JP3626791B2 - シート製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂製のシートを省スペース・省エネルギーで製造することのできるシート製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から熱可塑性合成樹脂製シートあるいはフィルムを製造するために用いられてきたフィルム製造装置は、図３に示すようなものであった。すなわち、基台１にシリンダ２を載置し、このシリンダ２の外周面をヒータ３にて囲み、さらにこのシリンダ２内に回転自在にスクリュを挿通した押出機４を用いる。
【０００３】
さらに、シリンダ２の後端（始端）側に設けた漏斗状の原料供給口５から押出機の内部に熱可塑性原料樹脂を供給するとともに、スクリューの回転にともなって溶融樹脂をシリンダ２の先端（終端）へと移送する。しかし、シリンダ２内の溶融樹脂は剪断発熱によって、押出機４の先端に行くに従って高温になるので、適宜な冷却手段によってシリンダ２を冷却して樹脂が所望の温度になるように温度コントロールを行う。
【０００４】
さらに、この押出機４の先端にＴダイ６を設けて、均一に可塑化された溶融樹脂をＴダイ６のスリット６ａからシート状にして押し出す。その際に溶融した樹脂のシート１０を前記Ｔダイ６の前記スリット６ａの近傍に位置するシート冷却引き取り機７に送る。このシート冷却引き取り機７は複数のポリシングロール８ａ・８ｂ・８ｃからなり、溶融樹脂のシート１０をエアナイフ１２から吹き出すエアと前記ポリシングロールによって、溶融したシート１０を冷却して固化すると共に、前記のポリシングロール８ａ・８ｂ・８ｃの表面がシート表面に転写されてシート１０に平滑性と光沢を付与する。
【０００５】
前記のシート冷却引き取り機７に続いて、複数のアニールロール９ａ〜９ｄからなるアニール機１５が設けられていて、前記シート冷却引き取り機７において平滑性と光沢が付与されたシート１０を熱湯などの手段で再加熱し、シート１０にカールなどの歪が発生するのを防止する。次いでアキュームレート１４を経て最終的に巻き取り機１１によってシート１０が巻き取られる。そして、押出機４・シート冷却引き取り機７・アニール機１５などの一連の手段は、前記の押出機４から延長線上に延伸して床面１３上に配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のシート製造装置では、シート冷却引き取り機７・アニール機１５などの一連の手段は、前記の押出機４から延長線上に配置される構造であるから、シート製造装置の据え付け用の床面積を広くとる必要がある。また、シート製造工程中では加熱と冷却が繰り返されるのであるから、熱効率の点で無駄が多い。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、まずシート製造装置の据え付け用床面の省スペース化を図ると共に、構造が簡単であって操作性の良いシート製造装置を提供することを第１の課題とし、高い熱効率を実現したシート製造装置を提供するすることを第２の課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
＜本発明の要旨＞
本発明は、基台上に載置されたシリンダと、このシリンダの外周面を囲むヒータと、このシリンダ内に回転自在に挿通されたスクリュと、熱可塑性樹脂原料を前記のシリンダの基部の内部に供給する原料投入口とを備えた押出機；前記押出機の先端部に取付けられ前記押出機から流出した樹脂を所定の溶融シートに成形するダイ；このダイから流出した溶融シートを冷却すると共に平滑性と光沢を付与するシート冷却引き取り機；この引き取り機に続き設けられたアニール機；このアニール機に続いて設けられアニール機によって歪取りされたシートを巻き取る巻き取り機；を順次配置してなるシート製造装置において、前記ダイに続いて前記シート冷却引き取り機・前記アニール機・前記巻き取り機を転回するように前記基台に取付けてなるシート製造装置である。
【０００９】
〔シリンダ〕
本発明で、前記シリンダは内部にスクリューを回転自在に組み込んだものである。内部に組み込まれたスクリュは、単軸のスクリュを挿入したもの、あるいは２本のスクリュを噛み合わせたもの、あるいは２本のスクリューの外径が触れあうように組み込んだ多軸式のものなどが含まれる。シリンダには１ないし２以上のベントを設けて原料樹脂に含まれている水分等を排出することもできる。さらに、シリンダはこのシリンダを加熱するヒータと共に筒体内に収容されることが熱効率の点から好ましい。
【００１０】
〔ダイ〕
本発明で、シリンダの先端に取り付けられるダイはＴダイであり、比較的低速度で成形するにはストレートマニホールド型を使用し、熱安定性と流動性の低い塩化ビニル樹脂などにはコートハンガーマニホールド型を使用することが好ましい。さらに、ダイに続いて設置される手段を転回して組み込むために、ダイの先端を押出機のシリンダの軸線に対して所定の角度だけ内方に傾けることが好ましい。
【００１１】
〔シート冷却引き取り機〕
本発明で、前記シート冷却引き取り機は複数のポリシングロールからなり、前記ダイのリップに近接する位置にエアナイフまたはゴムタッチロールまたは金属タッチロールを設ける。そして、０．３ｍｍ以下の薄肉シートを製造するにはエアナイフまたはゴムタッチロールを用い、エアナイフの場合にはポリシングロールの外側から空気を吹き付けるようにする。０．３ｍｍ以上の厚みのシートを製造するには金属タッチロールを用いることが好ましい。
【００１２】
〔アニール機〕
本発明で、アニール機は前記シート冷却引き取り機で平滑性と光沢が付与されたシートにカール等の歪が発生するのを防止するために、シートを再度加熱するものである。通常は複数個の加熱ロールを配置し、シートをそれら加熱ロールを通過させて歪みを修正する方法もある。
【００１３】
＜本発明品の押出機において用いられる材料＞
この押出機において用いられる熱可塑性樹脂材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン，ＡＢＳ等のスチレン系樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリ塩化ビニール、その他の熱可塑性樹脂単体及びこれらの混合物に、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラス繊維、炭素繊維等の充填剤や酸化防止剤、顔料、難燃材、可塑剤等の添加剤を一種以上配合してなる複合材料を例示することができる。
【００１４】
＜本発明の必須構成要素による作用＞
本発明によれば、押出機からダイを経て流出した溶融状態のシートを基台を転回して基台に設けたシート冷却引き取り機へ送る。このシート冷却機ではシートを複数のポリシングロールを通過させることによって冷却し、かつ平滑性と光沢のある薄肉のシートを形成する。
【００１５】
さらに、このシートが基台に設けられたアニール機に入ると、再加熱されシートにカールが発生することが防止される。最後に基台の後端側に位置する巻き取り機によってシートが巻き取られる。このようにして、原料の装入から製品のシートの巻き取りまでが、基台を転回するように行われる。
【００１６】
＜本発明における付加的構成要件＞
本発明は、前記必須の構成要素からなるが、以下の構成を付加した上でも、成立する。
【００１７】
すなわち、前記必須の構成要素に加え、さらに前記アニール機は前記押出機と対応する位置に配置されており、シリンダ加熱用ヒータの熱を前記アニール機へ導く誘引手段を備えることができる。この誘引手段には好ましくはシリンダを加熱するヒータの熱を導くブロアーと、このブロアーからアニール機に通ずる導管を例示することができる。このようにして、シリンダを空冷した後の熱風をアニール機に導くようにすることが省エネルギーの点から好ましい。
【００１８】
＜付加構成要素を付加した場合の作用＞
シリンダ内の熱可塑性樹脂は、シリンダの先端に進んでいくにしたがって剪断発熱を伴って温度が必用以上に上昇するので、シリンダを冷却してシリンダに対する温度コントロールが行われる。さらに、このシートが基台に設けられたアニール機に入ると、シリンダの温度コントロールを行った後に生成される温風が誘引手段を経てシートに送られる。シートはこの温風の熱によって再加熱された状態でアニールされる。かくしてシートにカールが発生することが防止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
【実施の形態１】
実施の形態１を図１を参照して説明する。
〔実施の形態１の概要〕
実施の形態１は、基台上に載置されたシリンダ２と、このシリンダ２の外周面を囲むヒータ３と、このシリンダ２内に回転自在に挿通されたスクリュ１６と、熱可塑性樹脂原料を前記のシリンダ２の内部に供給する原料供給口５とを備えた押出機４；さらにこの押出機４の先端部に取付けられ前記押出機４から流出した樹脂を所定の溶融したシート１０に成形するダイ６；このダイ６に転回するように基台１に取付けられたシート冷却引き取り機７；アニール機１５；巻き取り機１１等の手段から構成される。
【００２１】
〔押出機の説明〕
基台１にはシリンダ２が載置されており、このシリンダ２にスクリュ１６が回転自在に挿通される。さらに前記のシリンダ２の外周側にヒータ３が設置されて押出機４の本体を構成する。なお、本実施例ではシリンダ２とヒータ３はヒータカバー２８及び外筒１７に収容されていて、放熱を防止するようになっている。さらに、前記シリンダ２の始端側に漏斗状の原料供給口であるホッパ５が取り付けられ、このホッパー５に続きさらに後方に前記スクリュ１６を回転駆動する原動機１８が基台１に載置されている。シリンダ２にはベント１９が設けられており、原料樹脂に含まれている水分等を排出する。
【００２２】
〔スクリーンチェンジャの説明〕
シリンダ２の先端には油圧式オートスクリーンチェンジャ２０が取り付けられる。このスクリーンチェンジャは、原料中に再生品を混入した場合に、再生品中に混入した塵埃を除去して、品質の低下やサージング、あるいはベントアップ防止し、生産性を向上させる。なお、このスクリーンチェンジャ２０は本発明の必須の構成要素ではない。
【００２３】
〔ダイの説明〕
前記の油圧式オートスクリーンチェンジャ２０に続いて、その軸線が４５度下方に傾斜したＴダイ６が取り付けられる。このためダイに続いて設けられる手段が転回して基台１に配置されることが可能になる。また、本実施例のＴダイ６はコートハンガーマニホールド型を用いている。
【００２４】
〔シート冷却引き取り機の説明〕
前記のＴダイ６に続いて、基台１の前方張り出し部２１に複数のポリシングロール８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄから構成されるシート冷却引き取り機が基台１の内方に向けて設けられる。そして、前記Ｔダイ６のリップ６ａに近接する位置にエアナイフ２２が設けられ、ポリシングロール８ａの外側から空気を吹き付ける。かかる構成によって平滑性と光沢のある０．３ｍｍ以下のシートあるいはフィルムが製造される。
【００２５】
〔アニール機の説明〕
前記のシート冷却引き取り機７に続いて基台１の内部にアニール機１５が形成される。このアニール機１５は押出機４のシリンダ２の直下に位置し、ピンチロール９ａと９ｂとの間に設けられた多数のガイドロール９ｃ・９ｄ・９ｅ及び熱風炉２９から構成され、シート１０を前記多数のガイドロールに掛け渡す。さらに、シリンダ２を空冷した後にヒータ３・ヒータカバー２８の間を通る熱風を導管２４によって熱風炉２９内に導き、シート冷却装置で平滑性と光沢が付与されたシート１０をアニール機１５内で再加熱しながらこのシートにカール等の歪が発生するのを防止する。
【００２６】
〔シートの再加熱装置の説明〕
前記のシリンダ２のヒータカバー２８に誘引手段たる複数のブロアー２３ａ・２３ｂ・２３ｃが取り付けられる。さらに前記導管は熱風炉２９内を通るシート１０に達する複数の導管２４ａ・２４ｂ・２４ｃからなり、前記ブロアーと相まって誘引手段として作用する。かかる構成により、シリンダ２をブロアー２３ａ・２３ｂ・２３ｃによってシリンダを空冷することによって温度コントロールした後に、この熱風がブロアーによって送られ、さらに前記導管２４によって熱風炉２９内に誘引されることになる。
【００２７】
〔巻き取り機の説明〕
基台１の後方張りだし部２６には、巻き取り装置１１が設けられる。本実施例では、この巻き取り機に２軸ターレット式のものが用いられる。また、アキュームレートを経て巻き取り機１１を設けることもできる。
【００２８】
〔実施の形態１の作用・効果〕
原料供給口５からシリンダ２内に供給された熱可塑性樹脂は、シリンダ２の外周面からヒータ３によって加熱されて溶融し、スクリュ１６の回転によってシリンダ２の先端から押し出される。シリンダ２内の熱可塑性樹脂は、シリンダ２の先端に進んでいくにしたがって剪断発熱を伴って温度が過度に上昇するので、ブロアー２３ａ・２３ｂ・２３ｃから空気をシリンダ２に送り込んでシリンダを空冷し、温度コントロールを行って、原料樹脂を所望の温度に維持する。
【００２９】
オートスクリーンチェンジャ２０を経て溶融状態のシート１０がＴダイ６から転回して基台１に設けたシート冷却引き取り機７へ流出する。そのとき、エアナイフ２２はポリシングロール８ａの外側から空気を前記の溶融状態のシートに吹き付ける。その後溶融状態のシート１０はポリシングロール８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄを通過することによって冷却されるとともに平滑性と光沢のある薄肉のシート１０となる。
【００３０】
さらに、このシート１０が基台１の内部に設けられたピンチロール９ａと９ｂの間にあるアニール機１５に入ると、シリンダ２を冷却して温度コントロールを行った後に生じた熱風がブロアー２３ａ・２３ｂ・２３ｃから導管２４ａ・２４ｂ・２４ｃを経て熱風炉２９に送られシート１０を加熱する。シート１０はこの熱風によって再加熱されてガイドロール９ｃ・９ｄ・９ｅ間を通過する。かくしてシート１０にカールなどの歪が発生することが防止される。最後に基台１の後端側に位置する巻き取り機１１によってシート１０が巻き取られる。
【００３１】
このようにして、原料の装入から製品のシート１０の巻き取りまでが、基台１を転回するように配置される。このため、装置自体の床面に占めるスペースが大幅に節減されて省スペースの効果が大である。しかも、シリンダ２を冷却することにより温度コントロールを行った後の熱風をそのままアニールに利用するので、熱効率の点で有利であり、省エネルギーに寄与するところが大である。さらに、原料の装入位置と完成品の取り出し位置が隣接するので、装置の取扱いが容易となり操作性能が向上する。また、０．３ｍｍ以下の薄物シートの場合、上記のように多数のガイドロールを用いたことにより、シートの蛇行及び縦皺の防止ができる。
【００３２】
【実施の形態２】
実施の形態２を図２を参照して説明する。
〔実施の形態２の概要〕
この実施の形態は、シート冷却引き取り機においてＴダイ６のリップ６ａに近接する位置に金属タッチロール２７が設けたこと、アニール機内に一対のピンチロール９ａ、９ｂ設けた点において構造上に相違が見られるのを除いて前記の実施例１と同一の構造を有するので、相違点を中心にして説明する。
【００３３】
〔シート冷却引き取り機の説明〕
前記のＴダイ６に続いて、基台１の前方張り出し部２１に複数のポリシングロール８ａ・８ｃ・８ｄから構成されるシート冷却引き取り機が基台１の内方に向けて設けられる。そして、前記Ｔダイ６のリップ６ａに近接する位置に金属タッチロール２７が設けられ、ポリシングロール８ａの外側からこの金属タッチロール２７を均一にタッチさせる。かかる構成によって平滑性と光沢のある０．３ｍｍ以上のシートが製造される。
【００３４】
〔アニール機の説明〕
前記のシート冷却引き取り機７に続いて基台１の内部にアニール機１５が形成される。このアニール機１５は押出機４のシリンダ２の直下に位置し、左右両端に位置するピンチロール９ａ・９ｂ間の熱風炉２９により構成される。前記シート冷却引き取り機７で平滑性と光沢が付与されたシートは、アニール機１５内で再加熱されながらピンチロール９ａ・９ｂ間で適度の緊張状態を与えられながら通過する。そのために、シート１０はアニールされてカール等の歪が防止される。
【００３５】
〔実施の形態２の作用・効果〕
本実施の形態は、０．３ｍｍ以上のシートの製造に好適であること、及びアニール機においてその前後に一対のピンチロールを用いて構造を簡単にした点を除けば、実施例１と略同一の作用・効果を有する。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の必須の構成要素によれば、ダイに続いてシート冷却引き取り機、アニール機、巻き取り機などを転回するように基台に取付けるので、
１）シート製造装置の設置面積が小さくなり、省スペースに寄与する。
【００３７】
２）原料の装入と製品の取り出しが近傍位置になるので、装置の取扱いが簡単になり、操作性が向上する。
また、付加的構成要素によれば、
３）アニール機は押出機のシリンダに対応する位置に配置されており、シリンダ加熱用ヒータの熱を前記アニール機へ導く誘引手段を備えるのであるから、省エネルギー効果が大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシート製造機の実施の形態１の部分切断側面図である。
【図２】本発明に係るシート製造機の他の実施の形態２の部分切断側面図である。
【図３】従来品の部分切断側面図である。
【符号の説明】
１ 基台
２ シリンダ
３ ヒータ
４ 押出機
５ 原料供給口
６ ダイ
７ シート冷却引き取り機
１０ シート
１１ 巻き取り機
１５ アニール機
１６ スクリュ
２３ ブロアー（誘引手段）
２４ 導管（誘引手段）

Claims (2)

1. 基台（１）上に載置されたシリンダ（２）と、このシリンダ（２）の外周面を囲むヒータ（３）と、前記シリンダ（２）内に回転自在に挿通されたスクリュ（１６）と、熱可塑性樹脂原料を前記のシリンダ（２）の内部に供給する原料供給口（５）とを備えた押出機（４）；前記押出機（４）の先端部に取付けられ前記押出機（４）から流出した樹脂を溶融したシート（１０）に成形するダイ（６）；このダイから流出したシート（１０）を冷却すると共に平滑性と光沢を付与するシート冷却引き取り機（７）；このシート引き取り機（７）に続き設けられたアニール機（１５）；このアニール機（１５）に続いて設けられ前記アニール機（１５）によって歪の発生を防止されたシート（１０）を巻き取る巻き取り機（１１）；を順次配置したシート製造装置において、
   前記ダイ（６）に続いて前記シート冷却引き取り機（７）、前記アニール機（１５）、前記巻き取り機（１１）を転回するように前記基台（１）に取付けてなることを特徴とするシート製造装置。
2. 前記アニール機（１５）は前記押出機（４）のシリンダ（２）に対応する位置に配置されており、シリンダ（２）の加熱用のヒータ（３）の熱を前記アニール機（１５）へ導く誘引手段（２３）、（２４）を備える請求項１記載のシート製造装置。

Images