JP5572009B2 - 水中カット造粒装置用ナイフホルダ - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂のペレットを製造するための水中カット造粒装置に備えられる水中カット造粒装置用ナイフホルダに関するものである。

図５は従来例１の水中カット造粒装置用ナイフホルダを備えた水中カット造粒装置を示す側面断面図、図６は図５におけるダイプレートの硬化凸面及びナイフの斜視図、図７は図５におけるナイフホルダ及びナイフの背面図、図８は図５におけるナイフホルダ、ナイフ及びダイプレートの断面図である。

水中カット造粒装置の代表例として、実開平７−４０１１２号公報に記載されたようなものが知られている。この水中カット造粒装置は、図５に示すように、混練押出機の押出筒の先端部に取り付けられ、多数のダイス孔２ａが形成されたダイス部２（図８参照）を有するダイプレート１と、冷却水（約６０℃の温水）が充満し、流通する水室を形成するウォータチャンバ６と、ウォータチャンバ６内に突出させた回転軸７を有して該回転軸７を回転させるためのナイフ駆動装置、前記回転軸７の先端部に固定されたナイフホルダ８に支持され、ダイプレート１のダイス部２に対向して位置される複数個のナイフ（カッターナイフ）９とを備えている。

全体として厚肉の円板状（円盤状）をなす前記ダイプレート１は、図７，図８に示すように、円環状をなすダイス部２と、このダイス部２の外側に配置された円環状をなす外周部４と、ダイス部２の内側に配置された円板状をなす中心部５とにより構成されている。そして、前記ダイス部２の内部には、前記混練押出機に供給されてそのスクリュにより混練された熱可塑性樹脂をストランド状に押出すための多数のダイス孔２ａが形成されている。また、ダイス部２の表面全体にわたって、硬化層（例えばＴｉＣ硬化層）からなる硬化凸面３が形成されている。

円環状に延びる前記硬化凸面３にナイフ９が押し付けられながら該硬化凸面３に沿って回転運動することにより（図６参照）、多数のダイス孔２ａから押出されたストランド状の熱可塑性樹脂がナイフ９によってペレット状に切断されて、熱可塑性樹脂の水中ペレット造粒がなされるようになっている。

前記のナイフ９は、正面視（背面視）で長方形状をなし長く延びており、図６に示すように、ダイプレート１の硬化凸面３に押し付けられて接する摺動面９ａと、ナイフすくい角を形成するすくい面９ｂとを有している。

そして、この例では４個のナイフ９が、円板状をなす前記ナイフホルダ８の前面（ダイプレート１に臨む側の面）において、ホルダ外周部の周方向における等間隔位置にナイフ基端側部分（ナイフ一端側部分）がボルトにて締め付け固定されることで、ナイフホルダ８に片持ち支持されている。

ここで、ナイフホルダ８の外径寸法は、図７，図８に示すように、ホルダ外周端８ａがダイプレート１の硬化凸面３の内周端３ｂよりも内側に位置するように設計されている。その理由は、ナイフホルダ８の外周端８ａが硬化凸面３の内周端３ｂよりも外側に位置するようにナイフホルダ８の外径寸法を大きくすると、ナイフ９の回転時に硬化凸面３の上方がナイフホルダ８によって覆われてしまい、このため、ナイフ９で切断された樹脂ペレットが、硬化凸面３とナイフホルダ８の前面との隙間に挟まれる可能性が高く、形状がくずれてしまうためである。

さて、硬化凸面３に押し付けられるナイフ９を片持ち支持するナイフホルダ８では、ナイフ９におけるナイフホルダ８に近い位置では硬化凸面３にナイフ９の摺動面９ａが接触するものの、ナイフホルダ８から離れてナイフ９の自由端側へ行くに従い、ナイフ９に生じる撓みにより摺動面９ａと硬化凸面３との間に生じる隙間が大きくなる。このため、円柱形状をなす良好な形状の樹脂ペレットが得られず、切断面に糸状のものが２〜３ｍｍ程度付着したテイルペレットや、該テイルペレットから千切れた糸状のものであるファインが発生することがあった。

そこで、ナイフに生じる撓みを少なくするようにした水中カット造粒装置用ナイフホルダが提案されている（特開平１１−１６５３１６号公報）。図９は従来例２の水中カット造粒装置用ナイフホルダの説明図である。

図９に示すように、このナイフホルダ１００は、ナイフ２００の一端側に設けられた取付部２００ａがボルト付けされる直径が小径のインナーホルダ部１０１と、このインナーホルダ部１０１の外側の、ナイフ２００の他端側に設けられた取付部２００ｂがボルト付けされる直径が大径のアウターホルダ部１０２とからなり、これらイン・アウターホルダ部１０１，１０２は回転軸により回転される円板部１０３と一体的に形成されている。そして、これらイン・アウターホルダ部１０１，１０２の円板部１０３からのダイプレート方向への突出部分はこの例では４枚のリブ１０４によって連結されている。

このように、ナイフ２００は、その一端側の取付部２００ａがインナーホルダ部１０１に、他端側の取付部２００ｂがアウターホルダ部１０２にそれぞれ取付けられており、ナイフホルダ１００に両端支持されている。これにより、ナイフ２００に生じる撓みを少なくして、ダイプレートの硬化凸面とナイフの摺動面との間に生じる隙間を小さくすることができるようにしている。

しかしながら、前記従来例２のナイフホルダ１００では、前記リブ１０４と前記ナイフ２００とで囲まれる空間に切断された樹脂ペレットが詰まる心配があり、また、切断された樹脂ペレットが高速回転している１０４に接触することで変形する心配がある。

実開平７−４０１１２号公報 特開平１１−１６５３１６号公報

そこで、本発明の課題は、従来の片持ち支持に比べて、ナイフに生じる撓みを減らしてナイフの摺動面とダイプレートの硬化凸面との間に生じる隙間を小さくすることができ、テイルペレットやファインを発生させることなく、形状の良好な樹脂ペレットが得られるようにした、水中カット造粒装置用ナイフホルダを提供することにある。

前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

請求項１の発明は、回転軸に固定され、ダイプレートの円環状をなす硬化凸面に設けられた多数のダイス孔から押し出される溶融樹脂を冷却水中で切断して樹脂ペレットとする複数枚のナイフを支持する水中カット造粒装置用ナイフホルダにおいて、円板状をなし、外周端が前記ダイプレートの前記硬化凸面の内周端よりも内側で且つ前記ナイフを含むように位置するナイフホルダ本体と、前記ナイフホルダ本体の前記外周端の周方向における等間隔位置にそれぞれ設けられ、該外周端から径方向外方へ突出して前記硬化凸面の内周端よりも外側まで延び、前記ダイプレートに臨む側であるその前面側にナイフ上面側を位置させた状態で前記各ナイフが固定されるリブ部と、を備え、前記リブ部は、前記ナイフのすくい面に対して同一傾斜角をなして該すくい面に連なる傾斜面を有していることを特徴とする水中カット造粒装置用ナイフホルダである。

請求項２の発明は、請求項１記載の水中カット造粒装置用ナイフホルダにおいて、前記リブ部は、その幅寸法が前記ナイフの上面幅の寸法と同一又はそれ以下であることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の水中カット造粒装置用ナイフホルダにおいて、前記リブ部は、前記ナイフホルダ本体の前記外周端から径方向外方へ突出して前記硬化凸面の外周端まで延びる長さを有していることを特徴とするものである。

本発明の水中カット造粒装置用ナイフホルダは、外周端が該ダイプレートの硬化凸面の内周端よりも内側で且つナイフを含むように位置するナイフホルダ本体と、このナイフホルダ本体の前記外周端の周方向における等間隔位置にそれぞれ設けられ、該外周端から径方向外方へ突出して前記硬化凸面の内周端よりも外側まで延びるリブ部とを備え、このリブ部にナイフが固定され、前記リブ部は、前記ナイフのすくい面に対して同一傾斜角をなして該すくい面に連なる傾斜面を有しているように構成されている。したがって、ナイフを片持ち支持する従来のナイフホルダに比べて、ナイフに生じる撓みを減らしてナイフの摺動面とダイプレートの硬化凸面との間に生じる隙間を小さくすることができ、テイルペレットやファインを発生させることなく、形状の良好な樹脂ペレットを得ることができる。

本発明の一実施形態による水中カット造粒装置用ナイフホルダの構成を示す背面図である。 図１に示す水中カット造粒装置用ナイフホルダにナイフが装着された状態を示す背面図である。 図２における要部の断面図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 従来例１の水中カット造粒装置用ナイフホルダを備えた水中カット造粒装置を示す側面断面図である。 図５におけるダイプレートの硬化凸面及びナイフの斜視図である。 図５におけるナイフホルダ及びナイフの背面図である。 図５におけるナイフホルダ、ナイフ及びダイプレートの断面図である。 従来例２の水中カット造粒装置用ナイフホルダの説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態による水中カット造粒装置用ナイフホルダの構成を示す背面図、図２は図１に示す水中カット造粒装置用ナイフホルダにナイフが装着された状態を示す背面図、図３は図２における要部の断面図である。

図１〜図３において、４０は円板状をなすダイプレートである。水中カット造粒装置のダイプレート４０は、円環状をなすダイス部５０と、このダイス部５０の外側に配置された円環状をなす外周部６０と、ダイス部５０の内側に配置された円板状又は円環状をなす中心部７０とにより構成されている。前記の外周部６０及び中心部７０には、それぞれ、ボルトを通す複数のボルト孔が設けられており、これらのボルトにより、ダイプレート４０がダイスホルダに固定されるようになっている。このダイプレート４０のダイス部５０内部には、多数のダイス孔５１が形成されており、また、ダイス部５０の表面全体にわたって硬化凸面５２が形成されている（図３参照）。

１０は水中カット造粒装置用ナイフホルダ（以下、単にナイフホルダともいう）である。ナイフホルダ１０は、ステンレス鋼製のナイフホルダ本体１１と、ステンレス鋼製のリブ部１２とによって構成されている。

回転軸２０の先端部に固定されるナイフホルダ本体１１は、円板状乃至は円盤状をなし、前記ダイプレート４０に対してその外周端１１ａが該ダイプレート４０の硬化凸面５２の内周端５２ｂよりも内側に位置する外径寸法となされている。また、ナイフホルダ本体１１は、回転軸方向に見てその外周端１１ａよりも内側にナイフ３０の基端側部分が位置するように構成されている。換言すると、ナイフホルダ本体１１は、回転軸方向に見てその外周端１１ａがナイフ３０を含むように位置している。このナイフホルダ本体１１の前面（ダイプレート４０に臨む側の面）には、その外周部の周方向における等間隔位置、本実施形態では円周の四等分位置に、それぞれ、リブ部１２を取り付けるためのリブ取付け溝が設けられている。

ナイフホルダ１０は、本実施形態では、４個のリブ部１２を有している。各リブ部１２は、正面視（背面視）で長方形状をなし（図１参照）、また、図３に示すように、ナイフホルダ本体１１と同一の厚みを有し、かつ、長手方向におけるナイフホルダ本体１１側にナイフホルダ本体１１の前記リブ取付け溝の溝深さと等しい厚みに減厚された取付け部１２ａを有している。

これら４個のリブ部１２は、それぞれ、その前記取付け部１２ａがナイフホルダ本体１１の前記リブ取付け溝に嵌め込まれた状態で、ボルト１３にてナイフホルダ本体１１に固定されており、ナイフホルダ本体１１の外周端１１ａから径方向外方へ突出して前記硬化凸面５２の内周端５２ｂよりも外側まで延び、この実施形態では硬化凸面５２の内周端５２ｂと外周端５２ａとの中央部付近まで延びる長さを有している。

そして、ナイフホルダ本体１１乃至は各リブ部１２には、その前面（ダイプレート４０に臨む側の面）にナイフ上面側を位置させた状態で、ボルト３１にてナイフ３０が固定される。本実施形態では、各ナイフ３０は各リブ部１２に対してボルト３１にて固定されている。

図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。

前記ナイフ３０は、正面視（背面視）で長方形状をなし長く延びており、図４に示すように、ダイス部５０の硬化凸面５２に押し付けられて接する摺動面３０ａと、ナイフすくい角を形成するすくい面３０ｂとを有している。そして、前記リブ部１２は、図４に示すように、ナイフ３０のすくい面３０ｂに対して同一傾斜角をなして該すくい面３０ｂに連なる傾斜面１２ｂを有している。また、リブ部１２は、その幅寸法がナイフ３０の上面幅Ｗの寸法と同一又はそれ以下であることがよく、本実施形態では、図４に示すように、最大幅寸法がナイフ３０の上面幅Ｗと同一寸法となされている。なお、上面幅Ｗとは、図４に示すように、ナイフ３０のすくい面３０ｂに対してナイフ回転方向後ろ側で連接する部分に対応する面のナイフ前後の幅を意味する。

このように、本実施形態による水中カット造粒装置用ナイフホルダ１０は、ダイプレート４０に対して外周端１１ａが該ダイプレート４０の硬化凸面５２の内周端５２ｂよりも内側に位置するナイフホルダ本体１１と、このナイフホルダ本体１１の前記外周端１１ａの周方向における等間隔位置にそれぞれ設けられ、該外周端１１ａから径方向外方へ突出して前記硬化凸面５２の内周端５２ｂよりも外側まで延びるリブ部１２とを備え、このリブ部１２にナイフ３０が固定されるように構成されている。

したがって、ナイフ３０を片持ち支持するに際して、ナイフ３０の上面に対してリブ部１２の前面が密着した状態でナイフ３０とリブ部１２とが固定されることから、従来のナイフホルダに比べて、ナイフ３０に生じる撓みを減らしてナイフ３０の摺動面３０ａとダイプレート４０の硬化凸面５２との間に生じる隙間を小さくすることができ、テイルペレットやファインを発生させることなく、形状の良好な樹脂ペレットを得ることができる。

また、前記実施形態では、前記リブ部１２は、ナイフ３０のすくい面３０ｂに対して同一傾斜角をなして該すくい面３０ｂに連なる傾斜面１２ｂを有しており、また、リブ部１２の最大幅寸法がナイフ３０の上面幅の寸法と同一又はそれ以下としてある。これにより、ナイフ３０によって切断された樹脂ペレットがリブ部１２に邪魔され滞留することがなくて、切断された樹脂ペレットをスムーズに水中カット造粒装置のウォータチャンバ内からＰＣＷ（ペレット冷却水）によって次工程へ搬送することができる。

なお、リブ部１２は、前記実施形態では、ナイフホルダ本体１１の外周端１１ａから径方向外方へ突出して硬化凸面５２の内周端５２ｂと外周端５２ａとの中央部付近まで延びる長さを有するものとしているが、硬化凸面５２の外周端５２ａまで延びる長さを有するものとしてもよい。このように、リブ部１２によってナイフ３０を全長にわたって支持することで、より確実にナイフ３０の撓みを減らして小さくすることができる。

なお、前記実施形態では、ナイフホルダ本体１１にリブ部１２をボルトで固定する構造としたが、削り出し加工、もしくは溶接接合により、ナイフホルダ本体１１とリブ部１２とを一体品とする構造がより好ましい。

１０…水中カット造粒装置用ナイフホルダ、
１１…ナイフホルダ本体 １１ａ…外周端
１２…リブ部 １２ａ…取付け部 １２ｂ…傾斜面
１３…ボルト
２０…回転軸
３０…ナイフ３０ ３０ａ…摺動面 ３０ｂ…すくい面
３１…ボルト
４０…ダイプレート
５０…ダイプレートのダイス部
５１…ダイス孔
５２…硬化凸面
５２ａ…硬化凸面の外周端
５２ｂ…硬化凸面の内周端
６０…ダイプレートの外周部
７０…ダイプレートの中心部
Ｗ…ナイフの上面幅

Claims (3)

1. 回転軸に固定され、ダイプレートの円環状をなす硬化凸面に設けられた多数のダイス孔から押し出される溶融樹脂を冷却水中で切断して樹脂ペレットとする複数枚のナイフを支持する水中カット造粒装置用ナイフホルダにおいて、
   円板状をなし、外周端が前記ダイプレートの前記硬化凸面の内周端よりも内側で且つ前記ナイフを含むように位置するナイフホルダ本体と、前記ナイフホルダ本体の前記外周端の周方向における等間隔位置にそれぞれ設けられ、該外周端から径方向外方へ突出して前記硬化凸面の内周端よりも外側まで延び、前記ダイプレートに臨む側であるその前面側にナイフ上面側を位置させた状態で前記各ナイフが固定されるリブ部と、を備え、前記リブ部は、前記ナイフのすくい面に対して同一傾斜角をなして該すくい面に連なる傾斜面を有していることを特徴とする水中カット造粒装置用ナイフホルダ。
2. 前記リブ部は、その幅寸法が前記ナイフの上面幅の寸法と同一又はそれ以下であることを特徴とする請求項１記載の水中カット造粒装置用ナイフホルダ。
3. 前記リブ部は、前記ナイフホルダ本体の前記外周端から径方向外方へ突出して前記硬化凸面の外周端まで延びる長さを有していることを特徴とする請求項１又は２記載の水中カット造粒装置用ナイフホルダ。

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