JP2008296408A - 熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ - Google Patents

熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ Download PDF

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Abstract

【課題】 上面にストランドの走行方向に平行に刻設された多数の細溝を有するストランドの横滑り防止機能を有する固定刃を備えた熱可塑性樹脂粒状物製造装置において、樹脂の表面温度が低い場合に発生していた切断面に細溝の痕跡が残り滑らかな切断面を持つ熱可塑性樹脂粒状物が得られないという問題を解決できるカッタを提供する。
【解決方法】 上面にストランドの横滑りを防止するためにストランドの走行方向に平行な多数の細溝が刻設された横滑り防止部と、その前端縁部に延設され、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持ち、かつその先端が前記細溝の深さ底部以下に位置し、前記細溝に直交する直線状の刃先を備えた刃先部とで形成されてなる固定刃を備えた熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタによる。
【選択図】 図3

Description

本発明は、熱可塑性樹脂のストランドを切断して熱可塑性樹脂粒状物を製造する熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の回転刃と固定刃とからなるカッタに関し、特に、切断面が滑らかで形状の整った熱可塑性樹脂粒状物が得られる固定刃の形状に関する。
図6に示すように、従来の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置50は、熱可塑性樹脂を溶融して貯留したダイスヘッド(図示略)の複数のノズルから傾斜トラフ54上に押し出された複数のストランド10を、前記傾斜トラフ54の上端部から供給される冷却水により固化しつつ下端部に流下させ、下端部に設置された引取りローラ57を介して回転刃58と固定刃59とで所望の長さに切断していた。
しかし、このような熱可塑性樹脂粒状物の製造装置50では、前記傾斜トラフ54上に設けられた多数のチャンネルに沿って移動する複数のストランド10の流下位置はほぼ一定となる。したがって、前記ストランド10を切断するカッタの回転刃58と固定刃59とは常に同一個所でストランド10を切断することになり、長時間の使用により回転刃58及び固定刃59にはストランド10が当接する部分に摩耗による溝痕が生じてしまう。そして、一度このような溝痕が生じると、前記ストランド10がその溝痕にはまってしまい、切断面がきれいでかつ長さのそろった熱可塑性樹脂粒状物11が得られにくいという問題があった。
このため回転刃58をその回転軸方向に往復移動させながらストランド10を切断し、回転刃58の刃先にまんべんなくストランド10を当接させて前記溝痕の発生を抑止して、回転刃58の寿命を長引かせることが行われてきたが、高速回転している回転刃58を回転軸方向に往復移動させるのは機構上危険性が高く、また構造も複雑になるといった問題がある。また固定刃59の溝痕は解消されない。
そこで、傾斜トラフ54を流下してくるストランド10を流下方向と直交する向きに何らかの手段によって往復移動させる発明がいくつかなされ、本発明者等も図7に示すように傾斜トラフの一部を構成する整流ガイド34b、又は整流ガイド34bとそれにつながる下部トラフ34cとをストランド10の流下方向と直交する方向に往復移動させる往復移動手段36を備えた熱可塑性樹脂粒状物の製造装置30を発明した(特開2003−200417号公報)。
特開2003−200417号公報
しかし、上記のようにストランド10を往復移動させて切断する場合にもカッタの回転刃38の刃先がその回転軸に対して1度〜4度の角度を持つ螺旋状をなしているので、切断のために回転刃38がストランド10に加える力に固定刃39の刃先に沿った方向の分力が生じ、ストランド10が0.03mm/s以上で往復移動をすると、回転刃38の入刃進行方向とストランド10の移動方向が同一の場合に、前記固定刃39の刃先に沿った方向の分力が、回転刃38がストランド10を固定刃39に押しつけることによって発生する固定刃39上面とストランド10間の静止摩擦力を上回り、ストランド10が横滑りして切断面が斜めになるという問題が生じる。
そこで本発明者等は、特願2005−151284において、刃先上面にストランド10の走行方向に平行に刻設された多数の細溝を有する固定刃59(図4参照)を備えることによってストランド10の往復移動に伴う切断時の横滑りを防止し、カッタの長寿命化とストランドの斜め切れ防止の図れる熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の発明を行った。
前記特願2005−151284の発明の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置のカッタでは、樹脂の表面温度が低いと、図5(b)に示すように、切断面に前記細溝の痕跡が残り、切断面が平滑な整った形状の熱可塑性樹脂粒状物が得られないという事象が発生した。
本発明は上記事象の発生をなくし、また左右に往復移動するストランドを回転刃によって切断する際に切断面が斜めになりやすい軟性樹脂のストランドにおいても斜め切断のない整った形状の熱可塑性樹脂粒状物の製造を可能にする熱可塑性樹脂製造装置のカッタ提供をしようとするものである。
本発明者らは、上記課題を下記の手段、すなわち前記熱可塑性樹脂粒状物の製造装置のカッタの固定刃の形状を改善することによって解決した。
(1)溶融した熱可塑性樹脂を複数のノズルから連続的に吐出し、該ノズルの下方に配置した傾斜トラフに冷却水とともに流下することによって熱可塑性樹脂のストランドを複数本形成した後、カッタにより所望の長さで切断してチップ状にする熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の回転刃と固定刃からなるカッタにおいて、
前記固定刃が、その上面にストランドの横滑りを防止するためにストランドの走行方向に平行な多数の細溝が刻設された横滑り防止部と、その前端縁部に延設され、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持ち、かつその先端が前記細溝の深さ底部以下に位置し、前記細溝に直交する直線状の刃先を備えた刃先部とで形成されてなることを特徴とする熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
(2)前記固定刃の刃先部の上面が、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持つ平面で形成され、横滑り防止部の前端面とが直交してなることを特徴とする前項(1)に記載の熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
(3)前記固定刃の刃先部の上面が、横滑り防止部の一部を、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きで刃先に向けて下向きに切削した形状をしてなることを特徴とする前項(1)に記載の熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
(4)前記固定刃の刃先面部の上面が、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きの範囲内で前記横滑り防止の一部を前記細溝の底部に向けて下向きに切削してなる形状の面とその前方に延設された平面とで形成されてなることを特徴とする前項(1)に記載の熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
(5)前記横滑り防止面の細溝が、深さ0.3mm〜0.7mmで、隣接する細溝間の間隔が0.3mm〜1.5mmであることを特徴とする前項(1)〜(4)のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
本発明によって下記の効果が発揮される。
〈1〉溶融した熱可塑性樹脂を複数のノズルから連続的に吐出し、該ノズルの下方に配置した傾斜トラフに冷却水とともに流下することによって熱可塑性樹脂のストランドを複数本形成した後、カッタにより所望の長さで切断してチップ状にする熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の回転刃と固定刃からなるカッタにおいて、前記固定刃が、その上面にストランドの横滑りを防止するためにストランドの走行方向に平行な多数の細溝が刻設された横滑り防止部と、その前端縁部に延設され、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持ち、かつその先端が前記細溝の深さ底部以下に位置し、前記細溝に直交する直線状の刃先を備えた刃先部とで形成されているので、
回転軸に対して1度〜4度の角度を持つ螺旋状をしている回転刃によって切断時に生じるストランドの横滑りを前記横滑り防止部の細溝が抑止しストランドの斜め切断がなくなり、かつ前記刃先部先端が前記横滑り防止部の細溝に直交する直線状の刃先となっていることから、熱可塑性樹脂粒状物の切断面に前記細溝の痕跡のない形状の整った熱可塑性樹脂粒状物が製造できる。
〈2〉前記固定刃の刃先部の上面が、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持つ平面で形成されたもの、横滑り防止部の一部を熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きで刃先に向けて下向きに切削した形状のもの、あるいは熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きの範囲内で前記横滑り防止の一部を前記細溝の底部に向けて下向きに切削してなる形状もののいずれかが選択できるので、製造する熱可塑性樹脂粒状物の外形寸法や素材によって最適な固定刃を有するカッタを構成できる。
本発明の実施の形態を実施例の図に基づいて説明する。
図1は本発明の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の構造説明図、図2はトラバースガイドとカッタ部分の詳細説明図、図3は固定刃の実施例の斜視図である。
図において1は熱可塑性樹脂粒状物の製造装置、2はダイスヘッド、3はノズル、4は傾斜トラフ、4aは上部フラップ、4bは整流ガイド、4cは下部フラップ、5はトラバースガイド、6は往復移動手段、7は引取りローラ、8は回転刃、9は固定刃、9aは刃先部、9bは横滑り防止部、9cは刃先、10はストランド、11は粒状物、12は冷却水用タンク、13は冷却水スプレーである。
本発明のカッタを使用した熱可塑性樹脂粒状物の製造装置1は、図1にその構造を示すように、熱可塑性樹脂を溶融して一時貯蔵するダイスヘッド2、ダイスヘッド2の下部に配設された複数のノズル3から垂下する熱可塑性樹脂のストランド10を受け止める上部フラップ4aと前記ストランドを冷却水とともに流下しながら冷却・固化するための整流ガイド4bと下部フラップ4cでなる傾斜トラフ4、前記整流ガイド4b又は整流ガイド4bと下部フラップ4cとを往復移動させるための往復移動手段6、前記ストランド10を回転刃8に送り込む引取りローラ7、前記ストランド10を所望の長さに切断する回転刃8と固定刃9とでなるカッタ、及び冷却水タンク12と冷却水スプレー13とから構成されている。
そして本発明の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置1のカッタの固定刃9は、図2、図3に示すように、その上面にストランドの横滑りを防止するためにストランドの走行方向に平行な多数の細溝が刻設された横滑り防止部9bと、その前端縁部に延設され、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持ち、かつその先端が前記細溝の深さ底部以下に位置し、前記細溝に直交する直線状の刃先9cを備えた刃先部9aとで形成されている。
前記固定刃9の横滑り防止部9bに刻設された細溝は、深さ0.3mm〜0.7mmで、隣接する細溝間の間隔が0.3mm〜1.5mmであることが望ましい。
なお、図3では細溝の断面を三角形で示したが、これに限るものではなく、四角形又はU字型の断面を持つ細溝であってもよい。
また前記固定刃9の刃先部9aは、図3に示すように、その上面が、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持つ平面で形成され、横滑り防止部9bの前端面とが直交してなるもの[図3(a)]、横滑り防止部9bの一部を熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きで刃先9cに向けて下向きに切削したもの[図3(b)]、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きの範囲内で前記横滑り防止部9bの一部を前記細溝の底部に向けて下向きに切削してなる形状の面とその前方に延設された平面とで形成されたもの[図3(c)]が使用でき、製造する熱可塑性樹脂粒状物の素材や大きさなどによって選択されるものである。
前記熱可塑性樹脂粒状物の製造装置1は、溶融してダイスヘッド2に一時貯蔵された熱可塑性樹脂を、前記ダイスヘッド2の下部に設けられた複数のノズル3から同時に吐出して複数のストランド10を形成し、上部フラップ4aの縦軸方向に沿って設けられたチャンネル内に垂下する。
上部フラップ4aのチャンネル内に垂下されたストランド10は、冷却水タンク12の冷却水出口からの冷却水によって整流ガイド4bに送り込まれ、冷却・固化されながら整流ガイド4bから下部フラップ4cを流下し、一対の引取りローラ7まで伝送される。この際傾斜トラフ4の整流ガイド4bの上方に配設された冷却水スプレー13からの散水によってストランド10の冷却・固化を促進させることも好ましい。
前記冷却水の流速とストランド10がノズル3から押し出されるときのストランド10の速度と関係は熱可塑性樹脂粒状物の製造における重要なファクタとなる。両者の差が小さいと冷却効果が小さく、冷却水によってストランド10を下流側に搬送する搬送力も弱くなり、ストランド10を引取りローラ7に引き渡せる確率が低下しやすくなるし、逆に両者の差が大きいと冷却効果は大きいものの、冷却水によってストランド10を下流側に搬送する搬送力も強くなり、ノズル3から押し出される熱可塑性樹脂のストランド10の付け根の部分が引っ張られてストランド10の径がノズル3の径より小さくなったり、あるいは冷却水過多によりストランド10の浮遊力が増してストランド10が一つのチャンネルから飛び出し他のチャンネルへ移動し互いに粘着するおそれも出てくることになる。したがって、冷却水の流速は、0.35〜5m/秒とすることが好ましく、0.5〜2m/秒に調整されることがより好ましい。
上部フラップ4aから流下するストランド10は、上部フラップ4aから延伸した状態でチャンネルが刻設された整流ガイド4bと下部フラップ4cを介して一対の引取りローラ7に伝送される。なお前記整流ガイド4b、又は整流ガイド4bと下部フラップ4cは、往復移動手段6によって前記ストランド10の流下方向と直交する方向に往復移動ができるように配設されている。
前記引取りローラ7は、上下に配設された径の異なる大小2つのローラ7a、7bからなり、かつ、共に同一の駆動源に接続され同一の回転数で駆動されている。このため、2つのローラ7a、7bの周速度は、上部に配設された大径のローラ7aの方が下部に配設された小径のローラ7bより直径が大きい分だけ早くなり、ストランド10をスムースに引取りローラ7に取り込める構造となっている。また、上下のローラ7a、7bとストランド10間の摺動摩擦は、径の大きい上部のローラ7a側が大きく、そのためストランド10は上部のローラ7aの外周に沿うようにして若干上側に屈曲し、反時計回りに回転する回転刃8と対向する形となるため、ストランド10の切断が容易に行えるものとなっている。
引取りローラ7に冷却水とともに引き取られたストランド10は、引取りローラ7に挟持され引き取られながら下流の回転刃8と固定刃9からなるカッタに送られ、回転刃8と固定刃9とによって所望の形状寸法の熱可塑性樹脂粒状物11に切断される。
前記回転刃8は引取りローラ7と離間した領域にストランド10を横切って延在する形に配設され、回転軸心に対して一定の捩れ角度を持ったいわゆる螺旋状の回転刃8であり、引取りローラ7の下部のローラ7b側に回転刃8と対向して、本発明の上面にストランドの走行方向に多数の細溝が平行に刻設してストランドの横滑りを防止可能にした横滑り防止部9bと、その前端縁部に延設され、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持ち、かつその先端が前記細溝の深さ底部以下に位置し、前記細溝に直交する直線状の刃先9cを備えた刃先部9aとで形成されている(図2、図3参照)。
前記カッタで切断された熱可塑性樹脂粒状物11は、図示しない後行程で乾燥と冷却が行われ、包装される。
本発明は、上記構造・作用の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置1を用いて傾斜トラフ4の整流ガイド4bと下部フラップ4cとの往復移動を繰り返し行うとともに、往復移動に伴って生じるストランド10の固定刃9の上面での横滑りを、前記固定刃9の上面に刻設した複数の細溝によって防止するとともに、前記横滑り防止部9bの前端縁部に延設され、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持ち、かつその先端が前記細溝の深さ底部以下に位置し、前記細溝に直交する直線状の刃先9cをなす刃先部9aによって樹脂の表面温度が低い場合に切断面に生じていた前記細溝の痕跡を除去し、切断面が平滑で整った形状・寸法の熱可塑性樹脂粒状物を得るものである。
以下、本発明のカッタの固定刃のいくつかの形状について説明する。
本発明の固定刃の第1の実施例を図3(a)に示す。
本実施例の固定刃9は、図3(a)に見られるとおり、上面にストランドの走行方向に平行な複数の細溝が刻設された横滑り防止部9bと、
その前端縁部に延設され、上面が熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持つ平面でなる刃先部9aとでなり、前記刃先部9aの上面と横滑り防止部9bの前端縁部の側面とが前記細溝の深さ底部以下の位置で直交し、かつ刃先部9aの先端が、前記細溝に直交する直線状の刃先9cに形成されてなるものである。
本発明の固定刃の第2の実施例を図3(b)に示す。
本実施例の固定刃9’は、図3(b)に見られるとおり、上面にストランドの走行方向に平行な複数の細溝が刻設された横滑り防止部9bと、
前記横滑り防止部9bの前端縁部付近の一部、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きの部分を、その先端が前記細溝の深さ底部以下に位置するよう下向きに斜めに切削されて刃先部9aとなり、前記刃先部9aの先端が、前記細溝に直交する直線状の刃先9cに形成されてなるものである。
本発明の固定刃の第3の実施例を図3(c)に示す。
本実施例の固定刃9”は、図3(c)に見られるとおり、上面にストランドの走行方向に平行な複数の細溝が刻設された横滑り防止部9bと、
前記横滑り防止部9bの前端縁部付近の一部の上面をその先端が前記細溝の深さ底部以下に位置するよう下向きに斜めに切削するとともにその前端縁部に上面が平面の刃先部9aが延設され、かつ斜め下向きに切削された横滑り防止部の一部と前記刃先部とを合わせた奥行きが、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さの範囲内で納まるようにしてなり、かつ前記刃先部9aの先端が、前記細溝に直交する直線状の刃先9cに形成されてなるものである。
前記横滑り防止部9bの上面の複数の細溝は、深さ0.3mm〜0.7mm、隣接間隔0.3mm〜1.5mmで刻設されるのが好ましい。
また、図3(a)〜(c)では、前記細溝の断面を三角形として示したが、これに限られるものではなく、四角形、あるいはU字型の断面を持つものであってもよい。
固定刃9の上面に細溝を刻設したことにより、回転刃8がストランドを切断するために加える圧力によってストランド10は固定刃9の刃先に押しつけられるが、このとき固定刃9の上面に刻設された横滑り防止部9bとストランド10との間に静止摩擦力が生じ、回転刃8がその回転軸に対して1度〜4度の角度を持つ螺旋状をなしているために生じるストランドを前記固定刃9の上面に沿って横滑りさせようとする力に打ち勝ち、ストランド10の移動方向が回転刃8の進行方向と一致したときでも、ストランドの横滑りが生ぜず、ストランドは垂直に切断され、その断面が斜めになることはない。
そして、回転刃8がストランド10を切断し、次にストランド10に接触するまでの間は、ストランド10に回転刃8からの圧力が加わらないので、ストランド10と固定刃9の上面との静止摩擦は極めて小さく、ストランド10の往復移動が損なわれることなく、したがって回転刃8全面での切断が可能で、回転刃8の溝痕の発生を防止し、カッタの長寿命化が図れる。
また、前記横滑り防止部9bが刻設された固定刃の上面が直接刃先となることによって、表面温度の低い樹脂を切断した場合に生じる切断面の横滑り防止部9bの痕跡を除去するために固定刃9の刃先に設けた傾斜面の奥行きが、生産する熱可塑性樹脂粒状物の長さ以下に設定されているので、前記固定刃9の上面にストランドの横滑り防止面に刻設された横滑り防止部9bがトラバースガイド5によって往復移動をするストランド10の切断時の横滑り防止機能は失われることなく、軟性樹脂のストランドにおいても斜め切断がなく、前記〈1〉の効果が損なわれることなく切断面が滑らかで形状の整った図5(a)に示すような所望の形状寸法の熱可塑性樹脂粒状物が安定して製造できる。
本発明の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の構造説明図 トラバースガイドとカッタ部分の詳細説明図 本発明の固定刃の実施例の斜視図 上面に細溝を刻設した従来の固定刃の斜視図 本発明の固定刃で切断した熱可塑性樹脂粒状物(a)と上面に細溝を刻設した従来の固定刃で切断した熱可塑性樹脂粒状物(b)との切断面形状の比較図 従来の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の一部構造図 ストランドの往復移動手段を備えた従来の熱可塑性樹脂粒状物の製造装置一例の一部構造図
符号の説明
1:熱可塑性樹脂粒状物の製造装置
2:ダイスヘッド
3:ノズル
4:傾斜トラフ
4a:上部フラップ
4b:整流ガイド
4c:下部フラップ
5:トラバースガイド
5a:ガイド
6:往復移動手段
7:引取りローラ
7a:大径(上部)のローラ
7b:小径(下部)のローラ
8:回転刃
9:固定刃
9a:刃先部
9b:横滑り防止部
9c:刃先
10:ストランド
11:粒状物
12:冷却水用タンク
13:冷却水スプレー
30:熱可塑性樹脂粒状物の製造装置
34:傾斜トラフ
36:往復移動手段
37:引取りローラ
38:回転刃
39:固定刃
50:熱可塑性樹脂粒状物の製造装置
54:傾斜トラフ
57:引取りローラ
58:回転刃
59:固定刃

Claims (5)

  1. 溶融した熱可塑性樹脂を複数のノズルから連続的に吐出し、該ノズルの下方に配置した傾斜トラフに冷却水とともに流下することによって熱可塑性樹脂のストランドを複数本形成した後、カッタにより所望の長さで切断してチップ状にする熱可塑性樹脂粒状物の製造装置の回転刃と固定刃からなるカッタにおいて、
    前記固定刃が、その上面にストランドの横滑りを防止するためにストランドの走行方向に平行な多数の細溝が刻設された横滑り防止部と、その前端縁部に延設され、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持ち、かつその先端が前記細溝の深さ底部以下に位置し、前記細溝に直交する直線状の刃先を備えた刃先部とで形成されてなることを特徴とする熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
  2. 前記固定刃の刃先部の上面が、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きを持つ平面で形成され、横滑り防止部の前端面とが直交してなることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
  3. 前記固定刃の刃先部の上面が、横滑り防止部の一部を、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きで刃先に向けて下向きに切削した形状をしてなることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
  4. 前記固定刃の刃先面部の上面が、熱可塑性樹脂粒状物の切断長さ以下の奥行きの範囲内で前記横滑り防止の一部を前記細溝の底部に向けて下向きに切削してなる形状の面とその前方に延設された平面とで形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
  5. 前記横滑り防止面の細溝が、深さ0.3mm〜0.7mmで、隣接する細溝間の間隔が0.3mm〜1.5mmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂粒状物製造装置のカッタ。
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