JP4064405B2 - Method and apparatus for heating plastic extrusion dies - Google Patents

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Description

本発明は、プラスチック押出ダイスの加熱方法および装置に関し、さらに詳しくは、ノズルの基端部から先端部までを適正な温度に制御することが出来るプラスチック押出ダイスの加熱方法および装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for heating a plastic extrusion die, and more particularly to a method and apparatus for heating a plastic extrusion die that can control the temperature from the base end to the tip of a nozzle at an appropriate temperature.

従来、押出機や混練機などに使用されるダイスに設けられた多数のノズルを取り巻くようにソレノイドコイルを設け、そのソレノイドコイルに高周波電流を通電することにより、ノズルの周りにうず電流を誘導し、ジュール熱によりノズルの周りを直接的に加熱する「プラスチック押出ダイス」が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３２６５１８号公報 Conventionally, a solenoid coil is provided so as to surround a large number of nozzles provided in dies used in extruders and kneaders, and high frequency current is passed through the solenoid coil to induce eddy current around the nozzles. A “plastic extrusion die” that directly heats around the nozzle by Joule heat has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-326518 A

上記従来の「プラスチック押出ダイス」では、ノズル長の半分以上に渡るソレノイドコイルを用いて、ノズルの大部分を同等に加熱していた。
しかし、ノズルの先端部は冷えやすいのに対しノズルの基端部は冷えにくいため、ノズルの先端部を適正な温度に加熱するとノズルの基端部の温度が高くなり過ぎ、ノズルの基端部を適正な温度に加熱するとノズルの先端部の温度が低くなり過ぎる問題点があった。
そこで、本発明の目的は、ノズルの基端部から先端部までを適正な温度に制御することが出来るプラスチック押出ダイスの加熱方法および装置を提供することにある。 In the above-mentioned conventional “plastic extrusion die”, most of the nozzles are heated equally by using a solenoid coil extending over half the nozzle length.
However, since the tip of the nozzle is easy to cool, but the base end of the nozzle is difficult to cool, heating the tip of the nozzle to an appropriate temperature causes the nozzle base end to become too hot and the nozzle base end When the nozzle is heated to an appropriate temperature, the temperature at the tip of the nozzle becomes too low.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and apparatus for heating a plastic extrusion die that can control the temperature from the base end to the tip of a nozzle at an appropriate temperature.

第１の観点では、本発明は、プラスチックを押出すための多数のノズル（１）を有するプラスチック押出ダイス（１０）の前記ノズル（１）の先端部のみを取り巻くコイル（２）を設け、前記コイル（２）に高周波電流（３）を通電することにより前記ノズル（１）の先端部のみを選択的に加熱することを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法を提供する。
上記構成において、ノズル（１）の先端部とは、ノズル（１）の先端（樹脂吐出側端）からノズル長の１／１０〜１／４の部分をいう。
上記第１の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法では、ノズル（１）の先端部のみを取り巻くコイル（２）を設け、ノズル（１）の先端部のみを選択的に加熱するため、ノズル（１）の先端部を適正な温度に加熱することが出来る。他方、ノズル（１）の基端部は冷えにくいため、ノズル（１）の先端部を適正な温度に加熱すれば、特に加熱しなくても適正な温度になる。従って、ノズル（１）の基端部から先端部までを適正な温度に制御することが出来る。
なお、ノズル（１）の基端部のみを取り巻くコイルを付加し、ノズル（１）の先端部のみを取り巻くコイル（２）よりも低出力で駆動してもよい。ここで、ノズル（１）の基端部とは、ノズルの基端からノズル長の１／１０〜１／４の部分をいう。 In a first aspect, the present invention provides a coil (2) surrounding only the tip of the nozzle (1) of a plastic extrusion die (10) having a number of nozzles (1) for extruding plastic, Provided is a method for heating a plastic extrusion die, wherein only the tip of the nozzle (1) is selectively heated by passing a high-frequency current (3) through the coil (2).
In the above configuration, the tip of the nozzle (1) refers to a portion 1/10 to 1/4 of the nozzle length from the tip (resin discharge side end) of the nozzle (1).
In the heating method of the plastic extrusion die according to the first aspect, the coil (2) surrounding only the tip of the nozzle (1) is provided, and only the tip of the nozzle (1) is selectively heated. ) Can be heated to an appropriate temperature. On the other hand, since the base end portion of the nozzle (1) is difficult to cool, if the tip end portion of the nozzle (1) is heated to an appropriate temperature, the temperature will be appropriate even if it is not heated. Therefore, it is possible to control the temperature from the proximal end portion to the distal end portion of the nozzle (1) at an appropriate temperature.
A coil that surrounds only the base end of the nozzle (1) may be added, and may be driven at a lower output than the coil (2) that surrounds only the tip of the nozzle (1). Here, the base end portion of the nozzle (1) refers to a portion 1/10 to 1/4 of the nozzle length from the base end of the nozzle.

第２の観点では、本発明は、プラスチックを押出すための多数のノズル（１）を有するプラスチック押出ダイス（１０）の前記ノズル（１）の先端部のみを取り巻くコイル（２）と、前記コイル（２）に高周波電流（３）を通電するインバータ（４０）と、前記コイル（２）の外側および反先端側に磁性積層板からなる遮蔽板（１１）とを設けたことを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱装置を提供する。
上記構成において、ノズル（１）の先端部とは、ノズル（１）の先端（樹脂吐出側端）からノズル長の１／１０〜１／４の部分をいう。
上記第２の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱装置では、ノズル（１）の先端部のみを取り巻くコイル（２）を設け、ノズル（１）の先端部のみを選択的に加熱するため、ノズル（１）の先端部を適正な温度に加熱することが出来る。他方、ノズル（１）の基端部は冷えにくいため、ノズル（１）の先端部を適正な温度に加熱すれば、特に加熱しなくても適正な温度になる。従って、ノズル（１）の基端部から先端部までを適正な温度に制御することが出来る。さらに、コイル（２）の外側および反先端側（基端側）に遮蔽板（１１）を設け、漏れ磁束を抑えている。
なお、ノズル（１）の基端部のみを取り巻くコイルを付加し、ノズル（１）の先端部のみを取り巻くコイル（２）よりも低出力で駆動してもよい。ここで、ノズル（１）の基端部とは、ノズル（１）の基端からノズル長の１／１０〜１／４の部分をいう。 In a second aspect, the present invention relates to a coil (2) surrounding only the tip of the nozzle (1) of a plastic extrusion die (10) having a number of nozzles (1) for extruding plastic, and the coil A plastic characterized in that an inverter (40) for supplying a high-frequency current (3) to (2) and a shielding plate (11) made of a magnetic laminated plate are provided outside and on the opposite end of the coil (2). An extrusion die heating apparatus is provided.
In the above configuration, the tip of the nozzle (1) refers to a portion 1/10 to 1/4 of the nozzle length from the tip (resin discharge side end) of the nozzle (1).
In the plastic extrusion die heating apparatus according to the second aspect, the coil (2) surrounding only the tip of the nozzle (1) is provided, and only the tip of the nozzle (1) is selectively heated. ) Can be heated to an appropriate temperature. On the other hand, since the base end portion of the nozzle (1) is difficult to cool, if the tip end portion of the nozzle (1) is heated to an appropriate temperature, the temperature will be appropriate even if it is not heated. Therefore, it is possible to control the temperature from the proximal end portion to the distal end portion of the nozzle (1) at an appropriate temperature. Furthermore, a shielding plate (11) is provided on the outer side and the opposite end side (base end side) of the coil (2) to suppress leakage magnetic flux.
A coil that surrounds only the base end of the nozzle (1) may be added, and may be driven at a lower output than the coil (2) that surrounds only the tip of the nozzle (1). Here, the base end portion of the nozzle (1) refers to a portion of 1/10 to 1/4 of the nozzle length from the base end of the nozzle (1).

第３の観点では、本発明は、上記第２の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱装置において、前記コイル（２）を導体管（４）により形成し、前記導体管（４）内に冷却水（５）を流すことにより前記コイル（２）を冷却することを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱装置を提供する。
上記第３の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱装置では、コイル（２）を形成する導体管（４）内に冷却水（５）を流すため、冷却水（５）とコイル（２）の接触面積を大きく出来、コイル（２）を十分に冷却できる。これにより、プラスチック押出ダイス（１０）を高温に維持しても、コイル（２）の温度上昇を抑止でき、コイル（２）の寿命を延ばすことが出来る。また、導体管（４）の内側から冷却するため、ノズル（１）近傍を冷却してしまうことはない。 In a third aspect, the present invention relates to the plastic extrusion die heating apparatus according to the second aspect, wherein the coil (2) is formed by a conductor tube (4), and cooling water ( 5) A device for heating a plastic extrusion die characterized in that the coil (2) is cooled by flowing.
In the heating device for the plastic extrusion die according to the third aspect, since the cooling water (5) flows in the conductor pipe (4) forming the coil (2), the contact area between the cooling water (5) and the coil (2) The coil (2) can be sufficiently cooled. Thereby, even if the plastic extrusion die (10) is maintained at a high temperature, the temperature rise of the coil (2) can be suppressed, and the life of the coil (2) can be extended. Moreover, since it cools from the inside of a conductor pipe | tube (4), the nozzle (1) vicinity is not cooled.

第４の観点では、本発明は、上記第２または上記第３の観点によるにプラスチック押出ダイスの加熱装置において、前記コイル（２）と前記インバータ（４０）の間に、整合トランス（４２）を設けたことを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱装置を提供する。
コイル（２）のインダクタンスは大きくできない。これは、高温になるため導体が太くなること及びノズル（１）の先端部のみを取り巻くという空間的な制限から、ターン数が数ターン以下になるからである。このため、インバータ（４０）との直接接続では整合がとれなくなる。
そこで、上記第４の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱装置では、整合トランス（４２）を設けて、コイル（２）と整合トランス（４２）の整合をとると共にインバータ（４０）と整合トランス（４２）の整合をとる。 In a fourth aspect, the present invention provides a plastic extrusion die heating apparatus according to the second or third aspect, wherein a matching transformer (42) is provided between the coil (2) and the inverter (40). Provided is a heating device for a plastic extrusion die.
The inductance of the coil (2) cannot be increased. This is because the number of turns is several turns or less because of the high temperature and the spatial limitation that the conductor becomes thick and only the tip of the nozzle (1) is surrounded. For this reason, matching cannot be achieved by direct connection to the inverter (40).
Therefore, in the plastic extrusion die heating apparatus according to the fourth aspect, the matching transformer (42) is provided to match the coil (2) and the matching transformer (42), and the inverter (40) and the matching transformer (42). Is consistent.

本発明のプラスチック押出ダイスの加熱方法および装置によれば、ノズルの基端部から先端部までを適正な温度に加熱することが出来る。   According to the method and apparatus for heating a plastic extrusion die of the present invention, the base end portion to the tip end portion of the nozzle can be heated to an appropriate temperature.

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.

図１は、実施例１にかかるプラスチック押出機１００の縦断面図である。また、図２は、図１のＬ−Ｌ’位置での横断面図である。
このプラスチック押出機１００において、押出部２０は、図示せぬフィーダから供給された原材料ペレットおよび添加物をヒータ２１で加熱溶融し、スクリュー２２で混練し、プラスチック押出ダイス１０へ送る。
プラスチック押出ダイス１０は、多数のノズル１から溶融樹脂を棒状に押し出す。
カット部３０は、プラスチック押出ダイス１０から押し出された棒状樹脂をカッタブレード３１で切断し、温水で冷却し、樹脂ペレットとする。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a plastic extruder 100 according to a first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view at the position LL ′ in FIG.
In this plastic extruder 100, the extruding unit 20 heats and melts raw material pellets and additives supplied from a feeder (not shown) with a heater 21, kneads them with a screw 22, and sends them to a plastic extrusion die 10.
The plastic extrusion die 10 extrudes molten resin from a large number of nozzles 1 in a bar shape.
The cutting part 30 cuts the rod-shaped resin extruded from the plastic extrusion die 10 with the cutter blade 31, cools it with warm water, and uses it as a resin pellet.

プラスチック押出ダイス１０のノズル１の周りには、コイルケース６に収容されたコイル２が設けられている。   Around the nozzle 1 of the plastic extrusion die 10, a coil 2 accommodated in a coil case 6 is provided.

コイル２は、導体管４を１ターンだけ巻回してコイルとしたものであり、ノズル１の先端部のみを取り巻いている。
また、コイル２の外側および反先端側（基端側）には、磁性積層板からなる遮蔽板１１を設け、漏れ磁束を抑えている。 The coil 2 is a coil formed by winding the conductor tube 4 for one turn, and surrounds only the tip of the nozzle 1.
Further, a shield plate 11 made of a magnetic laminated plate is provided on the outer side and the opposite end side (base end side) of the coil 2 to suppress leakage magnetic flux.

高周波電流３は、可変周波数インバータ４０から整合トランス４２および給電ケーブル４１を介して、コイル２に供給される。
整合トランス４２は、１ターンだけでインダクタンスが非常に小さいコイル２と可変周波数インバータ４０とのインピーダンスを整合させるトランスである。 The high frequency current 3 is supplied from the variable frequency inverter 40 to the coil 2 via the matching transformer 42 and the power supply cable 41.
The matching transformer 42 is a transformer that matches the impedance between the coil 2 and the variable frequency inverter 40 having a very small inductance in only one turn.

図２に示すように、冷却水５は、冷却水ポンプ９ａから冷却水供給口５ａに供給され、導体管４に流される。そして、コイル２を冷却後、冷却水排出口５ｂから放熱器９ｂを経て、冷却水ポンプ９ａに戻る。   As shown in FIG. 2, the cooling water 5 is supplied from the cooling water pump 9 a to the cooling water supply port 5 a and flows through the conductor tube 4. And after cooling the coil 2, it returns to the cooling water pump 9a through the radiator 9b from the cooling water discharge port 5b.

図３は、ノズル１の近傍の各温度測定点ＣＨ３〜ＣＨ８を模式的に示している。
図４は、１５ｋＷの出力でコイル２を駆動したときの各温度測定点ＣＨ３〜ＣＨ８の温度を示している。なお、この測定は、プラスチック押出ダイス１０単体で行っており、ノズル１に樹脂は通していない。
ＣＨ３，ＣＨ４の温度は１００℃から５０秒程で５００℃以上に達し、ここで可変周波数インバータ４０をオフにしている。 FIG. 3 schematically shows temperature measurement points CH <b> 3 to CH <b> 8 in the vicinity of the nozzle 1.
FIG. 4 shows the temperatures of the temperature measurement points CH3 to CH8 when the coil 2 is driven with an output of 15 kW. This measurement is performed with the plastic extrusion die 10 alone, and no resin is passed through the nozzle 1.
The temperatures of CH3 and CH4 reach 500 ° C. or more in about 50 seconds from 100 ° C., and the variable frequency inverter 40 is turned off here.

図５は、従来の加熱装置におけるノズル１の近傍の各温度測定点ＣＨ３〜ＣＨ８を模式的に示している。
図６は、１５ｋＷの出力で従来のコイル２を駆動したときの各温度測定点ＣＨ３〜ＣＨ８の温度を示している。なお、この測定は、プラスチック押出ダイス１０単体で行っており、ノズル１に樹脂は通していない。
ＣＨ５の温度は１００℃から６５秒程で５００℃以上に達し、ここで可変周波数インバータ４０をオフにしている。 FIG. 5 schematically shows temperature measurement points CH3 to CH8 in the vicinity of the nozzle 1 in the conventional heating apparatus.
FIG. 6 shows the temperatures of the temperature measurement points CH3 to CH8 when the conventional coil 2 is driven with an output of 15 kW. This measurement is performed with the plastic extrusion die 10 alone, and no resin is passed through the nozzle 1.
The temperature of CH5 reaches 500 ° C. or more in about 65 seconds from 100 ° C. Here, the variable frequency inverter 40 is turned off.

図４と図６を比較すれば判るように、本発明ではノズル１の先端部（ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ７，ＣＨ８）を早い立ち上がりで加熱でき、しかもノズル１の基端部（ＣＨ６）を加熱していない。
従って、温水のために冷えやすいノズル１の先端部（ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ７，ＣＨ８）をコイル２により適正な温度に加熱することが出来ると共に、ヒータ２１からの熱伝導により冷えにくいノズル１の基端部（ＣＨ６）が過度の高温になることを防止できる。
すなわち、ノズル１の先端部を適正な温度に加熱すれば、ノズル１の基端部から先端部までを適正な温度に制御することが出来る。 As can be seen from a comparison between FIG. 4 and FIG. 6, in the present invention, the tip portion (CH 3, CH 4, CH 7, CH 8) of the nozzle 1 can be heated at an early rise, and the base end portion (CH 6) of the nozzle 1 is heated. Not.
Therefore, the tip (CH3, CH4, CH7, CH8) of the nozzle 1 that is easy to cool due to hot water can be heated to an appropriate temperature by the coil 2, and the base of the nozzle 1 that is difficult to cool due to heat conduction from the heater 21. It can prevent that an edge part (CH6) becomes excessively high temperature.
That is, if the tip of the nozzle 1 is heated to an appropriate temperature, the temperature from the base end to the tip of the nozzle 1 can be controlled to an appropriate temperature.

ノズル１の基端部のみを取り巻くコイルを付加し、ノズル１の先端部のみを取り巻くコイル２よりも低出力で駆動してもよい。   A coil that surrounds only the proximal end of the nozzle 1 may be added, and may be driven at a lower output than the coil 2 that surrounds only the distal end of the nozzle 1.

本発明のプラスチック押出ダイスの加熱方法および装置は、高融点のエンジニアリングプラスチックに対応することが出来る。   The method and apparatus for heating a plastic extrusion die according to the present invention can be applied to a high-melting engineering plastic.

実施例１にかかるプラスチック押出機を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing a plastic extruder according to Example 1. FIG. 図１のＬ−Ｌ’位置での横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view at the position L-L ′ in FIG. 1. 実施例１にかかるノズルの近傍の各温度測定点を模式的に示す断面図である。3 is a cross-sectional view schematically showing each temperature measurement point in the vicinity of the nozzle according to Example 1. FIG. 実施例１にかかるノズルの近傍の温度変化を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a temperature change in the vicinity of a nozzle according to Example 1. 従来例にかかるノズルの近傍の各温度測定点を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically each temperature measurement point of the vicinity of the nozzle concerning a prior art example. 従来例にかかるノズルの近傍の温度変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the temperature change of the vicinity of the nozzle concerning a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１ ノズル
２ コイル
３ 高周波電流
４ 導体管
５ 冷却水
５ａ 冷却水供給口
５ｂ 冷却水排出口
１０ プラスチック押出ダイス
２０ 押出部
２１ ヒータ
２２ スクリュー
３０ カット部
３１ カッタブレード
１００ プラスチック押出機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle 2 Coil 3 High frequency current 4 Conductor tube 5 Cooling water 5a Cooling water supply port 5b Cooling water discharge port 10 Plastic extrusion die 20 Extrusion part 21 Heater 22 Screw 30 Cut part 31 Cutter blade 100 Plastic extruder

Claims (4)

プラスチックを押出すための多数のノズル（１）を有するプラスチック押出ダイス（１０）の前記ノズル（１）の先端からノズル長の１／４以下の先端部のみを取り巻くコイル（２）を設け、前記コイル（２）に高周波電流（３）を通電することにより前記ノズル（１）の先端からノズル長の１／４以下の先端部のみを選択的に加熱することを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法。 A coil (2) surrounding only the tip portion of 1/4 or less of the nozzle length from the tip of the nozzle (1) of the plastic extrusion die (10) having a large number of nozzles (1) for extruding the plastic is provided, Heating a plastic extrusion die characterized by selectively heating only a tip portion of 1/4 or less of the nozzle length from the tip of the nozzle (1) by passing a high frequency current (3) through the coil (2). Method. プラスチックを押出すための多数のノズル（１）を有するプラスチック押出ダイス（１０）の前記ノズル（１）の先端からノズル長の１／４以下の先端部のみを取り巻くコイル（２）と、前記コイル（２）に高周波電流（３）を通電するインバータ（４０）と、前記コイル（２）の外側および反先端側に磁性積層板からなる遮蔽板（１１）とを設けたことを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱装置。 A coil (2) surrounding only a tip portion of 1/4 or less of the nozzle length from the tip of the nozzle (1) of a plastic extrusion die (10) having a number of nozzles (1) for extruding plastic; and the coil A plastic characterized in that an inverter (40) for supplying a high-frequency current (3) to (2) and a shielding plate (11) made of a magnetic laminated plate are provided outside and on the opposite end of the coil (2). Extrusion die heating device. 請求項２に記載のプラスチック押出ダイスの加熱装置において、前記コイル（２）を導体管（４）により形成し、前記導体管（４）内に冷却水（５）を流すことにより前記コイル（２）を冷却することを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱装置。   The heating device for a plastic extrusion die according to claim 2, wherein the coil (2) is formed by a conductor tube (4), and cooling water (5) is allowed to flow into the conductor tube (4), thereby the coil (2). ) Is a plastic extrusion die heating device. 請求項２または請求項３に記載のプラスチック押出ダイスの加熱装置において、前記コイル（２）は、１ターンだけのコイルであることを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱装置。 4. The apparatus for heating a plastic extrusion die according to claim 2, wherein the coil (2) is a coil of only one turn .
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