JPH01502892A - ダイーリップ ヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ダイ−リップ　ヒータ一 本発明は、押出しダイスのようなダイスのリップ（ｌｉｐ）を加熱する方法に関 する。本発明はまた、押出しによるプラスチックフィルムの製造に関する。

発明の背景 次の方法でプラスチックフィルムを製造する事は、一般の慣例である。第１に、 溶融した、言い換えれば液状及び半液状の、プラスチックが環状のノズルを通っ て押し出される。結果として生じる液体の半球状物あるいは管はそれから内側の 空気圧にさらされ、その空気圧は管を膨張させまたそれを環状のノズルの直径の 何倍もにまでふくらませる。膨張された管は冷えまた固化し、複数のローラー上 で寄せ集められる。

この方法の経済性は、押出しフィルムの品質とフィルムが製造されるスピードと の悶の妥協あるいはかね合いを提起する。フィルムがあまりに速くノズルを通過 すると、その表面の手触りは、いわゆる「鮫肌」の品質となり始める。この問題 はまた、［メルト　フラクチア−（ｍｅｌｔ−４ｒａｃｔｕｒｅ　）　Ｊとして 留意される。

鮫肌作用を軽減する１つの方法は、ノズルのすき間の環状の巾を増加することで ある。しかし、ノズルすき間が広い場合、フィルムは引張ばされあるいは膨張さ れ、ざらに、所望の値までフィルムの厚さを減少させなければならない。管が膨 張すればするほどますます、フィルムは厚さに関して不均一になりがちとなるし 、また他の悪い特性を有しがちである。

本発明は、鮫肌表面の難点を回避しつつ、またノズルの巾を増加することにより 生じる、フィルムの厚さ等の変化の難点も回避しつつ、良好な特性を有するプラ スチックフィルムが製造されることのできる速度を増加させることを目的として いる。

従来の技術 鮫肌現象は、押出しノズルがノズルを通過中の固化していない液状のプラスチッ ク樹脂に摩擦抵抗を及ぼす事実、に起因することが知られてきた。液体の表面は ノズルのリップと接触し、その表面はそのため必然的に液体の本流よりも低い速 度で移動する。液体は、いく分かの粘性を有し、内側の速度勾配と釣り合う比較 的小ざな能力しか有していない。

これらの速度勾配が大き過ぎると、表面と流動する樹脂の本流との間のせん断応 力が過大となる。結果として生じるフィルムは、鮫肌作用と関Ｍする、荒く雲っ た表面を有する。

鮫肌作用の発生は、移動する樹脂とノズルのリップとの間の摩擦を減少させるこ とにより押えられることが知られている。ノズルのリップを加熱する試みがなさ れ、理論的に、高い温度は樹脂の表面層の粘度を減少させ、こうして内側のせん 断応力を減少させる。表面のより流動的な樹脂が、ノズルを通るＩＭ脂の流れを 潤滑するよう作用すると考えられる。

ダイスのリップを加熱する原理は、ある期間知られてきた。この目的のためにノ ズル　リップ　ヒーターを装置された押出しダイスの初期の例は、英国特許Ｎｏ 、Ｑ４３３２０　（１９６０年８月４日公報）に見ることができる。

発明の詳細な説明 本発明は、樹脂内の温度並びに速度勾配がノズルの円周全体にわたってできる限 り一定に近いような方法でノズルのリップを加熱することを目的としている。本 発明に６いて、リップが円滑に均一に加熱されることが、最も重要なこととして 認識される。いかなる局部的な温度の高い箇所あるいは温度の低い箇所も、円周 のまわりにあってはならない。フィルムの管は円周のまわりの温度の差に非常に 敏感であり、押出しノズルのリップは周囲の空気の中で通風から守られなければ ならない程である、ことが認識される。

加熱されたリップは、ダイスの本体からいく分か隔てられあるいは絶縁されてい ることも認識される。ダイ−リップ　ヒーターの目的は、リップと実際に接触す る液体の温度とノズルを通過する液体の温度との差を、減少させることである。

液体の温度は、他の要件により設定され、絶縁によって、ダイ−リップ　ヒータ ーが液体の温度に影響を及ぼすことのないように、するべきである。

リップ　ヒーターは、流動する液体の本体ではなくその表面のみを加熱するべき である。なぜならば、リップヒーターの効果は、ノズルのリップ領域以外のどこ においても生じてはならないからである。

この様なダイスのリップを絶縁する必要のために、温度の所望の均一性は、達成 が容易な方法によるものではない、ということが本発明においてＨＫされる。

この問題は、ダイスの寸法に関し必然的に生じることとして考慮されることがで きる。本発明が適用され得る、代表的な環状押出しノズルは、約４０ｃｍの直径 を有している。その様なノズルに関して、ノズルを囲む外側のリップは約１２５ ０の円周長さを有している。しかし、リップ　ヒーターはノズルの実際のリップ のみを加熱しなければならない。加熱されるべき典型的な寸法は、ノズルの口部 において、１．５から２αの最終長さあるし１（まそれ以下である。

ノズルの直径が大きくなるほど、問題はますます悪化する。本発明のリップ　ヒ ーターはより大型のノズルとの使用に適しているということが、本発明の利点で ある。

そのため、上記の押出しダイスの外側のリップ　ヒーターが、１２５αの長さと ２αより小さい高さとを有する表面を加熱することを要求される、ということが 認識され得る。同時に、リップ　ヒーターは、ダイスの本体の周囲の温度を上昇 させてはならないことが、留意されなければならない。

リップを加熱することにより利用可能になる利点のすべてが、これまで突環され たのではないということが、本発明において０１される。この事はなぜならば、 以前のリップ　ヒーターが、液体内での温度勾配を減少させたにもかかわらず、 ノズルの円周のまわりで均一に温度勾配を減少させたのではなかったからである 。ダイスの設計者は、結果として生じるプラスチックフィルムのいかなる特性も 落すこと無しにノズルを通じて一定Ｅ８間内に処理される液体の量を最大限度に 到達させることを望む。ダイスの設計において、ノズルの円周のまわりの液体の 温度勾配における変化を除去する注意が払われれば、これまでの場合よりも高い 一定時間内処理の液体量が可能である、ということが本発明においてｉｌｌされ る。

本発明に於いて、環状ノズルの外側リップは、アルミニウムあるいは他の熱伝１ ０料のリングを備えている。

該リングはダイスの材料に刻まれた溝に、ノズルリップに近接して、はめ込まれ ている。

本発明に於いて、リングと溝に関するすべての物は、リング上のすべての点が同 じ温度に維持されることを確実にすることを狙いとしている。その事が、リング が鉄鋼よりもむしろアルミニウムの様な、高熱伝導率を有する金属により製作さ れるのが好ましい、理由である。

リングと溝は円周の一周にわたって連続し途切れていない。溝もあるいはリング も、円周の一周にわたってその横断面に関し、変化しない。

溝は、溝内のリングが充分に深いので通気にさらされない。

リングは、加熱線のコイルを備え得る加熱Ｈａｉ２を備えている。コイルは、リ ング材料の内で−回りして刻まれた溝に、はめ込まれている。

リングは、ダイスの本体に熱を伝達するようにではなく、ノズルリップに熱を伝 達するように配置されている。

このことは、リップから離れる方向に向くリング面とダイスの本体へ向くリング 面とを、溝の壁と間を離して絶縁して配置する一方、ノズルに向くそれらのリン グ面を、溝の壁の材料と密接な熱伝導接触をして、配置することにより、達成さ れ得る。

この発明を利用して、ノズルリップがダイスの本体よりも相当高い温度に安定し 、かつその高い温度がノズル周囲のすべての点で同じとなる、ことが可能である ことが明らかになった。結果として、メルトフラクチャーが発生し始まるより前 に達成され得た一定時園内処理液体量は、これにより増加されることが明らかと なった。

ノズルリップを加熱するための従来の提案は、ノズル円周のすべての円周にわた って温度を均一に保つことに、充分な注意が払われなかったことにより、充分に 満足できるものではなかったということが、本発明において認識される。

円周の一周にわたって温度の所望の均一性を達成するために、言い換えれば、リ ングが種々の位置でリングの一周にわたって温度差を生じないことを確実にする ために、基本的に、リングは大きな横断面面積であるかまたは高い伝達率の材料 で製造されなければならない。しかし、これらの２つの選択のうち後者は前者を 上回る利点を有する。というのは、もしリングが大きな横断面面積であるならば 、必然的に、リングがダイスの本体へその過剰な加熱を通過させないようにする ことが困難となるからである。そのため、他の選択が望ましく、言い換えれば、 リングは、良好な熱伝導材料製で、それによりリングが小さな横断面面積を有す ることができる、ことが望ましい。

本発明のリングはそれ自体ノズルのリップを構成すべきでないことが望ましいこ とが、本発明においてｍｌされる。これは、なぜならば、アルミニウムあるいは 銅の様な他の熱伝導材料は、比較的軟らかいからである。高速で移動する熱い液 体と直接に接触する、リップそれ自体の金属は一方で適度に硬くなくてはいけな い。それに本発明の最も広い範囲においては、それにもかかわらず、リップがリ ングの材料で直接に形成されることが、考えられる。しかし、指摘した様に、こ の構成は望ましくない。なぜならば、その際リングの材料の熱伝導特性は、熱い 流体との直接接触による摩耗に抗するための材料の要件により弱められねばなな いからである。

さらに、リップがダイスにではな（リングに形成されると、必然的にその二つの 物の間の接続が存在する。この接続は危険な領域、古い換えればノズルの口部か ら約２０１下流に正に位置し、（至）接続における重大な段が無い事を確実にす る事０その様な段を円周の一周すべてにわたって均一に保つ事、また（口）ノズ ルを通る液体の自由な撮れに、ノズルが影響を与えない様にする事、は非常に困 難な問題である。特にそれは、ダイスの支えより熱いリングが、ダイスと異なっ て拡大するだろうからである。

そのため、リップがダイスの本体の材料により構成され、リングの材料により構 成されるのではない事が望ましい。

好適には、本発明において、内側のリップは相似のヒーターが備えつけられる。

しかしこのことは、それほど重要ではない。なぜならば、内側リップの長さｌ１ １ｍの寸法は極端な長さではなく、また内側リップは勿論ちょうど押し出された 液体の半球状物により包囲物から守られるからである。内側リップの一周にわた る温度の不均一は許容され得て、しかしむしろ温度の所望される均一性は得るの が容易である、とは言うべきではない。

本発明の好適な実１に例の詳細な説明 図面において 第１図は、本発明を具体化する押出しダイスの横断面図。

第２図は、第１図のダイスの押出しノズル部分の拡大図。

第３図と第４図は、第１図のダイスの構成要素の絵画図。

図面において、構成要素の形状的な特色が、明解さのためにいく分誇張されて示 されている。

第１図に示されるダイスの−揃いは、ヒーターを除いては、従来のものである。

溶融したあるいは液状の樹脂は、圧力が加えられて、導管１を通り、うず巻溝２ を通。

す、選択チャンバー３へ導かれる。８！脂はそれから環状ノズル４を通過する。

空気が、環の中心に、通路５を通って吹き込まれ、空気は、押出されたチューブ を膨張させる。プラスチックは、数秒の内に冷え、固化する。管は、ピンチロー ラ−の間でつぶされ、ドラム上に巻きつけられ、あるいは他の適するやり方で寄 せ集められる。管は、プラスチックフィルムとして、切断され販売されても良く 、あるいはプラスチックの袋に製造するために管状形状のまま残されることもあ る。

ノズル４は、内側リップ６を有し、該リップは内側ダイス６０に形成され、また ノズルは外側リップ８を有し、該リップは外側ダイス８０に形成されている。

ダイス６０．８０のそれぞれに、それぞれのヒーター１６１．８１が形成されて いる。これらの溝には、それぞれのアルミニウムヒーターリング６２．８２がそ う入される。リング６２．８２はそれぞれ、コイル収容溝６３．８３を有し、該 湾内にそれぞれのヒーター線６４゜８４のコイルがそう入される。

ノズルの方に面するリング６２．８２の面６５．８５は、１６１．８１の相補的 な面に対して、これらの相互結合する面の全域にわたって、密接にはまる様に配 置されている。この事は、リング６２．８２とノズルリップ６．８との間の良好 な熱伝導を確実にする。

ノズル４から離れる方向に向く、リング６２．８２の面６６．８６．６７．８７ は、ｍｓｉ、ｓｉの相補的な面から間隔を置いて離れる様、配置されている。こ の目的は、熱の少しの量のみが、リング６２．８２とダイスの本体６０．８０と の間で伝導されることである。

それにもかかわらず、小さな領域６８．８８がリング６２．８２の面６６．８６ に残されていることが重要である。これらの領域６８．８８は、リング６２．８ ２が溝６１．８１内で密゛着することを確実にする。

リングが溝の中で芒看することは重要である。なぜならば、リングのアルミニウ ムの膨張の割合は、ダイスの鉄鋼のそれと異なるからである。もしアルミニウム がきつく締めつけられないと、密着接触及び熱転Ｓ接触が失なわれ得る。言い換 えれば、リング６２．８２の面６５゜８５は、溝６１．８１の相補的な面との間 に存在する密接な接触が失なわれ得る。

この密接な接触は、膨張と収縮の多数のサイクルの後、緩みがちである。きつい はめ合いは、面６５．８５が常に講の側面に対しきつく押さえられかつそのため ノズル４のリップ６．８への熱の伝導が可能であることを、確実にする。

小さな領域６９．８９はまた、リングの底面６７．８７に残っている。これらの 領域は、リングからダイスへの、底面を経て伝導されるほんの少しの熱が存在す ることを確実にする。領域６９．８９は実際に省略され得る。

またリングは溝の底とのすべての接触から完全に免れることもあり得る。領域６ ９．８９はしかし、リング６２゜８２が溝６１．８１内で底に達する点を限定す ることに役立つ。

図示されている特定な装置において、ノズル４は４０．６αの直径を有している 。外側の溝８１は４５．１０の外径と４２．５αの内径を有している。内側の溝 ６１は３９．４１の外径と３６．８αの内径を有している。両方の溝は１．９α の深さを有している。両方の溝の横断面面積は両方的２．４２１２に等しい。

コイル６４．８４はそれぞれ取巻の電気抵抗線を備えいてる。さらに、ヒーター リングをかつそのためにノズルリップを、円周の一周にわたって可能な限り温度 において均一に保つように、あらゆる試みがなされている。

コイルは、耐火性セメントの中に、溝６３．８３の内で埋め込まれても良い。セ メントが膨張係数に関してアルミニウムと適合する必要は無いことが注目される 。なぜならば、リングとコイルの両方は、比較的大きいダイスの存在により、お 互いに関する動きに対し、非常にきつく締めつけられているからである。

国際調査報告 １Ｍ＋＋＋＋’ｈａｌｌａｅａｌＡ、ｌ”Ｋ＃ｌｌｓ”１．　ＰＣＴ／５ＥＥ７ ７ＣＣ２９６２入ＮＮＥＸ　τＯａ′）：Ｅ　！ＮＴＥＲＮλ：２ＯＮ入Ｌ　ε 三人ＲＣＨＦ、ＥＦＯｐ、：ＤＥ−Ａ−３４３０８２５０６１０３／８６　Ｎｏ ｎ＠ＣＢ−Ａ−９６０５４３Ｎｏｎｅ ｒＲ−Ａ−１１９７５９７Ｎｏｎｅ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．押出しによるプラスチツクフイルムの製造において使用に適する装置にして 、 該装置が内側ダイス（６０）と外側ダイス（８０）を備えていること、 該ダイスが、相補的な面を有し、該面は環状ノズル（４）のそれぞれの内側リツ プ（６）と外側リツプ（８）を備えていること、 該装置が外側リツプヒーターを備えていること、外側リツプヒーターは、環状リ ング（８２）と、リングを加熱するための部材（８４）とを備えていること、リ ング（８２）は良好な熱伝導材料で作られ、それによりリングの環の一周にわた るすべての場所はほぼ同じ温度に制限されること、 リング（８２）は一休の材料により形成され、該材料は、外側ダイスの本体から 隔離し、かつリングの環の一周にわたつて連続して途切れること無しに延在して いること、 リングの１つの半径における横断面に関するリングの形状は、リングの他のすべ ての半径における横断面に関するリングの形状と、ほぼ同一であること、該装置 は、リング（８２）からの熱が容易にかつ均一にノズル（４）の外側リツプ（８ ）に伝導されることを確実にするための熱伝導手段を備えていること、該装置は 、該リング（８２）からの熱伝導に対する、外側ダイス（８０）の本体の絶縁の ための、熱絶縁手段を備えていること、 該外側ダイスは、深い環状溝（８１）を備えていること、 該リングは、該溝の内側に収容されること、該溝の深さは、リング（８２）のほ ぼすべてが、周囲の空気の通風のリングに対する影響に対して効果的に絶縁され る、ほどの深さであること、 を特徴とする装置。
2. ２．請求の範囲第１項の装置にして、さらに、溝（８１）は、基部と、内側壁と 、外側壁とにより画定されること、 外側リツプは、外側ダイスの材料で形成されていること、 溝の内側壁は、外側リツプにきわめて接近していること、 を特徴とする装置。
3. ３．請求の範囲第２項の装置にして、さらに、リングと溝との寸法は、リングが 内側壁と外側壁との間できつくはまる、ほどの寸法であること、を特徴とする装 置。
4. ４．請求の範囲第３項の装置にして、さらに、該熱伝導装置は、溝の内側壁と該 内側壁に面するリングの対応する面（８５）との間に、密接な熱伝導接触領域を 備えていること、 また該領域は、内側壁のほぼ全領域を占めること、を特徴とする装置。
5. ５．請求の範囲第４項の装置にして、さらに、該熱絶縁装置は、溝の外側壁と該 外側壁に面するリングの対応する外側面（８６）との間に空気スペースを、また 溝の底部と該底部に面するリングの対応する底面（８７）との間に空気スペース を、有すること、また該空気スペースはそれぞれに、該外側壁の全領域の少なく とも大部分を、また該底部の全領域の少なくとも大部分を、占めていること、 を特徴とする装置。
6. ６．請求の範囲第１項の装置にして、さらに、リングは、２ｃｍあるいはそれ以 下の有効深さを有すること、 リングは、３ｃｍ２あるいはそれ以下の横断面面積を有すること、 を特徴とする装置。
7. ７．請求の範曲第６項の装置にして、さらに、リングの材料は、アルミニウムで あること、を特徴とする装置。
8. ８．請求の範囲第１項の装置にして、さらに、外側リツプヒーターは、加熱部材 を備えていること、加熱部材は、コイル（８４）に巻かれた加熱電線のある長さ を備えていること、 コイルは、リング（８２）の環の一周にわたつて配置されていること、 リングは、電線収容溝を備えていること、電線のコイルは、リング内の電線収容 溝内にはめ込まれていること、 を特徴とする装置。
9. ９．請求の範囲第１項の装置にして、さらに、該装置が、対応する内側リツプヒ ーターを備えていること、 を特徴とする装置。