JP2009029032A - Underwater cutting granulation system and pellet producing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はダイスが目詰まりすることなく押出機の再立上ができる水中カット造粒システム及びペレット製造方法に関する。 The present invention relates to an underwater cut granulation system and a pellet manufacturing method capable of restarting an extruder without clogging a die.
従来、押出機で使用されペレット冷却、脱水、乾燥及び輸送装置として特許文献1等の装置が用いられている。 Conventionally, the apparatus of patent document 1 etc. is used as a pellet cooling, dehydration, drying, and transport apparatus used with an extruder.
図4に従来の押出機関連装置とペレット搬送装置の一例を示す。二軸混練押出機102は押出機駆動モータ101によって回転するスクリュ102bが内挿されている押出機であり、その先端部には造粒押出ダイス103を介して水中カット装置104が接続され、混練押出機102の後方上部には合成樹脂供給用のホッパ102aが設けられている。
FIG. 4 shows an example of a conventional extruder-related apparatus and pellet conveying apparatus. The twin-
水中カット装置104は、造粒押出ダイス103に接続されて水を循環する循環箱104bと、この循環箱104b内に設けられ水中カットナイフ駆動モータ105によってダイス表面上で回転する水中カットナイフ104aなどによって構成されている。
The underwater cutting device 104 includes a
冷却水循環パイプ108は、循環箱104bと冷却水脱水装置110とを接続する冷却水循環パイプ108aと、冷却水脱水装置110と冷却水タンク107とを接続する冷却水循環パイプ108bと、循環箱104bと冷却水タンク107とを接続する冷却水循環パイプ108cとを有する。循環箱104bの下部には、冷却水循環パイプ108cを介して高ヘッド圧(294kPa〜1470kPa)の冷却水循環ポンプ106が接続されている。そして、冷却水循環パイプ8dが三方バルブ125を介して冷却水循環パイプ8cと接続されている。また、循環箱104bの上部には、プレ冷却水脱水装置109を冷却水循環パイプ108aを介して、ペレットサイロ116の上方に位置する冷却水脱水装置110が接続されている。この冷却水脱水装置110には、同様にペレットサイロ116の上方に位置する乾燥装置111が接続されている。冷却水脱水装置110と乾燥装置111によって脱水乾燥装置112が構成されている。
The cooling water circulation pipe 108 includes a cooling
乾燥装置111には、同様にペレットサイロ116の上方に位置する選別機113が接続されている。この選別機113は、サイロ切換バルブ114を有するシュートパイプ115を介して複数のペレットサイロ116に接続されている。なお、ペレットサイロ116の下部にはペレットの袋詰機などが設けられ、乾燥装置111などの上部には排気ファン117が接続されている。
Similarly, the sorter 113 located above the
プレ冷却水脱水装置109の出口側の一方ならびに冷却水脱水装置110および乾燥装置111の下部は、冷却水循環パイプ108bを介して冷却水タンク107に接続されている。冷却水タンク107は冷却水循環パイプ108cを介して冷却水循環ポンプ106に接続されている。
One of the outlet side of the pre-cooling
図5に、他の従来の押出機関連装置とペレット搬送装置の一例を示す。図5に示す装置は、脱水乾燥装置112もしくは選別機113から排出される乾燥したペレットがシュートパイプ118に自然落下し、そのペレットを空気フィルタ119、空送ブロワ120によって空送パイプ121中を移動、ペレットサイロ116に搬送する構成となっている。
FIG. 5 shows an example of another conventional extruder-related apparatus and pellet conveying apparatus. In the apparatus shown in FIG. 5, dried pellets discharged from the dehydrating / drying device 112 or the sorter 113 are naturally dropped onto the
次に従来装置の動作について説明する。 Next, the operation of the conventional apparatus will be described.
図4に示すように、ホッパ102aを介して混練押出機102に供給された合成樹脂原料は、押出機駆動モータ105によって回転されるスクリュ102bにより、溶融、混練され、混練押出機102の先端に設けられた造粒押出ダイス103を介して水中にストランド状に押し出され、水中カット装置104の水中カットナイフ駆動モータ105によってダイス表面上で回転する水中カットナイフ104aによりペレット状に切断される。
As shown in FIG. 4, the synthetic resin raw material supplied to the
水中カットペレットは、冷却水タンク107から冷却水循環ポンプ106により98kPa〜1470kPaのヘッド圧で水中カット装置104に送られる水により冷却され、プレ冷却水脱水装置109を有する冷却水循環パイプ108aを介してペレットサイロ116の上方に配置されている冷却水脱水装置110に送られる。この冷却水脱水装置110において水とペレットが分離され、該ペレットは乾燥装置111で付着水が除去され、選別機113を介して自然落下で、サイロ切換バルブ114を有するシュートパイプ115を介して複数のペレットサイロ116に送られる。
The underwater cut pellets are cooled by water sent from the cooling water tank 107 to the underwater cutting device 104 at a head pressure of 98 kPa to 1470 kPa by the cooling water circulation pump 106, and are pelleted through the cooling
もしくは図5に示すような、脱水乾燥装置112もしくは選別機113から排出される乾燥したペレットがシュートパイプ118に自然落下し、そのペレットを高低差50m以上高い位置にあるペレットサイロ116まで空気フィルタ119、空送ブロワ120によって空送パイプ121中を移動、ペレットサイロ116に搬送される。ペレットサイロ116内のペレットはペレットサイロ116の下部から排出され、袋詰されて製品として出荷される。
Or the dried pellet discharged | emitted from the dehydration drying apparatus 112 or the sorter 113 as shown in FIG. 5 falls naturally to the
冷却水脱水装置110において分離された水および乾燥装置111でペレットから除去された付着水分ならびにプレ冷却水脱水装置109に設置されているバルブ(不図示)の開度によって分岐された水は、冷却水タンク107に集められて、上述したように、冷却水循環ポンプ106により水中カット装置104に送られ、連続的に自動循環運転がなされる。
The water separated by the cooling water dehydrator 110 and the adhering water removed from the pellets by the
ところで、現在、汎用樹脂用大型造粒機の立上げ方法は特許文献2に開示されているように自動化が主流となっている。しかし、立上時の樹脂詰め工程後のダイス清掃は作業者によって行われるため、溶融樹脂の噴霧などが発生した場合には危険を伴う場合があった。そのため、押出機の立上及び再立上時はダイスと循環箱を締結させた状態で行う特許文献3のような運転方法が開発された。この運転方法は、押出機停止後に冷却水を循環させたままダイス周辺温度を原料樹脂の融点温度まで下げて一度ノズル中の樹脂を固化させ、再立上げ時はダイス周辺温度を従来の温度まで上げることで固化した樹脂を溶融させ、ダイスと循環箱を切り離さずに再立上が行うといった方法である。
通常、ダイスは200℃以上に加熱されており、この加熱されたダイスは、常にペレットの冷却水と接触している。循環箱の内圧が低いときには、冷却水循環ポンプなどから送られる冷却水中に混じった気泡、もしくは200℃以上に熱せられたダイスからの熱による冷却水の気化などにより、循環箱内には無数の気泡が存在することになる。後者の場合、気泡はダイス表面に発生するためにダイスと水との接触面積が少なくなり、ダイス温度は高く維持することができる。しかし循環箱内の圧力が高いと、気泡はその圧力によって体積が小さくなるか、あるいは気泡の発生が阻害される。そのため、冷却水とダイス全体が気泡を介せずに直接接触し、その結果ダイス温度は低下することになる。 Usually, the die is heated to 200 ° C. or more, and the heated die is always in contact with the cooling water of the pellet. When the internal pressure of the circulation box is low, there are countless bubbles in the circulation box due to the bubbles mixed in the cooling water sent from the cooling water circulation pump or the like, or the vaporization of the cooling water due to the heat from the die heated to 200 ° C or higher. Will exist. In the latter case, since bubbles are generated on the surface of the die, the contact area between the die and water is reduced, and the die temperature can be kept high. However, when the pressure in the circulation box is high, the volume of bubbles is reduced by the pressure, or the generation of bubbles is hindered. Therefore, the cooling water and the entire die are in direct contact with each other without air bubbles, and as a result, the die temperature is lowered.
造粒機の場合、循環箱から約10〜50m程度の高い位置に冷却水脱水装置があり、冷却水循環パイプによって水中カットペレットおよび水が搬送される。そのため、循環箱に冷却水循環時に98kPa〜490Paの内圧がかかる。循環箱に高い内圧がかかることで気泡の体積が小さくなったり、あるいは気泡の発生が阻害されることでダイス温度が低下することでダイス中のノズルは完全に固化する場合がある。このため、再立上時にダイス温度を高く設定しても、樹脂は完全に溶融しきれずに目詰まりを起こす場合があった。 In the case of a granulator, there is a cooling water dehydrator at a high position of about 10 to 50 m from the circulation box, and the underwater cut pellets and water are conveyed by the cooling water circulation pipe. Therefore, an internal pressure of 98 kPa to 490 Pa is applied to the circulation box during cooling water circulation. In some cases, a high internal pressure is applied to the circulation box to reduce the volume of bubbles, or the generation of bubbles is hindered to lower the die temperature, thereby completely solidifying the nozzle in the die. For this reason, even if the die temperature is set high at the time of restarting, the resin may not be completely melted and may be clogged.
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、押出機の再立上時にダイスの目詰まりを防止できる水中カット造粒システム及びペレット製造方法を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the underwater cut granulation system and pellet manufacturing method which can prevent clogging of dice | dies at the time of restart of an extruder.
上記目的を達成するため、本発明の水中カット造粒システムは、樹脂を溶融混練し、ペレットを形成する造粒部と、ペレットとペレットを冷却する冷却水とを分離し、乾燥させたペレットを貯蔵する捕集部と、冷却水を循環させる循環機構とを有し、循環機構は、造粒部の循環箱と捕集部の冷却水とペレットを分離する冷却水脱水装置とを接続する冷却水循環パイプと、冷却水脱水装置と循環機構の冷却水タンクとを接続する冷却水循環パイプと、冷却水タンクと循環箱とを接続する冷却水循環パイプとを有する水中カット造粒システムにおいて、循環箱から冷却水脱水装置へ向かう方向と、循環箱から冷却水タンクへ向かう方向とのいずれか一方に冷却水の流れ方向を切換える電磁調整弁が、冷却水循環パイプの、冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けられており、電磁調整弁と冷却水循環パイプとを接続する冷却水循環バイパスパイプが、冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the underwater cut granulation system of the present invention comprises a pellet obtained by melting and kneading a resin, separating a granulation part for forming a pellet, and cooling water for cooling the pellet and the pellet, and drying the pellet. A cooling unit that connects a collection unit to be stored and a circulation mechanism for circulating cooling water, and the circulation mechanism connects a circulation box of the granulation unit and a cooling water dehydrator that separates the cooling water and pellets of the collection unit. In an underwater cut granulation system having a water circulation pipe, a cooling water circulation pipe connecting a cooling water dewatering device and a cooling water tank of a circulation mechanism, and a cooling water circulation pipe connecting a cooling water tank and a circulation box, The electromagnetic adjustment valve that switches the flow direction of the cooling water to either the direction toward the cooling water dewatering device or the direction from the circulation box to the cooling water tank is more important than the cooling water dewatering device of the cooling water circulation pipe. The cooling water circulation bypass pipe that connects the electromagnetic adjustment valve and the cooling water circulation pipe is provided at a position that is lower than the cooling water dewatering device in the gravity direction. .
以上のとおり、本発明の水中カット造粒システムは、電磁調整弁及び冷却水循環パイプが冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けられている。このため、造粒部を再立上げする前の段階では電磁調整弁を、冷却水循環パイプを介して循環箱から冷却水タンク方向に冷却水が流れる方向に切り換えておくことで循環箱内に高いヘッド圧がかからないようにすることができる。これにより、再立上時のダイスの目詰まりを防止できる。 As described above, the underwater cut granulation system of the present invention is provided at a position where the electromagnetic adjustment valve and the cooling water circulation pipe are located below the cooling water dehydrator in the direction of gravity. For this reason, in the stage before restarting the granulation unit, the electromagnetic adjustment valve is switched to the direction in which the cooling water flows from the circulation box to the cooling water tank via the cooling water circulation pipe. It is possible to prevent the head pressure from being applied. Thereby, clogging of the die at the time of restarting can be prevented.
また、本発明の水中カット造粒システムは、冷却水循環パイプと、冷却水循環パイプとを接続するプレ冷却水脱水装置が冷却水循環パイプに設けられており、電磁調整弁及び冷却水脱水装置がプレ冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けられているものであってもよい。 In the underwater cut granulation system of the present invention, a cooling water circulation pipe and a pre-cooling water dewatering device for connecting the cooling water circulation pipe are provided in the cooling water circulation pipe, and the electromagnetic adjustment valve and the cooling water dewatering device are pre-cooled. It may be provided at a position below the water dehydrator in the direction of gravity.
本発明のペレット製造方法は、本発明の水中カット造粒システムを用いるペレット製造方法であって、水中カット造粒システムを再立上げする前に、造粒部の再立上げ前においては、電磁調整弁は、冷却水脱水装置の方向への流れを全閉とし、冷却水循環バイパスパイプの方向への流れを全開とする工程を含む。 The pellet manufacturing method of the present invention is a pellet manufacturing method using the underwater cut granulation system of the present invention. Before restarting the underwater cut granulation system, before restarting the granulation part, electromagnetic The regulating valve includes a step of fully closing the flow in the direction of the cooling water dewatering device and fully opening the flow in the direction of the cooling water circulation bypass pipe.
また、本発明のペレット製造方法は、造粒部の運転時においては、電磁調整弁は、冷却水脱水装置の方向への流れを全開とし、冷却水循環バイパスパイプの方向への流れを全閉とする工程を含むものであってもよい。 Further, in the pellet manufacturing method of the present invention, during operation of the granulating part, the electromagnetic regulating valve fully opens the flow in the direction of the cooling water dewatering device and fully closes the flow in the direction of the cooling water circulation bypass pipe. The process to perform may be included.
本発明によれば、電磁調整弁及び冷却水循環パイプを冷却水脱水装置よりも重力方向下方となる位置に設けたことで循環箱内に高いヘッド圧がかからないようにすることができ、これにより、再立上時のダイスの目詰まりを防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent a high head pressure from being applied in the circulation box by providing the electromagnetic regulating valve and the cooling water circulation pipe at a position lower than the cooling water dehydrating device in the direction of gravity. It is possible to prevent clogging of the die at the time of restarting.
図1に本発明の一例である循環箱減圧用冷却水バイパス機構を備えた水中カット造粒システムの構成図を示す。 The block diagram of the underwater cut granulation system provided with the cooling water bypass mechanism for circulation box pressure reduction which is an example of this invention in FIG. 1 is shown.
本発明の水中カット造粒システムは、樹脂を溶融混練し、ペレットを形成する造粒部と、冷却水とペレットを分離し、乾燥させたペレットを貯蔵する捕集部と、冷却水を循環させる循環機構とを有する。 The underwater cut granulation system of the present invention melts and kneads a resin, forms a pellet, separates the cooling water and the pellet, collects the dried pellet, and circulates the cooling water. And a circulation mechanism.
造粒部は、樹脂を溶融混練する二軸混練押出機2と、溶融樹脂を押し出す造粒押出ダイス3と、造粒押出ダイス3から押し出された樹脂をペレット状にカットする水中カット装置4を有する。
The granulating section includes a
捕集部は、冷却水とペレットを分離する冷却水脱水装置10と、ペレットに付着した冷却水を乾燥除去する脱水乾燥装置12と、選別機13と、ペレットを圧送する空送ブロワ20と、ペレットを貯留するペレットサイロ16とを有する。
The collection unit includes a cooling water dehydrating device 10 that separates cooling water and pellets, a dehydrating and drying device 12 that dry-removes cooling water attached to the pellets, a sorter 13, and an air blower 20 that pumps the pellets, And a
循環機構は、冷却水を循環させる冷却水循環パイプ8および冷却水循環ポンプ6と、プレ冷却水脱水装置9と、本発明の特徴である冷却水循環バイパスパイプ22および電磁調整弁23を含む循環箱減圧用冷却水バイパス機構と、冷却水を貯留する冷却水タンク7とを有する。
The circulation mechanism is for depressurizing the circulation box including the cooling
まず、造粒部の各構成について説明する。 First, each structure of a granulation part is demonstrated.
二軸混練押出機2は押出機駆動モータ1によって回転するスクリュ2bが内挿されている押出機であり、その先端部には造粒押出ダイス3を介して水中カット装置4が接続され、混練押出機2の後方上部には合成樹脂供給用のホッパ2aが設けられている。
The twin-
水中カット装置4は、造粒押出ダイス3に接続されて冷却水を循環する循環箱4bと、この循環箱4b内に設けられ水中カットナイフ駆動モータ5によってダイス表面上で回転する水中カットナイフ4aなどによって構成される。
The
次に、捕集部の各構成について説明する。 Next, each structure of a collection part is demonstrated.
冷却水脱水装置10はペレットサイロ16の下方に位置する。この冷却水脱水装置10には、同様にペレットサイロ16の下方に位置する乾燥装置11が接続されている。そして、冷却水脱水装置10と乾燥装置11によって脱水乾燥装置12が構成されている。
The cooling water dewatering device 10 is located below the
乾燥装置11には、同様にペレットサイロ16の下方に位置する選別機13が接続されている。選別機13の下方にはシュートパイプ18が設けられており選別機13から排出される乾燥したペレットは、シュートパイプ18へと自然落下する。ペレットは空送ブロワ20によって空送パイプ21、サイロ切換バルブ14を介してペレットサイロ16へと圧送される。なお、空送ブロワ20の空気取り入れ口には、空気中のゴミ等の混入防止のため、空気フィルタ19が設けられており、また、ペレットサイロ16の下部にはペレットの袋詰機などが設けられている。
Similarly, the sorter 13 located below the
次に、循環機構の各構成について説明する。 Next, each structure of the circulation mechanism will be described.
冷却水循環パイプ8は、循環箱4bと冷却水脱水装置10とを接続する冷却水循環パイプ8aと、冷却水脱水装置10と冷却水タンク7とを接続する冷却水循環パイプ8bと、循環箱4bと冷却水タンク7とを接続する冷却水循環パイプ8cとを有する。冷却水循環パイプ8cの途中には高ヘッド圧(98kPa〜1470kPa)の冷却水循環ポンプ6が接続されている。さらに、冷却水循環ポンプ6の出口側の冷却水循環パイプ8cの途中には、三方バルブ25、そのバルブを介して、冷却水循環パイプ8dが冷却水タンクへと接続されている。
The cooling
冷却水循環パイプ8aの途中には、冷却水の一部を冷却水タンク7に戻すためのプレ冷却水脱水装置9が設けられている。プレ冷却水脱水装置9の出口側の一方は冷却水脱水装置10側に接続されており、出口側の他方はバイパスラインとして冷却水循環パイプ8bに接続されている。冷却水タンク7へ冷却水を戻す際にペレットまで冷却水タンク7内に流入してしまうのを防止するため、プレ冷却水脱水装置9の冷却水タンク7へと分岐する部分(出口側の他方側)にはフィルタが設けられている。プレ冷却水脱水装置9の冷却水タンク7へと接続する冷却水循環パイプの途中には、分岐させる冷却水の水量を調節するバルブ(不図示)がある。冷却水脱水装置10および乾燥装置11の下部は、冷却水循環パイプ8bを介して冷却水タンク7に接続されている。冷却水循環ポンプ6の出口直後の冷却水循環パイプ8cには冷却水流量を調整できるようにするための流量調整弁(不図示)が設けられている。
A pre-cooling
プレ冷却水脱水装置9の設置位置は、以下の点を考慮して設定される。
The installation position of the pre-cooling
通常の設備の場合、冷却水脱水装置10、脱水乾燥装置12、選別機13の位置関係、更にはペレットの搬送、冷却水の処理能力などを考慮すると、これらは押出機建て屋の2階以上の高所に置くことが必要となり、特に大型機ではこのような構成は必須となる。また、プレ冷却水脱水装置9も同様に高所に設置することになる。これは、大量のペレットを高所に設置されている脱水乾燥装置12まで搬送するためには、大量の冷却水が必要であり、また冷却能力を確保するためにも大量の冷却水および搬送距離が必要となるためである。このためプレ冷却水脱水装置9は、冷却水脱水装置10近傍の高所に設置する必要がある。
In the case of normal equipment, considering the positional relationship of the cooling water dehydrating device 10, the dehydrating and drying device 12, and the sorter 13, as well as the conveyance of the pellets and the processing capacity of the cooling water, these are more than the second floor of the extruder building. This configuration is essential for large machines. Similarly, the pre-cooling
このような位置に配置されたプレ冷却水脱水装置9のバイパスラインの機能は以下のとおりである。
The function of the bypass line of the pre-cooling
押出機運転中は、冷却水循環パイプ8aに大量のペレットと冷却水が流入し、冷却水脱水装置10に供給されるが、大量のペレットを冷却するには大量の冷却水が必要となる。しかし、冷却水脱水装置10の役割は冷却水とペレットを分離するだけであり、冷却水の全量を冷却水脱水装置10で全てを処理するようには設計されていない。そこで、冷却水の一部をプレ冷却水脱水装置9によって、冷却水循環パイプ8bを介して冷却水タンク7に戻してやり、残った冷却水とペレットを冷却水脱水装置10に供給させるようにしている。上述したように、プレ冷却水脱水装置9の冷却水タンク7へと分岐する部分(出口側の他方側)にはフィルタが設けられているため、冷却水タンク7へ冷却水を戻す際にペレットまで冷却水タンク7内に流入してしまうことはない。また、プレ冷却水脱水装置9を介して冷却水タンク7に戻す冷却水の水量は、プレ冷却水脱水装置9の下部についているバルブ(不図示)によって調節する。
During the operation of the extruder, a large amount of pellets and cooling water flow into the cooling
次に、本発明の特徴である冷却水循環バイパスパイプ22および電磁調整弁23について説明する。
Next, the cooling water
電磁調整弁23は、冷却水循環パイプ8aの、冷却水脱水装置10よりも重力方向下方となる位置に設けられている。この電磁調整弁23は、循環箱4bから冷却水脱水装置10方向と、循環箱4bから冷却水タンク7方向とのいずれか一方に冷却水の流れ方向を切換えるものである。すわなち、電磁調整弁23は、冷却水循環パイプ8a方向が開の状態の時は冷却水循環バイパスパイプ22方向は閉の状態を保持し、冷却水循環パイプ8a方向が閉の状態の時は冷却水循環バイパスパイプ22方向は開の状態を保持する。冷却水の流量の調整は不図示の自動調整バルブ、あるいは不図示の手動バルブによって行うことができる。
The
冷却水循環バイパスパイプ22は、電磁調整弁23と、冷却水循環パイプ8bとを接続するパイプであり、冷却水脱水装置10よりも重力方向下方となる位置に設けられている。すわなち、冷却水循環バイパスパイプ22は、冷却水を、プレ冷却水脱水装置9、冷却水脱水装置10および乾燥装置11を通さずに冷却水タンク7へと還流させるバイパスパイプである。
The cooling water
循環箱4b上部から出る冷却水循環パイプ8aと冷却水循環バイパスパイプ22とは電磁調整弁23を介して接続されている。
The cooling
なお、押出機が小型機である場合や、試験用の小型設備の場合には、冷却水脱水装置10、脱水乾燥装置12、選別機13なども小さい仕様で済み、かつこれらは低い位置に設置することが可能となる。このような場合、プレ冷却水脱水装置9およびプレ冷却水脱水装置9のバイパスラインを設けずに、図2に示すように、冷却水脱水装置10に対して重力方向下方に電磁調整弁23および冷却水循環バイパスパイプ22のみを設ける構成としてもよい。すわなち、電磁調整弁23および冷却水循環バイパスパイプ22をプレ冷却水脱水装置9およびプレ冷却水脱水装置9のバイパスラインと同様に機能させ、冷却水の一部を電磁調整弁23および冷却水循環バイパスパイプ22によって冷却水タンク7に戻してやり、残った冷却水とペレットを冷却水脱水装置10に供給させるようにしてもよい。このような構成とすることでシステムの構成を簡素化することができる。
In the case where the extruder is a small machine or a small test facility, the cooling water dehydrating device 10, the dehydrating and drying device 12, the sorting machine 13 and the like may be small, and these are installed at a low position. It becomes possible to do. In such a case, without providing the bypass line of the pre-cooling
なお、図2に示す構成の場合、電磁調整弁23および冷却水循環バイパスパイプ22の設置高さは、冷却水脱水装置10に対して重力方向下方であって、気泡の体積が小さくなったり、あるいは気泡の発生が阻害されることがない程度のヘッド圧が循環箱4b内にかかる程度とする必要がある。
In the case of the configuration shown in FIG. 2, the installation height of the
次に、電磁調整弁23および冷却水循環バイパスパイプ22の動作について説明する。
Next, operations of the
図1に示す構成における構成の場合、押出機本体停止後、もしくは立上げ前に、手動もしくは自動調整バルブによって冷却水の流量を下げ、更に電磁調整弁23を冷却水循環バイパスパイプ22方向を閉から開の状態に切り換えるとともに、冷却水循環パイプ8a方向を開から閉の状態に切り換える。つまり、電磁調整弁23を、冷却水脱水装置10方向への流れが全閉となり、冷却水循環バイパスパイプ22方向への流れが全開となるように切り換える。電磁調整弁23をこのように切り換えることで冷却水循環バイパスパイプ22内の冷却水は冷却水タンク7に戻り、循環される。その間、水中カットナイフ4aは造粒押出ダイス3から離れた状態、もしくは造粒押出ダイス3に密着した状態で回転しているか停止状態にある。
In the case of the configuration shown in FIG. 1, after stopping the extruder body or before starting up, the flow rate of the cooling water is lowered by a manual or automatic adjustment valve, and the
冷却水循環バイパスパイプ22は冷却水脱水装置10よりも低い位置に配置されているため、押出機の再立上げまでの待機時の循環箱4b内の圧力を従来の冷却水脱水装置10を介する方式よりも低く抑えることができる。つまり、本実施形態の循環箱減圧用冷却水バイパス機構は、再立上げ前における循環箱4b内の圧力を低く抑えることが可能であるため、循環箱4b内の気泡の体積が小さくなってしまう、あるいは気泡の発生が阻害される、といったことを防止し、循環箱4b内にて気泡を良好な状態で存在させることができる。これら気泡は造粒押出ダイス3と冷却水との接触面積を低減させるので造粒押出ダイス3の温度が低下してしまうのを防止でき、よって、再立上げまでの待機時に造粒押出ダイス3のノズル内にて樹脂が固化して目詰まりが起きてしまうのを防止することができ、良質なペレットを製造することができる。
Since the cooling water
図2に示す構成の場合、再立上げ前においては、電磁調整弁23は、冷却水脱水装置10方向への流れを全閉とし、冷却水循環バイパスパイプ22方向への流れを全開とする。そして、通常運転時には、電磁調整弁23は、冷却水脱水装置10方向への流れを全開とし、冷却水循環バイパスパイプ22方向への流れを全閉とする。これにより、図1の構成と同様に、押出機の再立上げまでの待機時の循環箱4b内の圧力を低く抑えることができ、再立上げまでの待機時に造粒押出ダイス3のノズル内にて樹脂が固化して目詰まりが起きてしまうのを防止することができ、良質なペレットを製造することができる。
In the case of the configuration shown in FIG. 2, before reactivation, the
次に本発明の水中カット造粒システムの動作について説明する。 Next, the operation of the underwater cut granulation system of the present invention will be described.
ホッパ2aを介して混練押出機2に供給された合成樹脂原料は、水中カットナイフ駆動モータ5によって回転されるスクリュ2bにより、溶融、混練され、混練押出機2の先端に設けられた造粒押出ダイス3を介して水中にストランド状に押し出される。押し出された樹脂は、水中カット装置4の水中カットナイフ駆動モータ5によってダイス表面上で回転する水中カットナイフ4aによりペレット状に切断される。
The synthetic resin raw material supplied to the kneading
ペレットは、冷却水タンク7から冷却水循環ポンプ6により98kPa〜1470kPaのヘッド圧で水中カット装置4に送られる冷却水により冷却され、三方バルブ9を有する冷却水循環パイプ8aを介してペレットサイロ16の上方に配置されている冷却水脱水装置10に送られる。冷却水脱水装置10において水とペレットが分離され、該ペレットは乾燥装置11で付着水が除去され、選別機13を介してシュートパイプ18に自然落下する。シュートパイプ18内に落下したペレットは空気フィルタ19、空送ブロワ20によって空送パイプ21中を移動し、高低差50m以上高い位置にある複数のペレットサイロ16に搬送される。なお、ペレットはサイロ切換バルブ14を介して各ペレットサイロ16に貯留される。ペレットサイロ16内のペレットはペレットサイロ16の下部から排出され、袋詰されて製品として出荷される。
The pellets are cooled by the cooling water sent from the cooling water tank 7 to the
冷却水脱水装置10において分離された水および乾燥装置11でペレットから除去された付着水分ならびにプレ冷却水脱水装置9の切換によって分岐された水は、冷却水タンク7に集められて、上述したように、冷却水循環ポンプ6により水中カット装置4に送られ、連続的に自動循環運転がなされる。
The water separated in the cooling water dewatering device 10 and the adhering water removed from the pellets in the drying device 11 and the water branched by the switching of the pre-cooling
以上説明したように本実施形態の水中カット造粒システムは、電磁調整弁23及び冷却水循環パイプ22を冷却水脱水装置10よりも重力方向下方となる位置に設けている。このため、造粒部を再立上げする前の段階では電磁調整弁23を、冷却水循環パイプ22を介して循環箱4bから冷却水タンク7方向に冷却水が流れる方向に切り換えておくことで循環箱4b内に冷却水脱水装置10からの高いヘッド圧がかからないようにすることができ、循環箱4b内にて気泡を良好な状態で存在させることができる。そして、これら良好な気泡が循環箱4b内に存在することで造粒押出ダイス3と冷却水との接触面積が低減することとなり、造粒押出ダイス3の温度が低下してしまうのを防止できる。このように、本実施形態の水中カット造粒システムは、造粒押出ダイス3の温度を好適な温度で保持できるので再立上げまでの待機時に造粒押出ダイス3のノズル内にて樹脂が固化して目詰まりが起きてしまうのを防止することができ、良質なペレットを製造することができる。
(循環箱内圧力、ダイスノズルの目詰まりおよび循環箱内温度の関係)
循環箱内の圧力が高圧となった場合における、ダイスノズルの目詰まりおよび循環箱内温度との関係について小型造粒機を用いて明らかにした。
As described above, the underwater cut granulation system of this embodiment is provided with the
(Relationship between circulation box pressure, die nozzle clogging, and circulation box temperature)
The relationship between the clogging of the die nozzle and the temperature in the circulation box when the pressure in the circulation box becomes high was clarified using a small granulator.
図3に示す装置は、試験用の水中カット用小型造粒機(直径69mmの二軸押出機)であり、冷却水循環バイパスパイプを使用した場合、もしくは使用しない場合と同じ状況を作る為に、循環箱4b上部にボールバルブ24を設置している。本装置を用いて循環箱4b内に圧力をかけてダイスノズル目詰まり率を比較した。
The apparatus shown in FIG. 3 is a small granulator for underwater cutting for testing (a twin screw extruder with a diameter of 69 mm), and in order to create the same situation as when the cooling water circulation bypass pipe is used or not used, A ball valve 24 is installed above the
押出機に樹脂詰めを行った後、一旦押出機を停止する。造粒押出ダイス3と循環箱4bを締結させた状態を維持させ、循環箱4b内の圧力はボールバルブ24により調整し、継続的に一定の流量で冷却水を循環させた。290℃に熱せられた造粒押出ダイス3が冷却水によって温度が低下し、ダイス温度と冷却水温度とが平衡状態となったのを確認後、押出機を立上げ、造粒を行った。その際の循環箱4bの内圧は、39kPa一定、あるいは147kPa一定とした。また、ダイス温度は290℃、冷却水温度および流量は60℃,10m3/hとした。
After filling the extruder with resin, the extruder is temporarily stopped. The state where the granulation extrusion die 3 and the
以下に結果を示す。 The results are shown below.
循環箱内圧39kPa時 ダイスノズル目詰まり度:0.7
循環箱内圧147kPa時 ダイスノズル目詰まり度:1.0
循環箱の内圧が高い程、目詰まりを起こし易いことがわかる。
Circulation box internal pressure 39kPa Dice nozzle clogging degree: 0.7
Circulation box internal pressure 147kPa Dice nozzle clogging degree: 1.0
It can be seen that the higher the internal pressure of the circulation box, the more likely clogging occurs.
同条件で押出機運転前の造粒押出ダイス3のメタル温度は
循環箱内圧39kPa時 198℃
循環箱内圧147kPa時 197℃
となった。
Under the same conditions, the metal temperature of the granulation extrusion die 3 before operating the extruder is 198 ° C when the internal pressure of the circulation box is 39 kPa.
Circulation box internal pressure 147 kPa at 147 kPa
It became.
以上より、循環箱内に高い圧力がかかると、ダイス温度は低下し、目詰まりを起こすことが明らかとなった。すわなち、本願発明により、循環箱内の圧力を低下させることでダイス温度の低下を防止して目詰まりを解消することが可能となることがわかる。 From the above, it has been clarified that when high pressure is applied in the circulation box, the die temperature decreases and clogging occurs. In other words, according to the present invention, it is understood that by reducing the pressure in the circulation box, the die temperature can be prevented from decreasing and clogging can be eliminated.
1 押出機駆動モータ
2 混練押出機
2a ホッパ
2b スクリュ
3 造粒押出ダイス
4 水中カット装置
4a 水中カットナイフ
4b 循環箱
5 水中カットナイフ駆動モータ
6 冷却水循環ポンプ
7 冷却水タンク
8、8a、8b、8c、8d 冷却水循環パイプ
9 プレ冷却水脱水装置
10 冷却水脱水装置
11 乾燥装置
12 脱水乾燥装置
13 選別機
14 サイロ切換バルブ
16 ペレットサイロ
17 排気ファン
18 シュートパイプ
19 空気フィルタ
20 空送ブロワ
21 空送パイプ
22 冷却水循環バイパスパイプ
23 電磁調整弁
24 ボールバルブ
25 三方バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記循環箱(4b)から前記冷却水脱水装置(10)へ向かう方向と、前記循環箱(4b)から前記冷却水タンク(7)へ向かう方向とのいずれか一方に冷却水の流れ方向を切換える電磁調整弁(23)が、前記冷却水循環パイプ(8a)の、前記冷却水脱水装置(10)よりも重力方向下方となる位置に設けられており、
前記電磁調整弁(23)と前記冷却水循環パイプ(8b)とを接続する冷却水循環バイパスパイプ(22)が、前記冷却水脱水装置(10)よりも重力方向下方となる位置に設けられていることを特徴とする水中カット造粒システム。 A granulating part for melting and kneading resin to form pellets, a separation part for separating the pellets and cooling water for cooling the pellets, and a collecting part for storing the dried pellets, and a circulation for circulating the cooling water A cooling water circulation pipe that connects the circulation box (4b) of the granulation part and the cooling water dehydrator (10) for separating the cooling water and the pellets of the collection part. (8a), a cooling water circulation pipe (8b) connecting the cooling water dewatering device (10) and the cooling water tank (7) of the circulation mechanism, the cooling water tank (7) and the circulation box (4b) An underwater cut granulation system having a cooling water circulation pipe (8c) connecting the
The flow direction of the cooling water is switched to one of the direction from the circulation box (4b) to the cooling water dehydrator (10) and the direction from the circulation box (4b) to the cooling water tank (7). An electromagnetic adjustment valve (23) is provided at a position below the cooling water dewatering device (10) in the cooling water circulation pipe (8a) in the gravity direction,
A cooling water circulation bypass pipe (22) connecting the electromagnetic adjustment valve (23) and the cooling water circulation pipe (8b) is provided at a position lower than the cooling water dewatering device (10) in the gravity direction. Underwater cut granulation system characterized by
前記電磁調整弁(23)及び前記冷却水脱水装置(10)が前記プレ冷却水脱水装置(9)よりも重力方向下方となる位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の水中カット造粒システム。 A pre-cooling water dewatering device (9) connecting the cooling water circulation pipe (8a) and the cooling water circulation pipe (8b) is provided in the cooling water circulation pipe (8a);
The said electromagnetic adjustment valve (23) and the said cooling water dehydration device (10) are provided in the position which becomes a gravity direction downward rather than the said pre-cooling water dehydration device (9). Underwater cut granulation system.
前記水中カット造粒システムを再立上げする前に、前記造粒部の再立上げ前においては、前記電磁調整弁(23)は、前記冷却水脱水装置(10)の方向への流れを全閉とし、前記冷却水循環バイパスパイプ(22)の方向への流れを全開とする工程を含むペレット製造方法。 A pellet manufacturing method using the underwater cut granulation system according to claim 1 or 2,
Before re-starting up the underwater cut granulation system, before re-starting up the granulation part, the electromagnetic control valve (23) fully flows in the direction of the cooling water dehydrator (10). A pellet manufacturing method including a step of closing and fully opening the flow in the direction of the cooling water circulation bypass pipe (22).
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