(57)【要約】      （修正有）【課題】ブレーカープレート部における高分子材料の滞留に起因する異物の混入が少ないブレーカープレートを提供する。【解決手段】押出機のスクリューの先端とストランドダイスとの間に装着され、スクリーンメッシュ嵌合用の凹部と、その凹部の底面に形成された複数の貫通孔とを有するブレーカープレート１であって、上記凹部１１の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔１２の周縁部分とその底面１１ｂの周縁部分との間の最短距離Ｓが、２．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とするブレーカープレート１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機のスクリューの先端とストランドダイスとの間に装着され、スクリーンメッシュ嵌合用の凹部と、その凹部の底面に形成された複数の貫通孔とを有するブレーカープレートであって、上記凹部の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔の周縁部分とその底面の周縁部分との間の最短距離が、２．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とするブレーカープレート。
【請求項２】
上記凹部の底面に形成された貫通孔の内径が、上記スクリューの外径の１／２０〜１／６の範囲内に設定されている請求項１記載のブレーカープレート。
【請求項３】
上記凹部の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔の５０％以上が、その周縁部分とその底面の周縁部分との間の最短距離の平均値の±５０％以内である位置に設定されている請求項１または２記載のブレーカープレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出機のスクリューの先端とストランドダイスとの間に装着されるブレーカープレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴムや樹脂等の高分子材料を押出成形する際に用いる押出機は、図２に示すように、シリンダ３１内に設けられたスクリュー３２の回転により、高分子材料を混練しながら上記シリンダ３１の先端に送り、その先端に設けられたストランドダイス３３から上記高分子材料を押し出すようになっている。また、スクリュー３２の先端とストランドダイス３３との間には、上記高分子材料に混入した異物を取り除くためのスクリーンメッシュＭが設けられており、そのスクリーンメッシュＭは、上記シリンダ３１内に固定されたブレーカープレート２に保持されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記ブレーカープレート２は、一般に、その正面図を図３（ａ）に、そのＢ−Ｂ断面図を図３（ｂ）に示すように、円板状もしくは小判状（図では円板状）の形状であり、その中央部分に、平板状の上記スクリーンメッシュＭ〔図３（ｂ）参照、図３（ａ）では図示せず〕を１枚ないし複数枚嵌合するための凹部２１が形成され、その凹部２１の底面２１ｂに、上記高分子材料の流路となる複数の貫通孔２２が形成されている。また、嵌合された上記スクリーンメッシュＭの脱落防止のため、凹部２１の開口が底面２１ｂよりも狭くなるよう、上記凹部２１の内周壁面２１ａが傾斜している。そして、上記スクリーンメッシュＭを通過した高分子材料は、上記ブレーカープレート２の貫通孔２２を通過するようになっている。なお、図示のものは、２軸押出機用のものであり、そのため、図３（ａ）に示すように、スクリーンメッシュ嵌合用の凹部２１の開口形状が長円になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１５９６７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、上記押出機では、エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物（以下「ＥＶＯＨ」とする）のような極性の高い高分子材料の場合、ストランドダイスから押し出された高分子材料に異物が混入することがあった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、その異物混入の原因を追究すべく、研究を重ねた。その結果、上記スクリーンメッシュＭを通過した高分子材料の一部が、上記ブレーカープレート２のスクリーンメッシュ嵌合用の凹部２１の底面２１ｂの周縁部に、滞留することを突き止めた。そして、その滞留した高分子材料が劣化してゲル状物質となり、それが異物として混入していることがわかった。
【０００７】
ここで、溶融混練された高分子材料は、スクリーンメッシュＭを通過した後、ブレーカープレート２の貫通孔２２を通過する必要があるが、スクリーンメッシュＭの大きさのバラツキによってブレーカープレート２の凹部２１よりも小さいものが用いられ、さらにスクリーンメッシュＭの位置ずれによってスクリーンメッシュＭに覆われない貫通孔２２が生じると、スクリーンメッシュＭを通過しない高分子材料が生じる恐れがある。そのような状況が発生することがないように、その貫通孔２２は、凹部２１の底面２１ｂの周縁部から、若干離れた位置、すなわち中央部によせて設定されるのが一般的である。
【０００８】
また、ブレーカープレート２の貫通孔２２は、溶融混練された高分子材料を通過させる際に、貫通孔２２を支える部分に高い圧力（おおむね５〜１０ＭＰａ）がかかる。特に開口周縁部は応力が集中し、２軸押出機での混練のように定常流でなく圧力が周期変動しやすい運転を行う場合に、金属疲労による破壊の懸念が高くなる。そのため、応力集中による破壊の懸念を緩和するために、その貫通孔２２は、凹部の底面の周縁部から、若干離れた位置、すなわち中央部によせて設定されるのが一般的である。
【０００９】
さらに、上記ブレーカープレート２では、上述したように、通常スクリーンメッシュＭの脱落防止のため、凹部２１の開口が底面２１ｂよりも狭くなるよう、上記凹部２１の内周壁面２１ａが傾斜している。
【００１０】
通常、上記ブレーカープレート２の貫通孔２２は、ドリルにより、スクリーンメッシュ嵌合用の凹部２１の開口面側またはその反対側の面側から穿孔されるが、上述したように、上記凹部２１の内周壁面２１ａが、凹部２１の開口が底面２１ｂよりも狭くなるよう傾斜しているため、上記凹部２１の開口面側からドリルで穿孔する際には、その凹部２１の開口周縁がドリルと接触しないよう、その開口周縁よりも内側の領域に対応する上記凹部２１の底面２１ｂの部分に、上記貫通孔２２を形成することが加工上実施しやすく、上記凹部２１の開口面の反対側の面側からドリルで穿孔する際には、穿孔直後のドリルの先端が上記凹部２１の内周壁面２１ａに接触しないよう、やはり、上記凹部２１の開口周縁よりも内側の領域に対応する上記凹部２１の底面２１ｂの部分に、上記貫通孔２２を形成することが加工上実施しやすい。すなわち、上記いずれの側からの穿孔でも、上記貫通孔２２は、上記凹部２１の開口周縁よりも内側の領域に対応する上記凹部２１の底面２１ｂの部分に形成されるのが一般的である。
【００１１】
これらの理由により、ブレーカープレート２の凹部２１の底面２１ｂの周縁部分に近接して形成された貫通孔２２と底面２１ｂの周縁との間Ｓが広くなり、そこに、高分子材料が滞留していた。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ブレーカープレート部における高分子材料の滞留に起因する異物の混入が少ないブレーカープレートの提供をその目的とする。
【００１３】
なお、このような問題はＥＶＯＨのような極性が高く、金属との発着性が大きく、かつ熱劣化しやすい高分子材料を用いる場合に発生するもので、ポリオレフィン樹脂のような汎用樹脂では起こりにくい。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明のブレーカープレートは、押出機のスクリューの先端とストランドダイスとの間に装着され、スクリーンメッシュ嵌合用の凹部と、その凹部の底面に形成された複数の貫通孔とを有するブレーカープレートであって、上記凹部の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔の周縁部分とその底面の周縁部分との間の最短距離が、２．５ｍｍ以下に設定されているという構成をとる。
【００１５】
本発明者らは、スクリーンメッシュ嵌合用の凹部の底面に形成された貫通孔の形成位置について研究を重ねた。その結果、上記凹部の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔の周縁部分とその底面の周縁部分との間の最短距離を２．５ｍｍ以下に設定すると、上記凹部の底面の周縁部に、その高分子材料が殆ど滞留しなくなることを突き止め、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のブレーカープレートは、上記凹部の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔の周縁部分とその底面の周縁部分との間の最短距離を、２．５ｍｍ以下と狭く設定することにより、上記凹部の底面の周縁部に、高分子材料が殆ど滞留しなくなり、異物のない良質の高分子材料を押し出すことができる。その結果、その高分子材料で作製された成形品の品質も良好なものとすることができる。
【００１７】
特に、上記凹部の底面に形成された貫通孔の内径が、上記スクリューの外径の１／２０〜１／６の範囲内に設定されている場合には、押し出し量に対する流路径が効率的になり、かつ、外周部の貫通孔同士が離れすぎないため、高分子材料の滞留をより防止することができる。
【００１８】
また、上記凹部の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔の５０％以上が、その周縁部分とその底面の周縁部分との間の最短距離の平均値の±５０％以内である位置に設定されている場合には、高分子材料の流速が低下する上記底面の周縁部において、高分子材料の流動を均一にすることができる。そのため、上記底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔と底面の周縁との間を狭くしたことと相俟って、高分子材料の滞留をより一層防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のブレーカープレートの一実施の形態を模式的に示し、（ａ）は、その正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】押出機を模式的に示す説明図である。
【図３】従来のブレーカープレートを模式的に示し、（ａ）は、その正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、本発明のブレーカープレートの一実施の形態を示す正面図であり、図１（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。この実施の形態のブレーカープレート１は、図３（ａ），（ｂ）に示す従来のブレーカープレート２に対し、その底面１１ｂに形成された貫通孔１２のうち、上記凹部１１の底面１１ｂの周縁部分に近接して形成された貫通孔１２は、その底面１１ｂの周縁に沿って配置されており、それら貫通孔１２の周縁部分とその底面１１ｂの周縁部分との間の最短距離Ｓが、２．５ｍｍ以下の範囲内で均一に設定されている。そして、スクリーンメッシュ嵌合用の凹部１１の内周壁面１１ａが、その凹部１１の底面１１ｂに対し、９０°の角度をなして形成されたものとなっている。また、この実施の形態では、全貫通孔１２の内径が同寸法となっており、各貫通孔１２の内径は、厚み方向で一定になっている。なお、図１（ｂ）において、符号Ｍは、スクリーンメッシュである。
【００２２】
この実施の形態のブレーカープレート１は、上記のように、上記凹部１１の底面１１ｂの周縁部分に近接して形成された上記貫通孔１２の周縁部分とその底面１１ｂの周縁部分との間の最短距離Ｓが、２．５ｍｍ以下の範囲内と狭く設定されているため、押出機で高分子材料を押し出す際に、上記凹部１１の底面１１ｂの周縁部に、高分子材料が殆ど滞留しなくなり、異物のない良質の高分子材料を押し出すことができる。その結果、その高分子材料で作製された成形品の品質も良好なものとすることができる。なお、上記高分子材料としては、ＥＶＯＨ系樹脂組成物でも、それ以外の高分子材料でもよい。
【００２３】
上記凹部１１の底面１１ｂの周縁部分に近接して形成された上記貫通孔１２の周縁部分とその底面１１ｂの周縁部分との間の最短距離Ｓは、高分子材料の滞留防止の観点から、好ましくは２．０ｍｍ以下に設定され、より好ましくは１．５ｍｍ以下に設定される。また、かかる最短距離Ｓの下限値は、理想的には０ｍｍであるが、加工のし易さの観点から、０．２ｍｍ以上、さらに０．５ｍｍ以上に設定される。上記凹部１１の底面１１ｂの周縁部分に近接して形成された上記貫通孔１２の周縁部分とその底面１１ｂの周縁部分との間の最短距離Ｓが大きすぎると、高分子材料の滞留部分ができる傾向にある。
【００２４】
さらに、高分子材料の滞留防止の観点から、上記凹部１１の底面１１ｂの周縁部分に近接して形成された上記貫通孔１２の５０％以上が、その周縁部分とその底面１１ｂの周縁部分との間の最短距離Ｓの平均値の±５０％以内である位置に設定されていることが好ましい。より好ましくは、上記凹部１１の底面１１ｂの周縁部分に近接して形成された複数の貫通孔１２のうちの７０％以上が、上記最短距離Ｓの平均値の±３０％の範囲内に位置していることであり、さらに好ましくは、上記凹部１１の底面１１ｂの周縁部分に近接して形成された複数の貫通孔１２のうちの９０％以上が、上記最短距離Ｓの平均値の±１０％の範囲内に位置していることである。
【００２５】
そして、上記凹部１１の内周壁面１１ａと、その凹部１１の底面１１ｂとがなす角度は、７０°〜１００°の範囲内に設定されることが好ましく、より好ましくは、８５°〜９５°の範囲内に設定され、さらに好ましくは、８９°〜９１°の範囲内に設定されることである。上記角度が小さすぎると、高分子材料の滞留部分ができやすくなる傾向にあり、大きすぎると、縮小流動になることで、圧力上昇が発生するおそれがある。
【００２６】
また、隣り合う貫通孔１２と貫通孔１２との間の隙間は、高分子材料の滞留防止の観点から、好ましくは１．５〜８ｍｍの範囲内に設定され、より好ましくは２〜６ｍｍの範囲内に設定される。
【００２７】
ブレーカープレート１の凹部１１の底面１１ｂの面積に対する貫通孔１２の面積率は、通常２０〜５０％であり、好ましくは３０〜５０％、特に好ましくは３０〜４５％の範囲内に設定される。
【００２８】
さらに、上記貫通孔１２の内径は、押出機のスクリューの外径の１／２０〜１／６の範囲内に設定されることが好ましく、より好ましくは１／１５〜１／８の範囲内に設定され、さらに好ましくは１／１０〜１／８の範囲内に設定される。上記貫通孔１２の内径が、大きすぎると、高分子材料の流路での滞留部分が大きくなり過ぎる傾向にあり、小さすぎると、高分子材料の流動時の圧力が高くなり過ぎる傾向にあり、高分子材料の劣化を引き起こすおそれがある。
【００２９】
この実施の形態のブレーカープレート１の作製は、まず、ブレーカープレート１となる基材の中央部に、上記凹部１１を切削等により形成する。ついで、ドリルにより、上記底面１１ｂに複数の上記貫通孔１２を穿孔する。この穿孔は、上記凹部１１の開口側からでもよいし、その反対側の面側からでもよい。このとき、上記凹部１１の内周壁面１１ａとその凹部１１の底面１１ｂとの角度が直角に近いと、上記ドリルを上記内周壁面１１ａぎりぎりまで近づけることができ、上記底面１１ｂの周縁部分に近接して形成された貫通孔１２と底面１１ｂの周縁との間を狭くすることが容易である。
【００３０】
また、ブレーカープレート１の凹部１１の部分と貫通孔１２の部分とを別々に形成し、これらを組み合わせることも可能であり、その方法を用いれば、凹部１１の内周壁面１１ａの角度にかかわらず、自由に貫通孔１２の位置を設定できる。
【００３１】
そして、この実施の形態のブレーカープレート１に取り付けるスクリーンメッシュＭは、上記凹部１１の開口よりも一回り（長さ寸法で０．１〜０．３ｍｍ程度）大きく形成することが好ましく、スクリーンメッシュＭが上記凹部１１に嵌合状態となり、上記凹部１１から脱落しないようにすることができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、凹部１１の底面１１ｂの周縁部分に近接して形成した貫通孔１２の周縁部分とその底面１１ｂの周縁部分との間の最短距離Ｓは均一であることが好ましい。そして、上記底面１１ｂの周縁部分に近接して形成した貫通孔１２以外の内側の貫通孔１２の分布は、図１（ａ）に図示した分布以外でもよい。
【００３３】
また、上記実施の形態では、凹部１１の底面１１ｂに形成した全貫通孔１２の内径を同寸法としたが、内径の異なる貫通孔１２を混在させてもよい。そして、その内径の異なる貫通孔１２の割合（数）や配置等を適正にすることにより、高分子材料の流動調整を行い、高分子材料の滞留制御を行ってもよい。
【００３４】
さらに、上記実施の形態では、凹部１１の底面１１ｂに形成した各貫通孔１２の内径を厚み方向で一定としたが、全貫通孔１２またはその一部の貫通孔１２について、内径を、例えば、厚み方向で徐々に拡径したり縮径したりしてもよい。そして、そのような貫通孔１２の割合（数）や配置等を適正にすることにより、高分子材料の流動調整を行い、高分子材料の滞留制御を行ってもよい。
【００３５】
また、上記実施の形態では、ブレーカープレート１を２軸押出機用のものとしたが、単軸押出機用のものでも、上記実施の形態と同様である。
【００３６】
本発明のブレーカープレート１は、種々の高分子材料を使用する押出機に適用可能であるが、特に極性が高い高分子材料、および熱劣化しやすい高分子材料に対して顕著な効果を得ることができる。かかる高分子材料としては、ナイロン，ＥＶＯＨ，ポリエチレンテレフタレートが挙げられ、特にＥＶＯＨに対して好適に用いられる。
【００３７】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例】
【００３８】
〔実施例〕
図１（ａ），（ｂ）に示すタイプのブレーカープレートを作製した。凹部の底面に形成した貫通孔の数，内径，凹部の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔の周縁部分とその底面の周縁部分との間の最短距離は、下記の表１に示すものとした。なお、凹部の長円の開口寸法を５８ｍｍ（長さ）×３２ｍｍ（幅）とした。
【００３９】
〔比較例〕
図３（ａ），（ｂ）に示すタイプのブレーカープレートを作製した。凹部の底面に形成した貫通孔の数，内径，凹部の底面の周縁部分に近接して形成された貫通孔の周縁部分とその底面の周縁部分との間の最短距離は、下記の表１に示すものとした。なお、凹部の長円の開口寸法は、上記実施例と同様とした。
【００４０】
〔押出試験〕
上記実施例および比較例のブレーカープレートにスクリーンメッシュ（ステンレス金網平織り３枚組み  ５０メッシュ／８０メッシュ／５０メッシュ）を嵌合させ、それを２軸押出機（日本製鋼所社製、ＴＥＸ４４αII、Ｌ／Ｄ＝５２．５）に装着した。
【００４１】
そして、上記２軸押出機を用い、下記のＥＶＯＨ系樹脂組成物を下記の押出条件にて溶融混練して押し出した。
【００４２】
〔ＥＶＯＨ系樹脂組成物〕
ＥＶＯＨ樹脂〔エチレン組成２９ｍｏｌ％，ケン化度９９．７％，ＭＦＲ  ４．５ｇ／１０分（２１０℃，荷重２１．１６８Ｎ）〕を８０重量部、ポリアミド系樹脂組成物〔６ナイロン（融点２２０℃）〕を１０重量部、無機フィラーを１０重量部配合し、ＥＶＯＨ系樹脂組成物を得た。
【００４３】
〔押出条件〕
・押出機のスクリュー：ニーディング部分を２個所含む相似系２本。外径４７．０ｍｍ。
・ストランドダイス：３．８ｍｍ径×１５穴水平配列のテフロン（登録商標）コートを施したストランドダイス（目やにによる異物発生低減用）。
・温度設定：Ｃ２／Ｃ３／Ｃ４／Ｃ５・Ｃ６・Ｃ７・Ｃ８・Ｃ９・Ｃ１０・Ｃ１１・Ｃ１２／Ｃ１３／Ｃ１４／Ｃ１５／ＤＨ＝５０℃／５０℃／７０℃／７０℃／２００℃／２３０℃／２３０℃／２３０℃／２３０℃／２３０℃／２３０℃／２３０℃／２３０℃／２２０℃（ここで、Ｃ２〜Ｃ１５，ＤＨとは、押出機の加熱部を示す。具体的には、Ｃ１〜Ｃ１５は押出機のシリンダ部を示し、ホッパー下がＣ１で冷却のみであり、ホッパーに近い部位からＣ２〜Ｃ１５の順に並べられて、Ｃ１５は、スクリューの先端部である。また、ＤＨは、ダイスヘッド部を示す。）
・スクリュー回転数：７４０ｒｐｍ。
・吐出量：２５０ｋｇ／ｈｒ。
・Ｃ１４：真空ベント装置有り。
・Ｃ６：窒素ガス投入（酸化劣化低減用）。
【００４４】
〔評価〕
上記押出試験によりストランド状に押し出された溶融樹脂を、水槽にて冷却後、カッターで切断し、ペレットを得る工程を、５時間実施した。その後、押出機を停止し、ストランドダイスを開放し、ブレーカープレートへの溶融樹脂の付着状態を目視にて評価した。また、この評価を、上記工程を２０時間実施した後も行った。その結果を、下記の表１に併せて記載した。
【００４５】
【表１】
2013169758.tif 000003
【００４６】
上記表１に示すように、ブレーカープレートに付着した溶融樹脂のゲル状物質が、実施例では存在せず、比較例では存在することがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、押出機において、滞留する高分子材料を少なくすることができるブレーカープレートに利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１１  凹部
１１ａ  内周壁面
１１ｂ  底面
１２  貫通孔
Ｓ  最短距離
【図１】
2013169758.tif 000004
【図２】
2013169758.tif 000005
【図３】
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