JP2011173269A - Apparatus and method for manufacturing thermoplastic resin pellet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂ペレットの製造装置およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、混練機や押出機など（以下「供給機」という）から吐出される溶融状態の熱可塑性樹脂を吐出することにより得られたストランド群を冷却固化、切断してペレット化するために使用する装置であって、ストランドの冷却、およびその冷却に使用される冷却水の除去を効果的に行いつつ、ストランド同士が融着する事により発生する連粒ペレットを抑制することが出来る、熱可塑性樹脂ペレットの製造装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing thermoplastic resin pellets and a method for manufacturing the same. More specifically, in order to cool and solidify a strand group obtained by discharging a molten thermoplastic resin discharged from a kneader or an extruder (hereinafter referred to as “feeder”), and to pelletize it by cutting. It is an apparatus to be used, and it is possible to suppress the continuous pellets generated by the fusion of the strands while effectively cooling the strands and removing the cooling water used for the cooling. The present invention relates to a plastic resin pellet manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof.
一般に熱可塑性樹脂製品の製造工程は、樹脂原料とガラス繊維、難燃剤、離型剤、着色剤などの添加材を混ぜ合わせて混練し、造粒する一次工程と該一次工程で造粒されたペレットを射出成形機などに入れ、溶融して金型などで製品形状に成形する二次工程とからなる。 In general, the manufacturing process of thermoplastic resin products is a primary process in which a resin raw material and glass fiber, a flame retardant, a release agent, a colorant and the like are mixed and kneaded and granulated, and granulated in the primary process. It consists of a secondary process in which pellets are put into an injection molding machine and melted and molded into a product shape with a mold or the like.
前述の一次工程において造粒されるペレットは粒の大きさや形状などが一定で均一であることが、次の二次工程での成形を効率よく行うという観点から好ましく、一般的には単軸押出機や二軸押出機などの供給機出口に多数の細孔を有する口金を設置し、紐状のストランド群を吐出させ、切断機で適当な長さに切断することによって、粒状のペレットを得ている。 The pellets granulated in the primary process described above are preferably uniform and uniform in size and shape from the viewpoint of efficiently performing the molding in the next secondary process. A pellet having a large number of pores is installed at the outlet of a feeder such as a machine or a twin screw extruder, and a string of strands is discharged and cut into an appropriate length by a cutting machine to obtain granular pellets. ing.
このストランド群を切断する方法としては、ストランド群を水浴中で引取ながら冷却し、固化後水浴中から引き上げて切断機に導入して円筒状のペレットに切断する方法が通常用いられる。しかし、この方法では、供給機出口から吐出されたストランド群が、切断機に導入されるまでの間にしばしば切れてしまい、収率が低下するなどの問題がある。 As a method for cutting the strand group, a method is generally used in which the strand group is cooled while being taken up in a water bath, solidified, pulled up from the water bath, introduced into a cutting machine, and cut into cylindrical pellets. However, this method has a problem that the strand group discharged from the outlet of the feeder is often cut before being introduced into the cutting machine, resulting in a decrease in yield.
特許文献１では樹脂製ベルトコンベアを用いることにより、ベルトコンベア上での滑りを抑制し、形状のよいペレットを得る方法が記載されている。特許文献２ではベルトコンベア上で冷却水と最初に接触する距離を供給部より１．５ｍ以上５ｍ以下とし、ストランド折れを抑制する方法が記載されている。特許文献３ではベルトコンベアを用いる事により廃プラスチックの再ペレット化システムについて記載されている。
Patent Document 1 describes a method of obtaining a pellet having a good shape by suppressing a slip on the belt conveyor by using a resin belt conveyor.
しかし、特許文献１ではストランド搬送性が良好で、形状のよい高品質なペレットを得る方法が記載されているが、脱水に関しては不十分であった。また、樹脂ベルトコンベアを使用する為にベルトの劣化が多く、交換頻度が多くなり、機器の停止回数を増やしてしまう問題があり、寿命の長い金属メッシュベルトを用いると搬送性が悪いという点で問題があった。特許文献２ではストランド切れ、ストランド折れを抑制する事ができる一方、充分に冷却されないストラ同士が融着し連粒ペレットが発生してしまう問題がある。特許文献３ではストランド切れを抑制することができる一方、水分付着のままストランドカッターに導入されるため、ストランドカッター下流部に脱水機を設けるなど除水設備を付帯させないと長尺ペレットや粉末を除去する篩などで詰りが発生し、良品の流出や粉末除去不足などが発生する。
However, Patent Document 1 describes a method for obtaining high-quality pellets with good strand transportability and good shape, but is insufficient for dehydration. In addition, because the resin belt conveyor is used, there is a problem that the belt is often deteriorated, the replacement frequency is increased, and the number of times of stopping the equipment is increased. There was a problem. In
そこで本発明では、前述した従来技術における問題点の解決を課題として研究した結果達成されたものである。 Therefore, the present invention has been accomplished as a result of research on solving the above-described problems in the conventional technology as an object.
前述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.
熱可塑性樹脂を溶融した後、供給機から吐出させることにより得られたストランド群を搬送する金属メッシュ性ベルトコンベアと、該ベルトコンベア上にストランド群に向けて冷却水を噴霧する冷却装置と、付着水を除くためのエアー吹きつけ装置と、ベルトコンベアにより搬送されたストランド群をペレット状に切断するストランドカッターを用いた製造装置で、ストランド群が最初に冷却水と接触する距離が供給機吐出部から３００〜１２００ｍｍであり、ストランド群が最後に冷却水と接触する距離（Ｌ２）と供給機吐出部からストランドカッターまでの距離（Ｌ３）との割合(Ｌ２／Ｌ３)が０．０５〜０．４である事を特徴とする、熱可塑性樹脂ペレット製造装置であり、該ベルトコンベアの長さが３０００〜６０００ｍｍであることを特徴とし進行方向の角度θが水平より上向きに０〜７°であることを特徴とする熱可塑性樹脂ペレット製造装置。 After melting the thermoplastic resin, a metal mesh belt conveyor that conveys the strand group obtained by discharging from the feeder, a cooling device that sprays cooling water toward the strand group on the belt conveyor, and adhesion Air blower for removing water and a manufacturing device using a strand cutter that cuts the strands conveyed by the belt conveyor into pellets. The distance at which the strands first contact the cooling water is the feeder discharge unit 300 to 1200 mm, and the ratio (L2 / L3) of the distance (L2) at which the strand group finally comes into contact with the cooling water and the distance (L3) from the feeder discharge section to the strand cutter is 0.05 to 0.00. 4 is a thermoplastic resin pellet manufacturing apparatus characterized in that the length of the belt conveyor is 3000 to 6000 mm. Thermoplastic resin pellets manufacturing apparatus that the angle θ of the moving direction and wherein characterized in that it is a upward 0 to 7 ° from the horizontal to.
熱可塑性樹脂を溶融した後、供給機から吐出させることにより得られたストランド群を搬送する金属メッシュ性ベルトコンベアと、該ベルトコンベア上にストランド群に向けて冷却水を噴霧する冷却装置と、付着水を除くためのエアー吹きつけ装置と、ベルトコンベアにより搬送されたストランド群をペレット状に切断するストランドカッターを具備する前述の特徴を持つ製造装置を用いた熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。 After melting the thermoplastic resin, a metal mesh belt conveyor that conveys the strand group obtained by discharging from the feeder, a cooling device that sprays cooling water toward the strand group on the belt conveyor, and adhesion A method for producing thermoplastic resin pellets using a production apparatus having the above-described characteristics, comprising an air blowing device for removing water and a strand cutter for cutting a strand group conveyed by a belt conveyor into pellets.
本発明の熱可塑性樹脂ペレットの製造装置および製造方法によれば、供給機から吐出されるストランド群において、ストランド同士が融着する事により発生する連粒ペレットの発生を抑え、安定的に切断機まで搬送するとともに、ストランド群の冷却と冷却水の除去とを効率的に行う事ができるため、切断後に脱水機を設ける必要がなく、また切断後に設けた振動篩などの分別機での詰まりが発生しなくなるため高品質なペレットを製造することが出来る。 According to the thermoplastic resin pellet manufacturing apparatus and manufacturing method of the present invention, in the strand group discharged from the feeder, the generation of continuous pellets generated by the fusion of the strands is suppressed, and a stable cutting machine. Since the strands can be efficiently cooled and the cooling water removed, there is no need to install a dehydrator after cutting, and clogging with a sorting machine such as a vibrating sieve provided after cutting is possible. Since it does not occur, high quality pellets can be produced.
本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明の熱可塑性樹脂ペレット製造装置の実施形態の全体の構成を示す概略説明図である。本発明の熱可塑性樹脂ペレット製造装置は、供給機、金属製ベルトコンベア、冷却水を噴霧する冷却装置、付着水分を除去するためのエアー吹きつけ装置、ストランドカッターから構成される。 FIG. 1 is a schematic explanatory view showing the overall configuration of an embodiment of a thermoplastic resin pellet manufacturing apparatus of the present invention. The thermoplastic resin pellet manufacturing apparatus of the present invention includes a feeder, a metal belt conveyor, a cooling device for spraying cooling water, an air blowing device for removing attached water, and a strand cutter.
本発明では、供給機の口金から吐出されるストランド群を金属製ベルトコンベアで受け、冷却装置で冷却水を噴霧後、エアー吹きつけ装置で水分を除去し、ストランドカッターまで搬送する。ストランドカッターにおいてストランド群はペレットに切断される。以下に図１に示す本発明の実施形態について説明する。 In the present invention, a group of strands discharged from the base of the feeder is received by a metal belt conveyor, and after cooling water is sprayed by a cooling device, moisture is removed by an air blowing device and conveyed to a strand cutter. In the strand cutter, the strand group is cut into pellets. The embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described below.
供給機は、樹脂と添加剤、充填剤などを溶融混練する機械であれば良く、たとえば、単軸または二軸押出機などが挙げられる。供給機の吐出部には多数の孔を有する口金を設置して、ストランド状に吐出させる。供給機から吐出される熱可塑性樹脂としては、一般的に使用されているものなら何でも良く、たとえば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、アクリル樹脂、および各種熱可塑性エラストマーなど幅広く使用可能であり、これらの樹脂に、ガラス繊維や炭酸カルシウム、難燃剤、離型剤、着色剤等の無機・有機添加剤成分を任意の量配合したコンパウンド品にも使用可能である。 The feeder may be any machine that melts and kneads a resin, an additive, a filler, and the like, and examples thereof include a single-screw or twin-screw extruder. A base having a large number of holes is installed in the discharge portion of the feeder, and is discharged in a strand shape. The thermoplastic resin discharged from the feeder may be anything that is generally used. For example, polyolefin resin, polyamide resin, polyester resin, styrene resin, ABS resin, polyphenylene sulfide resin, It can be used widely such as acrylic resin and various thermoplastic elastomers, and these resins are compounded with any amount of inorganic and organic additive components such as glass fiber, calcium carbonate, flame retardant, mold release agent and colorant. It can also be used for products.
ベルトコンベアは金属メッシュ性であり、冷却水などにより腐食や錆びが発生しにくい材質、たとえばステンレス鋼などを用いることが好ましい。金属メッシュの目開きや種類は特に限定されないが、目開きがストランドの太さよりも小さいものが好ましい。用いる金属メッシュに関しては、金属線を織り込む事により製作されたものを用いても、パンチングメタル製のものを用いてもよい。金属線により織り込まれた金属メッシュは屈曲性もよく回転性に優れるためより好ましい。金属メッシュ性ベルトコンベアを用いる事で、エアー吹き付け装置より吹き付けたエアーがベルトコンベア中を通過できるようになり、ストランド群やベルトコンベア表面に付着した水の効率的な除去が可能となる。また、エアーがベルトコンベア中を通過できることで、ストランド群の乱れを抑制することができると共に、エアーによる押さえ込みができる事でストランド群の搬送性も向上する。 The belt conveyor is a metal mesh, and it is preferable to use a material that is not easily corroded or rusted by cooling water, such as stainless steel. The opening and type of the metal mesh are not particularly limited, but it is preferable that the opening is smaller than the thickness of the strand. Regarding the metal mesh to be used, a metal mesh manufactured by weaving metal wires or a punched metal one may be used. A metal mesh woven with a metal wire is more preferable because it has good flexibility and excellent rotation. By using a metal mesh belt conveyor, the air blown from the air blowing device can pass through the belt conveyor, and water attached to the strand group and the belt conveyor surface can be efficiently removed. In addition, since the air can pass through the belt conveyor, the disturbance of the strand group can be suppressed, and the transportability of the strand group can be improved because the air can be pressed down.
冷却装置はストランド群を冷却固化させるための装置であり、該ベルトコンベア上に設置されている。冷却装置については、冷却水を噴霧できる装置であればよく、たとえば噴霧面が円状、楕円状、直線状、四角形状になるものが挙げられる。ストランド群を均一に冷却するためには、直線状の冷却装置を進行方向に対して垂直に用いるか、四角状の冷却装置の一辺が進行方向に対して垂直に用いる事が好ましい。 The cooling device is a device for cooling and solidifying the strand group, and is installed on the belt conveyor. The cooling device may be any device that can spray cooling water. Examples of the cooling device include a spray surface having a circular shape, an elliptical shape, a linear shape, or a rectangular shape. In order to uniformly cool the strand group, it is preferable to use a linear cooling device perpendicular to the traveling direction or to use one side of the square cooling device perpendicular to the traveling direction.
エアー吹きつけ装置は、冷却装置により噴霧された冷却水を取り除くと共に、ストランド群を空冷するため、上方から下方へ空気を吹きつける装置である。図１では吹きつけ装置を４機設けているが本発明はこれに限定されるものではない。エアーの風速、風量は特に限定されないが、ストランド群がベルトコンベア上で蛇行しない風速、風量であることが好ましい。 The air blowing device is a device that removes the cooling water sprayed by the cooling device and blows air downward from above in order to air-cool the strand group. Although four spraying devices are provided in FIG. 1, the present invention is not limited to this. The wind speed and air volume of air are not particularly limited, but it is preferable that the wind speed and air volume are such that the strand group does not meander on the belt conveyor.
ストランドカッターは紐状のストランド群を適切な長さに切断し、ペレットにする装置である、公知のさまざまな方法を使用可能であり、例えば回転刃と固定刃とを有するものが挙げられる。 The strand cutter can use various known methods, which are devices that cut a string-like strand group into an appropriate length and form a pellet, and examples thereof include a rotary cutter and a fixed blade.
供給機から吐出されたストランド群が冷却装置より噴霧される水と最初に接触するまでの距離（Ｌ１）は３００ｍｍ〜１２００ｍｍであり、５００ｍｍ〜１０００ｍｍであることが好ましい。３００ｍｍよりも小さい距離で最初の冷却水と接触する場合には、ストランド群の固化が早くベルトコンベア上で滑りが発生してしまうため好ましくなく、１２００ｍｍよりも大きい距離で最初の冷却水と接触する場合には、溶融したストランド同士が融着し連粒ペレットとなるため好ましくない。 The distance (L1) until the strand group discharged from the feeder first comes into contact with the water sprayed from the cooling device is 300 mm to 1200 mm, preferably 500 mm to 1000 mm. When contacting with the first cooling water at a distance smaller than 300 mm, it is not preferable because the strand group is quickly solidified and slipping occurs on the belt conveyor, and it is not preferable to contact with the first cooling water at a distance larger than 1200 mm. In such a case, the melted strands are fused together to form a continuous pellet, which is not preferable.
供給機から吐出されたストランド群が冷却装置より噴霧される水と最後に接触するまでの距離（Ｌ２）と吐出部からストランドカッターまでの距離（Ｌ３）との割合（Ｌ２／Ｌ３）が０．０５〜０．４であり、０．１〜０．３であることが好ましい。前述の割合が０．０５より小さいと冷却不足となりペレタイズ時に異形が発生するため好ましくなく、０．４より大きいと脱水に用いる距離が小さくなり充分に脱水されないため好ましくない。また、最初の冷却水と最後の冷却水との間は冷却水と接していても、接していなくても、どちらでも良い。図１では一定間隔で３機の冷却装置が設置されているが、本発明はこれに限定されない。 The ratio (L2 / L3) of the distance (L2) until the strand group discharged from the feeder finally comes into contact with the water sprayed from the cooling device and the distance (L3) from the discharge portion to the strand cutter is 0. It is 05-0.4, and it is preferable that it is 0.1-0.3. If the ratio is less than 0.05, cooling is insufficient and deformation occurs during pelletization, which is not preferable. If the ratio is more than 0.4, the distance used for dewatering is small and sufficient dewatering is not preferable. The first cooling water and the last cooling water may or may not be in contact with the cooling water. Although three cooling devices are installed at regular intervals in FIG. 1, the present invention is not limited to this.
ベルトコンベアの角度は図２に示したように、進行方向に対して上向きに０〜７°であることが好ましく、０〜３°であることが更に好ましい。これにより冷却装置により噴霧され、エアー吹きつけ装置によりストランド群より除かれた冷却水が、ストランドカッター方向へ流れこむ事がなくなりストランド群が脱水された状態でペレット化が可能となる。また、７°よりも大きい傾斜を設けるとストランドの搬送性が低下するため好ましくない。 As shown in FIG. 2, the angle of the belt conveyor is preferably 0 to 7 ° upward with respect to the traveling direction, and more preferably 0 to 3 °. Thereby, the cooling water sprayed by the cooling device and removed from the strand group by the air blowing device does not flow in the direction of the strand cutter and can be pelletized in a state where the strand group is dehydrated. Further, providing an inclination greater than 7 ° is not preferable because the transportability of the strand is lowered.
本実施例、比較例では以下の条件にて供給機からの吐出および、ペレット化を実施した。 In this example and comparative example, discharge from the feeder and pelletization were performed under the following conditions.
ポリフェニレンサルファイド樹脂４０重量部と炭酸カルシウム２０重量部とガラス繊維４０重量部からなる樹脂組成物を２軸混練機で溶融混練し、吐出３００ｋｇ／ｈで２３本のストランドを吐出させた。得られたストランド群を搬送速度４０ｍ／ｍｉｎ搬送し、ストランドカッターに導入してペレタイズ後、振動篩にて長尺ペレットおよび粉末を分離する。 A resin composition comprising 40 parts by weight of a polyphenylene sulfide resin, 20 parts by weight of calcium carbonate, and 40 parts by weight of glass fiber was melt-kneaded with a biaxial kneader, and 23 strands were discharged at a discharge rate of 300 kg / h. The obtained strand group is conveyed at a conveyance speed of 40 m / min, introduced into a strand cutter and pelletized, and then the long pellets and powder are separated by a vibrating sieve.
本実施例、比較例では表１に記載の条件にて実施した。表１における項目は以下を用いた。
[材質]金属についてはヘリンボン織のステンレス鋼メッシュを使用し、樹脂についてはポリエステル帆布を使用した。
[Ｌ１]吐出部から最初に冷却水と接触する距離を示した。
[Ｌ２／Ｌ３]吐出部から最後に冷却水と接触する距離と、吐出部からストランドカッターまでの距離の割合を示した。
[エアー吹きつけ装置]ベルトコンベア上に設置されたエアー吹きつけ装置の有無について記載した。
[長さ]ベルトコンベアの長さを示した。
[角度]ベルトコンベアの進行方向に上向きの角度を示した。
In this example and the comparative example, the conditions described in Table 1 were used. The items in Table 1 are as follows.
[Materials] Herringbone stainless steel mesh was used for the metal, and polyester canvas was used for the resin.
[L1] The distance from the discharge part to first contact with the cooling water is shown.
[L2 / L3] The ratio of the distance from the discharge part to the last contact with the cooling water and the distance from the discharge part to the strand cutter are shown.
[Air blowing device] The presence or absence of an air blowing device installed on the belt conveyor was described.
[Length] Indicates the length of the belt conveyor.
[Angle] An upward angle was indicated in the direction of travel of the belt conveyor.
また、評価方法は以下のものを用いた。
[ストランド群の引取性]ベルトコンベア上でのストランド群のストランドカッターまでの搬送性を目視により、観察した。
[ペレット形状]得られたペレットを目視し、ストランドが融着することにより発生する連粒ペレットの発生状態を目視により、観察した。
[ペレットの水付着]ストランドカッター後に設けられた篩上の水付着状態を目視により確認した。
The following evaluation methods were used.
[Stretchability of strand group] The transportability of the strand group to the strand cutter on the belt conveyor was visually observed.
[Pellet shape] The obtained pellets were visually observed, and the state of occurrence of the continuous pellets generated by the fusion of the strands was visually observed.
[Water adhesion of pellets] The state of water adhesion on the sieve provided after the strand cutter was visually confirmed.
１．供給機
２．吐出部
３．ベルトコンベア
４．冷却装置
５．エアー吹きつけ装置
６．ストランドカッター
７．ストランド状溶融樹脂
Ｌ１：吐出部から最初に冷却水と接触する距離
Ｌ２：吐出部から最後に冷却水と接触する距離
Ｌ３：吐出部からストランドカッターまでの距離
θ：ベルトコンベア角度
1. 1.
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