JP4356438B2 - ブレーカープレート - Google Patents

Description

本発明は、押出成形装置に設けられるブレーカープレートに関するものである。

一般的に、ゴム、樹脂等の高分子材料を押出成形するにあたり、円筒状のシリンダ内で可塑化された高分子材料を、シリンダの先端部に装備された成形口金から押し出す押出成形装置が用いられる。シリンダの内部には、高分子材料を混練して可塑化するとともに、成形口金へと連続的に送るためのスクリューが設けられている。また、スクリューと成形口金の間には、複数の孔を有するブレーカープレートが設けられている。高分子材料はブレーカープレートの孔を通過することで、スクリューの回転に起因する旋回流が層流に変化させられるとともに、背圧がかけられるようになっている。さらに、ブレーカープレートには、高分子材料に混入した異物（凝集材を含む）等を取り除くためのメッシュが装着されている。

一般に、ブレーカープレートとしては、単に平板に孔を形成したものが採用されているが、この場合、孔と孔との間は高分子材料の押出方向と直交する面となっているため、当該直交面において高分子材料の滞留が起こりやすい。そこで、ブレーカープレートのスクリュー側の面のうち、孔と孔との間をテーパ状に形成する等して、直交面の面積をできるだけ少なくして高分子材料の滞留を低減させるといった技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−３１５９６７号公報

ところで、上記メッシュは、ブレーカープレートのスクリュー側の面に当接するようにして装着されることとなる。しかし、上記技術では、メッシュはブレーカープレートの尖った部分で支持されることとなる。また、メッシュはブレーカープレートの外周部分において固定されているのみである。そのため、高分子材料の押圧力によってメッシュが破損してしまったり、よじれてしまったりするといった不具合を招くおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダ内における高分子材料の滞留を低減させるとともに、メッシュに関する不具合を防止することのできるブレーカープレートを提供することにある。

以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。

手段１．押出成形装置のスクリューと成形口金との間の可塑化材料移送経路途中に挿入され、メッシュを装着してなるブレーカープレートであって、
複数の同心円上にそれぞれ孔が形成された上流側板状体と、可塑化材料の押出方向において前記上流側板状体よりも下流側に位置し、前記上流側板状体の孔とそれぞれ対応する孔が形成された下流側板状体とから構成され、
少なくとも前記上流側板状体の上流側の面には、前記複数の同心円に沿ってそれぞれ溝が形成されるとともに、隣接する溝と溝とは端部が互いに当接するように連続的に形成され、
前記上流側板状体の下流側の面及び前記下流側板状体の上流側の面は略平坦状に構成され、
前記メッシュが前記上流側板状体と下流側板状体とで挟持されるようにして取着固定され、
さらに前記複数の同心円のうち中心部と外周部に位置する同心円上に設けられた前記溝は、それ以外の前記同心円上に設けられた前記溝よりも深く形成されていることを特徴とするブレーカープレート。

手段１によれば、少なくとも上流側板状体の上流側の面に溝が設けられている。そのため、かかる溝の設けられた面において、可塑化材料の押出方向と直交する部分の面積を減少させるよう構成することができる。その場合、可塑化材料の滞留が発生するのを抑制することができる。

また、メッシュが上流側板状体の下流側の面と前記下流側板状体の上流側の面とで挟持されている。メッシュを挟持する面は略平坦状に構成されているため、メッシュの全域にわたってほぼ均等の保持力が働くこととなる。従って、メッシュを確実に保持することができ、材料の押圧力によってメッシュが破れてしまったり、よじれてしまったりといったおそれを防止することができる。結果として、移送経路途中における可塑化材料の滞留の低減を図りつつ、メッシュに関する各種不具合を防止することができる。

さらに、メッシュを両板状体で挟みつけて固定する構成を採用しているため、例えばメッシュの外周縁部を均等に抑えるけるためのリング等を装着する必要がなく、メッシュの取着作業を比較的容易に行うことができる。

また、可塑化材料は各孔を通過するに際して対応する孔から抵抗力を受けることとなる。そこで、速い速度で流れる可塑化材料の通過する孔を長く構成し、遅い速度で流れる可塑化材料の通過する孔を短く構成した場合、各孔から流出する可塑化材料の速度、及び通過時間の均一化を図ることができる。結果として、押し出される可塑化材料の部分部分でのばらつきを低減させることができ、押出成形物の品質向上を図ることができる。

また、一般に、ブレーカープレートの中心部及び外周部の孔を通過する可塑化材料の速度は、その他の部分の孔を通過する可塑化材料の速度よりも遅くなる傾向にある。そして、移送経路における可塑化材料の滞留時間が長くなると品質上の問題が発生するおそれがある。この点、手段１では、ブレーカープレートの中心部及び外周部に位置する孔の長さがその他の孔の長さよりも短く構成されている。そのため、中心部及び外周部に位置する孔を通過する可塑化材料は、その他の孔を通過する可塑化材料よりも、孔の通過に際して受ける抵抗力が少なくなる。従って、各孔から流出する材料の速度をより均一にすることができるとともに、ブレーカープレートの通過時間を均一にし、移送経路における可塑化材料の滞留時間を均一化させることができる。結果として、押出形成物の一層の品質向上を図ることができる。
なお、「同心円」とあるのは、各板状体の中心も含むものである。

手段２．押出成形装置のスクリューと成形口金との間の可塑化材料移送経路途中に挿入され、メッシュを装着してなるブレーカープレートであって、
複数の同心円上にそれぞれ孔が形成された上流側板状体と、可塑化材料の押出方向において前記上流側板状体よりも下流側に位置し、前記上流側板状体の孔とそれぞれ対応する孔が形成された下流側板状体とから構成され、
前記上流側板状体の上流側の面及び前記下流側板状体の下流側の面には、前記複数の同心円に沿ってそれぞれ溝が形成されるとともに、隣接する溝と溝とは端部が互いに当接するように連続的に形成され、
前記上流側板状体の下流側の面及び前記下流側板状体の上流側の面は略平坦状に構成され、
前記メッシュが前記上流側板状体と下流側板状体とで挟持されるようにして取着固定され、
さらに前記複数の同心円のうち中心部と外周部に位置する同心円上に設けられた前記溝は、それ以外の前記同心円上に設けられた前記溝よりも深く形成されていることを特徴とするブレーカープレート。

手段２によれば、基本的には上記手段１と同様の効果が奏される。また、本手段では、上流側板状体の上流側の面のみならず下流側板状体の下流側の面にも溝が設けられているため、ブレーカープレートの下流側においても可塑化材料の滞留が発生するのをより確実に低減させることができる。

手段３．前記溝は、断面テーパ状に形成されていることを特徴とする手段１又は２に記載のブレーカープレート。

ブレーカープレートにおいて材料の押出方向と直交する部分は、可塑化材料の滞留が起こりやすい。そこで、手段３では、溝をテーパ状に構成した。従って、かかる押出方向と直交する部分の面積をより狭くすることができ、可塑化材料の滞留が発生するのを抑制することができる。なお、「テーパ状」とは、「断面略凹円弧状」、「断面略Ｖ字状」を含むものである。また、隣接する溝と溝との間を尖形とすることで、上記効果を一層確実なものとすることができることができる。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、ブレーカープレートの正面図であり、図２は、図１のＪ−Ｊ線断面図である。かかるブレーカープレートは、押出成形装置の円筒状のシリンダ内に設けられたスクリューと、シリンダの先端部に装備された成形口金との間の移送経路途中に設けられている。なお、図２の矢印は、図示しないシリンダ内においての押出成形物の材料である可塑化されたゴム材料の押し出される方向を示すものである。

図１、図２に示すように、ブレーカープレート１は、上流側板状体２と下流側板状体３との二枚の金属製円板から構成されている。かかる上流側板状体２の押出方向上流側端面４及び下流側板状体３の押出方向下流側端面５には、複数の同心円にそれぞれ沿うようにして断面略凹円弧状の溝６，７が環状に形成されている。隣接する溝６（７）と溝６（７）とは端部が互いに当接するようにして連続的に形成されている。各板部２，３に形成された複数の溝６，７のうち、それぞれ中心部と外周部とに形成された溝６ａ，７ａは、それ以外（中心部と外周部との間）の溝６ｂ，７ｂよりも深く形成されている。本実施の形態では、同心円の中心を含めて内側から、１，２周目及び６周目（最外周）が中心部及び外周部に相当し、これらに対応して深い溝６ａ，７ａが形成されており、３〜５周目がそれ以外の溝に相当し、これらに対応して浅い溝６ｂ，７ｂが形成されている。一方、上流側板状体２の下流側端面、及び下流側板状体３の上流側端面は略平坦状になっている。

また、上流側板状体２及び下流側板状体３には、前記複数の同心円にそれぞれ対応した複数の孔部８，９が形成されている。具体的に説明すると、各孔部８，９はいずれも溝６，７の幅員と略同径となっており、対応する溝６，７内に収まるようにして形成されている。また、両板部２，３にそれぞれ設けられた孔部８，９は互いに対応するよう形成されており、上流側板状体２と下流側板状体３との取着状態においては、双方の孔部８，９が連通し、貫通孔１０が形成されるようになっている。

以上のように構成されたブレーカープレート１は、図３に示すように、上流側板状体２と下流側板状体３とが、メッシュ１１を挟持するようにしてねじ止めされる。そして、上流側板状体２側がゴム材料の押出方向の上流側（図示しないスクリュー側）となるように配設される。

このように、本実施の形態では、上流側板状体２の上流側端面４及び下流側板状体３の下流側端面５にそれぞれ溝６，７が設けられている。さらに、当該溝６，７は、断面略円弧状に構成されている。そのため、各溝６，７の設けられた上流側端面４及び下流側端面５において、ゴム材料の押出方向と直交する部分の面積を少なくすることができ、ブレーカープレート１の上流側と下流側とにおいてゴム材料の滞留が発生するのをより確実に抑制することができる。

また、メッシュ１１は上流側板状体２の下流側端面と下流側板状体３の上流側端面とで挟持される。つまり、メッシュ１１を挟持する面は略平坦状に構成されているため、メッシュ１１の全域にわたってほぼ均等の保持力が働くこととなる。従って、メッシュ１１を確実に保持することができ、ゴム材料の押圧力によってメッシュ１１が破れてしまったり、よじれてしまったりといったおそれを防止することができる。結果として、移送経路途中（図示しないシリンダ内）におけるゴム材料の滞留の低減を図りつつ、メッシュ１１に関する各種不具合を防止することができる。

さらに、メッシュ１１を両板部２，３で挟みつけて固定する構成を採用しているため、例えばメッシュ１１の外周縁部を均等に抑えるけるためのリング等を装着する必要がなく、メッシュ１１の取着作業を比較的容易に行うことができる。

一般に、ブレーカープレート１の中心部及び外周部の貫通孔１０（孔８，９）を通過するゴム材料の速度は、その他の部分の貫通孔１０を通過するゴム材料の速度よりも遅くなる傾向にある。また、一般に、移送経路（シリンダ）は加熱されており、移送経路における滞留時間が長くなると品質上の問題が発生するおそれがある。この点、本実施の形態では、上流側板状体２及び下流側板状体３の各中心部及び外周部に対応して形成された溝６ａ，７ａは、それ以外の溝６ｂ，７ｂよりも深く形成されている。つまり、ブレーカープレート１の中心部及び外周部に位置する挿通孔１０の長さがその他の挿通孔１０の長さよりも短く構成されている。そのため、中心部及び外周部に位置する挿通孔１０を通過するゴム材料は、その他の貫通孔１０を通過するゴム材料よりも、貫通孔１０の通過に際して受ける抵抗力が少なくなる。従って、各貫通孔１０から流出するゴム材料の速度をより均一にすることができるとともに、樹脂材料がブレーカープレート１（各貫通孔１０）を通過するのに要する時間を均一にし、移送経路におけるゴム材料の滞留時間を均一化させることができる。結果として、押出形成物の一層の品質向上を図ることができる。

また、隣接する溝６（７）と溝６（７）とは、端部が互いに当接するようにして連続的に形成されている。つまり、隣接する溝６（７）と溝６（７）との間が尖形となる。このことで、ゴム材料の押出方向に直交する部分の面積がより減少することとなり、上記効果が一層確実なものとなる。

加えて、図示しないシリンダは断面略円筒状（移送経路は断面円形）に構成されており、孔６，７は複数の同心円上に沿って設けられている。従って、移送経路の全域においてほぼ均等に孔６，７を配置することができる。そのため、ゴム材料がブレーカープレート１の孔６，７のない部分に滞留してしまうといったおそれを抑制することができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、溝６，７が上流側板状体２の上流側端面４及び下流側板状体３の下流側端面５に設けられているが、上流側板状体２の上流側端面４にのみ溝が設けられるよう構成してもよい。

（ｂ）上記実施の形態では、溝６，７の形状が断面略凹円弧状に構成されているが、特にかかる構成に限定されるものではなく、例えば「断面略Ｖ字状」等の斜面になっているものとしてもよい。

ブレーカープレートの構成を示す正面図である。 ブレーカープレートの構成を示す縦断面図である。 分解状態にあるブレーカープレートの構成を示す説明図である。

符号の説明

１…ブレーカープレート、２…上流側板状体、３…下流側板状体、４…上流側端面、５…下流側端面、６，７…溝、８，９…孔、１０…貫通孔、１１…メッシュ。

Claims (3)

1. 押出成形装置のスクリューと成形口金との間の可塑化材料移送経路途中に挿入され、メッシュを装着してなるブレーカープレートであって、
   複数の同心円上にそれぞれ孔が形成された上流側板状体と、可塑化材料の押出方向において前記上流側板状体よりも下流側に位置し、前記上流側板状体の孔とそれぞれ対応する孔が形成された下流側板状体とから構成され、
   少なくとも前記上流側板状体の上流側の面には、前記複数の同心円に沿ってそれぞれ溝が形成されるとともに、隣接する溝と溝とは端部が互いに当接するように連続的に形成され、
   前記上流側板状体の下流側の面及び前記下流側板状体の上流側の面は略平坦状に構成され、
   前記メッシュが前記上流側板状体と下流側板状体とで挟持されるようにして取着固定され、
   さらに前記複数の同心円のうち中心部と外周部に位置する同心円上に設けられた前記溝は、それ以外の前記同心円上に設けられた前記溝よりも深く形成されていることを特徴とするブレーカープレート。
2. 押出成形装置のスクリューと成形口金との間の可塑化材料移送経路途中に挿入され、メッシュを装着してなるブレーカープレートであって、
   複数の同心円上にそれぞれ孔が形成された上流側板状体と、可塑化材料の押出方向において前記上流側板状体よりも下流側に位置し、前記上流側板状体の孔とそれぞれ対応する孔が形成された下流側板状体とから構成され、
   前記上流側板状体の上流側の面及び前記下流側板状体の下流側の面には、前記複数の同心円に沿ってそれぞれ溝が形成されるとともに、隣接する溝と溝とは端部が互いに当接するように連続的に形成され、
   前記上流側板状体の下流側の面及び前記下流側板状体の上流側の面は略平坦状に構成され、
   前記メッシュが前記上流側板状体と下流側板状体とで挟持されるようにして取着固定され、
   さらに前記複数の同心円のうち中心部と外周部に位置する同心円上に設けられた前記溝は、それ以外の前記同心円上に設けられた前記溝よりも深く形成されていることを特徴とするブレーカープレート。
3. 前記溝は、断面テーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーカープレート。

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