JP2010520090A - プラスチック溶融液から粒状化された粒子を生産するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】費用効率の高く、長い要素寿命を有するプラスチック溶解物から粒状化された粒子を生産する装置を提供する。
【解決手段】本発明はプラスチック溶融液から粒状の粒子を生産するための装置に関し、この装置は、プラスチック溶融物１のストランドが処理室に排出される少なくとも1個のノズル開口を有するノズル板２と、供給装置７によってノズル板２に対して移動可能な少なくとも一つの切断刃６を有する切断工具５とを含み、ノズル板２のノズル開口部３から排出されたプラスチックのストランドは、ノズル開口部３に対して移動可能な切断刃６で粒子化される。ノズル板２はその切断工具５に面する少なくとも表面にダイヤモンド被覆８を有し、ダイヤモンド被覆８の硬度が切断刃６の硬度より大きく、ダイヤモンド被覆８の平均した粗さは、切断刃６の平均した粗さより少なくとも２の要素大きい。
【選択図】図１

Description

この発明はプラスチック溶融液から粒状化された粒子を生産するための装置に関し、プラスチック溶融液のストランドが処理室に排出される少なくとも一つのノズル開口部と、供給装置によってノズル板に対して移動可能な少なくとも1個の切断刃を有する切断工具とを含む。ノズル板のノズル開口から排出されたプラスチックストランドを、ノズル開口に対して相対的に移動する切断刃によって粒状化された粒子に砕くことが可能である。

一般に、このタイプの装置では、切断刃とノズル板が作動中にかなり摩耗するという問題があり、それによって、プラスチックストランドの粒状化された粒子への断片化が満足できないか、または、作動が全くできなくなる。特に、ノズル板は、製造するのが比較的複雑で、高価である。これは、ノズル板の耐用年数はできるだけ長いのが好ましいということを意味する。超硬合金を有するような従来のノズル板は、ほんの約１万時間しか耐用年数がなく、それと共に使用される対応する切断刃は超硬合金被覆を有していないが、ほんの５００から１，０００時間の耐用年数しかない。

ドイツの実用新案DE20 2005 001 809U1はさらに詳細に説明していないが、表面が耐磨耗性を有し、かつ、断熱層を有してもよい水中造粒機のための多孔板について開示している。

米国特許第5,403,176は摩耗リングまたは同様の形状の摩耗面を有してもよいノズル板システムを開示している。

ドイツ実用新案DE20 2005 001 809U1 米国特許第5,403,176

それゆえ、この発明の目的は、先行技術の欠点を克服し、特に、比較的費用効率の高く、長い要素寿命を有し、長期の運転後においても、または、要素寿命の終わりに近づいてさえも、粒状化された粒子が信頼性の高い状態で形成可能な、プラスチック溶解物から粒状化された粒子を生産する装置を提供することである。

この目的は、この発明によって、請求項１にしたがう特徴を有する粒状化された粒子の生産のための装置によって達成される。好ましい実施の形態は従属請求項で定義される。

プラスチック溶融液から粒状化された粒子を生産するためのこの発明にしたがう装置は、プラスチック溶融液のストランドを処理室に排出する少なくとも１個のノズル開口部を有するノズル板と、ノズル板に対して供給装置によって動かされてもよい少なくとも１個の切断刃を有する切断工具を含んでいる。ノズル板のノズル開口から排出されたプラスチックストランドを、ノズル開口に対して相対的に移動可能な切断刃によって粒状化された粒子に砕くことが可能である。本発明によると、ノズル板は、切断刃に面するその少なくとも表面にダイヤモンド被覆がもうけられている。ダイヤモンド被覆の硬度、すなわち、ダイヤモンド被覆の材料の硬度は、切断刃、すなわち、切断刃の材料の硬度より大きく、ダイヤモンド被覆、すなわち、ダイヤモンド被覆材料の平均した粗さは、切断刃、すなわち、切断刃材料の平均した粗さ、より少なくとも２の要素大きい。

本発明に従った装置の設計のため、これは切断刃の硬度より大きい硬さを有するダイヤモンド被膜を有するノズル板を含み、このタイプのノズル板の耐用年数は通常の超硬合金被覆を有する従来のノズル板のものに比べて非常に長くなる。この発明に従ったそれほど固くない切断刃は、「磨耗部」であり、したがって、それほど高価でなくて、また、より取り替えやすい。また、本発明に従った装置の粒状化性能は、ダイヤモンド被覆の平均粗さのために、すなわち、ダイヤモンド被覆の材料のために、これは、切断刃、すなわち、切断刃の材料の平均粗さよりも少なくとも２の要素大きい、という事実により、切断刃に対して、ある種の再び切れ味を良くする効果がこの発明によって達成され、これによって、長い運転の後や寿命の終わりの時点においてさえ、粒状化された粒子が確実に形成される。

本発明に従ったデザインのため、使用される要素の全体的な硬度レベルは増加するかもしれないが、この発明によれば、実質的にこれらの要素の耐用年数を改良するのを可能にする。

好ましくは、ダイヤモンド被覆の平均した粗さは切断刃の平均した粗さより少なくとも５の要素、好ましくは１０の要素大きく、これによって再び切れ味が良くなる効果がさらに改良される。

ダイヤモンド被覆の平均粗さは、０．５０μｍ以上である。

ダイヤモンド被覆の厚さは５０μｍ〜１００μｍの範囲にあってもよい。

ダイヤモンド被覆は、ノズル板の中に取り外し可能な挿入物上に位置されて挿入されるか、または、取り外し可能な支持部材に適用されてノズル板の上に支持される。これによって、特に容易に使用可能である。

切断刃自体は超硬合金で作られてもよい。本発明によると、これは切断刃の寿命の耐用年数をさらに増加させる。

この発明の1実施の形態に従う、プラスチック溶融液から粒状化粒子を生産するための装置の模式的断面図である。 この発明の好ましい実施の形態に従う、取外し可能な差し込みの上に設けられたダイヤモンド被覆を有するノズル板の模式的な断面図である。 この発明の好ましい実施の形態に従う、移動可能なサポートに設けられたダイヤモンド被覆を有するノズル板の模式的な断面図である。 この発明の好ましい実施の形態に従う、ダイヤモンド被覆を有するノズル板の模式的な頂部を示す図である。

本発明は、図面に基づいて以下でさらに詳細にその例が説明される。

プラスチック溶融液１（図１において矢印で示されている）から粒状化粒子を生産するための装置が、図１に模式的に例示されている。装置はノズル板２を含む。その前には円錐２６が公知の方法で設けられている。円錐は、液状で供給されるプラスチック溶融液用の導管部（図示無し）に属している。円錐２６は、例えば、ネジ山２５によってノズル板２にプレート２４を押しつけるねじで、ノズル板２にねじでとめられる。溶融導管、これは、ノズルかノズル開口部３で終わるが、ノズル板２を貫通する。ノズル開口部３は、マルチリング配置でノズル板２に導入されて、公知の方法でその開口から粒状化されたプラスチックを排出するのに使用される。

本発明によると、ノズル開口部３と一致しているか、またはそれと整列した開口を有するダイヤモンド被覆８が、少なくともノズルかノズル開口部３の領域に設けられ、切断工具５のナイフ１０はその切断刃６によってこれらの開口の上を通過し、ナイフ１０は回転式のカッター１１によって保持される。回転式のカッター１１が回転するとき、ナイフ１０はノズルから排出されたプラスチックを粒状に切断する。ナイフ１０はノズル板２かノズル板２のダイヤモンド被覆８を物理的に接触した状態を保持し、後者の上をスライドし、ノズル３を通過する。これによって、ノズル３から排出されたプラスチックの滑らかな切断を確実にする。

回転式のカッター１１は回転式のカッターに面している駆動シャフトの端を介して駆動シャフト１２に取り付けられる。駆動シャフト１２は駆動モーターに接続される。ここでは、駆動モータは例示していない。このために、回転式のカッター１１の駆動シャフト１２が公知の方法でシャフト１３に接続される。供給装置７は、ノズル板２に対して切断工具５を移動するために使用される。

駆動シャフト１２と回転式のカッター１１との接続は以下の通り設計されている。例えば、ドイツの未審査の特許出願DE103 44 793A1に同様の設計が示されている。回転式のカッター１１は内部の表面が球表面に合っている中央の凹部１４を有する。球状のセグメント１５は、回転式のカッター１１が複数の方向に傾斜可能な動きで球状セグメント１５の周りに調整されるようにこの凹部１４内に収められている。球状のセグメント１５は、ねじ１７の頭部１６用の収容部を有し、これは、駆動シャフト１２の端部にねじ止めされそれによって駆動シャフト１２の端部に対して球状のセグメント１５を引き込み、球状セグメント１５を駆動シャフト１２に取付ける。球状セグメント１５は、球状セグメント１５を駆動シャフト１２の中央部に固定するためのリング状の突起部１８を有している。突起部１８は駆動シャフト１２の端部の対応する突起部に合致する。この、球状セグメント１５の外表面の球形および回転式のカッター１１の内表面１４を介して球状セグメント１５と対応する回転式のカッター１１を取付けるこの手段のため、回転式のカッター１１は回転式カッター１１が図１に示した駆動シャフト１２に対してその垂直位置から、垂直位置に対して少し傾斜した位置まで回転式のカッター１１が移動するよう、駆動シャフト１２に対して傾斜されてもよい。

駆動シャフト１２が回転するとき、それは、回転式のカッター１１に沿って、ノズル板２の表面の上、または、ノズル板２のダイヤモンド被覆８の上を滑らせてナイフ１０を運ぶ。駆動シャフト１２の正確な位置が、例えば、温度に関する変位、または例えばナイフ１０またはノズル板２の関連表面の上の摩耗のためにノズル板２に対してシフトすると、供給装置７は、一方では、回転式のカッター１１に対する軸圧力の結果、ナイフ１０がノズル板２の表面かノズル板２のダイヤモンド被覆８に接触した状態を保持することを確実にし、そして、それによって、ナイフは、回転式のカッター１１が球状セグメント１５上で動くことができるような方法でノズル板２に相対的に駆動シャフト１２のわずかな傾きを補償する。これは、回転式のカッター１１が駆動シャフト１２に対してその中心位置からずれることができないように、ノズル板２の表面によって規定された向きをとるように作動するためである。これによって、トルクを維持しながら、回転式のカッター１１は駆動シャフト１２に対して中央位置に常に位置することを確実にし、ナイフ１０の助けにより、ノズル板２の表面と接触するように保持される。

ダイヤモンド被膜８を有し、ノズル３および、ナイフを含む回転式のカッターを有するノズル板２の領域は、処理室４の内部に収容される。処理室４の中には、入口２２と出口を介して図示のない冷却水が流れ、その結果、ノズル３から排出されたプラスチックは冷却水の作動の下で切断され、それによって、ノズル３から排出されたプラスチックの切断長さは粒状化粒子に素早く固まり、処理室４の内部から洗い流される。処理室４は、図示は無い方法で永久にノズル板２に接続されている。詳細には、処理室４の内部を満たした冷却液に対して加熱されたノズル板２を断熱するシール２３が処理室４とノズル板２との間に挿入される。

図１では例示されないが、必要であれば、回転式のカッター１１に対するナイフ１０の付属品は、一方では、ナイフを支えるファスナが、容易にアクセスしやすいままで残っていて、他方では、これらのファスナが中間的空間の流れを妨げないような方法で改良されてもよい。このために、回転式のカッターは、図１に例示されているものに対して、ドイツの未審査の特許出願DE10 2004 049 862A1に示されているように設計されてもよい。この場合、側壁の支持表面は、回転式のカッターの周辺表面の半径方向の溝、および、半径方向の溝の半径方向の横方向の壁によって形成される。半径方向の溝は半径方向の横方向の壁によって制限され、ナイフの各々は、突起によって半径方向の溝にフックのような方法で挿入される。突起の片側はファスナ要素の当接部を形成し、これは、半径方向の横方向の１つの壁を通過して当接部を押す。個々のナイフのこのフック状の付属品と、半径方向の横方向の壁介した締め付け要素の挿入によって、回転式のカッターの一端から見たとき、ナイフは直接かつ容易にアクセス可能である。それゆえ、ナイフは、ナイフとサポートとの間の中間のスペースから一定の距離はなれて配置され、これらの中間のスペースの内部において、流れを妨げることはできない。また、ナイフをフック状に設計したため、回転式のカッターと関連したそれらの位置に関して高い安全度を提供する。その結果、全体として、本発明に従って備えられた回転式のカッターは特に安定しており、操作時にぶれが生じないデザインである。

図２は、本発明の好ましい実施の形態に従う取替え可能な差し込み８ａに設けられたダイヤモンド被覆を有するノズル板２の模式的な断面図である。差し込み８ａの開口はノズル板２のノズル開口部３と整列している。

図３は、本発明の更なる好ましい実施の形態に従う取替え可能なサポート８ｂに設けられたダイヤモンド被覆を有するノズル板２のさらなる模式的な断面図である。この場合も、サポート８ｂの開口はノズル板２のノズル開口部３と整列している。

図４は、本発明の好ましい実施の形態に従う、ダイヤモンド被覆８を有するノズル板２の模式的な頂部を示す図である。この場合も、ダイヤモンド被覆８の開口はノズル板２のノズル開口３と整列して配置される。

１ プラスチック溶融液、２ ノズル板、３ ノズル開口部、５ 切断工具、８ ダイヤモンド被覆、１０ ナイフ、１１ カッター、１２ 駆動シャフト。

Claims (6)

1. プラスチック溶融液(１)からの粒状化された粒子を生産するための装置であって、
   プラスチック溶融液のストランドを処理室(４)に排出する、少なくとも1個のノズル開口部(３)を有するノズル板(２)を含み、
   供給装置(７)によってノズル板(２)に対して動かされてもよい少なくとも1個の切断刃(６)を有する切断工具(５)を含み、
   ノズル開口（３）に対して相対的に移動可能な少なくとも１つの切断刃（６）によってノズル板（２）のノズル開口（３）から排出されたプラスチックストランドを粒状化された粒子に砕くことが可能であり、
   ノズル板（２）は切断工具（５）に面する少なくともその表面にダイヤモンド被覆(８)を有し、
   ダイヤモンド被膜（８）の平均硬度は切断刃（６）の硬さより硬く、
   ダイヤモンド被膜（８）の平均粗さは切断刃（６）の平均粗さより少なくとも２の要素大きいことを特徴とする、装置。
2. ダイヤモンド被覆(８)の平均した粗さは、切断刃(６)の平均粗さより少なくとも５の要素大きく、好ましくは１０の要素大きいことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. ダイヤモンド被覆(８)の平均した粗さが０．５０μｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. ダイヤモンド被覆(８)が５０μｍ〜１００μｍの範囲の厚みを有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. ダイヤモンド被覆(８)が、ノズル板（２）の内部またはその上に、取替え可能な差し込み（８ａ）またはサポート（８ｂ）として位置していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
6. 切断刃(６)が超硬合金で作られていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。

Images