JP4216526B2 - ペレタイザ用のナイフ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックペレタイザの製造等に使用されるペレタイザ用のナイフに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック造粒装置の構造例を、図２〜図４に示すように、溶融プラスチックはダイプレート１のノズル１６から押出され、ダイプレート１に対向して取付けられ、駆動装置８により回転されているナイフにより切断されてペレット化される。運転中、ナイフは常にダイプレート１の硬化表面である樹脂吐出面３に接し、あるいは一定圧力で押付けられており、ナイフの摺動面は時間経過とともに摩耗する。
【０００３】
ゆえに、従来のペレタイザ用のナイフは、ナイフ摺動面の摩耗を防ぐ目的で、ナイフそのものの材質を工具鋼（ＳＫＨ１０）あるいはＴｉＣ含有焼結合金としたものを採用している。
また、従来のペレタイザ用のナイフには、ナイフの全体をセラミック製としたものもある（例えば、実公平５ー１８０９６号公報、特開昭５９−８３６０６号公報、実開昭６３−２１００８号公報）。
しかし、工具鋼、ＴｉＣ含有焼結合金、セラミック等の一体ナイフは、材質そのものが靭性が乏しいため、運転中に折損する等のトラブルがときに起こることがあった。
【０００４】
そこで、この欠点を補う目的で、図７又は図８に示すように、ナイフの母材５３をステンレス鋼等の一般鋼とし、刃先部５４をＴｉＣ含有焼結合金とし、刃先部５４のＴｉＣ含有焼結合金をナイフの母材５３にロー付したものが使用されるようになってきている。
しかし、その接合方法がロー付である為、接合面の強度が十分でない。あるいはロー付部内部にブローホールが発生することでさらに接合強度が低下し、運転中に剥がれることがある。さらに、これらナイフは、刃先部５４の摺動面５５全体がいずれも硬質材料である為、折損あるいは、剥がれトラブル以外に刃先部５４の摺動面５５の周囲が欠損することもある。
【０００５】
また、従来のペレタイザ用のナイフには、ＳＵＳ４４０Ｃ等のナイフ母材の外表面をＴｉＮ等の高硬度コーティング層をＣＶＤ法等で被覆し、刃先の欠け、バリ発生による切れ味低下を防ぐようにしたものがある（例えば特開２０００−１７６９３２号公報）。
しかし、この場合、高硬度コーティング層は１０μｍ以下の薄い層である。ゆえにシリカ（ＳｉＣ）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）等をコンパウンディングしたプラスチックをペレット化するケースでは、切断されたペレットがナイフのすくい面をすべるので、短期間で薄い層が摩耗してしまい、効果がなくなってしまう。
【０００６】
さらにダイプレートと接触する部分は、母材のＳＵＳ４４０Ｃが支配的であるため、ＴｉＣ含有焼結合金等と比べると、耐摩耗性に劣るという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み、耐摩耗性に優れナイフそのものの折損、刃先部の欠損が起こりにくく、しかも硬質物を含んだプラスチックのペレット化する場合であっても、ナイフのすくい面が摩耗しにくいペレタイザ用のナイフを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、刃先と、すくい面と、ダイプレートに接触する摺動面と、逃がし面とを有するペレタイザ用のナイフであって、前記ナイフの母材は、靭性のあるステンレス鋼等の一般鋼とされ、前記ナイフの刃先は、ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＷＣ、ＣｒＣ等の硬質の炭化物が含まれる金属とされ、前記すくい面の刃先側は、前記硬質の炭化物が含まれる金属とされ、前記摺動面の刃先側は、前記硬質の炭化物が含まれる金属とされており、前記摺動面の逃し面側は、前記母材である一般鋼とされている又は前記すくい面の刃先側における炭化物が含まれる金属が前記母材である一般鋼で希釈された希釈層とされている点にある。
【０００９】
好ましくは、前記ナイフの刃先、すくい面の刃先側、ダイプレートと接触する摺動面の刃先側を前記硬質の炭化物が含まれる金属で形成する手段として、前記硬質の炭化物が含まれる金属のパウダーを溶接により母材の一般鋼に肉盛するとよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図３は本発明が適用されるペレタイザの構造図を示し、図３において、１はダイプレート、２はダイホルダ、３はダイプレート１の樹脂吐出面である。
６はカッター軸で、保持筒体７に軸心廻りに回転自在に保持され、カッター軸６はモータ等の駆動装置８によって軸心廻りに回転駆動されるようになっている。９は水室で、水入口１０と水出口１１とを有し、内部に水が満たされるように構成されている。
【００１１】
１３はナイフホルダで、中央部がボルト等の締結具によりカッター軸６に締め付け固定されている。図４に示すように、ナイフホルダ１３の外周部には、複数のペレタイザ用のナイフ１５が外方突出状に取り付けられている。駆動装置８により、カッター軸６を回転駆動すると、カッター軸６と共にナイフホルダ１３がカッター軸６の軸心廻りに回転し、複数のペレタイザ用のナイフ１５は、運転中、常にダイプレート１の硬化表面である樹脂吐出面３に接し、或いは一定圧力で押付けられており、図２に示すダイプレート１のノズル１６から押出された溶融プラスチックはナイフ１５で切断されてペレット化される。
【００１２】
図１、図２及び図４において、ペレタイザ用のナイフ１５は、その取付部１７がナイフホルダ１３の外周部にボルト等の締結具により締め付け固定され、ナイフ１５の切断部１８がナイフホルダ１３から外方突出されている。ペレタイザ用のナイフ１５は、ナイフ１５の切断部１８の刃先１９側に、ダイプレート１に接する摺動面２１と、逃し面２２と、すくい面２３とを有している。
ナイフ１５の母材２５は、靭性のあるステンレス鋼等の一般鋼Ａで形成され、ナイフ１５の刃先１９，すくい面２３の刃先１９側及び摺動面２１の刃先１９側は、ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＷＣ、ＣｒＣ等硬質の炭化物が含まれる金属（炭化物含有金属）Ｂにより形成され、摺動面２１の逃し面２２側は、一般鋼Ａで形成され又は一般鋼Ａと炭化物を含んだ金属Ｂとのブレンド層（希釈層）Ｃで形成されている。
【００１３】
前記炭化物を含んだ金属Ｂを形成する手段として、後述するように、炭化物を含んだ金属パウダー２７を溶接により母材である一般鋼Ａに肉盛する方法が採用されている。
図５は、炭化物含有金属Ｂを溶接肉盛する前の、ナイフ１５の母材となる一般鋼Ａの形状を示す。母材となる一般鋼Ａの材質は、水中ホットカットに使用することもあるため、靭性、高強度を考慮にＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ６３０等が適切である。
【００１４】
母材２５にあらかじめ、加工されたＶ字状溝２９のナイフ刃先に相当する面Ｄの全域にＴｉＣ、ＮｂＣ、ＷＣ、ＣｒＣ等の硬質の炭化物を含んだ金属Ｂを、図６に示す如く溶接で肉盛る。
このようにして、炭化物含有金属Ｂを溶接肉盛した材料を、その後、図６に２点鎖線で示す如く、ナイフ１５の形状に加工する。前記図１は、このようにして製作されたナイフ１５の刃先１９側の拡大図を示している。
なお、炭化物を含んだ金属パウダー溶接には、ＰＴＡ（プラズマトランスファーアーク）溶接が一般的によく用いられる。
【００１５】
以上のように、溶接法で硬質の炭化物含有金属Ｂを肉盛する場合、金属そのものの、ナイフ１５の母材２５との親和性さえ考慮しておけばよく、炭化物の組成を選ばない。又、炭化物の含有量も任意に選べる。ゆえに、ナイフ１５が接触する相手側ダイプレート１表面の硬化面３も傷めず、かつ、ナイフ１５自身の摩耗も少なくする最適の炭化物、含有量を選定することができる。
上記実施の形態によれば、ナイフ１５の母材２５が、靭性のあるステンレス鋼等の一般鋼Ａで形成されているので、ナイフ１５にかかる曲げによる折損は生じにくい。
【００１６】
刃先１９、ダイプレート１と接触する摺動面２１の刃先１９側は、炭化物を含んだ硬質金属Ｂであるゆえ、耐摩耗性が優れている。すくい面２３の刃先１９側も硬質金属Ｂであるため、シリカ、酸化チタン等を含んだコンパウンドプラスチックのペレット化に使用しても、耐摩耗性に優れる。
ナイフ１５の摺動面２１の逃し面２２側は、一般鋼Ａあるいは、一般鋼Ａと硬質の炭化物含有金属Ｂとのブレンド層Ｃで形成されるため、セラミック、ＴｉＣ含有焼結金属で刃先が形成されたナイフより刃先部の靭性が高まり、刃先１９の欠損が起こりにくくなる。
【００１７】
また、溶接で炭化物を含んだ金属Ｂを一般鋼Ａに融合する為、ロー付と比べ、はるかに信頼性の高い接合ができる。
溶接の際、炭化物を含んだ金属パウダー２７を高温で溶接しながら、母材２５の一般鋼Ａに肉盛していくが、この時母材２５側も一部溶融するので、おのずと接合部近傍には硬質金属Ｂと母材金属Ａとのブレンド層Ｃが形成され靭性のある刃先１９が形成される。
硬質金属Ｂの溶接の際、一定箇所の溶接時間を長くすれば、ブレンド層Ｃが厚くできる等、ある程度、ブレンド層Ｃの厚さをコントロールすることができる。
炭化物を含んだ金属パウダー２７を溶接するので、耐摩耗性にもっとも適した炭化物の選定、その含有率が自由に設定できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、耐摩耗性に優れナイフそのものの折損、刃先部の欠損が起こりにくくなる。しかも、硬質物を含んだプラスチックのペレット化する場合であっても、ナイフのすくい面が摩耗しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すナイフの刃先側の拡大断面図である。
【図２】 同ナイフがダイプレートに接する状況の斜視図である。
【図３】 同ペレタイザの構造を示す側面断面図である。
【図４】 同ナイフ及びナイフホルダ部分の背面図である。
【図５】 同ナイフの製造工程を示す斜視図である。
【図６】 同ナイフの製造工程を示す側面図である。
【図７】 従来例を示すナイフの側面図である。
【図８】 他の従来例を示すナイフの側面図である。
【符号の説明】
１ ダイプレート
１５ ナイフ
１９ 刃先
２１ 摺動面
２２ 逃し面
２３ すくい面
２５ 母材
２７ 金属パウダー

Claims (2)

1. 刃先（１９）と、すくい面（２３）と、ダイプレート（１）に接触する摺動面（２１）と、逃がし面（２２）とを有するペレタイザ用のナイフであって、
   前記ナイフの母材（２５）は、靭性のあるステンレス鋼等の一般鋼（Ａ）とされ、
   前記ナイフの刃先（１９）は、ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＷＣ、ＣｒＣ等の硬質の炭化物が含まれる金属（Ｂ）とされ、
   前記すくい面（２３）の刃先側は、前記硬質の炭化物が含まれる金属（Ｂ）とされ、
   前記摺動面（２１）の刃先側は、前記硬質の炭化物が含まれる金属（Ｂ）とされており、
   前記摺動面（２１）の逃し面側は、前記母材（２５）である一般鋼（Ａ）とされている又は前記すくい面（２３）の刃先側における炭化物が含まれる金属（Ｂ）が前記母材（２５）である一般鋼（Ａ）で希釈された希釈層（Ｃ）とされている
   ことを特徴とするペレタイザ用のナイフ。
2. 前記ナイフの刃先（１９）、すくい面（２３）の刃先（１９）側、ダイプレート（１）と接触する摺動面（２１）の刃先（１９）側を前記硬質の炭化物が含まれる金属（Ｂ）で形成する手段として、前記硬質の炭化物が含まれる金属（Ｂ）のパウダー（２７）を溶接により母材（２５）の一般鋼に肉盛していることを特徴とする請求項１に記載のペレタイザ用のナイフ。

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