JP4564534B2 - ブレーカープレートおよびこれを用いた熱可塑性樹脂組成物の造粒方法 - Google Patents
ブレーカープレートおよびこれを用いた熱可塑性樹脂組成物の造粒方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は熱可塑性樹脂組成物を造粒する際に押出機に組み込んで使用するブレーカープレートに関する。また、本発明は熱可塑性樹脂組成物を該ブレーカープレートが組み込まれた押出機を用いて造粒する、熱可塑性樹脂組成物の造粒方法に関する。
スクリュー押出機で可塑化した熱可塑性樹脂を押出機のダイスから押し出しカッターで切断して造粒する際に、スクリューの先端とダイとの間に組み込んで使用されるブレーカープレートは、バレル（加熱シリンダ）からダイへの樹脂の流れを制限することによる樹脂の混練度の向上および圧力の脈動の緩和、またスクリーンパックを使用する場合は、その保持のために用いられている。
従来、ブレーカープレートは溶融した樹脂が通過する多数の小穴がブレーカープレートの樹脂流路の全面に蜂の巣状に設けられた形状をしている。このブレーカープレートを押出機に組み込んで熱可塑性樹脂を造粒する従来の造粒方法では、押出機のスクリューの先端からダイまでの樹脂流路、具体的にはアダプターダイスで支持されたブレーカープレートの押出機の上流側および下流側の樹脂流路の壁面に溶融した樹脂が付着等して滞留することで、樹脂が熱により劣化して炭化物を生じ、該炭化物が造粒中に樹脂流路の壁面から剥がれてペレットに混入する等の品質上の不具合を抱えている。
また、造粒物に炭化物が混入することを防ぐために、頻繁に造粒操作を停止して押出機等の設備を分解して清掃を行う必要があり、生産性の面の問題もある。
このような問題に対して、特許文献１には樹脂流路での溶融樹脂の滞留を減らす目的で、溶融樹脂が通過する穴を放射状に傾斜させた形状を有するブレーカープレートが開示され、また特許文献２にはスクリュー先端面と対向する端面が平行になる形状を有するブレーカープレート等が開示されている。しかしながら、このようなブレーカープレートであっても特にエンジニアリングプラスチックス等の高融点で成形温度が高い熱可塑性樹脂の造粒では十分な効果が得られない問題がある。
特開平１０−１１９１１６号公報
特開平９−２９８１６号公報
このような問題に対して、特許文献１には樹脂流路での溶融樹脂の滞留を減らす目的で、溶融樹脂が通過する穴を放射状に傾斜させた形状を有するブレーカープレートが開示され、また特許文献２にはスクリュー先端面と対向する端面が平行になる形状を有するブレーカープレート等が開示されている。しかしながら、このようなブレーカープレートであっても特にエンジニアリングプラスチックス等の高融点で成形温度が高い熱可塑性樹脂の造粒では十分な効果が得られない問題がある。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、アダプターダイスで支持されたブレーカープレートの押出機の上流側および下流側の樹脂流路の壁面に付着等して滞留した樹脂が、熱により劣化して炭化物を生じ、該炭化物が樹脂流路の壁面から剥離して製品である造粒物に混入する不具合を低減すること、また造粒物への炭化物の混入を防止するための、押出機の分解清掃による生産効率の低下を改善した押出機用ブレーカープレートを提供することを目的としている。
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の形状を有するブレーカープレートを押出機に組み込んで使用することで、加熱および押出機のスクリューで可塑化されて溶融した樹脂が、押出機のスクリュー先端部からダイまでの間の樹脂流路に付着等して滞留することなく、スムーズにダイスまで移行させることができ、従来のブレーカープレートで問題である、スクリュー先端からダイまでの間の樹脂流路に生じる炭化物を極めて低減することができることを見出し、本発明に至った。
すなわち本発明に係るブレーカープレートは、
熱可塑性樹脂組成物を押し出すスクリュー押出機のスクリュー軸の先端よりも出口側の樹脂流路に配され、押出機の上流側から下流側に貫通している小孔を備えたブレーカープレートであって、
該ブレーカープレートの外周部に小孔が存在し、かつブレーカープレートの押出機における下流側の面の中央部に下流側突起状物を有するとともに上流側の面の中央部に上流側突起状物を有し、
前記下流側突起状物の占める容積が、前記ブレーカープレートより下流側面からダイスまでの樹脂流路の容積を１とした場合に、０．１〜０．６の体積比率であり、
前記上流側突起状物の占める容積が、前記スクリュー軸のスクリューエレメントの終端からブレーカープレートの押出機の上流側面までの樹脂流路からスクリュー軸の占める容積を除いた樹脂流路の容積を１とした場合に、０〜０．２の体積比率であることを特徴としている。
熱可塑性樹脂組成物を押し出すスクリュー押出機のスクリュー軸の先端よりも出口側の樹脂流路に配され、押出機の上流側から下流側に貫通している小孔を備えたブレーカープレートであって、
該ブレーカープレートの外周部に小孔が存在し、かつブレーカープレートの押出機における下流側の面の中央部に下流側突起状物を有するとともに上流側の面の中央部に上流側突起状物を有し、
前記下流側突起状物の占める容積が、前記ブレーカープレートより下流側面からダイスまでの樹脂流路の容積を１とした場合に、０．１〜０．６の体積比率であり、
前記上流側突起状物の占める容積が、前記スクリュー軸のスクリューエレメントの終端からブレーカープレートの押出機の上流側面までの樹脂流路からスクリュー軸の占める容積を除いた樹脂流路の容積を１とした場合に、０〜０．２の体積比率であることを特徴としている。
また、本発明は、ブレーカープレートの外周部に存在する押出機の上流側から下流側に貫通している小孔が、ブレーカープレートが配された樹脂流路の断面の中心を起点として、該中心から樹脂流路の壁面までの距離を１としたとき、０．２〜１の位置にあることが好ましい。
さらに、本発明は、前記小孔が上流側から下流側に向かって徐々にその孔の大きさが狭いことが好ましい。
また、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物の造粒方法は、
上記に記載のブレーカープレートをスクリュー押出機のスクリュー軸の先端よりも出口側の樹脂流路に配し、スクリュー押出機の上流側で流動している可塑化された熱可塑性樹脂組成物を、ブレーカープレートの押出機における上流側の面の中央部に配した突起状物によりブレーカープレートの外周部へ移行させる工程と、外周部へ移行した熱可塑性樹脂組成物がブレーカープレートの外周部に配した小孔を通過して、ブレーカープレートの押出機における下流側に移行する工程と、該小孔を通過した熱可塑性樹脂組成物をブレーカープレートの押出機における下流側の面の中央部に配した突起状物によって、下流側の樹脂流路と連結しているダイスに導き、ダイスに配された小孔から押し出された熱可塑性樹脂組成物を切断する工程を備えることを特徴としている。
また、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物の造粒方法は、
上記に記載のブレーカープレートをスクリュー押出機のスクリュー軸の先端よりも出口側の樹脂流路に配し、スクリュー押出機の上流側で流動している可塑化された熱可塑性樹脂組成物を、ブレーカープレートの押出機における上流側の面の中央部に配した突起状物によりブレーカープレートの外周部へ移行させる工程と、外周部へ移行した熱可塑性樹脂組成物がブレーカープレートの外周部に配した小孔を通過して、ブレーカープレートの押出機における下流側に移行する工程と、該小孔を通過した熱可塑性樹脂組成物をブレーカープレートの押出機における下流側の面の中央部に配した突起状物によって、下流側の樹脂流路と連結しているダイスに導き、ダイスに配された小孔から押し出された熱可塑性樹脂組成物を切断する工程を備えることを特徴としている。
ここで、熱可塑性樹脂組成物が、融点２００〜４００℃の熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
また、熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、液晶性ポリマーから選ばれる、少なくとも１種であることが好ましい。
また、熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、液晶性ポリマーから選ばれる、少なくとも１種であることが好ましい。
さらに、熱可塑性樹脂組成物が、繊維状の強化材および／または難燃剤を含んでいることが好ましい。
本発明のブレーカープレートを用いることにより、押出機のスクリュー先端からダイまでの樹脂流路に生じる炭化物を著しく低減することができ、付着した炭化物の樹脂流路からの剥離による造粒物への混入を大幅に減らせるため造粒物の品質を向上できる。さらに、押出機の分解による清掃の頻度を減らすことができ、長期間の連続生産が可能となり、工業的に極めて価値がある。
また、このブレーカープレートを用いた熱可塑性樹脂組成物の造粒方法によれば、工業的に好ましい造粒物を製造することができる。
以下に、本発明に係るブレーカープレートおよび、該ブレーカープレートを組み込んだ押出機を使用した熱可塑性樹脂組成物の造粒方法について説明する。
[本発明のブレーカープレート]
図１は本発明の一実施例に係るブレーカープレートが組み込まれた押出機におけるアダプターダイス周辺部の断面図、図２は図１に示したアダプターダイス周辺部の図１とは９０°異なる方向での断面図、図３は図２におけるＡ−Ａ線方向から見たときのブレーカープレートの側面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ線方向から見たときのブレーカープレートの側面図、図５は図１の押出機に組み込まれたブレーカープレートの正面図である。
図１は本発明の一実施例に係るブレーカープレートが組み込まれた押出機におけるアダプターダイス周辺部の断面図、図２は図１に示したアダプターダイス周辺部の図１とは９０°異なる方向での断面図、図３は図２におけるＡ−Ａ線方向から見たときのブレーカープレートの側面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ線方向から見たときのブレーカープレートの側面図、図５は図１の押出機に組み込まれたブレーカープレートの正面図である。
図中、１はスクリュー押出機、２はスクリュー軸、３はブレーカープレート、４はアダプターダイス、５はブレーカープレートの押出機の下流側面からダイスまでの樹脂流路、６はスクリュー軸２のスクリューエレメントの終端からブレーカープレート３の押出機の上流側面までの樹脂流路、３ａはブレーカープレート外周部に配置された小孔、３ｂは押出機の下流側におけるブレーカープレート面の中央部の下流側突起状物、３ｃは押出機の上流側におけるブレーカープレート面の中央部の上流側突起状物、７はダイス、７ａはダイスに配された小孔である。
本発明のブレーカープレート３は、熱可塑性樹脂組成物を押し出すスクリュー押出機１のスクリュー軸２の先端より出口側の樹脂流路に配され、ブレーカープレート３が配されたブレーカープレートの押出機の上流側の樹脂流路６において、ブレーカープレート３に最も近い位置にある樹脂流路６の断面の中心を起点として（樹脂流路６の断面の中心位置を０とする）、該中心から樹脂流路６の外周方向の壁面までの距離を１とした時、０．２〜１、好ましくは０．４〜１さらに０．５〜１のブレーカープレート３の外周部に押出機の上流側から下流側に貫通している小孔３ａを備えている。
ブレーカープレート３に設けられている小孔３ａの数は、造粒する樹脂の種類や押出機の大きさにもよるが、２〜４０個、好ましくは４〜３０個、さらに６〜２０個が好ましく、また小孔の開口率は想定される溶融樹脂圧とブレーカープレートの受圧面積から計算されるブレーカープレートが受ける樹脂圧力に対して十分な強度を有するように設定されることが好ましい。小孔の開口率を小さくすると、容易に十分な強度が得られ、また小孔の開口率を大きくすると溶融樹脂が滞留付着する流動方向に対して垂直な部分が少なくなり十分な吐出量が容易に得られる。また、押出機における上流側の面の小孔と小孔の間の距離は、樹脂の流動方向に対して垂直な面ができるだけ少なくなるように上流側から下流側にかけて徐々に大きくすることが好ましい。さらに小孔３ａは上流側から下流側に向かって、徐々にその孔の大きさが狭くなる様にすることが好ましい。
さらに、本発明のブレーカープレート３の押出機における下流側の面の中央部、すなわち小孔３ａよりブレーカープレートの中心側の面に下流側突起状物３ｂが配され、該下流側突起状物３ｂには押出機の上流側から下流側に貫通している小孔３ａが形成されていない。
ブレーカープレート３の押出機における下流側の面の中央部に設けられた下流側突起状物３ｂの形状はアダプターダイス４の内部形状に沿って、押出機の下流側のブレーカープレート面からダイス７の方向に向かって漸次小さくなるように形成されており、例えば円錐状や、図３および図５で表わされる形状が挙げられる。また、下流側突起状物３ｂの大きさはブレーカープレート３より下流からダイス７までの樹脂流路５の容積を１とした場合、下流側突起状物３ｂの占める容積が０．１〜０．６、好ましくは０．１〜０．５、さらに０．２〜０．４となることが好ましい。
上記のような、外周部の特定の位置に小孔３ａを有する本発明のブレーカープレート３を熱可塑性樹脂組成物の造粒に使用することで、スクリュー先端からダイス７までの樹脂流路での溶融樹脂の滞留を減らすことができ樹脂の熱劣化を防ぐことができる。
また、本発明のブレーカープレート３は上記の構造に加えてさらに、ブレーカープレート３の押出機における上流側の面の中央部、すなわち小孔３ａよりブレーカープレートの中心側の面に上流側突起状物３ｃを有していることが好ましい。また上流側突起状物３ｃには押出機の上流側から下流側に貫通している小孔３ａが存在しないことが好ましい。
ブレーカープレート３の押出機における上流側の面の中央部に設けられる上流側突起状物３ｃの形状は、スクリュー溝から搬送され出てきた溶融樹脂がスクリュー軸２の先端から出て、樹脂流路６をブレーカープレートの小孔３ａまで、最短距離すなわち、できるだけ直線的に移行するように形成されることが好ましく、樹脂流路６の内部形状に沿って、押出機の上流側のブレーカープレート面からスクリュー軸２の先端方向に向かって漸次小さくなるように形成することが好ましく、例えば円錐状や、図４および図５で表わされるような形状を挙げられる。
また、該上流側突起状物３ｃの大きさは、スクリュー軸２のスクリューエレメントの終端からブレーカープレート３の押出機の上流側面までの樹脂流路６からスクリュー軸２の占める容積を除いた樹脂流路の容積を１とした場合、突起状物の体積が０〜０．２となることが好ましい。
特に、押出機にスクリーンパックを組み込まずに、ガラス繊維等の強化材を配合して造粒を行う場合には、押出機の上流側におけるブレーカープレート面の中央に上流側突起状物３ｃを配することが好ましい。このようにすれば、ブレーカープレート３の押出機における上流側の樹脂流路６の壁面への樹脂劣化物の付着を、より効率的に防ぐことができる。
［熱可塑性樹脂組成物］
本発明のブレーカープレート３は、熱可塑性樹脂組成物の造粒に際してスクリュー押出機のスクリュー軸の先端よりも出口側の樹脂流路に配して使用することができ、熱可塑性樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂に、強化剤、難燃剤、滑剤、アンチブロッキング剤、消泡剤、顔料、染料、核剤、可塑剤、増粘剤、耐熱安定剤、耐候安定剤などの添加剤を配合したものを好適に使用することができる。
本発明のブレーカープレート３は、熱可塑性樹脂組成物の造粒に際してスクリュー押出機のスクリュー軸の先端よりも出口側の樹脂流路に配して使用することができ、熱可塑性樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂に、強化剤、難燃剤、滑剤、アンチブロッキング剤、消泡剤、顔料、染料、核剤、可塑剤、増粘剤、耐熱安定剤、耐候安定剤などの添加剤を配合したものを好適に使用することができる。
例えば、熱可塑性樹脂組成物に添加して使用する強化剤としては、繊維状、粉状、板状、針状、クロス状、マット状等の種々の形状を有する強化剤を挙げることができるが、特に繊維状の強化剤が好ましく、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、金属被覆ガラス繊維、セラミック繊維、ウォラストナイト、炭素繊維、金属炭化物繊維、金属硬化物繊維等の無機繊維また有機繊維が用いられる。またこれらの繊維状充填剤の表面をシラン系化合物等で表面処理しておいてもよい。これらの中では耐熱性の点から無機繊維、特にガラス繊維が好ましい。使用する熱可塑性樹脂の種類および目的にもよるが、強化剤の添加量は熱可塑性樹脂１００質量部に対して、０．０１〜４００質量部、好ましくは０．１〜２００質量部添加することで、熱可塑性樹脂の剛性および耐熱性を良好に改良することができる。
また、難燃剤としては、樹脂に難燃性を付与できるものであれば良く、難燃剤としては有機系難燃剤と無機系難燃剤がある。有機系難燃剤としては、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素系難燃剤等が好ましく、無機難燃剤としては、水和金属化合物、金属化合物、金属酸化物等が好ましい。
また、臭素系難燃剤や塩素系難燃剤に難燃助剤を組合わせて用いてもよく、難燃助剤としては、酸化アンチモンやアンチモン酸ナトリウム等のアンチモン化合物、酸化マグネシウム等の金属酸化物、ホウ酸亜鉛などの金属ホウ酸塩、酸化亜鉛、錫酸亜鉛、燐酸亜鉛等の亜鉛化合物、モリブデン化合物、などを挙げることができ、特にアンチモン酸ナトリウムとホウ酸亜鉛が好ましい。使用する熱可塑性樹脂の種類および目的にもよるが、難燃剤の添加量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、１０〜２００質量部、好ましくは２０〜１００質量部添加すると、良好な難燃性を得ることができる。さらにこれらの難燃剤とともに、ドリップ防止剤等を併用しても良い。
上記に挙げられる添加剤は、目的に応じて選択することができ、本発明の目的を損なわない範囲内で用いることができる。
上記に挙げられる添加剤は、目的に応じて選択することができ、本発明の目的を損なわない範囲内で用いることができる。
［熱可塑性樹脂］
熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂は、剪断発熱や熱を加えることによって可塑化する樹脂であれば限定されず、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体などのオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリスチレン、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリビニルアルコール、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマー、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマーなどが挙げられ、これらの樹脂は単独でも２種類以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂は、剪断発熱や熱を加えることによって可塑化する樹脂であれば限定されず、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体などのオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリスチレン、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリビニルアルコール、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマー、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマーなどが挙げられ、これらの樹脂は単独でも２種類以上を併用してもよい。
これらの中で、本発明のブレーカープレートを組み込んだ押出機は、特にエンジニアリングプラスチックス等の高融点で成形加工温度の高い熱可塑性樹脂の造粒に好適に使用することができ、高融点の熱可塑性樹脂としては、融点が２００〜４５０℃、好ましくは２１０〜４００℃、さらに２２０〜３５０℃の熱可塑性樹脂であり、具体的にはポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、液晶性ポリマーが好ましく、なかでもポリアミドが好ましく、ポリアミドとしては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド４６などの脂肪族ポリアミド等、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６Ｉ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６等の半芳香族ポリアミドおよびこれらの共重合体を挙げることができる。
［本発明の熱可塑性樹脂組成物の造粒方法］
本発明の熱可塑性樹脂組成物の造粒に使用する押出機は、一軸、二軸以上或いはこれらを組合わせたスクリューを有する押出機で、二軸の場合スクリューの回転方向がそれぞれの軸で反対でも同じでもよく、また噛み合い型でも非噛み合い型でも良い。さらに軸の形状はパラレルタイプでもコニカルタイプでも良く、加えて、スクリュー押出機を多段に組合わせたタンデム方式でも良く、これらの押出機に本発明のブレーカープレートを組み込んで熱可塑性樹脂組成物を造粒することができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物の造粒に使用する押出機は、一軸、二軸以上或いはこれらを組合わせたスクリューを有する押出機で、二軸の場合スクリューの回転方向がそれぞれの軸で反対でも同じでもよく、また噛み合い型でも非噛み合い型でも良い。さらに軸の形状はパラレルタイプでもコニカルタイプでも良く、加えて、スクリュー押出機を多段に組合わせたタンデム方式でも良く、これらの押出機に本発明のブレーカープレートを組み込んで熱可塑性樹脂組成物を造粒することができる。
具体的には、パウダー状、ペレット状、一度溶融した後に固化した樹脂を粉砕等した熱可塑性樹脂に、目的に応じて安定剤、充填剤、難燃剤、顔料等をヘンシェルミキサー、タンブラーブレンダー等を用いて混合した後、本発明の特定の構造を有するブレーカープレート３を組み込んだスクリュー押出機１に供給する。押出機１で加熱またスクリュー軸２で可塑化された熱可塑性樹脂は、押出機のスクリュー軸２の回転によりスクリュー先端まで移行し、樹脂流路６を経て本発明のブレーカープレート３の外周部に配置された小孔３ａを通過することで樹脂流路６の外周部に沿うようにしてブレーカープレート３の下流側の樹脂流路５に移行する。次いで、該樹脂流路５と連結しているダイス７に配されたダイスの小孔７ａから押し出され、カッターで切断することで熱可塑性樹脂組成物の造粒物を得ることができる。
[実施例]
以下、実施例にて本発明を詳細に説明するが、本発明がこれらによって限定されるものではない。
以下、実施例にて本発明を詳細に説明するが、本発明がこれらによって限定されるものではない。
［本発明のブレーカープレート］
図３〜図５で表わされる形状のブレーカープレートを使用した。
ブレーカープレート面の外周部に小孔３ａを有し、該ブレーカープレートの小孔３ａより中心側の両面に、それぞれ下流側突起状物３ｂおよび上流側突起状物３ｃを配した形状のブレーカープレートであって、押出機の上流側面における小孔３ａの位置は該樹脂流路６の中心を起点として０．５〜１．０、押出機下流側面の小孔３ａの位置は該樹脂流路５の中心を起点として０．６〜１．０、ブレーカープレート３の開口率２０％、ブレーカープレート３の下流側面からダイス８までの樹脂流路５の容積を１とした場合の下流側突起状物３ｂの占める容積が０．３、スクリュー軸２の計量部の終端からブレーカープレート３の押出機の上流側面まで樹脂流路６からスクリュー軸の占める容積を除いた樹脂流路の容積を１とした場合の上流側突起状物３ｃの容積が０．０４。
図３〜図５で表わされる形状のブレーカープレートを使用した。
ブレーカープレート面の外周部に小孔３ａを有し、該ブレーカープレートの小孔３ａより中心側の両面に、それぞれ下流側突起状物３ｂおよび上流側突起状物３ｃを配した形状のブレーカープレートであって、押出機の上流側面における小孔３ａの位置は該樹脂流路６の中心を起点として０．５〜１．０、押出機下流側面の小孔３ａの位置は該樹脂流路５の中心を起点として０．６〜１．０、ブレーカープレート３の開口率２０％、ブレーカープレート３の下流側面からダイス８までの樹脂流路５の容積を１とした場合の下流側突起状物３ｂの占める容積が０．３、スクリュー軸２の計量部の終端からブレーカープレート３の押出機の上流側面まで樹脂流路６からスクリュー軸の占める容積を除いた樹脂流路の容積を１とした場合の上流側突起状物３ｃの容積が０．０４。
［黒色炭化物を含む造粒物の数の評価］
ペレット５ｋｇを白色のデコラ板上に広げ、目視にて１０分間観察して、直径０．６mm以上の黒色の異物を含むペレットの個数を測定した。
ペレット５ｋｇを白色のデコラ板上に広げ、目視にて１０分間観察して、直径０．６mm以上の黒色の異物を含むペレットの個数を測定した。
［実施例１］
本発明のブレーカープレートを備えた二軸押出機（Werner & Pfleiderer社製 ＺＳＫ５８）の原料ホッパーに、変性ポリアミド６Ｔ（極限粘度１．０ｄｌ／ｇ、融点３２０℃）４２質量部に対して、臭素系難燃剤２４質量部、アンチモン酸ソーダ４質量部を配合した混合物を供給し、ガラス繊維をサイドフィーダーから３０質量部供給して、ガラス繊維によって強化された難燃性のポリアミド樹脂組成物を、２５０ｋｇ／時間の吐出量で造粒操作を行ない、造粒開始直後、１トン製造時、２トン製造時および３トン製造時に、それぞれ造粒ペレット５ｋｇを採取し、得られた造粒ペレットを広げ目視にて１０分間観察して樹脂の劣化による黒色の炭化物を含む造粒ペレットの個数を測定した。評価結果を表１に示す。
本発明のブレーカープレートを備えた二軸押出機（Werner & Pfleiderer社製 ＺＳＫ５８）の原料ホッパーに、変性ポリアミド６Ｔ（極限粘度１．０ｄｌ／ｇ、融点３２０℃）４２質量部に対して、臭素系難燃剤２４質量部、アンチモン酸ソーダ４質量部を配合した混合物を供給し、ガラス繊維をサイドフィーダーから３０質量部供給して、ガラス繊維によって強化された難燃性のポリアミド樹脂組成物を、２５０ｋｇ／時間の吐出量で造粒操作を行ない、造粒開始直後、１トン製造時、２トン製造時および３トン製造時に、それぞれ造粒ペレット５ｋｇを採取し、得られた造粒ペレットを広げ目視にて１０分間観察して樹脂の劣化による黒色の炭化物を含む造粒ペレットの個数を測定した。評価結果を表１に示す。
また、該樹脂組成物を３トン製造後、分子量２４万〜２６万のポリスチレンを用いて該二軸押出機内部をパージした後、ブレーカープレートを支持するアダプターダイスを開放して樹脂流路内を目視にて確認したところ、アダプターダイスで支持されたブレーカープレートに対して、押出機の上流側に位置するアダプターダイスの壁面に極少量の炭化物が確認されたが、下流側のアダプターダイスの壁面には炭化物の付着は認められなかった。
［比較例１］
中心軸の周りに同心円状に樹脂流路の全面に押出機の上流側から下流側に貫通する小孔を配した、従来から一般的に使用されているブレーカープレートを使用した以外は、実施例１と同様に造粒物を製造、樹脂の劣化による黒色の炭化物を含む造粒物の個数を測定した。評価結果を表１に示す。
中心軸の周りに同心円状に樹脂流路の全面に押出機の上流側から下流側に貫通する小孔を配した、従来から一般的に使用されているブレーカープレートを使用した以外は、実施例１と同様に造粒物を製造、樹脂の劣化による黒色の炭化物を含む造粒物の個数を測定した。評価結果を表１に示す。
また、実施例１と同様に押出機内部をパージした後、ブレーカープレートを支持するアダプターダイスを開放して樹脂流路内を目視にて確認したところ、アダプターダイスで支持されたブレーカープレートに対して、押出機の上流側に位置するアダプターダイスの円周状の壁面全体に１０〜２０ｍｍの黒色の炭化物が付着していた。さらに下流側のアダプターダイスの円周状の壁面全体にも、厚さ５〜１０ｍｍの黒色の炭化物が付着していた。
本発明の特定の構造を有するブレーカープレートは、熱可塑性樹脂の造粒、特に融点の極めて高いエンジニアリングプラスチックスの造粒に際して、ブレーカープレートの上流側および下流側の樹脂流路に樹脂が付着滞留し、滞留した樹脂が熱劣化することで生じた炭化物が樹脂流路から剥離してペレット中へ混入するのを防止できる。さらに、押出機等の設備の分解清掃の頻度を減らすことができ、工業的に極めて価値がある。
１ スクリュー押出機
２ スクリュー軸
３ ブレーカープレート
３ａ ブレーカープレートの小孔
３ｂ 押出機下流側ブレーカープレート面の下流側突起状物
３ｃ 押出機上流側ブレーカープレート面の上流側突起状物
４ アダプターダイス
５ ブレーカープレートの押出機下流側の樹脂流路
６ ブレーカープレートの押出機上流側の樹脂流路
７ ダイス
７ａ ダイスの小孔
２ スクリュー軸
３ ブレーカープレート
３ａ ブレーカープレートの小孔
３ｂ 押出機下流側ブレーカープレート面の下流側突起状物
３ｃ 押出機上流側ブレーカープレート面の上流側突起状物
４ アダプターダイス
５ ブレーカープレートの押出機下流側の樹脂流路
６ ブレーカープレートの押出機上流側の樹脂流路
７ ダイス
７ａ ダイスの小孔
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂組成物を押し出すスクリュー押出機のスクリュー軸の先端よりも出口側の樹脂流路に配され、押出機の上流側から下流側に貫通している小孔を備えたブレーカープレートであって、
該ブレーカープレートの外周部に小孔が存在し、かつブレーカープレートの押出機における下流側の面の中央部に下流側突起状物を有するとともに上流側の面の中央部に上流側突起状物を有し、
前記下流側突起状物の占める容積が、前記ブレーカープレートより下流側面からダイスまでの樹脂流路の容積を１とした場合に、０．１〜０．６の体積比率であり、
前記上流側突起状物の占める容積が、前記スクリュー軸のスクリューエレメントの終端からブレーカープレートの押出機の上流側面までの樹脂流路からスクリュー軸の占める容積を除いた樹脂流路の容積を１とした場合に、０〜０．２の体積比率であることを特徴とするブレーカープレート。 - ブレーカープレートの外周部に存在する押出機の上流側から下流側に貫通している小孔が、ブレーカープレートが配された樹脂流路の断面の中心を起点として、該中心から樹脂流路の壁面までの距離を１としたとき、０．２〜１の位置にあることを特徴とする請求項１に記載のブレーカープレート。
- 前記小孔が上流側から下流側に向かって徐々にその孔の大きさが狭いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレーカープレート。
- 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のブレーカープレートをスクリュー押出機のスクリュー軸の先端よりも出口側の樹脂流路に配し、スクリュー押出機の上流側で流動している可塑化された熱可塑性樹脂組成物を、ブレーカープレートの押出機における上流側の面の中央部に配した突起状物によりブレーカープレートの外周部へ移行させる工程と、
外周部へ移行した熱可塑性樹脂組成物がブレーカープレートの外周部に配した小孔を通過して、ブレーカープレートの押出機における下流側に移行する工程と、
該小孔を通過した熱可塑性樹脂組成物をブレーカープレートの押出機における下流側の面の中央部に配した突起状物によって、下流側の樹脂流路と連結しているダイスに導き、ダイスに配された小孔から押し出された熱可塑性樹脂組成物を切断する工程を備える、熱可塑性樹脂組成物の造粒方法。 - 熱可塑性樹脂組成物が、融点２００〜４００℃の熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項４に記載の熱可塑性樹脂組成物の造粒方法。
- 熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、液晶性ポリマーから選ばれる、少なくとも１種であることを特徴とする請求項４請求項５に記載の熱可塑性樹脂組成物の造粒方法。
- 熱可塑性樹脂組成物が、
繊維状の強化材および／または難燃剤を含んでいることを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の造粒方法。
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