(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を溶融混練し、ペレットを形成する造粒部と、前記ペレットと前記ペレットを冷却する冷却水とを分離し、乾燥させた前記ペレットを貯蔵する捕集部と、前記冷却水を循環させる循環機構とを有し、前記循環機構は、前記造粒部の循環箱（４ｂ）と前記捕集部の前記冷却水と前記ペレットを分離する冷却水脱水装置（１０）とを接続する冷却水循環パイプ（８ａ）と、前記冷却水脱水装置（１０）と前記循環機構の冷却水タンク（７）とを接続する冷却水循環パイプ（８ｂ）と、前記冷却水タンク（７）と前記循環箱（４ｂ）とを接続する冷却水循環パイプ（８ｃ）とを有する水中カット造粒システムにおいて、
前記循環箱（４ｂ）から前記冷却水脱水装置（１０）へ向かう方向と、前記循環箱（４ｂ）から前記冷却水タンク（７）へ向かう方向とのいずれか一方に冷却水の流れ方向を切換える電磁調整弁（２３）が、前記冷却水循環パイプ（８ａ）の、前記冷却水脱水装置（１０）よりも重力方向下方となる位置に設けられており、
前記電磁調整弁（２３）と前記冷却水循環パイプ（８ｂ）とを接続する冷却水循環バイパスパイプ（２２）が、前記冷却水脱水装置（１０）よりも重力方向下方となる位置に設けられていることを特徴とする水中カット造粒システム。
【請求項２】
前記冷却水循環パイプ（８ａ）と、前記冷却水循環パイプ（８ｂ）とを接続するプレ冷却水脱水装置（９）が前記冷却水循環パイプ（８ａ）に設けられており、
前記電磁調整弁（２３）及び前記冷却水脱水装置（１０）が前記プレ冷却水脱水装置（９）よりも重力方向下方となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水中カット造粒システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水中カット造粒システムを用いるペレット製造方法であって、
前記水中カット造粒システムを再立上げする前に、前記造粒部の再立上げ前においては、前記電磁調整弁（２３）は、前記冷却水脱水装置（１０）の方向への流れを全閉とし、前記冷却水循環バイパスパイプ（２２）の方向への流れを全開とする工程を含むペレット製造方法。
【請求項４】
前記造粒部の運転時においては、前記電磁調整弁（２３）は、前記冷却水脱水装置（１０）の方向への流れを全開とし、前記冷却水循環バイパスパイプ（２２）の方向への流れを全閉とする工程を含む、請求項３に記載のペレット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイスが目詰まりすることなく押出機の再立上ができる水中カット造粒システム及びペレット製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押出機で使用されペレット冷却、脱水、乾燥及び輸送装置として特許文献１等の装置が用いられている。
【０００３】
図４に従来の押出機関連装置とペレット搬送装置の一例を示す。二軸混練押出機１０２は押出機駆動モータ１０１によって回転するスクリュ１０２ｂが内挿されている押出機であり、その先端部には造粒押出ダイス１０３を介して水中カット装置１０４が接続され、混練押出機１０２の後方上部には合成樹脂供給用のホッパ１０２ａが設けられている。
【０００４】
水中カット装置１０４は、造粒押出ダイス１０３に接続されて水を循環する循環箱１０４ｂと、この循環箱１０４ｂ内に設けられ水中カットナイフ駆動モータ１０５によってダイス表面上で回転する水中カットナイフ１０４ａなどによって構成されている。
【０００５】
冷却水循環パイプ１０８は、循環箱１０４ｂと冷却水脱水装置１１０とを接続する冷却水循環パイプ１０８ａと、冷却水脱水装置１１０と冷却水タンク１０７とを接続する冷却水循環パイプ１０８ｂと、循環箱１０４ｂと冷却水タンク１０７とを接続する冷却水循環パイプ１０８ｃとを有する。循環箱１０４ｂの下部には、冷却水循環パイプ１０８ｃを介して高ヘッド圧（２９４ｋＰａ〜１４７０ｋＰａ）の冷却水循環ポンプ１０６が接続されている。そして、冷却水循環パイプ８ｄが三方バルブ１２５を介して冷却水循環パイプ８ｃと接続されている。また、循環箱１０４ｂの上部には、プレ冷却水脱水装置１０９を冷却水循環パイプ１０８ａを介して、ペレットサイロ１１６の上方に位置する冷却水脱水装置１１０が接続されている。この冷却水脱水装置１１０には、同様にペレットサイロ１１６の上方に位置する乾燥装置１１１が接続されている。冷却水脱水装置１１０と乾燥装置１１１によって脱水乾燥装置１１２が構成されている。
【０００６】
乾燥装置１１１には、同様にペレットサイロ１１６の上方に位置する選別機１１３が接続されている。この選別機１１３は、サイロ切換バルブ１１４を有するシュートパイプ１１５を介して複数のペレットサイロ１１６に接続されている。なお、ペレットサイロ１１６の下部にはペレットの袋詰機などが設けられ、乾燥装置１１１などの上部には排気ファン１１７が接続されている。
【０００７】
プレ冷却水脱水装置１０９の出口側の一方ならびに冷却水脱水装置１１０および乾燥装置１１１の下部は、冷却水循環パイプ１０８ｂを介して冷却水タンク１０７に接続されている。冷却水タンク１０７は冷却水循環パイプ１０８ｃを介して冷却水循環ポンプ１０６に接続されている。
【０００８】
図５に、他の従来の押出機関連装置とペレット搬送装置の一例を示す。図５に示す装置は、脱水乾燥装置１１２もしくは選別機１１３から排出される乾燥したペレットがシュートパイプ１１８に自然落下し、そのペレットを空気フィルタ１１９、空送ブロワ１２０によって空送パイプ１２１中を移動、ペレットサイロ１１６に搬送する構成となっている。
【０００９】
次に従来装置の動作について説明する。
【００１０】
図４に示すように、ホッパ１０２ａを介して混練押出機１０２に供給された合成樹脂原料は、押出機駆動モータ１０５によって回転されるスクリュ１０２ｂにより、溶融、混練され、混練押出機１０２の先端に設けられた造粒押出ダイス１０３を介して水中にストランド状に押し出され、水中カット装置１０４の水中カットナイフ駆動モータ１０５によってダイス表面上で回転する水中カットナイフ１０４ａによりペレット状に切断される。
【００１１】
水中カットペレットは、冷却水タンク１０７から冷却水循環ポンプ１０６により９８ｋＰａ〜１４７０ｋＰａのヘッド圧で水中カット装置１０４に送られる水により冷却され、プレ冷却水脱水装置１０９を有する冷却水循環パイプ１０８ａを介してペレットサイロ１１６の上方に配置されている冷却水脱水装置１１０に送られる。この冷却水脱水装置１１０において水とペレットが分離され、該ペレットは乾燥装置１１１で付着水が除去され、選別機１１３を介して自然落下で、サイロ切換バルブ１１４を有するシュートパイプ１１５を介して複数のペレットサイロ１１６に送られる。
【００１２】
もしくは図５に示すような、脱水乾燥装置１１２もしくは選別機１１３から排出される乾燥したペレットがシュートパイプ１１８に自然落下し、そのペレットを高低差５０ｍ以上高い位置にあるペレットサイロ１１６まで空気フィルタ１１９、空送ブロワ１２０によって空送パイプ１２１中を移動、ペレットサイロ１１６に搬送される。ペレットサイロ１１６内のペレットはペレットサイロ１１６の下部から排出され、袋詰されて製品として出荷される。
【００１３】
冷却水脱水装置１１０において分離された水および乾燥装置１１１でペレットから除去された付着水分ならびにプレ冷却水脱水装置１０９に設置されているバルブ（不図示）の開度によって分岐された水は、冷却水タンク１０７に集められて、上述したように、冷却水循環ポンプ１０６により水中カット装置１０４に送られ、連続的に自動循環運転がなされる。
【００１４】
ところで、現在、汎用樹脂用大型造粒機の立上げ方法は特許文献２に開示されているように自動化が主流となっている。しかし、立上時の樹脂詰め工程後のダイス清掃は作業者によって行われるため、溶融樹脂の噴霧などが発生した場合には危険を伴う場合があった。そのため、押出機の立上及び再立上時はダイスと循環箱を締結させた状態で行う特許文献３のような運転方法が開発された。この運転方法は、押出機停止後に冷却水を循環させたままダイス周辺温度を原料樹脂の融点温度まで下げて一度ノズル中の樹脂を固化させ、再立上げ時はダイス周辺温度を従来の温度まで上げることで固化した樹脂を溶融させ、ダイスと循環箱を切り離さずに再立上が行うといった方法である。
【特許文献１】特開平１０−９５０１５号公報
【特許文献２】特開２００４−１３０６００号公報
【特許文献３】特開平１０−５８４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
通常、ダイスは２００℃以上に加熱されており、この加熱されたダイスは、常にペレットの冷却水と接触している。循環箱の内圧が低いときには、冷却水循環ポンプなどから送られる冷却水中に混じった気泡、もしくは２００℃以上に熱せられたダイスからの熱による冷却水の気化などにより、循環箱内には無数の気泡が存在することになる。後者の場合、気泡はダイス表面に発生するためにダイスと水との接触面積が少なくなり、ダイス温度は高く維持することができる。しかし循環箱内の圧力が高いと、気泡はその圧力によって体積が小さくなるか、あるいは気泡の発生が阻害される。そのため、冷却水とダイス全体が気泡を介せずに直接接触し、その結果ダイス温度は低下することになる。
【００１６】
造粒機の場合、循環箱から約１０〜５０ｍ程度の高い位置に冷却水脱水装置があり、冷却水循環パイプによって水中カットペレットおよび水が搬送される。そのため、循環箱に冷却水循環時に９８ｋＰａ〜４９０Ｐａの内圧がかかる。循環箱に高い内圧がかかることで気泡の体積が小さくなったり、あるいは気泡の発生が阻害されることでダイス温度が低下することでダイス中のノズルは完全に固化する場合がある。このため、再立上時にダイス温度を高く設定しても、樹脂は完全に溶融しきれずに目詰まりを起こす場合があった。
【００１７】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、押出機の再立上時にダイスの目詰まりを防止できる水中カット造粒システム及びペレット製造方法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】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の水中カット造粒システムは、樹脂を溶融混練し、ペレットを形成する造粒部と、ペレットとペレットを冷却する冷却水とを分離し、乾燥させたペレットを貯蔵する捕集部と、冷却水を循環させる循環機構とを有し、循環機構は、造粒部の循環箱と捕集部の冷却水とペレットを分離する冷却水脱水装置とを接続する冷却水循環パイプと、冷却水脱水装置と循環機構の冷却水タンクとを接続する冷却水循環パイプと、冷却水タンクと循環箱とを接続する冷却水循環パイプとを有する水中カット造粒システムにおいて、循環箱から冷却水脱水装置へ向かう方向と、循環箱から冷却水タンクへ向かう方向とのいずれか一方に冷却水の流れ方向を切換える電磁調整弁が、冷却水循環パイプの、冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けられており、電磁調整弁と冷却水循環パイプとを接続する冷却水循環バイパスパイプが、冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１９】
以上のとおり、本発明の水中カット造粒システムは、電磁調整弁及び冷却水循環パイプが冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けられている。このため、造粒部を再立上げする前の段階では電磁調整弁を、冷却水循環パイプを介して循環箱から冷却水タンク方向に冷却水が流れる方向に切り換えておくことで循環箱内に高いヘッド圧がかからないようにすることができる。これにより、再立上時のダイスの目詰まりを防止できる。
【００２０】
また、本発明の水中カット造粒システムは、冷却水循環パイプと、冷却水循環パイプとを接続するプレ冷却水脱水装置が冷却水循環パイプに設けられており、電磁調整弁及び冷却水脱水装置がプレ冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けられているものであってもよい。
【００２１】
本発明のペレット製造方法は、本発明の水中カット造粒システムを用いるペレット製造方法であって、水中カット造粒システムを再立上げする前に、造粒部の再立上げ前においては、電磁調整弁は、冷却水脱水装置の方向への流れを全閉とし、冷却水循環バイパスパイプの方向への流れを全開とする工程を含む。
【００２２】
また、本発明のペレット製造方法は、造粒部の運転時においては、電磁調整弁は、冷却水脱水装置の方向への流れを全開とし、冷却水循環バイパスパイプの方向への流れを全閉とする工程を含むものであってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電磁調整弁及び冷却水循環パイプを冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けたことで循環箱内に高いヘッド圧がかからないようにすることができ、これにより、再立上時のダイスの目詰まりを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に本発明の一例である循環箱減圧用冷却水バイパス機構を備えた水中カット造粒システムの構成図を示す。
【００２５】
本発明の水中カット造粒システムは、樹脂を溶融混練し、ペレットを形成する造粒部と、冷却水とペレットを分離し、乾燥させたペレットを貯蔵する捕集部と、冷却水を循環させる循環機構とを有する。
【００２６】
造粒部は、樹脂を溶融混練する二軸混練押出機２と、溶融樹脂を押し出す造粒押出ダイス３と、造粒押出ダイス３から押し出された樹脂をペレット状にカットする水中カット装置４を有する。
【００２７】
捕集部は、冷却水とペレットを分離する冷却水脱水装置１０と、ペレットに付着した冷却水を乾燥除去する脱水乾燥装置１２と、選別機１３と、ペレットを圧送する空送ブロワ２０と、ペレットを貯留するペレットサイロ１６とを有する。
【００２８】
循環機構は、冷却水を循環させる冷却水循環パイプ８および冷却水循環ポンプ６と、プレ冷却水脱水装置９と、本発明の特徴である冷却水循環バイパスパイプ２２および電磁調整弁２３を含む循環箱減圧用冷却水バイパス機構と、冷却水を貯留する冷却水タンク７とを有する。
【００２９】
まず、造粒部の各構成について説明する。
【００３０】
二軸混練押出機２は押出機駆動モータ１によって回転するスクリュ２ｂが内挿されている押出機であり、その先端部には造粒押出ダイス３を介して水中カット装置４が接続され、混練押出機２の後方上部には合成樹脂供給用のホッパ２ａが設けられている。
【００３１】
水中カット装置４は、造粒押出ダイス３に接続されて冷却水を循環する循環箱４ｂと、この循環箱４ｂ内に設けられ水中カットナイフ駆動モータ５によってダイス表面上で回転する水中カットナイフ４ａなどによって構成される。
【００３２】
次に、捕集部の各構成について説明する。
【００３３】
冷却水脱水装置１０はペレットサイロ１６の下方に位置する。この冷却水脱水装置１０には、同様にペレットサイロ１６の下方に位置する乾燥装置１１が接続されている。そして、冷却水脱水装置１０と乾燥装置１１によって脱水乾燥装置１２が構成されている。
【００３４】
乾燥装置１１には、同様にペレットサイロ１６の下方に位置する選別機１３が接続されている。選別機１３の下方にはシュートパイプ１８が設けられており選別機１３から排出される乾燥したペレットは、シュートパイプ１８へと自然落下する。ペレットは空送ブロワ２０によって空送パイプ２１、サイロ切換バルブ１４を介してペレットサイロ１６へと圧送される。なお、空送ブロワ２０の空気取り入れ口には、空気中のゴミ等の混入防止のため、空気フィルタ１９が設けられており、また、ペレットサイロ１６の下部にはペレットの袋詰機などが設けられている。
【００３５】
次に、循環機構の各構成について説明する。
【００３６】
冷却水循環パイプ８は、循環箱４ｂと冷却水脱水装置１０とを接続する冷却水循環パイプ８ａと、冷却水脱水装置１０と冷却水タンク７とを接続する冷却水循環パイプ８ｂと、循環箱４ｂと冷却水タンク７とを接続する冷却水循環パイプ８ｃとを有する。冷却水循環パイプ８ｃの途中には高ヘッド圧（９８ｋＰａ〜１４７０ｋＰａ）の冷却水循環ポンプ６が接続されている。さらに、冷却水循環ポンプ６の出口側の冷却水循環パイプ８ｃの途中には、三方バルブ２５、そのバルブを介して、冷却水循環パイプ８ｄが冷却水タンクへと接続されている。
【００３７】
冷却水循環パイプ８ａの途中には、冷却水の一部を冷却水タンク７に戻すためのプレ冷却水脱水装置９が設けられている。プレ冷却水脱水装置９の出口側の一方は冷却水脱水装置１０側に接続されており、出口側の他方はバイパスラインとして冷却水循環パイプ８ｂに接続されている。冷却水タンク７へ冷却水を戻す際にペレットまで冷却水タンク７内に流入してしまうのを防止するため、プレ冷却水脱水装置９の冷却水タンク７へと分岐する部分（出口側の他方側）にはフィルタが設けられている。プレ冷却水脱水装置９の冷却水タンク７へと接続する冷却水循環パイプの途中には、分岐させる冷却水の水量を調節するバルブ（不図示）がある。冷却水脱水装置１０および乾燥装置１１の下部は、冷却水循環パイプ８ｂを介して冷却水タンク７に接続されている。冷却水循環ポンプ６の出口直後の冷却水循環パイプ８ｃには冷却水流量を調整できるようにするための流量調整弁（不図示）が設けられている。
【００３８】
プレ冷却水脱水装置９の設置位置は、以下の点を考慮して設定される。
【００３９】
通常の設備の場合、冷却水脱水装置１０、脱水乾燥装置１２、選別機１３の位置関係、更にはペレットの搬送、冷却水の処理能力などを考慮すると、これらは押出機建て屋の２階以上の高所に置くことが必要となり、特に大型機ではこのような構成は必須となる。また、プレ冷却水脱水装置９も同様に高所に設置することになる。これは、大量のペレットを高所に設置されている脱水乾燥装置１２まで搬送するためには、大量の冷却水が必要であり、また冷却能力を確保するためにも大量の冷却水および搬送距離が必要となるためである。このためプレ冷却水脱水装置９は、冷却水脱水装置１０近傍の高所に設置する必要がある。
【００４０】
このような位置に配置されたプレ冷却水脱水装置９のバイパスラインの機能は以下のとおりである。
【００４１】
押出機運転中は、冷却水循環パイプ８ａに大量のペレットと冷却水が流入し、冷却水脱水装置１０に供給されるが、大量のペレットを冷却するには大量の冷却水が必要となる。しかし、冷却水脱水装置１０の役割は冷却水とペレットを分離するだけであり、冷却水の全量を冷却水脱水装置１０で全てを処理するようには設計されていない。そこで、冷却水の一部をプレ冷却水脱水装置９によって、冷却水循環パイプ８ｂを介して冷却水タンク７に戻してやり、残った冷却水とペレットを冷却水脱水装置１０に供給させるようにしている。上述したように、プレ冷却水脱水装置９の冷却水タンク７へと分岐する部分（出口側の他方側）にはフィルタが設けられているため、冷却水タンク７へ冷却水を戻す際にペレットまで冷却水タンク７内に流入してしまうことはない。また、プレ冷却水脱水装置９を介して冷却水タンク７に戻す冷却水の水量は、プレ冷却水脱水装置９の下部についているバルブ（不図示）によって調節する。
【００４２】
次に、本発明の特徴である冷却水循環バイパスパイプ２２および電磁調整弁２３について説明する。
【００４３】
電磁調整弁２３は、冷却水循環パイプ８ａの、冷却水脱水装置１０よりも重力方向下方となる位置に設けられている。この電磁調整弁２３は、循環箱４ｂから冷却水脱水装置１０方向と、循環箱４ｂから冷却水タンク７方向とのいずれか一方に冷却水の流れ方向を切換えるものである。すわなち、電磁調整弁２３は、冷却水循環パイプ８ａ方向が開の状態の時は冷却水循環バイパスパイプ２２方向は閉の状態を保持し、冷却水循環パイプ８ａ方向が閉の状態の時は冷却水循環バイパスパイプ２２方向は開の状態を保持する。冷却水の流量の調整は不図示の自動調整バルブ、あるいは不図示の手動バルブによって行うことができる。
【００４４】
冷却水循環バイパスパイプ２２は、電磁調整弁２３と、冷却水循環パイプ８ｂとを接続するパイプであり、冷却水脱水装置１０よりも重力方向下方となる位置に設けられている。すわなち、冷却水循環バイパスパイプ２２は、冷却水を、プレ冷却水脱水装置９、冷却水脱水装置１０および乾燥装置１１を通さずに冷却水タンク７へと還流させるバイパスパイプである。
【００４５】
循環箱４ｂ上部から出る冷却水循環パイプ８ａと冷却水循環バイパスパイプ２２とは電磁調整弁２３を介して接続されている。
【００４６】
なお、押出機が小型機である場合や、試験用の小型設備の場合には、冷却水脱水装置１０、脱水乾燥装置１２、選別機１３なども小さい仕様で済み、かつこれらは低い位置に設置することが可能となる。このような場合、プレ冷却水脱水装置９およびプレ冷却水脱水装置９のバイパスラインを設けずに、図２に示すように、冷却水脱水装置１０に対して重力方向下方に電磁調整弁２３および冷却水循環バイパスパイプ２２のみを設ける構成としてもよい。すわなち、電磁調整弁２３および冷却水循環バイパスパイプ２２をプレ冷却水脱水装置９およびプレ冷却水脱水装置９のバイパスラインと同様に機能させ、冷却水の一部を電磁調整弁２３および冷却水循環バイパスパイプ２２によって冷却水タンク７に戻してやり、残った冷却水とペレットを冷却水脱水装置１０に供給させるようにしてもよい。このような構成とすることでシステムの構成を簡素化することができる。
【００４７】
なお、図２に示す構成の場合、電磁調整弁２３および冷却水循環バイパスパイプ２２の設置高さは、冷却水脱水装置１０に対して重力方向下方であって、気泡の体積が小さくなったり、あるいは気泡の発生が阻害されることがない程度のヘッド圧が循環箱４ｂ内にかかる程度とする必要がある。
【００４８】
次に、電磁調整弁２３および冷却水循環バイパスパイプ２２の動作について説明する。
【００４９】
図１に示す構成における構成の場合、押出機本体停止後、もしくは立上げ前に、手動もしくは自動調整バルブによって冷却水の流量を下げ、更に電磁調整弁２３を冷却水循環バイパスパイプ２２方向を閉から開の状態に切り換えるとともに、冷却水循環パイプ８ａ方向を開から閉の状態に切り換える。つまり、電磁調整弁２３を、冷却水脱水装置１０方向への流れが全閉となり、冷却水循環バイパスパイプ２２方向への流れが全開となるように切り換える。電磁調整弁２３をこのように切り換えることで冷却水循環バイパスパイプ２２内の冷却水は冷却水タンク７に戻り、循環される。その間、水中カットナイフ４ａは造粒押出ダイス３から離れた状態、もしくは造粒押出ダイス３に密着した状態で回転しているか停止状態にある。
【００５０】
冷却水循環バイパスパイプ２２は冷却水脱水装置１０よりも低い位置に配置されているため、押出機の再立上げまでの待機時の循環箱４ｂ内の圧力を従来の冷却水脱水装置１０を介する方式よりも低く抑えることができる。つまり、本実施形態の循環箱減圧用冷却水バイパス機構は、再立上げ前における循環箱４ｂ内の圧力を低く抑えることが可能であるため、循環箱４ｂ内の気泡の体積が小さくなってしまう、あるいは気泡の発生が阻害される、といったことを防止し、循環箱４ｂ内にて気泡を良好な状態で存在させることができる。これら気泡は造粒押出ダイス３と冷却水との接触面積を低減させるので造粒押出ダイス３の温度が低下してしまうのを防止でき、よって、再立上げまでの待機時に造粒押出ダイス３のノズル内にて樹脂が固化して目詰まりが起きてしまうのを防止することができ、良質なペレットを製造することができる。
【００５１】
図２に示す構成の場合、再立上げ前においては、電磁調整弁２３は、冷却水脱水装置１０方向への流れを全閉とし、冷却水循環バイパスパイプ２２方向への流れを全開とする。そして、通常運転時には、電磁調整弁２３は、冷却水脱水装置１０方向への流れを全開とし、冷却水循環バイパスパイプ２２方向への流れを全閉とする。これにより、図１の構成と同様に、押出機の再立上げまでの待機時の循環箱４ｂ内の圧力を低く抑えることができ、再立上げまでの待機時に造粒押出ダイス３のノズル内にて樹脂が固化して目詰まりが起きてしまうのを防止することができ、良質なペレットを製造することができる。
【００５２】
次に本発明の水中カット造粒システムの動作について説明する。
【００５３】
ホッパ２ａを介して混練押出機２に供給された合成樹脂原料は、水中カットナイフ駆動モータ５によって回転されるスクリュ２ｂにより、溶融、混練され、混練押出機２の先端に設けられた造粒押出ダイス３を介して水中にストランド状に押し出される。押し出された樹脂は、水中カット装置４の水中カットナイフ駆動モータ５によってダイス表面上で回転する水中カットナイフ４ａによりペレット状に切断される。
【００５４】
ペレットは、冷却水タンク７から冷却水循環ポンプ６により９８ｋＰａ〜１４７０ｋＰａのヘッド圧で水中カット装置４に送られる冷却水により冷却され、三方バルブ９を有する冷却水循環パイプ８ａを介してペレットサイロ１６の上方に配置されている冷却水脱水装置１０に送られる。冷却水脱水装置１０において水とペレットが分離され、該ペレットは乾燥装置１１で付着水が除去され、選別機１３を介してシュートパイプ１８に自然落下する。シュートパイプ１８内に落下したペレットは空気フィルタ１９、空送ブロワ２０によって空送パイプ２１中を移動し、高低差５０ｍ以上高い位置にある複数のペレットサイロ１６に搬送される。なお、ペレットはサイロ切換バルブ１４を介して各ペレットサイロ１６に貯留される。ペレットサイロ１６内のペレットはペレットサイロ１６の下部から排出され、袋詰されて製品として出荷される。
【００５５】
冷却水脱水装置１０において分離された水および乾燥装置１１でペレットから除去された付着水分ならびにプレ冷却水脱水装置９の切換によって分岐された水は、冷却水タンク７に集められて、上述したように、冷却水循環ポンプ６により水中カット装置４に送られ、連続的に自動循環運転がなされる。
【００５６】
以上説明したように本実施形態の水中カット造粒システムは、電磁調整弁２３及び冷却水循環パイプ２２を冷却水脱水装置１０よりも重力方向下方となる位置に設けている。このため、造粒部を再立上げする前の段階では電磁調整弁２３を、冷却水循環パイプ２２を介して循環箱４ｂから冷却水タンク７方向に冷却水が流れる方向に切り換えておくことで循環箱４ｂ内に冷却水脱水装置１０からの高いヘッド圧がかからないようにすることができ、循環箱４ｂ内にて気泡を良好な状態で存在させることができる。そして、これら良好な気泡が循環箱４ｂ内に存在することで造粒押出ダイス３と冷却水との接触面積が低減することとなり、造粒押出ダイス３の温度が低下してしまうのを防止できる。このように、本実施形態の水中カット造粒システムは、造粒押出ダイス３の温度を好適な温度で保持できるので再立上げまでの待機時に造粒押出ダイス３のノズル内にて樹脂が固化して目詰まりが起きてしまうのを防止することができ、良質なペレットを製造することができる。
（循環箱内圧力、ダイスノズルの目詰まりおよび循環箱内温度の関係）
循環箱内の圧力が高圧となった場合における、ダイスノズルの目詰まりおよび循環箱内温度との関係について小型造粒機を用いて明らかにした。
【００５７】
図３に示す装置は、試験用の水中カット用小型造粒機（直径６９ｍｍの二軸押出機）であり、冷却水循環バイパスパイプを使用した場合、もしくは使用しない場合と同じ状況を作る為に、循環箱４ｂ上部にボールバルブ２４を設置している。本装置を用いて循環箱４ｂ内に圧力をかけてダイスノズル目詰まり率を比較した。
【００５８】
押出機に樹脂詰めを行った後、一旦押出機を停止する。造粒押出ダイス３と循環箱４ｂを締結させた状態を維持させ、循環箱４ｂ内の圧力はボールバルブ２４により調整し、継続的に一定の流量で冷却水を循環させた。２９０℃に熱せられた造粒押出ダイス３が冷却水によって温度が低下し、ダイス温度と冷却水温度とが平衡状態となったのを確認後、押出機を立上げ、造粒を行った。その際の循環箱４ｂの内圧は、３９ｋＰａ一定、あるいは１４７ｋＰａ一定とした。また、ダイス温度は２９０℃、冷却水温度および流量は６０℃，１０ｍ3／ｈとした。
【００５９】
以下に結果を示す。
【００６０】
循環箱内圧３９ｋＰａ時    ダイスノズル目詰まり度：０．７
循環箱内圧１４７ｋＰａ時    ダイスノズル目詰まり度：１．０
循環箱の内圧が高い程、目詰まりを起こし易いことがわかる。
【００６１】
同条件で押出機運転前の造粒押出ダイス３のメタル温度は
循環箱内圧３９ｋＰａ時    １９８℃
循環箱内圧１４７ｋＰａ時    １９７℃
となった。
【００６２】
以上より、循環箱内に高い圧力がかかると、ダイス温度は低下し、目詰まりを起こすことが明らかとなった。すわなち、本願発明により、循環箱内の圧力を低下させることでダイス温度の低下を防止して目詰まりを解消することが可能となることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一例である循環箱減圧用冷却水バイパス機構を備えた水中カット造粒システムの構成図である。
【図２】本発明の他の例の循環箱減圧用冷却水バイパス機構を備えた水中カット造粒システムの構成図である。
【図３】試験用の小型造粒装置の構成図である。
【図４】従来の水中カット造粒システムの一例の構成図である。
【図５】従来の水中カット造粒システムの他の例の構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    押出機駆動モータ
２    混練押出機
２ａ    ホッパ
２ｂ    スクリュ
３    造粒押出ダイス
４    水中カット装置
４ａ    水中カットナイフ
４ｂ    循環箱
５    水中カットナイフ駆動モータ
６    冷却水循環ポンプ
７    冷却水タンク
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ    冷却水循環パイプ
９    プレ冷却水脱水装置
１０    冷却水脱水装置
１１    乾燥装置
１２    脱水乾燥装置
１３    選別機
１４    サイロ切換バルブ
１６    ペレットサイロ
１７    排気ファン
１８    シュートパイプ
１９    空気フィルタ
２０    空送ブロワ
２１    空送パイプ
２２    冷却水循環バイパスパイプ
２３    電磁調整弁
２４    ボールバルブ
２５    三方バルブ
【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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