JP4252180B2 - アンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイス - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却水が循環供給されるカッタボックス内において、ダイスより押し出されたストランドを回転刃によって逐次ペレットに切断するいわゆるアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
アンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイスの一従来例について説明する。図6に示すように、ダイス101は、押し出されたストランドを回転刃で切断できる輪帯状の部位に互いに間隔をおいて設けられた複数のオリフィス102を備えている。各オリフィス102は、ダイス101の導入面101a側を大径の導入孔102aとし、吐出面101b側を小径の吐出孔102bとすることによって、所定の外径(ペレット外径)のストランドを押し出すことができるように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、各オリフィスが大径の導入孔および小径の吐出孔からなり、かつダイスの限られた面積の輪帯状の部位に開口されているため、この限られた面積の輪帯状の部位に配設できるオリフィスの数には限りがあり、大容量化に対応することができない。
【0004】
また、アンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置においては、カッタボックスには冷却水が循環供給されているため、ダイスの吐出面が冷却水にさらされ、オリフィス内の溶融プラスチックの冷却固化による目詰まりが発生するおそれがある。この目詰まりを防止するために温調用のジャケットをダイスに配設した場合には、ジャケットの両側のオリフィスの間隔を広くとらなければならず、いわゆるデッドスペースが生じる。その結果、さらに配設できるオリフィスの数が減少してしまうという問題点があった。
【0005】
本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、温調用のジャケットを配設した部位に生じるデッドスペースを縮小し、数多くのオリフィスを配設して大容量化に対応することができる、アンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイス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】
上記目的を達成するため、本発明のアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置は、ダイス母材の吐出側面に耐摩耗性に勝れた硬化層を輪帯状に設け、前記硬化層に対応する部位に周方向に互いに間隔をおいて複数のオリフィスユニットを設けることにより、前記硬化層のほぼ全域に分布する多数のオリフィスが開口されたアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイスであって、前記オリフィスユニットは、前記ダイス母材の導入側面に開口する略矩形状の導入溝と、前記導入溝の底面と前記オリフィスとを連通させる2列に配列された複数のノズルとを備え、前記各ノズルが、前記オリフィスの開口径より小径である小径部を有し、各ノズルの小径部がオリフィスの開口径と同径の大径部に対して偏心して配設され、前記小径部が配設された深さ位置に温調用のジャケットが設けられていることを特徴とする。
【0007】
また、ダイス母材の吐出側面に耐摩耗性に勝れた硬化層を輪帯状に設け、前記硬化層に対応する部位に周方向に互いに間隔をおいて複数のオリフィスユニットを設けることにより、前記硬化層のほぼ全域に分布する多数のオリフィスが開口されたアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイスであって、前記オリフィスユニットは、前記ダイス母材の導入側面に開口する略矩形状の導入溝と、前記導入溝の底面と前記オリフィスとを連通させる2列に配列された複数のノズルとを備え、前記各ノズルが、前記オリフィスに対して偏心して配設された偏心部を有し、前記偏心部が配設された深さ位置に温調用のジャケットが設けられていることを特徴とするものでもよい。
【0008】
【作用】
各オリフィスを開口端とするノズルの所定の深さ位置に、オリフィスの開口径より小径である小径部を設けて、温調用のジャケットのためのスペースを確保する。
【0009】
また、各オリフィスを開口端とするノズルの所定の深さ位置に、オリフィスに対して偏心して配設された偏心部を設けることで、温調用のジャケットのためのスペースを確保してもよい。
【0010】
ジャケットを配設することによって生じるデッドスペースを縮小してダイスの吐出側面のオリフィス数を増大させ、限られた面積の吐出側面を有効利用することで大容量化に対応できる。
【0011】
ノズルの小径部をオリフィスに対して偏心させれば、上記のデッドスペースをより一層縮小し、ダイスの吐出側面を最大限に有効利用できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1の(a)に示すように、ダイス母材1の吐出側面1aには、回転刃の回転に起因する摩耗を防止するために、タングステンカーバイド系合金やチタンカーバイド系合金等の耐摩耗性に勝れた材料からなる硬化層1bが輪帯状に設けられており、この輪帯状の硬化層1bに対応する部位に周方向に互いに間隔をおいて複数のオリフィスユニット6(図2参照)を設けることにより、硬化層1bのほぼ全域に分布して多数のオリフィス2が開口されている。
【0014】
本実施の形態において、各オリフィスユニット6は以下のとおりに構成されている。
【0015】
図1の(b)に示すように、ダイス母材1の吐出側面1aの反対側の導入側面1cには、輪帯状の硬化層1bに対応する部位に、略矩形状の断面形状を有する導入溝3が周方向に互いに間隔をおいて略放射状に開口されており、図2の(b)に示すように、各導入溝3の底面には、導入溝3の長尺方向に2列のノズル4a,4bが連通して形成されてオリフィスユニット6を構成し、各ノズル4a,4bの開口端がオリフィス2となっている。
【0016】
各オリフィスユニット6の第1列のノズル4aと第2列のノズル4bは、それぞれ、導入溝3側の所定の深さ位置に配設された小径部である第1ノズル部41a,41bと、ダイス開口側に位置する大径部である第2ノズル部42a,42bを有する。
【0017】
すなわち、第2ノズル部42a,42bは、オリフィス2の開口径と同じ穴径d1 を有し、第1ノズル部41a,41bは、オリフィス2の開口径より小径の穴径d2 を有する。ノズル4a,4bの目詰まり防止のために設けられる温調用のジャケット7は、互いに隣接するオリフィスユニット6の第1ノズル部41a,41bの間に配設されている。
【0018】
図3に示すように、各オリフィスユニット6の第1列のノズル4aの第1ノズル部41aと第2列のノズル4bの第1ノズル部41bは、それぞれ第2ノズル部42a,42bに対して、互いに逆方向に偏心しており、ジャケット7を配設するためのスペースを前記所定の深さ位置にある第1ノズル部41a,41bの間に確保しながら、出来るだけ隣接するオリフィスユニット6の間のノズル間ピッチP5 を縮小し、ダイスの吐出側面1aに開口するオリフィス2の数を多くすることができるように構成されている。
【0019】
各オリフィスユニット6の導入溝3に流入した溶融樹脂は、小径の第1ノズル部41a,41bで圧縮されたのち、大径の第2ノズル部42a,42bを通り各オリフィス2からカッタボックス(不図示)内に均一に押し出される。前記カッタボックス内に押し出されたストランドは、カッタボックス内に循環供給される冷却水で冷却されるが、この際に膨張してオリフィス2の内径d1 より大きな外径になる。このため、各オリフィスユニット6内の2方向のノズル間ピッチP1 ,P2 (図2の(a)参照)は、ともにオリフィス2の開口径d1 の2〜3倍の範囲に設定しておくことが好ましい。
【0020】
そこで、各列内のノズル間ピッチP1 と、隣接する列の間のノズル間ピッチP2 の最小値を確保しながら、第1列と第2列の間隔P3 を出来るだけ小さくするために、第1列のノズル4aと第2列のノズル4bを互い違いに配設する。このようにしてノズル列の間の間隔P3 を縮小することで、オリフィス数を多くする。
【0021】
また、隣接するオリフィスユニット6の間には、前述のように温調用のジャケット7が配設されるため、例えば、図4に示すように、各オリフィスユニット6のノズル4a,4bが小径の第1ノズル部を持たず、オリフィス2の開口径d1 と同径の第2ノズル部のみである場合には、ジャケット7を配設した部分のノズル間ピッチP4 を大きくとらなければならず、ダイスの吐出側面1aにおいてオリフィス2の無い帯状のデッドスペースができてしまう。
【0022】
そこで、本実施の形態は、前述のように、各オリフィスユニット6のオリフィス2の開口径d1 と同径の第2ノズル部42a,42bの上流側に、小径d2 の第1ノズル部41a,41bを互いに逆向きに偏心させて設けることで、オリフィスユニット6の所定の深さに配設するジャケット7のためのスペースを確保しながら、デッドスペースを縮小し、ダイス全体のオリフィス数を増大させるものである。
【0023】
詳しく説明すると、図4のように各ノズル4a,4bがジャケット7の深さに第1ノズル部を持たず、オリフィス2と同じ穴径d1 の第2ノズル部のみであるダイスにおいては、ジャケット7を内蔵する部位のノズル間ピッチP4 は、ジャケット7の穴径d3 、ノズル4a,4bとの間に必要な肉厚tとすると、以下の式で表わされる。
P4 =d3 +2t+d1 ・・・(1)
【0024】
これに対して本実施の形態においては、図3に示すように、ジャケット7を内蔵する部位すなわち隣接するオリフィスユニット6の間のノズル間ピッチP5 は、小径d2 の第1ノズル部41a,41bの、大径d1 の第2ノズル部42a,42bに対する偏心量eが(d1 −d2 )/2であるから、以下の式で表わされる。
P5 =d3 +2t+d2 −(d1 −d2 )・・・(2)
式(1)、(2)から
P4 −P5 =2(d1 −d2 )
【0025】
このように、各ノズルにオリフィス径より小径のノズル部を互いに逆向きに偏心させて設けることで、オリフィスの無いデッドスペースを大幅に縮小し、ダイスに配設されるオリフィスの数を増やすことができる。
【0026】
なお、本実施の形態は、2列に配設されたノズルの第1ノズル部である小径部を互いに逆方向に偏心させて配列したものであるが、必ずしも偏心させる必要はなく、ノズルの小径部においてジャケットのための必要スペースが確保されるのであれば、大径部すなわちオリフィスと同軸上でもよい。
【0027】
また、図5に示すように、各ノズル4a,4bに小径部を設けることなく、第2ノズル部42a,42bに対して偏心させただけの第1ノズル部43a,43bを設けて、その深さ位置に温調用のジャケット7を配設してもよい。この場合は、ノズル間ピッチP5 が以下の式で表わされる。
P5 =d3 +2t+d1 −2e ・・・(3)
式(1)、(3)から
P4 −P5 =2e
【0028】
このように、偏心部である第1ノズル部の偏心量eの2倍だけ、デッドスペースを縮小できる。
【0029】
なお、第1ノズル部の方が第2ノズル部より大径、すなわち、d2 >d1 であっても、第1ノズル部の偏心量を大きくすればデッドスペースを縮小できることは言うまでもない。
【0030】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
【0031】
ダイスを大径にしなくても、ダイスにおける限られた面積の輪帯状の硬化層に多数のノズルを設けることができるため、大容量化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態によるアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置のダイスを示し、(a)は吐出側面の模式部分平面図、(b)は導入側面の模式部分平面図である。
【図2】各オリフィスユニットのオリフィスの配列を示すもので、(a)は吐出側面の部分拡大平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う部分断面図である。
【図3】各オリフィスユニット間のノズル間ピッチを算出する方法を説明する図である。
【図4】ノズルが小径部や偏心部を持たない場合を説明する図である。
【図5】一変形例を示す部分断面図である。
【図6】従来のアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイスの一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 ダイス母材
1a 吐出側面
1b 硬化層
1c 導入側面
2 オリフィス
3 導入溝
4a,4b ノズル
6 オリフィスユニット
7 ジャケット
41a,41b,43a,43b 第1ノズル部
42a,42b 第2ノズル部
Claims (2)
- ダイス母材(1)の吐出側面(1a)に耐摩耗性に勝れた硬化層(1b)を輪帯状に設け、前記硬化層に対応する部位に周方向に互いに間隔をおいて複数のオリフィスユニット(6)を設けることにより、前記硬化層のほぼ全域に分布する多数のオリフィス(2)が開口されたアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイスであって、
前記オリフィスユニットは、前記ダイス母材の導入側面(1c)に開口する略矩形状の導入溝(3)と、前記導入溝の底面と前記オリフィスとを連通させる2列に配列された複数のノズルとを備え、
前記各ノズルが、前記オリフィスの開口径より小径である小径部(41a,41b)を有し、
各ノズルの小径部がオリフィスの開口径と同径の大径部(42a,42b)に対して偏心して配設され、
前記小径部が配設された深さ位置に温調用のジャケット(7)が設けられていることを特徴とするアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイス。 - ダイス母材の吐出側面に耐摩耗性に勝れた硬化層を輪帯状に設け、前記硬化層に対応する部位に周方向に互いに間隔をおいて複数のオリフィスユニット(6)を設けることにより、前記硬化層のほぼ全域に分布する多数のオリフィスが開口されたアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイスであって、
前記オリフィスユニットは、前記ダイス母材の導入側面(1c)に開口する略矩形状の導入溝(3)と、前記導入溝の底面と前記オリフィスとを連通させる2列に配列された複数のノズルとを備え、
前記各ノズルが、前記オリフィスに対して偏心して配設された偏心部(43a,43b)を有し、前記偏心部が配設された深さ位置に温調用のジャケットが設けられていることを特徴とするアンダーウォータカット方式のプラスチック造粒装置に用いられるダイス。
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