JP5616381B2 - フィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管及びフィルム・シート製造装置用ポリマー配管の樹脂劣化防止方法 - Google Patents

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本発明は、フィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管及びフィルム・シート製造装置用ポリマー配管の樹脂劣化防止方法に関し、特に、ポリマー配管の接続面に不活性ガスを供給することにより、樹脂劣化を防止するための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種のフィルム・シート製造装置用の押出機としては、例えば、特許文献1に開示された構成を図4に示すことができる。
すなわち、図4において、符号1で示されるものは加熱溶解シリンダであり、この加熱溶解シリンダ1には、樹脂材料Pを供給するためのホッパー2と、スクリュ3と、供給口側圧力センサ4と、出口側圧力センサ5と、ダイ6とが設けられている。
さらに、前記加熱溶解シリンダ1の後端側には、不活性ガスGを加熱溶解シリンダ1内に注入するための不活性ガス配管7と、前記加熱溶解シリンダ1内の圧力を減圧調整するためのシリンダ減圧配管8が設けられている。
従って、前述の従来構成においては、不活性ガスGを不活性ガス配管7から加熱溶解シリンダ1内に充填させ、図示しない制御部が出口側圧力センサ5の出力に基づいて樹脂材料Pの充填状況を確認し、不活性ガスGを供給する状態から減圧する状態への切替えを判断し、加熱溶解シリンダ1内を減圧するように、減圧手段及び不活性ガス供給手段を制御して溶融樹脂の劣化を防止していた。
また、図5に示される従来構成においては、従来一般に用いられている押出機の下流側に接続された配管本体21からなる複数のポリマー配管10,11によって長手状のポリマー配管体12が構成され、各ポリマー配管10,11の外周には、この各ポリマー配管10,11を加熱するためのセグメント型のヒータ13が設けられている。
前記各ポリマー配管10,11、すなわち、各配管本体21の端部に形成された各フランジ10a,11a同士は締付ボルト14によって締結接続(図5で示す隙間がない状態)され、このポリマー配管体12の軸心位置には溶融樹脂を搬送するための樹脂流路15が形成されている。
従って、前記各ポリマー配管10,11の各配管接続面22は鏡面仕上げに近い平面構造で、溶融樹脂が冷え固まらないように、ヒータ13によってポリマー配管10,11が加熱され、各ポリマー配管10,11の各配管接続面10b,11b間から溶融樹脂が漏れることがないように各締付ボルト14を増締めするように構成されている。
また、実際のフィルム・シート製造装置においては、生産調整等で装置を停止する場合には、比較的酸化及び劣化しにくい樹脂で装置内樹脂を置換、あるいは、ポリマー配管10,11を分解清掃して次回の生産の劣化樹脂排出防止対策を実施している場合が多い。
特開2007−38587号公報
従来のフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図4で示される押出機の構造においては、加熱溶解シリンダ1内に不活性ガスを充填させ、出口側と供給側に圧力センサ4,5を設置し、制御部を介して加熱溶解シリンダ1内の圧力調整を行う必要があるため、装置自体が大型化し、かつ、高価格化すると共に、メンテナンスも複雑化していた。
また、図4の構成の押出機内の空間は、樹脂の充満/非充満により複雑に分断されるため、出口付近の圧力センサによる制御は精度が低く、さらに、昇温/冷却時であればその温度も各位置で一様でないため、原料供給部付近1ヶ所からの不活性ガス供給では、個々の各配管継ぎ手部を確実に正圧にするためには、結局は過剰に不活性ガスを供給する必要があった。
また、図5で示されるポリマー配管体の構造の場合、装置が停止した時において、ヒータ13の設定温度を下げたり、ヒータ13の加熱をオフにするが、この時に各ポリマー配管10,11の収縮により配管接続面10b,11b間にわずかな隙間ができる。
この場合、図5で示されるように、外部と連通して酸素Xが矢印で示されるように進入し、停止中のポリマー配管10,11内に残留した樹脂を劣化させることになる。
従って、この状態で再度、フィルム・シート製造装置を加熱して樹脂を排出すると、この劣化樹脂は少しずつ排出されるため、フィルム・シート製品が欠陥品となることもあった。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、各ポリマー配管間の接続面から内部に酸素が侵入しないようにしたフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管を提供することを目的とする。
本発明によるフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管は、フィルム・シート製造装置に設けられ樹脂流路を有する配管本体と、前記配管本体の端部に形成されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された配管接続面と、よりなるポリマー配管において、前記配管接続面に形成され前記樹脂流路の外周側に輪状として設けられた不活性ガス封入溝と、前記配管本体のフランジ部に形成され前記フランジ部内を経て前記不活性ガス封入溝に連通すると共に、不活性ガスボンベにガス配管を介して接続された不活性ガス流入口と、を備え、前記不活性ガス封入溝(23)に不活性ガスを供給することにより、前記各フランジ部間が不活性ガスによってガスシール状態となり、前記配管本体内の不活性ガス中における酸素濃度が1%未満になるように調整されていると共に、前記フィルム・シート製造装置停止時に前記各配管接続面間に発生する隙間は前記不活性ガスによってガスシールされる構成であり、また、本発明によるフィルム・シート製造装置用ポリマー配管の樹脂劣化防止方法は、フィルム・シート製造装置に設けられ樹脂流路を有する配管本体と、前記配管本体の端部に形成されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された配管接続面と、よりなるポリマー配管を用い、前記配管接続面に形成され前記樹脂流路の外周側に輪状として設けられた不活性ガス封入溝と、前記配管本体のフランジ部に形成され前記フランジ部内を経て前記不活性ガス封入溝に連通すると共に、不活性ガスボンベにガス配管を介して接続された不活性ガス流入口と、を備え、前記不活性ガス封入溝に不活性ガスを供給することにより、前記各フランジ部間が不活性ガスによってガスシール状態となり、前記配管本体内の不活性ガス中における酸素濃度が1%未満になるように調整されていると共に、前記フィルム・シート製造装置停止時に前記各配管接続面間に発生する隙間は前記不活性ガスによってガスシールされる方法である。
本発明によるフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管及びフィルム・シート製造装置用ポリマー配管の樹脂劣化防止方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、樹脂流路を有する配管本体と、前記配管本体の端部に形成されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された配管接続面と、よりなるポリマー配管において、前記配管接続面に形成された不活性ガス封入溝と、前記配管本体に形成され前記不活性ガス封入溝に連通する不活性ガス流入口と、を備え、前記不活性ガス封入溝に不活性ガスを供給することにより、装置停止時のヒータのオフ時、あるいは、ヒータ温度低温時にポリマー配管接続面に隙間が生じても、ポリマー配管内への酸素の進入を防止し、樹脂劣化防止の効果を得ることができる。
さらに、前記不活性ガス流入口は、前記フランジ部に形成されていることにより、配管接続面への不活性ガスによるガスシールが容易となる。
また、前記配管本体内の不活性ガス中における酸素濃度が1%未満になるように調整されていることにより、ポリマー配管内の樹脂の劣化を防止することができる。
本発明によるフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管を示すための断面図である。 図1のA矢視図である。 図2のB矢視図である。 従来の押出機を示す断面図である。 従来のフィルム・シート製造装置用のポリマー配管を示す断面図である。
本発明は、ポリマー配管の接続面に不活性ガスを供給することにより、樹脂劣化を防止するようにしたフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管及びフィルム・シート製造装置用ポリマー配管の樹脂劣化防止方法を提供することを目的とする。
以下、図面と共に本発明によるフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管及びフィルム・シート製造装置用ポリマー配管の樹脂劣化防止方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図1において、符号1で示されるものは、押出機1Aの加熱溶解シリンダであり、この加熱溶解シリンダ1の上流側には樹脂材料Pを供給するためのホッパー2が形成されている。
前記加熱溶解シリンダ1の外周には、セグメント状のヒータ13が設けられ、この加熱溶解シリンダ1の下流側にはシリンダフランジ部1Bが形成されている。
前記シリンダフランジ部1Bの下流側には、互いに直列接続された四個のポリマー配管10,11,11A及び11BとTダイ20が配設されている。尚、各ポリマー配管10,11,11A及び11Bによって連続したL字状のポリマー配管体12を構成している。
前記ポリマー配管10,11,11A及び11Bは、図示のように、樹脂流路15を軸心位置に貫通して有する配管本体21と、前記配管本体21の両端部に形成されたフランジ部10a,11a,11Aa,11Baと、前記フランジ部10a,11a,11Aa,11Baの各端面に形成された配管接続面22とから構成されている。
前記配管接続面22には、図2及び図3で示されるように、樹脂流路15の外周側に輪状に形成された不活性ガス封入溝23が設けられ、前記ポリマー配管10.11、11A,11Bの配管本体21と一体のフランジ部11aには、このフランジ部11aの半径方向に沿って、かつ、フランジ部11a内を経て形成され前記不活性ガス封入溝23に連通する不活性ガス流入口24が形成されている。
前述の図2及び図3にはポリマー配管11のみが示されているが、他のポリマー配管10,11A及び11Bの各フランジ部10a,11Aa及び11Baにおいても、同様に配管接続面22、不活性ガス封入溝23及び不活性ガス流入口24が形成されている。
従って、前述の各配管本体21の各一方のフランジ部10a,11a,11Aa及び11Baに形成された各不活性ガス流入口24は、図1に示されるように、不活性ガスボンベ25に配管25aを介して接続され、この不活性ガスボンベ25の不活性ガスGは、前述の各配管25a及び不活性ガス流入口24を介して各フランジ10a,11a,11Aa,11Baの各不活性ガス封入溝23に供給されるように構成されている。
前述の最下流側に位置する前記ポリマー配管11Bの最下流側のフランジ部11Baには、周知のTダイ20が接続され、このTダイ20の先端に形成されたスリット30からは、前記各ポリマー配管10,11,11A,11Bの各樹脂流路15を経て前記Tダイ20に送られた溶融樹脂がシート状に吐出され、このシート状に吐出されたフィルム・シート31が前記Tダイ20の近傍に配設された冷却ロールからなる成形機32に巻き取られるように構成されている。
前述の各ポリマー配管10,11,11A,11Bは、各フランジ部10a,11a,11Aa,11Baが各締付ボルト14を介して互いに直列接続されると共に、全体形状がL字型に形成されることにより、前記樹脂流路15もL字型に形成され、前記押出機1Aで混練溶融された溶融樹脂は、スクリュ3によって押出され、樹脂流路15からTダイ20に搬送されるように構成されているが、前記樹脂流路15については、前述のL字型に限ることなく、直線状等とすることができる。
尚、前記各不活性ガス流入口24については、図2に示されているように、前記各フランジ部10a,11a,11Aa,11Baをボルト14によって接続する場合に、各フランジ部10a,11a,11Aa,11Baに形成され前記ボルト14を貫通させるためのボルト孔33を避けた状態で配設されている。
次に、前述の構成において、本発明によるフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管を用いて、実際にフィルム・シート31を成形する場合について述べる。
まず、不活性ガスボンベ25内の不活性ガスGを各配管25aを介して各フランジ部10a,11a,11Aa及び11Baの各不活性ガス流入口24に供給すると、不活性ガスGは不活性ガス封入溝23内に充填され、各ポリマー配管10,11,11A,11Bの各フランジ部10a,11a,11Aa,11Ba間が外気に対してガス封止され気密状に保持されると共に、前記樹脂流路15内にも不活性ガスGが充填される。
前述の状態で、前記押出機1Aで混練・溶融された樹脂材料Pからなる溶融樹脂がスクリュ3によって下流側へ押出されると、溶融樹脂は前記樹脂流路15を経てTダイ20に送られてスリット30からフィルム・シート31として成形機32に巻き取られる。
尚、前記各ポリマー配管10,11,11A,11Bの各フランジ部10a,11a,11Aa,11Ba間が不活性ガスGによってガスシール状態であるため、例えば、フィルム・シート製造装置用ポリマー配管は、装置停止時において、ヒータ13aの設定温度を下げたり、ヒータ13aの加熱をオフにすると、各ポリマー配管10,11,11A,11Bの収縮により各配管接続面22間に、前述の従来構成のように、わずかな隙間が発生するが、この隙間は前述の不活性ガスGによってガスシールされているため、外部からの酸素がポリマー配管10,11,11A,11B内に残存した溶融樹脂を劣化させることは防止することができる。
また、再度フィルム・シート製造装置を加熱して溶融樹脂をTダイ20から吐出してフィルム・シート31を成形した場合でも、劣化樹脂がフィルム・シート31内に含まれることはなく、高い歩留まりを維持することができる。
さらに、本発明によるフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管においては、前記不活性ガス流入口24から不活性ガス封入溝23に供給した不活性ガスGは、前述のように、各フランジ部10a,11a,11Aa,11Ba間の隙間を介して各ポリマー配管10,11,11A,11B内の樹脂流路15内に供給されて充満するが、この各ポリマー配管10,11,11A,11B内の酸素濃度について種々実験した結果、表1に示されるように、樹脂の種類(ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート)と各ポリマー配管10,11,11A,11B内の温度、不活性ガス(N2)と酸素(O2)と空気の濃度との関係でみると、酸素が1%未満までは、酸素による樹脂劣化の影響は殆んどなく、1%を超えると樹脂劣化の影響が出始めて、樹脂劣化によるフィルム・シート31の歩留まり低下となることが判明した。
従って、各フランジ部10a,11a,11Aa,11Ba間のボルト14による締結具合、不活性ガスGの圧力、及び、不活性ガス封入溝23の溝深さ等を種々調整し、前述の1%未満の酸素濃度を維持することができるようにしている。
Figure 0005616381
本発明によるフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管及びフィルム・シート製造装置用ポリマー配管の樹脂劣化防止方法は、ポリマー配管の接続面に不活性ガスを供給することにより、樹脂劣化を防止し、フィルム・シートの歩留まりを向上させることができる。
1 加熱溶解シリンダ
1A 押出機
1B シリンダフランジ部
2 ホッパー
P 樹脂材料
3 スクリュ
10,11,11A,11B ポリマー配管
12 ポリマー配管体
10a,11a,11Aa,11Ba フランジ部
13,13a ヒータ
14 ボルト
15 樹脂流路
20 Tダイ
G 不活性ガス
21 配管本体
22 配管接続面
23 不活性ガス封入溝
24 不活性ガス流入口
25 不活性ガスボンベ
25a ガス配管
30 スリット
31 フィルム・シート
32 成形機(冷却ロール)
33 ボルト孔
33 ボルト孔

Claims (2)

  1. フィルム・シート製造装置に設けられ樹脂流路(15)を有する配管本体(21)と、前記配管本体(21)の端部に形成されたフランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)と、前記フランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)の端面に形成された配管接続面(22)と、よりなるポリマー配管において、
    前記配管接続面(22)に形成され前記樹脂流路(15)の外周側に輪状として設けられた不活性ガス封入溝(23)と、前記配管本体(21)のフランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)に形成され前記フランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)内を経て前記不活性ガス封入溝(23)に連通すると共に、不活性ガスボンベ(25)にガス配管(25a)を介して接続された不活性ガス流入口(24)と、を備え、前記不活性ガス封入溝(23)に不活性ガス(G)を供給することにより、前記各フランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)間が不活性ガス(G)によってガスシール状態となり、前記配管本体(21)内の不活性ガス中における酸素濃度が1%未満になるように調整されていると共に、前記フィルム・シート製造装置停止時に前記各配管接続面(22)間に発生する隙間は前記不活性ガス(G)によってガスシールされる構成としたことを特徴とするフィルム・シート製造装置用の樹脂劣化防止ポリマー配管。
  2. フィルム・シート製造装置に設けられ樹脂流路(15)を有する配管本体(21)と、前記配管本体(21)の端部に形成されたフランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)と、前記フランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)の端面に形成された配管接続面(22)と、よりなるポリマー配管を用い、
    前記配管接続面(22)に形成され前記樹脂流路(15)の外周側に輪状として設けられた不活性ガス封入溝(23)と、前記配管本体(21)のフランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)に形成され前記フランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)内を経て前記不活性ガス封入溝(23)に連通すると共に、不活性ガスボンベ(25)にガス配管(25a)を介して接続された不活性ガス流入口(24)と、を備え、前記不活性ガス封入溝(23)に不活性ガス(G)を供給することにより、前記各フランジ部(10a,11a,11Aa,11Ba)間が不活性ガス(G)によってガスシール状態となり、前記配管本体(21)内の不活性ガス中における酸素濃度が1%未満になるように調整されていると共に、前記フィルム・シート製造装置停止時に前記各配管接続面(22)間に発生する隙間は前記不活性ガス(G)によってガスシールされることを特徴とするフィルム・シート製造装置用ポリマー配管の樹脂劣化防止方法。
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