JP2009248533A - 熱媒装置及び熱媒制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑制しつつ、目詰まり改善やポリプロピレン等の高融点樹脂の水中スタートが可能な熱媒装置及び熱媒制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の熱媒装置６０は、ヒータ２２で加熱した熱媒を熱媒配管２１を介してダイス２に供給してダイス２を加熱する熱媒供給系２１を有する。また、本発明の熱媒装置は、ヒータ２２とダイスとの間における熱媒配管２１に接続された高温熱媒供給系６２と、熱媒供給系２１及び高温熱媒供給系６２の熱媒の温度、並びに熱媒供給系２１と高温熱媒供給系６２との間における熱媒の流れ方向を制御する制御部４０とを有する。制御部４０は、一時的に熱媒を昇温させる場合、高温熱媒供給系６２にて熱媒の温度を昇温させた後、昇温した熱媒をダイス２に供給させる。
【選択図】図１

Description

本発明は水中造粒装置のダイスを加熱するための熱媒装置及び熱媒制御方法に関する。

図４に従来の押出機の一例の構成を示す模式図を示す。

押出機１００は、シリンダ１１６に内包され、駆動機１１４、減速機１１５を介して駆動している１軸以上のスクリュ１１７に、不図示のホッパを介して単位時間当たり所定量の原料が供給され、可塑化、溶融、押出しを行う。溶融した樹脂は加熱されたダイバータバルブ１１８、供給ポンプ１１９、スクリーンチェンジャ１２０、ダイホルダ１０１、ダイス１０２を通過し、冷却水が循環している循環箱１０８内にストランド状で押しだされる。なお、仕様によっては供給ポンプ１１９の無いものもある。

循環箱１０８内においては、不図示のカッタモータが、カッタ軸１０７を駆動し、カッタ軸１０７に備え付けられているカッタホルダ１０６、カッタホルダ１０６に取り付けられるカッタ刃１０５を回転駆動する。冷却水は、冷却水タンク１１２から高ヘッド圧仕様の冷却水ポンプ１１３によって、３方弁１１０を介して冷却水配管１０９および循環箱１０８へと供給される。

ダイス１０２からストランド状で押出された溶融した樹脂は、回転駆動されているカッタ刃１０５によって連続的に粒状に切断される。切断され冷却水によって冷却された樹脂は粒状のペレットとなる。粒状のペレット及び冷却水は、循環箱１０８、冷却水配管１０９を通過し、脱水手段へと搬送される。粒状のペレットは不図示の冷却水脱水装置、乾燥機、選別機を通過し、個別のサイロに移送されて貯蔵されて、袋詰め後に製品として出荷される。

なお、冷却水は冷却水脱水装置でペレットと分けられた後に、冷却水タンク１１２に回収される。

バイパス配管１１１は、押出機を運転停止状態時に３方弁１１０を介して冷却水をバイパスさせる際に用いる。

上記押出機１００において、ダイス１０２、ダイホルダ１０１、ダイバータバルブ１１８、供給ポンプ１１９、スクリーンチェンジャ１２０は、それぞれ内部にある加熱用ジャケット内に熱油もしくはスチームが供給され、２００℃以上の高温に保たれている。熱油で加熱する場合、熱油装置が用いられる。

図５に従来の熱油装置の一例の構成を示す模式図を示す。

熱油装置２００は、熱媒配管１２１を通る熱油の加熱するためのヒータ１２２、および一定流量の熱油を供給するポンプ１２３を有する。この熱油はポンプ１２３から、熱油配管１２１を経由して、ダイス１０２、ダイホルダ１０１、ダイバータバルブ１１８、供給ポンプ１１９、スクリーンチェンジャ１２０に連続的に供給される。

押出機１００においては、熱油装置２００による熱油加熱方式の場合、熱媒仕様上でダイス１０２、ダイバータバルブ１１８、供給ポンプ１１９、スクリーンチェンジャ１２０、ダイホルダ１０１を加熱する際の油温は２００−３００℃程度である。

その理由としては、
１） ポリプロピレン等の場合、押出機で主に生産される樹脂は比較的高ＭＩ（ＭＩ＝５−１０）などであり、高い油温度を必要としない
２） 押出機立上げ時に、ストランド状の樹脂がダイスから出るタイミングと冷却水が循環箱に入水するタイミングを合わせて造粒を開始するドライスタートが主流であった
等があげられる。つまり、従来、油の温度を３００℃以上にする必要が無いこと、また３５０℃等の高温とするような熱媒装置は高価でコストがかさむこと等の理由から、従来２００−３００℃の熱油温度で十分であった。

しかし、ポリプロピレン等の高融点樹脂で、樹脂粘度の高い低ＭＩの原料の場合は油温を３００℃としても目詰まりが発生する場合があった。目詰まりとは、押出機を運転する際にダイスノズルにある樹脂が固化し、全ダイスノズルから均等に樹脂が出ないために、ペレット形状が崩れ、不均一となることを指す。この目詰まりが酷い場合は、造粒した全てのペレットがオフ品となり、生産性の低下を招いていた。目詰まりを解消するためには、ノズル中に固化した樹脂を溶融させる程の熱量を補う必要があるが、ダイスが冷却水と接触することで高い熱量が奪われ続けるために、従来の設備ではこのような熱量を補うことができなかった。そのため従来の設備において、目詰まり対策としては、押出機を一旦停止し、再度立上げを行うことで目詰まりが発生しない状況で運転を行うだけであった。

近年、原料の化学構造の多種多様化、複雑化によって比較的高ＭＩで油温を３００℃としても、押出機運転中に原料の粘度を変更するグレードチェンジの際に目詰まりが発生することがある。また、製造した製品のＭＩが高くても、押出機に供給される原料中に高粘度樹脂が混在しており、それが目詰まりを発生させることもあった。

さらに近年、押出機の単位時間当たりの処理能力が高くなり、押出機の高能力化が進んでいる。このため、目詰まりが発生した際の押出機停止による生産ロスの割合が大きく、目詰まりはさらに深刻な問題となっている。

また、押出機が大型化することで、ドライスタートなどの押出機を立ち上げる際に時間的余裕が無く、押出機を運転する作業者に対する負荷が高い。このため、市場からは作業者への負荷軽減および押出機立上げ時の操作性向上の要求が高まり、従来のドライスタートではなく、水中スタートの適用が望まれていた。しかしながら、水中スタートは押出機を立ち上げる前に冷却水を循環し、その後に造粒を開始する手法であることから、ポリプロピレン等の高融点の樹脂の場合には目詰まりが発生するため、やはり水中スタートを適用できなかった。

上記課題を解決するため、目詰まりやダイスの構造に関する研究報告がなされている（特許文献１〜１０参照）。
特開２００６−１６８２３５号公報 特開２００６−１１０７７７号公報 特開２００５−２９７２２７号公報 特開２００１−９６５２８号公報 特開平１１−１７９７２４号公報 特開平１０−０５８４４５号公報 特開平０９−１４１６５２号公報 特開平０８−１９２４２３号公報 特開平０８−５７８５１号公報 特開平０７−１７８７２６号公報

しかし、高粘度の低ＭＩ品や特殊原料の場合、水中スタートでは目詰まりが発生していた。

目詰まりしたノズルに対しては、ダイスに供給される熱油温度を高くし、冷却水に奪われる熱量を常に補い、再度溶融させることが重要である。

特許文献７では、押出機停止後、ダイスノズル中の樹脂を一旦固化させ、その後徐々にダイスを昇温させ、ノズル中の樹脂を溶融させた後に押出機を再度立上げる方法を開示している。しかしながら、従来の熱媒設備に当該方法を適用したとしても、運転条件、あるいは立上げ方法によっては目詰まりが発生する場合があった。

もっとも、高融点樹脂の目詰まりは、３００℃以上の熱媒を用いることで解決が期待できるものの、３００℃以上の熱媒はコストが高くなってしまう。また、ダイスノズル中の固化した樹脂が一旦溶融すれば、その後は常に高温の樹脂が流れ出るために、再度目詰まりすることはない。つまり、目詰まりが一旦改善されれば、もはや熱媒を３００℃以上に保持する必要がないので、３００℃以上の熱媒を用いた装置はオーバースペックとなる可能性がある。

そこで、本発明は、コストを抑制しつつ、ダイスの目詰まり改善やポリプロピレン等の高融点樹脂の水中スタートが可能な熱媒装置及び熱媒制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の熱媒装置は、ヒータで加熱した熱媒を熱媒配管を介してダイスに供給してダイスを加熱する熱媒供給系を有する熱媒装置において、ヒータとダイスとの間における熱媒配管に接続された高温熱媒供給系と、熱媒供給系及び高温熱媒供給系の熱媒の温度、並びに熱媒供給系と高温熱媒供給系との間における熱媒の流れ方向を制御する制御部とを有し、制御部は、一時的に熱媒を昇温させる場合、高温熱媒供給系にて熱媒の温度を昇温させた後、昇温した熱媒をダイスに供給させることを特徴とする。

上記のとおりの本発明の熱媒装置は、目詰まりや水中スタートのようにダイスを一時的に加熱したいとき、高温熱媒供給系にて熱媒の温度を昇温させる。このため、加熱する熱媒の量が少量で済むため、効率良く短時間に昇温させることができる。また、高温熱媒供給系はヒータとダイスとの間に配置されているため、ヒートロスを小さくすることができる。すなわち、一時的に熱媒の温度を上げるために要するコストを抑制しつつ、ダイスの目詰まり改善やポリプロピレン等の高融点樹脂の水中スタートが可能となる。

また、高温熱媒供給系は、高温用熱媒バイパス配管と、熱媒供給系の熱媒配管と高温用熱媒バイパス配管との間に配置された、熱媒の流れ方向を切り替える弁と、高温用熱媒バイパス配管に接続された、高温用熱媒バイパス配管とにより循環路を形成するためのサブバイパスラインと、高温用熱媒バイパス配管とサブバイパスラインとの間に配置されたバルブと、高温用熱媒バイパス配管内の熱媒を加熱するサブヒータと、高温用熱媒バイパス配管内の熱媒を駆動させるサブポンプと、を有するものであってもよい。

また、制御部は、弁の切替制御、バルブの開閉制御、及びサブヒータ及びサブポンプの駆動制御を行うものであってもよい。

本発明の熱媒制御方法は、ヒータで加熱した熱媒を熱媒配管を介してダイスに供給してダイスを加熱する熱媒供給系と、ヒータとダイスとの間における熱媒配管に接続された高温熱媒供給系とを有する熱媒装置における熱媒制御方法であって、
高温熱媒供給系を閉じた流路とする工程と、閉じられた高温熱媒供給系内にて循環する熱媒を熱媒供給系内の熱媒の温度まで昇温させる工程と、
高温熱媒供給系を開いて、高温熱媒供給系内にて昇温された熱媒をダイスに供給するとともに、熱媒供給系からダイスへの熱媒の供給を停止して熱媒供給系内の熱媒バイパス配管にて熱媒を循環させておく工程と、
高温熱媒供給系とダイスとの間を循環する熱媒の温度を熱媒供給系内の熱媒の温度よりも高くなるまでさらに昇温させる工程と、を含む。

また、本発明の熱媒制御方法は、熱媒供給系内の熱媒の温度よりも高くなるまでさらに昇温させた熱媒の温度を、熱媒供給系内の熱媒の温度よりも高い温度であってかつ所定の温度範囲内にまで下げる工程と、
熱媒供給系内で循環させていた熱媒をダイスに供給させる工程と、
高温熱媒供給系を閉じて、高温熱媒供給系内における熱媒の加熱を停止する工程と、を含むものであってもよい。

また、本発明の熱媒制御方法は、高温熱媒供給系を開いて、高温熱媒供給系内にて昇温された熱媒をダイスに供給するときは、高温熱媒供給系内での熱媒の循環は停止させているものであってもよい。

本発明によれば、コストを抑制しつつ、ダイスの目詰まり改善やポリプロピレン等の高融点樹脂の水中スタートが可能となる。

図１に本実施形態の押出機及び水中造粒装置の構成を示す模式図を示す。また、図２に、図１の押出機の加熱に用いられる本実施形態の熱媒装置の構成を示す模式図を示す。
（押出機）
まず、押出機５０の構成について説明する。

押出機５０は、駆動機１４、減速機１５、シリンダ１６、スクリュ１７、ダイバータバルブ１８、供給ポンプ１９、スクリーンチェンジャ２０を有する。

シリンダ１６内には、減速機１５を介して駆動機１４により回転駆動される少なくとも１本以上のスクリュ１７が回転可能に収納されている。

シリンダ１６の下流側にはダイバータバルブ１８、供給ポンプ１９、スクリーンチェンジャ２０、ダイホルダ１、及びダイス２が配置されている。

ダイバータバルブ１８は、溶融混練された樹脂材料をダイバータバルブ１８の下流へ流動させるか、外部へ排出させるかの切替えを行う機器である。

供給ポンプ１９は、シリンダ１６内で溶融・混練された溶融樹脂を所定の圧力に高めて、スクリーンチェンジャ２０等下流に設置されている機器に供給する。

スクリーンチェンジャ２０は、溶融状態の樹脂材料からゴミ等の混入異物を除去するスクリーンを運転中に交換可能な状態で保持する。スクリーンは、不純物等の目詰まりによる濾過能力低下を解消するために、新規なものと交換する必要がある。このため、スクリーンチェンジャ２０によりスクリーンが交換される。

次に、押出機５０の動作について説明する。

不図示のホッパを介して単位時間当たり所定量の樹脂原料がシリンダ１６内に供給される。シリンダ１６内の樹脂原料は、シリンダ１６に設けられた不図示のヒータにより加熱され、駆動機１４、減速機１５を介して駆動されるスクリュ１７により混練されることで、可塑化混練され、溶融樹脂となる。溶融樹脂は、ダイバータバルブ１８を経て供給ポンプ１９で所定の圧力に高められ、スクリーンチェンジャ２０のスクリーンで不純物等が濾過された後、ダイホルダ１およびダイス２を通過して押出機５０の下流に設けられた水中造粒装置へと供給される。
（水中造粒装置）
水中造粒装置５１は、ダイス２、ダイスノズル４、複数のカッタ刃５、カッタホルダ６、カッタ軸７、循環箱８、冷却水配管９を有する。

ダイス２は、ダイホルダ１に取り付けられている。ダイスノズル４は、ダイス２の表面に環状に等間隔に多数配列されている。複数のカッタ刃５は、カッタ軸７に取り付けられたカッタホルダ６に保持されており、カッタ軸７が回転駆動されることで、ダイスノズル４から排出される溶融樹脂を切断する。循環箱８は、これらを覆っており、冷却水で満たされている。冷却水配管９は、循環箱８に冷却水を供給、及びペレットと水を脱水装置に搬送するための配管である。

冷却水は冷却水タンク１２中に一定量貯められ冷却水ポンプ１３により汲み上げられる。冷却水は３方弁１０を通過し冷却水配管９、循環箱８を通って脱水装置にペレットを搬送する。なお、循環箱８内に供給される冷却水の温度は２０℃から８０℃程度であり、造粒開始前の冷却水は３方弁１０を通過し、バイパス配管１１を通過、冷却水タンク１２に戻る。

ダイス２の、カッタ刃５に対向する面には、回転する高硬度のカッタ刃５による摩耗防止のために、特殊な表面処理加工が施されたダイス硬化層３が形成されている。このダイス硬化層３はカッタ刃５の回転に対して同様な円形帯状（トーラス形状）の形状を有する。

次に、水中造粒装置５１の動作について説明する。

押出機５０からは溶融樹脂がダイス２へと単位時間当たり一定量供給されてくる。ダイス２へと供給された溶融樹脂はダイスノズル４から連続的に吐出される。ダイスノズル４からストランド状で押出された溶融樹脂は、高速回転する複数のカッタ刃５により粒状に切断される。切断された粒状の樹脂は循環箱８下にある冷却水配管９から供給された冷却水によって冷却、固化され、循環箱８から冷却水配管９を通った後、不図示の脱水装置及び乾燥装置へと搬送される。粒状のペレットは不図示の冷却水脱水装置、乾燥機、選別機を通過し、個別のサイロに移送されて貯蔵されて、袋詰め後に製品として出荷される。

なお、冷却水は冷却水脱水装置でペレットと分けられた後に、冷却水タンク１２に回収される。

バイパス配管１１は、押出機を運転停止状態時に３方弁１０を介して冷却水の流路方向をバイパスさせる際に用いる。
（熱媒装置）
熱媒装置６０は、通常の作動時に各部を加熱するための熱油を加熱供給する熱媒供給系６１と、目詰まり時に起動し、熱油を高温に加熱する高温熱媒供給系６２と、これら熱媒供給系６１及び高温熱媒供給系６２を制御する制御部４０とを有する。熱媒としては油を用いることができる。

熱媒供給系６１は、熱媒配管２１と、ヒータ２２と、ポンプ２３と、熱媒バイパス配管２４と、これら配管２１、２４に設けられたバルブ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを有する。熱媒配管２１は、ヒータ２２とダイス２との間で熱媒を循環させるため、ヒータ２２とダイス２とを接続した配管である。ヒータ２２は、熱媒配管２１内の熱媒を加熱する加熱装置である。ポンプ２３は熱媒配管２１の途中に配置されており、熱媒配管２１内の熱媒を循環させる。熱媒バイパス配管２４は、ヒータ２２の出口側の熱媒配管２１とヒータ２２の入口側の熱媒配管２１とを接続している配管である。バルブ２５ａは、ヒータ２２の出口側の熱媒配管２１であって、熱媒バイパス配管２４とダイス２との間に配置されている。バルブ２５ｂは、ヒータ２２の入口側の熱媒配管２１であって、熱媒バイパス配管２４とダイス２との間に配置されている。バルブ２５ｃは、熱媒バイパス配管２４に配置されている。

高温熱媒供給系６２は、高温用熱媒バイパス配管２６と、サブヒータ２７と、サブポンプ２９と、サブバイパスライン３２と、３方弁２８ａ、２８ｂと、バルブ２６ａ、２６ｂとを有する。

高温熱媒供給系６２は、ヒータ２２よりもダイス２に近い位置に設けられている。すなわち、３方弁２８ａはバルブ２５ａとダイス２との間に配置されており、３方弁２８ｂはバルブ２５ｂとダイス２との間に配置されている。

高温用熱媒バイパス配管２６は、ダイス２の入口側の熱媒配管２１と出口側に熱媒配管２１とを接続している配管である。高温用熱媒バイパス配管２６の耐熱温度は、サブヒータ２７による加熱を考慮して、７００℃以上の素材を用いることが望ましい。

高温用熱媒バイパス配管２６とダイス２の入口側の熱媒配管２１との間には３方弁２８ａが配置されている。３方弁２８ａは、高温用熱媒バイパス配管２６からダイス２側へと、あるいはヒータ２２側からダイス２側へと熱媒の流れ方向を変える。

また、高温用熱媒バイパス配管２６とダイス２の出口側の熱媒配管２１との間には３方弁２８ｂが配置されている。３方弁２８ｂは、ダイス２側から高温用熱媒バイパス配管２６へと、あるいはダイス２側からヒータ２２側へと熱媒の流れ方向を変える。

また、高温用熱媒バイパス配管２６の流入側及び流出側には熱媒温度を検出するための不図示の温度センサが備え付けられている。

サブヒータ２７は、高温用熱媒バイパス配管２６内の熱媒を加熱する加熱装置であり、高周波電流を用いたヒータや電気ヒータが用いられる。サブヒータ２７は、高温用熱媒バイパス配管２６を抱き込むように設置しているため、高温用熱媒バイパス配管２６内の熱媒を効率良く昇温させることができる。サブヒータ２７の形状は、高温用熱媒バイパス配管２６を抱き込むようにするため、高温用熱媒バイパス配管２６と同じ筒状のものが好ましい。但し、高温用熱媒バイパス配管２６の形状によっては、チューブ式熱交換器のようにしてもよい。また、サブヒータ２７の出力、容量、サイズはダイス２の仕様、熱媒装置６０の熱媒流量によって決定される。

サブバイパスライン３２は、バルブ２６ａ、２６ｂを介して高温用熱媒バイパス配管２６と接続されている。サブバイパスライン３２と、高温用熱媒バイパス配管２６とは熱媒を昇温させるための循環路を形成する。

サブポンプ２９は、高温用熱媒バイパス配管２６、及びサブバイパスライン３２内の熱媒を循環させる。また、サブポンプ２９は高温熱媒供給系６２で昇温させた熱媒をダイス２へと供給する際にも駆動される。

制御部４０は、不図示の温度測定手段からの測定温度に基づき各機器の駆動制御を行う。すなわち、制御部４０は、ヒータ２２及びサブヒータ２７の駆動制御、ポンプ２３及びサブポンプ２９の駆動制御、バルブ２５ａ〜２５ｃ、２６ａ、２６ｂの開閉、３方弁２８ａ、２８ｂの切り替えを行う。

ダイス２、ダイホルダ１、ダイバータバルブ１８、供給ポンプ１９、スクリーンチェンジャ２０は、それぞれ内部にある加熱用ジャケット内に熱油もしくはスチームが供給され、２００℃以上の高温に保たれている。熱媒装置６０の熱媒供給系６１で加熱された熱媒はポンプ２３から、熱媒配管２１を経由して、ダイス２、ダイホルダ１、ダイバータバルブ１８、供給ポンプ１９、スクリーンチェンジャ２０に連続的に供給される。

次に、目詰まり時における熱媒装置６０の動作について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。

目詰まり時には、ダイスノズル４にて固化した樹脂を素早く溶融させるため、短時間で昇温させる必要がある。このため、本実施形態では、高温熱媒供給系６２内のみで少量の熱媒を循環させて、短時間で熱媒の温度を昇温させる。

まず、制御部４０は、３方弁２８ａの流れ方向をヒータ２２側からダイス２側へと熱媒が流れるようにし、かつ３方弁２８ｂも、その流れ方向をダイス２側からヒータ２２側へと流れるようにする。つまり、３方弁２８ａ、２８ｂを高温用熱媒バイパス配管２６と熱媒配管２１とを遮断する方向に切り替える。また、制御部４０は、バルブ２６ａ、２６ｂを開とする。これにより、高温用熱媒バイパス配管２６とサブバイパスライン３２とによる閉じた流路が形成される（ステップＳ１）。

次いで制御部４０は、サブポンプ２９を起動させるとともにサブヒータ２７をＯＮとする（ステップＳ２）。

以上により、高温用熱媒バイパス配管２６とサブバイパスライン３２とによる閉じた流路内をサブポンプ２９により循環させられる熱媒がサブヒータ２７で加熱されることとなる。熱媒の温度は熱媒供給系６１で昇温されている温度と同等温度にまで昇温させる（ステップＳ３）。

昇温完了後、バルブ２５ｃを開いて、熱媒を熱媒バイパス配管２４を通してバイパスさせる。すなわち、バルブ２５ｃは開、バルブ２５ａ、２５ｂは閉、とすることで、熱媒供給系６１の熱媒をヒータ２２と熱媒バイパス配管２４との間で循環させる（ステップＳ４）。

次に、バルブ２６ａ、２６ｂを閉じることで熱媒がサブバイパスライン３２へと流入しないようにする。また、３方弁２８ａを熱媒が高温用熱媒バイパス配管２６からダイス２側へと流れるように切り替え、かつ３方弁２８ｂを、熱媒がダイス２側から高温用熱媒バイパス配管２６へと流れるように切り替える（ステップＳ５）。これにより、高温熱媒供給系６２内での熱媒の循環を停止させるとともに、閉じていた高温熱媒供給系６２を開くことで高温熱媒供給系６２で昇温させられた熱媒を、高温用熱媒バイパス配管２６とダイス２内部との間で循環させる。

このように、ステップＳ４で熱媒供給系６１の熱媒がダイス２へと供給されないようにしておき、ステップＳ５にて高温熱媒供給系６２で昇温させておいた少量の熱媒のみがダイス２へと供給されるようにする。

その後、制御部４０は、サブヒータ２７を調整し、高温用熱媒バイパス配管２６とダイス２内部との間で循環されている熱媒の熱媒温度を熱媒供給系６１よりも高い温度とする（ステップＳ６）。熱媒温度は、サブヒータ２７の出力を上げて、互着が改善される３００−３３０℃以上まであげる。この温度はペレット形状および運転状況を観察しながら調整される。場合によっては３３０℃を超えることもあってもよい。

つまり、本実施形態の熱媒装置６０は、目詰まり解消のために一時的に熱媒を昇温させる場合、熱媒供給系６１の熱媒がダイス２へと供給されないようにし、かつ高温熱媒供給系６２における少量を加熱する。よって、本実施形態の熱媒装置６０は、従来の大量の熱油を昇温している熱媒装置に比べ、熱媒を短時間で効率良く昇温させることができる。

また、高温熱媒供給系６２は、ヒータ２２とダイス２との間における熱媒配管２１に接続されている、すなわち、高温熱媒供給系６２はダイス２に隣接して配置されている。つまり、高温熱媒供給系６２からダイス２までの距離が短いため、供給される熱媒の熱が熱媒配管２１から外部に放出されてしまうといったヒートロスを少なくさせることができる。

次に、ペレットのでき具合や運転状況で目詰まり解消を確認後、制御部４０は、熱媒供給系６１にて昇温している熱媒温度よりも１０−２０℃程度高い温度まで下げるよう、サブヒータ２７を調整する（ステップＳ７）。

次いで、制御部４０は、バルブ２６ａ、２６ｂを閉じ、３方弁２８ａの流れ方向をヒータ２２側からダイス２側へと熱媒が流れるようにし、かつ３方弁２８ｂも、その流れ方向をダイス２側からヒータ２２側へと流れるようにする。さらに、制御部４０は、バルブ２５ａ、２５ｂを開、バルブ２５ｃを閉とすることで、熱媒バイパス配管２４でバイパスしていた熱油をダイス２側に供給、循環させる（ステップＳ８）。

次に、バルブ２６ａ、２６ｂを開き（ステップＳ９）、サブヒータ２７は、サブバイパスライン３２内で循環させた状態で、熱油温度がある程度低下した段階でＯＦＦとする（ステップＳ１０）。

次に、水中スタート時における熱媒装置６０の動作について説明する。

水中スタートは押出機５０を立ち上げる前に冷却水を循環し、その後に造粒を開始する手法である。

水中スタートの場合は、熱媒装置６０における、熱媒供給系６１のヒータ２２もしくは高温熱媒供給系６２サブヒータ２７を用いて系内の熱媒を全て昇温した後に、冷却水を循環箱８と冷却水配管９内に循環させる。冷却水は冷却水配管９系内を循環させてもよいし、あるいは循環箱８内に溜めてもよい。

熱媒供給系６１における熱媒の温度が安定した後に、制御部４０により、上述したように熱媒の流れを高温用熱媒バイパス配管２６側に切り替え、サブヒータ２７で熱媒を昇温させ、ダイス２内を循環させる。

その後、制御部４０により熱媒の温度を３００−３３０℃として、系内の温度が安定した後に立ち上げる。立ち上げる際の熱媒温度は高いほど良い。立上げ後、目詰まりが無いことを確認した後に、熱媒温度を、熱媒供給系６１によって昇温されている温度に比べ１０−２０℃高い温度に調節し、上記の目詰まり対応時と同様な手順で熱媒装置を用いて熱媒をダイス２に供給し、運転する。

以上、本実施形態によれば、熱媒装置６０は、ダイス２の傍に設置された高温熱媒供給系６２を有する。このため、従来の大量の熱油を昇温している熱媒装置に比べ、短時間かつ一時的に少量の熱媒のみを昇温するだけで、高温の熱媒をダイス２に供給することが可能となり、さらにヒートロスも防げる。よって、本実施形態によれば、目詰まりの改善が可能であるとともに、原料がポリプロピレン等の高融点樹脂の場合であっても水中スタートが可能となる。

また、熱媒装置６０の高温熱媒供給系６２は、目詰まり時や、水中スタート時等、必要なときだけ起動するため、
熱媒装置６０は、高温熱媒供給系６２を有するため、通常運転の際に作動する熱媒供給系６１には、目詰まりの解消や、水中スタートを実施可能な能力は不要である。よって、通常運転を行うことに対して熱媒装置６０全体としてオーバースペックとなることがなく、コストを抑制することができる。

本発明の一実施形態における押出機及び水中造粒装置の構成を示す模式図である。 図１の押出機の加熱に用いられる本発明の熱媒装置の構成を示す模式図である。 目詰まり時における、本発明の熱媒装置の動作を説明するフローチャートである。 従来の押出機及び水中造粒装置の構成の一例を示す模式図である。 従来の熱媒装置の構成の一例を示す模式図である。

符号の説明

１ ダイホルダ
２ ダイス
３ ダイス硬化層
４ ダイスノズル
５ カッタ刃
６ カッタホルダ
７ カッタ軸
８ 循環箱
９ 冷却水配管
１０ ３方弁
１１ バイパス配管
１２ 冷却水タンク
１３ 冷却水ポンプ
１４ 駆動機
１５ 減速機
１６ シリンダ
１７ スクリュ
１８ ダイバータバルブ
１９ 供給ポンプ
２０ スクリーンチェンジャ
２１ 熱媒配管
２２ ヒータ
２３ ポンプ
２４ バイパス配管
２４ 熱媒バイパス配管
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２６ａ、２６ｂ バルブ
２６ 高温用熱媒バイパス配管
２７ サブヒータ
２８ａ、２８ｂ ３方弁
２９ サブポンプ
３２ サブバイパスライン
４０ 制御部
５０ 押出機
５１ 水中造粒装置
６０ 熱媒装置
６１ 熱媒供給系
６２ 高温熱媒供給系

Claims (6)

1. ヒータ（２２）で加熱した熱媒を熱媒配管（２１）を介してダイス（２）に供給して前記ダイス（２）を加熱する熱媒供給系（２１）を有する熱媒装置において、
   前記ヒータ（２２）と前記ダイスとの間における前記熱媒配管（２１）に接続された高温熱媒供給系（６２）と、
   前記熱媒供給系（２１）及び前記高温熱媒供給系（６２）の熱媒の温度、並びに前記熱媒供給系（２１）と前記高温熱媒供給系（６２）との間における熱媒の流れ方向を制御する制御部（４０）とを有し、
   前記制御部（４０）は、一時的に前記熱媒を昇温させる場合、前記高温熱媒供給系（６２）にて熱媒の温度を昇温させた後、昇温した熱媒を前記ダイス（２）に供給させることを特徴とする熱媒装置。
2. 前記高温熱媒供給系（６２）は、
   高温用熱媒バイパス配管（２６）と、
   前記熱媒供給系（２１）の前記熱媒配管（２１）と前記高温用熱媒バイパス配管（２６）との間に配置された、前記熱媒の流れ方向を切り替える弁（２８ａ、２８ｂ）と、
   前記高温用熱媒バイパス配管（２６）に接続された、前記高温用熱媒バイパス配管（２６）とにより循環路を形成するためのサブバイパスライン（３２）と、
   前記高温用熱媒バイパス配管（２６）と前記サブバイパスライン（３２）との間に配置されたバルブ（２６ａ、２６ｂ）と、
   前記高温用熱媒バイパス配管（２６）内の前記熱媒を加熱するサブヒータ（２７）と、
   前記高温用熱媒バイパス配管（２６）内の前記熱媒を駆動させるサブポンプ（２９）と、
   を有する、請求項１に記載の熱媒装置。
3. 前記制御部（４０）は、前記弁（２８ａ、２８ｂ）の切替制御、前記バルブ（２６ａ、２６ｂ）の開閉制御、及び前記サブヒータ（２７）及び前記サブポンプ（２９）の駆動制御を行う、請求項２に記載の熱媒装置。
4. ヒータ（２２）で加熱した熱媒を熱媒配管（２１）を介してダイス（２）に供給して前記ダイス（２）を加熱する熱媒供給系（２１）と、前記ヒータ（２２）と前記ダイス（２）との間における前記熱媒配管（２１）に接続された高温熱媒供給系（６２）とを有する熱媒装置における熱媒制御方法であって、
   前記高温熱媒供給系（６２）を閉じた流路とする工程と、
   閉じられた前記高温熱媒供給系（６２）内にて循環する前記熱媒を前記熱媒供給系（２１）内の前記熱媒の温度まで昇温させる工程と、
   前記高温熱媒供給系（６２）を開いて、前記高温熱媒供給系（６２）内にて昇温された前記熱媒を前記ダイス（２）に供給するとともに、前記熱媒供給系（２１）から前記ダイス（２）への熱媒の供給を停止して前記熱媒供給系（２１）内の熱媒バイパス配管（２４）にて前記熱媒を循環させておく工程と、
   前記高温熱媒供給系（６２）と前記ダイス（２）との間を循環する前記熱媒の温度を前記熱媒供給系（２１）内の熱媒の温度よりも高くなるまでさらに昇温させる工程と、を含む熱媒制御方法。
5. 前記熱媒供給系（２１）内の熱媒の温度よりも高くなるまでさらに昇温させた前記熱媒の温度を、前記熱媒供給系（２１）内の前記熱媒の温度よりも高い温度であってかつ所定の温度範囲内にまで下げる工程と、
   前記熱媒供給系（２１）内で循環させていた熱媒を前記ダイス（２）に供給させる工程と、
   前記高温熱媒供給系（６２）を閉じて、前記高温熱媒供給系（６２）内における前記熱媒の加熱を停止する工程と、を含む請求項４に記載の熱媒制御方法。
6. 前記高温熱媒供給系（６２）を開いて、前記高温熱媒供給系（６２）内にて昇温された前記熱媒を前記ダイス（２）に供給するときは、前記高温熱媒供給系（６２）内での前記熱媒の循環は停止させている、請求項４または５に記載の熱媒制御方法。

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