(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂押出機のブレーカプレートの下流側における樹脂の滞留を効果的に抑制することのできるブレーカプレート、及びその設計方法を提供する。【解決手段】複数の樹脂通過孔１１は、ブレーカプレート１１の樹脂押出機１の樹脂流路内に露出する面である露出面１２の中心及びその中心を中心とする同心円１４ａ〜１４ｄの円周上に配置され、露出面１２内の領域を、同心円１４ａ〜１４ｄのうちの隣接する２つの同心円の中間及び同心円１４ａと露出面１２の中心の中間に引かれる中間同心円１５ａ〜１５ｄにより、円状領域１２ａとその周りの環状領域１２ｂ〜１２ｅに分割したときに、それらの各々の領域における、樹脂通過孔１１の面積占有率とブレーカプレート１０を樹脂押出機１内に設置して樹脂を押し出したときの樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合が２０％以下である。【選択図】図２
2015123657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂押出機のシリンダ内のスクリュの先端と樹脂流出口との間に設置される、複数の樹脂通過孔を有するブレーカプレートであって、
前記複数の樹脂通過孔は、前記ブレーカプレートの前記樹脂押出機の樹脂流路内に露出する面である露出面の中心及び前記露出面の中心を中心とする複数の同心円の円周上に配置され、
前記露出面内の領域を、前記複数の同心円のうちの隣接する２つの同心円の中間及び前記複数の同心円のうちの最も内側の同心円と前記露出面の中心の中間に引かれる中間同心円により、前記露出面の中心を含む円状領域とその周りの環状領域に分割したときに、前記円状領域と前記環状領域の各々の領域における、前記樹脂通過孔の面積占有率と前記ブレーカプレートを前記樹脂押出機内に設置して樹脂を押し出したときの前記樹脂通過孔の出口での前記樹脂の平均流速との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合が２０％以下である、ブレーカプレート。
【請求項２】
前記複数の樹脂通過孔は、前記露出面に垂直な方向に前記ブレーカプレートを貫通する、
請求項１に記載のブレーカプレート。
【請求項３】
前記複数の樹脂通過孔は、前記複数の同心円の各々の円周上に等間隔で設置される、
請求項１又は２に記載のブレーカプレート。
【請求項４】
樹脂押出機のシリンダ内のスクリュの先端と樹脂流出口との間に設置される、複数の樹脂通過孔を有するブレーカプレートであって、
前記複数の樹脂通過孔は、前記ブレーカプレートの前記樹脂押出機の樹脂流路内に露出する面である露出面の中心及び前記露出面の中心を中心とする複数の同心円の円周上に配置され、
前記露出面内の領域を、前記複数の同心円のうちの隣接する２つの同心円の中間及び前記複数の同心円のうちの最も内側の同心円と前記露出面の中心の中間に引かれる中間同心円により、前記露出面の中心を含む円状領域とその周りの環状領域に分割したときに、前記円状領域と前記環状領域の各々の領域における、前記樹脂通過孔の面積占有率と前記樹脂通過孔の直径の（ｎ＋１）／ｎ乗との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合が２０％以下である、
べき乗則指数が前記ｎの流体である樹脂用のブレーカプレート。
【請求項５】
樹脂押出機のシリンダ内のスクリュの先端と樹脂流出口との間に設置される、複数の樹脂通過孔を有するブレーカプレートの設計方法であって、
前記複数の樹脂通過孔を、前記ブレーカプレートの前記樹脂押出機の樹脂流路内に露出する面である露出面の中心及び前記露出面の中心を中心とする複数の同心円の円周上に配置し、
前記露出面内の領域を、前記複数の同心円のうちの隣接する２つの同心円の中間及び前記複数の同心円のうちの最も内側の同心円と前記露出面の中心の中間に引かれる中間同心円により、前記露出面の中心を含む円状領域とその周りの環状領域に分割したときに、前記円状領域と前記環状領域の各々の領域における、前記樹脂通過孔の面積占有率と前記ブレーカプレートを前記樹脂押出機内に設置して樹脂を押し出したときの前記樹脂通過孔の出口での前記樹脂の平均流速との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合が２０％以下となるように、前記複数の樹脂通過孔の数、大きさ、及び配置を設定する、ブレーカプレートの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーカプレート及びその設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押出機のブレーカプレートの下流部における樹脂の滞留を防ぎ、樹脂の劣化を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の押出機のブレーカプレート下流部における樹脂劣化防止構造は、スクリュを有するシリンダの下流側に設けられたブレーカプレートと、シリンダの下流側に設けられた配管と、配管内に形成されシリンダの内孔と連通するテーパ状流路を有する樹脂案内流路と、を備える。
【０００３】
特許文献１には、この樹脂劣化防止構造において、テーパ状流路における樹脂の壁面せん断速度が５ｓｅｃ−１以上となるようにテーパ状流路のテーパ角度θが設定されていることにより、ブレーカプレートの下流側での樹脂の滞留がなくなり、樹脂劣化による品質の低下を防止することができる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８０４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際に樹脂が滞留する領域はテーパ状流路に入る手前の領域であるため、特許文献１の方法のように、テーパ状流路における樹脂のせん断速度を制御しても、樹脂の滞留を効果的に抑制することは困難である。
【０００６】
したがって、本発明の目的の１つは、樹脂押出機のブレーカプレートの下流側における樹脂の滞留を効果的に抑制することのできるブレーカプレート、及びその設計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】
（１）本発明の一態様によれば、上記目的を達成するため、樹脂押出機のシリンダ内のスクリュの先端と樹脂流出口との間に設置される、複数の樹脂通過孔を有するブレーカプレートであって、前記複数の樹脂通過孔は、前記ブレーカプレートの前記樹脂押出機の樹脂流路内に露出する面である露出面の中心及び前記露出面の中心を中心とする複数の同心円の円周上に配置され、前記露出面内の領域を、前記複数の同心円のうちの隣接する２つの同心円の中間及び前記複数の同心円のうちの最も内側の同心円と前記露出面の中心の中間に引かれる中間同心円により、前記露出面の中心を含む円状領域とその周りの環状領域に分割したときに、前記円状領域と前記環状領域の各々の領域における、前記樹脂通過孔の面積占有率と前記ブレーカプレートを前記樹脂押出機内に設置して樹脂を押し出したときの前記樹脂通過孔の出口での前記樹脂の平均流速との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合が２０％以下である、ブレーカプレートが提供される。
【０００８】
（２）前記複数の樹脂通過孔は、前記露出面に垂直な方向に前記ブレーカプレートを貫通することが好ましい。
【０００９】
（３）前記複数の樹脂通過孔は、前記複数の同心円の各々の円周上に等間隔で設置されてもよい。
【００１０】
（４）また、本発明の他の態様によれば、樹脂押出機のシリンダ内のスクリュの先端と樹脂流出口との間に設置される、複数の樹脂通過孔を有するブレーカプレートであって、
前記複数の樹脂通過孔は、前記ブレーカプレートの前記樹脂押出機の樹脂流路内に露出する面である露出面の中心及び前記露出面の中心を中心とする複数の同心円の円周上に配置され、前記露出面内の領域を、前記複数の同心円のうちの隣接する２つの同心円の中間及び前記複数の同心円のうちの最も内側の同心円と前記露出面の中心の中間に引かれる中間同心円により、前記露出面の中心を含む円状領域とその周りの環状領域に分割したときに、前記円状領域と前記環状領域の各々の領域における、前記樹脂通過孔の面積占有率と前記樹脂通過孔の直径の（ｎ＋１）／ｎ乗との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合が２０％以下である、べき乗則指数が前記ｎの流体である樹脂用のブレーカプレートが提供される。
【００１１】
（５）また、本発明の他の態様によれば、樹脂押出機のシリンダ内のスクリュの先端と樹脂流出口との間に設置される、複数の樹脂通過孔を有するブレーカプレートの設計方法であって、前記複数の樹脂通過孔を、前記ブレーカプレートの前記樹脂押出機の樹脂流路内に露出する面である露出面の中心及び前記露出面の中心を中心とする複数の同心円の円周上に配置し、前記露出面内の領域を、前記複数の同心円のうちの隣接する２つの同心円の中間及び前記複数の同心円のうちの最も内側の同心円と前記露出面の中心の中間に引かれる中間同心円により、前記露出面の中心を含む円状領域とその周りの環状領域に分割したときに、前記円状領域と前記環状領域の各々の領域における、前記樹脂通過孔の面積占有率と前記ブレーカプレートを前記樹脂押出機内に設置して樹脂を押し出したときの前記樹脂通過孔の出口での前記樹脂の平均流速との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合が２０％以下となるように、前記複数の樹脂通過孔の数、大きさ、及び配置を設定する、ブレーカプレートの設計方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂押出機のブレーカプレートの下流側における樹脂の滞留を効果的に抑制することのできるブレーカプレート、及びその設計方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る樹脂押出機のブレーカプレートの周辺の垂直断面図である。図１（ｂ）は、比較例としての、樹脂の流れを安定させる機能が弱いブレーカプレートを有する樹脂押出機の垂直断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係るブレーカプレートの平面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る他のブレーカプレートの平面図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、比較例としてのブレーカプレートの平面図である。
【図５】図５は、本実施例の評価によって得られた、相対ばらつきβと樹脂滞留物の質量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔実施の形態〕
本発明者等は、特定の条件に基づいて、ブレーカプレートの樹脂通過孔の数、大きさ、配置を設定し、ブレーカプレート下流側のブレーカプレート近傍での樹脂の流速バランスを制御することにより、樹脂の滞留を効果的に抑制できることを見出した。
【００１５】
樹脂が滞留する領域はブレーカプレートの近傍であるため、ブレーカプレート下流側のブレーカプレート近傍での樹脂の流速バランスを制御することにより、ブレーカプレート下流側のテーパ状流路における樹脂のせん断速度を制御する等の手段を用いる場合と比較して、樹脂の滞留を効果的に抑制することができる。
【００１６】
図１（ａ）は、実施の形態に係る樹脂押出機１のブレーカプレート１０の周辺の垂直断面図である。
【００１７】
樹脂押出機１は、スクリュ２１が内部に設置されたシリンダ２０と、シリンダ２０に接続された、樹脂流出口２３を有するシリンダ２２と、スクリュ２１の先端と樹脂流出口２３との間に設置された、複数の樹脂通過孔１１を有するブレーカプレート１０を有する。なお、ブレーカプレート１０の設置位置は、スクリュ２１の先端と樹脂流出口２３との間であればよく、図１（ａ）に示される位置に限定されない。例えば、シリンダ２０、２２以外の部材の内部に設置されてもよい。また、樹脂流出口２３は、シリンダ２２以外の部材に設けられてもよい。
【００１８】
ブレーカプレート１０の複数の樹脂通過孔１１は、樹脂流路に平行な方向（図１（ａ）においては水平方向）にブレーカプレート１０を貫通する。このため、図１（ａ）に示されるように、露出面１２が樹脂流路に垂直となるようにブレーカプレート１０が設置される場合は、複数の樹脂通過孔１１は、露出面１２に垂直な方向にブレーカプレート１０を貫通する。
【００１９】
樹脂押出機１において、スクリュ２１がシリンダ２０中の樹脂にせん断をかけて、混練、溶融させる。そして、ブレーカプレート１０がスクリュ２１による回転成分を含む樹脂の流れをスクリュ軸方向に変化させ、安定させる。流れの安定した樹脂は、シリンダ２２の樹脂流出口２３を通って、樹脂を任意の形状に成形するための口金（図示しない）へ送出される。図中の矢印は、ブレーカプレート１０の下流の樹脂の流れを模式的に表すものである。
【００２０】
樹脂は、ブレーカプレート１０の樹脂通過孔１１を通ってブレーカプレート１０の上流側から下流側へ流れる。ブレーカプレート１０の下流側では、樹脂通過孔１１の出口から流出した樹脂は樹脂通過孔１１の径方向に広がるように流れる。したがって、ブレーカプレート１０の下流側での樹脂の流速バランスは、樹脂通過孔１１の数、大きさ、及び配置に依存する。
【００２１】
図１（ａ）に示されるように、ブレーカプレート１０の下流側には、領域ごとの樹脂の流速のばらつきに起因して樹脂が滞留し、ブレーカプレート１０の近傍に樹脂滞留物２４が生じる。樹脂滞留物２４がこの場所に長時間留まることで樹脂の劣化が進み、劣化した樹脂滞留物２４が何らかの原因で下流に流れると、口金を詰まらせたり、成形した樹脂の表面で異物となったりするおそれがある。
【００２２】
しかしながら、樹脂押出機１においては、ブレーカプレート１０の樹脂の流れを安定させる機能が高いため、領域ごとの樹脂の流速のばらつきが小さく、樹脂滞留物２４の量が少ない。
【００２３】
図１（ｂ）は、比較例としての、ブレーカプレート１０の代わりに、ブレーカプレート１０よりも樹脂の流れを安定させる機能が弱いブレーカプレート５０を有する樹脂押出機２の垂直断面図である。
【００２４】
図１（ｂ）に示されるように、樹脂の流れが安定しない場合、外周部での流速が小さくなり、多くの樹脂滞留物２４が生じる。樹脂押出機２のブレーカプレート５０の下流側に滞留する樹脂滞留物２４の量は、樹脂押出機１のブレーカプレート１０の下流側に滞留する樹脂滞留物２４の量よりも多い。
【００２５】
複数の樹脂通過孔１１は、樹脂押出機１の樹脂流路内に露出する面である露出面１２内に形成される。露出面１２の外側の部分１３は、ブレーカプレート１０を樹脂押出機１に固定するための部分であり、樹脂押出機１において樹脂流路の内部に露出しない。ここで、樹脂流路は、図１（ａ）、（ｂ）に示される例では、シリンダ２０、２２の内部である。
【００２６】
複数の樹脂通過孔１１は、露出面１２の中心及びその露出面１２の中心を中心とする複数の同心円の円周上に配置される。そして、露出面１２内の領域を、複数の同心円のうちの隣接する２つの同心円の中間及び複数の同心円のうちの最も内側の同心円と露出面１２の中心との中間に引かれる中間同心円により、露出面１２の中心を含む円状領域とその周りの環状領域に分割したときに、円状領域と環状領域の各々の領域における、樹脂通過孔１１の面積占有率とブレーカプレート１０が樹脂押出機１内に設置されたときの樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合（相対ばらつき）が２０％以下となる。
【００２７】
ここで、円状領域と環状領域の各々の領域における樹脂通過孔１１の面積占有率とは、各々の領域の全面積に対する、その領域に含まれる樹脂通過孔１１の面積の比の値である。
【００２８】
各領域の面積占有率と、その領域に含まれる樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積は、その領域全体の樹脂の平均流速と考えられる。この積の値の相対ばらつき（最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合）が２０％以下であるということは、すなわち、図１（ａ）の矢印が示す流速分布のように、ブレーカプレート１０の下流側の全域に渡って樹脂の流速バランスが取れていることを意味し、流速の遅い領域での樹脂滞留物２４の生成を効果的に抑制することにつながる。
【００２９】
なお、各領域の面積占有率と、その領域に含まれる樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積の値の相対ばらつきが２０％以下であるという上記の条件を満たす限り、樹脂通過孔１１の数、大きさ、及び配置は限定されない。また、当然ながら、露出面１２の中心を中心とする複数の同心円の数や間隔も限定されない。
【００３０】
ところで、樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は、樹脂が、べき乗則指数がｎの流体である場合、樹脂通過孔１１の直径の（ｎ＋１）／ｎ乗に比例する。ここで、べき乗則指数ｎは、べき乗則流体では０＜ｎ＜１であり、ニュートン流体ではｎ＝１である。このため、すべての樹脂通過孔１１において、流路長さ、及びその入口と出口において樹脂が受ける圧力の差が同じであれば、すべての樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は、樹脂通過孔１１の直径の（ｎ＋１）／ｎ乗に、すべての樹脂通過孔１１に共通する所定の定数を乗じた数値で表すことができる。
【００３１】
つまり、「円状領域と環状領域の各々の領域における、樹脂通過孔１１の面積占有率と樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合（相対ばらつき）」は、「円状領域と環状領域の各々の領域における、樹脂通過孔１１の面積占有率と樹脂通過孔１１の直径の（ｎ＋１）／ｎ乗との積のうちの、最大値に対する前記最大値と最小値のとの差の割合（相対ばらつき）」と等しい。
【００３２】
なお、通常、樹脂通過孔１１の入口と出口における圧力の差は、ブレーカプレート１０の面内での圧力の差に比べて十分大きいことから、すべての樹脂通過孔１１の入口と出口における圧力の差はほぼ等しいとみなせる。
【００３３】
以下に、ブレーカプレート１０の一例であるブレーカプレート１０ａ、１０ｂを用いて、ブレーカプレート１０の構成を具体的に説明する。また、ブレーカプレート５０の一例であるブレーカプレート５０ａを用いて、比較例としてのブレーカプレート５０の構成を具体的に説明する。
【００３４】
図２（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係るブレーカプレート１０ａの平面図である。
【００３５】
ブレーカプレート１０ａは、図２（ａ）に示されるように、上記の複数の同心円として、露出面１２の中心を中心とする同心円１４ａ〜１４ｄを有する。また、ブレーカプレート１０ａは、図２（ｂ）に示されるように、上記の中間同心円として、同心円１４ａ〜１４ｄのうちの隣接する２つの同心円の中間及び複数の同心円１４ａ〜１４ｄのうちの最も内側の同心円１４ａと露出面１２の中心との中間に引かれる中間同心円１５ａ〜１５ｄを有する。また、図２（ｂ）に示されるように、上記の円状領域と環状領域として、中間同心円１５ａ〜１５ｄにより分割される円状領域１２ａとその周りの環状領域１２ｂ〜１２ｅを有する。
【００３６】
ここで、露出面１２の外縁（部分１３との境界）の直径をＤとすると、同心円１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの半径は、それぞれＤ／８、２Ｄ／８、３Ｄ／８、３．７５Ｄ／８である。そのため、中間同心円１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの半径は、それぞれＤ／１６、３Ｄ／１６、５Ｄ／１６、６．７５Ｄ／１６である。
【００３７】
また、露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃ、同心円１４ｄの円周上の樹脂通過孔１１の数は、１個、８個、１６個、２１個、１８個である。すなわち、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の数は、それぞれ１個、８個、１６個、２１個、１８個である。
【００３８】
すべての樹脂通過孔１１は、同一の直径及び流路長さを有する円形の孔である。ここで、樹脂通過孔１１の直径をｄとする。また、樹脂通過孔１１は、同心円１４ａ〜１４ｄの各々の円周上に等間隔（中心から見ると等角度間隔）で配置されている。
【００３９】
円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率をそれぞれα１、α２、α３、α４、α５とすれば、α１、α２、α３、α４、α５は、それぞれ６４（ｄ／Ｄ）２、６４（ｄ／Ｄ）２、６４（ｄ／Ｄ）２、６５．４（ｄ／Ｄ）２、６２．５（ｄ／Ｄ）２である。
【００４０】
ブレーカプレート１０ａにおいては、すべての樹脂通過孔１１の直径及び流路長さが同一であるため、すべての樹脂通過孔１１において、その入口と出口において受ける圧力の差と通過する樹脂の粘度が等しいと近似すれば、すべての樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は等しいとみなすことができる。
【００４１】
このすべての樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速をｖとすると、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率α１、α２、α３、α４、α５と樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速ｖとの積のうちの最大値は６５．４ｖ（ｄ／Ｄ）２であり、最小値は６２．５ｖ（ｄ／Ｄ）２である。
【００４２】
そのため、この最大値に対する最大値と最小値のとの差の割合、すなわち相対ばらつきをβとすると、βは、百分率で表すと、４．４％となる。
【００４３】
図３（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係るブレーカプレート１０ｂの平面図である。ブレーカプレート１０ｂは、ブレーカプレート１０ａと、樹脂通過孔１１の数、大きさ、配置において異なる。
【００４４】
ブレーカプレート１０ｂの露出面１２の外縁の直径をＤとすると、同心円１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの半径は、それぞれＤ／１０、２Ｄ／１０、３Ｄ／１０、４Ｄ／１０である。そのため、中間同心円１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの半径は、それぞれＤ／２０、３Ｄ／２０、５Ｄ／２０、７Ｄ／２０である。
【００４５】
また、露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃ、同心円１４ｄの円周上の樹脂通過孔１１の数は、１個、８個、１６個、２４個、３２個である。すなわち、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の数は、それぞれ１個、８個、１６個、２４個、３２個である。
【００４６】
すべての樹脂通過孔１１は、同一の流路長さを有する円形の孔である。しかし、同心円１４ｄの円周上の樹脂通過孔１１の直径は、露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃの円周上の樹脂通過孔１１の直径よりも１０．５％大きい。ここで、露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃの円周上の樹脂通過孔１１の直径をｄとすると、同心円１４ｄの円周上の樹脂通過孔１１の直径は１．１０５ｄである。また、樹脂通過孔１１は、同心円１４ａ〜１４ｄの各々の円周上に等間隔（中心から見ると等角度間隔）で配置されている。
【００４７】
円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率をそれぞれα１、α２、α３、α４、α５とすれば、α１、α２、α３、α４、α５は、それぞれ１００（ｄ／Ｄ）２、１００（ｄ／Ｄ）２、１００（ｄ／Ｄ）２、１００（ｄ／Ｄ）２、７６．６１（ｄ／Ｄ）２である。
【００４８】
上述のように、樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は、樹脂が、べき乗則指数がｎの流体である場合、樹脂通過孔１１の直径の（ｎ＋１）／ｎ乗に比例する。ブレーカプレート１０ｂにおいては、同心円１４ｄの円周上の樹脂通過孔１１の直径が、露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃの円周上の樹脂通過孔１１の直径の１．１０５倍である。このため、すべての樹脂通過孔１１において、その入口と出口において受ける圧力の差が等しいと近似すれば、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに含まれる樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速をｖ０としたときの、環状領域１２ｅに含まれる樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は１．１０５（ｎ＋１）／ｎｖ０と表される。
【００４９】
例えば、ｎ＝０．６のべき乗則流体である樹脂を用いる場合は、環状領域１２ｅに含まれる樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は１．３０５ｖ０となる。この場合、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率α１、α２、α３、α４、α５と各領域における樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積のうちの最大値は１００ｖ０（ｄ／Ｄ）２であり、最小値は９９．９８ｖ０（ｄ／Ｄ）２である。
【００５０】
そのため、この最大値に対する最大値と最小値のとの差の割合、すなわち相対ばらつきβは、百分率で表すと、０．０２％となる。
【００５１】
図４（ａ）、（ｂ）は、比較例としてのブレーカプレート５０ａの平面図である。ブレーカプレート５０ａは、ブレーカプレート１０ａ、１０ｂと、樹脂通過孔１１の数、大きさ、配置において異なる。
【００５２】
ブレーカプレート５０ａの露出面１２の外縁の直径をＤとすると、同心円１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの半径は、それぞれ９Ｄ／８０、１８Ｄ／８０、２７Ｄ／８０、３６Ｄ／８０である。そのため、中間同心円１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの半径は、それぞれ９Ｄ／１６０、２７Ｄ／１６０、４５Ｄ／１６０、６３Ｄ／１６０である。
【００５３】
また、露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃ、同心円１４ｄの円周上の樹脂通過孔１１の数は、１個、６個、１２個、２０個、２４個である。すなわち、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の数は、それぞれ１個、６個、１２個、２０個、２４個である。
【００５４】
すべての樹脂通過孔１１は、同一の直径及び流路長さを有する円形の孔である。ここで、樹脂通過孔１１の直径をｄとする。また、樹脂通過孔１１は、同心円１４ａ〜１４ｄの各々の円周上に等間隔（中心から見ると等角度間隔）で配置されている。
【００５５】
円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率をそれぞれα１、α２、α３、α４、α５とすれば、α１、α２、α３、α４、α５は、それぞれ（８０ｄ／９Ｄ）２、０．７５・（８０ｄ／９Ｄ）２、０．７５・（８０ｄ／９Ｄ）２、０．８３・（８０ｄ／９Ｄ）２、０．８０・（８０ｄ／９Ｄ）２である。
【００５６】
ブレーカプレート５０ａにおいては、すべての樹脂通過孔１１の直径及び流路長さが同一であるため、すべての樹脂通過孔１１において、その入口と出口において受ける圧力の差と通過する樹脂の粘度が等しいと近似すれば、すべての樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は等しいとみなすことができる。
【００５７】
このすべての樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速をｖとすると、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率α１、α２、α３、α４、α５と樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速ｖとの積のうちの最大値は（８０ｄ／９Ｄ）２であり、最小値は０．７５・（８０ｄ／９Ｄ）２である。
【００５８】
そのため、この最大値に対する最大値と最小値のとの差の割合、すなわち相対ばらつきβは、百分率で表すと、２５％となる。
【００５９】
（実施の形態の効果）
実施の形態に係るブレーカプレート１０は、相対ばらつきβが２０％以下であるため、樹脂押出機１内に設置して樹脂を押し出したときに、ブレーカプレート１０の下流側の全域に渡って樹脂の流速バランスが取れ、樹脂滞留物２４の生成を効果的に抑制することができる。
【実施例】
【００６０】
本実施例において、ブレーカプレートの構造と、ブレーカプレートを樹脂押出機１内に設置し、樹脂を押し出したときの樹脂滞留物２４の発生量との関係の評価結果を述べる。
【００６１】
（ブレーカプレートの構造）
まず、本実施例に係る評価に用いたブレーカプレートの構造について述べる。なお、いずれのブレーカプレートも、シリンダ２０の内径が４０ｍｍの樹脂押出機１内に設置して樹脂滞留物２４の発生量を調べたため、露出面１２の外縁の直径Ｄは４０ｍｍである。
【００６２】
〔実施例１〕
実施例１のブレーカプレートとして、実施の形態に係るブレーカプレート１０ａを用いた。ここで、樹脂通過孔１１の直径ｄ、流路長さをそれぞれ２．５ｍｍ、１０ｍｍとした。このため、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率α１、α２、α３、α４、α５は、それぞれ０．２５０、０．２５０、０．２５０、０．２５５、０．２４４である。
【００６３】
すべての樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速をｖとすると、α１、α２、α３、α４、α５と円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの各領域における樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積のうちの最大値は０．２５５ｖ、最小値は０．２４４ｖである。そのため、この最大値に対する最大値と最小値のとの差の割合、すなわち相対ばらつきβは、百分率で表すと、４．３％となる。
【００６４】
〔実施例２〕
実施例２のブレーカプレートとして、実施の形態に係るブレーカプレート１０ｂを用いた。ただし、露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃの円周上の樹脂通過孔１１の直径と同心円１４ｄ上の樹脂通過孔１１の直径の比を実施の形態に係るブレーカプレート１０ｂから変更した。
【００６５】
露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃの円周上の樹脂通過孔１１の直径を２．５ｍｍ、同心円１４ｄ上の樹脂通過孔１１の直径を２．８ｍｍ、流路長さを１０ｍｍとした。このため、同心円１４ｄ上の樹脂通過孔１１の直径は、露出面１２の中心、同心円１４ａ、同心円１４ｂ、同心円１４ｃの円周上の樹脂通過孔１１の直径の１．１２０倍であり、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率α１、α２、α３、α４、α５は、それぞれ０．３９１、０．３９１、０．３９１、０．３９１、０．３０７である。
【００６６】
円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに含まれる樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速をｖ０とすると、環状領域１２ｅに含まれる樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は１．１２０（ｎ＋１）／ｎｖ０である。また、本実施例ではｎ＝０．６のべき乗則流体である樹脂を用いて樹脂滞留物２４の発生量を調べたため、環状領域１２ｅに含まれる樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速は１．３５ｖ０である。
【００６７】
このため、α１、α２、α３、α４、α５と円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの各領域における樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積のうちの最大値は０．４１４ｖ０、最小値は０．３９１ｖ０である。そのため、この最大値に対する最大値と最小値のとの差の割合、すなわち相対ばらつきβは、百分率で表すと、５．６％となる。
【００６８】
〔比較例〕
比較例のブレーカプレートとして、前述のブレーカプレート５０ａを用いた。ここで、樹脂通過孔１１の直径ｄ、流路長さをそれぞれ３．２ｍｍ、１０ｍｍとした。このため、円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおける樹脂通過孔１１の面積占有率α１、α２、α３、α４、α５は、それぞれ０．５０６、０．３７９、０．３７９、０．４２１、０．４０４である。
【００６９】
すべての樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速をｖとすると、α１、α２、α３、α４、α５と円状領域１２ａ、環状領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの各領域における樹脂通過孔１１の出口での樹脂の平均流速との積のうちの最大値は０．５０６ｖ、最小値は０．３７９ｖである。そのため、この最大値に対する、最大値と最小値のとの差の割合、すなわち相対ばらつきβは、百分率で表すと、２５％となる。
【００７０】
（樹脂滞留物の発生量）
次に、上述の実施例１、２及び比較例に係るブレーカプレートを樹脂押出機１内に設置し、樹脂を押し出したときの樹脂滞留物２４の発生量について述べる。
【００７１】
具体的には、黒色に着色されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を１時間、所定の温度、スクリュ回転数で１時間押し出した。そして、ＰＰＳ樹脂を押し出した後に、高密度ポリエチレンに置換するために３０分間押し出した。その後、ブレーカプレートを取り外し、その下流側のシリンダ２２の内壁に付着している黒色のＰＰＳ樹脂の部分（樹脂滞留物２４）のみ取出し、その質量を測定した。
【００７２】
〔実施例１〕
ブレーカプレート１０ａを用いて上記の実験を行い、樹脂滞留物２４の質量を測定したところ、０．１２ｇであった。
【００７３】
〔実施例２〕
ブレーカプレート１０ｂを用いて上記の実験を行い、樹脂滞留物２４の質量を測定したところ、０．２１ｇであった。
【００７４】
〔比較例１〕
ブレーカプレート５０ａを用いて上記の実験を行い、樹脂滞留物２４の質量を測定したところ、０．５３ｇであった。
【００７５】
さらに、追加実験として、相対ばらつきβが２０％であるブレーカプレートと、相対ばらつきβが３０％であるブレーカプレートを用いて同様の実験を行ったところ、樹脂滞留物２４の質量は、それぞれ０．２４ｇ、０．６５ｇであった。
【００７６】
図５は、本実施例における評価によって得られた、相対ばらつきβと樹脂滞留物２４の発生量との関係を示すグラフである。図５の横軸は相対ばらつきβ（％）を示し、縦軸は発生した樹脂滞留物２４の質量（ｇ）を示す。
【００７７】
図５は、相対ばらつきβが２０％を超えると、樹脂滞留物２４の発生量が急激に増えることを示している。このため、相対ばらつきβが２０％以下となるように、ブレーカプレート１０の樹脂通過孔１１の数、大きさ、及び配置が設定される。
【００７８】
なお、本実施例においては、樹脂押出機１で押し出す樹脂として、エンプラ（エンジニアリングプラスチック）の一つであるＰＰＳを用いたが、ポリエチレンなどの汎用樹脂や、ポリアミドなどの他のエンプラ材料、スチレン・ブタジエンゴムのようなゴム系材料を用いる場合であっても、同様の結果（相対ばらつきβと樹脂滞留物２４の発生量との関係）が得られる。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００８０】
また、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００８１】
１                 樹脂押出機
１０、１０ａ、１０ｂ      ブレーカプレート
１１               樹脂通過孔
１２               露出面
１２ａ                    円状領域
１２ｂ〜１２ｅ            環状領域
１４ａ〜１４ｄ            同心円
１５ａ〜１５ｄ            中間同心円
２０、２２         シリンダ
２１               スクリュ
２３               樹脂流出口
２４               樹脂滞留物
【図１】
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【図２】
2015123657.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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