JPH07214640A

JPH07214640A - ブレーカプレート

Info

Publication number: JPH07214640A
Application number: JP6011181A
Authority: JP
Inventors: Takeharu Isaki; 健晴伊▲崎▼; Yasuhiko Ota; 靖彦太田; Hideji Matsumura; 松村　　秀司; Masaaki Takeo; 昌明武尾
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1994-02-02
Filing date: 1994-02-02
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】押出成形時にブレーカプレート前後における
樹脂の滞留を最小限に抑え、樹脂の流動を滑らかにする
ことによって、樹脂の熱劣化、分解、ゲル化等を防止
し、アダプター内壁等にそれらの付着を防止し、これに
より、優れた表面状態、光学的特性等を有する押出成形
品が得られるブレーカプレートを提供する。【構成】その軸直角断面における最上部および最下部
の孔（２，３）がアダプター（２３）の円筒状内壁面に
沿って開口する円弧状の幅狭い長孔（２，３）であるこ
とを特徴とする。上記円弧状の長孔（２，３）の外側の
内壁面が、アダプター（２３）の円筒状内壁面となめら
かに接続するよう構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は押出成形機用ブレーカプ
レートに関する。詳しくは、押出成形機を用いて樹脂を
成形する際に、ブレーカプレート前後における樹脂の滞
留を最小限に抑え、当該箇所における樹脂の流動を滑ら
かにし得るブレーカプレートであって、且つ、優れた表
面状態、光学的特性等を有するフィルム、シート等の押
出成形品を得るのに適したブレーカプレートに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スクリュー式押出成形機を用い
てフィルム、シート等の押出成形品を製造する場合、押
出成形機のバレル内でスクリューにより樹脂を混練、溶
融させた後、ダイから押出し、冷却して所定の形状に賦
形する方法が採用されている。ダイは、押出成形機のバ
レル先端部にアダプターを介して設置されるが、通常、
バレル先端部とアダプターの間にはブレーカプレートお
よびスクリーンが配設される。

【０００３】ブレーカプレートはスクリーンと同様、樹
脂に混入している異物および未溶融物等の通過を阻止
し、樹脂に背圧を与えて混練を助成するため等に使用さ
れる。フィルム、シート等の押出成形品の表面状態、機
械的特性、光学的特性等は用いるダイの形状に大きく依
存するが、ブレーカプレートの形状もこれらの特性に大
きな影響を及ぼす。

【０００４】而して、従来多用されているブレーカプレ
ートとして、例えばプラスチック加工技術便覧（新版）
（日刊工業新聞社、昭和５２年１２月２０日４版発行）
第２３９頁図４・２６には、多数の円形の樹脂通過孔を
同心円上に配設したものが記載されている。しかし、こ
れらのブレーカプレートでは、ブレーカプレートの各孔
から流出する樹脂の流れが均一にならない。具体的に
は、ブレーカプレートの外周部に配設された孔および中
心部に配設された孔における樹脂の滞留時間が、その中
間部に配設された孔における樹脂の滞留時間に比べ長く
なり、樹脂の劣化、焦げなどが発生することがある。

【０００５】このような問題点を解決したブレーカプレ
ートとして、ＰＬＡＳＴＩＣＳＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮ
Ｇ，１９８２年６月号，第３９〜４４頁には、樹脂の滞
留時間が長くなる外周部および中心部でその厚さを薄く
して、孔の軸方向長さを短縮したブレーカプレートが記
載されている。

【０００６】また、特開平５−１６２０７号公報には、
ブレーカプレート盤に明けた一部の複数貫通孔はブレー
カプレート盤の表裏面に直角に貫通し、残りの複数の貫
通孔はブレーカプレート盤の表裏面に斜めに貫通してい
る押出成形装置のブレーカプレートが開示されている。
しかし、これらの公知のブレーカプレートを用いた場合
でも、優れた表面状態、機械的特性等を有する押出成形
品を得ることは困難であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来のブレ
ーカプレートを用いて押出成形する場合、樹脂がブレー
カプレートの多数の円形の孔の部分を流れるときに高い
せん断力を受けて発熱し、ブレーカプレート周辺で熱劣
化、分解、またはゲル化し、器壁に付着するという欠点
がある。また、ブレーカプレートの孔の明いてない部分
で樹脂が滞留して劣化し、劣化樹脂がアダプター内壁に
筋状に付着することがある。そのため、得られるフィル
ム、シートの表面に流れ方向の筋の痕跡が生じ、成形品
の表面状態、外観、機械的特性、光学的特性等の品質を
悪化させる原因となっている。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、押出成
形時にブレーカプレート前後における樹脂の滞留を最小
限に抑え、該箇所における樹脂の流動を滑らかにし得る
ブレーカプレートを提供することにある。また、他の目
的は、押出成形時の樹脂の熱劣化、分解、ゲル化等を防
止し、アダプター内壁等にそれらの付着を防止し、且
つ、優れた表面状態、光学的特性等を有する押出成形品
が得られるブレーカプレートを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、アダプターからダイ
に至る樹脂の流れは層流をなしており、アダプターの円
筒状内面の上部および下部の壁面に接しまたはその近傍
を通過する樹脂は、成形品であるフィルム、シート等の
中央領域に流出することを確認した。かかる知見に基づ
いてさらに検討した結果、ブレーカプレートの軸直角断
面において、該断面の少なくとも最上部および最下部に
設ける孔をアダプターの円筒状内面に沿って円弧状に開
口させることにより、アダプターの円筒状内面の上部お
よび下部の壁面に沿って流れる樹脂の流れを乱すことが
なく、且つ、樹脂の滞留を生じないブレーカプレートが
得られることを見出し、本発明を完成した。

【００１０】すなわち、本発明のブレーカプレートは、
その下流側に設置されるアダプター内の上部壁面および
下部壁面の近傍における樹脂の流れを妨げないよう構成
されるものであり、ブレーカプレートの軸直角断面にお
ける少なくとも最上部および最下部に設けられる孔の断
面形状に特徴を有するものである。

【００１１】具体的には、本発明は、押出成形機の樹脂
押出方向に沿って上流側のバレルと下流側のアダプター
との間に装着され、樹脂押出方向（本明細書中において
「軸方向」という。）に沿った複数の樹脂通過孔（本明
細書中において単に「孔」という。）を有するブレーカ
プレートにおいて、その軸直角断面における最上部およ
び最下部の孔がアダプターの円筒状内壁面に沿って開口
する円弧状の幅狭い長孔であることを特徴とするブレー
カプレートである。

【００１２】本発明において、軸直角断面における最上
部および最下部の孔とは、後述する図１に示す断面にお
ける中心４から上方または下方に最も離れている孔、す
なわち、図１に示す長孔２および長孔３を意味する。

【００１３】本発明のブレーカプレートは、押出成形
機、特に好適にはスクリュー式単軸押出機に取りつけら
れ、熱可塑性樹脂フィルムまたはシート等を製造する際
に用いられる。熱可塑性樹脂の種類には特に制限はな
く、本発明は、例えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステル、ポリ
エーテル、ニトリル系ポリマー等公知の熱可塑性樹脂の
押出成形に適用できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、本発明に係るブレ
ーカプレートについて詳細に説明する。図１は、本発明
に係るブレーカープレートの一実施例の軸直角断面図
（図２中Ｂ−Ｂ′線に沿った断面図）であり、図２は、
その軸方向中央断面図（図１中Ａ−Ａ′線に沿った断面
図）、図３は、図１および図２に示すブレーカプレート
を使用したスクリュー式単軸押出機の一例を示す説明図
である。

【００１５】本発明に係るブレーカプレート１は、その
軸直角断面（図１）における少なくとも最上部および最
下部の孔として、断面形状が内側に円弧状に湾曲した細
長い長孔２および３が設けられる。長孔２および３は、
軸直角断面における中心４を中心とする一円周上に配設
される。長孔２および３の諸元は、原料樹脂の種類、押
出成形機のサイズ、および押出成形時にブレーカプレー
ト１にかかる圧力（押出背圧）等により適宜選択され
る。樹脂の滞留防止効果、異物除去効果、スクリーンの
保持効果等を考慮すると、長孔２および３の軸直角断面
における幅、すなわち、図２における外側内壁面２ａと
内側内壁面２ｂ、または同３ａと同３ｂ間の距離は２〜
８ｍｍであることが好ましい。さらに好ましい距離は
２.5〜５ｍｍである。又、軸直角断面において長孔２お
よび３が張る中心角（両端の点２ｃと２ｄ又は３ｃと３
ｄを結ぶ円弧が張る中心角をいうものとする。）は、９
０〜１６０°程度、さらに好ましくは１２０〜１４０°
とすることが推奨される。なお、この中心角は、強度が
許容する限り大きくとることが望ましい。

【００１６】ブレーカプレート１には、その軸直角断面
（図１）における最も右側および左側にも孔５および孔
６等の複数個の孔が設けられる。また、これらの長孔
２、３、５、６と中心４との間にも孔７、８、９等の複
数個の孔が設けられる。これらの孔５〜９の断面形状に
は特に制限はなく、公知の形状、例えば円形であっても
よいし、また、前記長孔２、長孔３のように軸直角断面
における断面形状が内側に円弧状に湾曲した長孔であっ
てもよい。孔５、６、７、８等の断面形状は好ましくは
後者であり、中心４を包含する孔９の断面形状は好まし
くは前者である。これらの孔の大きさと数は、押出背
圧、樹脂の滞留防止効果、異物除去効果、スクリーンの
保持効果等を考慮して所望の開口率になるように適宜選
定される。

【００１７】ブレーカプレート１の開口率、すなわち、
アダプター２３の樹脂通路の軸直角断面積に対する孔の
全断面積の比率は、押出背圧、樹脂の滞留防止効果、異
物除去効果、スクリーンの保持効果等に影響を及ぼす。
開口率が大きいと、樹脂の流れが妨げられず、樹脂の滞
留を防止し得る点で利点があるが、押出背圧が低くなり
樹脂の混練不足、ショートパスをきたす原因となる。か
かる点を総合的に勘案すると、開口率は３０〜５０％程
度であることが望ましい。

【００１８】ブレーカプレート１に設けられた前記各孔
の樹脂流入口には、通常、図２に示す如く異物除去、押
出背圧調節等のためにスクリーン１０が配設される。異
物除去効果を良くするためには、スクリーン１０の外径
は、２ａと３a 間の最大距離より１〜５ｍｍ程度大きく
することが望ましい。この場合、スクリーン１０の取付
部に段差が生じ樹脂が滞留し易くなるのでこれを防止す
るために、段差を解消し得る形状、寸法を有するリング
１１を取り付けることが望ましい。

【００１９】通常、樹脂の流れ方向と直角をなす方向の
断面において、アダプター内の樹脂通路の上部壁面およ
び下部壁面に沿ってその近傍を流れる樹脂は、得られる
フィルム、シート等の幅方向の中央部を形成し、当該断
面におけるアダプターの中心部およびその近傍を流れる
樹脂は、得られるフィルム、シート等の厚さ方向の中心
部を形成し、該断面におけるアダプターの左右の壁面に
沿ってその近傍を流れる樹脂は、得られるフィルム、シ
ート等の幅方向の端部を形成する。フィルム、シート等
の端部は、通常は、所謂、「みみ」として切断、廃棄さ
れるものである。

【００２０】本発明に係るブレーカプレートは、上記の
如き構成であるため、ブレーカプレートからアダプター
に至る樹脂の流れが妨げられず、特に、アダプターの上
部および下部の壁面の近傍における樹脂の流路変化が少
ないものである。そのため、本発明に係るブレーカプレ
ートを装着した押出成形機を使用することにより、優れ
た表面状態、光学的特性等を有するフィルム、シート等
の押出成形品が得られる。特に、Ｔダイを装着した押出
成形機に本発明に係るブレーカプレートを適用すると、
成形品の流れ方向に走る特有の筋のない高品質のフィル
ム、シート等が得られる。

【００２１】さらに、本発明に係るブレーカプレート
は、その樹脂流入口における樹脂の滞留が少なく、その
ため、該箇所における樹脂の熱劣化を防止することがで
き、優れた色調を有する成形品を得ることができる。

【００２２】図３は、上記の如く構成された本発明に係
るブレーカプレートを使用したスクリュー式単軸押出機
の一例を示している。図中、１は本発明に係るブレーカ
プレート、２１はバレル、２２はスクリュー、２３はア
ダプター、２４はフランジ、２５，２６および２７はバ
ンドヒーター、２８はダイである。

【００２３】ブレーカプレート１はバレル２１とアダプ
ター２３の間に装着され、バレル内でスクリューにより
混練、溶融された樹脂に混入している異物および未溶融
物等の通過を阻止すると共に、樹脂に背圧を与えて混練
を助成しつつ当該樹脂をアダプター２３内へ送り込む。

【００２４】而して、ブレーカプレート１の前記最上部
および最下部の円弧状の長孔２および３の外側内壁面
（図１および図２中の２a および３a ）の曲率半径は、
アダプターの内壁面の曲率半径と同一に形成されると共
に、当該最上部および最下部の長孔２および３の外側内
壁面２a および３a がアダプターの内壁面となめらかに
接続するようにアダプターと同軸に取り付けられる（図
３参照）。

【００２５】以下、本発明に係るブレーカプレートを装
着したスクリュー式単軸押出成形機を使用した押出成形
例を示す。尚、実施例に示した各特性は下記方法により
測定した値である。

【００２６】（１）フィルム表面の筋の観察フィルムに平行光線を透過させ、白色紙上にその映像を
投写し、筋状の影の有無を観察して、フィルム表面の筋
の有無を評価する。

【００２７】（２）フィルムの表面の粗度（単位：μ
ｍ）表面粗さ解析装置（株式会社小坂研究所製、形式：サー
フコーダーＡＹ−３１）を用いてフィルム表面の粗度を
測定し、その最大値を示す。

【００２８】（３）ブレーカプレートの樹脂流入口近傍
から樹脂流出口近傍における樹脂の滞留時間分布ブレーカプレートを２．５次元で近似的にモデル化し、
有限要素法による熱流体解析ソフト“ＰＯＬＹＦＬＯ
Ｗ”（開発元：ベルギー王国、Ｐｏｌｙｆｌｏｗ．Ｓ．
Ａ．社、および、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｅＣａｔｈｏｌ
ｉｑｕｅｄｅＬｏｕｖａｉｎ，ｔｈｅＵｎｔｉｅｄ
ｅＭｅｃｈａｎｉｑｕｅ）を使用し、押出成形機内に
おける樹脂の流動解析を行い、ブレーカプレートの樹脂
流入口近傍から樹脂流出口近傍における樹脂の最大滞留
時間を示す。

【００２９】〔実施例１〕口径５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ（スク
リュー長さ／スクリュー径）２８の単軸押出機のバレル
先端部に、図１と同様の断面形状を有するブレーカプレ
ート（２ａ２ｂおよび３ａ３ｂ間距離：４ｍｍ、長孔が
張る中心角：１３０°、２ａおよび３ａの曲率半径：１
６ｍｍ、孔の長さ２３ｍｍ、開孔率：約５０％、スクリ
ーン：３００メッシュ）を装着し、その下流側に長さ１
８０ｍｍのアダプター（内径：３２ｍｍ）を介して、幅
６５０ｍｍのＴダイを装着した。この押出機に、ポリス
チレン（三井東圧化学株式会社製、商品名：トーポレッ
クス５７５−５７Ｕ）を供給し、厚さ２００μｍ、幅５
５０〜６００ｍｍのポリスチレンフィルムを成形した。
尚、成形条件は、押出機のメータリング部およびＴ−ダ
イ温度：２５０℃、スクリュー回転数：３５ｒｐｍ、押
出量：約２０Ｋｇ／ｈｒ、キャスティングロールの温
度：８０℃とした。

【００３０】フィルムの成形加工中に、ブレーカプレー
トの樹脂流入口近傍から樹脂流出口近傍における樹脂の
最大滞留時間を上記方法により求めた結果、壁面付近で
５００秒間であり、該箇所において樹脂の滞留が少ない
ことを確認した。また、得られたフィルムの幅５００ｍ
ｍの中央領域をサンプルとして採取し、上記方法によ
り、フィルム表面の筋の有無と表面粗度を測定した。そ
の結果、フィルム表面に筋の存在は認められず、又、表
面粗度は最大０．３μｍであった。

【００３１】〔比較例１〕多孔型のブレーカプレート
（孔断面形状：円形、孔径：２．５ｍｍ、孔数：５２
個、開孔率：３２％）を押出機に装着した以外、実施例
１と同様にして厚さ２００μｍのポリスチレンフィルム
を成形した。ブレーカプレートの樹脂流入口近傍から樹
脂流出口近傍における樹脂の最大滞留時間、および、得
られたフィルムの表面の筋の有無、および、表面粗度を
実施例１と同様にして測定した。その結果、該箇所にお
ける樹脂の最大滞留時間は３５００秒間であり、得られ
たフィルム表面の長さ方向に微細な筋状の影がフィルム
の幅方向全面にわたって明確に観察された。また、フィ
ルムの表面粗度は最大０．６μｍであった。

【００３２】

【発明の効果】本発明のブレーカプレートを使用するこ
とにより、押出成形時のブレーカプレートの樹脂流入口
における樹脂の滞留を抑えることができ、そのため、樹
脂の熱劣化、分解等を防止することができる。また、ブ
レーカプレートおよびアダプター内部の樹脂の流路変化
を極めて少なくし得るので、得られる成形品の表面に筋
等が発生することがなく、優れた表面平滑性、光学的特
性等を有する成形品を得ることができる。

【００３３】なお、本発明は叙上の実施例に限定される
ものでなく、例えば孔の数や配置等は使用する樹脂や押
出機の種類に応じて適宜変更されるものであり、従っ
て、本発明はその目的の範囲内において上記の説明から
当業者が容易に想到し得るすべての変更実施例を包摂す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブレーカープレートの一実施例の
軸直角断面図（図２中Ｂ−Ｂ′線に沿った断面図）であ
る。

【図２】その軸方向中央断面図（図１中Ａ−Ａ′線に沿
った断面図）である。

【図３】図１および図２に示すブレーカプレートを使用
したスクリュー式単軸押出機の一例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ブレーカプレート２最上部の長孔３最下部の長孔４中心５〜９孔１０スクリーン１１リング２１バレル２２スクリュー２３アダプター２４フランジ２５〜２７バンドヒーター２８ダイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武尾昌明愛知県名古屋市南区丹後通２丁目１番地三井東圧化学株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】押出成形機の樹脂押出方向に沿って上流側
のバレル（２１）と下流側のアダプター（２３）との間
に装着され、樹脂押出方向（以下「軸方向」という。）
に沿った複数の樹脂通過孔（以下、単に「孔」とい
う。）を有するブレーカプレート（１）において、その軸直角断面における最上部および最下部の孔（２，
３）がアダプター（２３）の円筒状内壁面に沿って開口
する円弧状の幅狭い長孔（２，３）であることを特徴と
する上記のブレーカプレート。
【請求項２】上記円弧状の長孔（２，３）の外側の内壁
面（２ａ，３ａ）が、アダプター（２３）の円筒状内壁
面と同一の曲率半径を有し、その中心がアダプターの中
心と一致するよう取り付けられる請求項１に記載のブレ
ーカプレート。
【請求項３】上記円弧状の長孔（２，３）の幅が２ｍｍ
以上８ｍｍ以下である請求項１に記載のブレーカプレー
ト。
【請求項４】上記円弧状の長孔（２，３）が張る中心角
が９０°以上１６０°以下である請求項１に記載のブレ
ーカプレート。
【請求項５】軸直角有効断面積に対する上記複数の孔
（２，３，５〜９）の開口率が３０％以上５０％以下で
ある請求項１に記載のブレーカプレート。