JP2003039427A - ペレタイザ用ナイフとこれを用いたペレタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融樹脂の切断時に互着ペレットや連珠ペレ
ットが発生するのを確実に抑制できるようにして、ペレ
ット製品の品質を維持して歩留まりの低下を防止する。 【解決手段】 ダイプレート３の切断面４に対面するカ
ッター面１９と、回転方向後方に向かって次第に切断面
４から離れるようにカッター面１９の回転方向前縁に対
して鋭角に交差する切断刃面２０と、この切断刃面２０
に対して同じ向きに傾斜した状態で連なっているすくい
面２１と、このすくい面２１の後端縁２１Ａから実質的
に回転方向後方に延びる背面２２とを備えているペレタ
イザ用ナイフにおいて、切断刃面２０によって切断され
た溶融ペレット２５をすくい面２１の後端縁２１Ａに至
る前に当該ナイフ１５から分離させるべく同ナイフ１５
の断面内部側に凹んだ逃がし溝２６をすくい面２１に形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製のペレット
を製造するために用いられるペレタイザ用ナイフとこれ
を用いたペレタイザに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記ペレタイザの一種である水中カット
造粒装置は、一般に、多数のダイ孔を有するダイプレー
トと、このダイプレートの切断面を取り囲むように形成
された水室と、この水室内に回転自在に収納されたナイ
フホルダーと、このナイフホルダーを一定方向に回転駆
動させる駆動手段と、ナイフホルダーに取り付けられた
複数本のナイフとを備えている。そして、水室には冷却
水を循環供給するための給水装置が接続されている。ま
た、ダイには、ギヤポンプ等の樹脂供給装置が接続さ
れ、樹脂混練機等からの溶融樹脂が水室内へ加圧供給さ
れるようになっている。従って、ダイから水室内へ押し
出される溶融樹脂は、水室内に押し出されると同時に表
皮が冷却されてナイフによって細かく切断され、水室内
で冷却されて硬化ペレットに造粒されることになる。

【０００３】従来、かかる水中カット造粒装置に使用さ
れるナイフ４１の断面形状は、通常、図７（ａ）に示す
ように、ダイプレート４２の切断面４３に対面するカッ
ター面４４と、回転方向後方（図７の右側）に向かって
次第に切断面４３から離れるようにカッター面４４の回
転方向前縁に対して鋭角に交差する切断刃面４５と、こ
の切断刃面４５に対して同じ向きに傾斜した状態で連な
っているすくい面４６と、このすくい面４６の後端縁４
６Ａから回転方向後方に延びる背面４７とを備えた形状
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のナイフ４１
の断面形状では、ダイ孔から押し出された溶融樹脂をナ
イフ４１でカッティングする際に、切断された溶融ペレ
ットがナイフ４１のすくい面４６を滑りながらダイプレ
ート４２の切断面４３から離れて行き、そのすくい面４
６の後端縁４６Ａにおいてナイフ４１と分離し、水室内
で冷却されて硬化ペレットになる。ところが、ナイフ４
１は常に高温のダイプレート４２と接触又は極めて近接
していて、ダイプレート４２に近い同じ温度まで昇温し
ているため、切断された溶融ペレットがすくい面４６を
滑っている間はナイフ４１からの発熱で溶融状態のまま
になっていることが多い。このため、切断後の溶融ペレ
ットがナイフ４１のすくい面４６を滑っている途中で同
すくい面４６の後端縁４６Ａから離れる前に、次に切断
された溶融ペレットがすくい面４６にやってくると、そ
の溶融ペレット同士が互いに接着していわゆる互着ペレ
ットになることがある。

【０００５】特に、空中で樹脂を切断するホットカット
造粒装置においては、ナイフ４１の周囲に冷却水が存在
しないため、複数個の溶融ペレットが互いに数珠繋ぎと
なるいわゆる連珠ペレットになることもある。そして、
かかる互着ペレットや連珠ペレットが発生すると、製品
ペレットの粒径が不揃いとなって不良品と判定されるの
で、歩留まりが低下することになる。一方、水中カット
造粒装置に使用するナイフ４１では、水室内の水に対す
る抵抗を可及的に小さくすべく、図７（ｂ）に示すよう
に、切断面４３に対するすくい面４６の傾斜度合いを切
断刃面４５の傾斜度合いよりも所定の逃げ角θだけ小さ
くした断面形状のナイフ４１も開発されており、この場
合、溶融ペレットが切断刃面４５の後端縁４５Ａにおい
てナイフ４１からいち早く離れた場合には、相次いで切
断された溶融ペレット同士が高温のすくい面４６を一緒
に滑ることがなくなるため、上記互着ペレットや連珠ペ
レットが解消されるものと考えられる。

【０００６】しかしながら、限られた材質でナイフ４１
の強度を確保するには、逃げ角θを比較的小さい値にし
か設定することができないので、単に切断刃面４５とす
くい面４６との間にそのような逃げ角θを設けただけで
は、溶融ペレットが依然として切断刃面４５の後端縁４
５Ａを乗り越えてすくい面４６を滑り、そのすくい面４
６の後端縁４６Ａに至るまでナイフ４１と接触し続ける
ことがあり、この点で上記互着ペレットや連珠ペレット
を根本的に解消することはできなかった。本発明は、こ
のような事情に鑑み、溶融樹脂の切断時に互着ペレット
や連珠ペレットが発生するのを確実に抑制できるように
して、ペレット製品の品質を維持して歩留まりの低下を
防止することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発
明のペレタイザ用ナイフは、前記した断面形状を有する
ナイフにおいて、切断刃面によって切断された溶融ペレ
ットをすくい面の後端縁に至る前に当該ナイフから分離
させるべく同ナイフの断面内部側に凹んだ逃がし溝が前
記すくい面に形成されていることを特徴とする。上記の
本発明によれば、すくい面に形成されたナイフの断面内
部側に凹んだ逃がし溝によって、切断刃面によって切断
された溶融ペレットがすくい面の後端縁に至る前に当該
ナイフから分離されるため、相次いで切断された溶融ペ
レット同士がすくい面を一緒に滑ることがなくなり、溶
融樹脂の切断時に互着ペレットや連珠ペレットが発生す
るのを確実に防止できるようになる。

【０００８】上記逃がし溝のより具体的な形状として
は、例えば、切断刃面によって切断された直後の溶融ペ
レットをいったんナイフから分離させる程度に回転方向
後方に抉れた段差を回転方向前部に有する形状（図３又
は図５参照）のものを採用することができる。かかる逃
がし溝によれば、切断刃面によって切断された直後の溶
融ペレットが段差によって高温のナイフからいったん離
れたときに、溶融ペレットが水又は空気に晒されてその
外周部に薄い固層膜が形成されるので、その後に他の溶
融ペレットと接触しても互いに接着し難くなり、互着ペ
レットや連珠ペレットの発生が抑制されることになる。

【０００９】そして、この場合において、逃がし溝に入
り込んだ溶融ペレットを同逃がし溝の外部へ飛び出させ
る第二の段差を当該逃がし溝の回転方向後部に形成して
おけば（図３参照）、逃がし溝の内部に入った溶融ペレ
ットが第二の段差によって再びナイフからはね飛ばさ
れ、第一の段差を乗り越える際にいったん硬化した溶融
ペレットが更に水又は空気に晒されて外周部の固層膜が
より強固なものとなり、互着ペレットや連珠ペレットの
発生がより確実に抑制されることになる。また、上記逃
がし溝は、所定の曲率でナイフの断面内部側に湾曲する
ように形成された湾曲面（図６参照）より構成すること
もできる。かかる湾曲面よりなる逃がし溝においても、
当該逃がし溝に入り込んだ溶融ペレットはその湾曲面の
湾曲形状に沿ってナイフから離れる方向にはね飛ばされ
ることになるので、切断された溶融ペレットがすくい面
の後端縁に至るまで高温のナイフに接触し続けることが
なくなり、互着ペレットや連珠ペレットの発生が抑制さ
れることになる。

【００１０】なお、本発明のナイフは、複数のダイ孔を
有するダイプレートと、このダイプレートの切断面を取
り囲むように形成されたハウジングと、このハウジング
内に回転自在に収納されたナイフホルダーと、このナイ
フホルダーを一定方向に回転させる駆動手段とを備えた
従来のペレタイザ（水中カット造粒装置及びホットカッ
ト造粒装置の双方を含む）に採用することができ、その
ナイフホルダーに放射状にかつ交換自在に取り付けるこ
とによって使用される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１及び図２は本発明のナイフ１
５が採用された水中カット造粒装置１と、その内部のカ
ッター２とを示している。図１に示すように、本実施形
態の水中カット造粒装置１は、多数のダイ孔３Ａを有す
るダイプレート（ダイ）３と、このダイプレート３の切
断面４を取り囲むように形成された水室５を構成するた
めのハウジング６と、このハウジング６内に回転自在に
収納された前記カッター２と、このカッター２を回転駆
動させる駆動手段７とを備えている。

【００１２】ダイプレート３は水室５の一方の側壁（図
１の右側壁）を形成するように同水室５を閉鎖してい
る。水室５を区画するハウジング６の下部には、図示し
ない給水装置が接続される給水口８が形成され、ハウジ
ング６の上部には、内部の水をペレットとともに外部に
排出するための排水口９が設けられている。ハウジング
６の一端（図１の右端）には、二軸混練機又はギアポン
プ等からなる押出機のチャンバー１０が接続されてい
る。従って、ダイプレート３のダイ孔３Ａから水室５へ
押し出された溶融樹脂は、水室５内に押し出されると同
時に表皮が冷却されて後述のナイフ１５によって細かく
切断され、その後、水室５内で冷却硬化してペレットに
造粒されるようになっている。

【００１３】ハウジング６の他端（図１の左端）には、
電動モーター等よりなる前記駆動手段７が接続された軸
受けケース１１が接続されている。この軸受けケース１
１には、ベアリング１２を介して回転軸１３が出没自在
でかつ回転自在に挿通されており、この回転軸１３の先
端部は水室５内に突出している。回転軸１３の先端には
前記カッター２が固定されていて、図２に示すように、
このカッター２は、中心部が回転軸１３に固定された円
盤状のナイフホルダー１４と、このナイフホルダー１４
に放射状に取り付けられた複数枚のナイフ１５とから構
成され、このナイフ１５は、ナイフホルダー１４に対し
てボルト締結可能な断面ほぼ長方形状の固定部１６と、
この固定部１６から一体に延びる断面ほぼ台形の切断部
１７とからなる。

【００１４】図３及び図４は、上記水中カット造粒装置
１のカッター２に使用されるナイフ１５の第一実施形態
を示している。以下、本実施形態のナイフ１５の断面形
状（切断部１７の断面形状）をより具体的に説明する。
図３（ａ）に示すように、本実施形態のナイフ１５の切
断部１７は、ダイプレート３の切断面４に対面するカッ
ター面１９と、回転方向後方に向かって次第に切断面４
から離れるようにカッター面１９の回転方向前縁に対し
て鋭角（本実施形態では概ね５０度程度）に交差する切
断刃面２０と、この切断刃面２０に対して同じ向きに傾
斜した状態で連なっているすくい面２１と、このすくい
面２１の後端縁２１Ａから回転方向後方に延びる背面２
２と、この背面２２の後端縁２２Ａから切断面４に向か
ってほぼ垂直に延びる後面２３と、カッター面１９の回
転方向後端から湾曲状に立ち上がる傾斜部分を有してお
りそこから回転方向後方に延びて後面２３の下端２３Ａ
と交差している内面２４と、を備えている。

【００１５】そして、本実施形態のナイフ１５では、そ
のすくい面２１における切断刃面２０に近接した回転方
向前側部分に、切断刃面２０によって切断された溶融ペ
レット２５を当該ナイフ１５からいち早く分離させため
の逃がし溝２６が形成されており、この逃がし溝２６
は、ダイプレート３に形成されたダイ孔３Ａが配置され
ている範囲をカバーする長さを備えている（図１参
照）。この逃がし溝２６は、切断刃面２０によって切断
された直後の溶融ペレット２５をいったんナイフ１５か
ら分離させる程度に回転方向後方に抉れた前側段差２７
を回転方向前部に有し、かつ、この逃がし溝２６に入り
込んだ溶融ペレット２５を当該逃がし溝２６の外部へ飛
び出させるための後側段差２８を回転方向後部に有す
る、断面ほぼコの字溝形に形成されている。

【００１６】なお、図３（ａ）では、切断面４に対する
すくい面２１の傾斜度合いが切断刃面２０の傾斜度合い
と一致しているが、図３（ｂ）に示すように、切断面４
に対するすくい面２１の傾斜度合いが所定の逃げ角θだ
け切断刃面２０の傾斜度合いよりも小さくなっている断
面形状のナイフ１５に対しても、上記逃がし溝２６を形
成することもできる。次に、図４を参照しつつ、上記断
面形状を有するペレタイザ用ナイフ１５の作用を説明す
る。

【００１７】まず、ダイプレート３のダイ孔３Ａから押
し出されてきた溶融樹脂２９は、図４（ａ）に示すよう
に、ナイフ１５のカッター面１９から強いせん断を受け
ることによって切断され、図４（ｂ）に示すように、切
断刃面２０に沿ってダイプレート３から離れて前記逃が
し溝２６に入り込む。このさい、逃がし溝２６の前側段
差２７は、切断刃面２０によって切断された直後の溶融
ペレット２５をいったんナイフ１５から分離させる程度
に回転方向後方に抉れた形状になっているので、溶融ペ
レット２５が切断刃面２０に接している状態（図４
（ｂ）の仮想線状態）から前側段差２７を乗り越えた状
態（図４（ｂ）の実線状態）までの間に、その溶融ペレ
ット２５が高温のナイフ１５からいったん離れてそのす
べての外周面が水室５内の水に晒され、この時に溶融ペ
レット２５の外周部に薄い固層膜が形成される。

【００１８】その後、上記溶融ペレット２５は逃がし溝
２６の内部に入り込むが、ナイフ１５はカッター２の高
速回転に伴って前方へ高速で移動しているので、この逃
がし溝２６の内部に入った溶融ペレット２５は後側段差
２８に当たって再びナイフ１５から離され、このため、
前側段差２７を乗り越える際に回りの水でいったん冷却
された溶融ペレット２５の外周面全体が更に水に晒され
て外周部の固層膜がより強固なものとなる。このよう
に、本実施形態のナイフ１５によれば、切断刃面２０に
よって切断された溶融ペレット２５は、すくい面２１の
後端縁２１Ａに至る前において、前側段差２７を経て逃
がし溝２６に入る時とその後に後側段差２８によっては
ね飛ばされる時の二度に渡って、高温のナイフ１５から
引き離されて水室５内の水に外周面が晒されるため、そ
の後に他の溶融ペレット２５と接触しても互いに接着し
難くなり、互着ペレットや連珠ペレットの発生が極めて
効率的に抑制されることになる。

【００１９】図５は、前記水中カット造粒装置１のカッ
ター２に使用されるナイフ１５の第二実施形態を示して
いる。本実施形態のナイフ１５が第一実施態のナイフ１
５と異なる点は、前記逃がし溝２６が後側段差２８を備
えておらず、前側段差２７のみを有している点にあり、
従って、この場合には、逃がし溝２６の底面がすくい面
２１を形成していることになる。なお、図５（ａ）と図
５（ｂ）の違いは、前記した図３（ａ）と図３（ｂ）の
ときと同様に、前者が切断刃面２０とすくい面２１の傾
斜度合いが一致している場合であり、後者がそれらの傾
斜度合いに所定の逃げ角θだけ差がある場合である点に
あり、その他の構造及び作用は両者間に相違はない。

【００２０】本実施形態では、逃がし溝２６が後側段差
２８を備えていないので、これによる溶融ペレット２５
のはね飛ばし機能を発揮することはできないが、前側段
差２７が形成されている点は第一実施形態の場合と同様
であるため、この限りにおいて、第一実施形態と同様の
溶融ペレット２５の冷却硬化作用を奏することができ
る。すなわち、本実施形態のナイフ１５においても、切
断刃面２０によって切断された直後の溶融ペレット２５
が前側段差２７によって高温のナイフ１５からいったん
離れたときに、溶融ペレット２５が水室５内の水に晒さ
れてその外周部に薄い固層膜が形成されるため、後続の
他の溶融ペレット２５と接触しても互いに接着し難くな
り、互着ペレットや連珠ペレットの発生が抑制される。

【００２１】図６は、前記水中カット造粒装置１のカッ
ター２に使用されるナイフ１５の第三実施形態を示して
いる。本実施形態のナイフ１５の逃がし溝２６は、前記
した前側段差２７や後側段差２８を有するコの字状の溝
形状ではなく、所定の曲率１／Ｒでナイフ１５の断面内
部側に湾曲するようにすくい面２１に形成された湾曲面
３０により構成されている。なお、この曲率１／Ｒは途
中で段階的に変化させることもできるし、同曲率１／Ｒ
を連続的に変化させて楕円状の湾曲面３０とすることも
できる。

【００２２】かかる湾曲面３０よりなる逃がし溝２６に
よっても、当該逃がし溝２６に入り込んだ溶融ペレット
２５がその湾曲面３０の湾曲形状に沿ってナイフ１５か
ら離れる方向にはね飛ばされることになるので、切断さ
れた溶融ペレット２５がすくい面２１の後端縁２１Ａに
至るまで高温のナイフ１５に接触し続けることがなくな
り、互着ペレットや連珠ペレットの発生が抑制される。
ところで、本発明は上記各実施形態に限定されるもので
はない。例えば、図示していないが、前記逃がし溝２６
の断面形状は、前側段差２７を有しておらず後側段差２
８のみを有するほぼ三角形状のものとすることができ、
かかる断面形状であっても、後側段差２８によるはね飛
ばし機能によって溶融ペレット２５をナイフ１５から離
すことにより、互着ペレットや連珠ペレットの発生を抑
制することができる。

【００２３】また、上記の実施形態において、ナイフ１
５の断面形状の細部、カッター２に対するナイフ１５の
取り付け数、水中カット造粒装置１としての細部構成等
は適宜変更可能であり、更に、本発明のナイフ１５はホ
ットカット造粒装置にも採用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶融樹脂の切断時に互着ペレットや連珠ペレットが発生
するのを確実に抑制できるので、ペレット製品の品質を
維持して歩留まりの低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態に係るナイフを採用した水中カッ
ト造粒装置の縦断面図である。

【図２】同ナイフを採用したカッターを切断面側から見
た正面図である。

【図３】同ナイフの切断部の横断面図である。

【図４】同ナイフによる切断後の溶融ペレットの挙動を
示す拡大横断面図である。

【図５】第二実施形態に係るナイフの切断部の横断面図
である。

【図６】第三実施形態に係るナイフの切断部の横断面図
である。

【図７】従来例に係るナイフの切断部の横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 水中カット造粒装置 ２ カッター ３ ダイプレート ３Ａ ダイ孔 ４ 切断面 ６ ハウジング ７ 駆動手段 １４ ナイフホルダー １５ ナイフ １９ カッター面 ２０ 切断刃面 ２１ すくい面 ２１Ａ 後端縁 ２２ 背面 ２５ 溶融ペレット ２６ 逃がし溝 ２７ 前側段差 ２８ 後側段差 ３０ 湾曲面

フロントページの続き (72)発明者 坂本 由介 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 Ｆターム(参考） 4F201 BA02 BK13 BL11 BL38 BN18 BQ42 BQ47 BQ48

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイプレート（３）の切断面（４）に対
   面するカッター面（１９）と、回転方向後方に向かって
   次第に前記切断面（４）から離れるように前記カッター
   面（１９）の回転方向前縁に対して鋭角に交差する切断
   刃面（２０）と、この切断刃面（２０）に対して同じ向
   きに傾斜した状態で連なっているすくい面（２１）と、
   このすくい面（２１）の後端縁（２１Ａ）から実質的に
   回転方向後方に延びる背面（２２）とを備えているペレ
   タイザ用ナイフにおいて、 前記切断刃面（２０）によって切断された溶融ペレット
   （２５）を前記すくい面（２１）の後端縁（２１Ａ）に
   至る前に当該ナイフ（１５）から分離させるべく同ナイ
   フ（１５）の断面内部側に凹んだ逃がし溝（２６）が前
   記すくい面（２１）に形成されていることを特徴とする
   ペレタイザ用ナイフ。
2. 【請求項２】 逃がし溝（２６）は、前記切断刃面（２
   ０）によって切断された直後の溶融ペレット（２５）を
   いったんナイフ（１５）から分離させる程度に回転方向
   後方に抉れた段差（２７）を回転方向前部に有する請求
   項１に記載のペレタイザ用ナイフ。
3. 【請求項３】 逃がし溝（２６）は、この逃がし溝（２
   ６）に入り込んだ溶融ペレット（２５）を当該逃がし溝
   （２６）の外部へ飛び出させる第二の段差（２８）を回
   転方向後部に有する請求項２に記載のペレタイザ用ナイ
   フ。
4. 【請求項４】 逃がし溝（２６）は、所定の曲率でナイ
   フ（１５）の断面内部側に湾曲するように形成された湾
   曲面（３０）よりなる請求項１に記載のペレタイザ用ナ
   イフ。
5. 【請求項５】 複数のダイ孔（３Ａ）を有するダイプレ
   ート（３）と、 このダイプレート（３）の切断面（４）を取り囲むよう
   に形成されたハウジング（６）と、 このハウジング（６）内に回転自在に収納されたナイフ
   ホルダー（１４）と、 このナイフホルダー（１４）を一定方向に回転させる駆
   動手段（７）と、 前記ナイフホルダー（１４）に取り付けられたナイフ
   （１５）であって、前記ダイプレート（３）の切断面
   （４）に対面するカッター面（１９）と、回転方向後方
   に向かって次第に前記切断面（４）から離れるように前
   記カッター面（１９）の回転方向前縁に対して鋭角に交
   差する切断刃面（２０）と、この切断刃面（２０）に対
   して同じ向きに傾斜した状態で連なっているすくい面
   （２１）と、このすくい面（２１）の後端縁（２１Ａ）
   から実質的に回転方向後方に延びる背面（２２）とを有
   するナイフ（１５）と、 を備えているペレタイザにおいて、 前記ナイフ（１５）は請求項１〜４のいずれかに記載さ
   れたナイフよりなることを特徴とするペレタイザ。