JP4223000B2 - ストランド冷却装置、ストランド冷却方法及びペレット製造方法、並びに制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、溶融状態の熱可塑性樹脂からなるストランドの冷却装置と冷却方法及びペレットの製造方法に関する。

合成樹脂メーカでは、熱可塑性樹脂、例えばポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ナイロン等を、ペレット又はチップと呼ばれる小塊に成形して、成型品メーカに供給している。このペレットを製造するために、ペレットの原料となる溶融状態の熱可塑性樹脂（以下、「原料樹脂」と言う）を加圧してノズルから吐出してストランド（細条体）を生成し、これを冷却水と共に樋状の搬送路内を流下させて、凝固させ、その後所定の長さに裁断する工程が採用されている。

このペレットの製造工程においては、冷却中のストランドの温度を高精度に管理しないと、製造上の困難やペレットの品質の低下の問題が生じる。例えば、ストランドを冷却し過ぎると、ストランドが硬くなり過ぎるため、裁断の際に折れや割れが生じて、裁断処理が困難になり、冷却が不十分だと、ストランドが十分に固まらないので、裁断の際に裁断面が変形したり、いわゆるヒゲが生じたり、あるいは斜め切りされたりするという問題が生じる。

また、裁断の際のストランドの温度だけでなく、その温度に至るまでの時間の長短、つまり冷却速度も問題になる。例えば、ストランドの冷却速度が僅かに遅いと、ストランドの内部に原料樹脂の結晶が生じて、ペレットが白濁するという問題が生じる。逆に、ストランドの冷却速度が僅かに速いと、ストランドの表面が早期に固化し、内部が除冷されるので、ペレットの内部に気泡が残るという問題が生じる。

このような問題を解決するために、ストランドの温度を高精度に検出して、ストランド温度あるいは冷却速度を高精度に制御する装置が数多く提案されている。

例えば、特許文献１、２には、搬送路の底部の複数箇所に測温抵抗、熱電対、サーミスタ等の温度センサを設け、温度を検出し、検出温度によって冷却液の流量または温度を調節するストランド冷却装置が開示されている。

また、特許文献３には、放射温度計をストランドガイド板の両端部間を横断するように往復移動させて、ストランドガイド板の表面の温度を連続的に測定するペレットの連続的製造方法が開示されている。

また、特許文献４には、冷却液と共に搬送路を流下するストランドの流線に沿った少なくとも３箇所において、放射温度計を用いて、ストランドの表面温度を検出し、検出温度とストランドの径及び原料樹脂の熱伝導率からストランドの内部温度を推定し、この内部温度に基づいて、冷却液の流量または温度を調節するストランド冷却装置が開示されている。
特許第２７３６７３２号 実用新案登録第３０３８０８１号 特開平７−２３２３２２号公報 特開２００４−２０２８１５号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載のストランド冷却装置は、搬送路の底部に設けた温度センサで搬送路の温度を検出するので、ストランド自体の温度を計ることはできなかった。しかも、搬送路は熱容量が大きいので、搬送路の温度はストランドの温度変化に対して遅れて変化するから、搬送路の温度変化からストランドの温度変化を推定しようとしても、実時間での推定はできなかった。このため、特許文献１、２に記載のストランド冷却装置によるストランドの温度管理の精度には限界があった。

特許文献３に記載のペレットの連続的製造方法は、ストランドガイド板（搬送路に相当）の温度の異常に基づいて、ストランドのストランドガイド板からの逸脱を検出することを目的とするものであり、ストランド自体の温度を管理することを目的としていなかった。また、特許文献１、２に記載のストランド冷却装置と同様、ストランド自体の温度を直接または間接に検出することは出来なかった。

特許文献４に記載のストランド冷却装置は、放射温度計を用いてストランド自体の表面温度を直接検出することによって、ストランドの表面温度を実時間で検出するが、搬送路内を流下するストランドは冷却液の流れや、冷却液を除去するために吹き付けられる高圧空気の影響を受けて、搬送路内で左右に動く現象（以下、「暴れ」と呼ぶ。）が生じるので、ストランドが放射温度計の検出範囲から外れることがあり、そのため、ストランドの表面温度を正しく検出できないという問題があった。このため、特許文献４に記載のストランド冷却装置によるストランドの温度管理の精度にも限界があった。

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、冷却過程にあるストランドの温度を高精度に検出して、品質の高い均質なペレットを製造できるストランド冷却装置、ストランド冷却方法及びペレット製造方法、並びに制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明のストランド冷却装置の第１の構成は、ダイヘッドから吐出する熱可塑性樹脂からなるストランドを、冷却液とともに搬送路上を流下させながら冷却するストランド冷却装置において、前記搬送路上の前記ストランドの表面温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出点が前記搬送路の幅方向にスキャンするように、前記温度検出手段を動作させるスキャン動作手段と、前記温度検出手段が前記スキャン動作中に検出した検出温度の最大値を前記ストランドの表面温度とする温度算出手段と、前記温度算出手段が算出した前記ストランドの表面温度に基づいて、前記冷却液の温度又は前記冷却液の流量を制御する制御手段を備えていることを特徴とする。

この構成により、温度検出手段の検出点が搬送路の幅方向をスキャンして、前記スキャン中に検出した検出温度の最大値を前記ストランドの表面温度とする。これにより、ストランドが搬送路内で左右に動いても、温度検出手段の検出点がストランドを捉えることが出来るので、ストランドの表面温度を正確に検出することができる。

なお、温度検出手段は物体の表面の温度を非接触で検出する手段であり、赤外線の放射量に基づいて物体表面の温度を検出する放射温度計が用いられる。なお、ストランドの直径は、小さいものでは２〜３ｍｍと小さいので、直径２ｍｍ以下の狭い検出範囲で表面温度をピンポイントで計測できる放射温度計を選ぶことが望ましい。

本発明のストランド冷却装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記搬送路は、前記ストランドを一本ずつ隔離する複数本の案内溝を備え、前記スキャン動作手段は、前記温度検出手段の検出点が１本の前記案内溝の一端から他端までをスキャンするように、前記温度検出手段を動作させることを特徴とする。

この構成により、ストランドを一本ずつ隔離する複数の案内溝を備え、前記スキャン動作手段は、前記温度検出手段の検出点が前記案内溝の全幅をスキャンする。これにより、スキャン動作手段の動作ストロークが小さくなるので、スキャン動作手段を小型化できる。なお、前記複数の案内溝は前記温度検出手段による温度検出を行う場所に設けられていれば十分だが、前記搬送路の全長に渡って設けられてもよい。

本発明のストランド冷却装置の第３の構成は、前記第２の構成において、前記搬送路は、前記案内溝の下流側の底面に形成された段差部と、前記段差部の下流側近傍において前記ストランドに対して高圧気体を吹き付ける気体噴射手段とを備え、前記温度検出手段は前記気体噴射手段により高圧気体が吹き付けられる位置よりも下流側の前記ストランドが空中に浮いた位置において、前記ストランドの表面温度を検出することを特徴とする。

この構成により、気体噴射手段がストランドに高圧気体の吹き付けを行うことにより、ストランドを伝って流れる冷却液が吹き落とされて、ストランドの表面が空中に露出する。温度検出手段は高圧気体の吹き付け位置よりも下流側のストランドが空中に浮いた位置において、ストランドの表面温度を検出する。このため、ストランドを伝って流れる冷却液の被膜の影響を排除して、ストランド自体の温度を精度良く測定できる。

本発明のストランド冷却装置の第４の構成は、前記第２または第３の構成において、前記温度検出手段を前記搬送路の幅方向に複数個配列したことを特徴とする。

この構成は、温度検出手段を前記搬送路の幅方向に複数個配列したので、冷却液の流量や温度に偏りがあった場合にこれを検出して、是正することができる。

本発明のストランド冷却装置の第５の構成は、前記第１乃至第４の構成において、前記スキャン動作手段は、前記温度検出手段を直線動作させる直動装置であることを特徴とする。

この構成により、温度検出手段は直動装置でスキャン動作される。これにより、動作スキャン装置の動作ストロークを大きく取れるので、広い範囲の温度を検出することができる。なお、直動装置は、ボールねじとサーボモータの組み合わせや、リニアモータなどが選べる。

本発明のストランド冷却装置の第６の構成は、前記第１乃至第４の構成において、前記スキャン動作手段は、前記温度検出手段を揺動させる揺動装置であることを特徴とする。

この構成により、温度検出手段は揺動装置でスキャン動作される。揺動装置は直動装置に比べて構造が簡単なので、スキャン動作手段を小型化できる。

本発明のストランド冷却方法の第１の構成は、ダイヘッドから吐出する熱可塑性樹脂からなるストランドを、冷却液とともに搬送路上を流下させながら冷却するストランド冷却方法であって、前記搬送路上のストランドの表面温度を検出する温度検出手段の検出点が前記搬送路の幅方向をスキャンするように、前記温度検出手段を動作させて、前記温度検出手段が前記スキャン動作中に検出した検出温度の最大値を前記ストランドの表面温度とし、前記温度算出手段が算出した前記ストランドの表面温度に基づいて、前記冷却液の温度又は前記冷却液の流量を制御することを特徴とする。

本発明のストランド冷却方法の第２の構成は、前記第１の構成において、前記温度検出手段の検出点を前記搬送路の幅方向に複数回スキャンさせて、前記最大値を複数個算出し、前記複数個の最大値の平均値を前記ストランドの表面温度とすることを特徴とする。

この構成により、温度検出手段の検出点を前記搬送路の幅方向に複数回スキャンさせて最大値を複数個算出し、複数個の最大値の平均値をストランドの表面温度とする。これにより、複数回の検出結果の平均を取るので、検出誤差が相殺されて、信頼性の高い温度検出ができる。

本発明のペレットの製造方法の第１の構成は、ダイヘッドから吐出する熱可塑性樹脂からなるストランドを、冷却液とともに搬送路上を流下させながら冷却し、その後、前記ストランドを裁断するペレットの製造方法であって、前記搬送路上のストランドの表面温度を検出する温度検出手段の検出点が前記搬送路の幅方向をスキャンするように、前記温度検出手段を動作させて、前記温度検出手段が前記スキャン動作中に検出した検出温度の最大値を前記ストランドの表面温度とし、前記温度算出手段が算出した前記ストランドの表面温度に基づいて、前記冷却液の温度又は前記冷却液の流量を制御することを特徴とする。

本発明のペレットの製造方法の第２の構成は、前記第１の構成において、前記温度検出手段の検出点を前記搬送路の幅方向に複数回スキャンさせて、前記最大値を複数個算出し、前記複数個の最大値の平均値を前記ストランドの表面温度とすることを特徴とする。

本発明の制御プログラムは、前記第１および第２の構成のストランド冷却方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の制御プログラムは、前記第１および第２の構成のペレットの製造方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

以上説明したように、本発明のストランド冷却装置、冷却方法ならびにペレット製造方法は、温度検出手段の検出点を搬送路の幅方向にスキャン動作させて温度を検出するので、ストランドが搬送路内で「暴れ」ても、温度検出手段がストランドの表面の温度を確実に検出して、冷却液の流量および温度を制御するので、冷却過程にあるストランドの温度を高精度に管理して、品質の高い均質なペレットの製造を容易に実現する効果がある。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例に係るペレット製造装置の基本的構成を示す図である。本実施例のペレット製造装置１は、ダイヘッド２から吐出した溶融状態のストランドＳを冷却液と共に搬送路４上を流下させて冷却固化し、裁断機１０で所定の長さに裁断する装置である。

まず、ストランドＳの流れを追いながら、ペレット製造装置１の構成と作用を説明する。

ダイヘッド２には、一列に配置された複数のノズル（図示せず）が穿たれている。図示しない前工程から溶融状態の原料樹脂がダイヘッド２に供給され、図示しない加圧手段で加圧される。加圧された原料樹脂は前記ノズルから吐出されて、複数のストランドＳを形成する。シュート板３はダイヘッド２から吐出されたストランドＳを受けて、樋状の搬送路４の方向に誘導する。搬送路４の上流側端部付近には、第１の段差Ａが形成されている。第１の段差Ａの上部にはストランドＳが通る第１の案内溝４ａが形成され、ストランドＳを一本ずつ隔離して、溶融状態にあるストランドＳ同士の接触および融着を防止している。また搬送路４の下流側端部付近には、第２の案内溝４ｂが形成されている。第２の案内溝４ｂは、第１の案内溝４ａと同様に、ストランドＳを一本ずつ隔離して、互いに接触することがないように案内する溝である。なお、第２の案内溝４ｂの形状については、図２に示している。第２の案内溝４ｂの下流には、第２の段差Ｂが形成され、更にその下流には、多数の打抜孔が開いた冷却液排出部４ｃが形成されている。ストランドＳと一緒に搬送路４を流下した冷却液は前記打抜孔から落下して、搬出シュート７に流れる。

搬送路４の下流側には、搬送路４を流下する間に冷却液によって冷却固化されたストランドＳを所定の長さに裁断して、ペレット（チップ）Ｐにする裁断機１０が設けられている。この裁断機１０は、ストランドＳをアッパーロール５ａとフィードロール５ｂの間に挟んで引っ張るニップロール装置５、ニップロール装置５の背後にあって、ストランドＳを裁断する固定刃６ａ及び回転刃６ｂを有している。また、裁断機１０の背後には搬出シュート７が配置され、裁断機１０で生成されたペレットＰは、搬出シュート７内に落下する。

つぎに、冷却液の流れについて説明する。

シュート板３の上流側には、冷却液供給ノズル８が設けられている。冷却液供給ノズル８から噴射された冷却液はストランドＳを冷却するとともに、ストランドＳを搬送路４に向けて押し流す働きをする。

また、搬送路４の上部には、冷却液散布管９が設けられている。冷却液散布管９は、搬送路４に沿って、複数の箇所から、搬送路４上を流下するストランドＳに冷却液を噴射散布して、ストランドＳを冷却する。

また、ニップロール装置５の下部には、コンベヤ液供給ノズル１１が設けられている。このコンベヤ液供給ノズル１１からは、裁断機１０で生成されたペレットＰを搬出シュート７へ搬送するためのコンベヤ液（冷却液と兼用される。）が供給される。なお、ペレットＰと一緒に搬出シュート７に流入したコンベヤ液は冷却液供給タンク１２に還流する。

冷却液供給タンク１２に還流した冷却液は、循環ポンプ１３によって、冷却液供給タンク１２から汲み上げられて、熱交換器１４に送られて冷却される。熱交換器１４で冷却された冷却液は、分岐管１５で分岐され、それぞれ、冷却液供給ノズル８、冷却液散布管９、及びコンベヤ液供給ノズル１１へ送られる。なお、冷却液供給ノズル８、冷却液散布管９、及びコンベヤ液供給ノズル１１へ送られる冷却液の流量は、それぞれ、流量調節弁１６，１７，１８により調節される。

また、熱交換器１４は、低熱源２４から供給される冷媒によって冷却液を降温させる装置であり、流量調節弁１９によって冷媒の流量を調節することにより、熱交換器１４から流出する冷却液の液温を調節することが可能とされている。

最後に、ストランドＳの表面温度を検出する手段について説明する。

ストランドＳの表面に冷却液が付着していると、ストランドＳの表面温度を正確に検出できないので、ストランドＳの表面温度の検出に先だって、ストランドＳの表面に付着した冷却液を吹き飛ばすために、第２の案内溝４ｂの下流端の近傍に、ストランドＳに高圧の気体を吹き付ける気体噴射手段２０を設けている。なお、気体噴射手段２０には、送風機２１から加圧された気体が供給される。ストランドＳに吹き付ける気体は空気を用いるのが経済的であるが、原料樹脂と空気の反応によって生じる劣化を嫌う場合には、窒素ガス等の原料樹脂に対して不活性なガスを選ぶ。

気体噴射手段２０の後方、第２の段差Ｂの上方には温度センサ２２が取り付けられ、気体噴射手段２０が噴射する高圧気体がストランドＳに当たる位置よりも下流のストランドＳが空中に浮かんでいる位置で、ストランドＳの表面温度を検出する。温度センサ２２は物体から放射される赤外線の強度を検出して物体表面の温度を非接触で検出する放射温度計であり、狭い範囲（検出範囲の直径がストランドＳの直径より小さいものが望ましい）をピンポイントで検出できるタイプを選ぶ。なお、第２の案内溝４ｂおよび温度センサ２２の詳細な構造については後述する。

温度センサ２２により検出された温度の検出値は、電気信号として制御部２３に送信される。制御部２３は前記検出値を解析してストランドＳの表面温度を算出する温度算出手段と、算出された表面温度の値に基づいて、流量調節弁１６，１７，１８の開度を制御して、冷却液の流量制御を行い、又は、流量調節弁１９の開度を制御して冷却液の温度を制御する制御手段を有している。なお、前記温度算出手段における温度算出の手順および前記制御手段における制御手順については、後述する。

図２は、搬送路４を図１のα−α’線から見た矢視図である。図２において、３１は、搬送路４の両側に立設したフレームである。フレーム３１にはボールねじ３２と直動レール３３が搬送路４の底面に平行に取り付けられている。ボールねじ３２はフレーム３１に固定されたサーボモータ３４によって回転駆動される。温度センサ２２は、ナット３５と直動ガイド３６が固定されていて、ナット３５はボールねじ３２と螺合し、直動ガイド３６は直動レール３３に摺動自在に取り付けられている。この機構により、ボールねじ３２をサーボモータ３４で回転させると、温度センサ３２は搬送路４の幅方向に平行移動する。

制御部２３は温度センサ２２の計測線２２ａが第２の案内溝４ｂの中央の溝３７の左端３７Ｌと右端３７Ｒの間を移動するようにサーボモータ３４を制御する。ここで、計測線２２ａとは温度センサ２２が計測対象の物体を見る視線であり、温度センサ２２は計測線２２ａ上にある物体の温度を検出する。また、計測線２２ａが計測対象の物体の表面と交差する点を本明細書では検出点と呼ぶことにする。したがって、温度センサ２２は検出点（正確には、検出点を中心とする円形の範囲）の温度を検出する。なお、温度センサ２２の計測線２２ａが左端３７Ｌと右端３７Ｒの間を移動する間に、温度は連続して検出される。

なお、温度センサ２２を移動させる機構は、ボールねじ３２と直動レール３３の組み合わせには限られない。温度センサ２２をリニアモータで直接駆動してもよい。

また、温度センサ２２の計測線２２ａが搬送路４の幅方向に移動すれば、本発明の目的を達成できるので、温度センサ２２は必ずしも搬送路４に対して、平行に移動する必要はない。図３に示す様に、温度センサ２２を回転軸３８周りに揺動自在に搬送路４の上に固定されたフレーム３１’に取り付けて、図示しない減速機付きサーボモータ等で揺動してもよい。

また、搬送路４の幅を広くして、多数のストランドＳを同時に流下させるように設計すると、何らかの原因で冷却に偏りが生じる場合があるので、図４に示すように、複数の温度センサ２２を搬送路４の幅方向に配列して、複数のストランドＳの表面温度を同時に検出できるようにしてもよい。この場合、冷却液供給ノズル８、冷却液散布管９、及びコンベヤ液供給ノズル１１および、これらに送られる冷却液の流量を調節する流量調節弁１６，１７，１８も幅方向に複数本設けて、幅方向に並んだ複数の流量調節弁１６，１７，１８を独立して開閉制御すれば、幅方向に配列された多数のストランドＳを均等に冷却することができる。

次に、計測点２２ａが溝３７の左端３７Ｌと右端３７Ｒの間を往復する間に温度センサ２２が検出した温度データから、ストランドＳの表面温度を求める手順を説明する。

図５は、温度センサ２２が検出した温度データから、ストランドＳの表面温度を求める原理の説明図である。図５（ａ）に示すように、ストランドＳは溝３７の中で「暴れる」から、溝３７の左端３７Ｌと右端３７Ｒの間の何処に有るかは解らないが、ストランドＳは左端３７Ｌと右端３７Ｒの間の何れかの場所に必ず存在する（設計段階で「暴れ」の強さを推定して、ストランドＳが溝３７の外に出ないように、溝３７の深さを決定している）。また、ストランドＳの表面温度は冷却液や第２の案内溝４ｂよりも高いから、溝３７の左端３７Ｌと右端３７Ｒの間の温度を連続検出すれば、ストランドＳの位置で最大値が検出される。

したがって、温度センサ２２の計測線２２ａが溝３７の左端３７Ｌと右端３７Ｒの間を往復移動して温度を連続して計測（つまり、左端３７Ｌと右端３７Ｒの間の温度を２回スキャン）すると、図５（ｂ）に示すようなピークを２つ持つ曲線が得られる。図の左側のピークは往路で検出したストランドＳの表面温度であり、右側のピークは復路で検出したストランドＳの表面温度である。この２つのピークの平均値を求めれば、計測誤差が相殺されて、信頼性の高い値が得られる。

また、温度センサ２２の検出点を溝３７の左端３７Ｌと右端３７Ｒの間を多数回スキャンさせて、平均を求めてもよい。図６は、温度センサ２２の検出点を溝３７の左端３７Ｌと右端３７Ｒの間でＮ回スキャンさせて、ストランドＳの表面温度を求める手順を説明するフローチャートである。以下、図に付したステップ番号を引用して説明する。

（ｓｔｅｐ１）カウンタｎをリセットする。
（ｓｔｅｐ２）カウンタｎに１を加える。
（ｓｔｅｐ３）スキャンを開始する。温度センサ２２の検出点を溝３７の左端３７Ｌから右端３７Ｒに向けて移動させる（往路の場合、復路は逆向き）。この間、温度センサ２２では、所定の周期で温度を検出して得られた検出温度の列を制御部２３内のメモリーに格納する。なお、検出周期は温度センサ２２の移動速度、検出範囲およびストランドＳの寸法を勘案して、「連続検出」と見なせる周期を決定する。
（ｓｔｅｐ４）スキャンを終了する。
（ｓｔｅｐ５）ｓｔｅｐ３で得られた検出温度の列を比較して、最大値（ピーク値）を求める。
（ｓｔｅｐ６）前記ピーク値をＴ（ｎ）として制御部２３内のメモリーに格納する。
（ｓｔｅｐ７）カウンタｎがＮ未満ならば、ｓｔｅｐ２に戻り、Ｎ以上ならばｓｔｅｐ８に進む（つまりＮ回のスキャンが終わるまで、ｓｔｅｐ２からｓｔｅｐ７までの処理を繰り返す）。
（ｓｔｅｐ８）Ｔ（ｎ）の総和をＮで除して平均値をもとめ、その値をストランドＳの表面温度Ｔとする。

更に、このようにして得られたストランドＳの表面温度ＴとストランドＳの表面温度のあるべき値（制御目標）との差を求めて、その差に応じて、流量調節弁１６，１７，１８，１９を開閉する。表面温度Ｔが制御目標より高ければ、流量調節弁１９を開いて冷媒の流量を増加させて冷却液の温度を下げ、流量調節弁１６，１７，１８を開いて冷却液の流量を増加させる、逆に、表面温度Ｔが制御目標より低ければ、流量調節弁１９あるいは流量調整弁１６，１７，１８を閉じる。なお、この制御においては、流量調節弁１９の開閉が優先され、流量調節弁１９の開閉による冷却液の温度調整だけで対応できない場合に、流量調節弁１６，１７，１８を開閉する。また、表面温度Ｔによる流量調節弁１６，１７，１８、１９の開度の制御は、Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御など方式を用いることができる。

なお、温度センサ２２の検出値からストランドＳの表面温度Ｔを算出する方法および、ストランドＳの表面温度Ｔに基づいて流量調節弁１６，１７，１８、１９の開度の制御する方法は、制御部２３にプログラムとして書き込まれ、制御部２３を温度算出手段ならびに制御手段として機能させているが、専用のハードウェアで実現してもよい。

また、温度センサ２２の検出点を搬送路４の全幅を移動させて（つまり、搬送路４内にある全てのストランドＳの表面温度を検出して）もよい。この場合、第２の案内溝４ｂの全ての溝の位置は解っているから、ある溝の中で検出された温度の最大値がその溝の中にあるストランドＳの表面温度となる。

なお、ここまでの説明で、温度センサ２２の検出点を搬送路４あるいは溝３７の全幅を往復スキャンさせる例、複数回スキャンさせる例を示したが、温度センサ２２のスキャンは片道だけあってもよいし、奇数回のスキャン（Ｎ回の往復＋１回の片道）であってもよい。

また、本実施例においては、ストランド冷却装置をペレット製造装置に組み込んだ例を示したが、本発明のストランド冷却装置は、熱可塑性樹脂の繊維、光ファイバー等の製造にも使用することが可能である。

また、本実施例においては、温度センサ２２を搬送路４の下流の１箇所だけに取り付けた例を示したが、本発明のストランド冷却装置はこれに限られるものではない。例えば、温度センサ２２を搬送路４の複数の箇所に取り付ければ、より精度の高い温度管理が可能になる。

本発明の実施例に係るストランド冷却装置の基本的構成を示す図である。 搬送路を図１のα−α’線から見た矢視図である。 温度センサの別の例を示す図である。 温度センサの別の例を示す図である。 ストランドの表面温度を算出する原理の説明図である。 ストランドの表面温度を算出する方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ペレット製造装置
２ ダイヘッド
３ シュート板
４ 搬送路
４ａ 第１の案内溝
４ｂ 第２の案内溝
４ｃ 冷却液排出部
５ ニップロール装置
５ａ アッパーロール
５ｂ フィードロール
６ａ 固定刃
６ｂ 回転刃
７ 搬出シート
８ 冷却液供給ノズル
９ 冷却液散布管
１０ 裁断機
１１ コンベヤ液供給ノズル
１２ 冷却液供給タンク
１３ 循環ポンプ
１４ 熱交換器
１５ 分岐管
１６，１７，１８，１９ 流量調節弁
２０ 気体噴射手段
２１ 送風機
２２ 温度センサ
２２ａ 計測線
２３ 制御部
２４ 低熱源
３１ フレーム
３１’フレーム
３２ ボールねじ
３３ 直動レール
３４ サーボモータ
３５ ナット
３６ 直動ガイド
３７ 溝
３７Ｌ 溝の左端
３７Ｒ 溝の右端
Ａ 第１の段差
Ｂ 第２の段差
Ｓ ストランド
Ｐ ペレット

Claims (12)

1. ダイヘッドから吐出する熱可塑性樹脂からなるストランドを、冷却液とともに搬送路上を流下させながら冷却するストランド冷却装置において、
   前記搬送路上の前記ストランドの表面温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出点が前記搬送路の幅方向にスキャンするように、前記温度検出手段を動作させるスキャン動作手段と、
   前記温度検出手段が前記スキャン動作中に検出した検出温度の最大値を前記ストランドの表面温度とする温度算出手段と、
   前記温度算出手段が算出した前記ストランドの表面温度に基づいて、前記冷却液の温度又は前記冷却液の流量を制御する制御手段を備えていること
   を特徴とするストランド冷却装置。
2. 前記搬送路は、前記ストランドを一本ずつ隔離する複数本の案内溝を備え、
   前記スキャン動作手段は、前記温度検出手段の検出点が１本の前記案内溝の一端から他端までをスキャンするように、前記温度検出手段を動作させること
   を特徴とする請求項１に記載のストランド冷却装置。
3. 前記搬送路は、前記案内溝の下流側の底面に形成された段差部と、
   前記段差部の下流側近傍において前記ストランドに対して高圧気体を吹き付ける気体噴射手段を備え、
   前記温度検出手段は前記気体噴射手段により高圧気体が吹き付けられる位置よりも下流側の前記ストランドが空中に浮いた位置において、前記ストランドの表面温度を検出することを特徴とする請求項２に記載のストランド冷却装置。
4. 前記温度検出手段を前記搬送路の幅方向に複数個配列したこと
   を特徴とする請求項２又は３に記載のストランド冷却装置。
5. 前記スキャン動作手段は、前記温度検出手段を直線動作させる直動装置であること
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のストランド冷却装置。
6. 前記スキャン動作手段は、前記温度検出手段を揺動させる揺動装置であること
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のストランド冷却装置。
7. ダイヘッドから吐出する熱可塑性樹脂からなるストランドを、冷却液とともに搬送路上を流下させながら冷却するストランド冷却方法であって、
   前記搬送路上のストランドの表面温度を検出する温度検出手段の検出点が前記搬送路の幅方向をスキャンするように、前記温度検出手段を動作させて、
   前記温度検出手段が前記スキャン動作中に検出した検出温度の最大値前記ストランドの表面温度とし、
   前記温度算出手段が算出した前記ストランドの表面温度に基づいて、前記冷却液の温度又は前記冷却液の流量を制御すること
   を特徴とするストランド冷却方法。
8. 前記温度検出手段の検出点を前記搬送路の幅方向に複数回スキャンさせて、
   前記最大値を複数個算出し、
   前記複数個の最大値の平均値を前記ストランドの表面温度とすること
   を特徴とする請求項７に記載のストランド冷却方法。
9. ダイヘッドから吐出する熱可塑性樹脂からなるストランドを、冷却液とともに搬送路上を流下させながら冷却し、その後、前記ストランドを裁断するペレットの製造方法であって、
   前記搬送路上のストランドの表面温度を検出する温度検出手段の検出点が前記搬送路の幅方向をスキャンするように、前記温度検出手段を動作させて、
   前記温度検出手段が前記スキャン動作中に検出した検出温度の最大値を前記ストランドの表面温度とし、
   前記温度算出手段が算出した前記ストランドの表面温度に基づいて、前記冷却液の温度又は前記冷却液の流量を制御すること
   を特徴とするペレットの製造方法。
10. 前記温度検出手段の検出点を前記搬送路の幅方向に複数回スキャンさせて、
    前記最大値を複数個算出し、
    前記複数個の最大値の平均値を前記ストランドの表面温度とすること
    を特徴とする請求項９に記載のペレットの製造方法。
11. 請求項７又は８に記載のストランド冷却方法をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
12. 請求項９又は１０に記載のペレットの製造方法をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
    
    
    
    
    

Images