JP6116600B2 - ペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法 - Google Patents

Description

本発明は、ペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法に関し、特に、ホットカット方式のペレット造粒装置におけるカッター刃をカッターヘッドの逆円錐形状の傾斜面に取付けることにより、ダイに対するカッター刃の外周側と内周側の接触面圧が均等となるようにするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の合成樹脂成形品の成形には、従来周知のように、例えば、特許文献１に開示されているように、合成樹脂に安定剤、可塑剤、無機充填剤等の添加剤が混合・分散された成形材料が使用される。このような成形材料は一般にペレット化されている。ペレット製造装置は、押出機、この押出機の先端部に設けられているダイス、このダイスに対応して設けられているカッター装置等から構成されている。したがって、ダイスの複数個の吐出孔からストランド状に連続的に押し出される樹脂を、所定速度で回転駆動されるカッター装置のカッター刃で切断すると、所定大きさのペレットが得られる。このようなペレットの製造方式としてホットカット方式が知られている。
ホットカット方式は、押出機に合成樹脂と所定の添加剤を供給し、溶融混練してダイスからストランド状に押し出した直後に、ダイス表面にカッター刃を直接接触させた状態で回転駆動して空気中で切断する方式である。
吐出孔とカッターは、カッターボックスにより覆われている。カッターボックスの押出機側端面には、カッターボックスの内周面に水の遠心力により勢いよく流れる主水流(水膜流)を供給する注水口が配設されており、カッターボックスの注水口とは軸方向反対側の端部には、ペレットとともにカッターボックス内の水を排出する排出口が接地されている。

前述のペレット造粒装置としては、例えば、図７〜図９に示すような構成を挙げることが出来る。
すなわち、図７において符号１で示されるものはハウジングであり、前記ハウジング１内には、シリンダ２によって軸方向に押し引き自在なスリーブ３が設けられている。

前記スリーブ３内には、先端にカッターヘッド４を有するカッター軸９が図示しない駆動源によって一対の軸受８を介して回転するように構成されている。
前記カッターヘッド４の先端面である図８のカッター刃取付面４Ａには、複数のカッター刃５が所定の角度間隔でネジ５ａによって片持ち式に固定されている。
図９には、前記カッターヘッド４と図示しない押出機のダイプレート６のダイス７との関係が示されており、前記ダイス７の吐出孔７ａから吐出されるストランド（図示せず）を前記カッター刃５によってペレット状にカットできるように構成されている。
前述の図７におけるカッター刃５、カッターヘッド４、カッター軸９、ハウジング１及びシリンダ２等によりペレット造粒装置１０のペレット造粒機構１０Ａを構成している。

特開２０１０−７４０号公報

従来のペレット造粒装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述のペレット造粒装置の、運転開始時において、カッター軸が前進し、カッター刃とダイス面が接触するが、カッター刃をダイス面に押し付ける力は、カッター軸を介し、カッターヘッドの中心に作用するため、カッター刃のたわみにより、内周側の接触面圧が高くなり、カッター刃の刃先の欠けなどを生じやすくなる（図５に示す）。
また、外周側は接触面圧が低く、ダイスのダイス面と隙間Ｄを生じるため、隙間により、得られるペレットに不揃いが生じていた。

また、前述のホットカット方式のペレット造粒装置は、周知の水中カット方式（ＵＷＣ方式）と比べると、カッター刃回転によるカッター刃への押付力の発生が小さいため、カッター刃のダイス面への接触性が悪く、かつ、カッター刃５はカッターヘッド４に片持ちの状態で取付けているため、図４のように、カッター刃５の外周側５Ａがカッター刃５のタワミにより接触面圧が下がり、内周側５Ｂは接触面圧が高くなっていた。
このため、前記内周側５Ｂに高い荷重が作用するため、図５のように、前記カッター刃５の刃先の欠けが発生しやすく、この刃先の欠けによって、本来用いたいシャープな刃先形状刃を有するカッター刃（図６で示す）が使用できなくなっており、生産性向上への大きい障害となっていた。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、ホットカット方式のペレット造粒装置におけるカッター刃をカッターヘッドの逆円錐形状の傾斜面に取付けることにより、ダイに対するカッター刃の外周側と内周側の接触面圧が均等となるようにしたペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法を提供することを目的とする。

本発明によるペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法は、ダイスに対峙するペレット造粒装置のカッターヘッドのカッター刃取付面に形成された逆円錐形状の傾斜面と、前記傾斜面に取付けられた複数のカッター刃と、を用い、前記ペレット造粒装置のシリンダの空気圧からの前記カッター刃の１枚当たりの作用荷重が１７ｋｇの場合に０．２°の傾斜角となるよう前記カッター刃を取付ける方法である。

本発明によるペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、カッター刃の外周側と内周側のダイスに対する接触を均一すなわち均等としているため、本来、接触面圧が高くなる内周側の刃先の欠けを防ぐことができる。
また、前述の作用効果により、従来使用できなかったシャープな刃先形状を有する図６のカッター刃を使用することができるので、カッティング性能を高め、ペレットの生産効率を従来よりも大幅に向上させることが可能となる。

本発明によるペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法に用いるカッター構造を示すための要部の断面図である。 本発明及び従来のカッター刃の説明図である。 本発明及び従来のカッター刃の特性図である。 従来のペレット造粒装置用のカッター構造を示すための要部の断面図である。 従来のカッター刃の刃先の欠けを示す斜視図である。 従来のシャープな刃先を有するカッター刃の正面図である。 従来のペレット造粒装置を示す断面構成図である。 図７のカッター刃を示す平面図である。 図７の要部を示す拡大断面図である。

本発明によるペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法は、ホットカット方式のペレット造粒装置におけるカッター刃をカッターヘッドの逆円錐形状の傾斜面に取付ける場合、ペレット造粒装置のシリンダの空気圧からの前記カッター刃の１枚当たりの作用荷重が１７ｋｇの場合に０．２°の傾斜角θとなるよう取付けることにより、ダイスに対するカッター刃の外周側と内周側の接触面圧が均等となることである。

以下、図面と共に本発明によるペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、前述の従来構成として説明した図７から図９のホットカット方式のペレット造粒装置は、カッター刃の取付構造が本発明構造とはわずかに異なるのみで他の構成は本発明と同一であるため、図７から図９の構成を本発明に援用するものとする。

図１は、前述の図７のカッターホルダとしてのカッターヘッド４のカッター刃取付面４Ａにカッター刃５を取付けた状態を示すもので、前記カッター刃取付面４Ａには、逆円錐形状の傾斜面２０が形成されている。
前記傾斜面２０の傾斜状態は、図１の（Ｂ）図に示されているように、前記カッター刃取付面４Ａの前記傾斜面２０の面方向は、前記ダイス７のダイス面７Ａに対して傾斜角θとして傾斜している。
前記傾斜角θは実験によると、後述のように、０．２°が好適であり、前記ダイス面７Ａの面方向は、ペレット造粒装置１０の設置状態においては、鉛直方向に一致している。尚、前記傾斜角θの０．２°は、図１においては、理解を容易とするために、角度を大きくして示している。

図１の（Ｂ）に示す前記カッターヘッド４のカッター刃取付面４Ａにカッター刃５を取付けた状態で、前記カッター軸９を介して押圧力Ｆが加えられると、この押圧力Ｆはカッターヘッド４の軸心に付加されるため、この押圧力Ｆによって片持ち式の前記カッター刃５はほぼ鉛直状態となり、その外周側５Ａと内周側５Ｂの前記ダイス７のダイス面７Ａに対する接触面圧が均等で均一となるように構成されている。

図２及び図３及び表１は、本発明によるペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法において採用されているカッター刃５の取付構造が従来のカッター刃５の取付構造に比べて如何に作用効果が優れているかを示すものである。

すなわち、表１に示されているように、前記ペレット造粒装置１０のシリンダ２の空気圧からのカッター刃５の１枚当たりの作用荷重が１７Ｋｇの場合において、従来のフラット取付けと本発明の傾斜面２０取付けについて検証した。
その結果、カッター刃５において、図２の（ａ）が内周側５Ｂのみダイス面７Ａに接触、図２の（ｂ）が内周側５Ｂのみ接触大、図２の（ｃ）が内周側５Ｂ及び外周側５Ａとも均一接触、図２の（ｄ）が内周側５Ｂがやや接触大となった。
この検証結果は、図３にも明確に示されているように、本発明においては、前記傾斜角θが０．２°で、かつ、シリンダ２による作用荷重が１７Ｋｇであることが最良の条件（ベストモード）であることを確認することができた。すなわち、前記ペレット造粒装置１０のシリンダ２の空気圧からの前記カッター刃５の１枚当たりの作用荷重が１７ｋｇの場合に０．２°の傾斜角θとなるよう前記カッター刃５を取付けることである。

尚、前述の本発明によるペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法の要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、ダイス７に対峙するペレット造粒装置１０のカッターヘッド４のカッター刃取付面４Ａに形成された逆円錐形状の傾斜面２０と、前記傾斜面２０に取付けられた複数のカッター刃５と、を用い、前記ペレット造粒装置１０のシリンダ２の空気圧からの前記カッター刃５の１枚当たりの作用荷重が１７ｋｇの場合に０．２°の傾斜角θとなるよう前記カッター刃５を取付ける方法である。

本発明によるペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法は、逆円錐形状の傾斜面に取付けることにより、ダイスに対するカッター刃の外周側と内周側の接触面圧が均等となるため、ペレット造粒能力を向上させることが出来る。

１ ハウジング
２ シリンダ
３ スリーブ
４ カッターヘッド
４Ａ カッター刃取付面
５ カッター刃
５Ａ 外周側
５Ｂ 内周側
６ ダイプレート
７ ダイス
７Ａ ダイス面
９ カッター軸
１０ ペレット造粒装置
１０Ａ ペレット造粒機構
２０ 逆円錐形状の傾斜面

Claims (1)

1. ダイス(7)に対峙するペレット造粒装置(10)のカッターヘッド(4)のカッター刃取付面(4A)に形成された逆円錐形状の傾斜面(20)と、前記傾斜面(20)に取付けられた複数のカッター刃(5)と、を用い、前記ペレット造粒装置(10)のシリンダ(2)の空気圧からの前記カッター刃(5)の１枚当たりの作用荷重が１７ｋｇの場合に０．２°の傾斜角(θ)となるよう前記カッター刃(5)を取付けることを特徴とするペレット造粒装置用のカッター刃の取付方法。

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