JP5238608B2 - 搬送装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置及び方法に関し、特に、押出機や造粒装置などから排出される溶融樹脂の切断片を冷却しつつ搬送する際に好適に使用できる搬送装置及び方法に関する。

一般に、合成樹脂材料は、材料の改質および均質化、後工程の成形装置における取扱いを容易にする等のため、溶融混錬され、造粒されている。この目的で、大容量の造粒装置である水中造粒装置が先端に連結された大型のスクリュ式押出機が用いられる。スクリュ式押出機では、押出機の先端と水中造粒装置との間に、通常、ダイバーターバルブが設けられている。

ダイバーターバルブは、スクリュ式押出機により溶融混錬された合成樹脂材料を造粒装置へ流動させるか、又は、外部へ排出させるかの切換えを行うために使用される。ダイバーターバルブは、例えば大型のスクリュ式押出機において、溶融混錬された合成樹脂材料の物性あるいは性状が安定しない運転開始時や、連続運転中に合成樹脂材料のグレードあるいは種類を変更した後の物性および品質が安定するまでの間に、開となって溶融樹脂を系外に排出する。つまり、ダイバーターバルブは、造粒されても品質不良で製品価値がない場合、または、水中造粒装置等の関連機器の一時的な停止時等により下流側に合成樹脂材料を供給できない場合に開となり、溶融混錬された合成樹脂材料を外部に排出するために使用される。排出された高温で溶融状態の合成樹脂材料は、搗きたての餅に似た性状を有し、連続的に垂れ下がってダイバーターバルブから排出され、ダイバーターバルブ下方の床上に堆積する。

一方、スクリュ式押出機により溶融混錬された合成樹脂材料は、ダイバーターバルブが閉のときには水中造粒装置へ送られ、ダイスから押し出される。ダイスから押し出された溶融樹脂は、造粒装置の運転開始直後から品質が安定するまでの間は、品質不良で製品価値がないため、ストランド状の樹脂切断片として高温状態で排出される。このストランド状の樹脂片は、ダイスから排出されて、ダイス下方の床上に堆積する。

ダイバーターバルブやダイスから排出される高温の合成樹脂材料は、下方の床上に落下した後に切断されて樹脂切断片となり、必要に応じて散水などにより冷却され、所定場所に搬送され、再利用又は廃棄される。樹脂切断片の搬送方法には、かぎ棒等を使用して、作業者によりリレー式に床上を引きずる人力移送や、一輪車や作業車両あるいはベルトコンベアなどの搬送装置による搬送などが含まれる。或いは、ダイバーターバルブやダイスの排出口の下方に配置した水槽に落下した後に、作業者によりかぎ棒等を使用して水槽中を移動して搬送される水中搬送も採用されている。

特に、造粒装置の運転開始時には、スタート直後において製品の切断が円滑に行われない場合が多く、ダイス内の合成樹脂パージを相当量行なう必要がある。このため、利用されない樹脂切断片が多く発生し、樹脂切断片の搬送と集積には多大な作業量を必要とする。

特許文献1には、ダイバーターバルブから落下した切断片を冷却しつつ貯留水槽に向けて安全に搬送する技術が記載されている。この文献に記載の技術では、樹脂材料は、ダイバーターバルブの排出口において切断装置により切断されて切断片となり、水路水槽内に落下し、その水路水槽から貯留水槽に向かって、水路水槽内に設置したスクリュコンベアによって搬送される。

特許文献２には、樹脂材料が、ダイバーターバルブの排出口に設けられた切断装置により切断され切断片となり、振動コンベア上に供給され、振動コンベア上で搬送される切断片に対して冷却水供給部から冷却水を供給して冷却する手法が記載されている。

特開２００７−１８１９４９号公報 特開２００８−２９６４６７号公報

上記双方の特許文献に記載の技術では、溶融樹脂の搬送に水路水槽や振動コンベアなどを利用するので、装置が大掛かりとなり、搬送コストが上昇するという問題がある。また、大掛かりな装置を利用しても、搬出のための時間短縮は必ずしも期待できず、生産効率を大幅に向上させるものではなかった。このため、ダイバーターバルブやダイスから排出される溶融樹脂材料の切断片の搬出に際し、高効率で且つ低コストの搬送が可能な搬送装置や方法が望まれていた。

本発明は、スクリュ式押出機のダイバーターや造粒装置のダイスから落下した溶融樹脂の切断片を冷却しつつ効率的に搬送するために好適に使用される搬出装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、被搬送物を搬送する平坦な搬送面を有するスライダーと、前記被搬送物の搬送方向に向けて水流を噴出するノズルとを備え、前記水流の圧力が１〜１０ｋｇ／ｃｍ ^２ であり、前記スライダーが前記搬送面に隣接して両側に側面を有し、複数のノズルが前記搬送方向に所定の間隔を隔てて前記側面に配設され、前記スライダーの搬送面が前記搬送方向に向かって順次に高くなる傾斜を有することを特徴とする搬送装置を提供する。

本発明は、更に、上記の搬送装置を用いて、平坦な搬送面を有するスライダー上で、ノズルから噴射する水流の押圧力によって、被搬送物を搬送する搬送方法であって、水流は、１〜１０Ｋｇ／ｃｍ^２の圧力に加圧された水流であり、かつ前記スライダーに、搬送方向に向かって上昇する傾斜を与えることを特徴とする搬送方法を提供する。

本発明によれば、被搬送物を効率的に且つ低コストで運搬できる搬送装置及び方法が得られる。

本発明の一実施形態に係る、溶融樹脂の切断片を搬送する搬送装置の側面図である。 図１の搬送装置の平面図である。 搬送装置の稼働時の姿勢を示す側面図である。 搬送装置の運搬時の姿勢を示す側面図である。

本発明は、その一態様において、被搬送物を搬送する平坦な搬送面を有するスライダーと、被搬送物の搬送方向に向けて水流を噴出するノズルとを備える搬送装置を提供する。また、本発明は、その一態様において、平坦な搬送面を有するスライダー上で、ノズルから噴射する水流の押圧力によって、被搬送物を搬送する搬送方法を提供する。

本発明の上記態様の搬送装置及び方法は、例えば、押出機のダイバーターバルブや造粒装置のダイスなどから排出される溶融樹脂の切断片を搬送するのに好適に使用できる。被搬送物は、溶融樹脂に限らず、搬送面上をスライドさせて運搬できる材料片であればよい。特に高温の材料片であれば、水流によって搬送と同時に冷却が可能となる利点が得られる。

上記態様の搬送装置及び方法を、高温の溶融樹脂の搬送に使用すると、以下の効果が得られる。
（１）スライダーと水流との組み合わせにより、高温樹脂をベルトコンベア等に比べて極めて速い速度で搬送できる。また、冷却も併せて速やかに達成でき、切断された樹脂同士の溶着が防止され、切断片の取り扱いが容易になる。
（２）溶融樹脂の切断片を冷却すると、高温の水蒸気が発生するものの、発生した高温水蒸気は、水流とともに速やかに作業現場から排出できるため、作業現場の環境を良好に保つことができる。
（３）スライダーと水流との組み合わせにより、溶融樹脂の切断片を、長距離や曲がりのある場所での搬送や、高いところへの輸送も可能となる。
（４）スライダーは、ベルトコンベアなどとは異なり、リターンローラーや返しベルトが存在しないので、安全カバーなどによって高温の溶融樹脂及び高圧水流を覆うことができ、高温樹脂の飛散や、高温蒸気から作業者を保護できる。
（５）スライダーは、高温に十分耐えることができる材料で製作すればよく、高温樹脂の搬送に用いるスライダーであっても、特殊な材料を必要とすることがなく、また、装置全体の損傷のおそれも小さい。
（６）スライダーに車輪等を取り付けることにより、溶融樹脂の排出時のみに、押出機や造粒装置の傍に設置し、押出機や造粒装置の安定な運転中で、搬出装置が不要のときには、これを容易に撤去できる。

以下に例示的な実施形態を挙げ、図面を参照して、本発明を更に具体的に説明する。しかし、本発明は、これらの実施形態に制約されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る溶融樹脂の搬送装置１０を、溶融樹脂を取り扱う（製造又は加工する）装置である押出機（又は造粒装置）１と共に側面図で示している。

溶融樹脂の搬送装置（以下、単に搬送装置と呼ぶ）１０は、例えば、押出機１のダイバーターバブルの排出樹脂出口２の下方に排出される溶融樹脂の切断片３を、コンテナ４に搬送するために用いられる。搬送装置１０は、切断片の排出通路となるスライダー１１と、スライダー１１上に配設され水流（高圧水流）を切断片３に吹き付けて搬送する１つ以上のノズル１３とを有する。搬送される溶融樹脂の切断片３は、例えば４〜５ｋｇの重量がある。

スライダー１１は、排出樹脂出口２の下方の切断片３の落下位置と、スライダー１１から切断片３を受け入れるコンテナ４との間に配設される。スライダー１１は、架台（図示しない）上に設けられ、この架台に取り付けられた車輪またはローラーを介して移動自在である。溶融樹脂の搬送が不要になると、スライダー１１は、架台と共に撤去される。つまり、他の場所に保管される。

図２は、図１の搬送装置１０を、被搬送物の切断片３、及び、搬送先のコンテナ４と共に示す平面図である。スライダー１１は、矩形断面を持つ長尺形状を有しており、双方の端面と上面とが開口している。スライダー１１の長手方向には、複数のノズル１３が一定の間隔を空けて側壁１２の内部に取り付けられている。複数のノズル１３は、一方の側壁１２に取り付けられるものと、他方の側壁１２に取り付けられるものとが、搬送方向に所定の間隔を隔てて交互に配置される。図１及び２には、ノズル１３が２つの例が示されている。各ノズル１３は、切断片３の搬送方向に沿って高圧水流１４を噴射する。切断片３は、切断片３が位置する近傍のノズル１３から高圧水流１４を受けて、スライダー１１の入口端からコンテナ４に開口する出口端に向けて搬送され、その搬送の間に高圧水流１４で冷却される。

図３及び図４は、搬送装置１０の稼働時及び運搬時の姿勢を示している。搬送装置１０のスライダー１１には、その長手方向の中心部の底面に、架台１６を介して車輪１７が取り付けられている。架台１６は、図３の状態では、スライダー１１の搬送面１５に、搬送面１５と平行になるように固定され、車輪１７はその架台１６の下面に固定されている。架台１６は、スライダー１１の前後方向に一定の間隔で配置された軸（ピン）１８に着脱自在に取り付けられたフレームとして構成される。フレーム内の各長尺状の鋼材は、スライダー１１に取り付けられた各軸の位置で回転可能且つ着脱自在に取り付けられ、また、フレーム内の鋼材相互は、そのピン接続の位置で回転可能である。架台１６は、スライダー１１の稼働姿勢を示す図３の位置から、架台１６を構成するフレーム内の鋼材を回転させ、また、固定治具１９を利用することにより、車輪１７とスライダー１１の搬送面１５との間の距離が調節できる。図４の状態で、スライダー１１を押出機１の近傍から移動させて、倉庫などの保管場所に保管する。スライダー１１が、図３の稼働時と図４の運搬時とで同じような傾斜を有するので、それらの姿勢の間での移行が容易になる。

搬送装置１０による切断片３の搬送時（作業時）には、図３に示すように、スライダー１１の入口側（上流側）の搬送面と作業床面とがほぼ同じ高さとなるように、つまり、段差がなくなるように配置する。このため、溶融樹脂の切断片３は、床面とスライダー１１の搬送面との間でスムーズに移動することが出来る。このとき、車輪１７は、切断片３の搬送時（作業時）にはスライダー１１の搬送面１５の下側に固定されて、床面から距離を隔てて配置される。スライダー１１の出口端は、コンテナ４の側壁上部に立て掛けられ、スライダーの傾斜を維持する。高圧水流１４は、その斜面の高低差による重力に抗して、切断片３をスライダー１１の入口端から出口端に向けて搬送可能である。

スライダー１１には、金属板、例えばステンレス、スチール、ブリキ等の金属や耐熱性プラスチック等の材質の板材が用いられ、この板材は、切断片３が滑りやすい平坦面を有することが好ましい。スライダーの幅は、適宜選択可能であるが、好ましくは５０ｃｍ〜３ｍ、さらに好ましくは１〜２ｍであり、スライダーの長さは、適宜選択可能であるが、好ましくは３〜２０ｍ、さらに好ましくは５〜１０ｍである。運搬時の取扱性の観点から、全体を２分割〜５分割程度に分割してもよい。スライダー１１は、単に平板状でも差し支えないが、矩形状が好ましく、また、搬送方向と垂直方向の断面形状が下に凸になった形状の雨樋構造のものも使用可能であり、この場合の深さは適宜選択可能である。

図１及び図２に示すように、スライダー１１には、切断片３の入口付近から、切断片３の搬送方向に所定の間隔を隔てて複数のノズル（高圧水流供給ノズル）１３が順次に配置される。ノズル１３は、１〜１０Ｋｇ／ｃｍ^２、好ましくは２〜８Ｋｇ／ｃｍ^２、さらに好ましくは３〜７Ｋｇ／ｃｍ^２の水圧の高圧水流を供給する。ノズル１３の構造は、特に限定されないが、高圧水流を供給できる小口径の形状のものが使用可能である。ノズル１３から、スライダー１１の長手方向であって切断片３の搬送方向に向けて、高圧の水が連続的に放出供給される。切断片３は、この連続的に放出供給される高圧水流の押圧力により、高速度で搬送され、目的の場所、例えばコンテナ４に搬送される。搬送の速度は、水圧及び水量で調節可能であり、例えば瞬時にコンテナ４まで搬送できる。

切断片３は、ノズル１３により、スライダー１１上で搬送される。その搬送の際に、ノズル１３からから供給される高圧水流１４により、急速に冷却される。高圧水流の温度は０〜４０℃、好ましくは５〜２０℃であり、高温溶融樹脂である切断片３は、温度が２００℃前後であったものが、急速に冷却されて２０〜３０℃の温度にすることができる。

ノズル１３の設置位置は、スライダー１１の入口付近から順次に配列することが、切断片３の搬送に効果的である。ノズル１３は、切断片３の移動の障害とならないように、スライダー１１の幅方向の端部（縁部）に配置することが好ましい。スライダーの数、取り付け位置、高圧水流の放出方向等は、適宜設定可能であるが、ノズルは２個以上の複数個設置することが、搬送速度及び搬送方向制御の点から好ましい。

ノズル１３から放出供給された高圧水流は、コンテナ４近傍の排水ピット（図示しない）に回収され、廃棄処理または循環使用される。

スライダー１１には、切断片３の搬送方向に沿って側壁１２が設けられ、高圧水流１４が切断片３の搬送方向と同一方向となるように構成される。側壁１２の高さは、適宜選択可能であり、通常１０〜５０ｃｍである。スライダー１１に設けられた側壁１２により、高圧水流１４の向きが切断片３の搬送方向に揃い、切断片３がスライダー１１から落下することを防止する。このため、効果的に切断片３を搬送できる。また、必要に応じてスライダー１１の搬送面１５及び側壁１２の上部をカバーで覆うことも可能であり、この場合、水や溶融樹脂の飛散を防止できる。

スライダー１１は、高圧水流の下流側が上流側よりも高い位置となる逆滑り台構造としてある。この構造により、床面にコンテナ４を設置し、且つ、切断片３を簡便にコンテナ４に収容することができる。なお、高圧水流の下流側が上流側の位置よりも低い位置となる通常の滑り台構造としても何ら差し支えない。

コンテナ４の高さ（深さ）は、適宜選択できるが、通常１ｍ前後である。コンテナ４の上面は、切断片３が投入されるように開放されており、コンテナ４の側面及び底面は、水流を適度に保ち冷却を促進させるため、平板と柵状、格子状、またはネット状等の形態を組み合わせることが好ましい。コンテナ４の下部には、車輪またはローラーを取り付けてもよいし、フォークリフトで運搬できるようなパレット構造にしてもよく、或いは、移動自在にすることができる。

次に、動作について述べる。まず、図１の構成において、ノズル１３の図示しないバルブを開とすると、スライダー１１上に高圧水流１４が供給され、高速の水流が連続的に供給される。押出機又は造粒装置１の排出樹脂出口２からの切断片３は、落下点の床表面から、作業者の人力又はローラーなどにより、スライダー１１上に案内される。切断片３は、次いで、高圧水流１４の押圧力によって押され、水流に同伴されて、水流方向に瞬時に搬送される。また、切断片３は、水により急速に冷却され、コンテナ４の中へ回収される。スライダー１１上に順次供給された各切断片３は、この高圧水流によって矢印で示されるように、次々とコンテナ４へ向けて搬送され、短時間のうちに大量の切断片３を回収することができる。

上記実施形態によれば、押出機のダイバーターバルブや造粒装置のダイスから排出される溶融樹脂を切断した切断片を、高圧水流により搬送しているため、従来技術に比して極めて速い速度で、効率的に溶融樹脂を搬送することができる。また、搬送装置の構造が簡素であり、低コストでの製作が可能となる。

スライダー１１は、構造が簡単であるため、長距離、曲折、高所への上り等の搬送設定が容易である。なお、上記実施形態では、溶融樹脂の切断片の搬送を例に挙げたが、本発明の搬送装置は、種々の材料から成る被搬送物の搬送が可能である。被搬送物としては、例えば、重量が４〜５ｋｇ程度で、サイズが数十ｃｍ程度の矩形状の物体が上記圧力の水流によって好適に搬送可能である。また、水温が被搬送物よりも低い例を挙げたが、本発明では、水温自体は、被搬送物よりも高くてもよい。

本発明を特別に示し且つ例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は、その実施形態及びその変形に限定されるものではない。当業者に明らかなように、本発明は、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、種々の変更が可能である。

１ 押出機又は造粒装置
２ 排出樹脂出口
３ 切断片
４ コンテナ
１０ 搬送装置
１１ スライダー
１２ 側壁
１３ ノズル
１４ 高圧水流
１５ 搬送面
１６ 架台
１７ 車輪
１８ ピン
１９ 固定治具

Claims (6)

1. 被搬送物を搬送する平坦な搬送面を有するスライダーと、
   前記被搬送物の搬送方向に向けて水流を噴出するノズルと、を備え、
   前記水流の圧力が１〜１０ｋｇ／ｃｍ^２であり、前記スライダーが前記搬送面に隣接して両側に側面を有し、複数のノズルが前記搬送方向に所定の間隔を隔てて前記側面に配設され、前記スライダーの搬送面が前記搬送方向に向かって順次に高くなる傾斜を有することを特徴とする搬送装置。
2. 前記被搬送物が、室温よりも高い温度を有する材料片である、請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記被搬送物が、溶融樹脂材料の切断片である、請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記スライダーが運搬用の車輪を有する、請求項１〜３の何れか一に記載の搬送装置。
5. 請求項１に記載の搬送装置を用いて、平坦な搬送面を有するスライダー上で、ノズルから噴射する水流の押圧力によって、被搬送物を搬送する搬送方法であって、
   水流は、１〜１０Ｋｇ／ｃｍ^２の圧力に加圧された水流であり、かつ前記スライダーに、搬送方向に向かって上昇する傾斜を与えることを特徴とする搬送方法。
6. 前記被搬送物が、溶融樹脂の切断片である、請求項５に記載の搬送方法。

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