JP5842507B2 - スロットダイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂フィルムを成形するスロットダイ装置に関し、樹脂フィルムの膜厚不均等を抑制するスロットダイ装置に関する。

従来、スロットダイを用いて樹脂フィルムを生成する際に、成形された樹脂フィルムに膜厚分布が生じ、品質不良や外観不良などの問題が起きている。

膜厚分布の解消の方法としては、ダイ形状の改造、ディッケル形状の改造、ディッケル配置の適正化などいくつもの方法があり、併用されている。その中で有効な方法としてダイの温度分布設定がある。例えば、特許文献１ではＴダイの温度分布を観測して、ヒーター温度を調整する事で、一定の膜厚を実現しようとしている。

また、特許文献２には、インナーディッケル部に熱電対とヒーターを設けて、端部温度の調整を行い、端部膜厚を一定にしようとしている。

実公平６−０３０４２５号公報 特開２００４−３４５１６３号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２によるスロットダイ装置では、全域の膜厚分布を一定に調整するには不十分である。

特許文献１では、マニホールド近辺での幅方向の温度分布を一定にしているが、温度一定条件では、流れやすいダイの中央部分からの吐出が多くなり、膜厚が均一にならない。ダイ形状も調整したとしても使う樹脂が変われば、適切な条件は変わるため、ダイ形状の調整を頻繁に行わなくては効果が得られない。

特許文献２では端部の膜厚はある程度制御できるが、幅全域の膜厚分布を制御できる機能ではない。

本発明は、上述する事情に鑑みてなされたもので、温度分布調整により、成形された樹脂フィルムの膜厚分布を調製可能なスロットダイ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明の請求項１に係る発明は、スロットダイ本体の側部に設けられるヒーターと、前記ヒーターが中に設置されているヒーター囲いを備え、溶融樹脂が前記スロットダイ本体の内部に形成されたマニホールドに供給され、前記マニホールドの下流部に設けられたスロットを通過し、フィルム状に成形されて吐出されるスロットダイ装置において、前記ヒーターは、前記スロットダイ本体のブロックより１つ多く設置され、前記スロットダイ本体の側部において幅方向にスライド可能に設けられ、前記ヒーター囲いは、前記スロットダイ本体より左右どちらにも１ブロック余分に設置されていることを特徴とするスロットダイ装置である。

また、請求項２に係る発明は、スロットダイ本体から吐出される樹脂フィルムの厚さを測定する膜厚測定装置と、前記膜厚測定装置により測定された膜厚データに基づいて前記樹脂フィルムの膜厚が均等になるように前記ヒーターの温度を制御する温調設定装置とを具備したことを特徴とする請求項１に記載のスロットダイ装置である。

本発明では、ヒーターを幅方向にスライド可能に設けたことにより、従来のブロックごとにしか温度分布を付けられない状況から、ほぼ変わらない装置形状で温度分布設定に融通が利かせられるようになる。

また、吐出後の膜厚データを基にフィードバックするため、最終結果に温度影響を直接照らし合わせて比較でき、膜厚分布を容易に改善することができる。

（ａ）は本発明の実施形態に係るスロットダイ装置の一例を示す図で（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係るスロットダイ装置におけるヒーター位置調整の概念図で（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明に係るスロットダイ装置において、膜厚データをフィードバックするシステム概要図である。

以下、本発明の実施の形態によるスロットダイ装置について、図に基づいて説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態によるスロットダイ装置１は、スロットダイ本体２と、このスロットダイ本体２の内部に形成されて溶融樹脂Ｒ１が供給されるマニホールド３と、スロットダイ本体２の内部にマニホールド３と連通して形成され、マニホールド３内の溶融樹脂Ｒ１が通過しフィルム状に成形されるスロット４と、スロット４を通過したフィルム上の溶融樹脂Ｒ１を排出する排出口５と、マニホールド３およびスロット４の幅方向の長さを規定するインナーディッケル機構６とを備えている。

上記スロットダイ本体２には、外側にヒーター囲いが設置され、このヒーター囲いの中にヒーターが設置される。このヒーター部分については詳細を後述する。

また、スロットダイ本体２は、図１（ａ）に示すように上部に溶融樹脂Ｒ１の供給口２ａを備えており、供給口２ａは溶融樹脂Ｒ１を供給する図示しないアダプターと接続されている。スロットダイ本体２は、成形される樹脂フィルムＲ２の幅方向に細長い外形に形成されている。マニホールド３は、スロットダイ本体２の幅方向にわたって筒状に形成されていて、幅方向の中間部の上部にスロットダイ本体２の供給口２ａが接続されており、供給口２ａから溶融樹脂Ｒ１が供給される。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、スロット４は、マニホールド３の下側にスロットダイ本体２の幅方向にわたって形成されている。排出口５はスロットダイ本体２の下端部に形成されていて、スロット４の下端部に位置している。

インナーディッケル機構６は、マニホールド３およびスロット４の幅方向の両端部に設けられた一対の第一、第二のインナーディッケル１１、１２と絞り部材１３とから構成される。第一、第二のインナーディッケル１１、１２、絞り部材１３は、この順に上から下へ配列されている。

第一、第二のインナーディッケル１１、１２および絞り部材１３は、マニホールド３およびスロット４内において幅方向の移動が可能で、その表面１１ａ、１２ａ、１３ａでマニホールド３とスロット４の幅方向の寸法を規定している。スロットダイ本体２に供給された溶融樹脂Ｒ１は、この表面１１ａ、１２ａ、１３ａにガイドされて下方へ通過する。

第一のインナーディッケル１１は、マニホールド３とスロット４の上部側に位置し、マニホールド３とスロット４の上部側の幅方向の寸法を規定している。第一のインナーディッケル１１の表面１１ａは、上側から下側に向かってマニホールド３およびスロット４の幅方向の寸法を広げるように傾斜または湾曲している。

また、第二のインナーディッケル１２は、スロット４の下流側に位置し、スロット４の下流側の幅方向の寸法を規定している。第二のインナーディッケル１２の表面１２ａは、上側から下側に向かってスロット４の幅方向の寸法を広げるように傾斜または湾曲している。

また、絞り部材１３は、スロット４の下端部に位置し、スロット４の下端部の幅方向の寸法を規定することで、排出口５の幅方向の寸法を規定している。

図１では第一、第二のインナーディッケル１１、１２を設けているが、一つのインナーディッケルであっても本構成上では問題ない。

また、第一、第二のインナーディッケル１１、１２が溶融樹脂Ｒ１に接触する表面１１ａ、１２ａは、水平方向の断面において円弧状に凹に湾曲する形状であっても、本構成上は問題ない。

次に、上述した構成のスロットダイ装置１による樹脂フィルムの成形方法について説明する。

まず、スロットダイ本体２に供給口２ａから溶融樹脂Ｒ１を供給する。溶融樹脂Ｒ１はマニホールド３に流入しマニホールド３の幅方向に広がり、下方のスロット４へ流入する。そして、溶融樹脂Ｒ１はスロット４を通過することによって、所定の厚さのフィルム状に成形される。

そして、スロット４内でフィルム状に成形された溶融樹脂Ｒ１は、排出口５から排出されて空気中を通る間に冷却され、徐々に固化されて樹脂フィルムＲ２の状態になり、スロットダイ装置１の下方（下流側）に設けられた図示しないローラーによって圧延される。ローラーは樹脂フィルムＲ２が排出されるスピードよりも速いスピードで回転されている。

排出口５から排出された時点では、樹脂フィルムＲ２は完全に固化しておらず、ローラー部などにより冷却されて固化する。

このとき、排出口５から排出された樹脂フィルムＲ２は、完全に固化していないため端部Ｒ２ａが幅方向に縮み、樹脂フィルムＲ２の端部Ｒ２ａが厚くなる。後にこの厚くなった端部Ｒ２ａは切除されて厚さの均一な樹脂フィルムＲ２が提供される。

次に、スロットダイ本体２のマニホールド３に供給される溶融樹脂を加熱するヒーターについて図２を参照して説明する。図２はヒーター位置調整の概念図を示したもので、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。また、図２（ａ）は図１（ａ）の外観図を示している。

図２（ａ）に示すようにスロットダイ本体２の外側にヒーター囲い１４が設置され、図２（ｂ）に示すようにヒーター囲い１４の中にヒーター１５が設置される。この場合、ヒーター囲い１４は、スロットダイ本体２より左右どちらにも１ブロック余分に設置されている。ヒーター１５はスロットダイ本体２のブロックより１つ多く設置されている。

ヒーター１５をヒーター囲い１４の左右に動かし、スロットダイ本体２に設置しているヒーター部の位置を変えることで温度分布の調整を行うことが出来る。すなわち、スロットダイ本体２に接しているヒーター１５をスロットダイ本体２に対して幅方向にスライドすることが可能となっている。

上記のようにヒーター囲い１４は、スロットダイ本体２より左右どちらにも１ブロック余分に設置されているので、０−１ブロックの範囲でヒーター位置を調整でき、温度分布を調整できる条件を広げることができる。

次に、上記スロットダイ装置１において、スロットダイ本体２により成形される樹脂フィルムＲ２の膜厚を測定し、その膜厚データをフィードバックして樹脂フィルムＲ２の膜厚が均等になるように制御するシステムについて説明する。

図３は樹脂フィルムＲ２の膜厚データをフィードバックしてヒーター１５の温度を制御するシステムの概要図である。スロットダイ本体２から吐出された樹脂フィルムＲ２が図３のように搬送される。搬送経路途中に膜厚測定装置１７を設置し、膜厚データの測定を随時行う。

膜厚測定装置１７は、測定した膜厚データから樹脂フィルムＲ２の膜厚が均等になるような温度条件を推算し、ヒーター１５の温調設定装置１６に温度条件を出力する。

その際にヒーター温度が変化した影響が樹脂に伝わるまでのタイムラグを考慮する必要がある。樹脂種類によって熱伝導率が変わるため、各樹脂ごとにタイムラグ時間を用意しておく必要がある。温調設定装置１６は、膜厚測定装置１７から送られてくる温度条件に応じて動作し、スロットダイ本体２から吐出される樹脂フィルムＲ２の膜厚が均等になるようにヒーター１５の温度を制御する。

本発明を取り入れる結果、温度分布を容易に調整できるようになり、また、膜厚データから温度条件を調整する事で均一な膜厚の樹脂フィルムＲ２の作成が可能になる。

１…スロットダイ装置、２…スロットダイ本体、２ａ…溶融樹脂の供給口、３…マニホールド、４…スロット、５…排出口、６…インナーディッケル機構、１１…第一のインナーディッケル、１１ａ…第一のインナーディッケルの表面、１２…第二のインナーディッケル、１２ａ…第二のインナーディッケルの表面、１３…絞り部材、１３ａ…絞り部材の表面、１４…ヒーター囲い、１５…ヒーター、１６…温調設定装置、１７…膜厚測定装置、Ｒ１…溶融樹脂、Ｒ２…樹脂フィルム。

Claims (2)

1. スロットダイ本体の側部に設けられるヒーターと、前記ヒーターが中に設置されているヒーター囲いを備え、溶融樹脂が前記スロットダイ本体の内部に形成されたマニホールドに供給され、前記マニホールドの下流部に設けられたスロットを通過し、フィルム状に成形されて吐出されるスロットダイ装置において、
   前記ヒーターは、前記スロットダイ本体のブロックより１つ多く設置され、前記スロットダイ本体の側部において幅方向にスライド可能に設けられ、
   前記ヒーター囲いは、前記スロットダイ本体より左右どちらにも１ブロック余分に設置されている、
   ことを特徴とするスロットダイ装置。
2. 前記スロットダイ本体から吐出される樹脂フィルムの厚さを測定する膜厚測定装置と、前記膜厚測定装置により測定された膜厚データに基づいて前記樹脂フィルムの膜厚が均等になるように前記ヒーターの温度を制御する温調設定装置とを具備したことを特徴とする請求項１に記載のスロットダイ装置。

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