JP2010000740A - ペレット製造装置用のカッター刃およびペレット製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化しても粒径、形状等において高品質なペレットを製造することができるペレット製造装置用のカッター刃を提供する。
【解決手段】取付部（２）と、押出ノズル（１０）から冷却水中にストランド状に押し出される溶融樹脂を切断する刃部（３）とから構成する。刃部（３）は、頂面（６）と、該頂面（６）の所定位置から回転方向に見て先端部に向けて薄くなるように傾斜しているすくい面（７）とからなり、該すくい面（７）の先端部が刃先（８）となっている。すくい面（７）は、取付部（２）側の根元側よりも先端部側が広くなるように構成する。これにより、冷却水の反力（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）は先端部側が大きくなり、カッター刃（１）に曲げモーメントは生じない。すなわち、粒径、形状等の不揃いの原因となる、刃部（３）と押出ノズル（１０）の表面との間に隙間は生じない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ダイスから冷却水中にストランド状に連続して押し出される溶融樹脂を、ダイスの表面に接しながら回転駆動されるカッター刃により冷却水中で切断して、ペレットを製造するペレット製造装置用のカッター刃およびペレット製造装置に関するものである。

合成樹脂成形品の成形には、従来周知のように、合成樹脂に安定剤、可塑剤、無機充填剤等の添加剤が混合・分散された成形材料が使用される。このような成形材料は一般にペレット化されている。ペレタイザーすなわちペレット製造装置は、押出機、この押出機の先端部に設けられているダイス、このダイスに対応して設けられているカッター装置等から構成されている。したがって、ダイスの複数個のノズル孔からストランド状に連続的に押し出される樹脂を、所定速度で回転駆動されるカッター装置のカッター刃で切断すると、所定大きさのペレットが得られる。このようなペレットの製造方式として水中カット方式が知られている。水中カット方式は、押出機に合成樹脂と所定の添加剤を供給し、溶融混練してダイスから冷却水中にストランド状に押し出した直後に、ダイス表面にカッター刃を直接接触させた状態で回転駆動して水中で切断する方式で、ホットカット方式とも呼ばれている。このような水中カット方式のペレット製造装置が特許文献１に示されている。

特開２０００−３０１５３２号公報

特許文献１に示されているペレット製造装置は、図５にも示されているように、ハウジング２１、ハウジング２１内に回転可能に設けられているカッター軸２２、カッター軸２２の先端に固着されているカッターホルダ２３、カッターホルダ２３に取り付けられている複数本のカッター刃２４、２４、…、図示されない押出機の先端部に取り付けられているダイス４０等から構成されている。図６は、カッターホルダ２３、ダイス４０等の拡大詳細図で、その（ア）は側断面図、その（イ）は（ア）においてイ−イ方向に見た側面図であるが、これらの図に示されているように、カッターホルダ２３は、全体として略円錐状を呈している。すなわち、ダイス４０側に面した底面は、周辺部を残して所定深さに切り抜かれ、反対側は所定大きさに切り取られた面となっている。そして、軸心には貫通孔２３ａが明けられ、カッターホルダ２３は、貫通孔２３ａを利用してカッター軸２２に取り付けられている。

このように構成されているカッターホルダ２３の、底面の周辺部には２個を１組とするカッター刃取付用の所定深さの雌ネジ２６、２６が等間隔に複数組形成されている。カッター刃２４は、図７の（ア）の斜視図に示されているように、略直方体状を呈し、長さ方向に厚さ「ｈ」が一定の刃部２４ａと、カッターホルダ２３に取り付けられる取付部２４ｂとから構成されている。刃部２４ａは、頂面２４ｉと、この頂面２４ｉから回転方向の先端部に向けて薄くなるように傾斜している傾斜面すなわちすくい面２４ｋとからなり、すくい面２４ｋの先端部が刃先２４ｈとなっている。頂面２４ｉとすくい面２４ｋの裏側は、所定の厚肉になるように切り抜かれている。取付部２４ｂには２個のボルト孔２４ｃ、２４ｃが明けられている。上記のように構成されている複数本のカッター刃２４、２４、…が、カッターホルダ２３にボルト２５、２５、…によって取り外し自在に取り付けられている。このようにして取り付けられた状態が、図６の（イ）に示されている。

押出機の先端部に取り付けられているダイス４０には、リング状の押出ノズル４１が設けられている。この押出ノズル４１の断面形状は、図６の（ア）に示されているように略台形を呈し、その頂面あるいは表面に複数個のノズル孔４２、４２、…が開口している。したがって、カッター軸２２をダイス４０の方向に所定の力で押しつけると、カッター刃２４、２４、…の刃部２４ａが複数個のノズル孔４２、４２、…が開口している押出ノズル４１の表面に所定の力で接するようになる。

ダイス４０、押出ノズル４１、カッター刃２４、２４、…、カッターホルダ２３等は、図５にも示されているように、冷却水注入口３０ａと冷却水排出口３０ｂとを備えたカッターケース３０によって密閉されている。したがって、冷却水注入口３０ａから冷却水を注入すると、カッターケース３０内は冷却水で満たされ、ダイス４０、押出ノズル４１、カッター刃２４、２４、…等は冷却水中に没することになる。

冷却水を冷却水注入口３０ａから注入しながら、図に示されていない押出機のスクリュを回転駆動すると、溶融樹脂は従来周知のように押出ノズル４１の複数個のノズル孔４２、４２、…からストランド状に押し出される。このとき、図に示されていない駆動装置によりカッター軸２２をダイス４０の方向に押しつけながら回転駆動すると、カッター刃２４、２４、…は押出ノズル４１の表面に接しながら回転駆動するので、ストランド状に連続的に押し出される溶融樹脂は、カッター刃２４、２４、…により冷却水中で切断され、所定の大きさのペレットが得られる。ペレットは冷却水と共に冷却水排出口３０ｂから排出された後、冷却水と分離されて乾燥される。

このようにしてペレットを製造するとき、押出ノズル４１の表面とカッター刃２４、２４、・・・の刃部２４ａと間にクリアランス、すなわち隙間が生じると、製造されるペレットの形状および大きさが不均一になり、品質に悪影響を及ぼす。このような隙間は色々な要因で生じるが、押出ノズル４１の表面とカッター軸２２の垂直度が正確でない場合にも生じる。垂直度が正確でないと、押出ノズル４１の表面とカッター刃２４、２４、…の回転面との平行度が保たれないので、複数本のカッター刃２４、２４、…が回転駆動されるとき、所定位置では押出ノズル４１の表面から離間して、隙間が生じてしまう。

特許文献１には、前記したような平行度の問題を解決したカッター装置、すなわちカッターホルダ２３がフレキシブル継手を介してカッター軸２２に取り付けられたカッター装置が示されている。フレキシブル継手は、屈曲自在であり、カッター軸２２を所定の力で押出ノズル４１の表面に押しつけると、常に押出ノズル４１の表面とカッター軸２２の垂直度の誤差は吸収される。これにより、カッター刃２４、２４、・・・の回転面と、押出ノズル４１の表面との平行度は保たれる。

特許文献１に示されているカッター装置によると、フレキシブル継手が介在されているので、押出ノズル４１の表面とカッター刃２４、２４、・・・の回転面との平行度が保たれて、全てのカッター刃２４、２４、・・・が同時にダイス４０の押出ノズル４１の表面に接しながら回転駆動され、カッター刃２４、２４、・・・と押出ノズル４１の表面との間に隙間が生じるようなことはない。しかしながら、一本のカッター刃２４について見てみると、特許文献１に記載のフレキシブル継手は刃先２４ｈの全長が押出ノズル４１の表面に均等に接することを保証するものではない。以下、従来のカッター刃２４が、その刃先２４ｈの一部が押出ノズル４１の表面から離間して隙間が生じてしまう現象について説明する。

初めに、冷却水中で、カッター刃２４が押出ノズル４１の表面に接しながら回転駆動されるときに、冷却水からカッター刃２４が受ける力について説明する。図７の（イ）は、図７の（ア）においてＤ−Ｄで切断したカッター刃２４の断面図で、その近傍を流れる冷却水の様子も同時に模式的に示されている。実際には、静止した冷却水中をカッター刃２４が回転するが、静止したカッター刃２４に対して冷却水が右方から左方に流れるものとして説明する。また、流速はカッター刃２４の軸方向あるいは長さ方向の位置により多少異なるが、カッターホルダ２３の径は大きく、カッター刃２４の軸方向の位置の変化による流速の違いは小さいので、以下一様であると仮定して説明する。

押出ノズル４１の表面近傍の冷却水は、流線「ｒ１’」で示されているように、右方から押出ノズル４１の表面に平行に流れ、カッター刃２４のすくい面２４ｋの近傍で急激に上方に曲げられ、そしてカッター刃２４の後方に流れる。流線ｒ２’で示されている冷却水も、流線ｒ１’で示されている冷却水と同様に流れるが、カッター刃２４のすくい面２４ｋ近傍での流線の曲がりは緩やかである。押出ノズル４１の表面から離間した冷却水は、流線ｒ３’で示されているように、押出ノズル４１の表面とほぼ平行に流れる。したがって、流れ方向が変化するのは押出ノズル４１の表面の近傍の冷却水であり、この近傍の冷却水について考える。この冷却水は、図面垂直方向の単位長さに対して、単位時間当たりの流量Ｑ’だけ流れるが、カッター刃２４から離間した前方の位置では、押出ノズル４１と平行に平均流速ｖ１’で、すくい面２４ｋ近傍では、仰角θ’の平均流速ｖ２’で流れる。この冷却水の流れの変化によって生じる運動量の単位時間当たりの変化のうち、上向きの成分は、冷却水の比質量をρ_０とすると、次式（１）で表すことができる。
ρ_０・Ｑ’・ｖ２’・sinθ’ （１）
この変化は、すくい面２４ｋから冷却水が受けた上向きの力によって生じたものであり、すくい面２４ｋには、その反力として下向きの反力Ｐ’が生じる。この反力Ｐ’は図面垂直方向の単位長さに対して作用する力であり、その値は上記式で与えられる。

図７の（ウ）は、１本のカッター刃２４を側面から見た断面図であり、この断面図にはカッター刃２４がカッターホルダ２３と、押出ノズル４１の表面および冷却水から受ける力が模式的に示されている。カッター刃２４の取付部２４ｂには、カッターホルダ２３から押付圧力として下向きの押付力Ｆ’が与えられる。一方、冷却水中でカッター刃２４が回転すると、すでに説明したように、冷却水から刃部２４ａに、単位長さ当たりの力Ｐ’として一様に分布する下向きの冷却水の反力Ｐ１’、Ｐ１’、…が与えられる。また、カッター刃２４は、押出ノズル４１の表面に接しているので、押付力Ｆ’と冷却水の反力Ｐ１’、Ｐ１’、…の反力として、押出ノズル４１の表面から一様に分布する上向きの反力Ｎ’、Ｎ’、…が与えられる。ところで、カッター刃２４に作用する上向きの反力Ｎ’、Ｎ’、…の中心点は、ちょうど押出ノズル４１の中心、すなわち刃部２４ａの長さ方向の中心であって、図に示されているように合力Ｇ２’が作用していると考えられる。一方、下向きの押付力Ｆと冷却水の反力Ｐ１’、Ｐ１’、…の合力Ｇ１’の作用点は、刀部２４ａの中心よりも取付部２４ｂに寄った位置となる。合力Ｇ１’と合力Ｇ２’は向きが反対で大きさが同じであるが、作用点が距離ｄずれているので偶力となり、カッター刃２４に曲げモーメントＭが生じてしまう。この曲げモーメントＭによってカッター刃２４が弾性変形して、カッター刃２４の刀部２４ａは、長さ方向の先端部において押出ノズル４１の表面との間に隙間が生じる。この隙間により、得られるペレットに不揃いが生じる。

ところで、カッター刃２４が弾性変形しないように、あるいは曲げモーメントＭを小さくするために、カッター刃２４に作用する押付力Ｆ’を小さくして、下向きの反力Ｐ１’、Ｐ１’、…を大きくすることが考えられる。押付力Ｆ’は、カッター軸２２を軸方向に押しつける力で制御可能である。一方、冷却水の反力Ｐ１’、Ｐ１’、…は、刃部２４ａの形状および冷却水の流速すなわちカッター刃２４の回転速度に依存しており、カッター刃２４の回転速度は、ペレット製造装置の製造能力により決まるので、容易に変更することはできず、制御することは難しい。また、カッター刃２４と押出ノズル４１の表面との間に隙間が生じないように十分な押付力を得るためには、押付力Ｆ’はある程度の大きさが必要となるので、曲げモーメントＭの発生は避けられない。

押出ノズル４１の表面積が狭く、換言するとノズル孔４２、４２、…の数が少なく、刃部２４ａが軸方向に短い場合、曲げモーメントＭによるカッター刃２４の弾性変形は小さいので、問題は比較的小さい。しかし、ペレットの製造能力を高めるために、押出ノズル４１の表面積を広くしてノズル孔４２、４２，…の数を増やすと、カッター刃２４の刃部２４ａは軸方向に長くなり、曲げモーメントＭによりカッター刃２４が弾性変形して、カッター刃２４の先端部近傍が、押出ノズル４１の表面から浮き上がり、隙間が生じてしまう。この隙間が、ペレット製造装置の大型化の妨げともなっている。

本発明は、上記したような従来の問題点を解決したペレット製造装置用のカッター刃およびペレット製造装置を提供することを目的とし、具体的には均一なペレットを製造することができるペレット製造装置用のカッター刃およびペレット製造装置を提供することを目的とし、さらに具体的には曲げモーメントが生じ難く、さらには刃部が長くても弾性変形することなく、したがってペレット製造装置の大型化が可能な、ペレット製造装置用のカッター刃およびペレット製造装置を提供することも目的としている。

本発明に係るカッター刃は、カッターホルダに取り付けられる取付部と、ダイスの表面に接してストランド状に冷却水中に押し出される溶融樹脂を切断する刃部とから構成される。刃部は、ダイスの表面から離間した頂面と、この頂面の所定位置から回転方向にみて先端部に向けてテーパ状に薄くなっているすくい面と、このすくい面の先端部の刃先とから構成される。カッター刃が回転駆動されるとき、その刃部の刃先がダイスの表面に所定の力で押圧され、すくい面が冷却水の反力を受ける。

上記のように構成されているカッター刃のすくい面は、本発明の前記目的を達成するために、取付部側の根元側よりも先端部側が幅広になるように構成される。具体的には、刃部は、側面的にみると取付部側の根元側よりも先端部側が厚くなるように構成される。先端部側が根元側よりも厚くなっているので、すくい面は先端部側が広くなっている。さらには、刃部の頂面は、取付部側の根元側よりも先端部側が狭くなるように構成される。先端部側が狭くなっているので、厚さが一様でも、すくい面は先端部側が広くなっている。側面的に見て先端部側が厚く、平面的に見て頂面が狭くなるように構成され、それによってすくい面は先端部側が一層広くなって、本発明の前記目的が達成される。

かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、カッターホルダに取り付けられる取付部と、ダイスの表面上を移動して前記ダイスから冷却水中にストランド状に押し出される溶融樹脂を冷却水中で切断する軸方向に所定長さの刃部とからなり、前記刃部は、前記ダイスの表面から離間した側の頂面と、該頂面の所定位置から回転方向に見て先端部に向けて薄くなるように傾斜しているすくい面とからなり、該すくい面の、回転方向に見て先端部が刃先となっているカッター刃であって、前記すくい面は、前記取付部側の根元側よりも先端部側が広くなるように構成されている。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカッター刃において、前記刃部は、前記取付部側の根元側よりも先端部側が厚くなっていると共に、前記頂面は前記取付部側の根元側よりも先端部側が狭くなり、それによって前記すくい面は、前記取付部側の根元側よりも先端部側が広くなるように構成される。

請求項３に記載の発明は、押出機と、該押出機の前方に取り付けられているダイスと、該ダイスの先端部に設けられている押出ノズルと、該押出ノズルに対応して設けられているカッター装置とからなり、前記押出ノズルから冷却水中にストランド状に押し出される溶融樹脂を冷却水中で前記カッター装置により切断してペレットを得る製造装置であって、前記カッター装置は、前記押出ノズル側へ所定の力で押圧され、そして所定の回転速度で駆動されるカッターホルダと、該カッターホルダの円周部に円周方向に所定の間隔をおいて取り付けられている複数枚のカッター刃とからなり、前記カッター刃は、前記カッターホルダに取り付けられる取付部と、押出ノズルの表面上を移動して前記押出ノズルから冷却水中にストランド状に押し出される溶融樹脂を冷却水中で切断する軸方向に所定長さの刃部とからなり、前記刃部は、前記押出ノズルの表面から離間した側の頂面と、該頂面の所定位置から回転方向に見て先端部に向けて薄くなるように傾斜しているすくい面とからなり、該すくい面の、回転方向に見て先端部が刃先となっていると共に、前記すくい面は、前記取付部側の根元側よりも先端部側が広くなるように構成される。

以上のように、本発明によると、カッター刃のすくい面は、取付部側の根元側よりも先端部側が広くなるように構成されているので、換言するとカッター刃が冷却水中で回転駆動されるとき、冷却水から受ける反力は先端部側が大きくなるように構成されているので、カッターホルダを介して加えられる押付圧力と、カッター刃に冷却水から加えられる反力の第１の合力の作用点は、刃部の長手方向の略中心点の方へ移動する、あるいは移動させることができる。
一方、カッター刃には、前記第１の合力の反力としてダイスの表面から第２の合力が作用するが、この第２の合力の作用点は刃部の長手方向の略中心点である。すなわち、第１、２の合力の作用点は一致するので、あるいはすくい面を広くすることにより一致させることができるので、カッター刃に曲げモーメントは生じない。したがって、本発明によると、カッター刃の刃部が軸方向に長くてもカッター刃とダイスの表面との間に隙間が生じるようなことはなく、均一な粒径の、品質の高いペレットを製造することができるという、本発明に特有の効果が得られる。また、刃部が軸方向に長くても弾性変形をしないので、ペレット製造装置の大型化が可能である。

請求項２に記載の発明によると、刃部は、取付部側の根元側よりも先端部側が厚くなっていると共に、その頂面は前記取付部側の根元側よりも先端部側が狭くなっているので、先端部側を極端に厚くしなくてもすくい面は広くなり、同様な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜３によって説明する。本実施の形態に係るペレット製造装置は、従来周知のように押出機、押出機の先端部に取り付けられているダイス、ダイスに対応して配置されるカッタ装置等から構成されている。押出機は、シリンダバレルと、シリンダバレル内に回転駆動可能に設けられているスクリュとからなり、シリンダバレルの先端部にはダイスが、そしてダイスの先端部には、図２の斜視図に一部が示されているように、リング状の押出ノズル１０が取り付けられている。押出ノズル１０は断面形状は略台形を呈し、この押出ノズル１０には前記シリンダバレルのボアに連通した複数個のノズル孔１１、１１、…が所定の間隔をおいて明けられている。これらのノズル孔１１、１１、…は、押出ノズル１０の表面に開口している。このように複数個のノズル孔１１、１１、…がカッター刃１側に開口している状態が、図２に示されている。

カッタ装置の構成要素であるカッター刃１、１、…が取り付けられるカッターホルダも図には示されていないが、面積の比較的広い底面と、狭い頂面とから略円錐台形を呈するように構成されている。底面がダイスあるいは押出ノズル１０の表面と対面する面になっているが、この底面の中心部は窪んでいる。換言すると、円周部は厚肉になっている。そして、カッター刃１、１、…は、厚肉部分に円周方向に所定間隔をおいて取り付けられるようになっている。このように構成されているカッターホルダは、カッター軸に取り付けられ、ダイスの方向に所定の力で押された状態で回転駆動される。また、上記したダイス、押出ノズル、カッター刃、カッターホルダ等はケーシング内に収納され、押出ノズル１０から冷却水中に押し出されるストランド状の溶融樹脂は、カッタ装置により冷却水中で切断され、そして排出されるようになっているが、カッター軸の駆動装置、ケーシング、冷却水の給排装置等も図には示されていない。

図１には、本発明の実施の形態に係るカッタ装置のカッター刃１が示されている。図１の（ア）はその平面図、図１の（イ）はその側面図、そして図１の（ウ）、（エ）および（オ）は、図１の（ア）において線Ａ−Ａ、Ｂ−ＢおよびＣ−Ｃのそれぞれで切断して示す断面図である。本実施の形態に係るカッター刃１は、従来周知のカッター刃と同様に、カッターホルダに取り付けられる取付部２と、ダイスの押出ノズル１０の表面側に位置する軸方向に所定長さの刃部３とから構成されている。取付部２には２個のボルト孔４、４が明けられている。一方、刃部３の形状は、従来周知のカッター刃のそれとは、以下に説明するように異なっている。すなわち、図１〜３に示されているように、刃部３は頂面６と、この頂面６の所定位置から回転方向に見て先端部に向けて薄くなるように傾斜している傾斜面すなわちすくい面７とからなり、すくい面７の先端部が刃先８となっている。このような頂面６、すくい面７および刃先８の関係は、図２の斜視図に比較的理解しやすいように示されている。また、側面的に見ると、取付部２の厚さは、図１の（イ）に示されているように一様の「ｈ１」になっているが、刃部３は取付部２の方から先端部にかけて「ｈ１」から「ｈ２」と厚さがテーパ状に増すように構成されている。

このように、刃部３が取付部２から先端部にかけて厚さが増しているので、すくい面７の面積は先端部にかけて広くなっているが、本実施の形態によると、図２に示されているように頂面６の面積が先端部にかけて狭くなるようにして、すくい面７が形成されている。これにより、すくい面７の面積は先端部にかけてさらに広くなっている。このように、刃部３のすくい面７の面積が先端部にかけて徐々に広くなっている状態が、図１の（ウ）、（エ）および（オ）にも示されている。

図２には、本発明の実施の形態に係る１本のカッター刃１が、図に示されていないカッターホルダにボルト孔４、４を利用して取り付けられ、カッター刃１の刃部３がダイスの押出ノズル１０の表面に接している様子が示されている。

次に、本発明の実施の形態に係るカッター刃１が、冷却水中で押出ノズル１０の表面に接しながら回転駆動されるときに、冷却水から受ける力について説明する。図３は、本実施の形態に係るカッター刃１の各部位における断面図で、その（ア）、（イ）および（ウ）は、図１の（ア）において線Ａ−Ａ、Ｂ−ＢおよびＣ−Ｃでそれぞれ切断して冷却水の流れと共に模式的に示す断面図である。

図３に示されているように、カッター刃１の刃部３の冷却水の流れは、図７の（イ）に示されている従来周知のカッター刃の冷却水の流れと同様である。すなわち、押出ノズル１０の表面近傍の流線ｒ１は、押出ノズル１０の表面に平行に右方から左方に流れ、そしてカッター刃１のすくい面７の近傍で上向きの流れに変えられ、そしてカッター刃１の後方に流れる。流線ｒ１よりも押出ノズル１０の表面から離間している冷却水は、流線ｒ２で示されている。この流線ｒ２の曲がりは緩やかである。押出ノズル１０の表面から離間した冷却水は、流線ｒ３に示されているように、押出ノズル１０の表面とほぼ平行に流れる。したがって、流れ方向が変化するのは押出ノズル１０の表面の近傍の冷却水であり、この近傍の冷却水について考える。断面Ａ−Ａにおいては、図３の（ア）に示されているように、この冷却水は、図面垂直方向の単位長さに対して、単位時間当たりの流量Ｑａだけ流れるが、カッター刃１から離間した位置では、押出ノズル１０の表面と平行に平均流速ｖ１で、すくい面７の近傍では、仰角θの平均流速ｖ２で流れる。この冷却水の流れの変化によって生じる運動量の単位時間当たりの変化のうち、上向きの成分は、冷却水の比質量をρ_０とすると、次式（２）で表すことができる。
ρ_０・Ｑａ・ｖ２・sinθ （２）
この運動量の変化は、すくい面７から冷却水が受けた上向きの力によって生じたものであり、すくい面７には反力として単位長さ当たり、下向きの冷却水の反力Ｐａが生じ、その値は上記式（２）により与えられる。
断面Ｂ−Ｂにおける刃部３の厚さ「ｈｂ」は、断面Ａ−Ａにおける刃部３の厚さ「ｈａ」よりも厚い。したがって、断面Ｂ−Ｂにおいては、図３の（イ）に示されているように、すくい面７の近傍で、仰角θの平均流速ｖ２に曲げられて流れる冷却水は、Ｑａよりも量が多く、図面垂直方向の単位長さに対して、単位時間当たりの流量Ｑｂだけ流れる。すくい面７に与えられる、単位長さ当たりの下向きの冷却水の反力Ｐｂは、次式（３）で表すことができる。
ρ_０・Ｑｂ・ｖ２・sinθ （３）
同様に、断面Ｃ−Ｃにおいては、刃部３の厚さ「ｈｃ」が厚いので、Ｑｂよりも量が多い、図面垂直方向の単位長さに対して、単位時間当たりの流量Ｑｃがすくい面７によって曲げられる。したがって、すくい面７に与えられる、単位長さ当たりの下向きの冷却水の反力Ｐｃは、次式（４）で表すことができる。
ρ_０・Ｑｃ・ｖ２・sinθ （４）
流量Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃは、Ｑａ＜Ｑｂ＜Ｑｃの関係があるので、すくい面７に与えられる冷却水の反力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの関係は次式（５）で与えられる。
Ｐａ＜Ｐｂ＜Ｐｃ （５）

図４は、カッターホルダ１５に１本のカッター刃１が取り付けられている状態を示す側断面図であり、この側断面図にカッター刃１がカッターホルダ１５を介して加えられる力と、押出ノズル１０の表面および冷却水から受ける力が模式的に示されている。カッター刃１には、その取付部２にはカッターホルダ１５を介して押付圧力として下向きの押付力Ｆが与えられる。一方、冷却水中でカッター刃１が回転駆動されると、刃部３は冷却水から先端部に行くほど大きな下向きの冷却水の反力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃが与えられる。また、カッター刃１は、押出ノズル１０の表面に接しているので、押付圧力Ｆと冷却水の反力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの反力として、押出ノズル１０の表面から一様に分布する上向きの反力Ｎ、Ｎ、…が与えられる。

ところで、カッター刃１に作用する上向きの反力Ｎ、Ｎ、…の中心点は、ちょうど押出ノズル１０の表面の幅方向の中心、すなわち刃部１の長さ方向の中心であって、図に示されているように合力Ｇ２が作用していると考えられる。一方、下向きの押付力Ｆと冷却水の反力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの合力Ｇ１の作用点は、Ｐａ＜Ｐｂ＜Ｐｃの関係になっているので、従来の作用点よりも先端部に寄った位置となる。この位置は冷却水の反力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、換言すると刃部３のすくい面７の広さと、流速とにより決まり、合力Ｇ１の作用点を反力の合力Ｇ２と一致させることができる。これにより、カッター刃１に曲げモーメントは生じない。

本実施の形態に係るカッター刃１は、上記のように構成されているので、取付部２のボルト孔４、４を利用してカッターホルダの円周部に、円周方向に所定の間隔をおいて取り付ける。取り付けると、カッター刃１の刃部３はカッターホルダから外方へ出る。押出機の先端部に取り付けられている押出ノズル１０の表面にカッター刃１の刃部３が接するように押し付けて、カッターホルダを冷却水中で回転駆動する。押出ノズル１０のノズル孔１１、１１、…から連続的にストランド状に冷却水中に押し出される溶融樹脂は、回転しているカッター刃の刃先８により所定長さに切断される。このとき、本実施の形態によると、カッター刃１の刃部３が軸方向に長くてもカッター刃１に曲げモーメントが生じないので、換言するとカッター刃１の刃部３と押出ノズル１０の表面との間に隙間が生じないので、粒径、形状等において均一なペレットを製造することができる。

本発明の実施の形態に係るカッター刃を示す図、その（ア）は平面図、その（イ）は側面図、その（ウ）、（エ）および（オ）は、その（ア）において、それぞれＡ−Ａ、Ｂ−ＢおよびＣ−Ｃ方向に見た横断面図である。 本発明の実施の形態に係るカッター刃が押出ノズルの表面に接して取り付けられている状態を拡大して示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るカッター刃の、図１の（ア）において、それぞれＡ−Ａ、Ｂ−ＢおよびＣ−Ｃ方向に見た図で、冷却水の流れ状態も同時に示す横断面図である。 本発明の実施の形態に係るカッター刃がカッターホルダに取り付けられている状態を示す図で、カッター刃に作用する力も同時に示す縦断面図である。 従来のペレット製造装置を示す断面図である。 従来のペレット製造装置の要部を示す図で、その（ア）はダイスとカッターホルダとカッター刃と関係を拡大して示す断面図、その（イ）は（ア）においてイーイ方向に見た側面図である。 従来のカッター刃を示す図で、その（ア）は斜視図、その（イ）は冷却水の流れ状態も同時に示す横断面図、その（ウ）はカッター刃に作用する力も同時に示す縦断面図である。

符号の説明

１ カッター刃 ２ 取付部
３ 刃部 ６ 頂面
７ すくい面 ８ 刃先
１０ 押出ノズル １１ ノズル孔

Claims (3)

1. カッターホルダに取り付けられる取付部（２）と、ダイスの表面上を移動して前記ダイスから冷却水中にストランド状に押し出される溶融樹脂を冷却水中で切断する軸方向に所定長さの刃部（３）とからなり、
   前記刃部（３）は、前記ダイスの表面から離間した側の頂面（６）と、該頂面の所定位置から回転方向に見て先端部に向けて薄くなるように傾斜しているすくい面（７）とからなり、該すくい面の、回転方向に見て先端部が刃先（８）となっているカッター刃であって、
   前記すくい面（７）は、前記取付部（２）側の根元側よりも先端部側が広くなっていることを特徴とする、ペレット製造装置用のカッター刃。
2. 請求項１に記載のカッター刃において、前記刃部は、前記取付部（２）側の根元側（ｈ１）よりも先端部側（ｈ２）が厚くなっていると共に、前記頂面（６）は前記取付部（２）側の根元側よりも先端部側が狭くなり、それによって前記すくい面（７）は、前記取付部（２）側の根元側よりも先端部側が広くなっていることを特徴とする、ペレット製造装置用のカッター刃。
3. 押出機と、該押出機の前方に取り付けられているダイスと、該ダイスの先端部に設けられている押出ノズルと、該押出ノズルに対応して設けられているカッター装置とからなり、前記押出ノズルから冷却水中にストランド状に押し出される溶融樹脂を冷却水中で前記カッター装置により切断してペレットを得る製造装置であって、
   前記カッター装置は、前記押出ノズル側へ所定の力で押圧され、そして所定の回転速度で駆動されるカッターホルダと、該カッターホルダの円周部に円周方向に所定の間隔をおいて取り付けられている複数枚のカッター刃とからなり、
   前記カッター刃は、前記カッターホルダに取り付けられる取付部（２）と、押出ノズル（１０）の表面上を移動して前記押出ノズル（１０）から冷却水中にストランド状に押し出される溶融樹脂を冷却水中で切断する軸方向に所定長さの刃部（３）とからなり、
   前記刃部（３）は、前記押出ノズル（１０）の表面から離間した側の頂面（６）と、該頂面の所定位置から回転方向に見て先端部に向けて薄くなるように傾斜しているすくい面（７）とからなり、該すくい面の、回転方向に見て先端部が刃先（８）となっていると共に、前記すくい面（７）は、前記取付部（２）側の根元側よりも先端部側が広くなっていることを特徴とする、ペレット製造装置。

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