JP2004230874A

JP2004230874A - 樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム

Info

Publication number: JP2004230874A
Application number: JP2003025652A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kodate; 一浩小舘
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP3708525B2

Abstract

【課題】カッタケースの内部を可視化する。
【解決手段】カッタケース１の円筒面２３には、カッタケース１の外部に配設されているカメラ１５に接続された光ファイバスコープ１４を導入するための導入口２４と、カッタケース１の外部に配設されている光源１９に接続された光ファイバスコープ１８を導入するための導入口２５とが形成されている。光ファイバスコープ１４、１８の各先端部分は、撮像すべき対象の近傍まで導入されて固定され、また、光ファイバスコープ１８の先端部は、光ファイバスコープ１４によってカッタ刃５による樹脂２の切断状況を良好な明るさのもとで撮像が可能なように領域２０を照射するように固定されている。撮像された状況は画像表示装置１７により監視される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転中のホットカット装置の内部を可視化するための、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カッタケース内にて、押出し溶融樹脂を回転カッタにより切断してペレット化し、このペレットを水流により冷却して冷却水とペレットの混流物として排出し、ペレットを製造するホットカット装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の、各種樹脂材料をペレット化する装置であるホットカット装置の一例を図５に示す。
【０００４】
不図示の樹脂混錬押出機などにより圧送された溶融樹脂２０２は、ダイプレート２０３に並列に形成されたダイ孔２０４より連続的にカッタケース２０１内に押し出される。円筒状のカッタケース２０１にはダイプレート２０３に対向してカッタユニット２０６が設けられている。カッタユニット２０６のカッタホルダ２０８にはカッタ刃２０５が取り付けられており、モータ２０７により回転駆動されるとともに前後移動用ハンドルによって前後進可能となっている。ダイ孔２０４から連続的にカッタケース２０１内に押し出された樹脂は、モータ２０７により回転駆動されるカッタ刃２０５により連続的に切断されてペレット２０９となる。ペレット２０９は遠心力によりカッタケース２０１内面へ飛ばされる。空気２１１で満たされたカッタケース２０１内には水流入口２１０から供給された冷却水の水流２１１による水膜が形成されており（例えば、特許文献２の図１参照）、ペレット２０９は冷却固化されるとともに、カッタケース２０１下部にある水流出口２１２から、冷却水とペレット２０９の混流物として連続排出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１６８４０４号公報
【特許文献２】
特開平１１−３００７３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ホットカット装置においては、カッタケースの内部で溶融樹脂が切れ不良となると内部で詰まり、大きなトラブルへつながる可能性があった。このため、カッタケースの内部で溶融樹脂の切れ不良が発生していないかどうかを監視する必要があったが、従来の装置は、上述したように、ダイプレートと円筒状のカッタケース、カッタユニットに囲まれた構成であるため、カッタケースの内部を観察することが困難であった。カッタケースの円筒部分に透明の窓を設けたとしても、カッタケースの円筒内面に沿って冷却水とペレットの混流物が流れているために内部の観察は不可能であった。そこで、モータが取り付けられたカッタケースの端面側に、カッタユニットに干渉しないような小さな窓を設けてみたが、窓が小さいためにやはり内部が観察しにくい欠点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、カッタケースの内部での溶融樹脂の切れ不良等の監視を可能とする樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムは、押し出された溶融樹脂が切断されてペレット化される際の切断状況を監視するための樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムであって、
溶融樹脂が押し出されるダイ孔が形成されたダイプレートと、
前記ダイ孔より押し出された溶融樹脂を切断するカッタ刃を保持するカッタホルダを備え、前記カッタホルダを回転駆動させるカッタユニットと、
前記ダイ孔より押し出された溶融樹脂を切断するカッタ刃を回転可能に保持したカッタユニットと、
前記カッタユニットにより切断されたペレットを捕集するカッタケースと、
前記カッタケースの内部を撮像するカメラと、
前記カメラによって撮像された画像を表示する画像表示装置と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記のとおりの本発明の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムは、ペレットを捕集するカッタケースの内部を撮像するカメラと、カメラによって撮像された画像を表示する画像表示装置とを有するので、カッタケース内が可視化され、樹脂を切断する際に切れ不良等が発生していないかどうかを容易に監視することができる。
【００１０】
また、本発明の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムは、カッタケースの外部に配置されたカメラと、一端がカッタケースの内部に導入され、他端がカメラに接続された光ファイバスコープを有するものであってもよい。この場合、カメラが外部に配置されているので、カメラが熱によって破損するおそれがない。なお、低融点の樹脂を処理する場合にはカッタケースの内部にカメラを備えている構成としてもよい。これにより、システムの簡略化が図れる。
【００１１】
また、本発明の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムは、カメラによるカッタケースの内部の観察に必要な光量がカッタケース内で得られない場合には、カッタケースの内部を照らす光源を有するものであってもよい。この場合、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムは、カッタケースの外部に配置された光源と、一端がカッタケースの内部に導入され、他端が光源に接続された光ファイバスコープとを有する構成としてもよいし、あるいは、カッタケースの外部に光源を備え、カッタケースに、光源が発した光をカッタケースの内部に入射させるための窓が形成されている構成としてもよい。また、光源は、ストロボ照明などの発光周期が可変のものであってもよい。
【００１２】
また、本発明の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムは、カメラによって撮像された画像を記録する記録手段を有するものであってもよい。
【００１３】
また、上述した本発明の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムにおける、カメラ、および光ファイバスコープの先端部からダイプレートのダイス面までの距離は、３０〜２００ｍｍの範囲内とするのが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本実施形態における、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムの模式図を示す。
【００１５】
本実施形態の樹脂混練押出機用ホットカット装置は、樹脂２を連続的に押し出すための、ダイ孔４が並列して形成されたダイプレート３と、ダイ孔４より押し出された樹脂２を連続的に切断してペレット９とするためのカッタユニット６と、ペレット９を水流１１により冷却して捕集し、冷却水とペレット９の混流物として連続排出するカッタケース１と、一端がカッタケース１内に導入された光ファイバスコープ１４の他端に接続された、カッタケース１内を撮像するカメラ１５と、カメラ１５で撮像された画像を表示する画像表示装置１７と、一端がカッタケース１内に導入された光ファイバスコープ１８の他端に接続された、カメラ１５で撮像するカッタケース１内の領域に光を照射する光源１９とを有する。
【００１６】
ダイプレート３には不図示の樹脂混錬押出機が接続されており、この樹脂混錬押出機により圧送されてきた樹脂がダイ孔４よりカッタユニット６へと連続的に押し出される。
【００１７】
カッタユニット６のカッタホルダ８はカッタ刃５を備えており、モータ７により回転駆動されるとともに前後移動用ハンドルによって前後進可能となっている。ダイ孔４から連続的にカッタケース１内に押し出された樹脂２は、モータ７により回転駆動されるカッタ刃５により連続的に切断されてペレット９となる。
【００１８】
カッタケース１は円筒状であり、円筒面２３と、ダイプレート３が取り付けられた第１の側面２１と、第１の側面２１に対向する面であり、カッタユニット６が取り付けられた第２の側面２２とで概ね構成されている。
【００１９】
カッタケース１には冷却水を供給するための水流入口１０と、冷却水とペレット９の混流物を連続排出するための水流出口１２がカッタケース１の下部に形成されている。回転するカッタ刃５により切断された際の遠心力によりカッタケース２０１内面へ飛ばされたペレット２０９は、水流入口１０から供給され、カッタケース１の内壁面に形成された水流１１による水膜により冷却されて上述した水流出口１２より混流物として連続的に排出される。
【００２０】
また、カッタケース１の円筒面２３には、カッタケース１の外部に配設されているカメラ１５に接続された光ファイバスコープ１４を導入するための導入口２４と、カッタケース１の外部に配設されている光源１９に接続された光ファイバスコープ１８を導入するための導入口２５とが形成されている。これら導入口２４、２５は不図示のシール剤によりシールされている。なお、本実施形態では、導入口２４、２５が円筒面２３に形成された例を示したが、これに限定されるものではなく、必要であれば、第１の側面２１、あるいは第２の側面２２に形成されているものであってもよい。第２の側面２２にはカッタユニット６が取り付けられているが、導入口２４、２５は、線径の細い光ファイバスコープ１４、１５を導入するのに必要な開口面積をとるだけでよいので、導入口２４、２５とカッタユニット６との干渉が問題となることはない。
【００２１】
カッタユニット６へと導入された光ファイバスコープ１４、１８の各先端部分は、撮像すべき対象の近傍まで導入され、不図示の固定部材により固定されている。光ファイバスコープ１４の先端部１４ａは、水流１１およびペレット９との旋回流に邪魔されることなく、カッタ刃５による樹脂２の切断状況を観察できる位置に固定されている。また、光源１９に接続された光ファイバスコープ１８の先端部は、光ファイバスコープ１４によってカッタ刃５による樹脂２の切断状況を良好な明るさのもとで撮像が可能なように、図１に示す領域２０を照射するように固定されている。
【００２２】
光ファイバスコープ１４に接続されたカメラ１５により撮像された画像データは、信号伝送経路１６を介してカメラ１５から画像表示装置１７へと伝達される。空気１３で満たされたカッタケース１内は、カッタケース１の内壁面を水流１１とペレット９とが旋回しながら冷却されている状態にあるが、光ファイバスコープ１４は、水流１１およびペレット９との旋回流に邪魔されることなく、かつ、光源１９に接続された光ファイバスコープ１８により十分な光量が供給されているため、樹脂２がカッタ刃５により切断されている状況を良好な状態で撮像することができる。よって、作業者は、画像表示装置１７による樹脂の切れ不良等を容易に監視することができ、樹脂の切れ不良による詰まりが発生した場合にも即座に対応することができることとなる。
（第２の実施形態）
図２に、本実施形態における、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムの模式図を示す。なお、本実施形態の基本的な構成は、第１の実施形態で説明した樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムと同様であるため、異なる部分のみについて説明する。また、本実施形態の説明に用いる符号は、第１の実施形態と同じ部材には第１の実施形態と同じ符号を用いるものとする。
【００２３】
本実施形態のカッタケース１は、円筒面２３に、カッタケース１の外部に配設されている光源３９からの光をカッタケース１の内部に導入するための透明な窓４０が設けられている。よって、第２の側面２２には、カッタケース１の外部に配設されているカメラ１５に接続された光ファイバスコープ１４を導入するための導入口２４のみが形成されており、第１の実施形態で示した光ファイバスコープ１８を導入するための導入口２５は形成されていない。
【００２４】
窓４０は、図２に示すように、光源３９が発する光がカッタ刃５により樹脂２が切断されている領域を含む領域７を照らすことができるように、カッタケース１内に入り込んだ形状となっている。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態によれば、光ファイバスコープ１４に接続されたカメラ１５は、水流１１およびペレット９との旋回流に邪魔されることなく、かつ、光源３９が発する光が窓４０から入射し、カッタ刃５により樹脂２が切断されている領域を照らすため、樹脂２がカッタ刃５により切断されている状況を良好な状態で撮像することができる。よって、本実施形態も、第１の実施形態と同様に、作業者は、画像表示装置１７による樹脂の切れ不良等を容易に監視することができ、樹脂の切れ不良による詰まりが発生した場合にも即座に対応することができる。
（第３の実施形態）
図３に、本実施形態における、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムの模式図を示す。なお、本実施形態の基本的な構成も、第１の実施形態で説明した樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムと同様であるため、異なる部分のみについて説明する。また、本実施形態の説明に用いる符号は、第１の実施形態と同じ部材には第１の実施形態と同じ符号を用いるものとする。
【００２６】
第１の実施形態では、カメラ１５がカッタケース１の外部に配設された構成となっていたが、本実施形態では、カメラ１５ａがカッタケース１の内部に配置された構成となっている。このカメラ１５ａは、水流１１およびペレット９との旋回流に邪魔されることなく、カッタ刃５による樹脂２の切断状況を観察できる位置に固定されている。
【００２７】
本実施形態の構成は、カッタケース１内に溶融樹脂が存在するため、カメラ１５ａが熱によって破損してしまうおそれがあるので高融点樹脂の処理装置には利用できないが、低融点樹脂処理装置においては、カメラ１５ａに接続する光ファイバスコープが不要となるため、より簡単な構成で、第１の実施形態と同様の機能を実現することができる。また、第２の実施形態との組み合わせ、すなわち、光源側にも光ファイバスコープを用いずにカッタケース１に透明な窓を設け、外部に配設された光源からの光を入射させる構成とするものであってもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、カメラ１５ａは、水流１１およびペレット９との旋回流に邪魔されることなく、かつ、光ファイバスコープ１８により十分な光量が供給されているため、樹脂２がカッタ刃５により切断されている状況を良好な状態で撮像することができる。よって、本実施形態も、第１の実施形態と同様に、作業者は、画像表示装置１７による樹脂の切れ不良等を容易に監視することができ、樹脂の切れ不良による詰まりが発生した場合にも即座に対応することができる。
（第４の実施形態）
図４に、本実施形態における、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムの模式図を示す。なお、本実施形態の基本的な構成も、第１の実施形態で説明した樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムと同様であるため、異なる部分のみについて説明する。また、本実施形態の説明に用いる符号は、第１の実施形態と同じ部材には第１の実施形態と同じ符号を用いるものとする。
【００２９】
第１の実施形態では、光ファイバスコープ１４を介してカメラ１５で撮像された画像を画像表示装置１７によりモニタリングする構成となっていたが、本実施形態では、画像表示装置１７の代わりにパーソナルコンピュータ５０が接続された構成となっている。すなわち、光ファイバスコープ１４を介してカメラ１５で撮像された画像の画像データをパーソナルコンピュータ５０に取り込み、パーソナルコンピュータ５０内の記録手段に画像を記録することができ、必要があれば、画像処理を行うことも可能な構成となっている。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、光ファイバスコープ１４に接続されたカメラ１５は、水流１１およびペレット９との旋回流に邪魔されることなく、かつ、光ファイバスコープ１８により十分な光量が供給されているため、樹脂２がカッタ刃５により切断されている状況を良好な状態で撮像することができる。よって、作業者は、パーソナルコンピュータ５０による樹脂の切れ不良等を容易に監視することができ、樹脂の切れ不良による詰まりが発生した場合にも即座に対応することができることとなる。
【００３１】
なお、上記各実施形態による光ファイバスコープ１４の先端部１４ａ、あるいはカッタケース１内の設置されるカメラ１５ａの最適な設置位置はダイプレート３の正面またはその近辺が好ましく、光ファイバスコープ１４の先端部１４ａ、あるいはカメラ１５ａからダイプレート３のダイス面３ａまでの距離ｌ＝３０〜２００ｍｍ（図３、４参照）が好ましい。
【００３２】
この位置を逸脱し、ダイプレート３に近づけると観察が不可能となり、逆に離れすぎると画像が暗くなることで、これもまた観察不可能となる。またカッタケース１の円筒面２３側に近い場合、カッタケース１の内周面には水流１１が流れているため光ファイバスコープ１４（あるいはカメラ１５ａ）および水流１１の流れの双方に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００３３】
また、各実施形態では、独立の光源１９、３９を使用した例で示したが、これは光量不足を補うためであり、観察状況により、あるいは必要な光量が確保できれば、撮像領域を照射するための別置きの光源１９、３９および光ファイバスコープ１８を必要とせず、カメラ１５に接続される撮像用の光ファイバスコープ１４のみを使用した構成とするものであってもよい。
【００３４】
また、各実施形態において撮像される画像は、静止画もしくは動画のいずれであってもよく、また、光源１９、３９としては、ストロボ照明などの発光周期が可変な照明であってもよい。
【００３５】
また、各実施形態においては光源１９、３９はカッタケース１の外部に配置された例を示したが、これに限定されるものではなく、熱によって破損する可能性の少ない低融点樹脂処理装置の場合、防水、耐熱加工を施すなどしてカッタケース１の内部に配置するものであってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ペレットを捕集するカッタケース内にその内部を撮像するカメラと、カメラによって撮像された画像を表示する画像表示装置とを有するので、カッタケース内において、樹脂の切断を切断する際、切れ不良等が発生していないかどうかを容易に監視することができる。よって、切れ不良等が発生した場合にも即座に発見できるため、大きなトラブルに繋がることなく対処することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムの模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムの模式図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムの模式図である。
【図４】本発明の第４の実施形態における、樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムの模式図である。
【図５】従来の樹脂混練押出機用ホットカット装置の一例の模式図である。
【符号の説明】
１カッタケース
２樹脂
３ダイプレート
３ａダイス面
４ダイ孔
５カッタ刃
６カッタユニット
７モータ
７、２０領域
８カッタホルダ
９ペレット
１０水流入口
１１水流
１２水流出口
１３空気
１４ａ先端部
１４、１８光ファイバスコープ
１５、１５ａカメラ
１６信号伝送経路
１７画像表示装置
１９、３９光源
２１第１の側面
２２第２の側面
２３円筒面
２４、２５導入口
４０窓
５０パーソナルコンピュータ

Claims

押し出された溶融樹脂が切断されてペレット化される際の切断状況を監視するための樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システムであって、
溶融樹脂が押し出されるダイ孔（４）が形成されたダイプレート（３）と、
前記ダイ孔（４）より押し出された溶融樹脂を切断するカッタ刃（５）を保持するカッタホルダ（５）を備え、前記カッタホルダ（５）を回転駆動させるカッタユニット（６）と、
前記カッタ刃（５）により切断されたペレットを捕集するカッタケース（１）と、
前記カッタケース（１）の内部を撮像するカメラ（１５、１５ａ）と、
前記カメラ（１５、１５ａ）によって撮像された画像を表示する画像表示装置（１７）と、を有することを特徴とする樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。
前記カッタケース（１）の外部に配置された前記カメラ（１５）と、一端が前記カッタケース（１）の内部に導入され、他端が前記カメラ（１５）に接続された光ファイバスコープ（１４）とを有する、請求項１に記載の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。
前記カッタケース（１）の内部に前記カメラ（１５ａ）を備えている、請求項１に記載の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。
前記カッタケース（１）の内部を照らす光源（１９、３９）を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。
前記カッタケース（１）の外部に配置された光源（１９）と、一端が前記カッタケース（１）の内部に導入され、他端が前記光源（１９）に接続された光ファイバスコープ（１８）とを有する、請求項４に記載の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。
前記カッタケース（１）の外部に前記光源（３９）を備え、前記カッタケース（１）に、前記光源（３９）が発した光を前記カッタケース（１）の内部に入射させるための窓（４０）が形成されている、請求項４に記載の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。
前記光源（１９、３９）は発光周期が可変である、請求項４から６のいずれか１項に記載の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。
前記カメラ（１５、１５ａ）によって撮像された画像を記録する記録手段を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。
前記カメラ（１５ａ）、および前記光ファイバスコープ（１４）の先端部（１４ａ）から前記ダイプレート（３）のダイス面（３ａ）までの距離が３０〜２００ｍｍの範囲内である、請求項１から８のいずれか１項に記載の樹脂混練押出機用ホットカット装置の可視化システム。