JP2008168507A - Ｔダイ - Google Patents

Abstract

【課題】シート中の異物をより低減できるＴダイを提供することを目的とする。
【解決手段】樹脂が供給される樹脂流入路１５、樹脂流入路１５から流入した樹脂の流れを流入方向と交差する方向に広幅化するマニホールド１６、及び、広幅化された樹脂を排出するリップ部１７を有するＴダイ本体１０と、マニホールド１６内に設けられたフィルタ２０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート成形用のＴダイに関する。

従来より、熱可塑性樹脂のシート（フィルムを含む）を形成するためにＴダイが使われている。Ｔダイは、樹脂流入路から供給された熱可塑性樹脂をマニホールド内で横方向に広げたのちリップ開口部からシート状に押し出すように構成されている。通常このＴダイには、押出機から加熱された熱可塑性樹脂が供給される。

Ｔダイに供給される熱可塑性樹脂に異物が含まれていると、成形されたシートの品質が劣化する。したがって、特許文献１に記載されているように、押出機とＴダイとを連結する配管にフィルタを設けたり、特許文献２に記載されているように押出機とＴダイとを連結する配管やＴダイ内を研磨して表面への樹脂の付着を抑制し、異物の発生脱落を防ぐことが試みられている。
特開平７−１５６２５０号公報 特開２００２−１４４４０６号公報

しかしながら、従来の方法では成形されたシート中の異物を十分に防ぐことが困難であった。本発明者らが検討したところ、熱可塑性樹脂が加熱された状態では樹脂の劣化が起こりやすくゲル状の異物が形成され、押出機とＴダイとを連結する配管にフィルタを設けても、そのフィルタの通過後に異物が発生する場合があることが判明した。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、シート中の異物をより低減できるＴダイを提供することを目的とする。

本発明にかかるＴダイは、樹脂が供給する樹脂流入路、樹脂流入路から流入した樹脂の流れを流入方向と交差する方向に広幅化するマニホールド、及び、広幅化された樹脂をシート状に排出するリップ部を有するＴダイ本体と、マニホールド内に設けられたフィルタと、を備える。

本発明によれば、マニホールド内にフィルタが設けられているので、従来に比べて樹脂流れの後段側で異物の除去が行える。したがって、シートに異物が混入されることを効果的に抑制できる。また、マニホールド内にフィルタが設けられているので、フィルタのろ過面積を十分に広くとることができる。したがって、樹脂通過時の圧力損失を十分低くすることができると共に、フィルタの交換頻度や清掃頻度も低くすることができる。

ここで、マニホールド内に、フィルタよりも樹脂の流れの後流側に配置されフィルタを支持する支持部材がさらに設けられ、この支持部材にはフィルタを通過した樹脂を樹脂の流れの後流側に通過させる流路が形成されていることが好ましい。

これによれば、簡易な構造でありながら支持部材によりフィルタが確実に支持され、ろ過の信頼性が向上する。

また、マニホールドの幅方向から見た支持部材の断面形状は、樹脂流入路のマニホールド側出口に向かってその頂点部が突出するアーチ形状とされ、アーチ形状の凸面上に前記フィルタが配置されていることが好ましい。

支持部材はろ過時に、フィルタが樹脂から受ける圧力に抗するが、支持部材がアーチ形状とされると支持部材の耐圧力性能が向上する。

一方、フィルタは板状の支持部材を厚み方向の両側から挟むように配置されることも好ましい。これにより、フィルタのろ過面積を広げることが容易である。

また、支持部材の流路の圧力損失は、マニホールドの幅方向の中央部よりもマニホールドの幅方向の両端部のほうが低いことが好ましい。

通常リップ開口部からの樹脂の排出量はＴダイの幅方向中央部が両端部に比べて多くなりがちであるが、支持部材の圧力損失差によってマニホールド内において中央部よりも両端部を流れやすくすることにより、排出量すなわちシート厚みの均一化が容易となる。

本発明によれば、シート中の異物をより低減できるＴダイが提供される。

以下、本発明に係わるＴダイの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係わるシート成形装置１の実施形態を示す全体構成図である。同図において、本実施形態のシート成形装置１は、熱可塑性樹脂シートを成形するための装置である。

シート成形装置１は、押出機２と、配管３と、Ｔダイ４と、エアーチャンバー５と、チルロール６と、複数のロール７と、巻取ロール８とを備えている。エアーチャンバー５及びチルロール６は、Ｔダイ４の下方に設置されている。また、Ｔダイ４とチルロール６との距離を短くすべく、チルロール６は、Ｔダイ４の上下方向中心線に対して一方側にずらして配置されている。

図２は、Ｔダイ４の斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図であり、図４は図２のＴダイ４から上型１２を取り除いた状態を示す一部破断上面図である。

Ｔダイ４は、Ｔダイ本体１０、フィルタ２０、支持部材２２、サイドプレート３０、リップ幅調節ボルト４０を主として備えている。

Ｔダイ本体１０は、上型１２と下型１４とが相互に突き合わされることにより構成される。上型１２と下型１４との間には、図２において上奥側となる後面部に配管３からの樹脂が供給される樹脂流入路１５が形成され、図２において下手前側となる前面部にはシート状に成形された樹脂を排出するリップ部１７が形成され、樹脂流入路１５とリップ部１７との間にはマニホールド１６が形成されている。

樹脂流入路１５の断面形状は特に限定されず、例えば矩形等とすることができる。

マニホールド１６は、樹脂流入路１５から流入した樹脂を流入方向と交差する方向（以下マニホールドの幅方向とする、図２の矢印参照）に広幅化するための空洞である。マニホールド１６のマニホールド幅方向に垂直な断面形状は、例えば、略円形とすることができるがこれに限られない。図３に示すように、マニホールド１６のリップ部１７側の部分１６ｂ、すなわち樹脂の流れ方向に進むにつれてシート厚み方向の幅が狭くなる後流側の部分１６ｂの内面は、好ましくは、曲面で無く平面状に形成されている。また、図４の点線１６ａに記載のように、マニホールド１６の樹脂流入路１５側にテーパーをつけ、徐々に樹脂の広幅化を行っても良い。

リップ部１７は、図２等に示すように、マニホールド１６によってマニホールド幅方向に広幅化された樹脂を十分に薄い所定の厚みでシート状に排出するスリット状の流路である。図３に示すように、リップ部１７におけるシート厚み方向（図３の矢印参照）の幅はマニホールド１６のシート厚み方向の内径に比べて十分に小さい。具体的には、リップ部１７におけるシート厚み方向の幅は、例えば、マニホールド部側１７ｂよりも開口部側１７ａのほうが狭くされている。

図２及び図３に示すように、下型１４には、リップ部１７の開口の幅を調整するためのリップ幅調節ボルト４０がリップ部１７のマニホールド幅方向に沿って複数並設されている。リップ幅調節ボルト４０は、それぞれ、図３に示すように、下型１４のリップ部１７の開口を形成する壁１４ｂの位置を外側から押圧して調整できるように構成されている。そして、リップ幅調節ボルト４０により下型１４のリップ部１７の開口部側１７ａの開口幅をそれぞれ調節することにより、シート成形装置１によって成形されるシートの厚みをマニホールド幅方向に略均一になるようにすることが容易となる。

図２に示すように、Ｔダイ本体１０のマニホールド１６の幅方向の両端はそれぞれ、サイドプレート３０、３０により閉じられている。

ここで、マニホールド幅は、所望のシート幅に合わせて種々設定することができ、例えば３００〜６０００ｍｍとすることができる。また、図３における、リップ部１７のシート厚み方向の幅は、例えばマニホールド部側１７ｂ及び開口部側１７ａでそれぞれ、例えば２〜１０ｍｍ、０．４〜４ｍｍとすることができる。なお、開口部側１７ａとマニホールド部側１７ｂとで幅を同一としても構わない。また、図３におけるマニホールド１６のシート厚み方向における内径は、例えば２０〜１５０ｍｍとすることができる。

そして、本実施形態では、特に、マニホールド１６内に、フィルタ２０及び支持部材２２が配置されている。具体的には、図２及び図４に示すように、フィルタ２０及び支持部材２２は、マニホールド１６内においてマニホールド幅方向の一端から他端まで延在している。また、支持部材２２の断面形状は、図３に示すように、樹脂流入路１５のマニホールド側出口１５ａに向かってその頂点部２２ａが突出するアーチ形状とされ、アーチ形状の凸面上にフィルタ２０が凸面を覆うように配置されている。特に本実施形態では、支持部材２２は、曲線により形成されたアーチ形状とされている。

また、図３に示すように、アーチ形状の支持部材２２の両脚部２２ｂは、マニホールド１６のリップ部１７側の部分１６ｂの内面形状と対応する形状とされ、部分１６ｂと密着可能となっている。これにより、支持部材２２は、両脚部２２ｂがマニホールド１６の部分１６ｂと接することによりマニホールド１６内で固定されることとなる。そして、フィルタ２０に樹脂を通過させる際のフィルタ２０及び支持部材２３にかかる圧力により、支持部材２２の両脚部２２ｂがマニホールド１６の内面の部分１６ｂと密着し、樹脂の漏れが少なくなるようになっている。

フィルタ２０は、樹脂中の異物を通過させずに保持できるものであれば特に材質や構造は限定されず、例えば、ステンレス等の金属製のメッシュ、ステンレス等の金属製繊維の焼結体等が挙げられる。好ましいろ過径は、１〜１００μｍ程度である。

支持部材２２には、フィルタ２０を透過した樹脂をリップ部１７に向かって流すべく多数の貫通孔（流路）２３が形成されている。この貫通孔２３の数は、図４に示すように、マニホールド幅方向中央が少なく、両端に行くほど多くなっている。したがって、支持部材２２を樹脂が通過する際の圧力損失は、マニホールド幅方向の中央部２２ｃが低くなり、両端部２２ｅが高くなっている。中央と両端との圧力損失の差は、例えば、０．５〜１０ＭＰａ程度とすることができる。貫通孔２３の径は例えば、１〜１０ｍｍとすることができる。支持部材２２の材質は特に限定されず、例えば、ステンレス等の金属材料が挙げられる。

Ｔダイ４に供給される熱可塑性樹脂は特に限定されず、例えばエチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、１−ブテン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−１−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、エチレン−プロピレン−１−オクテン共重合体、エチレン−スチレン共重合体、プロピレン−スチレン共重合体、エチレン−ビニルシクロヘキサン共重合体、プロピレン−ビニルシクロヘキサン共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体などのポリオレフィン系樹脂や、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂等があげられ、これらの樹脂を１種または２種以上の組み合わせて用いてもよい。

また、Ｔダイ４により成形されるシートの厚みは、通常１〜２０００μｍであり、厚いシートの場合には、２００〜２０００μｍであり、薄いシート（通常、フィルムと称する）の場合には１〜２００μｍである。

続いて、本実施形態のＴダイ４の作用について説明する。配管３を介して加熱された樹脂が樹脂流入路１５からＴダイ４内に流入し、マニホールド１６で広幅化されたのち、所定の厚みのシートとしてリップ部１７の開口から排出される。

本実施形態では、マニホールド１６内にフィルタ２０が設けられているので、リップ部１７の直前で樹脂中の異物を捕集することができ、シートの歩留まり向上に資することとなる。特に、樹脂は加熱により劣化しやすく、Ｔダイ４内においても加熱された樹脂の一部が例えば樹脂流入路１５やマニホールド１６の内壁において変質して例えばゲル状等の異物を生ずることがある。このような異物は、従来のように配管３にフィルタを設けても十分な除去が困難であったが、本実施形態ではこのような異物を効率よく捕集できる。

また、Ｔダイ４の中でも特に容積の広いマニホールド１６内にフィルタ２０が設けられているので、フィルタ２０のろ過面積を十分に広くすることができる。したがって、フィルタ２０を設けても樹脂の通過の際の圧力損失がそれほど大きくならない。また、ろ過面積が広いので異物を大量に捕集することができる。したがって、頻繁なフィルタの清掃や交換が不要とされて好ましい。

また、支持部材２２の貫通孔２３の数はマニホールド幅方向の中央部２２ｃほど少なくなるように配置されているので、中央部２２ｃの圧力損失が大きくなるようにされている。元来、マニホールド１６において樹脂の流れを広幅化すると、マニホールド幅方向においてリップ部１７の中央部１７ｃから形成されるシートの厚みが、両端部１７ｅから形成されるシートの厚みよりも厚くなる傾向があるが、本実施形態によれば、この傾向と相反するような圧力損失が支持部材２２の中央部２２ｃ及び両端部２２ｅの流路により樹脂に大して与えられるので、リップ部１７から排出されるシートのマニホールド幅方向の厚みの均一化に資する。

（第２実施形態）
続いて、図５を参照して本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態のＴダイ４が第１実施形態と異なる点は、マニホールド幅方向から見た支持部材２２の断面形状が、曲線により構成されたアーチ形状でなく、２つの直線により構成された逆Ｖ字のアーチ形状となっている点である。本実施形態でも、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

（第３実施形態）
続いて、図６を参照して本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態のＴダイ４が第１実施形態と異なる点は、マニホールド幅方向から見た支持部材２２の断面形状が、アーチ形状でなく直線状とされている点である。この場合でも、両端部２２ｂがマニホールド１６の部分１６ｂと対応する形状となっている。本実施形態でも、課題の解決は可能である。

（第４実施形態）
続いて、図７を参照して本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態においては、支持部材２２はフィルタ２０よりも十分に目の大きな一枚又は複数枚の金網などから形成されており、フィルタ２０は、支持部材２２を厚み方向の両側から挟むように配置されている。そして、支持部材２２の図示上側の端部はキャップ２６により閉じられており、支持部材２２の図示下側の端部はリップ部１７内に挿入されている。

樹脂は、フィルタ２０を通過した後、支持部材２２内に存在する流路２５を通ってリップ部１７に供給される。

本実施形態でも第１実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、このような形態では、フィルタ２０の面積を大きくすることが容易であり、圧力損失の低下及びフィルタ清掃／交換間隔の低減に資する。

なお、支持部材２２のろ過径（目開き）等をマニホールド幅方向において場所ごとに変えることにより、マニホールド幅方向において支持部材２２の流路２５の圧力損失に差をつけることは可能である。

（他の態様）
なお本発明は上記実施形態に限定されず様々な変形態様が可能である。例えば、第１〜第３実施形態では、マニホールド幅方向において貫通孔２３の数、すなわち設置間隔を変えることにより圧力損失に差を付けているが、これ以外の方法で圧力損失に差を付けることもできる。例えば、貫通孔２３の径を変えることが考えられる。具体的には、中央部の貫通孔２３の径を両端部の貫通孔２３の径よりも小さくすれば、貫通孔２３の径がマニホールド幅方向に等間隔に配置されていても圧力損失に差を付けることができる。

また、第１〜３実施形態においては支持部材２２として多孔板を採用し、第４実施形態においては金網を採用しているが、これらを互いに入れ替えても良く、また、多孔質材等これ以外でも流路を有しておりフィルタ２０を支持できればどのような形態の支持部材を採用しても良い。

また、上記第１〜４実施形態では、支持部材２２において、マニホールド幅方向の圧力損失に差をつけているが、圧力損失を均一としても実施は可能である。

また、上記第１〜４実施形態では、支持部材２２を用いているが、フィルタ自体に十分な機械的強度があれば、支持部材を用いない形態でも実施は可能である。

図１は、第１実施形態にかかるシート成形装置の模式図である。 図２は、Ｔダイ４の一部破断斜視図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図４は、図２のＴダイ４から上型１２を取り除いた状態を示す一部破断上面図である。 図５は、第２実施形態のＴダイをマニホールド幅方向から見た断面図である。 図６は、第３実施形態のＴダイをマニホールド幅方向から見た断面図である。 図７は、第４実施形態のＴダイをマニホールド幅方向から見た断面図である。

符号の説明

１…Ｔダイ、１０…Ｔダイ本体、１５…樹脂流入路、１６…マニホールド、１７…リップ部、２０…フィルタ、２２…支持部材、２３…貫通孔（流路）、２５…流路。

Claims (5)

1. 樹脂が流入する樹脂流入路、前記樹脂流入路から流入した樹脂の流れを流入方向と交差する方向に広幅化するマニホールド、及び、広幅化された樹脂をシート状に排出するリップ部を有するＴダイ本体と、
   前記マニホールド内に設けられたフィルタと、
   を備えるＴダイ。
2. 前記マニホールド内に、前記フィルタよりも樹脂の流れの後流側に配置され前記フィルタを支持する支持部材がさらに設けられ、前記支持部材には前記フィルタを通過した樹脂を樹脂の流れの後流側に通過させる流路が形成されている請求項１に記載のＴダイ。
3. 前記マニホールドの幅方向から見た前記支持部材の断面形状は、前記樹脂流入路の前記マニホールド側出口に向かってその頂点部が突出するアーチ形状とされ、前記アーチ形状の凸面上に前記フィルタが配置されている請求項２に記載のＴダイ。
4. 前記フィルタは板状の前記支持部材を厚み方向の両側から挟むように配置された請求項２に記載のＴダイ。
5. 前記支持部材の流路の圧力損失は、前記マニホールドの幅方向の中央部よりも前記マニホールドの幅方向の両端部のほうが低い請求項２〜４のいずれか記載のＴダイ。

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