JPH07106568B2 - ストランドの冷却長調整方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂を複数個
のノズルを有するダイヘッドからストランド状に吐出
し、この吐出されたストランドを、冷却水が貯留されて
いる冷却槽に導いて冷却しながら搬送し切断機に導いて
チップを形成するものにおけるストランドの冷却長調整
方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ストラ
ンドは、熱可塑性樹脂をダイヘッドから紐状に吐出した
ものであり、多数のストランドを一列に並べ、適当な手
段を用いて連続的に冷却固化しながら切断機へ導いて切
断し、チップを作り、このチップが合成繊維や合成樹脂
製品の原料として使用される。このようなダイヘッドか
ら吐出されたストランドを冷却固化しながら切断機へ導
く装置の典型例は、冷却水が貯留されている冷却槽を備
え、ダイヘッドから吐出されたストランドを冷却槽に導
き、冷却槽に設けられている複数のロ−ラ対で冷却搬送
するように構成されている。ところで、ストランドの冷
却に際しては、以下の理由により、ストランドを希望す
る冷却温度に冷却する必要がある。

【０００３】冷却し過ぎると、ストランドが硬くなり
過ぎるため、ストランドを切断する際に、折れたり、割
れたりして、切断処理が困難となる。又、冷却し過ぎ
ると、ストランドの内部温度が低下するため、冷却処理
後、切断機まで搬送される間に、ストランド表面に付着
した水分を、心熱により蒸発させて除去することができ
なくなる。一方、冷却が足りないと、ストランドが充
分固まっていないため、ストランドが切断される際に、
切断面が変形したり、所謂ヒゲが生じることになる。
又、斜め切りされたりして、チップ形状がいびつにな
る。そこで、予め定めた固化状態となるようストランド
を冷却する必要があり、そのため使用する熱可塑性樹脂
に応じて、ストランドの冷却長を調整することが必要と
なる。

【０００４】かかるストランドの冷却長調整に当たっ
て、上記従来例では、冷却長に応じた長さを有する冷却
槽に交換するか又は、冷却槽を多段階連結している。し
かし、このような従来例では、切断機も移動させる必要
があり、手間が掛かり面倒である。そこで、上記問題を
解決するため、ストランドの搬送速度を調整することが
考えられる。即ち、冷却長が大であるストランドの場合
には、搬送速度を小とし、冷却長が小であるストランド
の場合には、搬送速度を大とする。しかしながら、この
ように搬送速度を可変にすると、チップの製造量が変化
するという新たな問題が発生する。本発明は、上記問題
を解決できるストランドの冷却長調整方法及び装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するた
めに、本発明が提供するストランドの冷却長調整方法の
特徴的構成は、熱可塑性樹脂から成るストランドをダイ
ヘッドから吐出させ、冷却水が貯留された冷却槽内で冷
却しながら搬送した後、切断機でチップに切断するもの
において、上記冷却槽を、ストランドの搬送方向と直交
し且つ水平な支持軸回りに、回動させて、冷却水中にお
ける、ストランドの搬送経路の長さを調整する点にあ
る。

【０００６】 尚、ストランドの表面温度を測定して、
その測定結果に基づき冷却槽を回動させることもある。
又、上記課題を解決するために、本発明が提供するスト
ランドの冷却長調整装置の特徴的構成は、熱可塑性樹脂
から成るストランドをダイヘッドから吐出させ、冷却水
が貯留された冷却槽内で冷却しながら搬送した後、切断
機でチップに切断するものにおいて、上記冷却槽を、ス
トランドの搬送方向と直交し且つ水平な支持軸回りに、
回動自在とし、冷却槽を回動させる作動機構と、冷却槽
を回動位置で保持する保持機構とを備えた点にある。
尚、冷却槽と切断機との間に配置され、冷却後のストラ
ンドの表面温度を測定する温度センサと、温度センサの
測定結果に基づき前記作動機構を駆動制御する制御部と
を備えることもある。

【０００７】

【作用】 チップの製造時には、冷却槽を回動させて、
冷却水中における、ストランドの搬送経路の長さを調整
し、ストランドの冷却長を、使用する熱可塑性樹脂に応
じた長さとする。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を図面に基づ
き説明する。図１は本発明の一実施例の全体構成を簡略
化した側面図である。図中、１はダイヘッドで、バッチ
式重合釜（図示省略）に接続されている。ダイヘッド１
は、多数のノズル孔（図示省略）を備えており、各ノズ
ルから溶融状樹脂を紐状に吐出してストランド列Ｓを形
成する。ストランド列Ｓは、産業上は１本から数百本の
ストランドが必要に応じて形成されることは勿論であっ
て、例えばダイヘッドは５０個ずつ２列のノズルを備
え、１００本のストランドを形成することもできる。

【０００９】 このダイヘッド１に接近してシュート２
が設けられており、ダイヘッド１から吐出されたストラ
ンド列Ｓはシュート２の上に落下し、冷却水が貯留され
ている冷却槽３に導かれる。この冷却槽３は、ストラン
ドの搬送方向と直交し且つ水平な支持軸４の回りに回動
自在であり、作動機構５により回動される。冷却槽３に
導かれたストランドは、冷却槽３に設けられているロー
ラ６、複数のローラ対７，８，９，１０及びローラ１１
により、冷却水に浸漬されて冷却されながら搬送され
る。

【００１０】冷却槽３の後続位置には、固定刃１３及び
回転カッタ１４からなる切断機１５が設けられている。
切断機１５のケーシングは、作動機構５Ａにより昇降駆
動される。又、冷却槽３と切断機１５間には、温度セン
サＫが設けられている。この温度センサＫは支持片１７
に固定されており、支持片１７は切断機１５のケーシン
グに固定されている。従って、温度センサＫもまた、切
断機１５と共に昇降する。

【００１１】冷却槽３で冷却されたストランドは、切断
機１５に導かれ、所定長さに切断されてチップ１６が形
成される。尚、冷却後のストランドは、温度センサＫに
よって表面温度が測定される。図２は作動機構５の具体
的な構成を示す一部切欠き側面図である。作動機構５
は、モータ２０、ネジ棒２１、歯車２２等から構成され
ている。モータ２０の出力軸には、モータの回転数を検
出するロータリーエンコーダ２３及び歯車２４が固着さ
れている。ロータリーエンコーダ２３は、モータ２０が
１回転する度毎に１パルス出力するように構成されてい
る。

【００１２】 前記歯車２４には、歯車２２が噛み合
う。この歯車２２の内周面には、ネジ棒２１の歯部に螺
合する歯部が刻設されており、歯車２２の回転に応じて
ネジ棒２１は、上下に移動する。このネジ棒２１は案内
筒２５内に挿入されており、この案内筒２５の上面には
軸受２６が設けられている。軸受２６上には歯車２２が
回転自在に支持されている。ネジ棒２１の上端部には、
支持軸４と平行な突起２９が設けられており、又、冷却
槽３の端部底面に固定されている固定片２７には、長孔
２８が形成されている。そして突起２９が、長孔２８に
挿通されている。従って、ネジ棒２１の上下運動に応じ
て、前記突起２９が長孔２８に案内され、冷却槽３は支
持軸４の回りに回動することができる。尚、この実施例
では、ネジ棒２１の歯部と、歯車２２内周面の歯部との
噛み合いで冷却槽３が回動位置に保持されている。従っ
て、ネジ棒２１、歯車２２等は、作動機構５を構成する
と共に、保持機構をも兼ねている。

【００１３】図３は作動機構５Ａの具体的な構成を示す
一部切欠き側面図である。作動機構５Ａは、作動機構５
とほぼ同様な構成であり、作動機構５の構成部分に対応
する構成部分には添字Ａを付して示す。尚、後述するよ
うに、作動機構５Ａは作動機構５と同期して駆動され、
しかもネジ棒２１が冷却槽３の端部に固定されているた
め、冷却槽３と切断機１５のケーシングは同期してかつ
同一移動量上下移動する。尚、この実施例では、作動機
構５，５Ａ毎に個別にモータを設けるようにしたけれど
も、単一のモータで駆動するような構成であってもよ
い。図４は作動機構５，５Ａの制御部の構成を示すブロ
ック図である。温度センサＫ、ロータリーエンコーダ２
３からの出力は、制御回路３０に与えられる。又この制
御回路３０には入力手段３１が接続されている。この入
力手段３１は、冷却長調整用キー３２、冷却長を数値入
力するためのテンキー３３等を有する。又、制御回路３
０には、システムプログラムや演算プログラム等が予め
記録されているリードオンリーメモリ（以下ＲＯＭとい
う）３４と、アップ／ダウンカウンタ３５が接続されて
いる。このアップ／ダウンカウンタ３５は、ロータリー
エンコーダ２３からの出力の度毎にカウント動作を行
い、冷却槽３の現在の昇降位置をカウント値で記憶する
働きをする。又、制御回路３０には、モータ２０，２０
Ａの駆動回路３８，３８Ａが接続されており、モータ２
０とモータ２０Ａとは同期して駆動される。

【００１４】 図５及び図６は冷却長調整のための制御
動作を示すフローチャートである。ストランドの冷却に
当たっては、チップの品質向上を図るため、ストランド
の冷却温度を、使用する熱可塑性樹脂に合わせる必要か
ら、熱可塑性樹脂に応じてストランドの冷却長を調整す
る必要が生じる。かかる場合、本発明では、冷却槽３を
支持軸４回りに回動させることにより、冷却槽３の冷却
水中における、ストランドの搬送経路の長さを変えて、
希望する冷却長に調整することができる。以下、図５及
び図６に基づき冷却長調整動作を説明する。先ず、運転
開始時には冷却槽３は水平状態にある。そしてステップ
ｎ１で冷却長調整用キー３２が操作されたか否かが判断
される。Ｙｅｓのときは、ステップｎ２に移り、冷却長
を数値入力したか否かが判断される。Ｎｏのときは、ス
トランドが冷却槽３を通過して温度センサＫを通過する
時間経過後に、ステップｎ３で温度センサＫの測定値Ｔ
が取り込まれる。次に、ステップｎ４に処理が移り、測
定値Ｔに基づき冷却長の算出が行われる。具体的には、
算出された冷却長に対応した冷却槽３及び切断機１５の
回動位置に達するまでのモータ２０，２０Ａの回転回数
Ｎが求められる。なお、この実施例ではモータ２０とモ
ータ２０Ａとは同期して駆動するようにしているため、
モータ２０とモータ２０Ａの回転回数Ｎは同一である。

【００１５】 次に、処理はステップｎ５に移り、モー
タ２０，２０Ａが正転方向又は逆転方向に付勢される。
冷却槽３を上方に回動するときは、モータ２０，２０Ａ
が正転方向に付勢され、冷却槽３を下方に回動するとき
は、モータ２０，２０Ａが逆転方向に付勢される。第１
回目の冷却長調整の場合は、冷却槽３が初期状態として
水平状態にあるため、冷却槽３の回動は上方向である。
従って、モータ２０，２０Ａは正転方向に付勢される。
次に、処理はステップｎ６に移り、ロータリーエンコー
ダ２３から出力があるか否かが判断され、Ｙｅｓのとき
はステップｎ７に移る。ステップｎ７では、モータ２
０，２０Ａの正転時にはアップ／ダウンカウンタ３５の
値を、１インクリメントし、モータ２０，２０Ａの逆転
時にはアップ／ダウンカウンタ３５の値を、１デクリメ
ントする。第１回目の冷却長調整の場合は正転時故に、
１インクリメントする。そしてステップｎ８において、
回転回数Ｎに達したか否かが判断される。ステップｎ８
においてＮｏのときは、再びステップｎ５に戻る。そし
て、モータ２０，２０Ａが回転し続ける。モータがＮ回
転すると、ステップｎ８において、判断はＹｅｓとな
り、処理はステップｎ９に移りモータ２０，２０Ａが消
勢される。第１回目の冷却長調整の場合には、モータ２
０，２０Ａは正転方向にＮ回回転して停止する。

【００１６】 このような処理により、ネジ棒２１が温
度センサＫに基づき算出された冷却長に対応する所定長
さだけ上昇し、これにより冷却槽３が図７に示すように
支持軸４回りに上方に所定角度だけ回動し、冷却長が図
７の参照符号Ｍ１から図８の参照符号Ｍ２（但しＭ１＞
Ｍ２）に調整される。尚、参照符号Ｍ２は、温度センサ
Ｋに基づき算出された冷却長である。又、このとき、モ
ータ２０Ａはモータ２０と同期して回転するため、ネジ
棒２１Ａもネジ棒２１と同じだけ上昇し、その結果、切
断機１５のケーシングは、冷却槽３と同じだけ上昇す
る。こうして、冷却槽３は、温度センサＫに基づき算出
された冷却長に設定される。このように冷却長の設定が
され、ストランドの冷却搬送が行われたれた後、冷却槽
３内の冷却水の温度変化等のため、冷却長を微調整する
必要が生じる。そこで、モータ２０，２０Ａの消勢の
後、一定時間経過後に処理はステップｎ１０に移る。ス
テップｎ１０では、再び温度センサＫの測定値Ｔが取り
込まれる。そしてステップｎ１１で、測定値Ｔと予め定
めた温度Ｔ１とが比較される。この温度Ｔ１は、正確な
希望する冷却後のストランドの温度である。

【００１７】 ステップｎ１１でＴ＞Ｔ１のときは、ス
テップｎ１２に移り、モータ２０，２０Ａが逆転方向に
付勢される。これにより、ネジ棒２１は下降する。従っ
て、冷却槽３は、下降する。そしてステップｎ１３で、
ロータリーエンコーダ２３からの出力があるか否かが判
断され、出力があるとステップｎ１４でアップ／ダウン
カウンタ３５のカウント値を１デクリメントし、ステッ
プｎ１０に戻る。ステップｎ１１でＴ＜Ｔ１のときは、
ステップｎ１５に移り、モータ２０，２０Ａが正転方向
に付勢される。これにより、ネジ棒２１は上昇する。従
って、冷却槽３は、上昇する。そしてステップｎ１６
で、ロータリーエンコーダ２３からの出力があるか否か
が判断され、出力があるとステップｎ１７でアップ／ダ
ウンカウンタ３５のカウント値を１インクリメントし、
ステップｎ１０に戻る。そして、このような処理を続け
ることにより、Ｔ１＝Ｔとなったときは、ステップｎ１
１からステップｎ９に戻り、モータ２０，２０Ａが消勢
される。このようなステップｎ１０〜ステップｎ１７の
処理により、冷却長が微調整される。

【００１８】 前記ステップｎ２において、テンキー３
３により冷却長が数値入力されたときはステップｎ１８
に移り、数値入力された冷却長に対応する冷却槽３及び
切断機１５の昇降位置に達するまでのモータ２０，２０
Ａの回転回数Ｎが算出される。以後、ステップｎ５〜ｎ
８の閉ループ処理が行われ、数値入力された冷却長にな
るように冷却槽３が回動する。ところで、数値入力され
た冷却長は概略値であるため、正確な冷却長に調整する
必要がある。かかる場合、前述したステップｎ１０〜ｎ
１７の微調整処理により微調整される。こうして、使用
する熱可塑性樹脂に応じたストランドの冷却長を、概略
値で入力し、その概略値に応じた仮の冷却長を設定して
おき、その後温度センサＫの測定結果に基づき正確な希
望する冷却長に調節することができる。

【００１９】 次に、冷却搬送運転継続中において、現
在使用しているものと異なる冷却長の熱可塑性樹脂を使
用する場合は、冷却長調整用キー３２を再び操作する。
これにより、処理は再びステップｎ１に戻り、上記同様
の処理により、冷却長の調整が行われる。尚、このよう
な２回目以降の冷却長調整の場合、既に冷却槽３は前回
の処理で回動しているので、ステップｎ４の処理では温
度センサＫに基づき算出されたモータ２０，２０Ａの回
転回数とアップ／ダウンカウンタ３５の現在値との差
を、回転回数Ｎとして処理を行う。又、ステップｎ５の
処理では、モータ２０，２０Ａの回転回数がアップ／ダ
ウンカウンタ３５の現在値より小の場合は、モータ２
０，２０Ａは逆転方向に付勢される。モータ２０，２０
Ａの回転回数がアップ／ダウンカウンタ３５の現在値よ
り大の場合は、モータ２０，２０Ａは正転方向に付勢さ
れる。こうして、冷却槽３を支持軸４の回りに回動させ
ることにより、何度でも使用する熱可塑性樹脂に応じた
冷却長を自動的に得ることができる。冷却搬送終了のた
め、メイン電源がＯＦＦされると、モータ２０，２０Ａ
が再び逆転方向に付勢され、アップ／ダウンカウンタ３
５の値が「０」になるまで回転し続ける。これにより、
冷却槽３は水平状態に復帰する。前述の実施例では、温
度センサの測定結果に基づき作動機構を自動的に駆動さ
せて冷却長を調整するようにしたけれども、温度センサ
及び作動機構を省略して手動により冷却槽３を回動させ
るような構成であってもよい。又、前述の実施例では、
ローラ方式を用いて、冷却槽内のストランドを搬送する
ようにしたけれども、上下一対の搬送ベルトによりスト
ランドを挟持する構成であってもよい。

【００２０】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、冷却槽の全長を変更することなく、冷却水中におけ
る、ストランドの搬送経路の長さを調整できる。従っ
て、使用する熱可塑性樹脂に応じて、ストランドの冷却
長を調整でき、その後のストランドの切断等の処理を円
滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成を簡略化した側面
図である。

【図２】本発明の一実施例の作動機構５の具体的な構成
を示す一部切欠き側面図である。

【図３】本発明の一実施例の作動機構５Ａの具体的な構
成を示す一部切欠き側面図である。

【図４】本発明の一実施例の作動機構５，５Ａの制御部
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施例の冷却長調整制御動作を示す
フローチャートである。

【図６】本発明の一実施例の冷却長調整制御動作を示す
フローチャートである。

【図７】 本発明の一実施例の冷却槽の回動状態を説明
するための図である。

【図８】 本発明の一実施例の冷却槽の回動状態を説明
するための図である。

【符号の説明】 １…ダイヘッド、３…冷却槽、４…支
持軸、５…作動機構、１５…切断機、１６…チップ、３
０…制御回路、Ｋ…温度センサ、Ｓ…ストランド列。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂から成るストランドをダイ
   ヘッドから吐出させ、冷却水が貯留された冷却槽内で冷
   却しながら搬送した後、切断機でチップに切断するもの
   において、 上記冷却槽を、ストランドの搬送方向と直交し且つ水平
   な支持軸回りに、回動させて、冷却水中における、スト
   ランドの搬送経路の長さを調整することを特徴とするス
   トランドの冷却長調整方法。
2. 【請求項２】 ストランドの表面温度を測定して、その
   測定結果に基づき冷却槽を回動させる請求項１記載のス
   トランドの冷却長調整方法。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂から成るストランドをダイ
   ヘッドから吐出させ、冷却水が貯留された冷却槽内で冷
   却しながら搬送した後、切断機でチップに切断するもの
   において、 上記冷却槽を、ストランドの搬送方向と直交し且つ水平
   な支持軸回りに、回動自在とし、 冷却槽を回動させる作動機構と、冷却槽を回動位置で保
   持する保持機構とを備えたことを特徴とするストランド
   の冷却長調整装置。
4. 【請求項４】冷却槽と切断機との間に配置され、冷却後
   のストランドの表面温度を測定する温度センサと、温度
   センサの測定結果に基づき作動機構を駆動制御する制御
   部と、を備えた請求項３記載のストランドの冷却長調整
   装置。