JPH05278027A - ペレット寸法制御方法およびそれを用いたペレタイザー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の均一な径と長さのペレットを製造す
る。 【構成】 ペレタイザーの引取用ピンチロールの変位を
検出して所望のペレット径と比較し、回転ロールの回転
速度にフィードバックし、ペレット径を制御する制御系
と、ペレット長さの設定値から回転ロールと回転刃との
回転速度比を演算し、回転ロールの回転速度信号と演算
した回転速度比とから回転刃の回転速度を制御し、ペレ
ット長さを制御する制御系とを設けた。とくに操業開始
時のペレット寸法制御を含めた自動化に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックストラン
ドを所望の径および／または長さのペレットに切断して
ペレット化するペレット寸法の制御方法と、その方法を
使用したペレタイザー（ストランドカッターともいう）
に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂の多くは一旦ペレット化さ
れてから成形加工され、プラスチックス成形品にされて
いる。ペレット化する方法の一つにストランドカット法
がある。これは、重合した溶融樹脂を多孔ダイから押出
し、ひも状にしたストランドを冷却、凝固した後、短く
切断する方法であって、主にペレタイザーが使用されて
いる。ところで、切断したペレットの寸法が揃っていな
いと、ペレットが均一にブレンドできず、また成形機ホ
ッパのブリッジや、風送コンベアのトラブルなどの事故
のもとになる。このため、ペレタイザーの運転では、熟
練した作業員が、常にペレットの寸法を測定し、操作条
件を調整しなければならなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ペレット寸法は、前工
程の重合の安定化との関係もあって、とくに運転開始時
に不安定になって作業員の頻繁な調整が必要になる。従
来、これは当然のこととして扱われていたが、本発明者
は、ペレット化設備を合理化するには、ペレット寸法調
整の自動化が欠かせないと考えた。特開平２−３１００
０９号公報や特開平３−６１５０７号公報には、一応、
ペレットの寸法を均一にする制御装置や製造方法が提案
されている。しかし、前者は、押出機または歯車ポンプ
を使用する場合に適用できず、後者は、液体を使用して
設備が複雑になり現実的ではない。そこで、本発明者
は、容易に自動化できるペレット寸法の制御方法、およ
びそれを利用した構造が簡単で使いやすいペレタイザー
を研究し、本発明を完成した。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の発明と
して、押出機からストランド状に押出された溶融プラス
チックを冷却、凝固したプラスチックストランドを、回
転ロールとストランドを押えるピンチロールとからなる
引取ロールで引取り、回転刃と固定刃とからなる切断部
に送出して切断するペレタイザーにおいて、ピンチロー
ルの変位を検出し、これを所望のペレット径と比較し、
所望のペレット径とピンチロールの変位値との偏差を解
消すべく回転ロールを最適回転速度に制御し、もって切
断したペレットを所望の径に制御することを特徴とする
ペレタイザーのペレット径の制御方法を提供する。

【０００５】また、第２の発明として、前記のペレット
径制御方法を用いてペレット径を制御し、さらに、スト
ランドを所望の長さに切断するために設定すべき回転ロ
ールと回転刃との回転速度比を演算し、回転ロールの回
転速度を測定して前記の演算した回転速度比から回転刃
の回転速度を求め、求めた回転速度に回転刃の回転速度
を制御し、もって切断したペレットを所望の径と長さに
制御することを特徴とするペレット寸法の制御方法を提
供する。

【０００６】さらに、第３の発明として、第１の発明を
利用したペレタイザー、すなわち、押出機からストラン
ド状に押出された溶融プラスチックを冷却、凝固したプ
ラスチックストランドを、回転ロールとストランドを押
えるピンチロールとからなる引取ロールで引取り、回転
刃と固定刃とからなる切断部に送出して切断し、ペレッ
ト化するペレタイザーにおいて、所望のペレット径を設
定する設定器Ａと、ピンチロールの変位を検出して発信
する変位計と、変位計からの入力信号を設定器Ａの設定
値と比較し、その偏差を解消するための回転ロールの最
適回転速度指令信号を出力する制御部Ａと、前記の最適
回転速度指令信号に追従する回転ロールの駆動部とから
なり、ピンチロールの変位を検出し、設定したペレット
径と比較して回転ロールを最適回転速度に制御し、もっ
て切断したペレットを所望の径に制御する制御系を設け
たことを特徴とするペレタイザーを提供する。

【０００７】また、第４の発明として、均一な長さのペ
レットを切断するペレタイザー、すなわち、押出機から
ストランド状に押出された溶融プラスチックを冷却、凝
固したプラスチックストランドを、回転ロールとストラ
ンドを押えるピンチロールとからなる引取ロールで引取
り、回転刃と固定刃とからなる切断部に送出して切断
し、ペレット化するペレタイザーにおいて、所望のペレ
ット長さを設定する設定器Ｂと、回転ロールの回転速度
を測定して発信する回転速度計と、ペレット長さの設定
値から回転ロールと回転刃との回転速度比を演算し、回
転ロールの回転速度信号を入力し、回転刃の回転速度を
算出して回転刃の回転速度指令信号を出力する制御部Ｂ
と、制御部Ｂの最適回転速度指令信号に追従する回転刃
の駆動部とからなり、ペレット長さの設定値から回転ロ
ールと回転刃との回転速度比を演算し、この回転速度比
と入力した回転ロールの回転速度信号とによって回転刃
の回転速度を制御し、もって切断したペレットを所望の
長さに制御する制御系を設けたことを特徴とするペレタ
イザーを提供する。

【０００８】さらに、第５の発明として、第２の発明を
利用したペレタイザー、すなわち、第３の発明のペレタ
イザーにおいて、さらに、所望のペレット長さを設定す
る設定器Ｃと、回転ロールの回転速度を測定して発信す
る回転速度計および／または回転ロールの最適回転速度
指令信号の受信端末と、ペレット長さの設定値から回転
ロールと回転刃との回転速度比を演算し、回転ロールの
回転速度信号および／または最適回転速度指令信号を入
力し、回転刃の回転速度を算出して回転刃の回転速度指
令信号を出力する制御部Ｃと、制御部Ｃの最適回転速度
指令信号に追従する回転刃の駆動部とからなり、ペレッ
ト長さの設定値から回転ロールと回転刃との回転速度比
を演算し、この回転速度比と入力した回転ロールの回転
速度信号とによって回転刃の回転速度を制御し、もって
切断したペレットを所望の長さに制御する制御系を設け
たことを特徴とする第３の発明に係るペレタイザーを提
供する。

【０００９】

【作用と実施態様例】以下、本発明を図面を参照しつつ
説明する。図１は第１の発明を具体化した第３の発明の
ペレタイザーの実施態様例の模式図である。図２は第４
の発明のペレタイザーの実施態様例の模式図、図３は第
２の発明を具体化した第５の発明のペレタイザーの実施
態様例の模式図である。

【００１０】まず、本発明に係るペレタイザーの概略に
ついて説明する。押出機１、歯車ポンプなどからストラ
ンド状に押出された溶融プラスチックは、冷却槽２、ス
プレーなどで冷却、凝固される。凝固したプラスチック
ストランド３は、ペレタイザー４の、ピンチロール５と
回転ロール６とからなる引取ロールで引取られる。引取
られたストランド３は、走行面７上を、固定刃８と回転
刃９とからなる切断部の方へと送られる。送られてきた
ストランド３は、歯車状の刃を有する回転刃９と固定刃
８とによって切断され、ペレット１０になる。

【００１１】さて、第１の発明の実施態様例として、こ
れを利用した第３の発明のペレタイザーについて説明す
る。第１および第３の発明は、最も変動が大きく、制御
が困難であったペレット径の制御を目的とする。これら
の発明で、ペレット径の制御は、切断前のストランドの
径を検出し、回転ロールの回転速度にフィードバック
し、ストランドの引取速度を制御して行う。通常、２０
〜１００ｍ／ｍｉｎの引取速度で走行する多数のストラ
ンドの径の測定は容易ではなく、本発明者は、直接測定
する方法を幾つも試みたが複雑、高価な測定器を使用す
る割には不正確で、かつ経済的にも採用できるものでは
なかった。種々検討の結果、ピンチローラの変位を測定
すれば、実用的に十分な精度をもって、かつ簡単にスト
ランドの径を測定できることが分かった。そこで、この
変位量信号を制御部Ａに入力し、別途、設定した所望す
るペレット径と比較して回転ロールの回転速度を制御す
る。押出機や歯車ポンプの溶融プラスチックの吐出量に
は定量性があるので、基本的には、引取速度を変えると
ストランドの径を変えることができる。ストランド径が
１〜４ｍｍのとき、とくに好ましく制御できる。

【００１２】この制御系に設けられる機器のうち、ペレ
ット径の設定器には、例えばデジタルスイッチ式のもの
があり、通常その表示器を設ける（図中ならびに以下、
表示器について記述しないが、操作上必要箇所に適宜設
けることができる）。ピンチロールの変位を検出して発
信する変位計には、公知のコンデンサ・コイル、差動ト
ランス、うず電流センサ、レーザ変位計、光学式変位
計、ポテンショメータなどを使用すればよい。変位計か
らの信号は、制御部Ａに入力されるが、必要があれば、
積分器を通して平滑化しておく。制御部Ａでは、変位計
からの信号と設定器の設定値と比較し、その偏差を、た
とえばＰＩＤ要素を通し、押出部とペレタイザーとの間
の遅れ要素などを加え、偏差を解消するための回転ロー
ルの最適回転速度指令信号として出力する。ただし、こ
の偏差は、得られた原始データを意味するものではな
い。ピンチロールの変位は、ストランドの本数、ロール
の材質、ストランドの種類（例えばエラストマー）など
によって、ペレット径と必ずしも同じではなく、必要に
応じて適正な補正を加える。この他、操作中、加工した
ペレットを実測して微小な補正を加えるなどのために、
補正設定器Ａを設けておくと便利である。回転ロールの
最適回転速度指令信号は、直接、またはアンプリファイ
アを介して回転ロールの駆動部に出力する。この駆動部
には、例えば、ＤＣサーボドライバとＤＣサーボモー
タ、ＡＣサーボドライバとＡＣサーボモータ、インバー
タとインダクションモータの組合せがあげられる。な
お、インダクションモータを使用する場合、回転速度指
令に対して実回転数がずれることがあるので、そのおそ
れがある場合には、回転ロールの回転速度を検出し、制
御部Ａで較正するとよい。

【００１３】第２の発明およびこれを具体化した第５の
発明のペレタイザーにおいては、上記のペレット径の制
御に加え、ペレット長さの制御を行う。なお、第４の発
明のペレタイザーは、ペレット長さの制御を行うもので
あって、その装置は第５の発明のペレタイザーに準ず
る。ペレット長さは回転ロールと回転刃との回転速度比
率によって決まる。しかし、回転ロールの回転速度は、
上記のペレット径の制御のために変動する。そこで、第
４および第５の発明のペレタイザーには、ペレット長さ
の設定値から回転ロールと回転刃との回転速度比を演算
し、しかるべき回転ロールの回転速度信号を入力して、
これと前記回転速度比とから回転刃の回転速度を制御
し、ペレット長さを制御する制御系を加えて設けた。

【００１４】所望のペレット長さを設定する設定器Ｂま
たはＣは、ペレット径の設定器Ａと同じ種類のものでよ
い。回転ロールの回転速度は、公知のロータリーエンコ
ーダ、近接スイッチ、光電スイッチ、マイクロスイッ
チ、タコジェネレータなどによって検出し、パルスまた
はアナログ信号として制御部ＢまたはＣに出力する。ま
た、回転ロールの回転速度に代えて、前記のペレット径
制御のための回転ロールの最適回転速度指令信号を、制
御部Ａから受信端末を介し、制御部Ｃに直接入力しても
よい。後者は、回転ロールの回転速度の測定を要せず、
経済的であるが、一般的に精度が前者よりも劣る。制御
部ＢまたはＣにおいては、ペレット長さの設定値から回
転ロールと回転刃との回転速度比を演算し、回転ロール
の回転速度および／または指令最適回転速度から回転刃
の回転速度を算出して、回転刃の回転速度指令信号を出
力する。また、操作中の微小な寸法補正のための補正設
定器ＢまたはＣを設けておくと操作上都合がよい。回転
刃の駆動部の構成は、前記の回転ロールの駆動部に準ず
る。回転刃の駆動部の構成によっては、回転刃に回転速
度計を取付け制御部ＢまたはＣで回転速度を読取り、速
度較正を行うこともできる。

【００１５】

【発明の効果】本発明のペレタイザーのペレット寸法制
御方法、またはそれを利用したペレタイザーを採用すれ
ば、従来のように熟練した作業者を必要としないで、所
望するペレット径および／またはペレット長さのペレッ
トを切断できる。とくに、操業開始時ないしは終了時の
寸法制御と省力化に有効であって、ペレット製造工程の
自動化、無人化が可能になる。すなわち、本発明のペレ
タイザーの設定器に所望するペレット径および／または
ペレット長さを設定しておけば、所望寸法のペレットを
製造できる。これに要する設備は、特別な機器を要しな
い制御系が中心であって大きな費用を要しない。必要に
応じ、微小な寸法補正も運転を停止することなく、容易
に実施できる。正常ペレットの収率増大に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の発明を具体化した第３の発明のペレタ
イザーの実施態様例の模式図。

【図２】 第４の発明のペレタイザーの実施態様例の模
式図。

【図３】 第２の発明を具体化した第５の発明のペレタ
イザーの実施態様例の模式図。

【符号の説明】 １：押出機 ２：冷却槽 ３：プラスチックストラ
ンド ４：ペレタイザー ５：ピンチロール ６：回転ロ
ール ７：走行面 ８：固定刃 ９：回転刃 １０：ペレット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出機からストランド状に押出された溶融
   プラスチックを冷却、凝固したプラスチックストランド
   を、回転ロールとストランドを押えるピンチロールとか
   らなる引取ロールで引取り、回転刃と固定刃とからなる
   切断部に送出して切断するペレタイザーにおいて、ピン
   チロールの変位を検出し、これを所望のペレット径と比
   較し、所望のペレット径とピンチロールの変位値との偏
   差を解消すべく回転ロールを最適回転速度に制御し、も
   って切断したペレットを所望の径に制御することを特徴
   とするペレタイザーのペレット径制御方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載のペレット径制御方法を用
   いてペレット径を制御し、さらに、ストランドを所望の
   長さに切断するために設定すべき回転ロールと回転刃と
   の回転速度比を演算し、回転ロールの回転速度を測定し
   て前記の演算した回転速度比から回転刃の回転速度を求
   め、求めた回転速度に回転刃の回転速度を制御し、もっ
   て切断したペレットを所望の径と長さに制御することを
   特徴とするペレタイザーのペレット寸法制御方法。
3. 【請求項３】押出機からストランド状に押出された溶融
   プラスチックを冷却、凝固したプラスチックストランド
   を、回転ロールとストランドを押えるピンチロールとか
   らなる引取ロールで引取り、回転刃と固定刃とからなる
   切断部に送出して切断し、ペレット化するペレタイザー
   において、 所望のペレット径を設定する設定器Ａと、 ピンチロールの変位を検出して発信する変位計と、 変位計からの入力信号を設定器Ａの設定値と比較し、そ
   の偏差を解消するための回転ロールの最適回転速度指令
   信号を出力する制御部Ａと、 前記の最適回転速度指令信号に追従する回転ロールの駆
   動部とからなり、 ピンチロールの変位を検出し、設定したペレット径と比
   較して回転ロールを最適回転速度に制御し、もって切断
   したペレットを所望の径に制御する制御系を設けたこと
   を特徴とするペレタイザー。
4. 【請求項４】押出機からストランド状に押出された溶融
   プラスチックを冷却、凝固したプラスチックストランド
   を、回転ロールとストランドを押えるピンチロールとか
   らなる引取ロールで引取り、回転刃と固定刃とからなる
   切断部に送出して切断し、ペレット化するペレタイザー
   において、 所望のペレット長さを設定する設定器Ｂと、 回転ロールの回転速度を測定して発信する回転速度計
   と、 ペレット長さの設定値から回転ロールと回転刃との回転
   速度比を演算し、回転ロールの回転速度信号を入力し、
   回転刃の回転速度を算出して回転刃の回転速度指令信号
   を出力する制御部Ｂと、 制御部Ｂの最適回転速度指令信号に追従する回転刃の駆
   動部とからなり、 ペレット長さの設定値から回転ロールと回転刃との回転
   速度比を演算し、この回転速度比と入力した回転ロール
   の回転速度信号とによって回転刃の回転速度を制御し、
   もって切断したペレットを所望の長さに制御する制御系
   を設けたことを特徴とするペレタイザー。
5. 【請求項５】請求項３に記載のペレタイザーにおいて、 所望のペレット長さを設定する設定器Ｃと、 回転ロールの回転速度を測定して発信する回転速度計お
   よび／または請求項３に記載の最適回転速度指令信号の
   受信端末と、 ペレット長さの設定値から回転ロールと回転刃との回転
   速度比を演算し、回転ロールの回転速度信号および／ま
   たは最適回転速度指令信号を入力し、回転刃の回転速度
   を算出して回転刃の回転速度指令信号を出力する制御部
   Ｃと、 制御部Ｃの最適回転速度指令信号に追従する回転刃の駆
   動部とからなり、 ペレット長さの設定値から回転ロールと回転刃との回転
   速度比を演算し、この回転速度比と入力した回転ロール
   の回転速度信号とによって回転刃の回転速度を制御し、
   もって切断したペレットを所望の長さに制御する制御系
   を設けたことを特徴とする請求項３に記載のペレタイザ
   ー。