JP2008302509A - 水中カット造粒方法および水中カット造粒装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切断刃21と、切断刃がその一端に取り付けられダイス8のノズル12から冷却水の中に吐出された直後の溶融樹脂を切断するために切断刃を回転させる回転軸15と、回転軸を回転可能に支持しかつ回転軸の軸方向に回転軸と一体に移動可能な回転軸支持体19と、回転軸支持体を回転軸の軸方向に移動させるための移動装置2と、回転軸支持体をダイスの方向に一定の速度で移動するように移動装置を制御する制御部とを有する水中カット造粒装置を使用して、切断刃により溶融樹脂を切断する処理の間切断刃を一定の速度でダイスの方向に移動させる。
【選択図】図1
Description
この種の水中カット造粒装置では、造粒処理中にカッターのナイフがダイスに軽く接触した状態で回転しているときに形状の良好なペレットが得られる。従って、ナイフが磨耗等してダイスとの間にギャップが生じたときは、直ちにカッターの位置調節を行う必要があった。ナイフとダイスとのギャップを観察してカッターの位置調節を行うという作業の煩わしさを取り除くために、例えばカッターを機械的に常時ダイスに押しつけるようにすることがなされていたが、この方法はナイフの磨耗や破損が激しく、耐久性に劣るという欠点があった。
特許文献4に記載された技術では、カッターをダイス方向に移動させた直後から次のカッターの移動までの間は、ナイフの摩耗によりダイスとの間のギャップが大きくなっても是正することができない。そのため常に適正なナイフとダイスとの位置関係を維持することが難しく、溶融樹脂のカッティング状態にバラツキが生じる可能性がある。
本発明に係る水中カット造粒方法は、ダイスのノズルから冷却水の中に吐出された直後の溶融樹脂を回転する切断刃により切断する水中カット造粒方法であって、前記切断刃により前記溶融樹脂を切断する処理の間前記切断刃を一定の速度で前記ダイスの方向に移動させる。
本発明に係る水中カット造粒装置は、切断刃と、前記切断刃がその一端に取り付けられダイスのノズルから冷却水の中に吐出された直後の溶融樹脂を切断するために前記切断刃を回転させる回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持しかつ前記回転軸の軸方向に前記回転軸と一体に移動可能な回転軸支持体と、前記回転軸支持体を前記回転軸の軸方向に移動させるための移動装置と、前記回転軸支持体を前記ダイスの方向に一定の速度で移動するように前記移動装置を制御する制御部と、を有する。
好ましくは、前記径小シリンダは、リニアアクチュエータに接続されて前記リニアアクチュエータの動作により前記液体の吐出を行うように構成される。
図1において、水中カット造粒装置1は、押出機で溶融された樹脂をペレット状に造粒する装置であり、本体3、切断装置4、回転軸移動装置2、スプライン継手5、圧油供給装置6およびモータ7などからなる。
本体3は、ダイプレート8、ハウジング9a,9b、軸受ケース10などからなる。
ハウジング9a,9bは、ダイプレート8とともに水室14を構成する。ハウジング9a,9bは、水室14内に冷却水を流通させるための給水口PT1および排水口PT2を備えている。
切断装置4は、回転軸15およびカッター18からなる。
回転軸15は、後に説明する摺動筒体19の軸芯を貫通しており、軸受け16に回転可能に支持されてその先の端にカッター18が取り付けられている。回転軸15の他端には、スプライン継手5のスプライン軸部材20が固定的に一体化されている。
ナイフ21,…,21は、長さに比べて幅が狭い略矩形の形状を有しており、略円盤状のナイフホルダ22に互いに90度の間隔をあけて、回転軸15の回転方向に適度に傾斜させて固定されている。ナイフホルダ22は回転軸15に固定的に一体化されている。カッター18は、ナイフ21,…,21がダイプレート8の凸部11の直近に、および回転軸15の回転中心が環状の凸部11の中心になるように配置されている。カッター18は、ノズル12,…,12から吐出された柱状の溶融樹脂を、回転しながらナイフ21,…,21によって一定長さのペレットに切断する。
摺動筒体19は、摺動部24およびフランジ部25からなる。
摺動部24は、摺動筒体支持部17の内径に略等しい外径を有する外観が円柱状の部位であり、摺動筒体支持部17内に収容される。フランジ部25は、略円盤状の形状を有し、摺動部24における摺動筒体支持部17から外方に突出する側の側面に固定的に一体化されている。
油圧シリンダ23,…,23は、図4によく示されるように、摺動筒体支持部17の外周に90度間隔で4つ、そのロッド26が回転軸15と平行になるように配置され、支持台27,…,27を介して摺動筒体支持部17に固定されている。油圧シリンダ23,…,23は、ロッド26,26の先端がフランジ部25に固定されている。
スプライン継手5は、スプライン軸部材20およびボス部材28からなる。
スプライン軸部材20は回転軸15の先端に固定的に一体化され、ボス部材28は切断装置4回転用のモータ7の駆動軸31に固定的に一体化されている。つまり、スプライン継手5は、モータ7の回転をボス部材28およびスプライン軸部材20の係合によって回転軸15に伝えるものである。
径小シリンダ32は、油圧シリンダ23,…,23に比べてピストンの受圧面積が小さなシリンダであり、ロッド38の収縮動作によりシリンダ室内の圧油を収縮動作用配管39,39を経由して油圧シリンダ23,…,23に供給する。
リニアアクチュエータ33は、径小シリンダ32のロッド38を収縮動作させるためのものであり、リニアサーボモータ、リニアステッピングモータなどの高精度な駆動装置が用いられる。
第2圧力源35は、伸張動作用配管40,40を経由して油圧シリンダ23,…,23に圧油を供給して第1圧力源34との油圧の差によりナイフ21,…,21の初期押しつけ力を調節し、またカッティング処理を終了した後に油圧シリンダ23,…,23を伸張動作させるためのものである。
制御部37は、第1圧力源34の油圧、第2圧力源35の油圧、三方弁36の動作、およびリニアアクチュエータ33の動作を制御するためのものである。
次に、カッティング処理時における水中カット造粒装置1の動作について説明する。
最初に、制御部37は三方弁36が動作させて第1圧力源34と収縮動作用配管39,39とを連通させ、続いて第1圧力源34の油圧および第2圧力源35の油圧をそれぞれの初期設定値に調整する。第1圧力源34の油圧および第2圧力源35の油圧と油圧シリンダ23,…,23のピストンにおける収縮側受圧面積および伸張側受圧面積とから、ナイフ21,…,21の初期押し付け力が決定される。
カッティング処理の開始と同時に三方弁36が動作し、収縮動作用配管39,39を第1圧力源34から遮断して径小シリンダ32に連通させる。これ以降、リニアアクチュエータ33は微小速度で前進し、径小シリンダ32を一定の速度で収縮動作させてヘッド側の容積を減少させ、圧油を油圧シリンダ23,…,23のロッド26,26側シリンダ室に一定の流量で供給する。
制御部37には、リニアアクチュエータ33の動作とナイフ21,…,21をダイスに近づける速度とを関連づけて記憶されており、設定された条件に応じて、制御部37は、カッティング処理の作業時間の経過に対して一定の割合で、つまり等速度でナイフ21,…,21をダイスに近づけるようにリニアアクチュエータ33の動作を制御する。
また、回転軸移動装置2では、ナイフ21,…,21の移動距離と径小シリンダ32の収縮長さとの比は油圧シリンダ23,…,23の収縮側のピストンの総受圧面積と径小シリンダ32のピストンの受圧面積との比に反比例するため、油圧シリンダ23,…,23と径小シリンダ32との受圧面積比を大きくすることにより、より精度の良い微小送りが可能となる。
回転軸移動装置2を構成する油圧シリンダ23を、摺動筒体支持部17の外周に1つ、180度間隔で2つ、120度間隔で3つ配置してもよく、5以上の油圧シリンダ23を等間隔に配置してもよい。また、油圧シリンダ23を伸張動作により摺動筒体19を水室14側に移動するようにしてもよい。
油圧シリンダ23,…,23に変位計を取り付け、変位計の計測結果を制御部37からリニアアクチュエータ33にフィードバックすることにより、より高精度なナイフ21,…,21の前進制御を行うことができる。また、ホルダーとノズル12,…,12の吐出面(凸部11表面)との相対変位をリニアアクチュエータ33にフィードバックすることにより、より高精度な前進制御を行うことができる。回転軸15の温度を測定または推定し、切断装置4の熱ひずみ量を補正するようにアクチュエータを制御してもよい。
上述の実施形態において、本体3、切断装置4、回転軸移動装置2、スプライン継手5、圧油供給装置6およびモータ7等は、種々のものを使用することができる。
8 ダイス(ダイプレート)
12 ノズル
15 回転軸
19 回転軸支持体(摺動筒体)
21 切断刃(ナイフ)
23 径大シリンダ(油圧シリンダ)
32 径小シリンダ
33 リニアアクチュエータ
37 制御部
Claims (4)
- ダイスのノズルから冷却水の中に吐出された直後の溶融樹脂を回転する切断刃により切断する水中カット造粒方法であって、
前記切断刃により前記溶融樹脂を切断する処理の間前記切断刃を一定の速度で前記ダイスの方向に移動させる
ことを特徴とする水中カット造粒方法。 - 切断刃と、
前記切断刃がその一端に取り付けられダイスのノズルから冷却水の中に吐出された直後の溶融樹脂を切断するために前記切断刃を回転させる回転軸と、
前記回転軸を回転可能に支持しかつ前記回転軸の軸方向に前記回転軸と一体に移動可能な回転軸支持体と、
前記回転軸支持体を前記回転軸の軸方向に移動させるための移動装置と、
前記回転軸支持体を前記ダイスの方向に一定の速度で移動するように前記移動装置を制御する制御部と、を有する
ことを特徴とする水中カット造粒装置。 - 前記移動装置は、
径小シリンダと、
前記径小シリンダが吐出する液体により動作する前記径小シリンダよりも受圧面積の大きな径大シリンダと、を有し、
前記径大シリンダは、収縮動作または伸張動作により前記回転軸支持体を移動させるように前記回転軸支持体に連結され、
前記制御部は、前記径小シリンダの液体吐出速度を一定に維持するように構成されてなる
請求項2に記載の水中カット造粒装置。 - 前記径小シリンダは、
リニアアクチュエータに接続されて前記リニアアクチュエータの動作により前記液体の吐出を行うように構成された
請求項3に記載の水中カット造粒装置。
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