JP2002346364A - 液中造粒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝固液中へ吐出された凝固物を切断して凝固
液中で造粒する装置において、切断刃とダイとの接触に
よる磨耗の発生を防止すると共に、造粒した凝固物の切
断形状に優れた凝固物の装置を提供する 【解決手段】 凝固物を吐出する吐出面に多数の吐出孔
(12)が開口するダイ(11)と、該ダイ(11)から押し出され
た凝固物を凝固させる凝固液を充満した凝固室(21)と、
該ダイ(11)から吐出された凝固物を切断するために、前
記ダイ(11)の吐出面に対して０．２ｍｍ以下の微小間隙
を維持しながら回転する切断刃(31)とを含む液中造粒装
置(1)である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、凝固液を充満した
凝固液室内に凝固物を連続的に押出し、押し出された凝
固物を切断刃によって切断し、凝固物を造粒するための
造粒装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数の吐出孔を穿設したダイから
凝固物を凝固液中へ吐出し、吐出された凝固物を細断す
ることで、凝固物を造粒することが行われている。この
ような造粒方法とそのための装置としては、例えば、凝
固物を連続的に吐出するダイに多数の吐出孔を穿設して
凝固液中に設け、このダイから凝固物を連続的に凝固液
中へ吐出し、吐出された凝固物を細断して造粒するもの
がある。

【０００３】その際、凝固物を切断するための従来技術
として、高圧の噴射液をダイの表面へ吹き付け、ダイか
ら吐出された凝固物を切断することが行われている。し
かしながら、この従来技術では凝固液中を高圧の噴射水
が流れるため、吐出されて凝固しようとする凝固物の形
状が変形したり、潰れたり、ヒゲ付き（凝固物の一部が
きれいに切断されずに尾を引いたような状態をいう）を
起こしたりするという問題を有している。

【０００４】特に、ダイの表面を高速で噴射液が通過す
ると、ダイ表面の動圧が低下し、凝固物が吐出孔から吸
い出されるような状態になって、造粒形状が一段と悪化
する原因ともなっている。このような現象は、凝固物の
粘度が低いほど顕著であることは言うまでも無い。

【０００５】そこで、ダイから吐出される凝固物を機械
的な手段で切断することが行われている。このような従
来技術としては、回転ホルダーの円周方向に沿って多数
の切断刃を設け、回転ホルダーをダイの表面に近接した
位置で回転させ、回転する切断刃によって吐出された凝
固物を切断することにより造粒を行うものがある。しか
しながら、この従来技術においても、回転する切断刃に
よって誘起される随伴液流の影響が大きく、高圧の噴射
液の切断と同様の問題を惹起する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、切断刃をダイ
に押し付けた状態でこの切断刃を回転させることが行わ
れている。この場合、一方でダイに切断刃を押し付ける
力を大きくすると、その接触によって、ダイと切断場の
磨耗が激しくなる。他方で弾性体を介して切断刃のダイ
への押し付け力を小さくすると、ダイから吐出される凝
固物によって切断刃が押し返され、これによって切断刃
ホルダーの支軸に振れが生じて安定な造粒が行えなくな
るという問題がある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題に鑑み、
切断刃とダイとの接触による磨耗の発生を防止すると共
に、造粒した凝固物の切断形状に優れた凝固物の装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明によれ
ば、凝固物を吐出する吐出面に多数の吐出孔が開口する
ダイと、該ダイから押し出された凝固物を凝固させる凝
固液を充満した凝固室と、該ダイから吐出された凝固物
を切断するために、前記ダイの吐出面に対して０．２ｍ
ｍ以下の微小間隙を維持しながら回転する切断刃とを含
む液中造粒装置が提供される。

【０００９】このとき、本発明の液中造粒装置が、更に
前記微小な一定間隙を調整自在の間隙調整手段を備える
ことが、液中造粒装置の操作性を著しく向上させ、凝固
物を安定して造粒できるために好ましい。

【００１０】また、本発明の液中造粒装置が、前記切断
刃によって切断された凝固物を凝固液と共に排出するた
めに凝固室に設けられた凝固液の循環装置を設けた構成
とすることが好ましい。何故ならば、切断された凝固物
が凝固室から速やかに排出されずに滞留すれば、回転す
る切断刃によって再切断されたり、液流に巻き込まれ
て、形状が変化したりするからである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の液中造粒装置１の構成を例
示した全体構成図であり、該液中造粒装置１は、後述す
る参照符号１０〜５０で表される各要素から構成される
本体部、参照符号６０で表される駆動部、そして、これ
らを固定する参照符号７０で表される架台部とから構成
されている。この時、更に前記本体部は、その前部に造
粒手段を、そして、後部に間隙調整手段をそれぞれ有す
る。

【００１３】なお、図２は前記造粒手段の要部を、そし
て、図３は前記の間隙調整手段の要部をそれぞれ模式的
に例示した側断面図である。これら図１〜３において、
参照符号１０は吐出手段、参照符号２０は凝固手段、そ
して、参照符号３０は凝固物の切断手段、参照符号４０
は凝固液の循環手段、参照符号５０は間隙調整手段、参
照符号６０は、駆動手段、そして、参照符号７０は架台
をそれぞれ示す。

【００１４】以上のように構成される液中造粒装置１に
おいて、前記吐出手段１０は、図示省略したギアポンプ
などの計量供給装置、該計量供給手段から供給されるド
ープ状の凝固物を吐出孔１２から棒状に成形した吐出す
るためのダイ１１、該ダイ１１へ凝固物を導入するため
の導入部材１３を含んで構成される。この時、前記ドー
プ状の凝固物は、前記計量供給装置から前記導入部材１
３へ図示した矢印方向から送られてくる。そして、この
ようにして該導入部材１３へ送られてきた凝固物は次々
と連続的にダイ１１へ送られる。

【００１５】その際、前記ダイ１１には、図２に例示し
たような吐出孔１２が、前記導入部１１の円環状の出口
溝に接して、複数列の同心円周上（本例では、三列の同
心円周上）に等配（本例では、６０等配）されて穿設さ
れている。したがって、凝固物は、ダイ１１に穿設され
た各吐出孔１２（例えば、３列×４０等配＝１２０個の
吐出孔群の夫々）から凝固室２１に充満する凝固液中へ
吐出されることによって、棒状に吐出されて凝固成形さ
れる。なお、凝固液と凝固室２１とは、凝固手段２０の
一部を構成している。

【００１６】ここで、該凝固室２１は、前記ダイ１１、
凝固室ケーシング２２、そして液封板２３によって囲繞
された領域の内部に凝固液を充満した部屋であって、Ｏ
リングなどのシール部材２４〜２６によって凝固液が外
部に洩れないように液封状態とされている。このような
凝固室２１へ凝固物が吐出されてくると、凝固物はその
内部に充満する凝固液によって凝固されることは言うま
でも無い。

【００１７】このようにして、凝固室２１の中で凝固さ
れる凝固物は、切断手段３０によって、適当な長さの粒
状形状に裁断される。このようにして、凝固物は、切断
手段３０によって凝固液中で造粒されることとなる。

【００１８】その際、前記切断手段３０の一部を構成す
る切断刃３１とダイ１１の凝固物吐出面とは、０．２ｍ
ｍ以下の微小間隙を維持するように図示した矢印方向に
対して前進と後退を自在にすることで微小な間隙調整が
自在とされている。なお、このような重要な役割を演じ
る切断刃３１は、図２に例示したように、ダイ１１に穿
設された吐出孔１２に対向して回転自在に設けられてい
ることは言うまでも無い。

【００１９】したがって、前記切断刃３１を回転自在と
するために、切断刃３１はホルダー３２によって保持さ
れ、該ホルダー３２は回転軸３３に固定されている。ま
た、該回転軸３３は、軸受３４ａと３４ｂ（なお、軸受
３４ｂは、図２には図示されず、図３に図示されてい
る）とを介して軸受ハウジング３５によって回転自在で
かつ軸方向へ摺動自在に軸支されている。このように切
断手段３０は、切断刃３１、ホルダー３２、回転軸３
３、軸受３４ａ及び３４ｂ、そして、軸受ハウジング３
５を含んで構成されている。

【００２０】なお、前記切断刃３１は、複数枚で構成し
てもよい。このような場合において、切断刃３１の枚数
は、凝固物の吐出速度と切断刃３１の回転速度とによっ
て左右される凝固物の造粒形状によって決定されること
は言うまでも無い。つまり、棒状に吐出される凝固物の
切断長さは、前述のような因子で左右されるために、こ
れらの因子を適宜最適な関係を保つように設定すればよ
い。

【００２１】このようにして、凝固物を凝固液中で切断
して造粒する際には、切断された凝固物が切断刃３１に
再切断されたり、切断刃３１の回転に伴い得気流の影響
を受けてその形状が変形したりすることがないように速
やかに凝固室内から外部へ移送する必要がある。このた
めに、凝固室２１に充満された凝固液を循環させるため
の循環手段４０が設けられている。

【００２２】この凝固液の循環手段４０は、図示省略し
た循環ポンプによって凝固液を図示した矢印方向へ循環
させるように構成されている。すなわち、一方では、凝
固液の供給配管４１を介して凝固室２１に接続すること
によって、前記循環ポンプから送られてきた凝固液を凝
固室２１へ供給する。他方では、造粒された凝固物と共
に凝固液を凝固液の排出配管４２を介して凝固室２１か
ら排出させる。

【００２３】このとき、凝固液と共に排出される造粒凝
固物は、前記の循環ポンプに入る前に定法によって凝固
液から分離回収される。例えば、循環ポンプに入る前の
凝固液の流路に金網などを設置して、凝固液と造粒凝固
物とを分離することができる。これに関して、さらに詳
しく述べると、分離する造粒凝固物と凝固液との比重差
を利用して、該造粒凝固物が凝固液より重いか軽いかに
よって重力沈降あるいは浮力浮上によって分離すること
ができる。また、配管の途中に遠心分離器を設けて、分
離することもできる。

【００２４】なお、分離した造粒凝固物によって持ち去
られたりして減少した凝固液は、必要に応じて補充され
たり、交換されたりすることは言うまでもない。なお、
凝固液が水のような安価な液体であれば、循環使用せず
にそのまま放流することもできるが、資源の再利用など
の点を考慮すると循環させて使用することが好ましい。

【００２５】本発明の液中造粒装置においては、切断刃
３１をダイ１１の吐出面に対して０.２ｍｍ以下の微小
間隙を維持しながら回転させることが肝要である。何故
ならば、既に述べたように“ヒゲ付き”などがほとんど
無い造粒形状が良い液中造粒装置とするためには、前記
の微小間隙が小さければ小さい程よい。しかしながら、
ダイ１１と切断刃３１とが接触するようになると、切断
刃３１が磨耗したり、「発明が解決しようとする課題」
の欄で説明したような従来技術が有する問題を惹起した
りする。

【００２６】このような理由からダイ１１と切断刃３１
とは非接触の関係を維持させるのが良い。しかしなが
ら、間隙を余りにも小さくすることは、熱膨張や部材間
のガタなどの影響を受けやすくなるため、好ましいこと
ではない。また、間隙を大きくすると前述の“ヒゲ付
き”などが発生するため好ましくない。したがって、こ
の微小間隔としては、０.２ｍｍが好ましいが、特に、
好ましくは、５０〜１５０μｍである。

【００２７】そこで、本発明の液中造粒装置１において
は、このような微小間隙を調整自在とするために、間隙
調整手段５０を設けている。以下、この間隙調整手段５
０について、図３を参照しながら説明する。なお、図３
は、既に説明したように、切断刃３１を回転させるため
の回転軸３３と軸受ハウジング３５の後端部が例示した
ものである。その際、該回転軸３３の後端には、図示省
略したが駆動装置６０（図１参照）が接続されており、
該駆動装置６０から動力が供給されて回転軸３３は回転
させられる。

【００２８】この図３において、更に参照符号５１で示
した送り部材は、回転軸３３との相対位置が全く変化し
ないように、軸受５２を介して回転軸３３を回転自在に
軸支している。したがって、このような役割を前記送り
部材５１に演じさせるために、軸受５２の内輪側は、図
示したように回転軸３３の段付き部と軸用ナット５３で
挟持されてガタが生じないように固定されている。他
方、該軸受５２の外輪側は、図示したように送り部材５
１の段付き部と押え蓋５４とによってガタが生じない様
に挟持され、更にボルト５６によって送り部材５１に固
定されている。したがって、送り部材５１が図示した矢
印方向に移動すれば、この移動に伴って回転軸３３も送
り部材と連動して強制的に移動させられるような構造と
なっている。

【００２９】次に、回転軸３３は、既に述べたように、
軸受３４ａ（図２参照）と３４ｂとを介して回転自在で
あって、かつ図示した矢印方向へ摺動自在に軸受ハウジ
ング３５に両持ちで軸支されている。この時、一方で
は、該軸受ハウジング３５の後端部外周には、前記回転
軸３３を図示した矢印方向への移動を行わせるための間
隙調整雄ネジが参照符号Ｓで示した部分に螺設されてい
る。他方では、該間隙調整雄ネジと螺合する間隙調整雌
ネジが送り部材５１の参照符号Ｓで示した部分に螺設さ
れている。

【００３０】なお、前記押え蓋５４には、図示したよう
にハンドル５５が付設されている。したがって、このハ
ンドル５５を手に持って正逆回転させると、回転方向に
応じて間隙調整ネジの作用によって回転軸３３を図示し
た矢印方向に移動させることができる。その際、既に述
べたように回転軸３３の前端部にはホルダー３２によっ
て保持された切断刃３１が設けられているから、送り部
材５１の移動に伴って、回転刃３１とダイ１１との間隙
を自在に調整することができることとなる。

【００３１】このような間隙の調整作業においては、軸
受ハウジング３５と送り部材５１との隣接部にその外周
に沿って送り部材５１の回転角度を知ることができる目
盛りを刻印したりして付与しておけば、送り部材５１の
回転角度によって定量的に切断刃３１とダイ１１の吐出
面との間の間隙を調整することができる。あるいは、押
え蓋５４の後端面にダイアルゲージを取り付け、押え蓋
５４の後端面の前進と後退とを定量しながら調整するよ
うにしておいても良い。

【００３２】

【発明の効果】以上に述べた本発明の液中造粒装置１に
よれば、全造粒物に対する前述の“ヒゲ付き”造粒物の
発生は、重量比でみて０.１％以下に抑制することが可
能となったばかりか、切断刃３１とダイ１１とが非接触
となるため、ダイ１１と切断刃３１の磨耗度合いが著し
く低下した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液中造粒装置に係わる実施例の全体構
成を模式的に示した側面図である。

【図２】本発明の液中造粒装置に係わる造粒手段の要部
を模式的に例示した側断面図である。

【図３】本発明の液中造粒装置に係わる間隙調整手段の
要部を模式的に例示した側断面図である。

【符号の説明】

１ 液中造粒装置 １０ 凝固物の吐出手段 １１ ダイ １２ 吐出孔 １３ 凝固物の導入部材 ２０ 凝固手段 ２１ 凝固室 ２２ 凝固室ケーシング ２３ 液封板 ３０ 切断手段 ３１ 切断刃 ３２ 切断刃のホルダー ３３ 切断刃の回転軸 ３４ａ 軸受 ３５ 軸受ハウジング ４０ 凝固液の循環手段 ４１ 凝固液の供給配管 ４２ 凝固液の排出配管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凝固物を吐出する吐出面に多数の吐出孔
   が開口するダイと、該ダイから押し出された凝固物を凝
   固させる凝固液を充満した凝固室と、該ダイから吐出さ
   れた凝固物を切断するために、前記ダイの吐出面に対し
   て０．２ｍｍ以下の微小間隙を維持しながら回転する切
   断刃とを含む液中造粒装置。
2. 【請求項２】 前記微小間隙を調整自在とした間隙調整
   手段を備えた請求項１記載の液中造粒装置。
3. 【請求項３】 前記切断刃によって切断された凝固物を
   凝固液と共に排出するために凝固室に設けられた凝固液
   の循環装置を設けた請求項１又は請求項２に記載の液中
   造粒装置。