JP2004345163A

JP2004345163A - インナーディッケル式ｔダイおよびインナーディッケル式ｔダイ用の温度調整装置

Info

Publication number: JP2004345163A
Application number: JP2003143322A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Uchiumi; 真一内海; Naotaka Miyauchi; 直孝宮内
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】幅方向に均一な厚みの樹脂シートを製造する。
【解決手段】インナーディッケルＴダイ１は、溶融樹脂を導入する樹脂供給路３が形成されたＴダイ本体２と、幅方向に摺動可能に対向して配置され、形成されるシート材の幅および厚さを規定する一対のインナーディッケル部８と、インナーディッケル部８に形成されたヒータ用孔９ａに配置されたヒータ９とを有する。温度調整装置は、インナーディッケル部８の温度を測定するための熱電対１０と、ヒータ９をオンオフ制御する制御手段１３とを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートを製造する押出機におけるインナーディッケル式Ｔダイおよびインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｔダイは、押出機により溶融された樹脂をダイ本体に設けたマニホールド部へ供給し、ダイ幅方向へ広げ、ダイランド部、リップランド部を介してリップ出口から所望の幅に広げ、次工程の冷却ロールへ溶融樹脂を吐出するものである。Ｔダイのうち、樹脂シートのシート幅の調整が可能なＴダイとして、インナーディッケル式Ｔダイが知られている。
【０００３】
図５に従来のインナーディッケル式Ｔダイの一例を示す。
【０００４】
インナーディッケル式Ｔダイ１００は、ダイ本体１０１のマニホールド部１０２およびダイランド部１０３、リップランド部１０４内に、左右両幅方向に摺動自在に挿入されたインナーディッケル部１０５を備えており、送りネジ１０７に取り付けられたハンドル１０６を廻すことでインナーディッケル部１０５を幅方向に移動させてリップ幅長さを変更することが可能である。
【０００５】
インナーディッケル式Ｔダイはインナーディッケル部が摺動自在に設けられているため、この摺動部から溶融樹脂が漏洩したり、また、摺動部に入り込んだ樹脂が劣化して焼け付いてしまう場合がある。これを防止するために、インナーディッケル部に冷却ジャケットを設けたインナーディッケル式Ｔダイが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特願平１０−２６８８４１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インナーディッケル式Ｔダイの場合、インナーディッケル部はダイ本体から外側に出ている部分からの放熱量が多く、このため、図６に示すように、インナーディッケル部１０５の内壁１０５ａ近傍を流れる溶融樹脂（矢印Ｂ’）は、インナーディッケル部１０５からの放熱により、インナーディッケル部１０５の内壁１０５ａから離れた位置を流れる溶融樹脂（矢印Ａ’）に比べて粘度が高くなる傾向にある。すなわち、インナーディッケル部１０５の内壁１０５ａ近傍の溶融樹脂は流動性が低下することでＴダイ出口の両端部からの樹脂の吐出量が少なくなり、幅方向に均一な厚みの樹脂シートを形成することが困難となる。
【０００８】
そこで、本発明は、幅方向に均一な厚みの樹脂シートを製造可能なインナーディッケル式Ｔダイおよびインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のインナーディッケル式Ｔダイは、押出機から供給される溶融樹脂を導入する樹脂供給路が形成されたＴダイ本体と、溶融樹脂を吐出するリップランド部の幅を調整するために前記Ｔダイ本体内に摺動可能に対向して配置された一対のインナーディッケル部を有するインナーディッケル式Ｔダイにおいて、
前記インナーディッケル部にヒータを配置するためのヒータ用孔が形成されており、前記ヒータ用孔に前記ヒータが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
上記のとおりの本発明のインナーディッケル式Ｔダイは、インナーディッケル部がヒータにより加熱されるため、溶融樹脂がインナーディッケル部に接触した際に必要以上に冷却されることがない。このため、インナーディッケル部に接触していない溶融樹脂の粘度に対して、インナーディッケル部に接触している溶融樹脂の粘度が高くなりすぎることがない。
【００１１】
また、本発明のインナーディッケル式Ｔダイは、ヒータ用孔の端部が樹脂供給路に連通するマニホールド部に対応する位置にあり、ヒータが端部に接する位置に設けられているものであってもよい。
【００１２】
また、本発明のインナーディッケル式Ｔダイは、ヒータ用孔が、ヒータおよびインナーディッケル部を冷却するための冷却風を噴出するパイプを挿入可能で、かつパイプから噴出された冷却風を排出可能な内径に形成されているものであってもよい。この場合、パイプの先端部がヒータ近くに位置するまでパイプをヒータ用孔に挿入して冷却風を効率よくヒータに当てることが可能であるとともに、冷却風の排気も効率よく行うことができる。
【００１３】
本発明のインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置は、押出機から供給される溶融樹脂を導入する樹脂供給路が形成されたＴダイ本体と、溶融樹脂を吐出するリップランド部の幅を調整するために前記Ｔダイ本体内に摺動可能に対向して配置された一対のインナーディッケル部を有するインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置であって、
前記インナーディッケル部の温度を測定する熱電対と、
前記熱電対により測定された温度に基づき、前記インナーディッケル部を加熱するヒータをオンオフ制御する制御手段とを有するものである。
【００１４】
上記のとおりの本発明のインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置は、インナーディッケル部の温度を熱電対によって測定し、この熱電対の測定値に基づき、インナーディッケル部を加熱するヒータを制御手段によってオンオフ制御する。このため、インナーディッケル部の温度を所望の温度域に保持することができるので、溶融樹脂がインナーディッケル部に接触した際に冷却されて粘度が高くなりすぎることがないとともに、過度にインナーディッケル部を加熱して溶融樹脂の焼き付きを起こしてしまうこともない。
【００１５】
また、本発明のインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置は、インナーディッケル部に形成されたヒータ用孔内に配置されたヒータ、およびインナーディッケル部を冷却するための冷却風を供給する冷却風供給手段と、ヒータ用孔に冷却風供給手段からの冷却風を供給する配管と、配管の途中に設けられ、熱電対により測定された温度に基づき、制御手段によって開閉制御される電磁弁とを有するものであってもよい。この場合、制御手段によってヒータへの通電をオフにして加熱を停止してインナーディッケル部を冷却しようとする際に電磁弁を開き、冷却風供給手段からの冷却風をヒータ用孔に供給することで強制的に冷却することができ、よって、温度制御の応答性を高めることができる。
【００１６】
また、本発明のインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置は、配管に接続され、ヒータ用孔に挿入されて冷却風をヒータに対して噴出するパイプを有するものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１に本発明のインナーディッケルＴダイの構造を示す模式図およびインナーディッケルＴダイ用の温度調整装置の構成図を示す。また、図２に、図１に示したインナーディッケルＴダイのａ方向からみた側断面図を、図３にインナーディッケル部の内壁近傍を流れる溶融樹脂を模式的に示す、インナーディッケル式Ｔダイの一部拡大図をそれぞれ示す。
【００１９】
インナーディッケルＴダイ１は、中央部に、不図示の押出機から供給される溶融樹脂を導入する樹脂供給路３が形成されたＴダイ本体２と、Ｔダイ本体２内に図中左右方向に摺動可能に対向して配置され、形成されるシート材の幅および厚さを規定する一対のインナーディッケル部８と、インナーディッケル部８に形成されたヒータ用孔９ａに配置されたヒータ９とを有する。
【００２０】
温度調整装置は、インナーディッケル部８の温度を測定するための熱電対１０と、ヒータ９をオンオフ制御する制御手段１３とを有する。
【００２１】
インナーディッケルＴダイ１は、Ｔダイ本体２内に一対のインナーディッケル部８が配置されることで、樹脂供給路３に連通する、マニホールド部４およびダイランド部５、リップランド部６、およびリップランド出口７が形成されており、また、インナーディッケル部８を幅方向に移動させることでリップ幅長さを変更することが可能となっている。
【００２２】
各インナーディッケル部８は、送りネジ１１に取り付けられたハンドル１２を廻すことでインナーディッケル部８を互いに接近または離間する方向に摺動させてリップ幅長さを変更することが可能である。なお、ハンドル１２の代わりにモータを取り付けた構成とするものであってもよい。
【００２３】
インナーディッケル部８の内壁８ａは、樹脂供給路３からマニホールド部４の概ね中央部に供給される溶融樹脂を両端側に向けて拡げるため、マニホールド部４では樹脂供給路３側から両端側に向けて拡がった傾斜面形状となっており、ダイランド部５、およびリップランド部６ではシート幅端部を規定するため、溶融樹脂が吐出される方向に平行に形成されている。
【００２４】
各インナーディッケル部８には、インナーディッケル部８の内壁８ａ近傍まで穿孔されたヒータ用孔９ａが形成されており、インナーディッケル部８の内壁８ａ近傍を加熱するためのヒータ９がヒータ用孔９ａの端部９ｂに接する位置に配置されている。また、内壁８ａ近傍の温度を測定するための熱電対１０も不図示の熱電対用孔に配置されている。
【００２５】
マニホールド部４は、樹脂供給路３から供給された溶融樹脂をリップ幅方向へと拡げる領域であり、溶融樹脂が通過する断面積はマニホールド部４、ダイランド部５、およびリップランド部６のうちで最も大きく、吐出される溶融樹脂はこのマニホールド部４に溜まりつつ、ダイランド部５へと流入する。
【００２６】
ここで、溶融樹脂は、図３中矢印Ｂに示すように、マニホールド部４の内壁８ａに倣いながらリップ幅まで拡がることとなるが、マニホールド部４は、ダイランド部５、リップランド部６に比べて溶融樹脂に対する接触面積が大きいため、溶融樹脂を冷却する度合いが高い。また、マニホールド部４で溶融樹脂の粘度が増加してしまうと、マニホールド部４よりも開口面積の小さいダイランド部５への溶融樹脂の流れ込みに影響を与え、さらには、ダイランド部５よりもさらに開口面積の小さいリップランド部６への流れ込みにも影響を与えてしまうこととなる。
【００２７】
すなわち、マニホールド部４でインナーディッケル部８の内壁８ａに接触して冷却された溶融樹脂（図３中矢印Ｂ）は粘度が増加してしまうので、内壁８ａに接触せずにリップランド部６に流れ込む溶融樹脂（図３中矢印Ａ）よりもその流れ込み量が少なくなってしまい、結局、幅方向に均一な厚みの樹脂シートを形成することが困難となってしまう。よって、図２に示すようにヒータ９をマニホールド部４の概ね中心部（インナーディッケル部８は図２の中心線Ｃ−Ｃで分割される）に設けてこの領域を主に加熱することで、マニホールド部４の内壁８ａに倣いながら拡がる溶融樹脂が内壁８ａに接触した際に冷却されて粘度が増加しないようにしている。
【００２８】
ヒータ９および熱電対１０は制御手段１３に電気的に接続されており、制御手段１３は、熱電対１０で測定されたインナーディッケル部８の内壁８ａ近傍の温度が予め設定温度に到達するまでヒータ９に通電してインナーディッケル部８を加熱し、設定温度になると通電をやめて加熱を停止するオンオフ制御を行う。
【００２９】
なお、図１においては、ヒータ９は各インナーディッケル部８内に一本ずつ内蔵された構成が一例として示されているが、これに限定されるものではなく、複数のヒータが内蔵されているものであってもよい。
【００３０】
次に、本実施形態のインナーディッケルＴダイ１による押出フィルムの形成工程および温度制御装置による温度制御に関して説明する。
【００３１】
不図示の押出機により樹脂供給路３から供給された溶融樹脂は、まず、マニホールド部４へと流入する。マニホールド部４へと流入した溶融樹脂は、マニホールド部４にて溜まりながら幅方向に拡がる。リップ幅両端側まで拡がった溶融樹脂は、マニホールド部４を形成するインナーディッケル部８の内壁８ａに倣いながらダイランド部５へと流入する。この際、インナーディッケル部８は、ヒータ９により加熱されているため、インナーディッケル部８の内壁８ａに接触する溶融樹脂の温度を低下させてしまうことがなく、よって、内壁８ａに接触しながらダイランド部５へと流入する溶融樹脂は、内壁８ａに接触せずにダイランド部５へと流入する溶融樹脂と同程度の粘度でダイランド部５へと流入する。
【００３２】
なお、ヒータ９の加熱によりインナーディッケル部８の温度が所定の温度に達すると、インナーディッケル部８の過熱を防止するためヒータ９による加熱を停止し、また、逆にインナーディッケル部８の温度が所定の温度より低くなると再びヒータ９に通電してインナーディッケル部８を加熱する温度制御が制御手段１３により行われているので、溶融樹脂が焼き付きを起こす、あるいは粘度が低下しすぎるといったことはない。
【００３３】
次いで、ダイランド部５に流入した溶融樹脂はさらにリップランド部６へと流入し、規定されたリップ幅の押出フィルムとしてリップランド出口７から吐出されることとなるが、溶融樹脂がリップ幅の全領域において同程度の粘度でリップランド部６へと流入するため、リップランド出口７からの溶融樹脂の吐出量はリップ幅の全領域で同じとなり、リップ幅の全領域において均一な厚さの押出フィルムが形成される。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態のインナーディッケルＴダイ１および温度調整装置によれば、インナーディッケル部８内に配置されたヒータ９によりインナーディッケル部８を所望の温度に保つことができるため、インナーディッケル部８の内壁８ａに接触しながら吐出される溶融樹脂と、接触せずに吐出される溶融樹脂の粘度を同程度に保つことができる。これにより、本実施形態のインナーディッケルＴダイ１は、リップ幅の全領域において均一な厚さの押出フィルムを形成することができる。
（第２の実施形態）
図４に本実施形態のインナーディッケルＴダイにおけるインナーディッケル部近傍の一部拡大図および温度調整装置の構成図を示す。なお、以下の説明においては、第１の実施形態で説明したインナーディッケルＴダイおよび温度調整装置の構成と同じ構成要素に関しては第１の実施形態で用いた符号により説明するものとする。
【００３５】
本実施形態の温度調整装置は、インナーディッケル部８の温度を測定する熱電対１０と、冷却風を供給する冷却風供給手段４２と、ヒータ用孔９ａに冷却風を供給する配管４３と、配管４３の途中に設けられた電磁弁４１と、ヒータ９に対して冷却風を噴出するパイプ４０とを有する。また、ヒータ９、熱電対１０および電磁弁４１は制御手段１３に電気的に接続されている。
【００３６】
本実施形態のインナーディッケルＴダイ１のインナーディッケル部８には、ヒータ用孔９ａの端部９ｂに接するように配置されたヒータ９の後方に上述したパイプ４０が挿入されており、電磁弁４１を設けた配管４３を介して冷却風供給装置４２に連通している。冷却風供給装置４２としては、例えばエアコンプレッサが用いられる。
【００３７】
次に、本実施形態の温度制御装置によるインナーディッケル部８の温度制御に関して説明する。
【００３８】
ヒータ９の加熱によりインナーディッケル部８の温度が所定の温度に達すると、インナーディッケル部８の過熱を防止するため制御手段１３は、ヒータ９への通電を停止することで加熱を停止するとともに電磁弁４１を開く。電磁弁４１が開くことで冷却風供給装置４２より供給された冷却用空気がパイプ４０から噴出され、ヒータ９が強制的に冷却される。パイプ４０から噴出し、ヒータ９を冷却した冷却風は、ヒータ９近傍でよどむことなく、パイプ４０とヒータ用孔９ａとの隙間を通り、ヒータ用孔９ａ近傍のインナーディッケル部８を冷却しながら外部へと排出される。
【００３９】
インナーディッケル部８の温度が所定の温度まで冷却されると制御手段１３は電磁弁４１を閉じて冷却風の供給を停止する。インナーディッケル部８の温度が所定の温度より低くなると、制御手段１３は再びヒータ９に通電してインナーディッケル部８を加熱する。
【００４０】
このように、本実施形態の温度制御装置は、インナーディッケル部８を強制的に冷却することで温度制御の応答性を高めているため、インナーディッケル部８の温度を精度よく所定の温度範囲内に保持することができる。
【００４１】
なお、図４には、ヒータ用孔９ａの径は、ヒータ９を配置する領域がヒータ９の外径に合わせた例が示されているが、これに限定されるものではない。例えば、ヒータ用孔９ａの径は、ヒータ９を配置する領域においてはヒータ９が発生した熱を効率よくインナーディッケル部８に伝達するためにヒータ９の外径に合わせたものとし、パイプ４０が挿入される領域においては、多量の冷却風を導入し、かつ、ヒータ９等から熱を奪い温度が上昇した空気を効率的に排出するため、ヒータ９の外径よりも大きい外径を有するパイプ４０の挿入が可能で、かつ、パイプ４０とヒータ用孔９ａとの隙間が十分確保できるような径とするものであってもよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態のインナーディッケルＴダイ１および温度調整装置は、インナーディッケル部８内に配置されたヒータ９によりインナーディッケル部８を所望の温度に保つことができ、さらには、応答性の高い温度制御を行うことができるため、インナーディッケル部８の内壁８ａに接触しながら吐出される溶融樹脂（図４矢印Ｂ）と、接触せずに吐出される溶融樹脂（図４矢印Ａ）の粘度を同程度に保つことができる。これにより、本実施形態のインナーディッケルＴダイ１も、第１の実施形態と同様に、リップ幅の全領域において均一な厚さの押出フィルムを形成することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、インナーディッケル部がヒータにより加熱されるため、溶融樹脂がインナーディッケル部に接触した際に必要以上に冷却されることがない。このため、インナーディッケル部に接触していない溶融樹脂の粘度に対して、インナーディッケル部に接触している溶融樹脂の粘度が高くなりすぎることがなく、よって、幅方向に均一な厚みの樹脂シートを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるインナーディッケル式Ｔダイおよび温度調整装置を模式的に示した図である。
【図２】図１に示すインナーディッケル式Ｔダイを、図１中の矢印ａ方向にみた側面図である。
【図３】インナーディッケル部の内壁近傍を流れる溶融樹脂を模式的に示す、インナーディッケル式Ｔダイの一部拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるインナーディッケル式Ｔダイの一部拡大図である。
【図５】従来のインナーディッケル式Ｔダイの一例を模式的に示した正面図である。
【図６】インナーディッケル部の内壁近傍を流れる溶融樹脂を模式的に示す、従来のインナーディッケル式Ｔダイの一部拡大図である。
【符号の説明】
１インナーディッケル式Ｔダイ
２Ｔダイ本体
３樹脂供給路
４マニホールド部
５ダイランド部
６リップランド部
７リップランド出口
８インナーディッケル部
８ａ内壁
９ヒータ
９ａヒータ用孔
１０熱電対
１１送りネジ
１２ハンドル
１３制御手段
４０パイプ
４１電磁弁
４２冷却風供給装置

Claims

押出機から供給される溶融樹脂を導入する樹脂供給路が形成されたＴダイ本体と、溶融樹脂を吐出するリップランド部の幅を調整するために前記Ｔダイ本体内に摺動可能に対向して配置された一対のインナーディッケル部を有するインナーディッケル式Ｔダイにおいて、
前記インナーディッケル部（８）にヒータ（９）を配置するためのヒータ用孔（９ａ）が形成されており、前記ヒータ用孔（９ａ）に前記ヒータ（９）が配置されていることを特徴とするインナーディッケル式Ｔダイ。
前記ヒータ用孔（９ａ）の端部（９ｂ）が前記樹脂供給路（３）に連通するマニホールド部（４）に対応する位置にあり、前記ヒータ（９）が前記端部（９ｂ）に接する位置に設けられている請求項１に記載のインナーディッケル式Ｔダイ。
前記ヒータ用孔（９ａ）が、前記ヒータ（９）および前記インナーディッケル部（８）を冷却するための冷却風を噴出するパイプ（４０）を挿入可能で、かつ前記パイプ（４０）から噴出された冷却風を排出可能な内径に形成されている請求項１または２に記載のインナーディッケル式Ｔダイ。
押出機から供給される溶融樹脂を導入する樹脂供給路が形成されたＴダイ本体と、溶融樹脂を吐出するリップランド部の幅を調整するために前記Ｔダイ本体内に摺動可能に対向して配置された一対のインナーディッケル部を有するインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置であって、
前記インナーディッケル部（８）の温度を測定する熱電対（１０）と、
前記熱電対（１０）により測定された温度に基づき、インナーディッケル部（８）を加熱する前記ヒータ（９）をオンオフ制御する制御手段（１３）とを有するインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置。
前記インナーディッケル部（８）に形成されたヒータ用孔（９ａ）内に配置された前記ヒータ（９）、および前記インナーディッケル部（８）を冷却するための冷却風を供給する冷却風供給手段（４２）と、
前記ヒータ用孔（９ａ）に冷却風供給手段（４２）からの冷却風を供給する配管（４３）と、
前記配管（４３）の途中に設けられ、前記熱電対（１０）により測定された温度に基づき、前記制御手段（１３）によって開閉制御される電磁弁（４１）とを有する請求項４に記載のインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置。
前記配管（４３）に接続され、前記ヒータ用孔（９ａ）に挿入されて冷却風を前記ヒータ（９）に対して噴出するパイプ（４０）を有する請求項５に記載のインナーディッケル式Ｔダイ用の温度調整装置。