(57)【要約】【課題】ブレーカプレートと吐出口との間に溶融プラスチックが滞留するのを防止できる押出造粒装置を提供する。【解決手段】内部に溶融プラスチック材が供給されるシリンダ１１と、前記シリンダの内部を挿通して前記溶融プラスチック材を前方へ押し出すスクリュー１２と、前記シリンダの前面に配置され、材料通過部の外径が前記シリンダの内径より大きく設定されたブレーカプレート１７と、前記ブレーカプレートの前面に配置され、前記材料通過部を通過した溶融プラスチックの吐出口１９が形成された金型１８と、を備えたプラスチック組成物の押出造粒装置１において、前記ブレーカプレートと前記吐出口との間の空間２１の容積Ｖ１を、前記材料通過部の外径が前記シリンダ内径と同等である場合の容積Ｖ０と同等に設定した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に溶融プラスチック材が供給されるシリンダと、
前記シリンダの内部に挿通されて前記溶融プラスチック材を前方へ押し出すスクリューと、
前記シリンダの前面に配置され、材料通過部の外径が前記シリンダの内径より大きく設定されたブレーカプレートと、
前記ブレーカプレートの前面に配置され、前記材料通過部を通過した溶融プラスチックの吐出口が形成された金型と、を備えたプラスチック組成物の押出造粒装置において、
前記ブレーカプレートと前記吐出口との間の空間の容積を、前記材料通過部の外径が前記シリンダ内径と同等である場合の容積と同等に設定したことを特徴とするプラスチック組成物の押出造粒装置。
【請求項２】
前記金型は、その中央部に前記ブレーカプレートに向かって膨出する膨出部と、前記膨出部の基部に開設された複数の吐出口と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック組成物の押出造粒装置。
【請求項３】
前記金型は、鉛直方向下側にのみ複数の吐出口を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック組成物の押出造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック組成物の押出造粒装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンや塩化ビニル等のプラスチック組成物を押出し成形するプラスチック押出機において、スクリューの前面に配置するスクリーンメッシュ及びブレーカプレートの材料通過部の外径を押出機シリンダの内径よりも大きくしたものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４５９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スクリーンメッシュ及びブレーカプレートの材料通過部の外径を押出機シリンダの内径よりも大きくすると、ブレーカプレートと金型の吐出口との間の容積が必然的に大きくなるため、この空間の特に鉛直下方向に溶融プラスチックが滞留し、タルクやゴムなどの添加物が偏在凝集して成形体の物性が低下したり、ストランドの吐出が不安定になったりするといった問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ブレーカプレートと吐出口との間に溶融プラスチックが滞留するのを防止できる押出造粒装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シリンダの前面に配置するブレーカプレートの材料通過部の外径をシリンダ内径より大きくし、かつブレーカプレートと吐出口との間の容積を、材料通過部の外径をシリンダ内径と同等にした場合の容積と同等に設定することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ブレーカプレートと吐出口との間の容積を、材料通過部の外径をシリンダ内径と同等にした場合の容積と同等に設定しているので、シリンダの押し出し量に対応した適切な容積となる。これにより、ブレーカプレートと吐出口との間に溶融プラスチックが滞留するのを防止でき、その結果、タルクやゴムなどの添加物が偏在凝集して、得られたプラスチックの物性が低下したり、ストランドの吐出が不安定になったりするといった不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る押出造粒装置の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る押出造粒装置の要部を示す断面図である。
【図３】ブレーカプレートの材料通過部の外径をシリンダ内径と同等にした比較例に係る押出造粒装置の要部を示す断面図である。
【図４】ブレーカプレートの材料通過部の外径をシリンダ内径より大径にした比較例に係る押出造粒装置の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
《第１実施形態》
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（Ａ）は本発明の一実施の形態に係るプラスチック組成物の押出造粒装置１の要部を示す断面図、図１（Ｂ）はＩＢ−ＩＢ線に沿う矢視図である。本例の押出造粒装置１は、主として、シリンダ１１と、スクリュー１２と、スクリーンメッシュ１６と、ブレーカプレート１７と、金型１８とを備える。そして、材料供給装置から供給される廃材を原材料とする溶融プラスチックを押し出しながら金型によってストランド状に成形し、これを切断装置へ供給してペレット状のプラスチック材とする。
【００１０】
シリンダ１１は、材料供給装置からの溶融プラスチック材が内部に供給される筒状部材であって、図示を省略するが、図１（Ａ）の左側の後端には溶融プラスチック材が供給されるホッパが設けられている。また、図１（Ａ）右端の筒状の先端部１３には、スクリーンメッシュ１６とブレーカプレート１７が取り付けられている。
【００１１】
スクリュー１２は、シリンダ１１の内部に挿通され、図１（Ａ）の左側の後端に設けられたモータなどの駆動部により一方向に回転する。この回転駆動によって溶融プラスチック材は、図１（Ａ）の左側のシリンダ１１から右側のシリンダ先端部１３、スクリーンメッシュ１６及びブレーカプレート１７、さらに金型１８に向かって押し出される。
【００１２】
本例の押出造粒装置１を用いてプラスチック組成物を押し出し成形する場合に、溶融プラスチック材に含まれる塗膜その他の異物をスクリーニングするため、シリンダ先端部１３の前面に、金網等で構成されたスクリーンメッシュ１６と、これを機械的に保持するブレーカプレート１７が設けられている。
【００１３】
本例のシリンダ先端部１３は、シリンダ１１の前面に取り付けられ、内部に溶融プラスチックが通過する空間１５が形成されている。シリンダ先端部１３は、左端においてはシリンダ１１の内径φＡと同じ内径を有するように形成されているが、途中から右端に向かうにしたがって拡径されており、右端の最大内径φＢ（Ａ＜Ｂ）とされている。これにより、スクリーンメッシュ１６の単位面積当りの材料通過量が減少するので、スクリーンメッシュ１６の摩耗量を低減することが可能となる。
【００１４】
また、シリンダ先端部１３の右端には、最大内径φＢより大径（φＢ＋２ｄ）の段差が形成され、この位置にスクリーンメッシュ１６が配置され、さらに当該スクリーンメッシュ１６をシリンダ先端部１３に保持するためのブレーカプレート１７が設けられている。ブレーカプレート１７には、外周部を除く全面の均等な位置に複数の材料通過孔１４が形成されている。これら材料通過孔１４のうちの最外周の材料通過孔１４で区画される領域を材料通過部と称する。つまり、ブレーカプレート１７の材料通過部を介して溶融プラスチックが金型１８へ押し出されることになる。本例におけるブレーカプレート１７の材料通過部の外径は、シリンダ先端部１３の最大内径と同じφＢとされている。
【００１５】
スクリーンメッシュ１６は、ブレーカプレート１７と同芯に配置され、スクリーンメッシュ１６の外径は、ブレーカプレート１７の材料通過部の外径より直径で２ｄ、半径でｄだけ大径のφＢ＋２ｄとされている。すなわち、スクリーンメッシュ１６の外周部の幅ｄの部分は、ブレーカプレート１７によって保持されているものの、ブレーカプレート１７の材料通過部より外側に位置することになる。
【００１６】
スクリーンメッシュ１６の外径をブレーカプレート１７の材料通過部の外径より大きく設定することで、スクリーンメッシュ１６に作用する単位面積当たりの押出圧力が小さくなるので、目開きによる異物の通過を抑制することができる。また、スクリーンメッシュ１６に目詰まりが生じる時間が長くなるので、スクリーンメッシュ１６の交換頻度が長くなり生産性を高めることができると同時にスクリーンメッシュ１６の交換コストを低減することができる。
【００１７】
シリンダ先端部１３の前面（図１（Ａ）の右側）には、ブレーカプレート１７の材料通過部を通過した溶融プラスチックをストランド状に押出成形するための金型１８が設けられている。本例の金型１８の左端には、シリンダ先端部１３の段差と協働してブレーカプレート１７を保持する段差が形成されている。そして、当該段差の終端から空間２１が形成され、空間２１の外周縁は材料通過部の外周縁と同じ位置とされている。また、金型１８の右端には円周上に沿って複数の吐出口１９が形成され、ブレーカプレート１７の材料通過部を通過して空間２１に至った溶融材料は、これら複数の吐出口１９からストランド状に押し出されることになる。
【００１８】
特に本例の金型１８においては、複数の吐出口１９で囲まれる部分に空間２１に向かって膨出する膨出部２０が形成され、これにより空間２１の容積を本来の容積に比べて小さくしている。この点について詳述する。図４は比較例に係る押出造粒装置１を示す要部断面図であり、この比較例においても、シリンダ先端部１３は、左端においてはシリンダ１１の内径φＡと同じ内径を有するように形成されているが、途中から右端に向かうにしたがって拡径されており、右端の最大内径φＢ（Ａ＜Ｂ）とされている。
【００１９】
ただし、シリンダ先端部１３の前面に設けられた金型１８の空間２１は、ブレーカプレート１７の材料通過部の外径を底面とし、中心の吐出口１９を頂点とする円錐形状に形成されている。この空間２１の容積をＶ２、図１に示す本例の空間２１の容積をＶ１とすると、Ｖ１＜Ｖ２とされている。図４の比較例に示すように、スクリーンメッシュ１６及びブレーカプレート１７の材料通過部の外径φＢをシリンダ１１の内径φＡよりも大きくすると、ブレーカプレート１７と金型１８の吐出口１９との空間２１の容積Ｖ２が必然的に大きくなる。このため、この空間２１の特に鉛直下方向に溶融プラスチックが滞留し、タルクやゴムなどの添加物が偏在凝集して成形体の物性が低下したり、ストランドの吐出が不安定になったりするといった問題が生じる。
【００２０】
そこで本例では、ブレーカプレート１７と金型１８の吐出口１９との空間２１の容積が、図４に示す本来的な容積Ｖ２よりも小さい容積Ｖ１となるように膨出部２０を形成している。特に本例の空間２１の容積Ｖ１は、図３に示す押出造粒装置１における空間２１の容積Ｖ０と等しいか近似する値に設定することが望ましい。
【００２１】
図３は、ブレーカプレート１７の材料通過部の外径φＢをシリンダ内径φＡと同等にした比較例に係る押出造粒装置１の要部を示す断面図である。この比較例における空間２１の容積をＶ０とすると、図１に示す本例の押出造粒装置１の空間２１の容積はＶ１＝Ｖ０又はＶ１≒Ｖ０（好ましくは、Ｖ１はＶ０の±１０％以内、より好ましくは±５％以内）とされている。
【００２２】
このように、ブレーカプレート１７と吐出口１９との間の空間２１の容積Ｖ１を、ブレーカプレート１７の材料通過部の外径φＢをシリンダ内径φＡと同等にした場合の容積Ｖ０と同等に設定することで、シリンダ１１の押し出し量に対応した適切な容積となる。これにより、ブレーカプレート１７と吐出口１９との間の空間２１に溶融プラスチックが滞留するのを防止でき、その結果、タルクやゴムなどの添加物が偏在凝集して、得られたプラスチックの物性が低下したり、ストランドの吐出が不安定になったりするといった不具合を防止することができる。
【００２３】
なお、図１（Ａ）において、空間２１の容積Ｖ１を図３に示す空間２１の容積Ｖ０と同等にすればよいので、膨出部２０の体積を調整するほか、金型１８の押出方向の寸法を調整してもよい。
【００２４】
《第２実施形態》
図２は、本発明の他の実施の形態に係る押出造粒装置１の要部を示す断面図であり、上述した第１実施形態に比べて、金型１８の空間２１の構成が相違する。その他の構成は共通するので上述した第１実施形態の記載をここに援用する。
【００２５】
図２に示す本例の金型１８は、図１に示す第１実施形態の膨出部２０に代えて、吐出口１９を鉛直方向下側にのみ形成し、シリンダ１１の中心軸より鉛直方向上側の空間２１ａの容積Ｖ１ａより、シリンダ１１の中心軸より鉛直方向下側の空間２１ｂの容積Ｖ１ｂが大きくなるように空間２１が形成されている。なお、本例においても、空間２１の容積Ｖ１（＝Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂ）は図３に示す押出造粒装置１の空間２１の容積Ｖ０と同等に設定されている。
【００２６】
図２に示すように、金型１８の吐出口１９を鉛直方向下側にのみ形成し、空間２１をＶ１ａ＜Ｖ１ｂとなるように形成すると、重力の影響によって鉛直下側の空間に偏在しようとする溶融プラスチックを、滞留が生じることなく、吐出口１９からストランド状に押出成形することができる。その結果、タルクやゴムなどの添加物が偏在凝集して、得られたプラスチックの物性が低下したり、ストランドの吐出が不安定になったりするといった不具合を防止することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１…押出造粒装置
１１…シリンダ
１２…スクリュー
１３…シリンダ先端部
１４…材料通過孔
１５…空間
１６…スクリーンメッシュ
１７…ブレーカプレート
１８…金型
１９…吐出口
２０…膨出部
２１…空間
２１ａ…鉛直方向上側の空間
２１ｂ…鉛直方向下側の空間
φＡ…シリンダの内径
φＢ…ブレーカプレートの材料通過部の外径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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