JP3010263U - 熱可塑性樹脂の造粒押出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂が高粘度である場合でも、良質で且つ均
質のペレットを容易に連続して得ることができる。 【構成】 スクリュー２における、フライト１０１の先
端面１０３と軸部１０２の先端面を同一面として、ダイ
プレート３の先端垂直壁部１０４の内面に小隙を介して
沿わせ、ダイプレート３の先端側の周壁部を、テーパー
状とされ且つダイノズル４が配設されるテーパー部１０
５とし、このテーパー部１０５の内面に、スクリュー２
のテーパー部２０を小隙を介して沿わせ、ダイノズル４
の出口側の内径を入口側よりも大としている。スクリュ
ー２が回転駆動されて、溶融樹脂は前方に移送され、ダ
イプレート３の先端部内で殆ど滞留することなく、ダイ
ノズル４に圧送されて、ダイノズル４から吐出される。
吐出された溶融樹脂は回転カッタ６により、ペレットに
切断されて、冷却水により冷却固化される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱可塑性樹脂の造粒押出装置に関する。更に詳しくは、ダイプレー トの複数のダイノズルから連続的に吐出される溶融樹脂（プラスチック材料）を 冷却水中で回転する回転カッタで切断し、樹脂（プラスチック）ペレットを製造 する造粒押出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、熱可塑性樹脂の造粒装置（ペレタイザ）による造粒方法としては、 （１）押出機先端のダイから押出された溶融樹脂を冷却水槽に導入して、ストラ ンド状またはシート状に冷却固化した後、引き取りローラを介して固定刃と回転 刃に依って横切りまたは縦切りを１段または２段で行なうストランドカット方式 やシートカット方式、 （２）押出し機先端のダイプレートから押出された溶融樹脂を、冷却固化途中ま たは冷却固化前に、ダイプレートに近接する回転カッタのカッタブレードで切断 するに際し、切断部分に霧状の水を噴射する霧中カット方式、 （３）押出機先端のダイプレートから溶融樹脂を冷却水中に押出して、カッタブ レードで水中カットするアンダーウォータ方式によるホットカット方式 等が通常よく使用されている。

【０００３】 上記各方式には、それぞれ、利害得失があり、例えば、ストランドカット方式 等の所謂コールドカット方式は、造粒装置が押出機と直結しておらず、切断やト ラブル時の対応も比較的容易であるが、その反面、押出時の冷却の安定性に問題 がある。又、アンダーウォータ等の所謂ホットカット方式は、冷却時や樹脂圧の 変動に問題がある。これらの造粒方法はその目的やプラスチック材料によって使 い分けられるが、それらの方式の特徴を生かした試みもなされている。 ところで、上記造粒に際し、押出装置として使用される単軸押出機や、同方向 または異方向に回転する２軸押出機では、スクリューの押出側にダイプレートが 外嵌されて、ダイプレートの先端部に、溶融樹脂を吐出するダイノズルが形成さ れている。 ところが、上記装置では、いずれも、スクリューの先端部が、テーパー状とさ れたテーパー部とされているにもかかわらず、ダイプレートは、軸心方向に関し て、一定径とされていたため、スクリューとダイプレート両者の先端部間には、 大きな空隙、即ち、溶融樹脂が溜まる大きな溜りが形成されていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

そのため、スクリューにより前方に移送された溶融樹脂は、直接、ダイノズル から吐出されず、上記大きな溜まりに滞留した後、ダイノズルから吐出されてい た。 このため、樹脂が低粘度のものや熱安定性のよい場合は別としても、樹脂が高 粘度である場合等には、材質が変化して、ダイノズルが詰まり易く、良質で且つ 均質のペレットを連続して得ることが困難であるという問題点があった。 このような問題点を解決するために、ダイプレートの厚みを薄くして、ダイノ ズルの長さを短くする試みもなされている。しかし、このように、ダイプレート の厚みを薄くして、軽量化すると、ダイプレート内で充分な樹脂圧が保てないと 共に、回転駆動されるスクリューにより、ダイプレート自身が振動するため、連 続運転が困難となるという問題が新たに発生する。 また、樹脂が高粘度である場合等には、良質なペレットを得るためには、ダイ プレートとカッタブレード間で、所謂切れ味のよい切断が求められるという課題 もあった。 本考案は、上記課題を解決できる熱可塑性樹脂の造粒押出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】

ここに提案する装置は、図１に示されているように、熱可塑性樹脂成形材料で 使用される造粒押出装置を基本にしたものであるが、スクリュー、ダイプレート 、ダイノズル、カッタブレード等を改良している。造粒押出装置は、単軸または ２軸タイプとされており、２軸の場合、スクリューの回転は同方向でも異方向で もよい。尚、ダイプレートの先端側の周壁部をテーパー状とすると共に、回転カ ッタの先端部をテーパー状とした趣旨等で、本願出願人により同時出願されてい る（整理番号＝ＯＭＹ６２８ー１）ものがあり、これを応用して、改良したもの が本考案である。 即ち、本考案の特徴とするところは、押出機のスクリューの先端部を、テーパ ー状とされたテーパー部とし、押出機の先端部に設けられたダイプレートに、溶 融状態の熱可塑性樹脂を造粒室内に押出す複数のダイノズルを周方向等間隔に配 設し、ダイプレートの先端部と近接して回転する回転カッタにより、ダイノズル から押出された樹脂をペレットに切断し、切断されたペレットを冷却水で冷却固 化するものにおいて、スクリューにおける、フライトの先端面と軸部の先端面を 同一面として、ダイプレートの先端垂直壁部の内面に小隙を介して沿わせ、ダイ プレートの先端側の周壁部を、テーパー状とされ且つダイノズルが配設されるテ ーパー部とし、このテーパー部の内面に、スクリューのテーパー部を小隙を介し て沿わせ、ダイノズルの出口側の内径を入口側よりも大とした点にある。 尚、ダイプレートのテーパー部の外面において、ダイノズルの出口部分に対し て回転カッタの回転方向後方側で隣接する部分を低くし、回転カッタにおけるカ ッタブレードの外周部が内周部よりも回転方向に先行するように、カッタブレー ドの長手方向を回転カッタの径方向に対して交叉させ、カッタブレードの先端面 の外周部に、掬い面を形成することもある。

【０００６】

【作用】

スクリューが回転駆動されて、押出機内部の樹脂は剪断力、摩擦力等により発 熱して、溶融しながら、前方に移送され、ダイプレートの先端部内で殆ど滞留す ることなく、ダイノズルに圧送されて、ダイノズルから吐出される。吐出された 溶融樹脂は、所定速度で回転する回転カッタにより、ペレット（チップ）にホッ トカット（切断）されて、冷却水により冷却固化される。

【０００７】

【実施例】 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳述する。 図１は、本考案の一実施例の装置の全体配置を示す。 １は押出機であり、２はスクリュー、３はダイプレート、４はダイノズル、５ は造粒室、６は回転カッタ、７はカッタブレード、８は回転軸である。 押出機１に内蔵されているスクリュー２は、回転駆動されて、熱可塑性樹脂を 溶融混練するもので、図２にも示すように、その先端部は、テーパー状のテーパ ー部２０とされている。スクリュー２は、軸部１０２と、軸部１０２の外周に螺 旋状に形成されたフライト１０１を有する。フライト１０１の外周面と軸部１０ ２の外周面との差、即ちフライト高さ（深さ）ｔは、成形材料の性質によって適 宣決められるが、スクリュー２の全長にわたって、一定とされている。そして、 図３にも示すように、フライト１０１の先端面１０３と軸部１０２の先端面が同 一面とされている。尚、スクリュー２は、単軸でも２軸でもよく、また、単列で も複列でもよい。

【０００８】 ダイプレート３は、基部を構成し且つ軸心方向に関して一定径の円筒状とされ た平行部１０６と、先端側（押出側）の周壁部を構成し且つテーパー状とされた 雄側テーパー部（傾斜部）１０５と、軸心と直交する先端垂直壁部（直角端部（ 垂直端部））１０４から成る。雄側テーパー部１０５と軸心方向とのなす角度は 、好ましくは、４５〜６０°とされている。そして、スクリュー２のテーパー部 ２０の外周面は雄側テーパー部１０５の内面に小隙を介して沿わされている。又 、フライト１０１の先端面１０３は、スクリュー２の回転軸心（回転中心）付近 に位置し、押出し能力が少ないので、先端垂直壁部１０４の内面に小隙を介して 沿わされている。上記小隙は、スクリュー２のテーパー部２０とダイプレート３ の先端部間に、大きな空隙、即ち、溶融樹脂が溜まる大きな溜まりを生ぜず、し かも、テーパー部２０がダイプレート３の先端部に振動等で接触しない程度の隙 間とされ、好ましくは、１〜２ｍｍ程度とされている。

【０００９】 雄側テーパー部１０５には、これをその外面に垂直に貫通する複数のダイノズ ル４が周方向に等間隔として星型放射状に配設されている。ダイノズル４の出口 側の内径は入口側よりも大とされている。尚、ダイノズル４の形状は、図に示す ように自由であり、図では、形状の相違するダイノズルを、符号４の後に、（ａ ）、（ｂ）を付記して例示している。例えば、ダイノズル４（ａ）では、入口か ら途中までが平行穴とされると共に、途中から出口までが、内径が次第に大とな るテーパー穴とされている。又、ダイノズル４（ｂ）は、入口から出口まで内径 が次第に大となるテーパー穴とされている。尚、ダイノズル４（ａ），４（ｂ） は、使用する樹脂に依って使い分けられる。更に、図４に示すように、雄側テー パー部１０５の外面では、ダイノズル（例示的に４（ａ）で示している。）の出 口部分に対して、回転カッタ６の回転方向後方側で隣接する部分を逃げｍだけ低 くし、固定ブレードの役割を持つダイプレート３の切断性能を増大させている。 尚、逃げｍは、好ましくは、ダイノズル４（ａ）の出口内径の半分未満程度とさ れる。 造粒室５は造粒室ハウジング９で囲まれている。

【００１０】 回転カッタ６は、高速回転にも耐えて、振動をでき得る限り避けるため、又、 冷却水による錆びにも耐え、ある程度の回転慣性を保てるように、重量物とされ ると共に、ステンレス鋳物の一体構造とされている。回転カッタ６はダイプレー ト３の延長軸心上に位置して、ダイプレート３の先端部と近接状に対向している 。回転カッタ６の先端部は、テーパー状の雌側テーパー部６０とされて、雄側テ ーパー部１０５に外嵌されている。 カッタブレード７はステライト製とされて、雌側テーパー部６０の内面に、周 方向に等間隔に溶着または盛り付けされている。カッタブレード７の先端面は、 ダイノズル４と正確なクリアランスをおいて対向し且つ回転しながら樹脂を切断 できるように、精密に研磨されている。カッタブレード７により良好な切断をで きるように、下記構成が採用されている。即ち、図５に示すように、カッタブレ ード７は、その外周部が内周部よりも回転方向（矢示方向）に先行するように、 カッタブレード７の長手方向は回転カッタ６の径方向に対して捻れ角θで交叉し ている。θは、好ましくは、３°〜６°とされている。また、図６に示すように 、カッタブレード７の先端面の外周部に、掬い角ωの掬い面７０が形成されてい る。ωは、好ましくは、３０°〜４５°とされている。 回転カッタ６は、回転駆動される回転軸８により支承されている。回転軸８は 、ダイプレート３と回転カッタ６間に冷却水を供給する冷却水供給管とされてお り、中空状とされて、ダイプレート３の先端垂直壁部１０４に対して開口してい る。

【００１１】 上記のように構成した実施例によれば、スクリュー２が回転駆動されて、押出 機１内部の樹脂は剪断力、摩擦力等により発熱して、溶融しながら、前方に移送 される。 ところで、本考案では、ダイプレート３の先端側の周壁部を、テーパー状の雄 側テーパー部１０５として、その内面に、スクリュー２のテーパー部２０の外周 面を小隙を介して沿わすと共に、スクリュー２のフライト１０１の先端面１０３ を軸部１０２の先端面と同一として、ダイプレート３の先端垂直壁部１０４の内 面と小隙を介して沿わしたので、スクリュー２の先端部であるテーパー部２０と ダイプレート３の先端部間には、大きな空隙、即ち、溶融樹脂が溜まる大きな溜 まりは形成されない。

【００１２】 従って、上記のように前方に移送された溶融樹脂は、スクリュー２のテーパー 部２０とダイプレート３の先端部間で殆ど滞留することなく、ダイノズル４に圧 送されて、ダイノズル４から吐出される。従って、溶融樹脂は変質したりするこ となく、ダイノズル４から吐出される。 このように、溶融樹脂が変質せずにダイノズル４から吐出されると共に、ダイ ノズル４の出口側の内径が入口側よりも大とされているので、ダイノズル４が詰 まる惧れは殆どなく、良質で且つ均質のペレットを容易に連続して得ることがで きる。 また、ダイノズル４の長さを短くするために、ダイプレート３の先端垂直壁部 １０４の厚みを薄くする必要もないので、ダイプレート３を重量物とでき、ダイ プレート３内で充分な樹脂圧を維持できると共に、回転駆動されるスクリュー２ により、ダイプレート３自身が振動することもなく、連続運転を容易に行える。

【００１３】 ところで、上記のように、ダイノズル４から吐出された溶融樹脂は、所定速度 で回転する回転カッタ６のカッタブレード７により、ペレット（チップ）にホッ トカット（切断）される。 この際、雄側テーパー部１０５の外面では、ダイノズル４の出口部分に対して 回転カッタ６の回転方向後方側で隣接する部分を逃げｍだけ低くし、又、カッタ ブレード７は、その外周部が内周部よりも回転方向に先行するように、カッタブ レード７の長手方向を回転カッタの径方向に対して捻れ角θで交叉させると共に 、カッタブレード７の先端面の外周部に、掬い角ωの掬い面７０を形成して、ダ イプレート３とカッタブレード７間での切断性能の向上を図っているので、樹脂 を切れ味良くペレットに切断でき、ペレットを更に良質で且つ均質にできる。 又、回転軸８から冷却水が、ダイプレート３と回転カッタ６間に供給されて、両 テーパー部１０５，６０間、即ち、切断領域に放射状に連続的に供給されており 、上記のように切断されたペレットは冷却固化されると共に、切断領域から放射 状に外部に容易に吹き飛ばされて（排出されて）、造粒室５内に飛散する。

【００１４】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば、樹脂が高粘度である場合でも、良質で 且つ均質のペレットを容易に連続して得ることができる。 請求項２によれば、ペレットを更に良質で且つ均質にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す全体の側断面図であ
る。

【図２】スクリューとダイプレートの詳細を示す側断面
図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線矢視簡略断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図５】回転カッタ等の展開正面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

【符号の説明】

１・・・押出機 ２・・・スクリュー ３・・・ダイプレート ４・・・ダイノズル ５・・・造粒室 ６・・・回転カッタ ７・・・カッタブレード ８・・・回転軸 ２０，１０５・・・テーパー部 ７０・・・掬い面 １０１・・・フライト １０２・・・軸部 １０３・・・先端面 １０４・・・先端垂直壁部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出機１のスクリュー２の先端部を、テ
   ーパー状とされたテーパー部２０とし、 押出機１の先端部に設けられたダイプレート３に、溶融
   状態の熱可塑性樹脂を造粒室５内に押出す複数のダイノ
   ズル４を周方向等間隔に配設し、 ダイプレート３の先端部と近接して回転する回転カッタ
   ６により、ダイノズル４から押出された樹脂をペレット
   に切断し、 切断されたペレットを冷却水で冷却固化するものにおい
   て、 スクリュー２における、フライト１０１の先端面１０３
   と軸部１０２の先端面を同一面として、ダイプレート３
   の先端垂直壁部１０４の内面に小隙を介して沿わせ、 ダイプレート３の先端側の周壁部を、テーパー状とされ
   且つダイノズル４が配設されるテーパー部１０５とし、 このテーパー部１０５の内面に、スクリュー２のテーパ
   ー部２０を小隙を介して沿わせ、 ダイノズル４の出口側の内径を入口側よりも大としたこ
   とを特徴とする熱可塑性樹脂の造粒押出装置。
2. 【請求項２】 ダイプレート３のテーパー部１０５の外
   面において、ダイノズル４の出口部分に対して回転カッ
   タ６の回転方向後方側で隣接する部分を逃げｍだけ低く
   し、 回転カッタ６におけるカッタブレード７の外周部が内周
   部よりも回転方向に先行するように、カッタブレード７
   の長手方向を回転カッタ６の径方向に対して捻れ角θで
   交叉させ、 カッタブレード７の先端面の外周部に、掬い角ωの掬い
   面７０を形成した請求項１記載の熱可塑性樹脂の造粒押
   出装置。