JP4647076B2 - ペレット化用樹脂カッティング装置及びペレット化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂等のペレット化に用いられるホットカット用樹脂カッティング装置及びペレット化方法に関し、詳しくは、カッター刃胴に開口部を有するカッター刃が、ダイに対して傾斜して設けられ、カッター刃の回転により、雰囲気流体が開口部を経てカッター刃胴上面３１からカッター刃胴下面３３へ通過できる構造を有するものであり、切断されたペレットがカッター刃に付着したりペレット同士が再付着することを防止できる樹脂カッティング装置及びペレット化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から樹脂の押出ペレット化に用いられるカッティング方式は、コールドカット、いわゆるストランドカットとホットカット、別称ダイフェースカットに大別され、さらに後者は水中カットと空気中カットに分類される。特に、空気中でのホットカット装置（図６参照）では、切断されたペレットがカッター刃１に付着したり、切断されたペレット同士が再付着して好ましくない形状のペレットが発生するという問題がある。
【０００３】
従って、これらの現象を抑制するために、種々の手法が一般に用いられている。例えば、特開平４−６７９１１号公報にはカッター刃の樹脂切断部位に冷却水を吹き付けて切断されたペレットを互いに分離独立させる方法が開示され、特開平６−１５５４５５号公報には噴射ノズルを用いて回転するカッター刃に冷却水を吹きかけ、切断されたペレット同士が再付着することを防止する方法が開示され、特開昭６２−２７９９０５号公報にはカッター内に冷媒通路を設けて樹脂切断部に冷却水を吹付ける方法が開示され、特開平７−１００８２６号公報にはカッターボックス内に複数設置したノズルから冷却用のエアーをカッター刃に吹付ける方法が開示されている。
しかしながら、上記従来技術は、切断されたペレットがカッター刃に付着すること、及び切断されたペレット同士が再付着することを防止する目的で、カッティング刃や胴等に冷却水や冷却エアーなどの冷却媒体を吹付けたり、供給したりするための冷却用付帯設備を必要とし、同時に冷却媒体のランニングコストも必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、カッター刃冷却用付帯設備を必須とせず、カッター刃への樹脂の付着や、連珠状ペレット等の形成を防止できるカッティング装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するために鋭意研究を行なった結果、高速で回転するカッター刃に開口部を設けて、雰囲気流体（以下流体と略称することがある。）を開口部を経てカッター刃胴上面３１からカッター刃胴下面３３へ通過させる構造とすることにより、切断されたペレットのカッター刃への付着や切断されたペレット同士の再付着を防止するのに有効であることを見出し、本発明を完成するに到達したものである。
【０００６】
すなわち本発明の第１は、雰囲気流体中でホットカットを行う樹脂カッティング装置において、カッター刃（１）はカッター刃胴（３）、及びカッター刃胴（３）の一端に設けられた刃先（２）からなり、カッター刃胴（３）はカッター刃胴上面（３１）からカッター刃胴下面（３３）へ雰囲気流体を通過させる開口部（５）を有し、カッター刃（１）が樹脂の押出されるダイス面（１１）に傾斜して設けられ、刃先（２）がダイス面（１１）に沿って回転することを特徴とする樹脂カッティング装置を提供する。
本発明の第２は、開口部（５）が孔（７）又は切り欠き（８）であることを特徴とする本発明の第１に記載の樹脂カッティング装置を提供する。
本発明の第３は、カッター刃（１）のダイス面（１１）に対する傾斜角が１０〜４５度である本発明の第１又は２に記載の樹脂カッティング装置を提供する。
本発明の第４は、開口部（５）の数が１以上である本発明の第１〜３のいずれかに記載の樹脂カッティング装置を提供する。
本発明の第５は、雰囲気流体が、気体又は液滴を含む気体である本発明の第１〜４のいずれかに記載の樹脂カッティング装置を提供する。
本発明の第６は、本発明の第１〜５のいずれかに記載の樹脂カッティング装置を使用した樹脂又は樹脂組成物のペレット化方法を提供する。
本発明の第７は、樹脂組成物が樹脂、並びに、樹脂添加剤及び／又は充填剤からなる本発明の第６に記載のペレット化方法を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のカッター刃の作用効果を表す模式図の一例である。１はカッター刃、２は刃先、３は刃胴であり、５は本発明に係る開口部である。
本発明でいう開口部とは、一種の窓であり、後述する種々のものが挙げられる。カッター刃は、ダイス面１１に対して傾斜して設けられ、開口部５を有するカッター刃１が流体中で高速回転することにより、切断されたペレットのカッター刃への付着や切断されたペレット同士の再付着が防止される。これは開口部５を設けることにより、カッター刃胴上面３１からカッター刃胴下面３３へ流体を通過させ易くなったことにより、ダイス面１１から押し出された樹脂もしくは刃先２が冷却等され易くなったり、あるいはペレットが吹き飛ばされ易くなったものと推定される。
【０００８】
カッター刃
図２に、本発明のカッター刃の一例を示す。図２において、カッター刃１は、長方形平板状で、刃先２、カッター刃胴３、カッター刃胴３の中央部の刃先近くに長方形の開口部５が設けられており、必要に応じてカッターホルダー２１への取り付け部９（例えば、孔）等を有する。
カッター刃１は、ダイス面１１に傾斜して設けられ、ダイス面１１に向かい合う面が刃胴下面３３であり、反対面が刃胴上面３１である。カッター刃１のダイス面１１に対する傾斜角（図１のθ）は、１０〜４５度、好ましくは２０〜４０度であり、通常３０度程度である。
刃先２は、刃胴側面３２に直角（図２参照）に形成されても、刃胴側面３２と３２’の長さが異なり、斜めに形成されてもよい（図４参照）。刃先２の刃面（刃胴上面３１側）は直線でも、曲線でも、掬い面を有していてもよい。なお、刃先２のダイス面１１に沿う側にも３０度以下の角度で僅かな刃面を設けてもよい。
カッター刃１の厚みには特に制限はないが、例えば１．５〜３ｍｍである。
刃先２のカッター刃胴下面３３に対する角度は、例えば１５〜４５度である。
カッター刃１の材質は特に制限されず、本発明のカッター刃１の構造に応じて、適切なものが従来のものから選択される。
【０００９】
開口部
開口部としては下記のものが挙げられ、その数は１又は複数でもよい。
（ｉ）直孔
図２に示すように、開口部５は、カッター刃胴上面３１からカッター刃胴下面３３へ流体を通過させる孔であってもよい。孔の形状は、方形、三角形、多角形、円形、扇形等が挙げられる。開口部の形状は図２等に示すように、刃側面３２に対して縦長であっても、横長であっても、刃側面３２に対して斜めであってもよい。
開口部の大きさは、流体の流れを良くするために、大きい方が望ましいが、カッター刀自身の強度が低下し折損の可能性があるため、その材質や厚み、さらにはカッター刃とダイ面との接触圧に依存する。また、小さすぎると流れが充分でなく、好ましくない。
開口部５の位置は、カッター刀１の大きさ形状にもよるが、例えば、刃先から１０〜３０ｍｍ付近に設けることができる。
【００１０】
（ii）切り欠き
図３に示すように、開口部５は、カッター刃胴上面３１からカッター刃胴下面３３へ流体を通過させる切り欠きであってもよい。
切り欠きの形状は、方形、台形、半円形などが挙げられる。
切り欠きと直孔を組み合わせて設けることもできる。
【００１１】
図５に示すように、カッター刃１は、例えばカッターホルダー２１に取り付けて、ダイス面１１に向かい合わせて取り付けられ、カッターホルダー２１がカッター駆動装置２２（図６参照）により回転される。カッターホルダー２１には、カッター刃１が１枚以上、例えば２〜８枚など複数枚を取り付けることができる。カッターホルダーは必ずしも必要なく、複数のカッター刃が形成された円盤を回転軸に取り付けてもよい。
ダイス面１１とカッター刃１のクリアランスは０．１ｍｍ以下、通常０．０６ｍｍ以下、好ましくは０．０１〜０．０３ｍｍである。クリアランスが上記範囲より大きすぎると押出された樹脂柱が倒れ易くなり、ペレット化に支障をきたす。
カッター刃１の取り付けられたカッターホルダー２１等は、ダイス１２と共にカッターボックス２３に収納される。カッターボックス２３には、雰囲気流体が満たされ、カッターボックス２３の内側面には冷却水の液膜が形成され、ペレットは液膜に衝突して、冷却水とともに出口２４から排出され、冷却水と分離され回収される。
【００１２】
雰囲気流体は、気体又は液体であり、好ましくは気体であり、特に好ましくは空気である。しかしながら、本発明は、空中で水を投射しながらホットカットする場合にも適用可能である。
気体は、空気が使用できるが、必要に応じて、窒素、二酸化炭素等の不活性気体や、場合によっては水滴を含有するものであってもよい。
【００１３】
本発明の樹脂カッティング装置は樹脂又は樹脂組成物のペレット化に使用することができる。樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂には、樹脂添加剤や充填剤が配合されていてもよい。充填剤としては、タルクやシリカなどの粉末の他に、ガラス繊維、カーボン繊維などの繊維状強化材を含んでいてもよい。
【００１４】
得られるペレットの形状としては、ダイから押し出される樹脂の種類や条件、カッター刃１の形状、カッティング条件、雰囲気流体の種類により、錠剤状、凸レンズ状、球状、円筒状等が挙げられる。
ペレットの直径は、例えば２．５〜４．０ｍｍであるが、これに限定されるものではない。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例１]
ＳＵＳ３０４を基材とする全長９０ｍｍ、幅５７ｍｍ、厚さ２ｍｍのカッター刃において、カッター刃中央部に幅２１ｍｍ×長さ３０ｍｍの開口部を設けた。
開口部の刃先寄りの縁は、刃先端から１５ｍｍの位置であった。
本カッター刃を日本製鋼所（ＪＳＷ）製センターホットカット用カッターホルダーに、ダイス面に対する角度（θ）を３０度として４枚取付け、ＰＯＭの押出ペレット化を実施した。
押出機としては、ＪＳＷ製（スクリュー径２００ｍｍ、一軸）を使用した。条件は、押出量１．２Ｔｏｎ／ｈｒ、スクリュー回転数４０ｒｐｍ、カッター回転数１，２００ｒｐｍとした。使用樹脂は、押出機出ペレットのＭＩが９となるポリオキシメチレン（ＰＯＭ）であった。
実験の結果、７２時間連続して、カッター刃へ付着して発生する不定形のペレットや、連珠と称される切断後お互いに再付着したペレットの発生はなく、良好な球状ペレットを製造することができた。
【００１６】
[比較例１]
カッター刃に開口部のない通常のカッター刃を使用した他は、実施例１と同様の押出機、条件で運転した場合、１時間あたり１５ｋｇの連珠が発生した。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、カッター刃へ付着して発生する不定形のペレットや連珠と称される切断後お互い再付着したペレットが発生することなく、長時間連続で、安定して押出ペレット化が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカッター刃の作用効果を表す模式図である。
【図２】本発明に係るカッター刃の一例（孔あき）を示す図である。
【図３】本発明に係るカッター刃の他の一例（切り欠き）を示す図である。
【図４】本発明に係るカッター刃の他の一例を示す図である。
【図５】ダイス面と、カッターホルダーに取り付けられた本発明のカッター刃を示す斜視図である。
【図６】一般的なホットカット装置を示す図である。
【符号の説明】
１ カッター刃
２ 刃先
３ 刃胴
５ 開口部
７ 孔
８ 切り欠き
９ 取り付け部
１１ ダイス面
２１ カッターホルダー
２２ カッター駆動装置
２３ カッターボックス
２４ 出口
３１ カッター刃胴上面
３２ カッター刃胴側面
３２’カッター刃胴側面
３３ カッター刃胴下面

Claims (7)

1. 雰囲気流体中でホットカットを行う樹脂カッティング装置において、カッター刃（１）はカッター刃胴（３）、及びカッター刃胴（３）の一端に設けられた刃先（２）からなり、カッター刃胴（３）はカッター刃胴上面（３１）からカッター刃胴下面（３３）へ雰囲気流体を通過させる開口部（５）を有し、カッター刃（１）が樹脂の押出されるダイス面（１１）に傾斜して設けられ、刃先（２）がダイス面（１１）に沿って回転することを特徴とする樹脂カッティング装置。
2. 開口部（５）が孔（７）又は切り欠き（８）であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂カッティング装置。
3. カッター刃（１）のダイス面（１１）に対する傾斜角が１０〜４５度である請求項１又は２に記載の樹脂カッティング装置。
4. 開口部（５）の数が１以上である請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂カッティング装置。
5. 雰囲気流体が、気体又は液滴を含む気体である請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂カッティング装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂カッティング装置を使用した樹脂又は樹脂組成物のペレット化方法。
7. 樹脂組成物が樹脂、並びに、樹脂添加剤及び／又は充填剤からなる請求項６に記載のペレット化方法。

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