JP2000006227A

JP2000006227A - 押出成形用ダイ

Info

Publication number: JP2000006227A
Application number: JP10177149A
Authority: JP
Inventors: Nobutsugu Chigira; 宣嗣千木良; Masaharu Toyama; 正治遠山; Yuji Yoshimura; 裕司吉村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2000-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】生産中のリップ間隙調整に頼ることなく、均一
性の高い樹脂シートを製造することのできる押出成形用
ダイおよびシートの製造装置を提供する【解決手段】溶融樹脂の流入路および溶融樹脂を押出幅
方向に拡げるマニホールドを形成するダイホッパー部
と、ダイホッパー部で拡げられる溶融樹脂の厚みを規制
しながらシートに成形する一対のリップ部とを有し、リ
ップ部の相対向する溶融樹脂接液面はテーパー部とラン
ド部とを有し、かつ、そのランド部の長さが、溶融樹脂
の押出幅方向において中央部で極大となり、中央部と端
部との間で極小になるように変化している押出成形用ダ
イをシートの製造装置に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムなどの樹
脂シートの製造するのに好適な押出成形用ダイ、およ
び、それを用いた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルムの製造など樹脂シートは、溶融
樹脂を通常ダイを用いて押出し、その押出した溶融樹脂
を延伸してシートに成形する。このとき、溶融樹脂の幅
方向の押出流量分布が、シートの均一性に影響を及ぼ
す。そのため、特開平９−１０９２２９号公報に記載さ
れているように、溶融樹脂接液面においてランド部の長
さを幅方向に変化させたり、マニホールドの断面積、形
状を変化させた押出成形用口金を用いて溶融樹脂の押出
流量を均一にして最終製品の樹脂シートの均一性を高め
ることが試みられている。

【０００３】しかし、押出流量を図１に示すように均一
にしていても、その後の延伸工程によって生じるフィル
ムの幅方向のネックダウンによって、図２のように端部
近傍が厚くなり均一なフィルムが得られない。厚みむら
は、押出された溶融樹脂の中央部と端部の厚みの差が小
さいほど顕著であるそこで、リップ先端部にリップ間隙
調整ボルトなどを設け、延伸後の樹脂シートの均一性が
図４のようになるように、製膜開始後にリップ間隙を溶
融樹脂の押出流量分布が図３になるように適宜調整して
いる。

【０００４】しかしながら、従来のダイを用いる場合、
ダイを押出機に取り付け溶融樹脂を押出した後にボルト
などによってリップ間隙を調整し厚みむらを解消しよう
としているため、製品となるフィルムを生産できる状態
にするまでの調整に多くの時間を費やさなければなら
ず、生産性が大きく低下することになる。また、ボルト
などによりリップ間隙を調整しようとすると、リップ先
端部（溶融樹脂の出口）に無理な力がかかるため溶融樹
脂押出量の微妙な調整が難しくなる。さらに、リップ部
が大きく変形するためにリップの真直度も悪化させてい
る。さらに、ボルトの熱膨張や熱収縮によってリップ間
隙を調整する場合には、多くのエネルギーを投入する必
要があり、断線等の問題もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生産中のリ
ップ間隙調整に頼ることなく、均一性の高い樹脂シート
を製造することのできる押出成形用ダイおよびシートの
製造装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、溶融樹脂の流入路および溶融樹脂を押出幅
方向に拡げるマニホールドを形成するダイホッパー部
と、ダイホッパー部で拡げられる溶融樹脂の厚みを規制
しながらシートに成形する一対のリップ部とを有し、リ
ップ部の相対向する溶融樹脂接液面はテーパー部とラン
ド部とを有し、かつ、そのランド部の長さが、溶融樹脂
の押出幅方向における中央部で極大となり、中央部と端
部との間で極小になるように変化している押出成形用ダ
イを特徴とするものである。

【０００７】ここで、溶融樹脂の粘度調節手段を備えて
いることが好ましく、粘度調節手段が、溶融樹脂接液面
の温度を調節するヒーターを備えていることがより好ま
しい。また、リップ間隙調整手段を備えていることが好
ましく、リップ間隙調整手段が調整ボルトを備えている
ことや、調整ボルトが、発熱媒体または冷却媒体を備
え、かつ、その媒体による放熱または吸熱によって伸縮
するものであることがより好ましい。そして、リップ部
における溶融樹脂接液面のビッカース硬度が５００〜
４，０００の範囲にあることも好ましく、リップ部にお
ける溶融樹脂接液面にセラミックまたは金属が被覆され
ていることがより好ましい。ダイホッパー部とリップ部
とが別体から構成されていることも好ましい。

【０００８】また、上記目的を達成するための本発明
は、上記の押出成形用ダイを有するシートの製造装置を
特徴とするものである。

【０００９】ここで、押出成形された樹脂を少なくとも
押出方向に延伸する手段を備えていること、リップ間隙
調整手段の制御手段を備えていることことが好ましく、
制御手段が、延伸前後におけるシートの厚み計測手段を
含んでいることがより好ましい。

【００１０】そして、上記目的を達成するための本発明
は、上記の押出成形用ダイまたはシートの製造装置を用
いてシートを押出成形し、そのシートを少なくとも押出
方向に延伸するシートの製造方法を特徴とするものであ
る。

【００１１】このとき、計測した延伸前後におけるシー
トの厚みとリップ間隙との関係を記憶し、次にシートの
製造を開始する前にリップ間隙を上記の関係に調整する
こと、さらにはシートの製造開始時および終了時のリッ
プ間隙差に基づいて、計測した延伸前後におけるシート
の厚みとリップ間隙との関係を補正することが好まし
い。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の押出成形用ダイは、溶融
樹脂の厚みを幅方向において中央部で極大、中央部と端
部の間で極小になるように押出できるもので、図５、図
６および図７に示すように、溶融樹脂の流入口１と流入
した樹脂を幅方向に拡げるマニホールド３を形成するダ
イホッパー部２と、その樹脂の厚みを整える一対のリッ
プ部６とを備えている。そして、リップ部の溶融樹脂接
液面は、図６および図７で示されるように２段階にテー
パーされているテーパー部４と、テーパー部４に続きか
つリップ部下面１５とほぼ垂直な角を形成するランド部
５とから構成されており、リップ部下面１５からテーパ
ー部４までの距離（ランド部長さ）が、幅方向において
中央部で極大、中央部と端部との間で極小となるよう
に、そして、これら極大部と極小部とを漸次滑らかにつ
なぐように幅方向にテーパーの深さが変化している。

【００１３】このように加工された押出成形用ダイによ
ると、ランド部長さの短い部分で溶融樹脂の流量が増加
するため、リップ間隙をボルト等により調整して無理な
力をかけることなく、図３に示すように、中央部で厚
く、そして端部へむけてはゆるやかな弧を描くように薄
く、溶融樹脂を押し出すことができる。なお、両端部
は、延伸時に把持される部分であるので厚くても問題な
い。その結果、延伸時に生じるネックダウン現象による
フィルム端部の厚み増加を防止でき、生産開始時から、
フィルムなど樹脂シートの幅方向の均一性を高めること
ができ、生産性も高まる。また、リップ部に無理な荷重
がかからないのでリップ先端部下面の真直度も維持で
き、製造される樹脂シートなどの厚みむらを防ぐことが
できる。

【００１４】なお、上記の加工は、相対向するリップ部
溶融樹脂接液面の一方に施していればよいが、両方に施
してもよい。

【００１５】本発明は、前述のようにリップ間隙を大幅
に調整することなく所望の厚み分布を持つフィルムを得
ることを目的とするが、リップ部に間隙調整ボルトなど
のリップ間隙調整手段を併設すると、さらに高精度の調
整を行うことができる。リップ間隙調整手段としては、
ボルトの押し引きでリップ間隙を調整する方式、または
発熱媒体、冷却媒体を備えたボルトの熱膨張、熱収縮に
よる押し引きで調整する方式を用いる。それらを図６お
よび図７に示すとおりリップ先端部７の部分にダイ幅方
向に複数個設置し、リップ先端部７にたわみを与えてリ
ップ間隙を調整する。しかし、本発明の場合、ランド部
の長さを上述したように変化させているので、リップ間
隙調整手段による調整総量は、調整前のリップ間隙に対
して１／１００〜１／１０００程度で十分となる。ま
た、そのような範囲でしかリップ先端部をたわませる必
要がないので、押出する溶融樹脂の微妙な厚み調整が容
易となり、樹脂シートとしての均一性もより一層高ま
る。さらに、間隙調整時間やトラブルも減少させること
ができ、生産性も向上する。

【００１６】なお、製造する樹脂シートの厚みや種類等
条件を変更する場合のために、ダイホッパー部とリップ
部は別体から構成し、ランド部だけでなくテーパー部を
含めたリップ部全体を可動にすることが好ましい。可動
にすることで、リップ間隙を容易に大きく変更できる。

【００１７】また、本発明において、溶融樹脂の幅方向
の粘度を変化させて、ダイから吐出する樹脂の流量を調
整することも好ましい。溶融樹脂の粘度を変化させる方
式としては、たとえば、前述のリップ間隙調整手段のよ
うにリップ先端部７に複数個のヒータをダイ幅方向に設
け、リップの溶融樹脂接液面の温度を幅方向に変化させ
てその位置を通過する溶融樹脂の粘度を調節する方式が
ある。このように溶融樹脂の粘度変化により厚みを調整
する手段を併設することで、リップ間隙を調整すること
なく押出す樹脂の厚みの微妙な調整をすることができ
る。なお、この粘度調整手段は前述のボルト等によるリ
ップ間隙調整手段と共に併設しても良い。

【００１８】本発明は、図５に示したようなＴダイの他
に、コートハンガダイ、フィッシュテールダイ等、フラ
ットダイであれば、どのようなダイであっても実施する
ことができる。

【００１９】上述した本発明の押出成形用ダイは、図８
に示すようなフィルムの製造装置などに設置することが
できる。この製造装置には、押出成形用ダイ９と、キャ
スティングドラム１０と、延伸装置と、フィルム巻取部
と、押出成形用ダイ９のリップ間隙調整手段や粘度調節
手段をフィルムの厚さに応じて制御するためのフィルム
厚み計測センサ１３ａ、１３ｂ、制御装置１４とを備え
た制御手段とが設けられている。

【００２０】溶融樹脂は、押出成形用ダイ９から回転す
るキャスティングドラム１０の上に押し出され、冷却固
化されると共に延伸工程に搬送される。樹脂は、延伸装
置１１によって少なくとも搬送方向に延伸される。搬送
方向の延伸とは別または同時に、搬送方向と直交する方
向にも延伸してもよい。延伸工程を終えフィルムとなっ
た樹脂はワインダ−に巻き取られていく。

【００２１】このとき、リップ間隙が一定であっても、
原料の種類や製膜速度、延伸倍率等のフィルム製造時の
各条件によって、溶融樹脂の押出量が変化する。そこ
で、製造されたフィルムに基づいて溶融樹脂押出量の微
調整をする。微調整は、たとえば、フィルムの延伸前後
の厚みをフィルム厚み計測センサ１３ａおよび１３ｂに
よって測定するとともに制御装置１４に一旦記憶し、フ
ィルムが所望の厚み分布になるように投入エネルギーを
決定してリップ間隙調整手段や粘度調節手段を制御して
行う。なお、制御手段は自動的に作動するものが好まし
い。

【００２２】調整されたリップ間隙分布等は記録してお
き、次回同じ厚み分布のシートを製造する場合の運転開
始前に間隙を調整する。こうすることで製造開始時間が
さらに短縮され、生産性を一層向上することができる。
また、生産開始時および終了時において適切なリップ間
隙が変化するので、次回生産開始時には、過去の生産終
了時のリップ間隙分布をもとに生産開始時のリップ間隙
分布を補正をすることも好ましい。

【００２３】ここで、生産中に樹脂がダイの出口近傍に
付着して熱劣化により固化され、ダイから流れ出る溶融
樹脂に傷をつけ、樹脂シートに欠点を発生させる場合が
ある。そこで、本発明のダイは、母材をそのままで使用
するのではなく、溶融樹脂接液面、特に出口近傍に離型
性の良い表面処理を施すことが好ましい。また、生産終
了時には、ダイの交換などに併せてダイに付着した樹脂
を除去するが、その際に傷つかずランド部の微妙な形状
が維持されるように、溶融樹脂接液面には硬度の高い表
面処理を施すことが好ましい。具体的には、ＪＩＳＺ
２２４４−１９９２で定めるビッカース硬度が５００
〜４，０００になるように、ハードクロム、ＴｉＮ、Ｔ
ｉＣ、ＴｉＣＮ、ＷＣ、Ｗ₂Ｃ、ＣｒＮ、ＤＬＣ（ダイ
ヤモンド・ライク・カーボン）などを用いて母材を被覆
する。ビッカース硬度は、より好ましくは５００〜３，
０００、さらに好ましく７００〜２，０００の範囲であ
る。なお、母材としては、ＳＵＳ４２０Ｊ２などを用い
ることができる。

【００２４】そして、溶融樹脂接液面およびリップ部下
面の表面粗さの最大高さＲ_y（ＪＩＳＢ０６０１−
１９９４）は、ダイに樹脂が付着したり製造されるシー
トの厚みむらを防ぐために、１．０μｍ以下が良く、よ
り好ましくは０．５μｍ以下である。また、フィルムの
厚みむらをさらに防ぐために、リップ部下面の真直度
（ＪＩＳＢ０６２１−１９８４）が２０μｍ／ｍ以
下、より好ましくは１０μｍ／ｍ以下であることが好ま
しい。そして、溶融樹脂接液面とリップ部下面とのなす
角には、溶融樹脂の離型性が良いように幅方向に均一な
Ｒ加工が施されていることが好ましく、その大きさはＲ
≦１００μｍ、より好ましくは２０μｍ≦Ｒ≦４０μｍ
の範囲である。

【００２５】本発明について、単層のフィルムなどを製
造する押出成形用口金ダイにおいて説明したが、複合フ
ィルムをなど提供する多層の押出成形用口金ダイについ
ても同様であり、各層のランド部の長さが、溶融樹脂の
押出幅方向において中央部で極大、中央部と端部との間
で極小となる。

【００２６】

【実施例】図８に示す樹脂フィルムの製造工程に図５、
図６および図７に示す押出成形用ダイを導入し、幅方向
におけるリップ間隙を一定にして製膜を行った。押出成
形用ダイは、幅が７５０ｍｍ、ランド部長さの極大値が
２０ｍｍ、極小値が１７．９ｍｍであった。そして、リ
ップ間隙調整手段としては、発熱体の放熱によって伸縮
する調整ボルトを備え、リップ部の溶融樹脂接液面には
ビッカース硬度が約７００になるようにハードクロムが
被覆されていた。延伸装置としては縦延伸装置を設け
た。

【００２７】製造されたフィルムは、従来のダイを用い
た場合に比べ延伸後のフィルムの中央部と端部との厚み
の差が小さく、均一性の高いものであった。また、調整
ボルトによるリップ間隙の調整は行わず製膜を開始した
のでリップに無理な力がかかっておらず、その後の厚み
の微調整を容易に実行することができた。また、溶融樹
脂接液面にハードクロムメッキを施したことにより、付
着した樹脂を除去する際にも接液面を傷つけることな
く、ランド形状を維持することができた。

【００２８】

【発明の効果】本発明の押出成形用ダイは、ランド部の
長さが、溶融樹脂の押出幅方向において中央部で極大と
なり、中央部と端部との間で極小になるように変化して
いるので、生産中のリップ間隙調整に頼ることなく、厚
みの均一性が高い樹脂シートを製造することができるも
のである。また、生産開始直後から厚みの均一性の高い
シートが得られるため、生産開始時や調整に必要とする
時間を短縮でき、生産性も向上する。

【００２９】ここで、粘度調節手段やリップ間隙調整手
段を設けている場合には、製造されるシートに基づい
て、随時流量を調整することができ、製造するシートの
厚みの均一性を高めることができる。また、溶融樹脂接
液面がセラミックや金属によって被覆され、ビッカース
硬度が５００〜４，０００の範囲にある場合には、樹脂
が付着しにくく、また清掃時にも溶融樹脂接液面が傷つ
きにくくなる。さらに、ダイホッパー部とリップ部が別
体とから構成されている場合には、シートの種類など条
件に応じてリップ間隙を大きく変更する必要があるとき
にも容易に行える。

【００３０】また、リップ間隙調整手段を、製造される
シートの延伸前後の厚み分布を計測してその結果に基づ
いて制御する場合には、最適なリップ間隙を維持するこ
とができ、生産されるシートの厚みの均一性も高くな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】延伸工程前のフィルムの厚み分布を示す図であ
る。

【図２】延伸工程後のフィルムの厚み分布を示す図であ
る。

【図３】延伸工程前のフィルムの厚み分布を示す図であ
る。

【図４】延伸工程後のフィルムの厚み分布を示す図であ
る。

【図５】本発明の押出成形用ダイの一実施態様を示す概
略縦断面図である。

【図６】図５におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図７】図５におけるＢ−Ｂ矢視図である。

【図８】本発明のシートの製造装置の一実施態様を示す
概略図である。

【符号の説明】

１：流入口２：ダイホッパー部３：マニホールド４：テーパー部５：ランド部６：リップ部７：リップ先端部８：ボルト９：押出成形用ダイ１０：キャスティングドラム１１：延伸装置１２：フィルム巻取部１３ａ：フィルム厚み計測センサ（延伸前）１３ｂ：フィルム厚み計測センサ（延伸後）１４：制御装置１５：リップ部下面

フロントページの続きＦターム(参考） 4F207 AG01 AJ02 AJ06 AJ09 AP11 AR12 KA01 KA17 KL52 KL57 KL62 KL63 KL76 KL79 KM05 KM15 KW41

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融樹脂の流入路および溶融樹脂を押出幅
方向に拡げるマニホールドを形成するダイホッパー部
と、ダイホッパー部で拡げられる溶融樹脂の厚みを規制
しながらシートに成形する一対のリップ部とを有し、リ
ップ部の相対向する溶融樹脂接液面はテーパー部とラン
ド部とを有し、かつ、そのランド部の長さが、溶融樹脂
の押出幅方向における中央部で極大となり、中央部と端
部との間で極小になるように変化していることを特徴と
する押出成形用ダイ。
【請求項２】溶融樹脂の粘度調節手段を備えている、請
求項１に記載の押出成形用ダイ。
【請求項３】粘度調節手段が、溶融樹脂接液面の温度を
調節するヒーターを備えている、請求項２に記載の押出
成形用ダイ。
【請求項４】リップ間隙調整手段を備えている、請求項
１〜３のいずれかに記載の押出成形用ダイ。
【請求項５】リップ間隙調整手段が調整ボルトを備えて
いる、請求項４に記載の押出成形用ダイ。
【請求項６】調整ボルトが、発熱媒体または冷却媒体を
備え、かつ、その媒体による放熱または吸熱によって伸
縮するものである、請求項５に記載の押出成形用ダイ。
【請求項７】リップ部の溶融樹脂接液面のビッカース硬
度が５００〜４，０００の範囲にある、請求項１〜６の
いずれかに記載の押出成形用ダイ。
【請求項８】リップ部における溶融樹脂接液面にセラミ
ックまたは金属が被覆されている、請求項７に記載の押
出成形用ダイ。
【請求項９】ダイホッパー部とリップ部とが別体から構
成されている、請求項１〜８のいずれかに記載の押出成
形用ダイ。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の押出成
形用ダイを有することを特徴とするシートの製造装置。
【請求項１１】押出成形された樹脂を少なくとも押出方
向に延伸する手段を備えている、請求項１０に記載のシ
ートの製造装置。
【請求項１２】リップ間隙調整手段の制御手段を備えて
いる、請求項１０または１１に記載のシートの製造装
置。
【請求項１３】制御手段が、延伸前後におけるシートの
厚み計測手段を含んでいる、請求項１２に記載のシート
の製造装置。
【請求項１４】請求項１〜９の押出成形用ダイまたは請
求項１０〜１３のシートの製造装置を用いてシートを押
出成形し、そのシートを少なくとも押出方向に延伸する
ことを特徴とするシートの製造方法。
【請求項１５】延伸前後におけるシートの厚みを計測
し、計測結果に基づいてリップ間隙を調整する、請求項
１４に記載のシートの製造方法。
【請求項１６】計測した延伸前後におけるシートの厚み
とリップ間隙との関係を記憶し、次にシートの製造を開
始する前にリップ間隙を上記の関係に調整する、請求項
１５に記載のシートの製造方法。
【請求項１７】シートの製造開始時および終了時のリッ
プ間隙差に基づいて、計測した延伸前後におけるシート
の厚みとリップ間隙との関係を補正する、請求項１６に
記載のシートの製造方法。