特許 7534236 造粒装置用ダイス、造粒装置用カッター刃ホルダ、造粒装置用カッター刃ユニット、樹脂切断装置、造粒装置、および樹脂ペレットの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】造粒装置用ダイス、造粒装置用カッター刃ホルダ、造粒装置用カッター刃ユニット、樹脂切断装置、造粒装置、および樹脂ペレットの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29B 9/06 20060101AFI20240806BHJP

【ＦＩ】

B29B9/06

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021015928

(22)【出願日】2021-02-03

(65)【公開番号】P2022119010

(43)【公開日】2022-08-16

【審査請求日】2023-10-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 光弘

(72)【発明者】

【氏名】栗原 正夫

【審査官】家城 雅美

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００４／０８０６７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７５３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５３８６０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｂ ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下を含む、造粒装置用ダイス：
平面視において円形を有する底面；
前記平面視において円形を有し、前記底面と同心であり、かつ前記底面よりも半径が小さい上面；
前記底面の最外周部と前記上面の最外周部とを接続する側面；および、
前記側面に形成された、樹脂原材料を吐出するための複数のダイス孔。

【請求項2】

前記底面、前記上面および前記側面によって円錐台形が構成される、請求項１に記載の造粒装置用ダイス。

【請求項3】

側面視において、前記側面が湾曲している、請求項１に記載の造粒装置用ダイス。

【請求項4】

前記側面を構成する材料の硬度が、前記上面を構成する材料の硬度と比べて、高い、請求項１～３のいずれか１項に記載の造粒装置用ダイス。

【請求項5】

以下を含む、造粒装置用カッター刃ホルダ：
駆動用モータのシャフトと接続される、回転可能なカッター軸；および
前記カッター軸に接続され回転可能な、複数のカッター刃を接続するためのカッター刃接続部、
ここで、前記カッター刃接続部は円錐台形の外形を有し、
前記カッター刃接続部の回転軸は、前記円錐台形を構成する底面及び上面と直交し、
前記円錐台形を構成する側面に前記複数のカッター刃を接続可能である。

【請求項6】

以下を含む、造粒装置用カッター刃ユニット：
駆動用モータのシャフトと接続される、回転可能なカッター軸；
前記カッター軸に接続された、回転可能なカッター刃接続部；および
前記カッター刃接続部に接続された複数のカッター刃、
ここで、前記カッター刃接続部は円錐台形の外形を有し、
前記カッター刃接続部の回転軸は、前記円錐台形を構成する底面及び上面と直交し、
前記円錐台形を構成する側面に前記複数のカッター刃が接続されている。

【請求項7】

以下を含む、樹脂切断装置：
樹脂原材料を吐出するためのダイス；および
吐出された前記樹脂原材料をペレット化するためのカッター刃ユニット、
ここで、前記ダイスは、
平面視において円形を有する底面と、
前記平面視において円形を有し、前記底面と同心であり、かつ前記底面より半径が小さい上面と、
前記底面の最外周部と前記上面の最外周部を接続する側面と、
前記側面に形成された、前記樹脂原材料を吐出するための複数のダイス孔
を有する。

【請求項8】

以下を含む造粒装置：
樹脂原材料を吐出するためのダイス；および
吐出された前記樹脂原材料をペレット化するためのカッター刃ユニット、
ここで、前記ダイスは、
平面視において円形を有する底面と、
前記平面視において円形を有し、前記底面と同心であり、かつ前記底面より半径が小さい上面と、
前記底面の最外周部と前記上面の最外周部を接続する側面と、
前記側面に形成された、前記樹脂原材料を吐出するための複数のダイス孔
を有する。

【請求項9】

前記底面、前記上面および前記側面によって円錐台形が構成される、請求項８に記載の造粒装置。

【請求項10】

前記ダイスおよび前記カッター刃ユニットを収容するチャンバをさらに含み、
前記チャンバは、
液体が流入する流入部、および
前記液体と、前記カッター刃ユニットによってペレット化されたペレットとが流出する流出部を含む、請求項８または９に記載の造粒装置。

【請求項11】

前記カッター刃ユニットは、
駆動用モータのシャフトと接続される、回転可能なカッター軸と、
前記カッター軸に接続された、回転可能なカッター刃接続部と、
前記カッター刃接続部に接続された複数のカッター刃を含み、
前記カッター刃接続部は円錐台形の外形を有し、
前記カッター刃接続部の回転軸は、前記円錐台形を構成する底面及び上面と直交し、
前記円錐台形を構成する側面に前記複数のカッター刃が接続され、
前記複数のカッター刃は前記ダイスの前記側面に沿って回転する、請求項８～１０のいずれか１項に記載の造粒装置。

【請求項12】

以下を含む、樹脂ペレットの製造方法：
（ａ）樹脂原材料を造粒機のダイスから吐出する工程；および
（ｂ）工程（ａ）の後、吐出された前記樹脂原材料をペレット化する工程、
ここで、前記ダイスは、
平面視において円形を有する底面と、
前記平面視において円形を有し、前記底面と同心であり、かつ前記底面より半径が小さい上面と、
前記底面の最外周部と前記上面の最外周部を接続する側面と、
前記側面に形成された、前記樹脂原材料を吐出するための複数のダイス孔
を有する。

【請求項13】

前記底面、前記上面および前記側面によって円錐台形が構成される、請求項１２に記載の樹脂ペレットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、造粒装置用ダイス、造粒装置用カッター刃ホルダ、造粒装置用カッター刃ユニット、樹脂切断装置、造粒装置、および樹脂ペレットの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１９－５１６１７号公報（特許文献１）には、合成樹脂などの樹脂原材料からペレットを製造するための造粒装置が開示されている。上記造粒装置では、樹脂原材料を吐出するダイス孔が形成されているダイス表面およびダイス表面に押し当てられるカッター刃の刃面が、カッター刃ユニットの回転軸に対して直交するように設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－５１６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、造粒装置には処理量の大容量化が求められている。これに伴い、ダイスおよびカッター刃ユニットなどの造粒装置の各構成部品、ならびに造粒装置全体が大型化している。

【0005】

本開示の主たる目的は、処理量が大容量化されても、大型化が抑制された造粒装置用ダイス、造粒装置用カッター刃ホルダ、造粒装置用カッター刃ユニット、樹脂切断装置、および造粒装置を提供することにある。

【0006】

本開示の他の目的は、大型化が抑制された造粒装置用ダイス、造粒装置用カッター刃ホルダ、造粒装置用カッター刃ユニット、樹脂切断装置、および造粒装置を用いて、多量の樹脂ペレットを製造する方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一実施形態に係る造粒装置用ダイスは、底面、底面よりも半径が小さい上面、底面の最外周部と上面の最外周部とを接続する側面、および側面に形成された樹脂原材料を吐出するためのダイス孔を含む。

【0008】

本開示の一実施形態に係る造粒装置用カッター刃ホルダは、駆動用モータのシャフトと接続される回転可能なカッター軸、およびカッター軸に接続され回転可能な、複数のカッター刃を接続するためのカッター刃接続部を含む。カッター刃接続部は円錐台形の外形を有する。カッター刃接続部の回転軸は、上記円錐台形を構成する底面及び上面と直交する。上記円錐台形を構成する側面に複数のカッター刃を接続可能である。

【0009】

本開示の一実施形態に係る造粒装置用カッター刃ユニットは、駆動用モータのシャフトと接続される、回転可能なカッター軸、カッター軸に接続された、回転可能なカッター刃接続部、およびカッター刃接続部に接続された複数のカッター刃を含む。カッター刃接続部は円錐台形の外形を有する。カッター刃接続部の回転軸は、上記円錐台形を構成する底面及び上面と直交する。上記円錐台形を構成する側面に複数のカッター刃が接続されている。

【0010】

本開示の一実施形態に係る樹脂切断装置は、樹脂原材料を吐出するためのダイス、および吐出された樹脂原材料をペレット化するためのカッター刃ユニットを含む。ダイスは、底面、底面よりも半径が小さい上面、底面の最外周部と上面の最外周部とを接続する側面、および側面に形成された樹脂原材料を吐出するためのダイス孔を含む。

【0011】

本開示の一実施形態に係る造粒装置は、樹脂原材料を吐出するためのダイス、および吐出された樹脂原材料をペレット化するためのカッター刃ユニットを含む。ダイスは、底面、底面よりも半径が小さい上面、底面の最外周部と上面の最外周部とを接続する側面、および側面に形成された樹脂原材料を吐出するためのダイス孔を含む。

【0012】

本開示の一実施形態に係る樹脂ペレットの製造方法は、樹脂原材料を造粒機のダイスから吐出する工程（ａ）、および工程（ａ）の後、吐出された樹脂原材料をペレット化する工程（ｂ）を含む。ダイスは、底面、底面よりも半径が小さい上面、底面の最外周部と上面の最外周部とを接続する側面、および側面に形成された樹脂原材料を吐出するためのダイス孔を含む。

【発明の効果】

【0013】

本開示の一実施の形態に係る造粒装置用ダイス、造粒装置用カッター刃ホルダ、造粒装置用カッター刃ユニット、樹脂切断装置、および造粒装置によれば、処理量が大容量化されても、大型化が抑制され得る。

【0014】

本開示の一実施の形態に係る樹脂ペレットの製造方法によれば、本開示の一実施の形態に係る造粒装置を用いて多量の樹脂ペレットを製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施の形態に係る造粒装置を示す図である。

【図2】一実施の形態に係るダイス、カッター刃ホルダ、カッター刃ユニット、および樹脂切断装置を示す部分拡大側面図である。

【図3】一実施の形態に係るダイス、カッター刃ホルダ、カッター刃ユニット、および樹脂切断装置を示す部分拡大平面図である。

【図4】一実施の形態に係るカッター刃ホルダ、カッター刃ユニット、および樹脂切断装置をダイス側から視た部分拡大図である。

【図5】一実施の形態に係るダイス、カッター刃ホルダ、カッター刃ユニット、および樹脂切断装置を示す部分拡大断面図である。

【図6】一実施の形態に係るダイスとカッター刃ユニットとを連結する方法を説明するための図である。

【図7】他の一実施の形態に係るダイス、カッター刃ホルダ、およびカッター刃ユニットを示す部分拡大図である。

【図8】他の一実施の形態に係るダイス、カッター刃ホルダ、およびカッター刃ユニットを示す部分拡大図である。

【図9】他の一実施の形態に係るダイス、カッター刃ホルダ、およびカッター刃ユニットを示す部分拡大図である。

【図10】比較例に係るダイス、カッター刃ホルダ、カッター刃ユニット、および樹脂切断装置を示す部分拡大側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本開示の一実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

【0017】

＜造粒装置１００の構成＞
まず、図１を参照して、一実施の形態に係る造粒装置の構成を説明する。図１に示される造粒装置１００は、水中カット式の造粒装置である。造粒装置１００は、フィーダ１１０、流入パイプ１１１、および流出パイプ１１２と接続されている。造粒装置１００は、フィーダ１１０から供給された樹脂原材料（以下、単に原材料とよぶ）を、流入パイプ１１１から供給された水などの冷却液中で樹脂ペレット（以下、単にペレットとよぶ）に加工して、該ペレットを冷却液とともに流出パイプ１１２に排出する。

【0018】

図１に示されるように、造粒装置１００は、ホッパー１、スクリュ式ミキサ２、ダイバーターバルブ３、ギアポンプ４、スクリーンチェンジャ５、ダイホルダ６、ダイス１０とカッター刃ユニット２０とが連結して成る樹脂切断装置３０、モータ４０、およびチャンバ５０を主に備える。

【0019】

フィーダ１１０、ホッパー１、スクリュ式ミキサ２、ダイバーターバルブ３、ギアポンプ４、スクリーンチェンジャ５、ダイホルダ６、およびダイス１０は、上記記載順に、連なっている。

【0020】

ホッパー１にはフィーダ１１０から単位時間当たり一定量の原材料が供給される。ホッパー１は、フィーダ１１０から供給された原材料を、スクリュ式ミキサ２に供給する。

【0021】

スクリュ式ミキサ２は、ホッパー１から供給された原材料を溶融混練する。スクリュ式ミキサ２は、溶融混練した原材料をダイバーターバルブ３に供給する。

【0022】

ダイバーターバルブ３は、スクリュ式ミキサ２により溶融混錬された原材料をギアポンプ４へ流動させるか、又は、造粒装置１００の外部へ排出させるかの切換えを行う。

【0023】

ダイバーターバルブ３は、スクリュ式ミキサ２から原材料が流入する流入口、ギアポンプ４に接続された流出口、造粒装置１００の外部に接続された他の流出口、および弁体とを有する。弁体は、ダイバーターバルブ３内に形成される流入口と各流出口とを接続する２つの流路の一方を開放し、他方を閉止する。

【0024】

ギアポンプ４は、ダイバーターバルブ３より供給された原材料を、スクリーンチェンジャ５、ダイホルダ６、およびダイス１０へと加圧しながら押し出す。

【0025】

スクリーンチェンジャ５は、ギアポンプ４から供給された原材料から不純物を取り除くための複数のスクリーン（図示省略）を有している。スクリーンチェンジャ５を通過した原材料は、ダイホルダ６を経てダイス１０へと向かう。なお、スクリーンチェンジャ５は、ギアポンプ４からダイス１０に至る原材料の流路上に配置された１つ以上のスクリーンと、当該流路上に配置されていない１つ以上のスクリーンと、当該流路上に配置されるスクリーンを交換する交換機構とを有している。スクリーンチェンジャ５は、上記流路上に配置された１つ以上スクリーンが目詰まりしたときに、造粒装置１００を停止することなく、スクリーンを交換する。

【0026】

ダイホルダ６は、ダイス１０を着脱可能に保持する。ダイス１０は、ダイホルダ６に例えばネジ留めされる。ダイホルダ６には、スクリーンチェンジャ５から押し出された原材料が流れるための流路が形成されている。

【0027】

ダイス１０は、ダイホルダ６に保持されている。ダイス１０には、ダイホルダ６の上記流路から押し出された原材料を流すための流路７（図５参照）、および当該流路を流れた原材料を吐出するための複数のダイス孔１１（図５参照）が形成されている。ギアポンプ４から押し出されてダイス１０に達した原材料は、流路７および各ダイス孔１１を通ってダイス１０の外部に吐出されることにより、長細い円柱形状体（以下、ストランドとよぶ）に加工される。

【0028】

カッター刃ユニット２０は、ダイス１０の各ダイス孔１１から吐出されたストランドを切断し、ペレットに加工する。図２に示されるように、カッター刃ユニット２０は、カッター刃２１、およびカッター刃ホルダ２２を含み、回転軸Ｏを中心として回転する。

【0029】

ダイス１０およびカッター刃ユニット２０は、チャンバ５０の内部に収容されている。チャンバ５０は、流入パイプ１１１および流出パイプ１１２と連結されている。チャンバ５０、流入パイプ１１１、および流出パイプ１１２は、冷却液が循環する循環回路の一部を構成している。造粒装置１００の運転時、チャンバ５０の内部は冷却液で満たされており、加工されたペレットは冷却液により冷却される。ペレットは、冷却液とともに流出パイプ１１２を通り、脱水・乾燥装置（図示省略）へ輸送され、脱水・乾燥装置にて乾燥される。

【0030】

カッター刃ユニット２０およびチャンバ５０は、台車６０に搭載され、ダイス１０に対して回転軸Ｏに沿った方向に相対的に移動するように設けられている。

【0031】

＜ダイス１０およびカッター刃ユニット２０の構成＞
次に、図２～図５を参照して、ダイス１０、カッター刃ユニット２０、および樹脂切断装置３０の詳細な構成について説明する。

【0032】

＜ダイス１０の構成＞
図２に示されるように、ダイス１０は、上面１０Ａ、底面１０Ｂ、および側面１０Ｃを含む。底面１０Ｂは、ダイホルダ６に連結されている。底面１０Ｂには、原材料が上記流路７に流入するための流入口が形成されている。上面１０Ａは、底面１０Ｂとは反対側を向いており、底面１０Ｂに垂直な方向に底面１０Ｂと間隔を空けて配置されている。側面１０Ｃは、上面１０Ａの最外周部１０ＡＯと底面１０Ｂの最外周部１０ＢＯとを接続する。側面１０Ｃには、複数のダイス孔１１が形成されている。

【0033】

図２に示されるように、上面１０Ａおよび底面１０Ｂの中心を通るダイス１０の中心軸Ｃは、上面１０Ａおよび底面１０Ｂの各々に直交する。上面１０Ａは、底面１０Ｂと同心である。側面視において、側面１０Ｃは、中心軸Ｃに対して傾斜している。なお、ダイス１０を側面視するとは、ダイス１０の中心軸Ｃに対する径方向から、ダイス１０を視ることをいう。

【0034】

図２に示されるように、側面視において、側面１０Ｃは、上面１０Ａ側から底面１０Ｂ側に向かうにつれて、中心軸Ｃから離れるように傾斜している。側面視において、上面１０Ａと側面１０Ｃとが成す角度は鈍角であり、底面１０Ｂと側面１０Ｃとが成す角度は鋭角である。側面視において、側面１０Ｃは、例えば直線状に延びている。

【0035】

図３に示されるように、平面視において、上面１０Ａおよび底面１０Ｂの各外形状は、円形である。平面視において、側面１０Ｃの外形状は、円環形である。平面視において、側面１０Ｃの内周端部１０ＥＩおよび外周端部１０ＥＯ（詳細は後述する）の各々は円形である。ダイス１０の上面１０Ａ、底面１０Ｂ、および側面１０Ｃは、円錐台形を構成している。なお、ダイス１０を平面視するとは、上面１０Ａに垂直な方向から、ダイス１０を視ることをいう。上面１０Ａの半径は、底面１０Ｂの半径よりも小さい。平面視において、上面１０Ａの最外周部１０ＡＯは、底面１０Ｂの最外周部１０ＢＯよりも内側に配置されている。

【0036】

図５に示されるように、複数のダイス孔１１は、側面１０Ｃに形成されている。図５に示されるように、各ダイス孔１１の孔軸は、側面１０Ｃに直交している。各ダイス孔１１の内周面は、例えば各ダイス孔１１の孔軸に対して傾斜している。各ダイス孔１１の内周面は、各ダイス孔１１の孔径が側面１０Ｃに近づくにつれて小さくなるように、傾斜している。

【0037】

ダイス１０の側面１０Ｃを構成する材料の硬度は、ダイス１０の上面１０Ａを構成する材料の硬度よりも高い。図５に示されるように、ダイス１０は、例えば上面１０Ａおよび底面１０Ｂを構成している本体部１０Ｄと、側面１０Ｃを構成している硬化層１０Ｅとを含む。硬化層１０Ｅを構成する材料は、例えば超硬合金を含み、例えばＴｉＣ（炭化チタン）を含む。

【0038】

図５に示されるように、本体部１０Ｄは、上面１０Ａの最外周部１０ＡＯと底面１０Ｂの最外周部１０ＢＯとを接続する側面１０Ｆを有している。上記流路７は、本体部１０Ｄの内部に形成されている。硬化層１０Ｅは、本体部１０Ｄの上記側面１０Ｆ上に形成されている。側面１０Ｆのうち、上面１０Ａ側に位置する環状部分および底面１０Ｂ側に位置する環状部分は、硬化層１０Ｅから露出している。複数のダイス孔１１は、硬化層１０Ｅを貫通し、本体部１０Ｄの側面１０Ｆから本体部１０Ｄの内部に形成された流路７にまで達するように形成されている。

【0039】

図５に示されるように、中心軸Ｃに沿った断面において、側面１０Ｆは、例えば側面１０Ｃと平行である。硬化層１０Ｅの厚みは、例えば一定である。

【0040】

図５に示されるように、硬化層１０Ｅにより構成されている側面１０Ｃは、中心軸Ｃに沿った方向の上面１０Ａ側かつ中心軸Ｃに対する径方向の内側に位置する内周端部１０ＥＩと、中心軸Ｃに沿った方向の底面１０Ｂ側かつ内周端部１０ＥＩよりも径方向の外側に位置する外周端部１０ＥＯとを有している。内周端部１０ＥＩの半径は、外周端部１０ＥＯの半径よりも小さい。平面視において、内周端部１０ＥＩは、外周端部１０ＥＯよりも内側に配置されている。

【0041】

内周端部１０ＥＩは、本体部１０Ｄの側面１０Ｆのうち硬化層１０Ｅから露出しておりかつ上面１０Ａ側に位置する上記環状部分、および硬化層１０Ｅの上面１０Ａ側に位置する端面を介して、上面１０Ａの最外周部１０ＡＯと接続されている。外周端部１０ＥＯは、本体部１０Ｄの側面１０Ｆのうち硬化層１０Ｅから露出しておりかつ底面１０Ｂ側に位置する上記環状部分、および硬化層１０Ｅの底面１０Ｂ側に位置する端面を介して、底面１０Ｂの最外周部１０ＢＯと接続されている。

【0042】

側面１０Ｃは、内周端部１０ＥＩから外周端部１０ＥＯに向かうにつれて中心軸Ｃから離れるように傾斜している。

【0043】

図５に示される内周端部１０ＥＩと外周端部１０ＥＯとの間の中心軸Ｃに対する径方向の距離Ｌ２は、図５に示される内周端部１０ＥＩと外周端部１０ＥＯとの間の側面１０Ｃに沿った沿面距離Ｌ１よりも短い。側面１０Ｃを中心軸Ｃに直交する平面に投影したときの側面１０Ｃの投影面積は、側面１０Ｃの面積よりも小さい。

【0044】

＜カッター刃ユニット２０の構成＞
図２～図４に示されるように、カッター刃ユニット２０は、複数（例えば４個）のカッター刃２１、および各カッター刃２１が固定されているカッター刃ホルダ２２を含む。カッター刃ユニット２０の回転軸Ｏは、ダイス１０の中心軸Ｃと同軸上に配置されている。

【0045】

図２に示されるように、カッター刃ホルダ２２は、駆動用モータ４０のシャフト４１と接続されるカッター軸２３と、カッター軸２３に接続されかつ複数のカッター刃２１を接続するためのカッター刃接続部２４を含む。カッター軸２３およびカッター刃接続部２４は、回転軸Ｏを中心として回転可能である。

【0046】

カッター刃接続部２４は、例えば円錐台形の外形を有している。カッター刃接続部２４は、円錐台形を構成する上面２４Ａ、底面２４Ｂ、および側面２４Ｃを含む。上面２４Ａおよび底面２４Ｂの各外形状は、円形である。上面２４Ａの半径は、底面２４Ｂの半径よりも小さい。回転軸Ｏは、上面２４Ａおよび底面２４Ｂの各々の中心を通り、かつ上面２４Ａおよび底面２４Ｂの各々に直交する。

【0047】

上面２４Ａは、底面２４Ｂとは反対側を向いており、底面２４Ｂに垂直な方向に底面２４Ｂと間隔を空けて配置されている。上面２４Ａは、カッター軸２３を介して、モータ４０のシャフト４１と接続される。底面２４Ｂは、ダイス１０の上面１０Ａと対向している。側面２４Ｃは、上面２４Ａの最外周部２４ＡＯと底面２４Ｂの最外周部２４ＢＯとを接続する。側面２４Ｃには、複数のカッター刃２１が固定されている。各カッター刃２１は、例えばネジ２５によってカッター刃ホルダ２２の側面２４Ｃに固定されている。側面２４Ｃには、ネジ２５が螺合するように設けられたネジ穴２４Ｄが形成されている。ネジ穴２２Ｄは、カッター刃２１を側面２４Ｃに固定するための固定部を構成している。

【0048】

図２に示されるように、側面視において、側面２４Ｃは、回転軸Ｏに対して傾斜している。なお、カッター刃ユニット２０を側面視するとは、回転軸Ｏに対する径方向から、カッター刃ユニット２０を視ることをいう。

【0049】

図２に示されるように、側面視において、側面２４Ｃは、上面２４Ａ側から底面２４Ｂ側に向かうにつれて、回転軸Ｏから離れるように傾斜している。異なる観点から言えば、側面２４Ｃは、最外周部２４ＡＯから最外周部２４ＢＯに向かうにつれて、回転軸Ｏから離れるように傾斜している。

【0050】

側面視において、上面２４Ａと側面２４Ｃとが成す角度は鈍角であり、底面２４Ｂと側面２４Ｃとが成す角度は鋭角である。側面視において、側面２４Ｃは、例えば直線状に延びている。

【0051】

図２および図３に示されるように、カッター刃ホルダ２２の側面２４Ｃは、ダイス１０の側面１０Ｃと相似の関係にある。側面２４Ｃおよび側面１０Ｃの各々は、例えば中心軸Ｃおよび回転軸Ｏを中心とする１つの円錐面の異なる部分を構成するように設けられている。側面視において、側面２４Ｃの延在方向は、側面１０Ｃの延在方向に沿っている。

【0052】

図３および図４に示されるように、各カッター刃２１は、回転軸Ｏに対して回転対称に配置されている。図３および図４に示される４個のカッター刃２１は、回転軸Ｏに対して９０度の回転対称に配置されている。

【0053】

図３および図４に示されるように、各カッター刃２１は、カッター刃ホルダ２２のカッター刃接続部２４に固定されている内側部分２１Ｉ、およびカッター刃接続部２４から突出している外側部分２１Ｏを有している。外側部分２１Ｏは、回転軸Ｏに沿った方向において底面２４Ｂの最外周部２４ＢＯから外側（ダイス１０側）に突出している。外側部分２１Ｏは、回転軸Ｏに対する径方向において底面２４Ｂの最外周部２４ＢＯから外側に突出している。

【0054】

図３および図４に示されるように、平面視において、各カッター刃２１の外側部分２１Ｏは、回転軸Ｏに対して放射状に延びている。平面視において、各カッター刃２１の外側部分２１Ｏの外形状は、回転軸Ｏに対する径方向に沿った長手方向Ａと、回転軸Ｏに対する周方向に沿った短手方向とを有している。なお、カッター刃ユニット２０を平面視するとは、上面２４Ａに垂直な方向から、カッター刃ユニット２０を視ることをいう。

【0055】

図５に示されるように、回転軸Ｏに沿った断面において、各カッター刃２１の外側部分２１Ｏは、側面１０Ｃに沿って延びている。回転軸Ｏに沿った断面において、外側部分２１Ｏは、カッター刃接続部２４の側面２４Ｃから直線状に延びている。

【0056】

図５に示されるように、各カッター刃２１の外側部分２１Ｏは、ダイス１０の側面１０Ｃに接触するように設けられている。外側部分２１Ｏは、例えば、側面１０Ｃと面接触するように設けられている接触面２１Ａと、接触面２１Ａに対してすくい角を形成しているすくい面２１Ｂとを有している。各カッター刃２１の接触面２１Ａは、各カッター刃２１の長手方向Ａに沿って延びている。接触面２１Ａの長手方向Ａの長さは、ダイス１０の側面１０Ｃの上記沿面距離Ｌ１以上であり、例えば上記沿面距離Ｌ１と等しい。各接触面２１Ａを回転軸Ｏに直交する平面に投影したときの接触面２１Ａの投影面積は、接触面２１Ａの面積よりも小さい。

【0057】

なお、カッター刃ユニット２０は、１以上のカッター刃２１を含んでいればよい。カッター刃ユニット２０が２以上の任意の数Ｎ個のカッター刃２１を含む場合、Ｎ個のカッター刃２１は、回転軸Ｏに対して（３６０／Ｎ）度の回転対称に配置される。

【0058】

＜樹脂切断装置３０の構成＞
造粒装置１００では、ダイス１０の中心軸Ｃとカッター刃ユニット２０の回転軸Ｏとが同軸上に配置され、かつカッター刃２１がダイス１０の側面１０Ｃに押し当てられることにより、図２および図５に示される状態が実現される。図２および図５に示される状態は、造粒装置１００が運転可能な状態である。本明細書では、図２および図５に示される状態を、ダイス１０とカッター刃ユニット２０とが連結している状態とよび、この連結している状態でのダイス１０およびカッター刃ユニット２０を樹脂切断装置３０とよぶ。つまり、造粒装置１００は、樹脂切断装置３０を備える。

【0059】

側面視において、各カッター刃２１の外側部分２１Ｏは、ダイス１０の側面１０Ｃに沿って延びている。なお、樹脂切断装置３０を側面視するとは、中心軸Ｃおよび回転軸Ｏに対する径方向から、樹脂切断装置３０を視ることをいう。

【0060】

樹脂切断装置３０では、各カッター刃２１の上記接触面２１Ａがダイス１０の側面１０Ｃに押し当てられて、接触している。樹脂切断装置３０は、ダイス１０の側面１０Ｃとカッター刃２１の接触面２１Ａとの間に加えられる接触面圧が長手方向Ａに均等となるように、設けられている。

【0061】

＜チャンバ５０の構成＞
図２に示されるように、チャンバ５０は、ダイス１０およびカッター刃ユニット２０を収容するように設けられている。チャンバ５０は、冷却液が流入する流入部５１、および冷却液とペレットとが流出する流出部５２を含む。流入部５１は、流入パイプ１１１に連結されている。流出部５２は、流出パイプ１１２に連結されている。流入部５１は、流出部５２よりも下方に配置されている。流入部５１は、ダイス１０およびカッター刃ユニット２０よりも下方に配置されている。流出部５２は、ダイス１０およびカッター刃ユニット２０よりも上方に配置されている。これにより、チャンバ５０内には、下方から上方へ向かう冷却液の流路が形成される。ダイス１０の側面１０Ｃのうち、上面１０Ａ側に位置する一部は、例えば上下方向において流入部５１と流出部５２との間に配置されている。

【0062】

図６に示されるように、チャンバ５０は、例えばカッター刃ユニット２０とともに台車６０に搭載されており、カッター刃ユニット２０と一体としてダイス１０に対して相対的に移動するように設けられている。チャンバ５０には、開口部５３が形成されている。開口部５３の開口面積は、中心軸Ｃに直交する平面上へのダイス１０の投影面積、および回転軸Ｏに直交する平面上へのカッター刃ユニット２０の投影面積よりも大きい。これにより、チャンバ５０は、上記移動に際してダイス１０と干渉しない。開口部５３は、ダイホルダ６に押し当てられる。チャンバ５０は、ダイホルダ６と水密に接続される。

【0063】

チャンバ５０には、カッター刃ユニット２０のカッター軸２３またはモータ４０のシャフト４１が挿通されるための貫通孔が形成されている。

【0064】

＜ペレットの製造方法＞
次に、図５を参照して、造粒装置１００を用いたペレットの製造方法について説明する。

【0065】

まず、造粒装置１００のダイス孔１１から、原材料を吐出する。次に、ダイス孔から吐出された原材料をペレット化する。具体的には、フィーダ１１０から供給された原材料は、ホッパー１、スクリュ式ミキサ２、ダイバーターバルブ３、ギアポンプ４、スクリーンチェンジャ５、およびダイホルダ６を経て、ダイス１０の上記流路７に達する。ダイス１０の流路７に達した時点で、原材料は溶融混練されている。溶融混練された原材料は、流路７から各ダイス孔１１に流れ、各ダイス孔１１からストランドとして側面１０Ｃ上に吐出される。ストランドは、各ダイス孔１１から吐出された直後に、接触面２１Ａが側面１０Ｃに押し当てられかつ回転軸Ｏを中心に回転している各カッター刃２１によって切断され、ペレットに加工される。ペレットは、チャンバ５０内を流れる冷却液によって冷却され、冷却液の流れに沿って流動し、流出部５２から流出パイプ１１２に流出する。

【0066】

その後、ペレットは、脱水・乾燥装置（図示省略）へ輸送され、脱水・乾燥装置にて乾燥される。このようにして、造粒装置１００を用いて、原材料からペレットが製造される。

【0067】

＜変形例＞
以下、本実施形態に係るダイス１０、カッター刃ユニット２０、および樹脂切断装置３０の変形例について説明する。

【0068】

図７～図９に示されるように、側面視において、ダイス１０の側面１０Ｃおよびカッター刃２１の接触面２１Ａの各々は、湾曲していてもよい。カッター刃２１の接触面２１Ａは、ダイス１０の側面１０Ｃと接触するように設けられている。

【0069】

図７に示されるように、側面視において、ダイス１０の側面１０Ｃの曲率中心は、側面１０Ｃよりもダイス１０の内側に配置されてもよい。図８に示されるように、側面視において、ダイス１０の側面１０Ｃの曲率中心は、側面１０Ｃよりもダイス１０の外側に配置されていてもよい。図７および図８に示される樹脂切断装置３０では、カッター刃２１の接触面２１Ａの曲率中心は、側面１０Ｃの曲率中心と重なるように設けられている。

【0070】

図９に示されるように、側面視において、カッター刃ホルダ２２の側面２４Ｃが湾曲していてもよい。カッター刃ホルダ２２の側面２４Ｃの曲率中心は、側面２４Ｃよりもカッター刃ホルダ２２の内側に配置されてもよい。側面視において、カッター刃ホルダ２２の側面２４Ｃの曲率中心は、側面２４Ｃよりもカッター刃ホルダ２２の外側に配置されていてもよい。

【0071】

このようなダイス１０、カッター刃ユニット２０、および樹脂切断装置３０も、図２～図６に示されたダイス１０、カッター刃ユニット２０、および樹脂切断装置３０と基本的に同様の構成を備えているため、同様の効果を奏することができる。

【0072】

＜効果＞
次に、本実施の形態に係るダイス１０、カッター刃ホルダ２２、カッター刃ユニット２０、樹脂切断装置３０、および造粒装置１００の効果を、比較例に係る造粒装置（図１０参照）との対比に基づいて説明する。

【0073】

図１０に示される比較例に係る造粒装置では、ダイス孔が形成されたダイス２１０の加工表面２１０Ａ、および表面２１０Ａに押し当てられて接触するカッター刃２２１の接触面２４１Ａが、ダイスの中心軸Ｃおよびカッター刃ユニットの回転軸Ｏと直交するように設けられている。なお、ダイス２１０は、本体部２１０Ｄと、本体部２１０Ｄの表面上に形成された硬化層２１０Ｅとを含み、加工表面２１０Ａは硬化層２１０Ｅの表面である。このような比較例では、処理量の大容量化に伴い、ダイス孔が形成されたダイス２１０の加工表面２１０Ａおよびカッター刃２２１の接触面２４１Ａを大きくしていくと、ダイス２１０およびカッター刃２２１が大型化し、重くなる。さらに、比較例の造粒装置では、カッター刃ホルダ２２２が複数のカッター刃２２１の全重量を受けてこれらを保持するため、カッター刃ホルダ２２２も大型化し、重くなる。その結果、比較例に係る造粒装置では、処理量の大容量化に伴う装置の大型化を抑制することは困難であった。

【0074】

これに対し、造粒装置１００のダイス１０は、底面１０Ｂ、底面１０Ｂよりも半径が小さい上面１０Ａ、および底面１０Ｂの最外周部１０ＢＯと上面１０Ａの最外周部１０ＡＯ側とを接続する側面１０Ｃ、および側面１０Ｃに形成されている複数のダイス孔１１を含む。

【0075】

造粒装置１００のカッター刃ユニット２０は、カッター刃２１およびカッター刃ホルダ２２を備える。カッター刃ホルダ２２は、底面２４Ｂ、最大幅が底面２４Ｂよりも小さい上面２４Ａ、および平面視における底面２４Ｂの最外周部２４ＢＯと上面２４Ａの最外周部２４ＡＯとを接続する側面２４Ｃを備える。カッター刃２１は、側面２４Ｃに固定されている内側部分２１Ｉと、底面２４Ｂの最外周部２４ＢＯから側面２４Ｃに沿った方向に突出している外側部分２１Ｏとを有している。

【0076】

造粒装置１００の樹脂切断装置３０は、ダイス１０およびカッター刃ユニット２０を備える。カッター刃ユニット２０の回転軸Ｏは、ダイス１０の中心軸Ｃと同軸上に配置されている。側面視において、カッター刃２１の外側部分２１Ｏは、ダイス１０の側面１０Ｃに沿って延びている。

【0077】

ここでは、処理量が等しい造粒装置１００と比較例に係る造粒装置とを比較する。造粒装置１００のダイス１０の側面１０Ｃの面積は、比較例に係る造粒装置での加工表面２１０Ａの面積と等しくなる。また、各カッター刃２１の接触面２１Ａの面積は、比較例に係る造粒装置での各カッター刃２２１の接触面２４１Ａの面積と等しくなる。一方で、側面１０Ｃを中心軸Ｃに直交する平面に投影したときの側面１０Ｃの投影面積は、側面１０Ｃの面積よりも小さいため、比較例での加工表面２１０Ａの面積よりも小さくなる。同様に、各接触面２１Ａを回転軸Ｏに直交する平面に投影したときの接触面２１Ａの投影面積は、接触面２１Ａの面積よりも小さいため、比較例での接触面２１１Ａの面積よりも小さくなる。つまり、上記対比の下では、ダイス１０は比較例のダイス２１０と比べて小型化されており、カッター刃ユニット２０は比較例のカッター刃ユニット２２０と比べて小型化されている。

【0078】

そのため、上記対比の下では、造粒装置１００は、比較例に係る造粒装置と比べて小型化され得る。さらにその結果、造粒装置１００のメンテナンス性および操作性は、比較例に係る造粒装置と比べて、向上している。

【0079】

また、ダイス１０は、比較例のダイス２１０と比べて、軽量化され得る。言い換えると、ダイス１０の重量を側面１０Ｃの面積で割った比率は、比較例のダイス２１０の重量を加工表面２１０Ａの面積で割った比率よりも小さくなり得る。

【0080】

また、ダイス１０がダイス１０の側面１０Ｃの上方を移動するカッター刃２１の重量の一部を受けるため、カッター刃ホルダ２２が受けるべき重量は、複数のカッター刃の全重量と比べて少なくなる。そのため、カッター刃ホルダ２２は、比較例のカッター刃ホルダ２２２と比べて、小型化および／または軽量化され得る。

【0081】

また、比較例に係る造粒装置では、カッター刃ホルダ２２２が複数のカッター刃２２１の全重量を受けるため、カッター刃ユニット２２０のカッター刃２２１側の重量とシャフト２４１側の重量との差が比較的大きくなり、カッター刃２２１側が相対的に下向きに、シャフト２４１側が相対的に上向きに移動して、カッター刃ユニット２２０がダイス２１０の加工表面２１０Ａに垂直な方向に対して傾くおそれがある。つまり、カッター刃ユニット２２０の回転軸Ｏが、ダイス２１０の中心軸Ｃに対して傾くおそれがある。この場合、各カッター刃２２１は、ダイスの加工表面に均等に接触し難くなる。

【0082】

これに対し、造粒装置１００では、カッター刃ホルダ２２が受けるべき重量が複数のカッター刃の全重量と比べて少なくなるため、カッター刃ユニット２０の回転軸Ｏが中心軸Ｃに対して傾き難い。その結果、各カッター刃２１は、ダイス１０の側面１０Ｃに均等に接触し得る。

【0083】

また、上記対比の下では、各カッター刃２１の最外周部の半径は、比較例の各カッター刃２２１の最外周部の半径よりも短くなる。そのため、上記対比の下で回転数が等しい場合、各カッター刃２１の周速は、比較例の各カッター刃２２１の周速よりも低下する。一方で、上記対比の下で周速が等しい場合、各カッター刃２１の回転数は、比較例の各カッター刃２２１の回転数よりも増加する。

【0084】

造粒装置１００および比較例の造粒装置のいずれにおいても、カッター刃の周速は、冷却液中でのキャビテーション防止の観点で、制限される。造粒装置１００によれば、比較例の造粒装置と同程度にキャビテーションの防止を図りながらも、カッター刃２１の回転数が比較例よりも増加し得ることにより、１つのカッター刃２１でより多くのペレットを加工できる。その結果、造粒装置１００では、比較例と比べて、カッター刃２１の数を増やすことなく、ペレットの処理量を大容量化できる。異なる観点から言えば、造粒装置１００では、比較例と比べて、ペレットの製造効率を低下させることなく、カッター刃２１の数を減らすことができる。

【0085】

造粒装置１００でのダイス１０、カッター刃ユニット２０、および樹脂切断装置３０以外の構成は、比較例に係る造粒装置でのダイス２１０およびカッター刃ユニット２２０以外の構成と、同等であってもよい。例えば、ホッパー１、スクリュ式ミキサ２、ダイバーターバルブ３、ギアポンプ４、およびスクリーンチェンジャ５は、比較例に係る造粒装置のそれらと同等の構成を備えていてもよい。

【0086】

本実施形態に係るペレットの製造方法は、比較例に係る造粒装置と比べて小型化されメンテナンス性および操作性が向上している造粒装置１００を用いるため、比較例に係る造粒装置を用いたペレットの製造方法と比べて、多量のペレットを高効率で製造できる。

【0087】

以上のように本開示の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本開示の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0088】

１ ホッパー、２ スクリュ式ミキサ、３ ダイバーターバルブ、４ ギアポンプ、５ スクリーンチェンジャ、６ ダイホルダ、７ 流路、１０ ダイス、１０Ａ 上面、１０Ｂ 底面、１０Ｃ，１０Ｆ 側面、１０Ｄ 本体部、１０Ｅ 硬化層、１０ＥＩ 内周端部、１０ＥＯ 外周端部、１１ ダイス孔、２０ カッター刃ユニット、２１ カッター刃、２１Ａ 接触面、２１Ｂ すくい面、２１Ｉ 内側部分、２１Ｏ 外側部分、２２ カッター刃ホルダ、２３ カッター軸、２４ カッター刃接続部、２４Ａ 上面、２４ＡＯ 最外周部、２４Ｂ 底面、２４ＢＯ 最外周部、２４Ｃ 側面、２４Ｄ ネジ穴、２５ ネジ、３０ 樹脂切断装置、４０ モータ、４１ シャフト、５０ チャンバ、５１ 流入部、５２ 流出部、５３ 開口部、６０ 台車、１００ 造粒装置、１１０ フィーダ、１１１ 流入パイプ、１１２ 流出パイプ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】