プラスチックペレット形成装置
【課題】プラスチック材をペレットに形成する空冷式のプラスチックペレット形成装置を提供する。
【解決手段】押し出し手段１０から押し出された溶融プラスチック２０をダイス４０によりストランド５０に形成して、垂直に起立する筒状ガイド６０内側を通過させた後、そのストランド５０をカッター９０により一定長さに順次切り揃えてペレットを形成する。筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０周囲には、ストランドの冷却手段１００により、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、循環させる。
【解決手段】押し出し手段１０から押し出された溶融プラスチック２０をダイス４０によりストランド５０に形成して、垂直に起立する筒状ガイド６０内側を通過させた後、そのストランド５０をカッター９０により一定長さに順次切り揃えてペレットを形成する。筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０周囲には、ストランドの冷却手段１００により、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、循環させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック射出成形現場において、成形機から排出されるランナー、不良成形品などのプラスチック廃材を、その成形現場で、粉砕、造粒し、溶融した後、ペレットにして、プラスチック製品に再利用するのに用いられる、プラスチックペレット形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、成形機から排出されるランナー、不良成形品などのプラスチック廃材は、プラスチック射出成形現場において、粉砕されて、バージン材と混合され、プラスチック製品の成形材に再利用されている。
そのうち、いわゆる精密安定成形と呼ばれるプラスチック成形の分野においては、上記のように、プラスチック廃材を単に粉砕しただけでは、その粉砕材中に微粉や大小不揃いの粉砕粒が混在していて、その粉砕材をそのままプラスチィック成形に使用した場合には、上記のプラスチックの精密安定成形が阻害される恐れがある。
従って、上記のプラスチックの精密安定成形を行う場合は、その一旦粉砕された粉砕材を、一定大きさにペレット化するペレット形成装置が必要となる。
【０００３】
この粉砕材をペレット化するペレット形成装置は、一般に、ホット回転スクリュー方式の押し出し手段から、溶融プラスチックを、ダイスを通して、ストランドにして、連続して押し出している。ダイスを通して押し出したストランドは、カッターにより、一定長さに順次切り揃えて、ペレット化している。
【０００４】
あるいは、上記のようにして、ダイスから押し出された未冷却の溶融状態にあるストランドは、粘着力を持っていて、そのままカッターにより複数のペレットに切断すると、その複数のペレットが互いにくっつき合う等して、大粒化してしまう。
そのため、通常のペレット形成装置には、ダイスから押し出される溶融状態にあるストランドを冷却、固化させるための、冷却水が貯留された水槽が備えられている。そして、ダイスから押し出されるストランドを、その水槽内を通して、冷却して固化させている。その後、その冷却、固化させたストランドを、ピンチローラに巻き取る等して、そのストランドを、カッターにより、一定長さに順次切り揃えて、ペレット化している。
【０００５】
この一般に用いられるペレット形成装置は、上記のように、大掛かりなホット回転スクリュー方式の押し出し手段や、ストランドを冷却する水冷式の大型水槽等が備えられており、設置面積を広く取り、高価である。
従って、設置面積の狭いプラスチック射出成形現場での使用には、不向きである。
【０００６】
また、上記の通常用いられる水冷式のペレット形成装置は、そのペレット化するプラスチック廃材を異種、異色のものに切り替える場合に、その新たに切り替えた異種、異色の冷却するストランドを、冷却水が貯留された水槽内等を通し直す面倒で手数の掛かるセッティング作業等が必要となって、多大な時間と労力を要する。また、ストランドの中途部が、何らかの原因で一旦途切れて、切断された場合にも、そのストランドを冷却水が貯留された水槽内等を通し直す面倒で手数の掛かるセッティング作業が必要となる。
【０００７】
さらに、上記の通常用いられるペレット形成装置は、ストランドを冷却水が貯留された水槽中を通して冷却、固化させる水冷方式のため、その冷却、固化させたストランドをペレットに裁断した後に、そのペレットを乾燥する後工程が必要となり、その分、設備が大掛かりとなり、高価でもある。
【０００８】
これらの理由から、上記の通常用いられる水冷式のペレット形成装置は、プラスチック成形現場に設置して、使用するには、不向きである。
【０００９】
これらの難点を解消するペレット形成装置としては、ストランドを冷却、固化させる大型水槽を排除した、ダイスから押し出される溶融状態にあるストランドを大気により冷却、固化させる空冷式の、特開平９−２９７３９号公報や、特開２００１−８８１９６号公報や、特開２００２−５９４１９号公報記載の装置がある。
【特許文献１】特開平９−２９７３９号公報
【特許文献２】特開平９−１９３１５８号公報
【特許文献３】特開２００１−８８１９６号公報
【特許文献４】特開２００２−５９４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そのうち、特開平９−２９７３９号公報記載の装置は、ホット回転スクリューからダイスを通して押し出された溶融状態にあるストランドが、ガイド用グループ内をガイドされて、空冷式のブッシュ・メカエレメント内側に導入されて冷却される構造をしている。
そのため、この装置においては、特開平９−１９３１５８号公報の段落番号０００２に記載されたように、未冷却の溶融状態にあるストランドが、ダイスから押し出された直後に冷却されない軟弱状態のまま、ガイド用グループ内をガイドされることになって、その際に、そのガイド用グループ内をガイドされるストランドの径が、均一にならずに、不安定となってしまった。
また、この装置においては、ブッシュ・メカエレメント内側を通過中の溶融状態にあるストランド周囲に空気を送り込んで、ストランドを冷却する際の冷却効率が悪く、ストランドが十分に冷却、固化されないまま、ブッシュ・メカエレメント外部に排出されてしまう状況が多発した。
その原因は、ブッシュ・メカエレメント内側に送り込んだ冷却用の空気の多くが、ブッシュ・メカエレメント内側を通過中のストランド周囲を循環せずに、ブッシュ・メカエレメントの広く開口した上端開口部や下端開口部からブッシュ・メカエレメント外部に漏れ出してしまうからである。また、常温状態の空気を用いて冷却するため、大気温度が高いと、ストランドが十分に冷却、固化されない事態に陥るからである。
さらに、この装置においては、ダイス温度が低い状態からストランド形成を行おうとすると、そのダイスのストランド形成路から押し出された未冷却の軟弱状態のストランド先端がダイス端面に付着して、リング状に曲ってしまった。そして、そのリング状に曲ったストランド先端が、ガイド用グループ内を通してブッシュ・メカエレメント内側に円滑に導入されずに、ブッシュ・メカエレメントの上端開口部を塞いでしまった。そして、ペレット形成装置を継続して稼働させることが不可能となってしまった。
【００１１】
特開２００１−８８１９６号公報記載の装置は、ダイスから押し出された溶融状態にあるストランドに、送風機から空気を吹きかけて、ストランドを冷却、固化させる構造をしている。送風機と反対側には、ストランドの通路を挟んで、金網が張設されている。そして、その金網により、ストランドが送風機から送り出される空気の風圧を受けて、大きく撓むのが防止される構造をしている。
この装置では、その送風機から送り出される冷却用の空気の多くが、未冷却の軟弱状態にあるストランドに確実に接触して、そのストランド周囲を循環せずに、そのストランドから離れた部分を金網側へと無駄に通過してしまう。そのため、ストランドが効率よく十分に冷却、固化されない難点がある。
従って、この装置においては、その送風機から冷却用の空気を送り出して未冷却の軟弱状態にあるストランドを通過させる通路を長く設定して、そのストランドを距離長く長時間冷却し続ける必要があった。そのため、その軟弱状態にあるストランドがダイス下方に長く垂下した状態となって、その長く垂下したストランドの自重を受けて、ダイス近くに位置するストランドが、長く引き伸ばされた状態となった。そして、そのダイスから押し出されたストランドの外径が大きく狂う難点があった。
また、この装置においては、溶融状態にあるストランドを常温状態の空気により冷却する方式のため、大気温度の変動の影響を受けて、ストランドが十分に冷却、固化されない事態が生じた。
【００１２】
特開２００２−５９４１９号公報記載の装置は、溶融状態にあるストランドの冷却時間を延すために、ストランドの通路の途中にガイドローラを設けている。そして、ダイスから押し出された未冷却の軟弱状態にあるストランドを、ガイドローラ周囲をほぼＶ字状に距離長く循環通過させている。そして、そのストランドを空気により時間をかけて十分に冷却、固化させる構造をしている。
この装置においては、その稼働開始時に、ダイスから押し出された溶融状態にあるストランドを、ガイドローラ周囲に巻掛ける等の面倒で手数の掛かるセッティング作業が必要であった。また、ガイドローラが付加された分、装置が大型化して、設置面積を狭く抑えたいプラスチック成形現場に置いて使用するには、不向きであった。
【００１３】
本発明は、このような課題を解消可能な、設置面積を狭く抑えたいプラスチック成形現場に設置して、粉砕されたプラスチック廃材を一定大きさに順次ペレット化するペレット形成装置であって、ダイスから押し出される未冷却の溶融状態にあるストランドを効率良く確実に十分に冷却、固化させることの可能な、空冷式のプラスチックペレット形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明のプラスチックペレット形成装置は、ペレット形成用のプラスチック材を溶融して押し出す溶融プラスチックの押し出し手段と、該押し出し手段から押し出された溶融プラスチックをストランド形成路に導入して、ストランドを形成し、そのストランドをストランド形成路下端から垂直下方に押し出すダイスと、該ダイスのストランド形成路下端の直下に垂直に起立する筒状ガイドであって、前記ダイスから押し出されたストランドを、その上端開口部から導入して、その内側を通過させた後、その下端開口部から排出する筒状ガイドと、該筒状ガイドの下端開口部から排出されるストランドを一定長さに順次切り揃えるストランド切断用のカッターとを持った構造をしている。
そして、前記ストランドの冷却手段が、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、前記筒状ガイドの上端開口部から筒状ガイド内側に送り込んで、その筒状ガイド内側を通過中のストランド周囲を循環させた後、その筒状ガイドの下端開口部から筒状ガイド外部に排出する構造をしている。
【００１５】
このような構成のプラスチックペレット形成装置においては、そのストランドの冷却手段により、空冷用の冷媒の全てを、外気中に漏れ出させぬようにして、筒状ガイドの上端開口部から筒状ガイド内側に効率よく確実に送り込むことができる。そして、その筒状ガイド内側に送り込んだ空冷用の冷媒のほぼ全てを、筒状ガイド外部に漏れ出させぬようにして、側壁に穴等の開口のない筒状ガイド内側を通過中のストランドに接触させることができる。そして、その筒状ガイド内側に送り込んだ空冷用の冷媒を、その筒状ガイド内側を通過中のストランド周囲を効率よく確実に循環させることができる。そして、そのストランド周囲を循環させる冷媒により、筒状ガイド内側を通過中のストランドを短時間のうちに効率よく確実に冷却、固化させることができる。
【００１６】
本発明のプラスチックペレット形成装置においては、前記ダイスが、前記押し出し手段から押し出された溶融プラスチックを、複数のストランド形成路に分岐させて導入して、その複数のストランド形成路に連なる複数のストランド形成路下端からストランドを垂直下方にそれぞれ押し出すものであることを好適としている。
また、前記筒状ガイドが、前記複数のストランド形成路下端の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイドであって、そのストランド形成路下端から垂直下方に押し出されるストランドを、その上端開口部から導入して、その筒状ガイド内側を通過させた後、その下端開口部から筒状ガイド外部に排出する複数の筒状ガイドからなるものであることを好適としている。
【００１７】
このような構成のプラスチックペレット形成装置にあっては、押し出し手段から押し出される溶融プラスチックを、ダイスに設けられた、１つではなくて、２つ以上の複数のストランド形成路に分岐させて導入できる。そして、その複数のストランド形成路に連なる２つ以上の複数のストランド形成路下端から、ストランドを垂直下方にそれぞれ同時に押し出すことができる。そして、ペレット形成用の複数本のストランドを短時間のうちに同時形成できる。
また、そのようにして短時間のうちに同時形成した複数本のストランドのそれぞれは、ダイスの複数のストランド形成路下端の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイド内側のそれぞれに、その上端開口部から導入できる。そして、その複数の筒状ガイド内側をそれぞれ通過させるストランド周囲に、前記冷却手段により空冷用の冷媒を循環させて、その複数本のストランドを同時に冷却、固化させることができる。固化させたストランドは、ストランド切断用のカッターにより一定長さに順次切り揃えて、ペレットに形成できる。そして、多数のペレットを、短時間のうちに同時形成できる。
また、押し出し手段から押し出される溶融プラスチックを、ダイスにより複数本のストランドに分岐させて形成し、その複数本のストランドを複数の筒状ガイド内側をそれぞれ別々に通過させることにより、その複数の筒状ガイド内側のそれぞれを通過中の溶融状態にあるストランドを空冷式の冷却手段により冷却する効率を向上させることができる。そして、ペレット形成用の冷却、固化させた複数本のストランドを、短時間のうちに効率よく同時形成できる。
【００１８】
本発明のプラスチックペレット形成装置においては、空冷用の冷媒が、冷却空気であっても良く、あるいは、常温空気であっても良い。
空冷用の冷媒が、冷却空気である場合は、常温空気に比べて、筒状ガイド内側を通過中のストランドを冷却手段により冷却する際の冷却効率を確実に向上させることができる。また、空冷用の冷媒が、冷却空気である場合は、筒状ガイド内側を通過中のストランドを、大気温度の変化の影響を受けさせずに、冷却手段により、安定して、確実に冷却、固化させることができる。
【００１９】
本発明のプラスチックペレット形成装置においては、前記ダイスのストランド形成路下端に、先端内径が前記筒状ガイドの内径よりも小径のストランド形成用の絞りノズルがストランド形成路に連通させて設けられて、その絞りノズルの先端が前記筒状ガイドの上端開口部内側に筒状ガイド内壁と非接触の中吊り状態で導入された構造とすることを好適としている。
【００２０】
このような構成のプラスチックペレット形成装置にあっては、ダイスのストランド形成路下端にストランド形成路に連通させて設けられたストランド形成用の絞りノズル内側を、ダイスから押し出される溶融状態にあるストランドを通過させて、そのストランドの外径を、筒状ガイドの内径よりも小径の絞りノズル先端の内径まで小径に絞り込むことができる。次いで、その小径に絞り込まれたストランドを、それよりも内径が大径の筒状ガイド内側にその上端開口部から引っ掛かり抵抗なく円滑に導入できる。
その際には、絞りノズルの先端が、筒状ガイドの上端開口部内側に筒状ガイド内壁と非接触の中吊り状態で導入されているため、その絞りノズル先端から押し出される粘着力を持つ溶融状態にあるストランドを、筒状ガイド内壁に付着させずに、筒状ガイド内側のほぼ中央に引っ掛かり抵抗なく円滑に導入できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明のプラスチックペレット形成装置によれば、ダイスから押し出される溶融状態にあるストランドを短時間のうちに効率良く十分確実に冷却、固化させることができる。そして、押し出し手段から押し出される溶融プラスチックを、短時間のうちに効率よく、多数のペレットに形成できる。
また、空冷式のため、ストランドを冷却する水冷式の大掛かりな水槽や、面倒で手数の掛かるストランドのセッティング作業が不要となり、設置面積の狭いプラスチック形成現場に置いて手軽に使用するのに好適な、プラスチックペレット形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
図１と図２は本発明のプラスチックペレット形成装置の好適な実施の形態を示し、図１はその正面断面図、図２はそのカッターが設けられた箇所の底面図である。以下に、このプラスチックペレット形成装置を説明する。
【００２３】
このプラスチックペレット形成装置は、図１に示したように、その上部に、ペレット形成用のプラスチック材を溶融して押し出す溶融プラスチックの押し出し手段１０が備えられている。
押し出し手段１０は、水平方向に回転する円柱状の回転体（円盤スクリュー）１２の下端面に、その中央からその周辺に向けて、渦巻き状の溝１４が刻設されている。そして、その回転体１２を減速ギヤ付き電動モータ（ギヤドモータ）１６により回転させるのに伴い、回転体１２外側に設けられたホッパー１８から、回転体１２下端面の周囲に送り込まれたペレット形成用のプラスチック材２０が、電気ヒータ３０により、加熱シリンダー３２及び回転体１２を介して、漸次加熱、溶融され続けながら、回転体下端面の渦巻き状の溝１４内側に沿って、回転体１２下端面中央へと圧送され続ける構造をしている。回転体１２下端面中央に圧送された溶融プラスチックは、回転体１２下端面の中央に設けられた押し出し口１９から回転体１２下方に連続して順次押し出される構造をしている。
この押し出し手段１０は、円柱状の回転体１２下端面に渦巻き状の溝１４が刻設された縦型構造をしていて、プラスチックペレット形成装置の設置面積を狭めるのに好適なものである。この押し出し手段１０は、特許第３４１８６３９号公報記載の射出成形装置にも、用いられている。
【００２４】
回転体１２下方には、円盤状のダイス４０が、回転体１２の回転を妨げぬようにして、その上端面を回転体１２下端面に隙間少なくほぼ接触させた状態で、配置されている。そして、回転体下端面中央の押し出し口１９から押し出され続ける溶融プラスチックが、ダイス４０中央に設けられた導入口４２を通して、ダイスに設けられたストランド形成路４４に連続して順次押し込まれて、ストランド５０が連続形成される構造をしている。ストランド形成路４４に押し込まれて連続形成されるストランド５０は、ダイス４０下端面に設けられたストランド形成路下端４６から、重力の作用方向に当たる垂直下方に連続して押し出される構造をしている。
【００２５】
ダイスのストランド形成路下端４６の直下には、側壁に穴等の開口部のない筒状ガイド６０が、垂直に起立させた状態で配置されている。そして、ダイスのストランド形成路下端４６から押し出され続ける溶融状態にあるストランド５０を、その筒状ガイドの上端開口部６２から導入して、その筒状ガイド６０内側を通過させた後、その筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出する構造をしている。
【００２６】
筒状ガイド６０の上端と下端は、装置フレーム７０に固定、支持されている。装置フレーム７０とダイス４０との間には、断熱板８０が介在されている。そして、電気ヒータ３０の熱が、装置フレーム７０を介して、筒状ガイド６０に伝わるのが防止されている。
【００２７】
筒状ガイド６０下端には、ストランド切断用のカッター９０であって、筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出されるストランド５０を一定長さに順次切り揃えるカッター９０が備えられている。カッター９０は、図１と図２に示したように、固定刃９２と回転刃９４とが組み合わされた構造をしている。固定刃９２は、ほぼ円盤状をしていて、筒状ガイド６０下端に固定されている。回転刃９４は、ほぼ棒状をしていて、ほぼ円盤状をした固定刃９２下端面に沿って、装置フレーム７０内側に備えられた変速電動モータ９６により、回転刃９４下端面中央を中心に回転させる構造をしている。そして、筒状ガイドの下端開口部６４に連なる固定刃に設けられた穴９３を通して、固定刃９２下方に連続して排出されるストランド５０を、固定刃９２下端面に沿って回転させる回転刃９４により、一定長さに順次切り揃える構造をしている。
その際には、変速電動モータ９６の回転速度を調整して、固定刃９４下端面に沿って回転させる回転刃９４の回転速度を、穴９３を通して固定刃９２下方に排出されるストランド５０の排出速度に応じて、遅速に調整できる構造をしている。そして、その固定刃９２及び回転刃９４からなるカッター９０によりストランド５０から切断形成されるペレットの長さを、所望の一定長さに調整できる構造をしている。
【００２８】
以上の構成は、従来一般のプラスチックペレット形成装置と同様であるが、この図１と図２に示したペレット形成装置では、ストランドの冷却手段１００が、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、筒状ガイドの上端開口部６２から筒状ガイド６０内側に送り込んで、その筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０に接触させながら、そのストランド５０周囲を循環させた後、その筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０外部に排出する構造をしている。
具体的には、図１に示したように、筒状ガイド６０上端を支持する装置フレーム上端（筒状パイプ保持板）７２に、その中央下面に設けられた冷媒導入口７４を通して、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、筒状ガイドの上端開口部６２から筒状ガイド６０内側に送り込む、冷媒通路７６が、装置フレーム７０及び筒状ガイド６０の外部と気密性を持たせて設けられている。
装置フレーム上端７２に設けられた冷媒導入口７４には、図１に示したように、空冷用の冷媒（空気）を装置フレーム上端７２に設けられた冷媒通路７６に連続して送り込む冷媒送給手段１１０が連結されている。
冷媒送給手段１１０は、送風ファン（図示せず）と、該ファンから送り出される空気冷媒を冷媒導入口７４へと送り込む冷媒導入路１１２とから構成されている。そして、冷却用の空気（冷媒）を、外気中に漏れ出させぬようにして、冷媒導入路１１２、冷媒通路７６を通して、筒状ガイドの上端開口部６２に連続して送り込む構造をしている。
【００２９】
図１と図２に示したペレット形成装置は、以上のように構成されていて、このペレット形成装置においては、減速ギヤ付き電動モータ１６により、回転体１２を回転させながら、電気ヒータ３０により、回転体１２を所望温度に加熱し続けることができる。そして、回転体１２外側に設けられたホッパー１８に搬入された粉砕プラスチック廃材、バージン材などのプラスチック材２０を、回転体下端面の渦巻き状の溝１４内側を回転体１２下端面の周囲からその中央へと圧送し続けることができる。それと共に、その回転体下端面の渦巻き状の溝１４内側を回転体１２下端面の中央に圧送され続けるプラスチック材２０を、電気ヒータ３０により、加熱シリンダー３２及び回転体１２を介して、漸次加熱、溶融し続けることができる。そして、そのプラスチック材２０が溶融された状態の溶融プラスチックを、回転体１２下端面の中央に設けられた押し出し口１９から回転体１２下方に連続して順次押し出すことができる。
回転体１２下方に連続して押し出される溶融プラスチックは、ダイス中央に設けられた導入口４２を通して、ダイスのストランド形成路４４に連続して順次押し込んで、ストランド５０に連続形成できる。ストランド形成路４４に押し込まれて連続形成されるストランド５０は、ダイス下端面のストランド形成路下端４６から、重力の作用方向に当たるダイス４０下方に垂直に連続して押し出すことができる。
ダイスのストランド形成路下端４６から押し出され続ける未冷却の溶融状態にあるストランド５０は、ストランド形成路下端４６の直下に配置された筒状ガイド６０に、その上端開口部６２から導入して、その筒状ガイド６０内側を通過させることができる。
その際には、ストランド５０が、ストランド形成路下端４６から、重力の作用方向に当たる、垂直下方に排出されるため、その粘着力を持つストランド５０を、ストランド形成路下端４６の直下に垂直に起立させて配置された筒状ガイド６０内側のほぼ中央に、その上端開口部６２から、筒状ガイド６０内壁に付着等させずに円滑に導入できる。
筒状ガイド６０内側を通過させたストランド５０は、その筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出できる。
【００３０】
ダイス４０から押し出された溶融状態にあるストランド５０を筒状ガイド６０内側を通過させる際には、冷媒送給手段１１０の送風ファン（図示せず）を駆動させて、空冷用の冷媒（空気）の全てを、外気中に漏れ出させぬようにして、装置フレーム上端７２に設けられた気密性の冷媒通路７６を通して、筒状ガイドの上端開口部６２から筒状ガイド６０内側に送り込むことができる。そして、その空冷用の冷媒のほぼ全てを、筒状ガイド６０外部に漏れ出させぬようにして、側壁に穴等の開口部のない筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０に確実に接触させながら、そのストランド５０周囲を循環させることができる。そして、その筒状ガイド６０内側を通過中の溶融状態にあるストランド５０を空冷用の冷媒により効率よく確実に冷却、固化させることができる。冷却、固化させたストランド５０は、筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出できる。
【００３１】
その際には、断熱板８０により、電気ヒータ３０の熱が、装置フレーム７０を介して、筒状ガイド６０に伝わるのを防ぐことができる。そして、電気ヒータ３０の熱が、筒状ガイド６０内側を通過中の空冷式の冷却手段１００によるストランド５０の冷却効率を低下させるのを、防ぐことができる。
【００３２】
筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出されるストランド５０は、筒状ガイド６０下端に備えられたカッター９０により、一定長さに順次切り揃えることができる。そして、固化した状態のストランドが一定長さに切り揃えられてなる多数のペレットを次々に形成できる。
【００３３】
このペレット形成装置においては、図１に示したように、ダイス４０が、押し出し手段１０から押し出された溶融プラスチックを、複数のストランド形成路４４に分岐させて送り込んで、その複数のストランド形成路４４に連なる複数のストランド形成路下端４６のそれぞれからストランド５０を垂直下方に押し出す、複数の分枝したストランド形成路４４を持つものであることが好ましい。
それと共に、筒状ガイド６０が、図１に示したように、ダイス４０に設けられた複数のストランド形成路のストランド形成路下端４６の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイド６０からなるものであることが好ましい。そして、その複数のストランド形成路下端４６から垂直下方にそれぞれ押し出される複数本のストランド５０を、その直下の筒状ガイドの上端開口部６２から導入して、その筒状ガイド６０内側を通過させた後、その筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に排出する複数の筒状ガイド６０からなるものであることが好ましい。
【００３４】
そして、押し出し手段１０から押し出される溶融プラスチックを、ダイス４０に分岐させて設けられた複数のストランド形成路４４のそれぞれに送り込むと良い。そして、その複数のストランド形成路４４に連なるダイス下端面の複数のストランド形成路下端４６のそれぞれから、ストランド５０をストランド形成路下端４６の垂直下方にそれぞれ同時に押し出すと良い。そして、複数本のペレット形成用のストランド５０を短時間のうちに同時形成可能とすると良い。
それと共に、そのようにして短時間のうちに同時形成した複数本のストランド５０のそれぞれを、ダイスの複数のストランド形成路下端４６の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイド６０内側に、その筒状ガイドの上端開口部６２から導入すると良い。そして、その複数の筒状ガイド６０内側をそれぞれ通過させるストランド５０の周囲に、冷媒送給手段１１０から送り込んだ冷却用の空気を循環させて、その複数本のストランド５０のそれぞれを短時間のうちに効率よく同時に冷却、固化させると良い。筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に排出する固化させたストランド５０は、カッター９０により一定長さに順次切り揃えて、ペレットに形成すると良い。そして、多数のペレットを、短時間のうちに効率よく同時形成可能とすると良い。
また、押し出し手段１０から押し出される溶融プラスチックを、ダイスにより複数本のストランド５０に分岐させて形成し、その複数本のストランド５０を複数の筒状ガイド６０内側をそれぞれ別々に通過させることにより、その複数の筒状ガイド６０内側のそれぞれを通過中の溶融状態にあるストランド５０を空冷式の冷却手段１００により冷却する効率を向上させると良い。そして、ペレット形成用の冷却、固化させた複数本のストランド５０を、短時間のうちに効率よく同時形成可能とすると良い。
【００３５】
このペレット形成装置においては、冷媒送給手段１１０により筒状ガイド６０内側に送り込む空冷用の冷媒が、常温状態の空気ではなくて、マイナス温度等に冷却された冷却空気であっても良い。
そして、その空冷用の冷媒である冷却空気により、筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０の冷却手段１００による冷却効率を確実に大幅に向上させても良い。それと共に、筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０を、大気温度の変化の影響を受けさせずに、冷却手段１００により、安定して、確実に冷却、固化可能としても良い。
この場合の冷媒送給手段１１０には、例えば、コンプレッサから送られた空気を超低温状態に冷却する、ボルテックス・チューブと呼ばれる超低温空気発生器等を用いると良い。
【００３６】
このプラスチックペレット形成装置においては、図１に示したように、ダイスのストランド形成路下端４６に、先端内径が筒状ガイド６０の内径よりも小径のストランド形成用の絞りノズル１２０がストランド形成路４４に連通させて設けられた構造とすると良い。絞りノズル１２０の先端は、筒状ガイドの上端開口部６２内側に、筒状ガイド６０内壁と非接触の中吊り状態で、導入された構造とすると良い。
そして、そのストランド形成路下端４６に設けられたストランド形成用の絞りノズル１２０内側を、ダイス４０から押し出される溶融状態にあるストランド５０を通過させて、そのストランド５０の外径を、筒状ガイド６０の内径よりも小径の絞りノズル１２０先端の内径まで小径に絞り込むと良い。そして、その小径に絞り込んだストランド５０を、それよりも内径が大径の筒状ガイド６０内側にその上端開口部６２から引っ掛かりなく円滑に導入可能とすると良い。
それと共に、そのダイス４０から押し出される粘着力を持つ溶融状態にあるストランド５０を、筒状ガイドの上端開口部６２内側に筒状ガイド６０内壁と非接触の中吊り状態で導入された絞りノズル１２０先端から、筒状ガイド６０内壁に付着させずに、筒状ガイド６０内側のほぼ中央に引っ掛かり抵抗なく円滑に導入可能とすると良い。
空冷用の冷媒は、冷媒送給手段１１０から、筒状ガイドの上端開口部６２内壁と、筒状ガイドの上端開口部内側に中吊り状態で導入された絞りノズル１２０先端外壁との間の隙間を通して、筒状ガイド６０内側に送り込む構造とすると良い。
【００３７】
このペレット形成装置においては、異種、異色等の種々のプラスチック材を用いての、ペレット形成実験結果から、筒状ガイド６０の内径が、絞りノズル１２０の先端内径の１．５〜３．０倍であり、好ましくは２．０倍であると良いことが、判明した。
【００３８】
このペレット形成装置においては、図３に示したように、その溶融プラスチックの押し出し手段１０に、前述のホット回転スクリューを用いることも、可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のペレット形成装置は、設置面積の狭いプラスチック形成現場に置いて、異種、異色等の様々の種類のペレットを時間をかけずに効率よく形成するのに、広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のプラスチックペレット形成装置の正面断面図である。
【図２】本発明のプラスチックペレット形成装置のカッターが備えられた箇所の底面図である。
【図３】本発明の他のプラスチックペレット形成装置の正面断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 押し出し手段
１２ 回転体
１４ 渦巻き状の溝
１６ 減速ギヤ付き電動モータ
１８ ホッパー
２０ プラスチック材
３０ 電気ヒータ
３２ 加熱シリンダー
４０ ダイス
４４ ストランド形成路
４６ ストランド形成路下端
５０ ストランド
６０ 筒状ガイド
６２ 筒状ガイドの上端開口部
６４ 筒状ガイドの下端開口部
７０ 装置フレーム
７２ 装置フレーム上端
７６ 冷媒通路
８０ 断熱板
９０ カッター
９２ 固定刃
９４ 回転刃
９６ 変速電動モータ
１００ ストランドの冷却手段
１１０ 冷媒送給手段
１１２ 冷媒導入路
１２０ ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック射出成形現場において、成形機から排出されるランナー、不良成形品などのプラスチック廃材を、その成形現場で、粉砕、造粒し、溶融した後、ペレットにして、プラスチック製品に再利用するのに用いられる、プラスチックペレット形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、成形機から排出されるランナー、不良成形品などのプラスチック廃材は、プラスチック射出成形現場において、粉砕されて、バージン材と混合され、プラスチック製品の成形材に再利用されている。
そのうち、いわゆる精密安定成形と呼ばれるプラスチック成形の分野においては、上記のように、プラスチック廃材を単に粉砕しただけでは、その粉砕材中に微粉や大小不揃いの粉砕粒が混在していて、その粉砕材をそのままプラスチィック成形に使用した場合には、上記のプラスチックの精密安定成形が阻害される恐れがある。
従って、上記のプラスチックの精密安定成形を行う場合は、その一旦粉砕された粉砕材を、一定大きさにペレット化するペレット形成装置が必要となる。
【０００３】
この粉砕材をペレット化するペレット形成装置は、一般に、ホット回転スクリュー方式の押し出し手段から、溶融プラスチックを、ダイスを通して、ストランドにして、連続して押し出している。ダイスを通して押し出したストランドは、カッターにより、一定長さに順次切り揃えて、ペレット化している。
【０００４】
あるいは、上記のようにして、ダイスから押し出された未冷却の溶融状態にあるストランドは、粘着力を持っていて、そのままカッターにより複数のペレットに切断すると、その複数のペレットが互いにくっつき合う等して、大粒化してしまう。
そのため、通常のペレット形成装置には、ダイスから押し出される溶融状態にあるストランドを冷却、固化させるための、冷却水が貯留された水槽が備えられている。そして、ダイスから押し出されるストランドを、その水槽内を通して、冷却して固化させている。その後、その冷却、固化させたストランドを、ピンチローラに巻き取る等して、そのストランドを、カッターにより、一定長さに順次切り揃えて、ペレット化している。
【０００５】
この一般に用いられるペレット形成装置は、上記のように、大掛かりなホット回転スクリュー方式の押し出し手段や、ストランドを冷却する水冷式の大型水槽等が備えられており、設置面積を広く取り、高価である。
従って、設置面積の狭いプラスチック射出成形現場での使用には、不向きである。
【０００６】
また、上記の通常用いられる水冷式のペレット形成装置は、そのペレット化するプラスチック廃材を異種、異色のものに切り替える場合に、その新たに切り替えた異種、異色の冷却するストランドを、冷却水が貯留された水槽内等を通し直す面倒で手数の掛かるセッティング作業等が必要となって、多大な時間と労力を要する。また、ストランドの中途部が、何らかの原因で一旦途切れて、切断された場合にも、そのストランドを冷却水が貯留された水槽内等を通し直す面倒で手数の掛かるセッティング作業が必要となる。
【０００７】
さらに、上記の通常用いられるペレット形成装置は、ストランドを冷却水が貯留された水槽中を通して冷却、固化させる水冷方式のため、その冷却、固化させたストランドをペレットに裁断した後に、そのペレットを乾燥する後工程が必要となり、その分、設備が大掛かりとなり、高価でもある。
【０００８】
これらの理由から、上記の通常用いられる水冷式のペレット形成装置は、プラスチック成形現場に設置して、使用するには、不向きである。
【０００９】
これらの難点を解消するペレット形成装置としては、ストランドを冷却、固化させる大型水槽を排除した、ダイスから押し出される溶融状態にあるストランドを大気により冷却、固化させる空冷式の、特開平９−２９７３９号公報や、特開２００１−８８１９６号公報や、特開２００２−５９４１９号公報記載の装置がある。
【特許文献１】特開平９−２９７３９号公報
【特許文献２】特開平９−１９３１５８号公報
【特許文献３】特開２００１−８８１９６号公報
【特許文献４】特開２００２−５９４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そのうち、特開平９−２９７３９号公報記載の装置は、ホット回転スクリューからダイスを通して押し出された溶融状態にあるストランドが、ガイド用グループ内をガイドされて、空冷式のブッシュ・メカエレメント内側に導入されて冷却される構造をしている。
そのため、この装置においては、特開平９−１９３１５８号公報の段落番号０００２に記載されたように、未冷却の溶融状態にあるストランドが、ダイスから押し出された直後に冷却されない軟弱状態のまま、ガイド用グループ内をガイドされることになって、その際に、そのガイド用グループ内をガイドされるストランドの径が、均一にならずに、不安定となってしまった。
また、この装置においては、ブッシュ・メカエレメント内側を通過中の溶融状態にあるストランド周囲に空気を送り込んで、ストランドを冷却する際の冷却効率が悪く、ストランドが十分に冷却、固化されないまま、ブッシュ・メカエレメント外部に排出されてしまう状況が多発した。
その原因は、ブッシュ・メカエレメント内側に送り込んだ冷却用の空気の多くが、ブッシュ・メカエレメント内側を通過中のストランド周囲を循環せずに、ブッシュ・メカエレメントの広く開口した上端開口部や下端開口部からブッシュ・メカエレメント外部に漏れ出してしまうからである。また、常温状態の空気を用いて冷却するため、大気温度が高いと、ストランドが十分に冷却、固化されない事態に陥るからである。
さらに、この装置においては、ダイス温度が低い状態からストランド形成を行おうとすると、そのダイスのストランド形成路から押し出された未冷却の軟弱状態のストランド先端がダイス端面に付着して、リング状に曲ってしまった。そして、そのリング状に曲ったストランド先端が、ガイド用グループ内を通してブッシュ・メカエレメント内側に円滑に導入されずに、ブッシュ・メカエレメントの上端開口部を塞いでしまった。そして、ペレット形成装置を継続して稼働させることが不可能となってしまった。
【００１１】
特開２００１−８８１９６号公報記載の装置は、ダイスから押し出された溶融状態にあるストランドに、送風機から空気を吹きかけて、ストランドを冷却、固化させる構造をしている。送風機と反対側には、ストランドの通路を挟んで、金網が張設されている。そして、その金網により、ストランドが送風機から送り出される空気の風圧を受けて、大きく撓むのが防止される構造をしている。
この装置では、その送風機から送り出される冷却用の空気の多くが、未冷却の軟弱状態にあるストランドに確実に接触して、そのストランド周囲を循環せずに、そのストランドから離れた部分を金網側へと無駄に通過してしまう。そのため、ストランドが効率よく十分に冷却、固化されない難点がある。
従って、この装置においては、その送風機から冷却用の空気を送り出して未冷却の軟弱状態にあるストランドを通過させる通路を長く設定して、そのストランドを距離長く長時間冷却し続ける必要があった。そのため、その軟弱状態にあるストランドがダイス下方に長く垂下した状態となって、その長く垂下したストランドの自重を受けて、ダイス近くに位置するストランドが、長く引き伸ばされた状態となった。そして、そのダイスから押し出されたストランドの外径が大きく狂う難点があった。
また、この装置においては、溶融状態にあるストランドを常温状態の空気により冷却する方式のため、大気温度の変動の影響を受けて、ストランドが十分に冷却、固化されない事態が生じた。
【００１２】
特開２００２−５９４１９号公報記載の装置は、溶融状態にあるストランドの冷却時間を延すために、ストランドの通路の途中にガイドローラを設けている。そして、ダイスから押し出された未冷却の軟弱状態にあるストランドを、ガイドローラ周囲をほぼＶ字状に距離長く循環通過させている。そして、そのストランドを空気により時間をかけて十分に冷却、固化させる構造をしている。
この装置においては、その稼働開始時に、ダイスから押し出された溶融状態にあるストランドを、ガイドローラ周囲に巻掛ける等の面倒で手数の掛かるセッティング作業が必要であった。また、ガイドローラが付加された分、装置が大型化して、設置面積を狭く抑えたいプラスチック成形現場に置いて使用するには、不向きであった。
【００１３】
本発明は、このような課題を解消可能な、設置面積を狭く抑えたいプラスチック成形現場に設置して、粉砕されたプラスチック廃材を一定大きさに順次ペレット化するペレット形成装置であって、ダイスから押し出される未冷却の溶融状態にあるストランドを効率良く確実に十分に冷却、固化させることの可能な、空冷式のプラスチックペレット形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明のプラスチックペレット形成装置は、ペレット形成用のプラスチック材を溶融して押し出す溶融プラスチックの押し出し手段と、該押し出し手段から押し出された溶融プラスチックをストランド形成路に導入して、ストランドを形成し、そのストランドをストランド形成路下端から垂直下方に押し出すダイスと、該ダイスのストランド形成路下端の直下に垂直に起立する筒状ガイドであって、前記ダイスから押し出されたストランドを、その上端開口部から導入して、その内側を通過させた後、その下端開口部から排出する筒状ガイドと、該筒状ガイドの下端開口部から排出されるストランドを一定長さに順次切り揃えるストランド切断用のカッターとを持った構造をしている。
そして、前記ストランドの冷却手段が、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、前記筒状ガイドの上端開口部から筒状ガイド内側に送り込んで、その筒状ガイド内側を通過中のストランド周囲を循環させた後、その筒状ガイドの下端開口部から筒状ガイド外部に排出する構造をしている。
【００１５】
このような構成のプラスチックペレット形成装置においては、そのストランドの冷却手段により、空冷用の冷媒の全てを、外気中に漏れ出させぬようにして、筒状ガイドの上端開口部から筒状ガイド内側に効率よく確実に送り込むことができる。そして、その筒状ガイド内側に送り込んだ空冷用の冷媒のほぼ全てを、筒状ガイド外部に漏れ出させぬようにして、側壁に穴等の開口のない筒状ガイド内側を通過中のストランドに接触させることができる。そして、その筒状ガイド内側に送り込んだ空冷用の冷媒を、その筒状ガイド内側を通過中のストランド周囲を効率よく確実に循環させることができる。そして、そのストランド周囲を循環させる冷媒により、筒状ガイド内側を通過中のストランドを短時間のうちに効率よく確実に冷却、固化させることができる。
【００１６】
本発明のプラスチックペレット形成装置においては、前記ダイスが、前記押し出し手段から押し出された溶融プラスチックを、複数のストランド形成路に分岐させて導入して、その複数のストランド形成路に連なる複数のストランド形成路下端からストランドを垂直下方にそれぞれ押し出すものであることを好適としている。
また、前記筒状ガイドが、前記複数のストランド形成路下端の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイドであって、そのストランド形成路下端から垂直下方に押し出されるストランドを、その上端開口部から導入して、その筒状ガイド内側を通過させた後、その下端開口部から筒状ガイド外部に排出する複数の筒状ガイドからなるものであることを好適としている。
【００１７】
このような構成のプラスチックペレット形成装置にあっては、押し出し手段から押し出される溶融プラスチックを、ダイスに設けられた、１つではなくて、２つ以上の複数のストランド形成路に分岐させて導入できる。そして、その複数のストランド形成路に連なる２つ以上の複数のストランド形成路下端から、ストランドを垂直下方にそれぞれ同時に押し出すことができる。そして、ペレット形成用の複数本のストランドを短時間のうちに同時形成できる。
また、そのようにして短時間のうちに同時形成した複数本のストランドのそれぞれは、ダイスの複数のストランド形成路下端の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイド内側のそれぞれに、その上端開口部から導入できる。そして、その複数の筒状ガイド内側をそれぞれ通過させるストランド周囲に、前記冷却手段により空冷用の冷媒を循環させて、その複数本のストランドを同時に冷却、固化させることができる。固化させたストランドは、ストランド切断用のカッターにより一定長さに順次切り揃えて、ペレットに形成できる。そして、多数のペレットを、短時間のうちに同時形成できる。
また、押し出し手段から押し出される溶融プラスチックを、ダイスにより複数本のストランドに分岐させて形成し、その複数本のストランドを複数の筒状ガイド内側をそれぞれ別々に通過させることにより、その複数の筒状ガイド内側のそれぞれを通過中の溶融状態にあるストランドを空冷式の冷却手段により冷却する効率を向上させることができる。そして、ペレット形成用の冷却、固化させた複数本のストランドを、短時間のうちに効率よく同時形成できる。
【００１８】
本発明のプラスチックペレット形成装置においては、空冷用の冷媒が、冷却空気であっても良く、あるいは、常温空気であっても良い。
空冷用の冷媒が、冷却空気である場合は、常温空気に比べて、筒状ガイド内側を通過中のストランドを冷却手段により冷却する際の冷却効率を確実に向上させることができる。また、空冷用の冷媒が、冷却空気である場合は、筒状ガイド内側を通過中のストランドを、大気温度の変化の影響を受けさせずに、冷却手段により、安定して、確実に冷却、固化させることができる。
【００１９】
本発明のプラスチックペレット形成装置においては、前記ダイスのストランド形成路下端に、先端内径が前記筒状ガイドの内径よりも小径のストランド形成用の絞りノズルがストランド形成路に連通させて設けられて、その絞りノズルの先端が前記筒状ガイドの上端開口部内側に筒状ガイド内壁と非接触の中吊り状態で導入された構造とすることを好適としている。
【００２０】
このような構成のプラスチックペレット形成装置にあっては、ダイスのストランド形成路下端にストランド形成路に連通させて設けられたストランド形成用の絞りノズル内側を、ダイスから押し出される溶融状態にあるストランドを通過させて、そのストランドの外径を、筒状ガイドの内径よりも小径の絞りノズル先端の内径まで小径に絞り込むことができる。次いで、その小径に絞り込まれたストランドを、それよりも内径が大径の筒状ガイド内側にその上端開口部から引っ掛かり抵抗なく円滑に導入できる。
その際には、絞りノズルの先端が、筒状ガイドの上端開口部内側に筒状ガイド内壁と非接触の中吊り状態で導入されているため、その絞りノズル先端から押し出される粘着力を持つ溶融状態にあるストランドを、筒状ガイド内壁に付着させずに、筒状ガイド内側のほぼ中央に引っ掛かり抵抗なく円滑に導入できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明のプラスチックペレット形成装置によれば、ダイスから押し出される溶融状態にあるストランドを短時間のうちに効率良く十分確実に冷却、固化させることができる。そして、押し出し手段から押し出される溶融プラスチックを、短時間のうちに効率よく、多数のペレットに形成できる。
また、空冷式のため、ストランドを冷却する水冷式の大掛かりな水槽や、面倒で手数の掛かるストランドのセッティング作業が不要となり、設置面積の狭いプラスチック形成現場に置いて手軽に使用するのに好適な、プラスチックペレット形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
図１と図２は本発明のプラスチックペレット形成装置の好適な実施の形態を示し、図１はその正面断面図、図２はそのカッターが設けられた箇所の底面図である。以下に、このプラスチックペレット形成装置を説明する。
【００２３】
このプラスチックペレット形成装置は、図１に示したように、その上部に、ペレット形成用のプラスチック材を溶融して押し出す溶融プラスチックの押し出し手段１０が備えられている。
押し出し手段１０は、水平方向に回転する円柱状の回転体（円盤スクリュー）１２の下端面に、その中央からその周辺に向けて、渦巻き状の溝１４が刻設されている。そして、その回転体１２を減速ギヤ付き電動モータ（ギヤドモータ）１６により回転させるのに伴い、回転体１２外側に設けられたホッパー１８から、回転体１２下端面の周囲に送り込まれたペレット形成用のプラスチック材２０が、電気ヒータ３０により、加熱シリンダー３２及び回転体１２を介して、漸次加熱、溶融され続けながら、回転体下端面の渦巻き状の溝１４内側に沿って、回転体１２下端面中央へと圧送され続ける構造をしている。回転体１２下端面中央に圧送された溶融プラスチックは、回転体１２下端面の中央に設けられた押し出し口１９から回転体１２下方に連続して順次押し出される構造をしている。
この押し出し手段１０は、円柱状の回転体１２下端面に渦巻き状の溝１４が刻設された縦型構造をしていて、プラスチックペレット形成装置の設置面積を狭めるのに好適なものである。この押し出し手段１０は、特許第３４１８６３９号公報記載の射出成形装置にも、用いられている。
【００２４】
回転体１２下方には、円盤状のダイス４０が、回転体１２の回転を妨げぬようにして、その上端面を回転体１２下端面に隙間少なくほぼ接触させた状態で、配置されている。そして、回転体下端面中央の押し出し口１９から押し出され続ける溶融プラスチックが、ダイス４０中央に設けられた導入口４２を通して、ダイスに設けられたストランド形成路４４に連続して順次押し込まれて、ストランド５０が連続形成される構造をしている。ストランド形成路４４に押し込まれて連続形成されるストランド５０は、ダイス４０下端面に設けられたストランド形成路下端４６から、重力の作用方向に当たる垂直下方に連続して押し出される構造をしている。
【００２５】
ダイスのストランド形成路下端４６の直下には、側壁に穴等の開口部のない筒状ガイド６０が、垂直に起立させた状態で配置されている。そして、ダイスのストランド形成路下端４６から押し出され続ける溶融状態にあるストランド５０を、その筒状ガイドの上端開口部６２から導入して、その筒状ガイド６０内側を通過させた後、その筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出する構造をしている。
【００２６】
筒状ガイド６０の上端と下端は、装置フレーム７０に固定、支持されている。装置フレーム７０とダイス４０との間には、断熱板８０が介在されている。そして、電気ヒータ３０の熱が、装置フレーム７０を介して、筒状ガイド６０に伝わるのが防止されている。
【００２７】
筒状ガイド６０下端には、ストランド切断用のカッター９０であって、筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出されるストランド５０を一定長さに順次切り揃えるカッター９０が備えられている。カッター９０は、図１と図２に示したように、固定刃９２と回転刃９４とが組み合わされた構造をしている。固定刃９２は、ほぼ円盤状をしていて、筒状ガイド６０下端に固定されている。回転刃９４は、ほぼ棒状をしていて、ほぼ円盤状をした固定刃９２下端面に沿って、装置フレーム７０内側に備えられた変速電動モータ９６により、回転刃９４下端面中央を中心に回転させる構造をしている。そして、筒状ガイドの下端開口部６４に連なる固定刃に設けられた穴９３を通して、固定刃９２下方に連続して排出されるストランド５０を、固定刃９２下端面に沿って回転させる回転刃９４により、一定長さに順次切り揃える構造をしている。
その際には、変速電動モータ９６の回転速度を調整して、固定刃９４下端面に沿って回転させる回転刃９４の回転速度を、穴９３を通して固定刃９２下方に排出されるストランド５０の排出速度に応じて、遅速に調整できる構造をしている。そして、その固定刃９２及び回転刃９４からなるカッター９０によりストランド５０から切断形成されるペレットの長さを、所望の一定長さに調整できる構造をしている。
【００２８】
以上の構成は、従来一般のプラスチックペレット形成装置と同様であるが、この図１と図２に示したペレット形成装置では、ストランドの冷却手段１００が、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、筒状ガイドの上端開口部６２から筒状ガイド６０内側に送り込んで、その筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０に接触させながら、そのストランド５０周囲を循環させた後、その筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０外部に排出する構造をしている。
具体的には、図１に示したように、筒状ガイド６０上端を支持する装置フレーム上端（筒状パイプ保持板）７２に、その中央下面に設けられた冷媒導入口７４を通して、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、筒状ガイドの上端開口部６２から筒状ガイド６０内側に送り込む、冷媒通路７６が、装置フレーム７０及び筒状ガイド６０の外部と気密性を持たせて設けられている。
装置フレーム上端７２に設けられた冷媒導入口７４には、図１に示したように、空冷用の冷媒（空気）を装置フレーム上端７２に設けられた冷媒通路７６に連続して送り込む冷媒送給手段１１０が連結されている。
冷媒送給手段１１０は、送風ファン（図示せず）と、該ファンから送り出される空気冷媒を冷媒導入口７４へと送り込む冷媒導入路１１２とから構成されている。そして、冷却用の空気（冷媒）を、外気中に漏れ出させぬようにして、冷媒導入路１１２、冷媒通路７６を通して、筒状ガイドの上端開口部６２に連続して送り込む構造をしている。
【００２９】
図１と図２に示したペレット形成装置は、以上のように構成されていて、このペレット形成装置においては、減速ギヤ付き電動モータ１６により、回転体１２を回転させながら、電気ヒータ３０により、回転体１２を所望温度に加熱し続けることができる。そして、回転体１２外側に設けられたホッパー１８に搬入された粉砕プラスチック廃材、バージン材などのプラスチック材２０を、回転体下端面の渦巻き状の溝１４内側を回転体１２下端面の周囲からその中央へと圧送し続けることができる。それと共に、その回転体下端面の渦巻き状の溝１４内側を回転体１２下端面の中央に圧送され続けるプラスチック材２０を、電気ヒータ３０により、加熱シリンダー３２及び回転体１２を介して、漸次加熱、溶融し続けることができる。そして、そのプラスチック材２０が溶融された状態の溶融プラスチックを、回転体１２下端面の中央に設けられた押し出し口１９から回転体１２下方に連続して順次押し出すことができる。
回転体１２下方に連続して押し出される溶融プラスチックは、ダイス中央に設けられた導入口４２を通して、ダイスのストランド形成路４４に連続して順次押し込んで、ストランド５０に連続形成できる。ストランド形成路４４に押し込まれて連続形成されるストランド５０は、ダイス下端面のストランド形成路下端４６から、重力の作用方向に当たるダイス４０下方に垂直に連続して押し出すことができる。
ダイスのストランド形成路下端４６から押し出され続ける未冷却の溶融状態にあるストランド５０は、ストランド形成路下端４６の直下に配置された筒状ガイド６０に、その上端開口部６２から導入して、その筒状ガイド６０内側を通過させることができる。
その際には、ストランド５０が、ストランド形成路下端４６から、重力の作用方向に当たる、垂直下方に排出されるため、その粘着力を持つストランド５０を、ストランド形成路下端４６の直下に垂直に起立させて配置された筒状ガイド６０内側のほぼ中央に、その上端開口部６２から、筒状ガイド６０内壁に付着等させずに円滑に導入できる。
筒状ガイド６０内側を通過させたストランド５０は、その筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出できる。
【００３０】
ダイス４０から押し出された溶融状態にあるストランド５０を筒状ガイド６０内側を通過させる際には、冷媒送給手段１１０の送風ファン（図示せず）を駆動させて、空冷用の冷媒（空気）の全てを、外気中に漏れ出させぬようにして、装置フレーム上端７２に設けられた気密性の冷媒通路７６を通して、筒状ガイドの上端開口部６２から筒状ガイド６０内側に送り込むことができる。そして、その空冷用の冷媒のほぼ全てを、筒状ガイド６０外部に漏れ出させぬようにして、側壁に穴等の開口部のない筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０に確実に接触させながら、そのストランド５０周囲を循環させることができる。そして、その筒状ガイド６０内側を通過中の溶融状態にあるストランド５０を空冷用の冷媒により効率よく確実に冷却、固化させることができる。冷却、固化させたストランド５０は、筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出できる。
【００３１】
その際には、断熱板８０により、電気ヒータ３０の熱が、装置フレーム７０を介して、筒状ガイド６０に伝わるのを防ぐことができる。そして、電気ヒータ３０の熱が、筒状ガイド６０内側を通過中の空冷式の冷却手段１００によるストランド５０の冷却効率を低下させるのを、防ぐことができる。
【００３２】
筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に連続して排出されるストランド５０は、筒状ガイド６０下端に備えられたカッター９０により、一定長さに順次切り揃えることができる。そして、固化した状態のストランドが一定長さに切り揃えられてなる多数のペレットを次々に形成できる。
【００３３】
このペレット形成装置においては、図１に示したように、ダイス４０が、押し出し手段１０から押し出された溶融プラスチックを、複数のストランド形成路４４に分岐させて送り込んで、その複数のストランド形成路４４に連なる複数のストランド形成路下端４６のそれぞれからストランド５０を垂直下方に押し出す、複数の分枝したストランド形成路４４を持つものであることが好ましい。
それと共に、筒状ガイド６０が、図１に示したように、ダイス４０に設けられた複数のストランド形成路のストランド形成路下端４６の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイド６０からなるものであることが好ましい。そして、その複数のストランド形成路下端４６から垂直下方にそれぞれ押し出される複数本のストランド５０を、その直下の筒状ガイドの上端開口部６２から導入して、その筒状ガイド６０内側を通過させた後、その筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に排出する複数の筒状ガイド６０からなるものであることが好ましい。
【００３４】
そして、押し出し手段１０から押し出される溶融プラスチックを、ダイス４０に分岐させて設けられた複数のストランド形成路４４のそれぞれに送り込むと良い。そして、その複数のストランド形成路４４に連なるダイス下端面の複数のストランド形成路下端４６のそれぞれから、ストランド５０をストランド形成路下端４６の垂直下方にそれぞれ同時に押し出すと良い。そして、複数本のペレット形成用のストランド５０を短時間のうちに同時形成可能とすると良い。
それと共に、そのようにして短時間のうちに同時形成した複数本のストランド５０のそれぞれを、ダイスの複数のストランド形成路下端４６の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイド６０内側に、その筒状ガイドの上端開口部６２から導入すると良い。そして、その複数の筒状ガイド６０内側をそれぞれ通過させるストランド５０の周囲に、冷媒送給手段１１０から送り込んだ冷却用の空気を循環させて、その複数本のストランド５０のそれぞれを短時間のうちに効率よく同時に冷却、固化させると良い。筒状ガイドの下端開口部６４から筒状ガイド６０下方に排出する固化させたストランド５０は、カッター９０により一定長さに順次切り揃えて、ペレットに形成すると良い。そして、多数のペレットを、短時間のうちに効率よく同時形成可能とすると良い。
また、押し出し手段１０から押し出される溶融プラスチックを、ダイスにより複数本のストランド５０に分岐させて形成し、その複数本のストランド５０を複数の筒状ガイド６０内側をそれぞれ別々に通過させることにより、その複数の筒状ガイド６０内側のそれぞれを通過中の溶融状態にあるストランド５０を空冷式の冷却手段１００により冷却する効率を向上させると良い。そして、ペレット形成用の冷却、固化させた複数本のストランド５０を、短時間のうちに効率よく同時形成可能とすると良い。
【００３５】
このペレット形成装置においては、冷媒送給手段１１０により筒状ガイド６０内側に送り込む空冷用の冷媒が、常温状態の空気ではなくて、マイナス温度等に冷却された冷却空気であっても良い。
そして、その空冷用の冷媒である冷却空気により、筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０の冷却手段１００による冷却効率を確実に大幅に向上させても良い。それと共に、筒状ガイド６０内側を通過中のストランド５０を、大気温度の変化の影響を受けさせずに、冷却手段１００により、安定して、確実に冷却、固化可能としても良い。
この場合の冷媒送給手段１１０には、例えば、コンプレッサから送られた空気を超低温状態に冷却する、ボルテックス・チューブと呼ばれる超低温空気発生器等を用いると良い。
【００３６】
このプラスチックペレット形成装置においては、図１に示したように、ダイスのストランド形成路下端４６に、先端内径が筒状ガイド６０の内径よりも小径のストランド形成用の絞りノズル１２０がストランド形成路４４に連通させて設けられた構造とすると良い。絞りノズル１２０の先端は、筒状ガイドの上端開口部６２内側に、筒状ガイド６０内壁と非接触の中吊り状態で、導入された構造とすると良い。
そして、そのストランド形成路下端４６に設けられたストランド形成用の絞りノズル１２０内側を、ダイス４０から押し出される溶融状態にあるストランド５０を通過させて、そのストランド５０の外径を、筒状ガイド６０の内径よりも小径の絞りノズル１２０先端の内径まで小径に絞り込むと良い。そして、その小径に絞り込んだストランド５０を、それよりも内径が大径の筒状ガイド６０内側にその上端開口部６２から引っ掛かりなく円滑に導入可能とすると良い。
それと共に、そのダイス４０から押し出される粘着力を持つ溶融状態にあるストランド５０を、筒状ガイドの上端開口部６２内側に筒状ガイド６０内壁と非接触の中吊り状態で導入された絞りノズル１２０先端から、筒状ガイド６０内壁に付着させずに、筒状ガイド６０内側のほぼ中央に引っ掛かり抵抗なく円滑に導入可能とすると良い。
空冷用の冷媒は、冷媒送給手段１１０から、筒状ガイドの上端開口部６２内壁と、筒状ガイドの上端開口部内側に中吊り状態で導入された絞りノズル１２０先端外壁との間の隙間を通して、筒状ガイド６０内側に送り込む構造とすると良い。
【００３７】
このペレット形成装置においては、異種、異色等の種々のプラスチック材を用いての、ペレット形成実験結果から、筒状ガイド６０の内径が、絞りノズル１２０の先端内径の１．５〜３．０倍であり、好ましくは２．０倍であると良いことが、判明した。
【００３８】
このペレット形成装置においては、図３に示したように、その溶融プラスチックの押し出し手段１０に、前述のホット回転スクリューを用いることも、可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のペレット形成装置は、設置面積の狭いプラスチック形成現場に置いて、異種、異色等の様々の種類のペレットを時間をかけずに効率よく形成するのに、広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のプラスチックペレット形成装置の正面断面図である。
【図２】本発明のプラスチックペレット形成装置のカッターが備えられた箇所の底面図である。
【図３】本発明の他のプラスチックペレット形成装置の正面断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 押し出し手段
１２ 回転体
１４ 渦巻き状の溝
１６ 減速ギヤ付き電動モータ
１８ ホッパー
２０ プラスチック材
３０ 電気ヒータ
３２ 加熱シリンダー
４０ ダイス
４４ ストランド形成路
４６ ストランド形成路下端
５０ ストランド
６０ 筒状ガイド
６２ 筒状ガイドの上端開口部
６４ 筒状ガイドの下端開口部
７０ 装置フレーム
７２ 装置フレーム上端
７６ 冷媒通路
８０ 断熱板
９０ カッター
９２ 固定刃
９４ 回転刃
９６ 変速電動モータ
１００ ストランドの冷却手段
１１０ 冷媒送給手段
１１２ 冷媒導入路
１２０ ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレット形成用のプラスチック材を溶融して押し出す溶融プラスチックの押し出し手段と、
該押し出し手段から押し出された溶融プラスチックをストランド形成路に導入して、ストランドを形成し、そのストランドをストランド形成路下端から垂直下方に押し出すダイスと、
該ダイスのストランド形成路下端の直下に垂直に起立する筒状ガイドであって、前記ダイスから押し出されたストランドを、その上端開口部から導入して、その内側を通過させた後、その下端開口部から排出する筒状ガイドと、
該筒状ガイドの下端開口部から排出されるストランドを一定長さに順次切り揃えるストランド切断用のカッターとを持ち、
前記ストランドの冷却手段が、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、前記筒状ガイドの上端開口部から筒状ガイド内側に送り込んで、その筒状ガイド内側を通過中のストランド周囲を循環させた後、その筒状ガイドの下端開口部から筒状ガイド外部に排出するものであることを特徴とするプラスチックペレット形成装置。
【請求項２】
前記ダイスが、前記押し出し手段から押し出された溶融プラスチックを、複数のストランド形成路に分岐させて導入して、その複数のストランド形成路に連なる複数のストランド形成路下端からストランドを垂直下方にそれぞれ押し出すものであり、
前記筒状ガイドが、前記複数のストランド形成路下端の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイドであって、そのストランド形成路下端から垂直下方に押し出されたストランドを、その上端開口部から導入して、その筒状ガイド内側を通過させた後、その下端開口部から筒状ガイド外部に排出する複数の筒状ガイドからなることを特徴とする請求項１記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項３】
前記空冷用の冷媒が、冷却空気であることを特徴とする請求項１記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項４】
前記空冷用の冷媒が、常温空気であることを特徴とする請求項１記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項５】
前記ダイスのストランド形成路下端に、先端内径が前記筒状ガイドの内径よりも小径のストランド形成用の絞りノズルがストランド形成路に連通させて設けられて、その絞りノズルの先端が前記筒状ガイドの上端開口部内側に筒状ガイド内壁と非接触の中吊り状態で導入されたことを特徴とする請求項１記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項６】
前記筒状ガイドの内径が、前記絞りノズルの先端内径の１．５〜３．０倍であり、好ましくは２．０倍であることを特徴とする請求項５記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項１】
ペレット形成用のプラスチック材を溶融して押し出す溶融プラスチックの押し出し手段と、
該押し出し手段から押し出された溶融プラスチックをストランド形成路に導入して、ストランドを形成し、そのストランドをストランド形成路下端から垂直下方に押し出すダイスと、
該ダイスのストランド形成路下端の直下に垂直に起立する筒状ガイドであって、前記ダイスから押し出されたストランドを、その上端開口部から導入して、その内側を通過させた後、その下端開口部から排出する筒状ガイドと、
該筒状ガイドの下端開口部から排出されるストランドを一定長さに順次切り揃えるストランド切断用のカッターとを持ち、
前記ストランドの冷却手段が、空冷用の冷媒を、外気中に漏れ出させぬようにして、前記筒状ガイドの上端開口部から筒状ガイド内側に送り込んで、その筒状ガイド内側を通過中のストランド周囲を循環させた後、その筒状ガイドの下端開口部から筒状ガイド外部に排出するものであることを特徴とするプラスチックペレット形成装置。
【請求項２】
前記ダイスが、前記押し出し手段から押し出された溶融プラスチックを、複数のストランド形成路に分岐させて導入して、その複数のストランド形成路に連なる複数のストランド形成路下端からストランドを垂直下方にそれぞれ押し出すものであり、
前記筒状ガイドが、前記複数のストランド形成路下端の直下にそれぞれ垂直に起立する複数の筒状ガイドであって、そのストランド形成路下端から垂直下方に押し出されたストランドを、その上端開口部から導入して、その筒状ガイド内側を通過させた後、その下端開口部から筒状ガイド外部に排出する複数の筒状ガイドからなることを特徴とする請求項１記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項３】
前記空冷用の冷媒が、冷却空気であることを特徴とする請求項１記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項４】
前記空冷用の冷媒が、常温空気であることを特徴とする請求項１記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項５】
前記ダイスのストランド形成路下端に、先端内径が前記筒状ガイドの内径よりも小径のストランド形成用の絞りノズルがストランド形成路に連通させて設けられて、その絞りノズルの先端が前記筒状ガイドの上端開口部内側に筒状ガイド内壁と非接触の中吊り状態で導入されたことを特徴とする請求項１記載のプラスチックペレット形成装置。
【請求項６】
前記筒状ガイドの内径が、前記絞りノズルの先端内径の１．５〜３．０倍であり、好ましくは２．０倍であることを特徴とする請求項５記載のプラスチックペレット形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１３２０２９（Ｐ２００９−１３２０２９Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０９８６９（Ｐ２００７−３０９８６９）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（５９２１０８７６８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（５９２１０８７６８）
【Ｆターム（参考）】
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