JP2989122B2 - 合成樹脂の押出造粒方法およびその装置 - Google Patents

合成樹脂の押出造粒方法およびその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂の押出造粒方
法およびその装置に係るものであり、特に、大容量の押
出機に適した押出造粒方法およびその装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】 従来、合成樹脂原料は、一軸もしくは
二軸スクリュ押出機または二軸ミキサなどの押出機で溶
融・混練された後、押出機の先端部に設けられている1
組の造粒部において造粒用ダイスから循環箱内の温水中
または水中にひも状に押出されると同時に、造粒用ダイ
スの前面で回転している回転ナイフで所定の寸法長さに
切断されて、合成樹脂ペレットとされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、合成樹脂プラン
トの大型化が進み、それに伴って押出造粒装置の処理能
力の増大が求められている。例えば、ポリオレフィン樹
脂では、30〜100T/hの処理能力が求められてい
る。この様に大容量の合成樹脂原料を一台の押出造粒装
置で処理するには、次のような問題がある。
【0004】押出造粒装置は、押出機と造粒部とから構
成されており、前者の押出機の処理能力を高めるために
は、基本的には、押出機のスクリュ径を大きくするか、
スクリュの回転を高速にすればよく、技術的に大きな障
害は無い。しかしながら、後者の造粒部の処理能力を高
めるためにはノズルの穴数を多くして造粒用ダイスを大
型化する必要があり、造粒用ダイスを大型化する場合、
ノズルの穴数の増加に伴う広い面積のダイス表面を得る
には技術的な困難性が増大する。すなわち、耐摩耗性お
よび耐腐食性高級材料による表面加工、精度の高い平面
度の確保、加熱時の均一加熱と変形防止(平面度の確
保)および受圧面積の増大に対する変形防止(平面度の
確保)とダイス厚みの増加に対する押出し圧力の低減の
ための構造などの解決困難な課題が発生する。同時に大
型化される回転ナイフおよび回転ナイフホルダについて
は、重量増加による消費電力が付加される。また、造粒
部の回転ナイフは消耗部品であり、定期的に交換する必
要があるが、回転ナイフを交換するには、押出機を一時
的に停止することが必要である。押出機の停止により、
押出造粒装置を含むプラント全体の稼働率を低下させる
とともに、停止前後の運転条件の差異により造粒製品の
品質に差異が生ずる。回転ナイフの交換は人手により行
われるが、回転ナイフホルダの重量増加により、刃物を
扱う交換作業の危険性が増大する。さらに、回転ナイフ
の交換に際して押出機を停止および起動する場合、造粒
用ダイスから押出されながら造粒されない劣化樹脂が発
生し廃棄されるが、押出造粒装置の大型化に伴ってその
廃棄量が増大し、停止前後の品質の差異を解消するには
さらに大量の廃棄樹脂が発生する。
【0005】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、合成樹脂ペレットを大量に、効率
よく生産することができる押出造粒方法およびその装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による合成樹脂の
押出造粒方法は、押出機の先端部に接続されている樹脂
分配ブロックの二つに分岐された各樹脂流路に50%ず
つ分配されるように、樹脂分配ブロックに対向して接続
されている両造粒部を同一条件で駆動し、いずれか一方
の造粒部を停止する場合は、押出機を減速して押出量を
半減し、樹脂分配ブロックに接続されている一方の造粒
部のゲートバルブを閉じ、他方の造粒部で連続的に造粒
することを特徴とする。
【0007】本発明による合成樹脂の押出造粒装置は、
押出機の先端部に接続され、かつ二つの分岐した樹脂流
路を有する樹脂分配ブロックと、この樹脂分配ブロック
に対向して接続されている二つの造粒部とを有し、両造
粒部は、樹脂分配ブロックに接続されているゲートバル
ブと、このゲートバルブに接続されているギャポンプ
と、このギャポンプに接続されている造粒用ダイスと、
この造粒用ダイスに接続されている水中造粒装置とから
なり、前記造粒部の処理能力は押出機の処理能力より小
さくされ、いずれか一方の造粒部(11)を停止する場
合は、押出機(1)を減速して押出量を半減し、他方の
造粒部(11)で連続的に造粒することを特徴とする。
【0008】前記樹脂分配ブロックの接続流路は、押出
機の先端下方から滑らかな半径を有して水平とされてい
ることが好ましい。
【0009】
【作用】押出機の先端部に設けた樹脂分配ブロックに、
対向して二つの造粒部を接続し、通常運転では複数の造
粒部を同時に運転して造粒し、造粒部の一方を停止する
ときは、押出機を減速して他の造粒部で造粒することに
より、押出造粒装置を連続運転する。
【0010】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図1は押出造粒装置を示す要部縦断正面図であ
り、図2はその要部横断平面図である。
【0011】図1および図2において、押出機として符
号1で示されるものは、架台2上に設けられ原料供給口
3を有する異方向回転非噛合型の二軸押出機であり、こ
の二軸押出機1のシリンダバレル4の内孔には二軸スク
リュ5が嵌挿され、二軸押出機1の後部に設けられてい
る減速機6を介して駆動モータ7によって回転可能とさ
れている。なお、前記二軸押出機1は、異方向・同方
向、噛合・非噛合いずれでもよく、二軸スクリュ5先端
部はベアリングで支持されていてもよい。
【0012】前記シリンダバレル4の先端部には、前記
シリンダバレル4に連通する2つの分岐した樹脂流路8
を有する樹脂分配ブロック9が接続され、樹脂流路8の
分岐点には圧力センサ10が設けられている。
【0013】前記樹脂分配ブロック9の図1における左
右には、二つの造粒部11が対向して配列されている。
各造粒部11は、樹脂分配ブロック9の分岐した樹脂通
路8に連結部12を介して接続されているギャポンプ1
3と、このギャポンプ13に連結部14を介して接続さ
れている造粒用ダイス15と、この造粒用ダイス15に
接続されている水中造粒装置16とから構成されるとと
もに、箇々の造粒部11が独立して運転制御されるよう
に構成されている。なお、前記ギャポンプ13は減速機
17を介して駆動モータ18で駆動されている。すなわ
ち、前記圧力センサ10によってスクリュ先端部の樹脂
圧力を検知し、駆動モータ18によってギャポンプ13
の回転数を制御し、スクリュ先端部の圧力を一定値に保
っている。
【0014】また、前記連結部12を、図3に示すよう
に、中心部に樹脂通路20を有しその樹脂通路20の直
角方向に貫通する開口部21を有する本体22と、一端
に樹脂通路23を有しシリンダ24によって前記開口部
21内を往復動するスライド板25とから構成されるゲ
ートバルブ19に代え、樹脂通路20を開閉可能として
もよい。
【0015】前記水中造粒装置16は、造粒用ダイス1
5に接続され、回転ナイフ26を保持する回転ナイフホ
ルダ27を回転可能に内包し、合成樹脂ペレット輸送用
の温水の出入口28a,28bが設けられている循環箱
28と、駆動部29を介して前記回転ナイフ26を回転
する駆動モータ30と、前記循環箱28、駆動部29お
よび駆動モータ30を支持し、レール31上を前記造粒
用ダイス15面に対して直角方向に往復動する台車32
とから構成されている。
【0016】それぞれの造粒部11の処理能力は、二軸
押出機1の処理能力より小さく設計されている。すなわ
ち、造粒部11が2系列で構成される場合、それぞれの
造粒部11の処理能力は二軸押出機1の処理能力の略5
0%であることが望ましい。
【0017】次に、上記実施例の作用について説明す
る。まず、押出造粒装置の通常の運転状態を説明する。
【0018】原料供給口3より二軸押出機1のシリンダ
バレル4内に供給された合成樹脂原料は、二軸スクリュ
5により溶融混練されスクリュ先端部に送られる。スク
リュ先端部の樹脂圧力は、圧力センサ10によって検知
し、ギャポンプ13の回転数を駆動モータ18で制御す
ることにより一定値に保たれている。なお、スクリュ先
端部の樹脂圧力は、通常0〜15Kg/cm2に制御される。
また、二軸押出機1で溶融された合成樹脂が、シリンダ
バレル4の先端部に接続されている樹脂分配ブロック9
でそれぞれの樹脂流路8に50%ずつ分配されるよう
に、両造粒部11は同一運転条件で駆動されている。
【0019】造粒部11において、溶融樹脂はギャポン
プ13で昇圧され、造粒用ダイス15から循環箱28の
温水中または水中にひも状に押出されると同時に、造粒
用ダイス15の前面で回転している回転ナイフ26で所
定の寸法長さに切断され、合成樹脂ペレットとされる。
【0020】次に、押出造粒装置全体が停止している状
態から起動する場合は、二軸押出機1の二軸スクリュ5
を駆動モータ7で回転し、合成樹脂原料を供給した後
に、造粒部11のいずれか一方のギャポンプ13を駆動
モータ18で起動し、二軸押出機1からの溶融樹脂を造
粒用ダイス15から押出し、回転ナイフ26を温水中で
回転させ造粒を開始する。その後、他方の造粒部11を
同様な手順で起動して造粒を開始し、上述の通常の運転
状態とする。
【0021】また、回転ナイフ26を交換するために造
粒部11のいずれか一方を停止する場合は、二軸押出機
1を減速して押出量を半減し、他方の造粒部11で運転
する。なお、この場合も、スクリュ先端部の樹脂圧力は
圧力センサ10で検知され通常0〜15Kg/cm2に制御さ
れる。この様にすることにより、二軸押出機1は常に連
続運転がなされる。
【0022】停止側の造粒部11では、合成樹脂原料が
低粘度樹脂である場合、あるいはスクリュ先端部の樹脂
圧力が高い場合、溶融樹脂が停止中のギャポンプ13の
隙間を漏れて通過し、造粒用ダイス15に至り押出され
るが、図3(a)に示すように、ゲートバルブ19によ
って樹脂通路20を閉じることにより完全に遮断するこ
とができる。なお、図3(b)は、ゲートバルブ19に
よって樹脂通路20が開けられ、運転されている造粒部
11に溶融樹脂が供給されている状態を示している。
【0023】また、図1および図2に示されるように、
異方向二軸押出機に対して押出機1の先端部の左右方向
にそれぞれ造粒部11を配置した構成において、2つの
造粒部11が定常運転されている場合、押出機1で溶融
された合成樹脂は二軸スクリュ5の先端部から樹脂分配
ブロック9へ滑らかに押出され、樹脂流路8に沿ってそ
れぞれの造粒部11にいたる。従って、溶融樹脂は、押
出機1から樹脂分配ブロック9へ押出される際に、滞留
して劣化したり、部分的にスクリュによる繰り返しせん
断作用を受けることによる温度むら(品質むら)を発生
することが無い。
【0024】上述した実施例では、押出機を二軸押出機
1として説明したが、一軸スクリュ押出機または二軸ミ
キサなどでもよい。また、造粒部11は押出機1に2系
列接続されているが、押出機1の処理能力が大きくなれ
ば2系列以上でもよい。なお、小型の押出機1において
も、押出機1の処理能力と同等の処理能力を有する2系
列の造粒部11を並列に設けてもよい。このように2系
列の造粒部11を設けることにより、一方を停止して他
方を運転し、交互に1系列を運転することにより、押出
造粒装置を連続運転することができる。
【0025】さらに、造粒部11の造粒装置は、ストラ
ンド造粒装置、空中造粒装置など、水中造粒装置以外の
形式のものでもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されているような効果を奏す
る。 (1) 造粒部を、押出機の処理能力より小さい処理能力の
製作容易なものに小型化することができるので、設計・
製作上の問題点を回避することができる。 (2) 造粒部が複数に分割され、小型化されたので操作性
が改善されると共に、操作および保全作業の危険性が軽
減される。 (3) 造粒部の一部を停止しても、残部の造粒部は運転続
行され、常に押出機側の運転がなされるので、押出機の
停止時および再起動時の大量の廃棄樹脂の発生を防止す
ることができる。また、押出機の停止に伴う品質の変化
が防止され、さらに、押出造粒装置全体の稼働率が向上
する。 (4) 複数の造粒部を有することにより、従来の押出造粒
装置では困難だった高い処理能力(30〜100T/
h)が可能となる。 (5) 造粒部がゲートバルブを介して押出機に接続される
ことにより、停止中の造粒部からの樹脂漏れを防止し、
ギャポンプがトラブルを起こしても、容易に分解・修理
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による押出造粒装置を示す要部縦断正面
図である。
【図2】図1の要部横断平面図である。
【図3】ゲートバルブの作動状態を示す図であり、図
(a)は閉の状態、図(b)は開の状態を示している。
【符号の説明】
1 二軸押出機(押出機) 2 架台 3 原料供給口 4 シリンダバレル 5 二軸スクリュ 6、17 減速機 7、18 駆動モータ 8 樹脂通路 9 樹脂分配ブロツク 10 圧力センサ 11 造粒部 12、14 連結部 13 ギャポンプ 15 造粒用ダイス 16 水中造粒装置 19 ゲートバルブ 20 樹脂通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29B 9/00 - 9/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 押出機(1)で溶融された合成樹脂を、
    押出機(1)の先端部に接続されている樹脂分配ブロッ
    ク(9)の二つに分岐された各樹脂流路(8)に50%
    ずつ分配されるように、樹脂分配ブロック(9)に対向
    して接続されている両造粒部(11)を同一条件で駆動
    し、いずれか一方の造粒部(11)を停止する場合は、
    押出機(1)を減速して押出量を半減し、樹脂分配ブロ
    ック(9)に接続されている一方の造粒部(11)のゲ
    ートバルブ(19)を閉じ、他方の造粒部(11)で連
    続的に造粒することを特徴とする合成樹脂の押出造粒方
    法。
  2. 【請求項2】 押出機(1)の先端部に接続され、かつ
    二つの分岐した樹脂流路(8)を有する樹脂分配ブロッ
    ク(9)と、該樹脂分配ブロック(9)に対向して接続
    されている二つの造粒部(11)とを有し、両造粒部
    (11)は、樹脂分配ブロック(9)に接続されている
    ゲートバルブ(19)と、該ゲートバルブ(19)に接
    続されているギャポンプ(13)と、該ギャポンプ(1
    3)に接続されている造粒用ダイス(15)と、該造粒
    用ダイス(15)に接続されている水中造粒装置(1
    6)とからなり、前記造粒部(11)の処理能力は押出
    機(1)の処理能力より小さくされ、いずれか一方の造
    粒部(11)を停止する場合は、押出機(1)を減速し
    て押出量を半減し、他方の造粒部(11)で連続的に造
    粒することを特徴とする合成樹脂の押出造粒装置。
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