JP5403188B2 - 溶融樹脂切断処理システム - Google Patents

Description

本発明は、押出装置の押出口から押出される溶融樹脂の切断処理を自動化して樹脂チップ化する溶融樹脂切断処理システムに関する。

飲料、食品等の容器として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂からなる合成樹脂製容器が広く実用に供されている。前記合成樹脂製容器は、押出装置より押し出された中空状の溶融樹脂（パリソン）をブロー成形、シート状の樹脂材料を圧縮成形、或いは、射出成形や圧縮成形によりプリフォームを成形後に前記プリフォームをブロー成形する等、種々の方法にて成形される。

前述の方法のうち、押出装置より溶融状態の合成樹脂（すなわち、溶融樹脂）を押し出して一定寸法に切断した溶融樹脂（ドロップ）を、搬送、供給して圧縮成形によりプリフォーム、或いは樹脂製容器を成形する圧縮成形法では、押出装置から押し出される中実状の溶融樹脂の物性及び性状を定常状態とすることが必要である。このため、圧縮成形に用いる溶融樹脂の押出装置においては、溶融樹脂の材料の物性、性状が安定しないスタートアップ時、或いは後工程の合成樹脂供給装置（カッター、ドロップ搬送部）や圧縮成形装置等の停止等の場合は、溶融樹脂を後工程へ供給せず押出装置先端の押出口から下方に押出する。

前記圧縮成形法については、押出口から溶融樹脂を押し出すための押出装置と、溶融樹脂を押出口から切り離す切断手段（前記カッター）及び切断された溶融樹脂を保持する保持手段（前記ドロップ搬送部）を備えた合成樹脂供給装置と、合成樹脂供給装置から供給された溶融樹脂を成形金型手段にて圧縮成形する圧縮成形装置とを具備する圧縮成形システムが特許文献１に開示されている。

従来は、生産に供されなかった溶融樹脂が床上に堆積するのを防ぐため、押出口の下方に受け皿となるバット等（主としてステンレス製）を置き、バット内の溶融樹脂が規定量となると新しい空のバットと順次交換するという方法が採られていた。しかしながら、前記交換作業は作業者による手作業で行われることも多く、特に大量生産に供される大型の押出装置を用いる成形方法の場合には、溶融樹脂の押出量が膨大であるため、重量のあるバットの交換頻度が増し、作業者の多大な負担となっていた。また、押し出し直後の溶融樹脂は高温であるため、常温下での放置等では冷却時間がかかり、処理効率の低下を招いていた。

また、成形ダイから押し出されたストランドが空中から冷却媒体中に投入されて急激に冷却されることに起因する樹脂ストランドの蛇行、及び成形ダイから空中に押し出されたストランドの腰が弱いことによってストランドを引き込むための引張力が伝わらず成形ダイの真下の冷却媒体中に滞留することがある。これを防止するため、冷却媒体スプレーノズルにて空中に押し出されたストランドに冷却媒体を吹き付けて予備冷却を行った後に冷却媒体中に投下し、次いで、前記のストランドを引き取りつつカッターで切断して樹脂ペレットを製造する樹脂ペレットの製造方法及び樹脂ペレット製造設備が開示されている（特許文献２）。
しかしながら、特許文献２においては、カッター４が引き取りロール４１、支持ロール４２、及び回転刃４３、固定刃４４から構成され、ストランド６を引き取りつつカッター４で切断して樹脂ペレット７を製造している。このため、回転刃４３、固定刃４４による切断時のストランド６の直径が細い場合は回転刃４３、固定刃４４の切断負荷は問題とならないが、その直径が太くなると切断負荷が増大し、回転刃４３、固定刃４４の摩耗、損傷等を来し、長寿命化が図れない。
また、特許文献２におけるカッター３は、ストランド６を引き取るための引き取りロール４１、支持ロール４２と、ストランド６を切断してペレット化する回転刃４３、固定刃４４が別々に構成されており、その構成も複雑である。

一方、ダイバータバルブの排出口に切断装置を設け、前記切断装置の下方にスクリュコンベアを水中に有する水路水槽を配置し、前記水路水槽の下流に水を張った貯留水槽を配置し、前記ダイバータバルブから排出された排出溶融樹脂を前記切断装置で切断して切断片とし、この切断片を前記スクリュコンベアで前記貯留水槽に搬送する排出溶融樹脂の搬送方法と、ダイバータバブルの排出口に切断装置が設けられ、前記切断装置の下方にスクリュコンベアを水中に有する水路水槽が配置され、前記水路水槽の下流に水を張った貯留水槽が配置され、前記ダイバータバルブから排出された排出溶融樹脂が前記切断装置で切断片に切断されて前記スクリュコンベアで前記貯留水槽に搬送するようにした排出溶融樹脂の搬送装置が開示されている（特許文献３）。
しかしながら、特許文献３においては、溶融混練された合成樹脂材料をダイバータバルブ１の排出口１ａへ流動し、吐出口下方の切断装置２で単に切断片１Ｂとした後、水４ａで冷却しながら案内板３を介して水路水槽５内に落下させている。このため、切断片１Ｂの細分化が不可能で、切断片１Ｂの効果的な冷却ができず、また、切断片１Ｂが飛び散り散乱し、その供給状態も不安定となる。

特許４６２２３８８号公報 特開２００８−６８５１７号公報 特開２００７−１８１９４９号公報

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであって、押出装置の押出口から押出される溶融樹脂を、効率的に切断処理する溶融樹脂切断処理システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の溶融樹脂切断処理システムは、押出装置より押し出された溶融樹脂を冷却しながら切断機に誘導するシュート、切断機がカッターローラと補助ローラからなり、シュートから切断機に送られる溶融樹脂を、カッターローラにより切断機に引き込み切断し、次いで、前記切断機によって溶融樹脂を樹脂チップとした後、切断機の直下、近傍から下流に位置する冷却搬送手段で樹脂チップの冷却、搬送を行うことを特徴とする。
さらに、前記溶融樹脂切断処理システムは、
１．前記シュートが、下方より溶融樹脂に気体を噴出するエアープレートと、前記シュートの幅中央かつ下流方向へ気体を噴出する噴出手段とからなる溶融樹脂の誘導手段を備えること、
２．前記シュートの上流、かつエアープレートの下方に冷却水供給部を備えること、
３．前記シュートが幅方向移動手段を備えること、
４．前記カッターローラの刃先の周速度を補助ローラの表面の周速度よりも速くしたこと、
５．前記カッターローラ、補助ローラ、及び前記各ローラを軸支する軸受け部の温度調整を行う温度調整手段を備えること、
６．前記カッターローラ又は補助ローラの少なくとも一方が、他方のローラに対して水平移動可能であること、
７．前記冷却搬送手段が、ジェットボード、冷却水を下流に向けて噴出する第１冷却水噴出手段、及び冷却水を下流、斜め上方に向けて噴出する第２冷却水噴出手段からなる冷却搬送手段であること、
８．前記冷却搬送手段の下流に回収コンベアと冷却シャワーからなる冷却回収手段を備えること、
９．前記冷却搬送手段、或いは冷却回収手段の下流に乾燥手段を備えること、
１０．最下流に樹脂チップを収容するコンテナが配置され、前記コンテナに樹脂チップを分散させて収容する分散手段を備えること、
が好ましい。

本発明の溶融樹脂切断処理システムによれば、廃棄、或いはリサイクルすべき溶融樹脂を効率的、且つ迅速に樹脂チップ化することができ、作業者の搬送作業等が大幅に軽減される。そして、シュートから切断機に送られる溶融樹脂を、カッターローラにより切断機に引き込み切断することにより、溶融樹脂に接触力と引張力を付与し、樹脂径を細くすると同時に引き千切って切断が行われるため、高速、且つ確実に溶融樹脂が切断される。また、切断時のカッターローラの切断負荷が低減される共に長寿命化が図れ、後工程の冷却における冷却効率も向上される。さらに、切断後の樹脂チップは切断機の直下、近傍から下流に位置する冷却搬送手段に落下するため飛び散り散乱することなく、樹脂チップの切断機から冷却搬送手段への供給状態が安定する。

本発明の溶融樹脂切断処理システムの概略断面図である。 図１における溶融樹脂切断処理システムのシュート及び切断機の側断面図である。 図２におけるシュート上部側の拡大側面図である。 図２におけるシュート上部側の拡大平面図である。 図２におけるシュート及び切断機の平面図である。 図２における切断機の拡大側面図である。

以下、本発明の実施形態による溶融樹脂切断処理システム（以下、切断処理システム）について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明では、溶融樹脂１３（または樹脂チップｃ）の流れに沿うように、押出装置１０側を上流、コンテナ８０側を下流とする。

図１及び図２に示すように、切断処理システム１は、押出装置１０の押出口１２から押し出される溶融樹脂１３を冷却しながら切断機４０に誘導するシュート２０、溶融樹脂１３を切断して樹脂チップｃとする切断機４０、高温の樹脂チップｃを冷却、搬送する冷却搬送手段５０、再度、樹脂チップｃを冷却しながら回収、搬送する冷却回収手段６０、樹脂チップｃを乾燥する乾燥手段７０及び樹脂チップｃを回収するコンテナ８０を備えている。
尚、図１では、冷却回収手段６０及び乾燥手段７０を直列的に配置しているが、これらの配置は設置スペースに合わせて所望の配置とすることができる。

シュート２０は、基台２２及び傾斜調整手段２３により、溶融樹脂１３がシュート２０の案内底２１を円滑に滑り落ちる角度で支持されている。また、溶融樹脂１３を切断するための切断機４０は、シュート２０の下流端の下方に設置されている。そして、図５に示すように、シュート２０の上流部と押出装置１０は連結部材１５を介して連結されている。押出装置１０が圧縮成形装置側（カッター、ドロップ搬送部）へ移動すると、図示しないがシュート２０、切断機４０が前述の押出装置１０の移動に追従するように切断機４０を支点として回転移動する。

そして、前述したシュート２０は、押出装置１０における溶融樹脂の材料の物性、性状が安定しないスタートアップ時、或いは、押出装置１０と共に圧縮成形装置側に移動し、後工程の合成樹脂供給装置、圧縮成形装置が停止している間、図示しないがカッター、ドロップ搬送部の保持手段が待機位置に適宜移動する。このため、押出装置１０の押出口１２からの溶融樹脂１３が下方に連続的に押し出される状態となり、この溶融樹脂１３をシュート２０で受け入れて切断機４０で切断処理を行う。
一方、圧縮成形が再開されるとカッター、ドロップ搬送部の保持手段が元の位置に復帰して圧縮成形が行われ、シュート２０へは押出装置１０の押出口１２からの溶融樹脂１３は供給されない。
このため、圧縮成形のスタートアップ時、停止時、或いは再開時に効果的に溶融樹脂１３の切断処理、或いは対応が可能となり、また、シュート２０の回転移動によって省スペースで対応できる。
尚、圧縮成形の終了時は、押出装置１０（押出口１２）は初期位置に戻り、それに伴い、圧縮成形装置の内に位置していたシュート２０の上流側も圧縮成形装置の外へ移動する。

また、図３及び図４に示すように、シュート２０の上流には、溶融樹脂１３の誘導手段２５として、エアープレート２６、エアー噴出ノズル２７が設けられている。
エアープレート２６は前後面、両側面、下面を封鎖した多孔質の焼結部材、或いは前後面、両側面、下面を封鎖し、天面に多数の小孔を形成したケースからなる。このエアープレート２６は天面に設けられた複数の孔を利用して、エアー供給装置２８から供給されるエアーを上方に向けて均一に噴出し、溶融樹脂１３のエアープレート２６への付着を防止すると共に冷却を行う。

また、エアープレート２６はシュート２０上端側の上面を覆うように取り付けられ、その下端部が押出口１２の下方で溶融樹脂１３の押出予定位置１３Ａ（図４及び図５中の鎖線円）に位置するよう配設される。これにより、後工程が停止し連続的に押し出される溶融樹脂１３がシュート２０上に供給される際、エアープレート２６から噴出されるエアーによって前記溶融樹脂１３が緩衝され、シュート２０上の冷却水に緩やかに落下するため、シュート２０外に前記冷却水が飛散することが防止される。

エアー噴出ノズル２７は、シュート２０の上流に複数個（本実施形態では４個、図４参照）配置され、エアー供給装置２８から供給されるエアーをシュート２０の幅中央、かつ下流方向へ噴出し、溶融樹脂１３がシュート２０に留まることなく下流の切断機４０に誘導される。
また、噴出口からなる冷却水供給部２９がシュート２０の上流側の上面、かつエアープレート２６の下方に設けられ、冷却水供給手段１４から供給された冷却水をシュート２０内に供給し、溶融樹脂１３の冷却を行いつつ、下流に向かって流出させることによりシュート２０の案内底２１（傾斜面）に沿って滑落させる。

尚、図５に示す部分拡大図のように、このシュート２０は下流側で、シリンダ及びリンク機構から成る幅方向移動手段３０を備えることにより、押し出された溶融樹脂１３を左右に振り分けて切断機４０に供給することが可能となり、後述のカッター４４の刃先への負荷を軽減することもできる。
また、シュート２０はステンレス等の金属板からなり、断面形状は凹型、Ｖ字、円弧など適宜選択することができ、また、下流に向けて幅方向長さを徐々に狭くする等して、溶融樹脂１３の誘導効率を高めるようにしてもよい。

切断機４０は、図６に示すように、カッターローラ４１と補助ローラ４２からなり、補助ローラ４２が上流（押出装置１０側）、カッターローラ４１が下流（コンテナ８０側）に位置するよう対設されている。
そして、補助ローラ４２は、その表面の周速度が前述した溶融樹脂１３のシュート２０上の移動速度よりも速くなるように回転させ、その表面を溶融樹脂１３が滑りながら引き込まれる。

カッターローラ４１の回転は、カッターローラ４１に取り付けたカッター４４の刃先の周速度が、前述した補助ローラ４２の周速度よりも速くなるように回転させ、溶融樹脂１３に張力を付与して樹脂径を細くすると同時に引き千切って切断を行う。こうして、切断時のカッターローラ４１の切断負荷を低減すると共に、後述する冷却工程における冷却効率を向上させる。このように引き千切りによる切断を行うと、溶融樹脂１３への接触力と引張力によって高速、且つ確実に溶融樹脂１３を切断することができる。
尚、切断機４０におけるカッターローラ４１、カッターローラ４１のカッター４４、及び補助ローラ４２は耐食性、耐摩耗性、耐熱性（耐膨張性）及び強度の点からステンレス系の金属等が好ましく、補助ローラ４２はさらに、耐摩耗性の点から表面処理を施して硬度を高めている。

カッターローラ４１と補助ローラ４２は、図５に示すように、ギア４１Ｃ、４２Ｃによって連動する構成となっている。補助ローラ４２が回転駆動手段４５によって回転駆動すると、カッターローラ４１は前記ギア４１Ｃ，４２Ｃを介して回転駆動し、溶融樹脂１３を引き込むように構成されている。本実施形態では、前記ギア比を調整し、補助ローラ４２よりもカッターローラ４１の回転を速くしている。これにより、前述したように、溶融樹脂１３をカッターローラ４１のカッター４４で引き千切るように切断することができる。尚、カッターローラ４１に固定されたカッター４４の刃先と補助ローラ４２表面の周速度比は、１０：４乃至１０：８の範囲が好ましく、さらに１０：５乃至１０：７の範囲がより好ましい。

カッターローラ４１は、ローラ外周に設けられた凹部にカッター４４（本実施形態では等間隔に１２枚）を嵌合させ、締結部材或いは蝋付け等によって固設して形成される。本実施形態では、刃先角度Ｌθは４５°、カッターローラ４１の外周面からの刃先突出量は２ｍｍとしている。刃先角度Ｌθは、カッター４４を形成する材料などにより適宜設定することができるが、３０°乃至６０°の範囲が好ましい。前記角度が３０°未満であると、刃先が薄肉となって強度が低下して刃先の破損が生じ易い。一方、前記角度が６０°を越えると、鋭利さが失われてカッター４４の切れ味が悪くなり、溶融樹脂１３を効率的に切断することが難しい。

また、溶融樹脂１３の熱影響により、カッターローラ４１と補助ローラ４２が熱膨張し引き込み口４６が幅狭となってカッター４４の刃先を破損することを防止するため、図示しないが、カッターローラ４１、補助ローラ４２、及び前記各ローラを軸支する軸受け部４１Ｂ、４２Ｂを例えば水冷方式によって温度調整する温度調節手段が設けられている。温度調節手段は、任意の構成を採用することができるが、本実施形態では、各中心軸４１Ａ、４２Ａ、及び軸受け部４１Ｂ、４２Ｂ内に通路を設けて、該通路に冷却媒体を流通させている。これにより、各部材の熱膨張を防止して引き込み口４６を一定幅に保つことができるので、カッターローラ４１のカッター４４の刃先と補助ローラ４２の表面の接触を避けつつ、溶融樹脂１３を確実に引き込み切断することができる。尚、補助ローラ４２側には、切断した溶融樹脂が補助ローラ４２外周面上に張り付いたまま回転しないように、溶融樹脂を掻き落とすスクレーパー４７等を設けるとよい。

そして、カッターローラ４１の中心軸４１Ａ及び補助ローラ４２の中心軸４２Ａは、その中心軸同士が平行となるよう、基台４３の上のそれぞれの軸受け部４１Ｂ、４２Ｂに軸支され、さらに補助ローラ４２を軸支する軸受け部４２Ｂは、基台４３に固設されている。一方、カッターローラ４１を軸支する軸受け部４１Ｂは、基台４３に設けられたスライドガイド等の案内手段４１Ｄにより水平方向に移動可能となっており、軸受け部４１Ｂの端部にエアーシリンダー等の押圧手段４８が設けられている。押圧手段４８は、スペーサー４９を介して軸受け部４２Ｂを押圧し、カッターローラ４１のカッター４４の刃先と補助ローラ４２の表面との間に適切な距離（本実施形態では０乃至０．１ｍｍ）が確保されて引き込み口４６が形成される。

このため、溶融樹脂１３の樹脂材料の変更、太さ、供給量の変化等に応じて、例えば、カッターローラ４１と補助ローラ４２に大きな負荷が生じる場合がある。この大きな負荷は押圧部材４８の押圧力に抗して、かつその負荷の大きさに応じてカッターローラ４１のカッター４４の刃先と、補助ローラ４２の表面との距離を広げてカッター４４の破損を防止し、回転駆動手段４５にかかる負荷を低減する。そして、負荷が軽減された場合は、軸受け部４１Ｂが元の位置に自動的に復帰して、カッターローラ４１のカッター４４の刃先と補助ローラ４２との距離が適切となる。
尚、図示しないが、前述した押圧手段４８の代替として、圧縮バネ等の弾性部材を用いることもできる。

次に、図１を参照して、冷却搬送手段５０、冷却回収手段６０、乾燥手段７０、コンテナ８０について説明する。
前述した切断機４０の下方に位置して樹脂チップｃを冷却する冷却手段としてのタンク状の冷却搬送手段５０は、切断後の樹脂チップｃを搬送するジェットボード５１、ジェットボード５１の上流に冷却水を下流に向けて噴出する噴出ノズルからなる第１冷却水噴出手段５２、冷却水を下流、斜め上方に向けて噴出する噴出口からなる第２冷却水噴出手段５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ、冷却水を回収する排水口５４、及びスクリーン５５を備えている。

樹脂チップｃが落下するジェットボード５１は、樹脂チップｃが約２００℃と高温のため、長手方向及び短手方向に半円型の小孔を複数設けた金属板とし、冷却搬送手段５０の上流端から下流方向に配設されている。第１冷却水噴出手段５２は、ジェットボード５１の上流、上方に設けられ、その噴出部はジェットボード５１の下流に向けられている。そして、冷却水を噴出してジェットボード５１上に深さ数センチ程度の水流を形成して樹脂チップｃを常時水没させ、該水流にて樹脂チップｃの搬送及び冷却を行う。また、同様に、樹脂チップｃをジェットボード５１上で冷却、搬送する第２冷却水噴出手段５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄは、ジェットボード５１の下方に設けられ、ジェットボード５１の前記小孔に向けて下方から冷却水を噴出して、ジェットボード５１上の樹脂チップｃを浮き上がらせつつ下流へ搬送する。

また、冷却搬送手段５０の下流には、冷却水を回収するための排水口５４を覆うようにスクリーン５５が設けられており、ジェットボード５１の小孔寸法より小さい針状、粒状の樹脂や、ジェットボード５１より偶然に落下した樹脂チップｃなどが排水口５４へ流入するのを防止している。
尚、前述の冷却搬送中に使用される第１冷却水噴出手段５２、第２冷却水噴出手段５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄの冷却水は、前述したシュート２０の冷却水供給部２９と同様に、冷却水供給手段１４より供給される。

次いで、冷却搬送手段５０の下流には、さらに樹脂チップｃを冷却する冷却手段としてのケース状の冷却回収手段６０が設けられている。冷却回収手段６０内には、樹脂チップｃが落下しない程度の編目寸法の金属製ネットからなる回収コンベア６１が配設されている。回収コンベア６１の上流端部は、前述した冷却搬送手段５０のジェットボード５１の下流端部の下方に位置するよう配設され、上流より搬送された樹脂チップｃの受け渡しが可能となっている。また、冷却回収手段６０内の上流には樹脂チップｃの温度に合わせて水量調整可能な冷却シャワー６２が配設され、冷却回収手段６０内の回収コンベア６１によって搬送される樹脂チップｃに向けて冷却水を噴射し、樹脂チップｃを一定温度に冷却する。
尚、この時、冷却温度が低いと、樹脂チップｃを後述するコンテナ８０に回収する際に水滴が付着した状態となり、一方、冷却温度が高いと、樹脂チップｃが再溶融するため、水滴の付着、再溶融を防止するように冷却シャワーの数と水量を適宜調節する。

そして、冷却回収手段６０内の回収コンベア６１は下流に上り傾斜するよう設けられており、冷却回収手段６０の底面を介して、噴出された冷却水を冷却搬送手段５０に回収する。このため、冷却回収手段６０の下流、下方には、冷却水及び搬送途中で受け渡し不良により落下した樹脂チップｃや樹脂屑を回収するための回収タンク６３が設けられ、配管６４を介して回収した冷却水を冷却搬送手段５０の排水口５４へ送る。

また、冷却回収手段６０内の冷却シャワー６２の冷却水は、前述したシュート２０の冷却水供給部２９、冷却搬送手段５０の第１冷却水噴出手段５２、第２冷却水噴出手段５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄと同様に、冷却水供給手段１４より供給される。
尚、この冷却手段としての冷却回収手段６０は、前述した冷却搬送手段５０によって樹脂チップの冷却が十分に行われている場合は省略しても良く、冷却搬送手段５０による樹脂チップｃの冷却状態に応じて採用の要否を選択すれば良い。

次いで、冷却回収手段６０の下流には、前述した冷却手段の冷却搬送手段５０、冷却回収手段６０における冷却水が付着した樹脂チップｃを乾燥させるためのケース状の乾燥手段７０が設けられている。乾燥手段７０内には、前述した冷却回収手段６０内の回収コンベア６１と同様の金属製ネットからなる乾燥コンベア７１が配設されている。乾燥コンベア７１の上流端部は、冷却回収手段６０内の回収コンベア６１の下流端部の下方に位置するよう配設され、上流より搬送された樹脂チップｃの受け渡しが可能となっている。

そして、前述した冷却回収手段６０の下流には、エアー乾燥手段７２を配設した乾燥手段７０が設けられ、エアー乾燥手段７２から乾燥コンベア７１によって搬送される樹脂チップｃに向けてエアーを噴出する。また、乾燥手段７０内の乾燥コンベア７１は下流に上り傾斜するよう設けられており、エアーによって樹脂チップｃから吹き飛ばされた冷却水及び搬送途中で受け渡し不良により落下した樹脂チップｃや樹脂屑を、乾燥手段７０の底面から前述した冷却回収手段６０の回収タンク６３に回収する。この際、前記回収タンク６３を複数とし、乾燥手段７０下方に回収タンク６３を別に設けても良い。
尚、本発明の溶融樹脂切断処理システムにおいては、この乾燥手段７０は必要に応じて設ければ良く、前述した冷却搬送手段５０、冷却回収手段６０による樹脂チップｃの冷却水の付着、或いは含水状態に応じて採用の要否を選択すれば良い。その場合、冷却回収手段６０における冷却後の樹脂チップｃを適度の温度とし、後述するコンテナ８０内で水分を蒸発させて除去することも可能である。

尚、前述したシュート２０の冷却水供給部２９、冷却搬送手段５０の第１冷却水噴出手段５２、第２冷却水噴出手段５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ、及び冷却回収手段６０の冷却シャワー６２で使用された冷却水は、冷却搬送手段５０の排水口５４から回収される。さらに、冷却回収手段６０の下流及び乾燥手段７０で生じた冷却水は回収タンク６３にて回収される。そして、回収タンク６３に回収された冷却水は配管６４を介して冷却搬送手段５０を囲うタンク内に戻され、排水口５４に流入し、図示しない熱交換器やポンプなどの設備を経て循環され、冷却水供給手段１４より各工程に再度供給されている。

最後に、冷却回収手段６０、或いは乾燥手段７０の下流には、冷却、或いは冷却、乾燥された樹脂チップｃを回収するコンテナ８０が配置され、樹脂チップｃがコンテナ８０内に回収される。そして、冷却手段として前述した冷却回収手段６０を採用する場合は、回収コンベア６１の下流端の下方に、或いは前述した乾燥手段７０を採用する場合は、乾燥コンベア７１の下流端の下方に、樹脂チップｃをコンテナ内に分散させるため、樹脂チップｃのコンテナ８０への落下経路にエアーを噴出する分散手段７３が設けられる。これにより、コンテナ８０内への樹脂チップｃの堆積の偏りが防止され、収容効率を向上させることができる。また、分散手段７３は複数個設けると好適であり、固定式でも可動式でもよい。

尚、本実施形態において、前記冷却水噴出手段、冷却水供給手段の形態、形状や設置個数、冷却水の水温、噴出量、水圧などは適宜決定することができる。

次に、本実施形態の溶融樹脂切断処理システムについて、溶融樹脂１３及び樹脂チップｃの流れに沿って説明する。
中実状の溶融樹脂１３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂からなり、押出装置１０内にて溶融及び混練された後、図示しないギアポンプ等により押出ノズル１１を介して、押出ノズル１１下端部に設けられた押出口１２から鉛直方向下方に押し出される。このときの溶融樹脂１３の直径は１０〜３０ｍｍ、表面温度は約２９０℃である。かような押出装置１０自体の構成は当業者には周知の形態でよく、従って押出装置１０自体の構成の詳細な説明も本明細書においては省略する。

鉛直方向下方に押し出された溶融樹脂１３がシュート２０のエアープレート２６下端部付近に到達すると、誘導手段２５であるエアープレート２６及びエアー噴出ノズル２７から噴出されたエアーにより、溶融樹脂１３は下流方向、かつ、シュート２０の幅方向中央へ向かうように誘導された後、シュート２０内の水流に着水する。そして、溶融樹脂１３は冷却水によって表面を冷却されつつ下流へ滑降し、シュート２０の下流端部の下方に配置された切断機４０に冷却水と共に送られる。この際、鉛直方向下方に押し出された溶融樹脂１３は、シュート２０の冷却水の水流による下流への滑降により樹脂径が細くなる。

このような状態で切断機４０に到達した溶融樹脂１３は、補助ローラ４２の表面を滑りながらカッターローラ４１のカッター４４によって引き込み口４６に引き込まれる。このカッターローラ４１のカッター４４の引き込みによって、シュート２０上の溶融樹脂１３の樹脂径がより一層細くなり、引き千切りによる溶融樹脂１３の切断が行われる。そして、この際、カッターローラ４１のカッター４４の刃先の周速度を、シュート２０上の溶融樹脂１３の誘導速度よりも速い周速度で回転させて溶融樹脂１３を引き込む。この引き込みにより溶融樹脂１３には引張力が作用し、押出口１２から押し出された直径約２０ｍｍの溶融樹脂１３の樹脂径は約６ｍｍに細められる。これによって、溶融樹脂１３を切断する切断機４０のカッターローラ４１にかかる切断負荷が低減され、装置及びカッター４４の長寿命化が図れると共に、後工程の冷却搬送手段５０、冷却回収手段６０における冷却が容易となる。
尚、本実施形態では、溶融樹脂１３の押出装置１０の押出口１２から押出速度を約４０ｍ／分、カッターローラ４１のカッター４４の刃先の回転周速度を約３５０ｍ／分、補助ローラ４２の表面の回転周速度を約２１０ｍ／分として溶融樹脂１３を引き込む。

補助ローラ４２は回転駆動手段４５により駆動され回転し、カッターローラ４１は、ギア４２Ｃ，４１Ｃを介して、カッターローラ４１の刃先の周速度が補助ローラ４２の表面の周速度よりも速く回転するように構成されている。そして、カッターローラ４１により引き込み口４６に引き込まれた溶融樹脂１３は、カッターローラ４１のカッター４４によって引張力が付与され引き千切るように切断される。この様に、カッターローラ４１の刃先の周速度を補助ローラ４２の表面の周速度よりも速くすることで溶融樹脂１３が確実に切断される。仮に、カッターローラ４１のカッター４４の刃先の周速度を補助ローラ４２の表面の周速度以下とした場合は、カッター４４の刃先による引き千切りの効果が発生せず、搬送に適さない連粒の樹脂チップｃが形成されてしまう。
尚、本実施形態では、搬送効率や冷却効率、さらにはリサイクル時の粉砕工程に適した形状となるよう、樹脂チップｃのサイズが大凡、切断時長さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ４ｍｍの程度となるように、カッターローラ４１のカッター４４と補助ローラ４２の周速度、周速度差、間隙、及び引き込み口４６の幅が調整されている。

切断機４０により形成された樹脂チップｃは、引き込み口４６から冷却搬送手段５０のジェットボード５１上に落下する。その後、下流方向に冷却水を噴出する第１冷却水噴出手段５２、第２冷却水噴出手段５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄにより、落下した樹脂チップｃはジェットボード５１上を水流により冷却されながら下流方向に搬送されていく。尚、本工程での冷却は、切断機４０による切断後の樹脂チップｃ（約２００℃）を、後工程まで冷却できればよい。
そして、冷却後、前述したように必要に応じて、後述する冷却回収手段６０及び／又は乾燥手段７０による乾燥が行われる。

次に、ジェットボード５１上を搬送された樹脂チップｃは、必要に応じて冷却回収手段６０に供給される。冷却回収手段６０に供給された樹脂チップｃは、上り傾斜となっている回収コンベア６１の上流にて、冷却シャワー６２によって冷却がなされた後、必要に応じて乾燥手段７０に供給される。乾燥手段７０に供給された樹脂チップｃは、上り傾斜となっている乾燥コンベア７１にて搬送され、エアー乾燥手段７２によって乾燥される。そして、最下流に搬送された樹脂チップｃは、乾燥コンベア７１の下流端部から、その下方に配置されているコンテナ８０内に分散して落下し、回収される。

尚、本実施形態において、冷却搬送手段５０、冷却回収手段６０、乾燥手段７０は、搬送用及び冷却用の冷却水がケース内を流れるように連接されているが、冷却水の回収の妨げにならないように個別に設置してもよい。また、本発明の別の実施形態として、冷却回収手段６０の回収コンベア６１、乾燥手段７０の乾燥コンベア７１を一体のコンベアとして、冷却回収及び乾燥用の搬送手段としてもよい。また、回収コンベア６１、乾燥コンベア７１は下流に向けて上り傾斜して支持しなくてもよく、この場合は、樹脂チップｃを、回収コンベア６１から乾燥コンベア７１に、或いは乾燥コンベア７１からコンテナ８０の開口部まで供給する昇降手段等を用いればよい。

以上、本発明は、押出装置の押出口から押し出される溶融樹脂切断処理システムであって、溶融樹脂を連続的に押し出す押出装置、特に可動式の大型スクリュー式押出装置において好適に用いられ、廃棄搬送作業の自動化による作業者の負担減、効率的な冷却による処理効率の向上を確保することができる。また、リサイクルに適した樹脂チップを生産することもできる。

尚、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、部材形状及び工程順序の変更が可能である。例えば、連続的に溶融樹脂を押し出す押出装置であれば、圧縮成形装置に用いる押出装置でなくてもよい。また、溶融樹脂は中実状でなく中空状のパリソンでもよく、溶融樹脂の径の大小に限定されず、また冷却設備、乾燥設備なども必要に応じて適宜選択することができる。

１ 溶融樹脂切断処理システム
１０ 押出装置
１１ 押出ノズル
１２ 押出口
１３ 溶融樹脂
１３Ａ 押出予定位置
１４ 冷却水供給手段
１５ 連結部材
２０ シュート
２１ 案内底
２２ 基台
２３ 傾斜調整手段
２５ 誘導手段
２６ エアープレート
２７ エアー噴出ノズル
２８ エアー供給装置
２９ 冷却水供給部
３０ 幅方向移動手段
４０ 切断機
４１ カッターローラ
４１Ａ 中心軸
４１Ｂ 軸受け部
４１Ｃ ギア
４１Ｄ 案内手段
４２ 補助ローラ
４２Ａ 中心軸
４２Ｂ 軸受け部
４２Ｃ ギア
４３ 基台
４４ カッター
４５ 回転駆動手段
４６ 引き込み口
４７ スクレーパー
４８ 押圧手段
４９ スペーサー
５０ 冷却搬送手段
５１ ジェットボード
５２ 第１冷却水噴出手段
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ 第２冷却水噴出手段
５４ 排水口
５５ スクリーン
６０ 冷却回収手段
６１ 回収コンベア
６２ 冷却シャワー
６３ 回収タンク
６４ 配管
７０ 乾燥手段
７１ 乾燥コンベア
７２ エアー乾燥手段
７３ 分散手段
８０ コンテナ

Claims (11)

1. 押出装置より押し出された溶融樹脂を冷却しながら切断機に誘導するシュート、切断機がカッターローラと補助ローラからなり、シュートから切断機に送られる溶融樹脂を、カッターローラにより切断機に引き込み切断し、次いで、前記切断機によって溶融樹脂を樹脂チップとした後、切断機の直下、近傍から下流に位置する冷却搬送手段で樹脂チップの冷却、搬送を行うことを特徴とする溶融樹脂切断処理システム。
2. 前記シュートが、下方より溶融樹脂に気体を噴出するエアープレートと、前記シュートの幅中央かつ下流方向へ気体を噴出するエアー噴出ノズルとからなる溶融樹脂の誘導手段を備える請求項１に記載の溶融樹脂切断処理システム。
3. 前記シュートの上流、かつエアープレートの下方に冷却水供給部を備える請求項１又は２に記載の溶融樹脂切断処理システム。
4. 前記シュートが幅方向移動手段を備える請求項１乃至３のいずれかに記載の溶融樹脂切断処理システム。
5. 前記カッターローラの刃先の周速度を補助ローラの表面の周速度よりも速くした請求項１乃至４のいずれかに記載の溶融樹脂切断処理システム。
6. 前記カッターローラ、補助ローラ、及び前記各ローラを軸支する軸受け部の温度調整を行う温度調整手段を備える請求項１乃至５のいずれかに記載の溶融樹脂切断処理システム。
7. 前記カッターローラ又は補助ローラの少なくとも一方が、他方のローラに対して水平移動可能である請求項１乃至６のいずれかに記載の溶融樹脂の廃棄処理設備。
8. 前記冷却搬送手段が、ジェットボード、冷却水を下流に向けて噴出する第１冷却水噴出手段、及び冷却水を下流、斜め上方に向けて噴出する第２冷却水噴出手段からなる冷却搬送手段である請求項１乃至７のいずれかに記載の溶融樹脂切断処理システム。
9. 前記冷却搬送手段の下流に回収コンベアと冷却シャワーからなる冷却回収手段を備える請求項８に記載の溶融樹脂切断処理システム。
10. 前記冷却搬送手段、或いは冷却回収手段の下流に乾燥手段を備える請求項８又は９に記載の溶融樹脂切断処理システム。
11. 最下流に樹脂チップを収容するコンテナが配置され、前記コンテナに樹脂チップを分散させて収容する分散手段を備える請求項１乃至１０のいずれかに記載の溶融樹脂切断処理システム。

Images