JP2006297788A - カッタホルダおよび造粒装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】造粒運転中にペレットがくぼみ内に残留するのを防止できるカッタホルダおよび造粒装置を提供する。
【解決手段】 本発明のカッタホルダは、円盤部11aには、カッタ刃12が取り付けられる側の取り付け面11c側から軸嵌入部11bが設けられた側の軸側面11dまで貫通した貫通穴21が形成されており、軸嵌入部11bには、カッタホルダ11のカッタ軸10周りの回転により貫通穴21方向へと流体を送る送り羽根20が設けられている。
【選択図】図2
【解決手段】 本発明のカッタホルダは、円盤部11aには、カッタ刃12が取り付けられる側の取り付け面11c側から軸嵌入部11bが設けられた側の軸側面11dまで貫通した貫通穴21が形成されており、軸嵌入部11bには、カッタホルダ11のカッタ軸10周りの回転により貫通穴21方向へと流体を送る送り羽根20が設けられている。
【選択図】図2
Description
本発明は、循環箱の水中に溶融樹脂を押し出し、逐次切断してペレットにする、カッタホルダおよびアンダーウォータカット方式の造粒装置に関するものである。
図3に造粒装置に備えられた従来の切断装置の縦断面図、図4(A)に従来の造粒用ダイスとカッタ刃との関係を示す縦断面図、図4(B)にカッタ刃の構成を示す平面図をそれぞれ示す。
造粒装置は、図3に示すように、温水が循環している循環箱106を備えており、循環箱106の側壁の一部は、表面に環状のダイス硬化層表面103を持つダイス102で構成されている。
ダイス硬化層表面103には多数の直径が一定のノズルが設けられ、ダイス102内部を溶融樹脂が通過してノズルより循環箱106内へ押し出される構成となっている。ダイスノズルの穴径はφ2.3〜φ3.5mmの範囲の中から選定される。
また、ダイス硬化層表面103に複数枚のカッタ刃112が接するように配設されている。複数のカッタ刃112は、高速回転(150〜1500rpm)可能なカッタ軸110の軸端にカッタホルダ111を用いて固定されている。
すなわち、ダイス硬化層表面103に設けられたノズル穴端面上をカッタ刃112がカッタ軸110の回転により通過することにより、ノズルより循環箱106へ押し出された溶融樹脂を切断する構成である。
このような装置では、カッタ刃112は時間の経過と共に摩耗する(0.01〜0.03mm/日)ので、運転中カッタ刃112とダイス硬化層表面103との間には間隙が生じてしまう。これでは造粒が不可能となるので、それを防止する為に運転中は常時、切断装置109に内蔵された油圧シリンダ内に押圧力をかけて、カッタ刃112とダイス硬化層表面103とが常時接触するように構成されている。
また、カッタ刃112が摩耗すると共にダイス硬化層も摩耗するので、環状の硬化層部分をいくらか突出させている。そのため、くぼみ105が生じている。
上述した構成の造粒装置では、不図示のダイホルダを通過した溶融樹脂がダイス102に流入され、ダイス硬化層表面103のノズルから循環箱106に押し出される。
それと同時に、図4に示すように、ダイス硬化層表面103上で連続高速回転しているカッタ刃112により、押し出された溶融樹脂は循環箱106を循環している温水中で切断され、ペレット化される。
ペレットは通常、円柱状あるいは碁石状の直径3〜5mm程度の大きさであり、一時間当たり10〜50ton製造される。
しかしながら、上述した造粒装置において、多量に生産(造粒)されるペレットは時折、カッタ刃とダイス表面中央のくぼみとの隙間に入り込み、そのまま残留することがある(図4(A)参照)。
この残留ペレットはカッタ軸が前進することを拒む。さらに、図4に示すようにダイス表面中央のくぼみとカッタ刃根元との隙間にはまり込んだペレットは逃げ場を失い、そこに滞留する。
このペレットの小塊が、次々に造粒されてノズルから吐出される新しいペレットに押されて付着し、更に大きく成長する。
こうなると、カッタ刃の摩耗分(間隙)を埋め合わせる為に自動押圧機構が働いても、カッタ刃は残留ペレット魂に邪魔されて前進不可能となる。それと同時に循環箱の中は固化した溶融樹脂の固まりで埋め尽くされてカッティング不良が発生し、生産性を悪化させていた。
このような問題を解消するため、特許文献1では、ダイスの中央部のくぼみを無くし、ダイス硬化層表面と面一にすることでペレット残留を防止する方法を提案している。
特開平8−294917号公報
しかしながら、ダイスの中央部のくぼみを無くし、ダイス硬化層表面と面一にすると、カッタ刃およびダイス硬化層表面の磨耗に応じてカッタ刃をダイス側に追い込まなければならないが、この追い込み代を確保することができない。
そこで、本発明は、上述した現状の問題点に鑑み、造粒運転中にペレットがくぼみ内に残留し、ペレット同士が互着するのを防止できるカッタホルダおよび造粒装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のカッタホルダは、カッタ軸が嵌入される軸嵌入部と、回転軸が軸嵌入部の回転軸と同軸であり、軸嵌入部の、カッタ軸が嵌入される側とは反対側に一体的に設けられた、複数のカッタ刃が取り付けられる円盤部とを有するカッタホルダにおいて、円盤部には、カッタ刃が取り付けられる側の取り付け面側から軸嵌入部が設けられた側の軸側面まで貫通した貫通穴が形成されており、軸嵌入部外周には、カッタホルダのカッタ軸周りの回転により貫通穴方向へと流体を送り込む複数の送り羽根が設けられていることを特徴とする。
カッタホルダは、造粒装置に用いられる場合、カッタ刃がダイス硬化層表面に接触回転することでノズルから押出される溶融樹脂を切断してペレット化するのに用いられるが、環状のダイス硬化層表面の内周部分にはくぼみが形成されている。上記の通り構成された本発明のカッタホルダは、カッタホルダの円盤部に複数の貫通穴が形成されており、軸嵌入部には送り羽根が設けられているため、貫通穴を介して流体、例えば、温水をカッタ刃が取り付けられる側の取り付け面側へと送り込むことができる。すなわち、本発明のカッタホルダは送り羽根が貫通穴を介してくぼみ内に温水等の流体を供給し、くぼみ内の流体を撹乱させるため、くぼみ内に滞留しようとしているペレットを貫通穴を介して排出させることができる。さらに、温水を送り込むことにより、高温で押出されたペレット(70〜330℃)を迅速に冷却することができ、ペレット同士の互着を防止することができる。
また、本発明のカッタホルダは複数の貫通穴が、円盤部の円周部分に取り付けられたカッタ刃よりも内周側であって、円盤部の円周方向に均等な間隔で形成されているものであってもよい。くぼみは環状のダイス硬化層表面の内周側に形成されているため、ダイス硬化層表面に接触しながら回転するカッタ刃よりも内周側に複数の貫通穴を形成することで、貫通穴の位置がくぼみの範囲内に存在することとなり、効率的なくぼみ内への流体供給を実現できる。
カッタ軸の回転とともに送り羽根が水流をつくり、その水流は貫通穴を経由し、ダイスのくぼみへと送り込まれる。このように、強制的に水流をつくることで循環箱内の温水は、貫通穴からくぼみ内へと入り込み、カッタホルダの裏面と表面との差圧を無くすことができ、くぼみが低圧になることによるくぼみへのペレット集中、滞留を防止する。さらにくぼみへ押し込まれた温水はカッタホルダ外周に一定の間隔で設けられたカッタ刃同士間のスペース(空洞)を通ってカッタ刃の傾斜部に沿って再び循環箱の中に戻る。この動作の最中にカッタ刃周辺に滞留するペレットを飛散させる効果をもたらす。
また、送り羽根の回転により発生する水流はカッタ軸を中心に放射線状に広がり、カッタホルダ外周に一定間隔に取り付けられたカッタ刃の傾斜部に流れ込み、そこに滞留するペレットを冷却、洗い流し、ペレット同士の互着を防止する。
本発明の造粒装置は、温水を循環させる循環箱の一側面に、溶融樹脂が押出されるノズル、環状のダイス硬化層表面、およびダイス硬化層表面の内周側にダイス硬化層表面よりもくぼんだ円形のくぼみが形成されているダイスを有し、循環箱の一側面に対向する他側面に、本発明のカッタホルダを回転可能に備えた切断装置を有し、カッタホルダのカッタ刃がダイス硬化層表面に接触回転することでノズルから押出される溶融樹脂を切断してペレットを製造する造粒装置であって、貫通穴が、取り付け面に面するくぼみの円内に位置するよう配置されている。
本発明の造粒装置は、円盤部の貫通穴がくぼみの円内に位置するよう本発明のカッタホルダを配置して用いている。これにより、送り羽根が貫通穴を介してくぼみ内に温水等の流体を供給し、くぼみ内の流体を撹乱させるため、くぼみ内に滞留しようとしているペレットを飛散させ、カッタ刃同士間の隙間から効率よく排出させることができる。
本発明によれば、送り羽根が貫通穴を介してくぼみ内に温水等の流体を供給し、くぼみ内の流体を撹乱させるため、くぼみ内に滞留しようとしているペレットを飛散させ、カッタ刃同士間の隙間から効率よく排出させることができる。
[造粒装置]
図1に本実施形態の造粒装置の側断面図を示す。
図1に本実施形態の造粒装置の側断面図を示す。
造粒装置は、温水が循環している循環箱6と、複数枚のカッタ刃12により溶融樹脂を切断する切断装置9とを有する。
循環箱6の側壁の一部は、表面に環状のダイス硬化層表面3を持つダイス2で構成されている。切断装置9は、ダイス2が設けられている壁面と対向する壁面に取り付けられており、循環箱6内にカッタ軸10が突出した構成となっている。カッタ軸10の循環箱6内に突出した側の一端には複数枚のカッタ刃12を放射状に備えたカッタホルダ11が取り付けられ、カッタ軸10の他端はモータ等の回転駆動装置(不図示)に接続されている。
ダイス硬化層表面3には多数のノズル(不図示)が設けられ、ダイス内部を溶融樹脂が通過してノズルより循環箱6内へ押し出される構成となっている。
カッタホルダ11に取り付けられたカッタ刃12はダイス硬化層表面3に接するように配設されている。
すなわち、本実施形態の造粒装置は、ノズルより循環箱6へ押し出された溶融樹脂を、ダイス硬化層表面3に接触回転するカッタ刃12により切断するものである。
ダイス2のカッタホルダ11に対応する部分(後述する取付面11c側)には、ダイス硬化層表面3に対してカッタホルダ11およびカッタ刃12の押圧方向に凹形状となるくぼみ5が形成されている。すなわち、くぼみ5とカッタホルダ11の取付面11cとは対面している。くぼみ5は、ダイス硬化層表面3が循環箱6内側へと突出して形成されていることで相対的に凹形状となっているものであり、環状のダイス硬化層表面3の内周側に円形に形成されてなる。
カッタ刃12は磨耗することでダイス硬化層表面3との間に隙間を生じさせないように、切断装置9に内蔵された油圧機構によってカッタホルダ11およびカッタ刃12をダイス硬化層表面3に対して図1中矢印A方向に常時押し付けている。このため、ダイス硬化層表面3はカッタ刃12の磨耗とともに磨耗し、その表面高さが低くなってしまう。よって、ダイス2側へと押圧されるカッタ刃12およびカッタホルダ11に対する逃げとして、ダイス2にはくぼみ5が設けられている。
ダイス硬化層表面3のノズル穴から循環箱6に押し出された溶融樹脂は、ダイス硬化層表面3上で連続高速回転しているカッタ刃12により、循環箱6を循環している温水中で切断され、ペレット13となる。
[カッタホルダ]
次に、カッタホルダ11の構成について説明する。
[カッタホルダ]
次に、カッタホルダ11の構成について説明する。
図2(a)に本実施形態のカッタホルダの正面図を、図2(b)に本実施形態のカッタホルダおよびダイスの側断面図をそれぞれ示す。なお、図2(b)には送り羽根を軸半径方向から見た図も同時に示している。
本実施形態のカッタホルダ11は、その円周部に接触角度30°で26枚のカッタ刃12が取り付けられた円盤部11aと、カッタ軸10が差し込まれる軸嵌入部11bとを有する。
円盤部11aにおいて、カッタ刃12が取り付けられた部分よりも半径方向内周側には円周方向に均等な間隔で形成された貫通穴21が形成されている。この貫通穴21はカッタ刃12が取り付けられる側の取り付け面11c側と、軸嵌入部11bが設けられた側の軸側面11dとを貫通するように形成されている。すなわち、貫通穴21は、循環箱6に切断装置9を取り付けた状態でダイス2のくぼみ5に面した側と循環箱6側とを連通させるように形成されている。言い換えれば、貫通穴21は、円形のくぼみ5の円内(ダイス硬化層表面3の内周円内)に位置するように円盤部11aに形成されている。
本実施形態のカッタホルダ11には角度60°毎に合計6つの貫通穴21が形成されている。これら貫通穴21は、くぼみ5の直径D(=ダイス硬化層表面3の内周の直径)よりも小さい円内に形成されている。これは後述するように、くぼみ5へと好適に温水を供給するとともに、くぼみ5内に残留するペレット13を好適に循環箱6側へと排出することができるようにするためである。
軸嵌入部11bの外周部分には、環状の台座22が結合されており、この台座22に半径方向に延びる複数の送り羽根20が取り付けられている。送り羽根20はカッタホルダ11が造粒するために回転すると、循環箱6内の温水を貫通穴21を介してくぼみ5内へと送り込むことができるように傾斜角αを設けて軸嵌入部11bに取り付けられている。軸嵌入部11bに放射状に設けられた複数の送り羽根20のうち、軸対象に位置する2枚の送り羽根20の外端から外端までの距離L(図2(b)参照)は、円周方向に複数形成された貫通穴21の円周に接する外周円の直径d(図2(a)参照)と同程度とするのが好ましいが制限はない。また、台座22に対する送り羽根20の取り付け角度αに特に制限はない。
また、送り羽根20の軸方向取り付け位置については、温水をくぼみ5内に十分に供給できるような位置とするのが好ましい。
なお、送り羽根20の円周方向への取り付け位置は、図2(a)に示す6つの貫通穴21の形成されている位置に対応させて取り付けるものであってもよいが、これに限定されるものではない。また、送り羽根20も貫通穴21の個数にあわせてもよいが、これに限定されるものではない。
カッタ軸10の回転とともに送り羽根20が水流をつくり、その水流は貫通穴21を経由し、ダイス2のくぼみ5へと送り込まれる。このように、強制的に水流をつくることで循環箱6内の温水は、貫通穴21からくぼみ5内へと入り込み、カッタホルダ11の裏面と表面との差圧を無くすことができ、くぼみ5が低圧になることによるくぼみ5へのペレット集中、滞留を防止する。さらにくぼみ5へ押し込まれた温水はカッタホルダ11外周に一定の間隔で設けられたカッタ刃12同士間のスペース(空洞)を通ってカッタ刃12の傾斜部に沿って再び循環箱6の中に戻る。この動作の最中にカッタ刃12周辺に滞留するペレットを飛散させる効果をもたらす。
また、送り羽根20の回転により発生する水流はカッタ軸10を中心に放射線状に広がり、カッタホルダ11外周に一定間隔に取り付けられたカッタ刃12の傾斜部に流れ込み、そこに滞留するペレットを冷却、洗い流し、ペレット同士の互着を防止する。
なお、カッタ軸10、円盤部11a、軸嵌入部11bおよび台座22の回転軸は同一であり、カッタ刃12、貫通穴21および送り羽根20も当該回転軸に対して回転対称に設けられていることは言うまでもない。
[残留ペレットの排出]
上述したように、ダイス硬化層表面3のノズル穴から循環箱6に押し出された溶融樹脂は、ダイス硬化層表面3上で連続高速回転しているカッタ刃12により、循環箱6を循環している温水中で切断され、ペレット13となる。このペレット13は、通常、循環箱6内を図1中矢印B方向に流れる温水とともに流れ去るが、時折、カッタホルダ11とダイス2の中央部のくぼみ5との隙間に入り込み、そのまま残留することがある。
[残留ペレットの排出]
上述したように、ダイス硬化層表面3のノズル穴から循環箱6に押し出された溶融樹脂は、ダイス硬化層表面3上で連続高速回転しているカッタ刃12により、循環箱6を循環している温水中で切断され、ペレット13となる。このペレット13は、通常、循環箱6内を図1中矢印B方向に流れる温水とともに流れ去るが、時折、カッタホルダ11とダイス2の中央部のくぼみ5との隙間に入り込み、そのまま残留することがある。
本実施形態のカッタホルダ11は、円盤部11aには循環箱6とくぼみ5とを連通させる複数の貫通穴21が形成されており、また、軸嵌入部11bには循環箱6内の温水を貫通穴21を介してくぼみ5内へと送り込むことができる送り羽根20が軸嵌入部11bに設けられている。
送り羽根20は、軸嵌入部11bに固定されているため、カッタホルダ11の回転と同回転速度にて回転し、くぼみ5内へと温水を供給する。そうすると、くぼみ5内の温水は送り羽根20によって供給された温水により撹乱されることとなる。この撹乱により発生したくぼみ5内の温水流れは、くぼみ5内に残留したペレット13をカッタ刃12同士の隙間を通って循環箱6内へと排出するよう導く。これにより、くぼみ5内へのペレット13の残留を防止することができる。
なお、上述した説明における各数値は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
2 ダイス
3 ダイス硬化層表面
6 循環箱
9 切断装置
10 カッタ軸
11 カッタホルダ
11a 円盤部
11b 軸嵌入部
11c 取付面
11d 軸側面
12 カッタ刃
13 ペレット
20 送り羽根
21 貫通穴
3 ダイス硬化層表面
6 循環箱
9 切断装置
10 カッタ軸
11 カッタホルダ
11a 円盤部
11b 軸嵌入部
11c 取付面
11d 軸側面
12 カッタ刃
13 ペレット
20 送り羽根
21 貫通穴
Claims (3)
- カッタ軸(10)が嵌入される軸嵌入部(11b)と、回転軸が前記軸嵌入部(11b)の回転軸と同軸であり、前記軸嵌入部(11b)の、前記カッタ軸(10)が嵌入される側とは反対側に一体的に設けられた、複数のカッタ刃(12)が取り付けられる円盤部(11a)とを有するカッタホルダ(11)において、
前記円盤部(11a)には、前記カッタ刃(12)が取り付けられる側の取り付け面(11c)側から前記軸嵌入部(11b)が設けられた側の軸側面(11d)まで貫通した貫通穴(21)が形成されており、
前記軸嵌入部(11b)外周には、前記カッタホルダ(11)の前記カッタ軸(10)周りの回転により前記貫通穴(21)方向へと流体を送り込む複数の送り羽根(20)が設けられていることを特徴とするカッタホルダ。 - 複数の前記貫通穴(21)が、前記円盤部(11a)に設けられた前記カッタ刃(12)よりも内周側であって、前記円盤部(11a)の円周方向に均等な間隔で形成されている、請求項1に記載のカッタホルダ。
- 温水を循環させる循環箱(6)の一側面に、溶融樹脂が押出されるノズル、環状のダイス硬化層表面(3)、および前記ダイス硬化層表面(3)の内周側に前記ダイス硬化層表面(3)よりもくぼんだ円形のくぼみ(5)が形成されているダイス(2)を有し、前記循環箱(6)の一側面に対向する他側面に、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のカッタホルダ(11)を回転可能に備えた切断装置(9)を有し、前記カッタホルダ(11)の前記カッタ刃(12)が前記ダイス硬化層表面(3)に接触回転することで前記ノズルから押出される溶融樹脂を切断してペレット(13)を製造する造粒装置であって、
前記貫通穴(21)が、前記取り付け面(11c)に面する前記くぼみ(5)の円内に位置するよう配置されている造粒装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005123775A JP2006297788A (ja) | 2005-04-21 | 2005-04-21 | カッタホルダおよび造粒装置 |
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2005
- 2005-04-21 JP JP2005123775A patent/JP2006297788A/ja active Pending
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