JPH11179724A - 水中カット造粒装置及び水中カット造粒装置の起動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイスの温度を均一にして目詰まりの程度を
改善する。 【解決手段】 ダイス１７から水室３内へ吐出される溶
融樹脂を、水室３内でカッタ１９によって切断して造粒
する水中カット造粒装置において、前記水室３内の水の
温度を検出する検出部３５と、ダイス１７によって加熱
される水室３内の水が沸騰しないように、水室３内の水
の温度を８０°Ｃ以上に制御する制御部３７とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂性のペレット
を製造するために用いられる水中カット造粒装置及び水
中カット造粒装置の起動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３に示すように、水中カット造粒装置
は、水室３を挟んで、その一方側に溶融樹脂が吐出され
る数千個の孔を有するダイス１７が設けられ、他方側に
ダイス１７へ向けて進退可能でかつ回転可能なカッタ１
９が設けられたものである。そして、水室３には給水装
置が接続されて、水室３内へ水を循環供給可能になって
おり、またダイス１７にはギヤポンプ４３（又は押出
機）からなる樹脂供給装置が接続されて、樹脂混練機４
７からの溶融樹脂を水室３内へ加圧供給可能になってい
る。また、樹脂混練機４７の下流には、溶融樹脂を外部
に排出するためのダイバータバルブ４５が設けられてい
る。

【０００３】ところで、高融点材料のＰＰ等で、特に溶
融粘度が低く硬い低ＭＦＲ材を造粒する場合、ダイス１
７のノズル孔が部分的に目詰まりを起こし、ペレット形
状が悪化する場合がある。この目詰まりの程度は、材料
の種類とダイス１７の温度に大きく左右される。このう
ちダイス１７の温度は、ダイス形状（ノズル径やヒート
チャネル）や運転条件（加熱蒸気や冷却水の温度等）
等、そして起動の方法で決まる。

【０００４】従来の水中カット造粒装置の起動方法に
は、ホットスタート、コールドスタート、セミコールド
スタートと呼ばれるものがある。目詰まりは、起動時の
ダイス温度が低下すると酷くなるため、各起動方法で
は、昇温したダイス温度を維持するために、次のような
手順で行われる。ホットスタートでは、まず、カッタ
１９の回転及び前進を開始し、ギヤポンプ４３の作動
を開始する。そして、ダイス圧が上昇し始めることを確
認した後、直ち（十数秒以内）に、水室３に水を循環
供給し、ダイバータバルブ４５を閉めて混練機４７か
らギアポンプ４３へ正式に材料を供給する。

【０００５】コールドスタートでは、まず、水室３に
水を循環供給する。その後直ち（十数秒以内）に、カ
ッタ１９の回転及び前進を開始し、ギヤポンプ４３の
作動を開始して、ダイバータバルブ４５を閉めて混練
機４７からギアポンプ４３へ正式に材料を供給する。セ
ミコールドスタートでは、まず、水室３に水を供給
し、水室３が水で満たされると、水の供給を一旦止め
る。そして、ダイス１７の熱（一般にダイス１７の温
度は２００°Ｃ〜２５０°Ｃ）によって水室３内の水
（通常４０°Ｃ〜７０°Ｃ）を沸騰させる。沸騰した
後、カッタ１９の回転及び前進を開始し、ギヤポン
プ４３の作動を開始して、ダイス圧が上昇し始めること
を確認した後直ちに水の供給を再開して、ダイバータ
バルブ４５を閉めて混練機４７からギアポンプ４３へ正
式に材料を供給する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記ホットスタートで
は、水の循環供給の直前にギヤポンプ４３の作動が開始
されるため、ギヤポンプ４３が作動してダイス１７から
溶融樹脂の吐出が開始されたときのダイス１７の平均温
度が高温に保たれ、目詰まりの程度を小さくすることが
できる。

【０００７】しかし、のギヤポンプ４３作動開始後、
の水の循環供給を開始するまでの時間的余裕が無く、
タイミングを取るのが困難である。すなわち、水の供給
が遅れると、カッタ１９に溶融した樹脂が絡み付いてし
まう。カッタ１９に溶融樹脂が絡み付くと、カッタ１９
によるカッティングを行うことができず、うどん状の固
化した樹脂が延々と発生し、この樹脂が配管に詰まる。
また、カッタ１９が切損する可能性も高くなる。

【０００８】この場合、配管を全て掃除したり、カッタ
１９を交換したりする等、非常に大変な作業が必要とな
る。前記コールドスタートでは、最初に水の循環供給を
行うので、ホットスタートのようにカッタ１９に溶融し
た樹脂が絡み付くことはない。しかし、の水の供給
後、のギヤポンプ４３を作動開始するまでの時間的余
裕が無く、タイミングを取るのが困難である。すなわ
ち、ギヤポンプ作動開始が遅れると、水室の水によって
ダイス１７の平均温度が低下し、目詰まりが生じる。

【０００９】このように、ホットスタートとコールドス
タートでは、いずれも水の供給とギヤポンプ４３の作動
開始（樹脂の吐出）が、短時間の間に行われるため、タ
イミングを厳密にコントロールする必要がある。さら
に、水の供給とギヤポンプ４３の作動開始（樹脂の吐
出）が短時間であるため、ダイス１７が均一に冷える時
間的な余裕がなく、ダイス１７の温度が不均一となり、
目詰まりを起こし易い。すなわち、目詰まり防止には、
溶融樹脂の吐出開始時にダイス１７の温度を高温かつ均
一に保って、溶融樹脂を勢い良く吐出させることが必要
である。ダイス１７の温度分布に均一性がないと、溶融
樹脂はダイス１７の孔のうち出易い孔から出ようとする
ため、出にくい孔では速度が遅くなる。速度が遅いと孔
の内壁面の温度の影響を受け易くなるために、冷やされ
易くなって、目詰まりが生じる。

【００１０】前記セミコールドスタートは、ホットスタ
ートやコールドスタートと比べて、スタート方法も簡単
であり、の水の供給後、のギヤポンプ４３の作動開
始まで時間的な余裕もある（数分以上でも可）。しかも
一見すると、ダイス１７が均一に冷える時間的な余裕が
あるため、ダイス１７の温度分布が均一となり、目詰ま
りを改善できそうである。

【００１１】しかし、現実にはセミコールドスタートに
おいても、目詰まりの改善は充分でない。これは、水室
３の水を沸騰させるため、沸騰により生じた気泡が、ダ
イス１７から部分的に蒸発潜熱を奪うので、ダイス１７
の温度が不均一となっているためであることが判明し
た。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであっ
て、ダイスの温度を均一にして目詰まりの程度を改善す
ることができる水中カット造粒装置及び水中カット造粒
装置の起動方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべく、以下の技術的手段を講じた。すなわち、本発
明の特徴は、ダイスから水室内へ吐出される溶融樹脂
を、水室内でカッタによって切断して造粒する水中カッ
ト造粒装置において、前記水室内の水の温度を検出する
検出部と、ダイスによって加熱される水室内の水が沸騰
しないように、水室内の水の温度を制御する制御部とを
備えている点にある。

【００１３】この構成によれば、ダイスによって加熱さ
れる水室内の水の温度を、沸騰しない範囲に保持した
後、ダイスから水室内へ溶融樹脂を吐出することができ
る。このように、水室内の水の温度を検出部で監視し
て、沸騰しないように制御することにより、沸騰した水
の気泡が蒸発潜熱を奪うということが生じない。したが
って、ダイスの温度分布を均一にでき、目詰まりの程度
が改善される。

【００１４】また、目詰まりを防止する上では、ダイス
の平均温度が高い程よいため、水温も沸騰しない範囲
で、できるだけ高いほうが良い。このような観点から、
前記制御部は、水室内の水の温度を８０°Ｃ以上でかつ
沸騰しない範囲に保持するものであることが好ましい。
さらには、沸騰直前の温度であることが好ましく、具体
的には９０°Ｃ〜９５°Ｃの範囲に保持するのが好適で
ある。なお、溶融樹脂材料によっては、８０°Ｃ〜９０
°Ｃの範囲、または９５°Ｃ以上で沸騰しない範囲でも
よい。

【００１５】ここで、沸騰しない範囲とは、沸点を超え
ない範囲である。したがって、実際の温度としては、周
囲の環境等により１００°Ｃを超える場合であっても、
沸騰していなければよい。また、前記制御部は、水室内
に冷却水を供給して、水室内の水が沸騰しないように温
度を制御するものとすることができる。

【００１６】この場合、水室内の水が沸騰若しくは沸騰
しそうになったら、水室に冷却水を供給して、水温を所
望の値（目標値）へ制御することができる。ここで、水
室内の水の温度の制御には、水室内の水を冷却する冷却
装置を水室に対して別途設けることもできるが、この場
合、装置が大型化・複雑化する。水室内へ冷却水を供給
するようにすれば、循環供給用の水を利用でき、装置を
簡素化できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明に係る水中カット
造粒装置１のＰＣＷ（ペレットクーリングウォータ）循
環系を示しており、この循環系は、水室３と、給水装置
５間で水が循環するように構成されている。

【００１８】給水装置５は、加熱装置７を備えたＰＣＷ
タンク９と、このＰＣＷタンク９から温水を送り出すポ
ンプ１１と、ポンプ１１からの温水を所定の温度まで冷
却するクーラ部１３とを備えている。ＰＣＷタンク９の
水は、加熱装置で加熱されてポンプ１１及びクーラ部１
３を経由して水室３に供給された後、水室３から主戻り
水路１５を通って、再びＰＣＷタンク９に戻ることがで
きる。

【００１９】なお、水中カット造粒装置１の基本構成と
して、前記水室３と共に、ダイス１７及びカッタ１９を
具備している点等は、図３で説明したとおりである。前
記クーラ部１３は、補助タンク２１と、この補助タンク
２１内の水の温度を検出する補助タンク温度検出部２３
と、この補助タンク２１内の水の温度に基づいて、補助
タンク２１内の水を冷却するための冷却水の供給制御を
行う補助タンク温度制御部２５とを備えている。

【００２０】前記補助タンク温度制御部２５は、補助タ
ンク温度検出部２３によって測定された補助タンク２１
内の水の温度と、水室３へ供給すべき水の温度（一般に
４０°Ｃ〜７０°Ｃ）との間に差があれば、クーラ部弁
２７を開閉して、補助タンク２１内に冷却水を流入させ
差を打ち消すように動作する。補助タンク２１と水室３
は、三方弁２９を介して接続されている。また、三方弁
２９は、ＰＣＷタンク９とも接続されている。水室３へ
水を供給する場合には、三方弁２９を水室３側へ切り換
えて、水室３に繋がる供給水路３１に水を流す。水室３
への水の供給を停止する場合には、三方弁２９をＰＣＷ
タンク９側に切り換えて、ＰＣＷタンク９に繋がる副戻
り水路３３に水を流して、ＰＣＷタンク９側へ水を戻
す。

【００２１】前記水室３は、その内部の水の温度を検出
する水室温度検出部３５を備えている。そして、水室温
度検出部３５による測定に基づいて、水室３の水の温度
を９０°Ｃ〜９５°Ｃの範囲に保持して、水室３の水が
沸騰しないように冷却水の供給制御を行う水室温度制御
部３７が設けられている。この水室温度制御部３７は、
副戻り水路３３と供給水路３１とを繋ぐバイパス水路３
９に設けられたバイパス弁４１の開閉制御を行うもので
ある。バイパス弁４１は、三方弁２９がＰＣＷタンク９
側に切り換えられて水室３への水の供給が停止されてい
る場合において、副戻り水路３３を流れている水を供給
水路３１側へ流して水室３へ水を供給したり、その供給
を止めるためのものである。

【００２２】水室温度制御部３７は、水室温度検出部３
５の検出温度と、目標値（９０°Ｃ〜９５°）との間に
差があれば（検出温度の方が高ければ）、バイパス弁４
１を開いて、副戻り水路３３を流れる水（冷却水）をバ
イパス水路３９を経由させて水室３に供給し、水室の水
の温度を９０°〜９５°の範囲に保持するように動作す
る。

【００２３】上記のように構成された水中カット造粒装
置１の運転のスタートは、図２にも示すように、以下の
手順で行われる。前準備（ステップＳ１）として、ま
ず、水室３を外し、ギヤポンプ１１を作動させてダイス
１７の数千の孔から一様に、溶融樹脂が吐出するのを確
認する。この作業は、「樹脂詰め」と呼ばれる。樹脂詰
めがうまくいっていないと、水室３に水を張ったとき
に、樹脂が詰まっていない孔に水が逆流して、ダイス１
７を冷やしてしまい。目詰まりの原因となる。

【００２４】樹脂詰めが完了したら、ギヤポンプ４３の
運転を停止し、ダイバータバルブ４５を開いて、ダイス
１７の孔への溶融樹脂の供給を一時的に止める。ダイス
１７からの溶融樹脂の吐出が止まったら、ダイス１７の
表面とカッタ１９の刃に付着した溶融樹脂が残っていな
いように、清掃する。この清掃は、例えば、溶融樹脂が
ダイス１７の表面から垂れていると、運転を開始した際
に、カッタ１９に溶けた樹脂が絡み付いたり、配管に詰
まることを防止するためである。

【００２５】次に、水室３をダイス１７に連結して、水
室３に水を張る準備を整える。なお、この時点まで、三
方弁２９は、副戻り水路３３側に開かれており、水は給
水装置５内で循環している。そして、三方弁２９を供給
水路３１側に開き、補助タンク２１から水室３に４０°
Ｃ〜７０°Ｃの水を供給する（ステップＳ２）。水室３
が水で満たされると、三方弁２９を副戻り水路３３側に
切り換え、水室３への水の流入を止める（ステップＳ
３）。水室３内の水は、２００°Ｃ〜２５０°Ｃのダイ
ス１７によって加熱される。

【００２６】水室３内の水の温度の上昇は、水室温度検
出部３５によって測定され、水が沸騰若しくは沸騰しそ
うな温度になったら、水室温度制御部３７がバイパス弁
４１を開いて水室３内へ２ｍ³ ／ｈ程度の水が供給さ
れ、水室３内の水の温度が９０°Ｃ〜９５°Ｃの範囲で
保持されるように制御する（ステップＳ４）。水温が９
０°Ｃ〜９５°Ｃで安定してから、しばらくするとダイ
ス１７の温度の温度分布が均一となる。ここで、水室３
内の水は、沸騰していないので、蒸発潜熱によってダイ
ス１７表面の温度が不均一となることもない。

【００２７】なお、ダイス１７の温度を制御する方法と
しては、ダイス１７を直接加熱制御することも考えられ
るが、水室３の水の温度を制御するほうがダイス１７表
面の温度分布を均一にし易い。ダイス１７の温度が均一
になるのに充分な時間経過後、カッタの回転及び前進を
開始する（ステップＳ５）と共に、ギヤポンプ４３の作
動を開始し（ステップＳ６）、溶融樹脂を吐出させる。
そして、三方弁２９を供給水路３１側に切り換え、例え
ば３００ｍ³ ／ｈ程度の水を一気に水室に供給する（ス
テップ７）。

【００２８】このように、ギヤポンプ４３の作動を開始
させるまでに、充分な時間的余裕があるため、起動を容
易に行える。なお、水室３の水温制御のための冷却水と
しては、三方弁２９から直接供給水路３１に流されるも
のを使用し、水室温度制御部３７は三方弁２９の切り換
えを行うものとすることもできる。ただし、この場合、
水室３に供給される水量が多い（３００ｍ³ ／ｈ）の
で、正確な制御は困難である。

【００２９】本実施の形態のように、水量の多い供給水
路３１とは別に水量の少ない水路としてバイバス水路３
９を設けて、水温制御用の少量の水（２ｍ³ ／ｈ）を水
室３に供給するようにすると、水室温度制御部３７は、
正確かつ容易に制御を行うことができる。また、水温制
御用の水は、水室に循環供給されるものを利用している
ため、給水装置５は１つでよい。

【００３０】最後に、ダイバータバルブ４５を閉めて混
練機４７からギアポンプ４３へ正式に材料を供給し（ス
テップＳ８）、造粒が開始される。なお、本発明は、上
記実施の形態に限定されるものではない。

【００３１】

【発明の効果】以上、本発明に係る水中カット造粒装置
又は水中カット造粒装置の起動方法によれば、ダイスの
温度を均一にして目詰まりの程度を改善することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水中カット造粒装置のＰＣＷ循環
系を示す図である。

【図２】水中カット造粒装置の起動方法を示すフローチ
ャートである。

【図３】水中カット造粒装置に樹脂混練機が接続された
状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 水中カット造粒装置 ３ 水室 ５ 給水装置 １７ ダイス １９ カッタ ２９ 三方弁 ３５ 水室温度検出部（検出部） ３７ 水室温度制御部（制御部）

フロントページの続き (72)発明者 田中 達也 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 柏 眞彦 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイス（１７）から水室（３）内へ吐出
   される溶融樹脂を、水室（３）内でカッタ（１９）によ
   って切断して造粒する水中カット造粒装置において、 前記水室（３）内の水の温度を検出する検出部（３５）
   と、 ダイス（１７）によって加熱される水室（３）内の水が
   沸騰しないように、水室（３）内の水の温度を制御する
   制御部（３７）とを備えていることを特徴とする水中カ
   ット造粒装置。
2. 【請求項２】 前記制御部（３７）は、水室（３）内の
   水の温度を８０°Ｃ以上でかつ沸騰しない範囲に保持す
   るもの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。
3. 【請求項３】 前記制御部（３７）は、水室（３）内に
   冷却水を供給して、水室（３）内の水が沸騰しないよう
   に温度を制御するものであ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。
4. 【請求項４】 ダイス（１７）から水室（３）内へ押し
   出される溶融樹脂を水室（３）内でカッタ（１９）によ
   って切断して造粒する水中カット造粒装置の起動方法で
   あって、 ダイス（１７）によって加熱される水室（３）内の水の
   温度を、沸騰しない範囲に保持した後、 ダイス（１７）から水室（３）内へ溶融樹脂を吐出する
   ことを特徴とする水中カット造粒装置の起動方法。
5. 【請求項５】 ダイス（１７）によって加熱される水室
   （３）内の水の温度を、８０°Ｃ以上でかつ沸騰しない
   範囲に保持した後、ダイス（１７）から水室（３）内へ
   溶融樹脂を押し出すことを特徴とする請求項４記載の水
   中カット造粒装置の起動方法。