加熱用コイル（コイル）
１７，１７Ｂ  ケーシング（保護容器）
１９  隔壁（コイル収容部）
２０  隔壁（蓋部）
２５  隔壁（外蓋部）
２６  隔壁（内蓋部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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