JP2021070235A - 押出成形用ダイ - Google Patents

Abstract

【課題】リップ部の間隙の調整をより簡単且つ迅速に行うことができ、しかもダイを大型化させずに樹脂フィルム幅方向に対して均一な膜厚を長時間安定して高精度に得られる押出成形用ダイを提供する。【解決手段】平面部を有する一対のブロックを平面部同士を対向させるとともに離間配置して構成し、離間配置した平面部同士の間を通過した溶融樹脂をフィルム状に吐出させるリップ部と平面部同士の離間距離であるリップ幅を調整するリップ幅調整手段とを備え、リップ幅を調整してリップ部から吐出して得られる樹脂フィルムの厚さを制御する押出成形用ダイであって、リップ幅調整手段は、てこの原理を用いてリップ部に対し押し引きする荷重を付与しブロックに弾性変形を起こさせてリップ幅の拡幅又は減幅を行うアーム部材と、アーム部材を支点を中心に回動させる駆動力を発生するモータと、モータとブロックとの間に配置される断熱構造とを備える。【選択図】図１

Description

本件発明は、樹脂フィルムを製造する際に用いられる押出成形用ダイに関する。

従来より、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂フィルムを製造する際には、押出成形用ダイが用いられている。この押出成形用ダイは、供給された溶融樹脂をマニホールを介してその幅方向に広げ、下部の対向する平面部の間から溶融した樹脂をフィルム状にして押し出す構成になっている。例えば、押し出された溶融樹脂は、原反ロールから巻き出されたフィルム基材と貼り合わされ、この貼り合わされた状態のものを冷却ロールで圧着して固めることでラミネートフィルムとなる。このようにして得られるラミネートフィルムは、主に包装用途や防湿用途として利用され、高い密閉性が要求される。そのため、押出成形用ダイを用いて製造される樹脂フィルムは、その厚みが均一であることが望ましい。

押出成形用ダイは、製造する樹脂フィルムの膜厚を均一にするために、対向する平面部の離間距離を調整する必要がある。ここで、押出成形用ダイは、その下部の先端に設けられて溶融樹脂を吐出するリップ部のリップ幅を変更することで、当該樹脂フィルムの膜厚の調整を行うことができる。

例えば特許文献１には、ダイスリット間隙の巾方向にほぼ等間隔に複数本設けたダイボルトを押引きし、可動リップのネック部を曲げるとともに、このダイボルト接触点のリップの一部に円弧状又はこれに類似した形状の溝を設けて肉薄部と成し、ダイボルト接触点相互間の剛性を低下させながらリップを変形させ、ダイスリット間隙を調整するプラスチック成形用Ｔダイにおいて、所定部位の寸法を定めることが開示されている。特許文献１の押出成形用Ｔダイによれば、操作するボルト以外のボルトに影響が出ず、相互干渉効果が弱められることにより、きめ細かい精密なプラスチックフィルム等の成形が可能になるとされる。

ただし、特許文献１に開示の技術では、ダイスリット間隙を調整するに際し、多数あるダイボルトを押引きする作業に多大な労力がかかっていた。さらに、リップ部の間隙を調整するために複数あるダイボルトを１本ずつ調整しなければならず、樹脂フィルムの膜厚を均一にする調整作業に多くの時間が費やされていた。

このような問題に対して、特許文献２には、「モータと、該モータにより駆動される駆動軸と、該駆動軸上に複数設けられたウォームと、該ウォームの各々の近辺に複数設けられたリップ幅調整用ボルト駆動シャフトと、該リップ幅調整用ボルト駆動シャフトの一端に設けられたウォームホイルと、任意の位置のウォームとウォームホイルとを連結・解除するためのクラッチを具備」するＴダイ用リップ幅調整装置が開示されている（特許文献２の請求項１を参照のこと）。特許文献２のＴダイ用リップ幅調整装置によれば、モータの駆動力を用いてリップ幅を変更することで、樹脂フィルムの膜厚の調整作業を短時間且つ高精度で自動的に行うことが可能になるとされる。

特開昭６１−２９１１１７号公報 特開昭６３−２４６２２３号公報

しかし、特許文献２に開示の技術では、Ｔダイ本体から発せられる高熱からモータを十分に保護することができない。特許文献２には、モータをＴダイの長手方向の両脇に離間配置する旨記載がされているが（特許文献２の第３頁左下欄第１〜９行目を参照のこと。）、この場合モータを長時間安定して動作させるには不十分であり、また、ダイの大型化を招くことにもなる。

そこで、本件発明は、リップ部の間隙の調整をより簡単且つ迅速に行うことができ、しかもダイを大型化させずに樹脂フィルムの膜厚を長時間安定して均一且つ高精度に制御することのできる押出成形用ダイを提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下の押出成形用ダイを採用することで上記課題を達成するに到った。

本件発明に係る押出成形用ダイ： 本件発明に係る押出成形用ダイは、平面部を有する一対のブロックを、当該平面部同士を対向させるとともに離間配置して構成し、当該離間配置した平面部同士の間を通過した溶融樹脂をフィルム状に吐出させるリップ部と、当該平面部同士の離間距離であるリップ幅を調整するリップ幅調整手段とを備え、当該リップ幅を調整して当該リップ部から吐出して得られる樹脂フィルムの厚さを制御する押出成形用ダイであって、当該リップ幅調整手段は、てこの原理を用いて当該リップ部に対し押し引きする荷重を付与し、当該ブロックに弾性変形を起こさせて当該リップ幅の拡幅又は減幅を行うアーム部材と、当該アーム部材を支点を中心に回動させる駆動力を発生するモータと、当該モータと当該ブロックとの間に配置される断熱構造とを備えたことを特徴とする。

本件発明に係る押出成形用ダイにおいて、前記断熱構造は、断熱機能を有する部材を備えたことが好ましい。

本件発明に係る押出成形用ダイにおいて、前記断熱構造は、冷媒通路を備えたことが好ましい。

本件発明に係る押出成形用ダイにおいて、前記リップ幅調整手段は、前記モータの駆動力により回転し、このときの回転力を前記アーム部材の回動力に変換するリップ幅調整用ボルトを備えたことが好ましい。

本件発明に係る押出成形用ダイは、リップ部の間隙の調整をより簡単且つ迅速に行うことができ、しかもダイを大型化させずに樹脂フィルムの膜厚を長時間安定して均一且つ高精度に制御することができる。

本件発明を適用した第１の実施形態としての押出成形用ダイ構成を示した図である。 本件発明を適用した第２の実施形態としての押出成形用ダイ構成を示した図である。

図１は、本件発明を適用した第１の実施形態としての押出成形用ダイ構成を示した図である。また、図２は、本件発明を適用した第２の実施形態としての押出成形用ダイ構成を示した図である。以下、図を用いながら、本件発明に係る押出成形用ダイについて説明する。

本件発明に係る押出成形用ダイ１、３０は、平面部を有する一対のブロック２，３、３１，３２（Ｔダイ本体）を、当該平面部同士を対向させるとともに離間配置して構成し、当該離間配置した平面部同士の間を通過した溶融樹脂（不図示）をフィルム状に吐出させるリップ部４、３３と、当該平面部同士の離間距離であるリップ幅Ｗを調整するリップ幅調整手段８、３７とを備え、リップ幅Ｗを調整してリップ部４、３３から吐出して得られる樹脂フィルム（不図示）の厚さを制御するものである。

図１，２に示すように、一対のブロック２，３、３１，３２は、下部に位置するリップ部４、３３に近づくに従い肉薄となる形状を呈することで、リップ幅調整手段８、３７によるリップ部４、３３の弾性変形を容易にし、リップ幅Ｗの微調整を可能にする。得られる樹脂フィルムの厚さは、リップ部４、３３から吐出される溶融樹脂の量に相関する。

ここで、少なくとも弾性変形させるブロック２、３１の下部に切り欠き部（以下、「減厚スリット６、３５」と称す）を設けることで、リップ幅調整手段８、３７によるリップ部４、３３の弾性変形をさらに容易にすることができる。その結果、リップ部４、３３から吐出される溶融樹脂の厚みを安定して均一なものとすることができる。ちなみに、本件発明において、ブロック２、３、３１、３２の形状は、図１，２に示すものに限定されない。また、用いる溶融樹脂の種類やリップ部４、３３の材質に関しても特段の制限はない。

次に、本件発明のリップ幅調整手段８、３７について説明する。本件発明のリップ幅調整手段８、３７は、アーム部材９、３８と、モータ１７、４６と、断熱構造とを備えることで、上述した本件発明の効果を奏することができる。以下に、本件発明のリップ幅調整手段８、３７について、構成要素毎に説明する。

アーム部材： 本件発明のアーム部材９、３８は、てこの原理を用いてリップ部４、３３に対し押し引きする荷重を付与し、ブロック２、３１に弾性変形を起こさせてリップ幅Ｗの拡幅又は減幅を行うものである。本件発明のアーム部材９、３８は、てこの原理を用いてリップ部４、３３を弾性変形させるため、小さな力でリップ部４、３３の間隙を変化させることができ、リップ幅Ｗの調整を正確に行うことができる。ちなみに、本件発明において、アーム部材９、３８の形状は、図１，２に示すものに限定されない。また、用いるアーム部材９、３８の材質に関しても特段の制限はない。

図１，２に示すように、本件発明のアーム部材９、３８は、長手方向の一端部をブロック２、３１のリップ部４、３３付近に形成した取付溝７、３６に嵌合させて固定することが好ましい。この状態でリップ部４、３３に対して荷重をかける方向にアーム部材９、３８を回転させると、アーム部材９、３８の一端部がブロック２、３１に支持されて、ブロック２、３１の減厚スリット６、３５が形成された部分を支点として回動する。そのため、てこの原理によりリップ幅Ｗの調整を容易に行うことが可能となる。ちなみに、アーム部材９、３８は、図１，２中のＸ方向に回動した場合にリップ幅Ｗが減幅し、図１，２中のＹ方向に回動した場合にリップ幅Ｗが拡幅する。

ここで、リップ幅Ｗの調整量をさらに大きくしたい場合には、アーム部材９、３８の支点と力点との間の距離を長くして、アーム部材９、３８に付与する回転力を大きくすればよい。そうすることで、リップ部４、３３がより変形しやすくなり、リップ部４、３３に付与する力をより正確に調整することができるようになるため、樹脂フィルムの厚みを均一にする上で好ましい。さらに、この場合、モータ１７、４６をブロック２、３、３１、３２から離間させて、ブロック２、３、３１、３２から発せられる熱がモータ１７、４６に伝わるのを抑制することができる。

また、本件発明に係るリップ幅調整手段８、３７は、モータ１７、４６の駆動力により回転し、このときの回転力をアーム部材９、３８の回動力に変換するリップ幅調整用ボルト１８、４７を備えたことが好ましい。アーム部材９、３８を回動させる手段としてボルト式を採用することで、押出成形用ダイ１，３０の構造の簡素化やメンテナンスの容易化を図ることができる。さらに、ボルト式を採用した場合、ねじ山のピッチを小さくし、ねじ山の螺旋角度を緩くすることで、リップ幅Ｗの調整を細かく高精度に行うことが可能となる。なお、本件発明のリップ幅調整用ボルト１８、４７は、その構造に関して特に限定されるものではなく、従来公知の構造を採用することができる。

ちなみに、リップ幅調整用ボルト１８、４７は、その外周の少なくとも一部をリップ幅調整用ボルト１８、４７自身にかかる負荷を軽減するための負荷軽減部材に接触させることが好ましい。これは、アーム部材９、３８の回動時において、リップ幅調整用ボルト１８、４７と相手締結部材との締結角度が変化することで、リップ幅調整用ボルト１８、４７に負荷がかかり、アーム部材９、３８の回動動作をスムーズに行えなくなる不都合が生じるのを防ぐためである。ここで、負荷軽減部材としては、円柱形状を呈してアーム部材９、３８の回動方向に回動可能なナット部材２２，５１を好適に採用することができる。リップ幅調整用ボルト１８、４７は、ナット部材２２，５１と螺合接続させるに際し、ナット部材２２，５１の回動外周面に対して略直交する方向に貫通螺合させることで、アーム部材９、３８の回動時に締結角度の変化が吸収されてリップ幅調整用ボルト１８、４７自身にかかる負荷を小さくすることができる。なお、負荷軽減部材としてナット部材２２，５１を用いる場合、本件発明係る押出成形用ダイ１、３０は、上述した効果を長期間得るために、ナット部材２２，５１の回動外周面にグリスを供給するためのグリス注入路２３、５２を備えることがより好ましい。

そして、本件発明に係るリップ幅調整手段８、３７において、リップ幅調整用ボルト１８、４７を備えた場合、図１，２に示すように連結プレート１２、４１を介してブロック２、３１に接続する構成を採用することで、ブロック２、３、３１、３２から発せられる高熱がモータ１７、４６に伝わるのをさらに抑制することができる。そのため、この構成は、押出成形用ダイを長時間安定して稼働させる上で好ましい。

ところで、図２に示す実施形態では、リップ幅Ｗの調整を行う手段としてリップ幅調整補助用ボルト５３をさらに備え、両方のブロック３１、３２にリップ幅Ｗの調整を行う手段を備えた構成としている。本件発明に係る押出成形用ダイ１，３０は、リップ幅調整用ボルト１８、４７に加え、リップ幅調整補助用ボルト５３を備えることで、リップ幅Ｗの調整をより細かく高精度に行えるようになる。ここで、リップ幅調整補助用ボルト５３は、手動によりボルトを回転させる構造であることが、リップ幅の微調整を行う上で好ましい。

モータ： 本件発明のモータ１７、４６は、アーム部材９、３８を回動させる駆動力を発生させるものである。本件発明のリップ幅調整手段８、３７は、モータ１７、４６を用いてアーム部材９、３８を回動させ、アーム部材９、３８の作用点に働く力の方向に向けてリップ幅Ｗの調整を行うことで、リップ幅Ｗの調整を短時間で且つ高精度に行うことができる。

また、本件発明のリップ幅調整手段８、３７は、モータ１７、４６を用いることで、リップ幅Ｗの調整を自動的に行い、製造する樹脂フィルムの膜厚の均一化を図ることも可能となる。例えば、リップ幅Ｗを制御するための制御手段（不図示）を備え、当該制御手段が、膜厚検出器により測定された製造後の樹脂フィルムの厚み値に基づき、予めデータ化された樹脂フィルムの膜厚とリップ幅Ｗとの関係からリップ幅Ｗを所望の幅となるようモータ制御する構成とすることもできる。このときに、当該制御手段が、複数あるリップ幅調整用ボルト１８、４７を個別に作動させることも可能である。リップ幅Ｗの調整をモータ１７、４６を用いて自動的に行うことができるようになれば、製造された樹脂フィルムの厚みが予め設定した値から外れた場合でも素早く対応することができ、当該樹脂フィルムの膜厚をリップ部４、３３の長手方向に亘って高精度で均一にすることができる。

なお、本件発明のモータ１７、４６は、図１，２に示すように、その周囲をカバー１９、４８で囲い、冷気吹き出し口２１、５０を備えた冷気循環管２０、４９をカバー１９、４８内に配する構成とすることもできる。このような構成とすることで、モータ１７、４６が加熱されて動作不良が生じるのをより効果的に抑制することができる。

断熱構造： 本件発明の断熱構造は、モータ１７、４６とブロック２、３１との間に配置されるものである。押出成形用ダイ１，３０のブロック２、３、３１、３２は、ヒータを保持し、且つマニホールド５、３４に高温の溶融樹脂が供給されるために高温となりやすい。しかし、本件発明のリップ幅調整手段８、３７は、断熱構造を備えることで、ブロック２、３、３１、３２から発せられる高熱からモータ１７、４６を保護することができ、モータ１７、４６の動作不良が生じるのを抑制することができる。また、本件発明に係るリップ幅調整手段８、３７は、断熱構造を備えることで、押出成形用ダイ１，３０が大型化するのを防ぐことができる。

ここで、断熱構造は、断熱部材１５、１６、４４、４５を備えたことが好ましい。本件発明の断熱構造に用いる断熱部材１５、１６、４４、４５には耐熱性に優れたものが好ましく、ガラス繊維含有セメント部材（例えば、ニチアス株式会社の商品名「ヘミサル１５」、「ヘミサル２０」）や化学結合セラミックス部材（例えば、ニチアス株式会社の商品名「ネオアーク」）を好適に用いることができる。

また、断熱構造は、冷媒通路１１、１４、４０、４３を備えたことも好ましい。本件発明の断熱構造は冷媒通路１１、１４、４０、４３を備えることで、高熱によるモータ１７、４６の動作不良が生じるのをより効果的に抑制することができる。この冷媒通路１１、１４、４０、４３に流す冷媒としては、水や空気等を用いることができる。これら冷媒は、冷媒供給口１０、１３、３９、４２を介して冷媒通路１１、１４、４０、４３に通すことができる。また、冷媒通路１１、１４、４０、４３への経路には、冷却装置（不図示）を備えることで、冷媒を常にモータ１７、４６を熱から保護する温度に保持することができる。なお、冷媒通路１１、１４、４０、４３は、その配置について、モータ１７、４６とブロック２、３１との間である限り特に限定されない。

以上で本件発明に係る押出成形用ダイ１、３０について説明したが、本件発明では、アーム部材９、３８と、モータ１７、４６と、断熱構造とが備えられることで、リップ幅Ｗの調整をより簡単且つ迅速に行うことができ、しかも押出成形用ダイ１、３０を大型化させずに樹脂フィルムの膜厚を長時間安定して均一且つ高精度に制御することができる。

本件発明係る押出成形用ダイは、高品質な樹脂フィルムを製造できるため、包装用途や防湿用途等の様々な用途の樹脂フィルムを製造するに際して好適に用いることができる。

１、３０・・・押出成形用ダイ
２、３、３１、３２・・・ブロック（Ｔダイ本体）
４、３３・・・リップ部
５、３４・・・マニホールド
６、３５・・・減厚スリット
７、３６・・・取付溝
８、３７・・・リップ幅調整手段
９、３８・・・アーム部材
１０、１３、３９、４２・・・冷媒供給口
１１、１４、４０、４３・・・冷媒通路
１２、４１・・・連結プレート
１５、１６、４４、４５・・・断熱部材
１７、４６・・・モータ
１８、４７・・・リップ幅調整用ボルト
１９、４８・・・カバー
２０、４９・・・冷気循環管
２１、５０・・・冷気吹き出し口
２２、５１・・・ナット部材（負荷軽減部材）
２３、５２・・・グリス注入路
５３・・・リップ幅調整補助用ボルト
Ｗ・・・リップ幅

Claims (4)

1. 平面部を有する一対のブロックを、当該平面部同士を対向させるとともに離間配置して構成し、当該離間配置した平面部同士の間を通過した溶融樹脂をフィルム状に吐出させるリップ部と、当該平面部同士の離間距離であるリップ幅を調整するリップ幅調整手段とを備え、当該リップ幅を調整して当該リップ部から吐出して得られる樹脂フィルムの厚さを制御する押出成形用ダイであって、
   当該リップ幅調整手段は、てこの原理を用いて当該リップ部に対し押し引きする荷重を付与し、当該ブロックに弾性変形を起こさせて当該リップ幅の拡幅又は減幅を行うアーム部材と、
   当該アーム部材を支点を中心に回動させる駆動力を発生するモータと、
   当該モータと当該ブロックとの間に配置される断熱構造とを備えたことを特徴とする押出成形用ダイ。
2. 前記断熱構造は、断熱機能を有する部材を備えた請求項１に記載の押出成形用ダイ。
3. 前記断熱構造は、冷媒通路を備えた請求項１又は請求項２に記載の押出成形用ダイ。
4. 前記リップ幅調整手段は、前記モータの駆動力により回転し、このときの回転力を前記アーム部材の回動力に変換するリップ幅調整用ボルトを備えた請求項１〜請求項３のいずれかに記載の押出成形用ダイ。

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