JPH07500061A - 合成プラスチック材料を造粒する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 合成プラスチック材料を造粒する装置 本発明は、合成プラスチック拐料、特に、熱不安定性のある粘性の高し）合成プ ラスチック拐料、例えば、ポリ塩化ビニルまたはポリ塩化ビニリデンを造粒する 装置に関し、この装置は、合成プラスチック材料用の出口開口の前で回転する少 なくとも１個の回転造粒ナイフを備え、出口開口のすぐ前でハウジング内に回転 自在に軸受は支持され、駆動機構により回転される可塑化スクリューによって、 可塑化された合成プラスチック材料が、出口開口を通じて押し出され、合成プラ スチック材料が、可塑化スクリューの軸線方向に向かう運動成分により、これら 出口開口を通じて通過し、さらに、造粒ナイフにより切断される合成プラスチッ ク材料粒子用の冷却機構を備える。

従来公知の、この種の装置は、多くの場合、スクリュー押出機の出口端が、合成 プラスチック材料のコードを作り出すノズルプレートによって、放出を行う造粒 ハウジングを備える。スクリュー押出機は、他方の側にある先端で充填され、充 填箇所を越えて突出する、スクリューシャフトの延長部により駆動される。一般 に、造粒ハウジング内で切断された粒子は、ナイフがある箇所に導かれる冷却水 によって冷却され、流れ去る冷却水と共に運び去られる。このような構造は、敏 感な合成プラスチック材料、特に、熱不安定があり、長時間高温領域′に滞留す ると分子鎖の減少を起こす合成プラスチック材料を処理するための設備ではいく つかの問題をもたらしている。ポリ塩化ビニルまたはポリ塩化ビニリデンは、こ のような敏感な合成プラスチック材料の例である。滞留時間が長いと、被処理プ ラスチック材料の流れ内に偏りが生じ、この偏りに関係するバックアップスペー ス（ｂａｃｋ−ｕｐ　５ｐａｃｅ）と摩擦とから、更には、滞留時間を増大する 流路から、スクリューの長さ方向に垂直な方向に、被処理合成プラスチック材料 が送られてしまう。

別の欠点として、スクリューの入口端の箇所で駆動されるタイプのスクリュー押 出機は、スクリューをその先端で実質的に軸線方向に、例えば、合成プラスチッ ク材料が回転ナイフにより粉砕される容器の取出口に対し、スクリューのハウジ ングが半径方向に接続されるリサイクル用処理設備内で、フィード（ｆｅｅｄ） するのが好ましい場合には使用できないことである。

充填ホッパー内に突出するスクリューを用いて、可塑化すべき合成プラスチック 材料を可塑化室に送り込み、ここで、合成プラスチック材料を、回転する押圧具 により可塑化し、可塑化室の周囲に設けた複数個の取出口を通じて、可塑化室か ら半径方向に押し出すことも知られている（ＥＰ−Ａ　３７３，３７２）。複数 個の造粒ナイフが、これら取出口の外で回転し、搬送スクリューの駆動シャフト を囲むハブと接続する。このような構成は、可塑化室に導入される合成プラスチ ック材料を、取出口を通じて確実に押し出せるようにするためには、極めて短時 間で可塑化しなければならないという欠点がある。このため、押圧具を駆動する のに大きな動力が必要となる。更に、穴があいたリングで形成される取出口の外 周で回転するナイフは、これらの保持具と合わせると、かなり大きなものとなり 、運転のために、一層大きな動力が必要となる。

本発明は、最初に述べたような種類の装置を改良して、低い動力消費で処理でき る合成プラスチック材料を、緩やかに取扱い、装置の適応性が、より融通が効く ようにすることを特徴とする特に、最初に述べた種類の装置を、上述したリサイ クル処理設備でも用いることができるようにするものである。本発明は、この目 的を、複数個の取出口を、先端駆動型の可塑化スクリューの駆動側先端に近接し て設け、可塑化スクリュー用の駆動機構を、この駆動側先端と同心状に配置され 、駆動機構と取出口との間に設けられるナイフの循環路により囲まれるシャフト で構成し、このシャフトは、可塑化スクリューの先端に、−緒に回転できるよう に取外し自在に結合される、可塑化スクリューとは別体の部材で構成することに より解決する。

最初に述べた公知の構成とは異なり、本発明による装置のスクリューには、先端 駆動機構が付いていて、すなわち、スクリューが搬送作用を行う方向において先 端となる部分で駆動される。したがって、合成プラスチック材料の出口端側には ないスクリューの他方の先端は、フリー状態になっており、合成プラス千ツク材 料を、トラブルなくここに供給できる。したがって、本発明による装置を、合成 プラスチック材料用の処理容器に、少なくとも実質的に半径方向で、スクリュー のハウジングと接続することにより、遠心力を利用してスクリューに充填するこ とができる。この遠心力は、粉砕された合成樹脂材料に、処理容器内で回転する ナイフにより加えられる。更に、可塑化された合成プラスチック材料用の流路が 短くてすむコンパクトな構造となるため、高温領域での合成プラスチックＨ料の 滞留時間が、比較的短くなり、処理される合成プラスチック材料の熱劣化の恐れ が、減少する。出口開口は、スクリューの先端のすぐ前に位置づけられるので、 スクリューの軸線からの最大距離が、スクリューの直径以下となり、ナイフもま た、スクリューの軸線からの最大距離を持つことになる。したがって、上述した 公知の構造と比べて、ナイフにとって移動量（ｍｏｖｅｄ　ｍａｓｓ）が著しく 減少し、エネルギー消費の低下となる。更に、可塑化スクリューにより処理すべ き合成プラス千ツク材料の可塑化が、公知の構造による押圧具を用いた場合より も、著しくエネルギー消費を節約し、穏やかな処理状態で行うことができる。駆 動シャフトと可塑化スクリューとの間の取外し自在な接続により、クリーニング または摩耗の場合、スクリューの分解が容易となる。

複数本の高分子繊維ロープを、軸線方向に延びるスクリューハウジングの周囲溝 に導入し、搬送スクリューにより、スクリューの軸線を中心として回転する造粒 ナイフに送り込み、この造粒ナイフが、スクリューのシャフトの軸線を中心とし て、スクリューハウジングの先端側で回転させる、高分子Ｍｋ維ローブの造粒が 知られている（ＳＵ−Ａ−１，４５２，６８２）。この方法では、供給された合 成プラス千ツク相料の可塑化は生じないので、本発明により解決される問題は、 ここでは生じない。

本発明に従って、スクリューを、穴のあいた別体のプレートの方に向かって搬送 作用をさせ、ナイフを、その出口側で回転させることも可能である。しかしなが ら、このような穴のあいた別体のプレートは、本発明によれば、出口開口が、ス クリューとそのハウジングにより構成されるので省略してもよい。したがって、 スクリューは、そのハウジングと共に、スクリューにより供給される合成プラス チック材料が押し出される、ノズル通路をも同時に構成する。

本発明の好ましい一実施例によれば、シャフトは、中空シャフトとして構成され 、スクリューと、軸線方向に一緒に移動ししかも軸線方向に調節自在に、スクリ ューの先端でねじにより連結されると共に、少なくとも１個のくさび状体または 歯形結合により一緒に回転可能に連結される。このような簡便な構造で、スクリ ューを回転することにより、押出機のスクリューの軸線方向位置を正確に調節し て、押出機のスクリューの先端と、そのハウジングの先端とを、ノズル通路から 放出される合成プラスチック材料のコードをナイフが正確に切断することができ る共通平面内に正確に位置づけることができる。

既に述べたように、スクリューとそのハウジングとの間に取出口を位置づけるの が適切である。このためには、大まかに言って二つの主な態様がある。取出口ま たはノズル通路を、スクリューハウジングの内周囲に組み込まれるように形成す ることが可能である。このように形成されたノズル通路等は、静止状態にあり、 ナイフが、スクリューと共に回転する。しかしながら、一般に、スクリューの回 転スピードは、ナイフによる所望の造粒子の切断を得るには十分な大きさではな い。したがって、本発明に従って、スクリューの駆動側先端で、フランジの周囲 に長さ方向通路を設けることにより取出口を構成し、フランジを、スクリューの 最後のねじ山のすぐそばに位置づけ、ハウジングの内面と接触させるようにし、 ナイフをシャフトに回転自在に支持し、シャフトに対し相対回転できるように駆 動機構と接続することが好ましい。こうすると、このようにして構成された、取 出口に到る長さ方向通路は、スクリューと一緒に回転し、ナイフ用の別の駆動機 構が必要となる。しかしながら、このようにすれば、ナイフ用の別の駆動機構が 必要とされる最初に述べた公知の構造の欠点がなくなる。ナイフ用の別の駆動機 構を設けると、ナイフをトラブルなく所望のスピードで回転させることができる ので、粒体を完全に切断することが確実となる。本発明による、直前に述べた構 造の別の好ましい態様によれば、ナイフは、シャフトに回転自在に支持されたス リーブの、スクリューに隣接する先端に固定され、このスリーブは、ナイフを回 転するため歯付ベルトにより好ましく駆動される。

取出口に到る通路のクリーニングは、本発明にしたがって、長さ方向通路を覆う ハウジングの一部を、他のハウジングとは別体のリングで（ａ成し、ハウジング の他の部分とは取外し自在に、好ましくは複数本のねじにより接続することによ り、容易化する。こうすると、取出口に到る長さ方向通路は、フリー状態となり 、スクリューを分解できる。

本発明の別の態様によれば、冷却機構を、送風機で構成し、この送風機が、切断 された造粒子用の搬送機構をも構成するとともに、ナイフにｔｌｊす、好ましく はシャフトに対し半径方向に位置づけられる通気路と、ナイフから粒子用の収菓 ステーションに到り、同様に好ましくは、シャフトに対し半径方向に位置づけら れる取出通路とを備える。このような、切断された粒子用の空気冷却は、多くの 場合、敏感な合成プラスチック材料類にとって十分であり、その押出温度も高く ない。稼動中、空気冷却は、水冷却よりも安価であり、造粒粒子を乾燥する別の 機構を省略することができる。本発明によれば、空気通路と取出通路とを、一方 の側で、スクリューのハウジングを支持する壁により、他方の側で、シャフトに またはこれに設けたスリーブに接続したディスクにより構成すれば、別体として の造粒ハウジングを省略できる。

添付図面には、本発明の目的が、例示的な実施例により概略的に示しである。

第１図は、本発明による装置を備えた造粒設備を側面図で示すものである。第２ 図は、第１図の平面図を示すものである。第３図は、スクリュー駆動機構を備え たスクリューの先端の、拡大断面図を示すものである。第４図は、スクリューの 先端の矢印ＩＶ−ＩＶ方向に見た正面図を示すものである。

第１図および第２図の設備は、被処理合成プラスチック材料用の容器］を備え、 合成プラスチック（イ料は、容器１に上方から充填される。容器の縦方向軸線を 中心として、容器１の下部内で、ナイフ２が回転し、合成プラスデック材料を容 器１内で粉砕する。粉砕された合成樹脂材料は、容器ｌの壁に設けた開口を通っ て、容器ｌに対して半径方向に設けられたスクリュー押出機３の取入口に押し込 まれる。このスクリュー押出機により、合成樹脂材料は可塑化される。スクリュ ー押出機３には、複数個の加熱ゾーンもしくは複数個の冷却ゾーン４またはこれ らのいずれかを設けてよい。加熱ゾーンにより、所望の処理温度が得られる。こ の処理温度が、例えば摩擦熱の影響により高過ぎると、所望温度は、冷却ゾーン により確保される。加熱または冷却ゾーン４かも突出したスクリュー押出機３の 先端５は、造粒ヘッド６に達し、ここで、造粒駆動機構７により駆動される造粒 ナイフが、粗粒を切断する。切断された粗粒は、造粒ヘッド６がら管８を通って 大型袋充填ステーション９に搬送される。この搬送は、搬送送風機１０により起 こされる空気流によって行われる。スクリュー押出機３用の駆動機１２もまた１ 台の下部プレート１１に設けられていて、この駆動機構は、スクリューの先端を 駆動する。

第３図には、このスクリューの先端が、より詳細に図示されている。スクリュー １３は、円筒形ハウジング１４内に軸受は支持され、この円筒形ハウジングは、 容器１の取出口に接続される。スクリュー用の駆動機構１２は、スクリュー１３ と軸線を同じくして延び、装置のフレーム１６に軸受は支持されたシャフト１５ を駆動する。このシャフト１５は、中空のシャフトで、その中には、スクリュー １３に面する側の端部に、ねじ１８を構成するねじ山を備えたロッド１７が嵌通 しでおり、このねじ山は、スクリュー１３の対応するねじを切った内孔１９にね じ込むことができる。一方、ロッド１７は、例えば、中空シャフト１５の端部と 接するフランジ（図示せず）により、中空シャフト１５に所望の態様で支持され る。このようにして、スクリュー１３とシャフト１５間の取外し自在な結合が得 られるだけでなく、中空シャフト１５が、その長さ方向において、例えば、駆動 機構１２内で、変位しないように固定されている限り、軸線方向におけるスクリ ュー１３の位置を、ロッド１７を回転することによって簡便かったやすく調節で きる。このため、スクリュー１３の先端と、ハウジング１４の先端とが、絶えず 、共通の平面上に正確に位置づけることができるようになる。２個のくさび状体 ２０、または歯形結合によリ、駆動シャフト１５とスクリュー１３との間の回転 結合がもたらされると同時に、駆動シャフト１５とスクリュー１３とが、互いに 長さ方向に移動できる。スクリュー１３は、その最後のねじ山の間近にフランジ ２２を備え、その周囲２３には、互いに等間隔で離れ、スクリュー１３の長さ方 向に延びる複数個の長さ方向または螺旋状通路２４が形成される。これら通路は 、可塑化スクリュー１３にすぐ隣り合っている。これら通路２４は、スクリュー のハウジング１４の一部をなすリング２５により覆われ、このリングは、スクリ ューのハウジングの本体に、複数本のねじ２６により取外し自在に固定される。

このため、摩耗した場合、スクリュー１３またはリング２５の交換が容易となり 、長さ方向通路２４を、スクリュー１３を分解することなく、容易に自由にクリ ーニングできる。各端が、リング２５の外側先端に位置づけられた長さ方向通路 ２４により、複数個の出口孔を形成して、これら出口孔から、スクリュー１３に より供給された可塑化合成プラスチック材料が、長さ方向通路または螺旋型通路 ２４から押し出される。ハウジング１４の先端は、リング２５と共に、フレーム １６の縦方向壁２８により支持される。切断エツジ３ｏを備えた１以上の造粒ナ イフ２９が、出口孔２７の前で回転する。これら回転するナイフは、スクリュー １３の駆動機構と出口孔２７との間に軌道を持ったまま、中空シャフト１５をこ れと同心円状になって取り巻き、スリーブ３２の前側３１に固定される。スリー ブは、複数個の転がり軸受け３３により中空シャフト１５に軸受は支持される。

スリーブ３２は、その外面に、歯付ベルト３５を介して造粒駆動機構７（第１図 ）により駆動される歯付リング３４を備える。スリーブ３２、ひいてはナイフ２ ９の回転速度は、中空シャフト１５の回転速度よりもがなり大きくして、回転す る出口孔２７と、同じく回転するナイフ２９との間で、充分な相対速度が得られ るようにする。好ましくは、ナイフ２９は、スクリュー１３の回転方向とは反対 側の方向に回転する。

ナイフ２９の切断エツジ３０により切断された造粒子は、搬送送風ａ１０（第２ 図）により起こされる空気ｌガこによって搬送される。この空気流は、切断され た合成プラス千ツク材料粒子の十分な冷却をも同時にもたらす。このため、湾曲 した管３６（第２図）が、搬送送風機１ｏから供給された冷気を、フレーム１６ の側部に設けた入口開口３７に導く。この空気は、冷却機構に供給してもよい。

この入口開口３７は、環状スペース３８に通じており、この環状スペースは、一 方の側が、フレーム１６の縦方向壁２８により構成され、他方の側が、スリーブ ３２の段部４０に固定されこれと共に回転するディスク３９により構成される。

取出口４１は、入口開口３７の側とは反対側にあるフレーム１６の側部に設けら れ、この取出口を通じて、搬送空気が、これにより搬送される造粒子と共に、管 ８（第２図）に入る。好ましくは、フレーム１６は、中空シャフト１５がある箇 所で断面が円形になっていて、搬送空気が入口開口３７を通って入り込み、取出 口４１から出ていくのに、できるだけ無駄なコーナーができないようにし、切断 された合成プラスチック利料粒子が、確実に搬送されるようにするとよい。この ような冷却機構４２（第２図）は、ポリ塩化ビニルを処理する場合には、極めて 高い温度と粘性とが生じないので、良好であることがわかった。

スクリュー１３用の駆動機構１２には、制御歯車機構４３（第２図）を設けて、 ねじ１３の回転速度を任意に調節できるようにする。

フロントページの続き （７２）発明者　シュルツ　ヘルムト オーストリア共和国、サンクト、フロリアン、Ａ　−４４９０バットストラッセ 　２０（７２）発明者　ウエンデリン　ジエオルグオーストリア共和国、リンノ 、Ａ　−４０３３ヴアルトポツテン　ヴエグ　斜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．合成プラスチック材料用の出口開口（２７）の前で回転する少なくとも１個 の回転造粒ナイフ（２９）であって、可塑化された合成プラスチック材料が、出 口開口（２７）のすぐ前でハウジング（１４）内に回転自在に軸受け支持され、 駆動機構（１２）により回転される可塑化スクリュー（１３）により、出口開口 を通じて押し出され、合成プラスチック材料が、可塑化スクリュー（１３）の軸 線方向に向かう運動成分により、これら出口開口（２７）を通過するものと、造 粒ナイフ（２９）により切断される合成プラスチック材料粒子用の冷却機構（４ ２）とからなる、合成プラスチック材料、特に、熱不安定性のある、粘性の高い 合成プラスチック材料、例えば、ポリ塩化ビニルまたはポリ塩化ビニリデンを造 粒する装置において、これら出口開口（２７）が、先端駆動型の可塑化スクリュ ー（１３）の駆動側先端に隣接して設けられ、可塑化スクリュー（１３）用の駆 動機構（１２）が、この駆動側先端と同軸状に設けられ、駆動機構（１２）と出 口開口（２７）との間に位置する、造粒ナイフ（２９）の環状通路により囲まれ るシャフト（１５）を備え、このシャフトは、可塑化スクリュー（１３）から分 離した部材を構成し、可塑化スクリュー（１３）の前端にこれと一緒に回転でき るように、取外し自在に結合されることを特徴とする装置。 ２．請求項１の記載において、前記出口開口（２７）は、前記可塑化スクリュー （１３）とそのハウジング（１４）とにより形成されることを特徴とする装置。 ３．請求項１または２の記載において、前記シャフト（１５）は、中空シャフト として形成され、ねじ（１８）により、前記可塑化スクリュー（１３）の先端に 、一緒に移動できるように軸線方向に調節自在に固定され、少なくとも１個のく さび状体（２０）または複数個の歯により、可塑化スクリュー（１３）にこれと 一緒に同転できるように連結されることを特徴とする装置。 ４．請求項２または３の記載において、前記出口孔（２７）は、前記可塑化スク リュー（１３）の駆動側先端に設けたフランジ（２２）の周囲に形成した複数本 の長さ方向通路または螺旋状通路（２４）によって構成され、このフランジ（２ ２）は、可塑化スクリュー（１３）の最後のねじ山（２１）にすぐ隣り合ってい て、前記ハウジング（１４）の内面と組み合い、前記造粒ナイフ（２９）が、前 記シャフト（１５）に回転自在に軸受け支持されて、このシャフト（１５）に対 し相対回転可能に駆動機構（７）に結合されることを特徴とする装置。 ５．請求項４の記載において、前記造粒ナイフ（２９）は、前記シャフト（１５ ）に回転自在に軸受け支持されたスリーブ（３２）の、前記可塑化スクリュー（ １３）に隣接する先端に固定され、造粒ナイフ（２９）用の前記駆動機構（７） は、このスリーブを、好ましくは、歯付ベルト（３５）により駆動することを特 徴とする装置。 ６．請求項４または５の記載において、前記長さ方向通路（２４）を覆うハウジ ング（１４）の一部が、このハウジング（１４）とは別体になったリング（２５ ）を構成するが、これと、好ましくは、複数本のねじ（２６）により取外し自在 に結合されることを特徴とする装置。 ７．請求項１乃至６のいずれかの記載において、前記冷却機構（４２）は、切断 された造粒粒子用の搬送送風機（１０）により構成され、この搬送送風機（１０ ）は、前記シャフト（１５）を囲むフレーム（１６）に、好ましくは、このシャ フト（１５）に関して半径方向に設けられた、搬送空気用入口開口（３７）を介 して、接続され、好ましくは、このシャフト（１５）に関して同じく半径方向に 設けられた、切断された造粒粒子用取出口（４１）が、これら造粒粒子を、収集 ステーション、例えば大型袋ステーション（９）に搬送するために設けられるこ とを特徴とする装置。 ８．請求項７の記載において、前記冷却空気用の入口開口（３７）と取出口（４ １）とが、前記シャフト（１５）の両側に設けられ、前記造粒ナイフ（２９）を 囲む環状スペース（３８）と連通し、この環状スペースは、その一方端が、前記 可塑化スクリュー（１３）のハウジング（１４）を支持する壁（２８）で構成さ れ、他方が、シャフト（１５）またはこれに設けられた前記スリーブ（３２）に 接続されたディスク（３９）により支持されることを特徴とする装置。