JP7470882B1 - ダイスセットおよび押出機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂を含む原料の混練押出を行った際、原料の変色および熱可塑性樹脂の分子量低下が抑制され、吐出が安定し、ダイス付着物の掃除が容易なダイスセットおよび押出機を提供する。【解決手段】嵌合ダイスの側面が、円柱状の第一の嵌合部、および前記第一の嵌合部より直径の大きい円柱状の第二の嵌合部を有し、前記第二の嵌合部の底部にブレーカープレート取付孔、並びに前記ブレーカープレート取付孔より直径の小さい円を流入口とする原料絞り部および円柱状のノズル部からなる原料流路を有し、さらに原料流入方向に対して垂直な平面である円環状の嵌合平面、および前記ブレーカープレート取付孔と前記流入口の間の段差において原料流入方向に対して垂直な平面である円環状の取付平面を有し、前記嵌合ダイスとの嵌合孔および押出機と締結するダイス締結部を有するダイフランジを特徴とする嵌合ダイスとダイフランジのダイスセット。【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂を混練する押出機に使用されるダイスセット、および押出機に関するものである。

樹脂同士の混練や樹脂と粉体粒子との混練といった２種類以上の原料を混練する場合、特に樹脂として熱可塑性樹脂を使用して混練物を連続的に製造する場合には、量産性の観点から、スクリューを備えた押出機を用いて加熱混練後、ペレットを形成する方法がとられる。
こうした押出機による混練においては、押出機内のスクリューにおいて加熱溶融された原料を十分に混練し、押出機の下流側に設置されたブレーカープレート内のスクリーンで粗大粒子を除去した上で、ダイスから糸状のストランドを吐出して、その後に冷却したストランドをカットすることでペレットが得られる。
押出機により混練してペレットを製造する量産工程では、前記の加熱溶融による混練を長時間連続運転するため、スクリューおよびダイスにおける混練物と接触する表面では、金属と親和性の高い樹脂の劣化物であるヤケや、顔料等といった粉体粒子が付着する。このため、押出機による混練では、長時間運転後、別の配合である次の製品を混合する際には、スクリューやダイスの金属表面をブラシ等でこすり付着成分を落とす、あるいはこれら部品を高温槽に入れて付着成分を焼いて除去する等の掃除の作業が必要であった。しかし、押出機による混練は数ＭＰａ～数十ＭＰａ下の高圧下で行われるために高圧に耐えるようダイス等も肉厚の金属という重量物となり、掃除のためのパーツの分解作業ならびに清掃作業においては、ダイスをチェーンブロックで持ち上げて分解する等の多くの時間と労力を有した。

特許文献１では、樹脂原料中に金属に対する腐食性を持った成分や摩耗性を持った成分が含まれている場合に生じるノズル孔やその出口部のエッジの損傷により発生する目やにを低減するため、ダイプレートに交換可能なノズルピースをネジ止めする押出機ストランドダイスが提案されている。
しかし、特許文献１の発明を前記の長時間運転後の分解掃除の観点から見ると、樹脂温度および細い流路における金属と樹脂の摩擦による長時間の加熱によってネジが焼き付くためにネジの取り外しに多くの労力を要し、特にノズル孔が複数の場合、各穴のネジを外す必要があり、多くの労力を要した。また、特許文献１の図２に開示されるようにダイプレートとノズルピースの流路の境目の隙間に継ぎ目ができるため、継ぎ目に樹脂が滞留する結果、樹脂のヤケの発生が生じ、また複数回ネジの交換を行った際にはダイプレートの流路の端面がネジで押されることで一部のネジ取り付け部分が傷み、結果、樹脂流動が変動してストランドの流れが安定せず、冷却前にストランドが切れる現象が発生した。
また特許文献1の図２に開示されるように、樹脂の流路に絞り部材を設けられ、樹脂の圧縮および開放が行われた後に、さらにノズルピースで樹脂が圧縮されるため、圧縮開放に伴う発熱により樹脂が劣化する問題も見られ、また前記ノズルピース以外の部品もネジで締結する構造のため、押出機ストランドダイスの分解掃除の際に各ネジを外す必要があり、労力を要した。

また、特許文献２および特許文献３では、ノズルの先端外側に滞留する目ヤニを風により除去できるようノズル端を先端に向かって細くした突起ノズルや吐出ノズルを各ノズル孔に設けることが提案されており、特許文献２では突起ノズルとエア吹き出し装置に設けた孔とを嵌め合わせることが、また特許文献３では口金が吐出ノズルを有していることが記載されている。
特許文献２および特許文献３では、嵌め合わせがどのようなものであるか具体的な記載はないが、前記の長時間運転後の掃除の観点から、特許文献２および特許文献３に開示される各図を応用した場合、突起ノズルや吐出ノズルは外面がくさび型として上流からの樹脂圧で押さえる構造であるため、樹脂の圧力によって押さえつけられ外面は傷つき易く、傷つきに伴うノズルの変形によって樹脂流動が変動し、また吐出の孔が複数ある場合は各孔のノズルを一つずつ外して掃除を行う労力を要した。また、特許文献２の突起ノズルおよび特許文献３の吐出ノズルとも、ノズルが樹脂の圧力に耐えるよう一定の長さの細い流路のノズルを設ける必要があったが、各ノズルの孔の入り口では樹脂が急激に圧縮され、前記の圧縮ならびに細いノズルにおいて樹脂が発熱するため樹脂の劣化に伴う変色や分子量低下に伴うストランドの不安定化が発生する問題があった。

また、ストランドの成形ではないが、特許文献４はリボン状の成形物を押し出す方法において、図８に記載されるようなブッシュ２と、耐摩耗性素材である押出ダイス４を、外側管状本体１と円筒状本体８によって押さえる構造が図１に開示されている。
しかし特許文献４の発明は、押出チャネルの断面が突然変化した場合でも交換できる事を課題としたものであり、前記の掃除の観点からは、ブッシュや押出ダイスを外す際、円筒状本体８という大きな構造物のネジを緩めるための非常に大きなトルクを必要となるために労力を要し、また加熱によってネジの焼き付きが生じる問題があった。

特許文献５は、特許文献４と同様に扁平の形状のゴムを押し出す成形機において、エスカレータハンドレール用のＣ状ダイス穴に複数の突出部を設けることでダイス穴の内部でゴムの混練を行う発明であるが、特許文献５の第３図では、ニップホルダ６をヘッド本体５に差し込むことで、ダイス８を押さえるニップホルダ６とニップル７とを固定する構造が開示されている。しかし、本構造はダイス内の孔における突出部で混練をする構造であるため、ストランドを作成するダイスの孔に突出部を設けた場合、突起を設けた細い孔の流路で急激な樹脂の摩擦による発熱が生じ、ストランドの吐出が安定せず、また押し出される樹脂が劣化により変色する問題があった。また、特許文献５で図示される構造は樹脂の圧力に対抗するようニップホルダ６とヘッド本体５を締結する手段が必要であるが、締結の具体的な方法については記載されておらず、例えばヘッド本体５とニップルホルダ６を締結するよう樹脂の流れの直角方向にネジを締結した場合、高圧の樹脂圧力に伴いネジが曲がる等の問題があった。

特許文献６では、ケーブルのような導体をプラスチックで被覆するプラスチック絶縁心線を製造する装置のクロスヘッドに係る発明が開示されている。本装置は第１図の上部に示されるスクリューから押出されたプラスチックの流動を直角方向に曲げて、プラスチックを導体に被覆するクロスヘッドであって、無調整で電線を均一な厚みで被覆するためにクロスヘッド先端のニップルホルダの加工精度を上げるよう各部品に分離し、押出ダイス２２をダイ固定キャップ２９に押さえ、ダイ固定キャップをネジ３０によりスリープ８に固定することが記載されている。
しかし、前記の構造は押出用ニップル１８とダイス２２の間の原料流路が示すようにケーブルの被覆のような少量のプラスチックを吐出する際には有効であるが、ストランドを作成するダイスのような大量に樹脂を押し出す押出機の先端に応用した場合、ネジ山が樹脂の圧力に耐えられず樹脂流動方向の下流側へダイ固定キャップ２９および押出ダイス２２がずれ、樹脂漏れが発生する問題があった。

特開２０００－５２４０３号公報 特開２００３－１３６５７９号公報 ＷＯ２０１０／１４０３１０号公報 特表２００５－５１６７９５号公報 実開昭６３－０６８４２０号公報 特開昭５６－９９１０号公報

本発明は、熱可塑性樹脂を含む原料の混練押出を行った際、混練された原料の劣化による変色および熱可塑性樹脂の分子量低下が抑制され、また吐出を安定してストランドを押し出すことができ、またダイス付着物の掃除が容易なダイスセットおよび押出機を提供することを課題とする。

本発明者らは、下記に記載する嵌合ダイスとダイフランジを嵌合するダイスセットとすることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、
（１）熱可塑性樹脂組成物をストランド状に押し出すための押出機が備えるダイスセットであって、前記ダイスセットは、嵌合ダイスとダイフランジを嵌合することにより構成され、前記嵌合ダイスの側面は、円柱状の第一の嵌合部、および前記第一の嵌合部より直径の大きい円柱状の第二の嵌合部を有し、前記嵌合ダイスの内側は、第二の嵌合部の底部にブレーカープレート取付孔、並びに前記ブレーカープレート取付孔より直径の小さい円を流入口とする原料絞り部および円柱状のノズル部からなる原料流路を有し、前記嵌合ダイスは、第一の嵌合部と第二の嵌合部の側面の間の段差において原料流入方向に対して垂直な平面である円環状の嵌合平面、および前記ブレーカープレート取付孔と前記流入口の間の段差において原料流入方向に対して垂直な平面である円環状の取付平面を有し、前記ダイフランジは、前記嵌合ダイスの第一の嵌合部、第二の嵌合部、および前記嵌合平面と嵌め合わせる嵌合孔および円環状の平面を有し、前記ダイフランジは、押出機と締結するダイス締結部を有することを特徴とするダイスセット、
（２）（１）に記載のダイスセットであって、前記ダイスセットの側面において、第一の嵌合部と第二の嵌合部の間に、さらに第一の嵌合部の直径と第二の嵌合部の直径の中間の直径の円柱状の側面を有するさらなる嵌合部を一つ以上有し、前記ダイフランジは、前記嵌合ダイスのさらなる嵌合部と嵌合する一つ以上のさらなる嵌合孔を有するダイスセット、
（３）（１）または（２）記載のダイスセットと、ブレーカープレートを備える押出機、
に関するものである。

本発明によれば、熱可塑性樹脂を含む原料の混練押出を行った際、混練された原料の劣化による変色および熱可塑性樹脂の分子量低下が抑制され、また吐出を安定してストランドを押し出すことができ、またダイス付着物の掃除が容易なダイスセットおよび押出機を提供できる。

押出機の断面図 ストランドを作成する工程の例を示す模式図 本発明の第１実施形態のダイスセットと、ブレーカープレートの組立図 本発明の第１実施形態のダイスセットおよび押出機下流側の図 本発明の第１実施形態のダイスセットが有する嵌合ダイスの図 本発明の第１実施形態のダイスセットが有するダイフランジの図 ブレーカープレートの図 本発明の第２実施形態のダイスセットおよび押出機下流側の図 本発明の変形例のダイスセットおよび押出機下流側の図 本発明の変形例のダイスセットにおける面取り加工およびＲ加工の図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
また、本明細書中、数値範囲の説明における「ａ～ｂ」との表記は、特に断らない限り、ａ以上ｂ以下のことを表す。

＜押出機＞
図１に熱可塑性樹脂組成物をストランド状に押し出すための押出機の断面図を、また図２に押出機によるストランド成形の工程の一例を模式図として示す。
また、図４－（ａ）に本発明の押出機とダイスセットを締結した平面図を示す。
図１が示すように、押出機１は、内部が空洞となったシリンダー２とシリンダー内に収容されたスクリュー３を有し、押出機が備えるモーターおよび減速機の回転動力が、減速機に接続する前記スクリュー３に伝達され、スクリューが回転する。スクリュー３は原料投入部４から供給される混合された熱可塑性樹脂を含む原料（以下、「原料」ともいう）を、加熱されたシリンダー２とスクリュー３の谷部の間の流路に螺旋の順方向に定量供給しながら、スクリュー軸方向の下流方向９０へと移送する。原料は、下流方向へ移送されるに伴い、シリンダーに巻かれたヒーター５からの熱、ならびに原料とシリンダー及び原料とスクリューの剪断熱により加温されて原料中の熱可塑性樹脂（以下、「樹脂」ともいう）が溶融して原料は可塑化され移動して混練される。
スクリューによって加熱混練された原料は、さらに前記押出機の下流に設置するスクリーンを備えたブレーカープレート６で粗大粒子や原料投入時に混入した異物を除去した上で、図４－（ａ）に示すように、前記押出機の下流側に設置されるシリンダー先端フランジ８と締結されるダイスセット９に設けられたノズル部を通り、ストランドとして押し出される。
押し出されたストランドは、図２に例示するように、冷却水槽１１等の冷却設備で冷却後、ストランドカッター１２に設ける引取ロール１３により引き取られながらカッター１４により所定の長さに切断され、ペレットが作成される。

押出機により混練してペレットを製造する量産工程では、前記の加熱溶融による混練を長時間連続運転するため、スクリューおよびダイスにおける混練物と接触する表面では、金属と親和性の高い樹脂の劣化物であるヤケや、顔料等といった粉体粒子が付着する。このため、押出機による混練では、長時間運転後、別の配合である次の製品を混合する際には、スクリューやダイスの金属表面をブラシ等でこすり付着成分を落とす、あるいはこれら部品を高温槽に入れて付着成分を焼いて除去する等の掃除の作業が行われる。
また前記清掃の作業では、前記ブレーカープレート内に設置されたスクリーンを交換することでスクリーン内に捕捉された異物も除去する。

また、前記押出機により作成されるストランドは、押し出された溶融状態のストランドを冷却して固化した上で、ストランドカッターに引き取られながらカットされる。ダイスセットにおける原料の吐出が不安定な場合、溶融部のストランドの切れの発生や、ストランドカッターの引き取り張力の不安定化のためにストランドの径が変化して均一なカットができずにカット後のペレットのサイズにバラツキの不良の発生が生じるため、押出機のダイスセットから吐出されるストランドは安定した一定量の吐出であることが求められる。

本発明のダイスセット、およびダイスセットを有する押出機は、ダイスセットを以下に記述する構造として、ダイスセットと押出機のシリンダー先端フランジとを締結することで、熱可塑性樹脂を含む原料の混練押出を行った際、混練された原料の劣化による変色および熱可塑性樹脂の分子量低下が抑制され、また一定量の吐出で安定してストランドを押し出すことができ、またダイス付着物の掃除が容易なダイスセットおよび押出機を提供することができる。

［第１実施形態におけるダイスセット］
第１実施形態のダイスセットとブレーカープレートとの組立の模式図を図３に、また押出機に締結したダイスセットの図を図４に示す。なお図４は、（ａ）が平面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が（ｂ）に記載するＬ－Ｌ’の断面図を示す。
以下、ダイスセットの各部について説明する。

＜ダイスセット＞
本発明のダイスセットは、図３に図示する嵌合ダイス２１とダイフランジ４１を嵌合することにより構成される。
前記ダイスセット９は、図４－（ａ）に図示するように、嵌合ダイス２１とダイフランジ４１を嵌合することにより構成され、嵌合ダイス２１とダイフランジ４１を嵌合後、後述する嵌合ダイスが有するブレーカープレート取付孔へブレーカープレート６を差し込んだ上で、押出機の先端に設けられるシリンダー先端フランジ８とダイフランジ４１とを締結ボルト７８によって、左右均一な締結力となるように締結される。

＜嵌合ダイス＞
第１実施形態のダイスセットが有する嵌合ダイスの図を図５に示す。なお、図５の（ａ）は平面図を、（ｂ）は左側面図を、（ｃ）は（ｂ）におけるＬ－Ｌ’断面図を、（ｄ）は右側面図を示す。
本発明のダイスセットが有する嵌合ダイスは、図５に図示するように、側面が円柱状の第一の嵌合部２２、および前記第一の嵌合部より直径の大きい側面が円柱状の第二の嵌合部２３を有する。
前記嵌合ダイスの内側には、図５－（ｃ）に示すように、第二の嵌合部の右側面側からみた底部にブレーカープレートを嵌め合わせるブレーカープレート取付孔２４、並びに前記ブレーカープレート取付孔より直径の小さい円を流入口３１とする原料絞り部２５および円柱状のノズル部２６からなる原料流路２７を有する。
また前記嵌合ダイスは、第一の嵌合部と第二の嵌合部の側面の間の段差に円環状の嵌合平面２８を、また前記ブレーカープレート取付孔２４と前記流入口との間に円環状の取付平面２９を有し、前記嵌合平面および前記取付平面は原料流入方向９２に対して垂直な平面である。

第１実施形態の前記ブレーカープレート取付孔２４の孔深さは、図４に示すように、押出機に装着されたブレーカープレート６が押出機のシリンダー先端フランジ８から突出する高さより小さい孔深さとすることで、嵌合ダイス２１と前記シリンダー先端フランジ８の間に空間を設けることで、後述するダイスセットの締結時に、ダイフランジ、ブレーカープレート、およびシリンダー先端フランジの間に均等な締結力をかけることができる。

図７に押出機が有するブレーカープレートの一例を図として示す。なお、図７は（ａ）が押出機と接する方向の左側面図を、（ｂ）が正面図を、（ｃ）が前記嵌合ダイスのブレーカープレート取付孔と接する右側面図を示す。
図７に図示するように、ブレーカープレートは円柱状の金属物であり、原料が流入する側に円形状のメッシュ状のスクリーンを装着する装着部６１を、原料が流出する側には円形の平面６２を有し、スクリーンを通過した原料は前記ブレーカープレートに複数設けられた貫通孔６３を通り、吐出される。

前記嵌合ダイスは、図４－（ｃ）の断面図に示すように、原料流路２７に設ける流入口を前記ブレーカープレートのすべての貫通孔を内側に含めることのできる直径の円形とすることで、前記貫通孔を通る原料のすべてを前記原料流路２７へ流入することができる。
さらに、図５－（ｃ）の断面図に示すように、前記原料流路２７は、下流側に向かう程に流路が狭くなる原料絞り部２５および、樹脂をストランド状に成形するよう設けるさらに流路の狭い複数の円柱状のノズル部２６を一体として有し、前記原料流路２７は、嵌合ダイスの底部から先端に渡って原料絞り部およびノズル部を一体として貫通することで、前記ブレーカープレートの貫通孔を通った原料を、円柱状のストランドとして吐出して成形することができる。
前記嵌合ダイスにおける前記原料絞り部２５は、図５－（ｃ）の断面図が示すように、原料が流動するに伴い原料流路が厚さ方向に狭くなるよう配置される。なお、図５－（ａ）の平面図が示すように、前記原料絞り部は複数のノズル部と接続するために幅方向は平坦となる形状で配置される。

第１実施形態のダイスセットにおける前記ノズル部は、図５－（ｃ）および図５－（ｂ）が示すように、原料絞り部の先端から複数に分かれ、前記複数のノズル部からストランドを吐出するよう、図５－（ｄ）に示すように各孔を２段で配置している。
また、本実施形態では、図２に例示した冷却水槽へ安定してストランドを供給できるよう、図５－（ｃ）の断面図に示すようにノズル部は原料流入方向９２に対して、下向きになるよう設けられる。また、前記ノズル部の吐出口を設ける前記嵌合ダイスの第一の嵌合部に隣接する平面３０には、前記の下向きに配置されたノズル部の吐出口がノズル部の向きに合わせるよう凸部が設けられる。

＜ダイフランジ＞
第１実施形態のダイスセットが有するダイフランジの図を図６に示す。なお、図６の（ａ）は平面図を、（ｂ）は左側面図を、（ｃ）は（ｂ）におけるＬ－Ｌ’断面図を、（ｄ）は右側面図を示す。
第１実施形態のダイスセットが有するダイフランジは、図６に図示するように、ダイフランジの中心に、原料下流側の面に前記嵌合ダイスの第一の嵌合部側面と嵌め合わせるよう円柱状に切り取られた第一の嵌合孔４２と、前記嵌合ダイスの第二の嵌合孔と嵌め合わせるよう円柱状に切り取られた前記第一の嵌合孔より直径の大きい第二の嵌合孔４３を有し、第一の嵌合孔と第二の嵌合孔はダイフランジを貫通する。
前記ダイフランジは第一の嵌合孔と第二の嵌合孔の間に、原料流入方向９２に対して垂直な円環状の平面４４を有し、前記嵌合ダイスの嵌合平面と嵌合時に接する。
前記第二の嵌合孔の深さは、嵌合公差や素材質の熱膨張率を考慮するが、前記嵌合ダイスの第二の嵌合部の高さを基準とした同じ高さである。
また、第１実施形態における前記第一の嵌合孔の深さは、同様に、嵌合公差や素材質の熱膨張率を考慮するが、前記嵌合ダイスの第一の嵌合部の高さを基準とした同じ高さである。

また、前記ダイフランジは、図６－（ｄ）に示すボルト締結部分４５を有する。図４に図示するように、第１実施形態における前記ボルト締結部分４５は、押出機のシリンダー先端フランジ８が有する締結ボルト７８であるアイボルトと、ナットによりダイフランジを締結するよう、ダイフランジの平面に切れ込みを設けたボルト締結部である。

また、第１実施形態における前記ダイフランジは、図６に示すヒーター差し込み孔４６を有し、図４に示すように前記ヒーター差し込み孔にカートリッジヒーター８１を差し込み、ヒーター固定ネジをダイフランジに設けるヒーター固定孔によりボルトで固定することで、ダイフランジと嵌合する嵌合ダイスも加温され、前記嵌合ダイスの原料流路内の原料が固化することを予防することができる。

［第１実施形態におけるダイスセットの作用効果］
第１実施形態のダイスセットの作用効果について、図４～図６を基に、以下に説明する。
第１実施形態に記載したダイスセットは、図５および図６に示す、原料流入方向に対して垂直な円環状の嵌合ダイスの嵌合平面２８とダイフランジの円環状の平面４４が接し、同様に原料流入方向に対して垂直な平面である嵌合ダイスの円環状の取付平面２９とブレーカープレートの平面が接することで、図４に図示するようにブレーカープレート６と嵌合ダイス２１とダイフランジ４１が接した状態でダイスセットを押出機のシリンダー先端フランジと締結した際に、前記各平面に均等な締結力がかかる。この円状または円環状の各平面にかかる均等な締結力により、ダイスセットの嵌合部分および接する各平面では長時間のストランド成形においても原料漏れすることがない。
また、ブレーカープレートより吐出する溶融した原料は、図５に示す嵌合ダイス内に一体化して設けられる原料流路２７を通過するため、パーツの継ぎ目における原料劣化が生じることなく、また安定した量の吐出でノズルからストランドを吐出することができる。

また、ブレーカープレートから吐出した原料は、一旦、原料流路の流入口側の広い体積空間に開放され、その後に原料絞り部およびノズル部で原料が絞られるため、混練時のスクリュー側の変動の影響を受けることなく、安定した量の吐出でノズルからストランドを吐出することができる。

さらに、前記嵌合ダイスは軽量であるため、ダイスセットを分解して付着した異物を掃除する際は、従来のように重量物であるダイス全てを掃除する必要はなく、分解した軽量な嵌合ダイスのみを掃除する、あるいは予備として作成した嵌合ダイスと交換することで、掃除の作業を簡便かつ容易に行うことができ、別の配合の製品への切り替え時間を短縮することができる。
また、前記嵌合ダイスは他のパーツを取り付けることなく一体化された原料流路を有するため原料流路を短くすることができ、特に耐熱性の低い原料をストランドに作成する際には、原料流路を短くすることで加熱された原料のパスタイムを短くすることができる。

［第２実施形態におけるダイスセット］
本発明の第２実施形態のダイスセットを、図８を基に説明する。なお、図８は、（ａ）が平面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が（ｂ）に記載するＬ－Ｌ’の断面図を示す。
第２実施形態のダイスセットが有する嵌合ダイスは、図８－（ｃ）に示す様に、第１実施形態における第一の嵌合部２２と第二の嵌合部２３の間に第三の嵌合部５１を有し、また、第２実施形態のダイスセットが有するダイフランジに前記嵌合ダイスの第三の嵌合部５１と嵌合する第三の嵌合孔５４を有することで、階段状の嵌合部とした点で、第１実施形態と異なる。

前記嵌合ダイスの第三の嵌合部５１は、その側面を第一の嵌合部２２より直径が大きく、第二の嵌合部２３より直径の小さい円柱状とし、第一の嵌合部と第三嵌合部の間、および第二の嵌合部と第三嵌合部の間には、それぞれ円環状の第一の嵌合平面５２および第二の嵌合平面５３を有し、前記の各嵌合平面は原料流入方向９２に対して垂直な平面である。

前記ダイフランジは、前記嵌合ダイスの第一、第二、および第三の嵌合部と嵌め合うよう円柱状に切り取られた貫通する嵌め合い孔を有し、前記嵌合ダイスの第三の嵌合部と嵌め合うダイスセットの第三の嵌合孔５４は、その直径が、第一の嵌合孔４２より大きく、第三の嵌合孔４３より小さい孔であり、また第三の嵌合孔の深さは、嵌合公差や素材質の熱膨張率を考慮するが、前記嵌合ダイスの第三の嵌合部の高さを基準とした同じ高さである。

また前記ダイフランジは、図８－（ｃ）に示すように、第一の嵌合孔４２と第三の嵌合孔５４の間、および第三の嵌合孔５４と第二の嵌合孔４３の間に、それぞれ原料流入方向９２に対して垂直な第一の円環状の平面５５と第二の円環状の平面５６を有し、対応する前記嵌合ダイスの第一の嵌合平面および第二の嵌合平面と接する。

［第２実施形態におけるダイスセットの作用効果］
第２実施形態におけるダイスセットは、第１実施形態と同様の効果が得られるが、さらに嵌合ダイスが第一の嵌合平面、および第二の嵌合平面の二段の階段状の円環により、ダイフランジと接する事で、嵌合平面へかかる締結力および原料によるダイスセットへの樹脂圧力を円環状に均等に分散することができる。
原料によるダイスセットへの樹脂圧力を円環状に均等に分散することで、各嵌合部が樹脂
圧力により曲がることがなく、特に口径の大きな押出機にも対応可能であるため、押出機のスケールアップ対応にも可能であり、生産性に対して有効に働く。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。以下に、図９に示す図をもとに、変形の例を説明する。なお、図９は（ａ）が平面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が（ｂ）におけるＬ－Ｌ’断面図を示す。

本発明のダイスセットの嵌合ダイスが有するノズル部の直径は、作成するストランドに合わせて任意に設定できるが、ノズル部で原料のヤケを生じない観点から、１．０～５．０ｍｍであることが好ましい。

前記嵌合ダイスが有するノズル部の数は、第１実施形態および第２実施形態において開示するように複数のノズル部であっても良く、図９に示すノズル部２６のように、１つのノズル部としても良い。
また、ノズル部の深さ方向は、吐出したストランドの糸切れ防止の観点から、第１実施形態および第２実施形態に開示するように原料流路方向に対して角度を付けたものでもよいが、図９－（ｃ）に示すように、ノズル部の深さ方向は、原料流路方向９２と平行となる方向でもよい。
前記原料流路方向９２に対するノズル部の深さ方向の角度は、原料流路方向を０°、原料流路方向から地面水平方向から下向きを＋とした場合、ノズル部で原料のヤケを生じない観点から、０～＋７５°であることが好ましい。

また、前記ノズル部の吐出口を設ける前記嵌合ダイスの第一の嵌合部に隣接する平面３０は、第１実施形態や第２実施形態に示したようにノズル部から安定して原料が吐出するよう凸部を設けてもよいが、図９に示すように、凸部を有さない平面であってもよい。

前記嵌合ダイスの原料流路における原料絞り部２５は、原料流路の流入口が円形であり、かつ原料流路の厚み方向または幅方向において、原料下流側に進むに従って原料を絞るよう流路が狭い構造であればよく、第１実施形態および第２実施形態のように、原料流路の厚み方向のみを絞り、幅方向は平坦となる形状でもよく、また図９に示すように厚み方向および幅方向とも絞る形状としてもよい。また、前期原料絞り部で原料のヤケを生じない観点から、前記原料絞り部の先端７３は、図９－（ｃ）に示すように曲面であることが好ましい。

前記嵌合ダイスが有する原料絞り部の円形の流入口の直径は、取り付けるブレーカープレートの貫通孔すべての原料を流入できる直径であればよく、任意の直径に設定することができる。また、原料の樹脂圧力と、ダイスセットの締結力を均等にする観点から、原料流路はダイスセットの右側面から見て中央の位置に配置されることが好ましく、また原料流路の流入口は真円である事が好ましい。

前記嵌合ダイス全体の径ならびに長さは、製造するストランドの本数の樹脂圧力に耐えうるよう任意のサイズで作成することができる。
前記ダイフランジ全体のサイズは、嵌合ダイスを嵌め合わせ、さらにシリンダー先端フランジと締結できることができ、さらにヒーターからの伝熱を嵌合ダイスに伝えることのできるよう設計されたものであればよく、任意のサイズで作成することができる。

また、前記嵌合ダイスの側面における嵌合部は、第１実施形態のように第一の嵌合部および第二の嵌合部の２つとすることも、第２実施形態のように第一の嵌合部、第二の嵌合部、および第三の嵌合部の３つとすることもでき、嵌合ダイスの側面が階段状になるようさらに直径の異なる円柱状の嵌合部を設けることもできる。

また、ブレーカープレートと、嵌合ダイスが有するブレーカープレート取付孔との嵌め合い公差は、ヒーターにより加熱される嵌合ダイスとブレーカープレートの材質の熱膨張を考慮し、「中間ばめ」または「すきまばめ」にて嵌め合わされるよう、公差を設定することができる。
また、前記ブレーカープレート取付孔の深さは、ダイスセットと押出機のシリンダー先端フランジを締結した際に締結力を前記ブレーカープレート取付孔とブレーカープレートに伝えるよう、締結時にダイスセットと押出機のシリンダー先端フランジ間に空間を設ける範囲で任意に設定できる。

本発明のダイスセットが有するダイフランジの第一の嵌合孔の深さは、第１実施形態および第２実施形態において開示するように、ダイフランジに設置するヒーターにより加熱されるダイフランジの熱を効率よく嵌合ダイスに伝導させる観点から、嵌合ダイスの第一の嵌合部の高さと同じとしても良いが、嵌合ダイスから吐出する原料が前記ダイフランジに接触しないよう、ダイフランジの第一の嵌合孔の深さを嵌合ダイスの高さより浅い深さとしても良い。
また前記第一の嵌合孔以外の嵌合孔の深さは、対応する嵌合ダイスの嵌合部の側面の高さと同じであることが好ましいが、ダイフランジと嵌合ダイスそれぞれの材質、および形状による熱膨張を考慮して、前記嵌合公差を勘案した上で、嵌合孔の深さを微調整してもよく、また、第二の嵌合孔の深さは、ダイスセットと押出機のシリンダー先端フランジを締結した際に締結力をダイフランジと嵌合ダイスに伝えるよう、締結時にダイスセットと押出機のシリンダー先端フランジ間に空間を設ける範囲で任意に設定することもできる。

本発明のダイスセットの嵌合ダイスの嵌合部およびブレーカープレート取付孔、およびダイフランジの嵌合孔は、嵌合時および取り付け時の各パーツの接触による傷の防止、および各パーツの角部の熱膨張に伴い接触するパーツを傷つけることを防止するよう、嵌合する各面の端の部分に、図１０に示す面取り加工やＲ加工を設けることができる。
なお、図１０は、（ａ）がダイスセットの断面図、（ａ）に記載する嵌合ダイスの第二嵌合平面とダイフランジの底面がなすＡ部分の拡大図の一例として面とり加工を（ｂ）として、またＲ加工を（ｃ）として示す。

本発明のダイスセットと押出機のシリンダー先端フランジの締結は、分解時の作業性の観点から第１実施形態および第２実施形態のようにアイボルトとしてもよいが、シリンダーフランジに複数のボルト穴を開け、ダイフランジには対応するボルトを貫通する孔とボルトの座繰り穴を開けた上で、複数のボルトでダイフランジとシリンダーフランジを締結しても良い。均等な締結力を得る観点から、各ボルト締結部は、ダイフランジの嵌合孔の中心から均等に配置されることが好ましい。

本発明のダイスセットは、組み立て時に嵌合ダイスが回ることを防止するために、図９に示すように嵌合ダイスに穴もしくは溝を、ダイスフランジに対応する孔もしくは溝を設けた、嵌合ダイスの回転止め７４を設けることができる。

本発明のダイスセットの嵌合ダイスは、清掃時に嵌合ダイスとダイフランジを分解できるよう、図９に示すように抜きねじ７９の孔を設けることができる。

本発明のダイスセットのダイフランジは、分解および組み立て時の作業性の観点から、ダイスセットを片開きで開くよう、図９に示すように締結するアイボルトを押さえるボルト押さえ７５をダイフランジ側面に設けてもよい。
また、さらに前記ダイフランジは、分解および組み立て時の作業性の観点から、図９に示すように、ダイスセットの開閉時に使用する開閉持ち手７６を設けてもよい。前記開閉持ち手は、例えば棒状のものをダイフランジ側面へボルト止め、あるいは溶接することでダイフランジに接続される。

本発明のダイスセットのダイフランジを加熱するヒーターは、第１実施形態および第２実施形態に示したようにカートリッジヒーターをダイスセットに差し込んでもよいが、ダイフランジ側面にプレートヒーターをネジ止めするなど任意のものを使用することができる。

本発明の押出機は、熱可塑性樹脂を含む原料を溶融混練してストランドを作成できるものであればよく、例えば一軸押出機や二軸押出機など、任意の押出機とすることができる。

本発明のダイスセットおよび押出機は、ダイスセットの分解および掃除の観点から、特に原料が固体粒子を熱可塑性樹脂とともに含むものをストランドおよびペレットに加工する際において有効に作用するが、熱可塑性樹脂のみの原料においても、ヤケの掃除の観点から有効に作用する。
前記固体粒子としては、顔料、染料、プラスチック用の添加剤、可塑剤など公知のものが挙げられる。

本発明の押出機のシリンダー先端フランジはダイスセットを締結できるものであればよく、任意のサイズ、および締結具を使用することができる。
また前記シリンダー先端フランジには、図９に示すように、分解および組み立て時の作業性の観点から、ダイスセットの落下を防ぐダイスセット用ガイド７７を設けることができ、前記ダイスセット用ガイドは、シリンダー先端フランジに溶接するあるいはネジ止めする等の任意の方法でシリンダー先端フランジと接続することができる。

本発明の押出機のブレーカープレートの側面は、図７に示すように、分解時の作業性の観点から、ブレーカープレートをシリンダー先端フランジから抜き取るための溝６５があっても良く、また無くてもよい。

１ 押出機
６ ブレーカープレート
８ シリンダー先端フランジ
９ ダイスセット
２１ 嵌合ダイス
２２ 第一の嵌合部
２３ 第二の嵌合部
２４ ブレーカープレート取付孔
２５ 原料絞り部
２６ ノズル部
２７ 原料流路
２８ 嵌合平面
２９ 取付平面
３１ 流入口
４１ ダイフランジ
４２ 第一の嵌合孔
４３ 第二の嵌合孔
４４ 円環状の平面
４５ ボルト締結部分
５１ 第三の嵌合部
５２ 第一の嵌合平面
５３ 第二の嵌合平面
５４ 第三の嵌合孔
５５ 第一の円環状の平面
５６ 第二の円環状の平面
６３ 貫通孔
７８ 締結ボルト
９２ 原料流入方向

Claims (3)

1. 熱可塑性樹脂組成物をストランド状に押し出すための押出機が備えるダイスセットであって、
   前記ダイスセットは、嵌合ダイスとダイフランジを嵌合することにより構成され、
   前記嵌合ダイスの側面は、円柱状の第一の嵌合部、および前記第一の嵌合部より直径の大きい円柱状の第二の嵌合部を有し、
   前記嵌合ダイスの内側は、第二の嵌合部の底部にブレーカープレート取付孔、並びに前記ブレーカープレート取付孔より直径の小さい円を流入口とする原料絞り部および円柱状のノズル部からなる原料流路を有し、
   前記嵌合ダイスは、第一の嵌合部と第二の嵌合部の側面の間の段差において原料流入方向に対して垂直な平面である円環状の嵌合平面、および前記ブレーカープレート取付孔と前記流入口の間の段差において原料流入方向に対して垂直な平面である円環状の取付平面を有し、
   前記ダイフランジは、前記嵌合ダイスの第一の嵌合部、第二の嵌合部、および前記嵌合平面と嵌め合わせる嵌合孔および円環状の平面を有し、
   前記ダイフランジは、押出機と締結するダイス締結部を有する
   ことを特徴とするダイスセット。
2. 請求項1に記載のダイスセットであって、
   前記ダイスセットの側面において、第一の嵌合部と第二の嵌合部の間に、さらに第一の嵌合部の直径と第二の嵌合部の直径の中間の直径の円柱状の側面を有するさらなる嵌合部を一つ以上有し、
   前記ダイフランジは、前記嵌合ダイスのさらなる嵌合部と嵌合する一つ以上のさらなる嵌合孔を有する
   ダイスセット。
3. 請求項１または請求項２記載のダイスセットと、ブレーカープレートを備える押出機。

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