JPH07117100A

JPH07117100A - フィルム製造用冷却ダイ

Info

Publication number: JPH07117100A
Application number: JP5264829A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Nagai; 光男永井; Yoshinori Tokugawa; 善範徳川; Bunro Tsuda; 文朗津田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1995-05-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、水分を有する食品材料から未発泡
フィルムを均一に且つ安価に製造するようにしたフィル
ム製造用冷却ダイを提供することを目的とする。【構成】本発明によるフィルム製造用冷却ダイは、材
料を押出す押出機（７）の先端に配設され、上ダイ
（２）と下ダイ（３）との少なくとも一方に設けた冷媒
通路（１７，１８）によって、材料通路（１０）を通過
する材料を冷却するように構成したフィルム製造用冷却
ダイにおいて、冷媒通路（１７又は１８）を、材料通路
（１０）中の材料の流動方向に沿って延在する隔壁（１
７ａ又は１８ａ）で仕切ることによって、前記冷媒通路
（１７又は１８）を各々独立させ、単純な構造をもって
材料流路（１０）中の材料の流れ及びフィルムの排出速
度を均一にすることができ、しかも未発泡フィルムを安
価に連続製造することができる構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルム製造用冷却ダ
イに関し、特に、水分を有する食品材料から未発泡フィ
ルムを均一に且つ安価に製造するための新規な改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、食品用押出機に用いるフィルム製
造用冷却ダイには、一般にスリットダイや円筒ダイと呼
ばれる冷却型ダイがある。

【０００３】前者のスリットダイは、平板状又はシート
状の材料通路を有するダイであり、材料を押し出す際
に、ダイの両面から冷却を行うものである。また、後者
の円筒ダイ（冷却中空円筒ダイ）には、特開昭６３−３
０３６０５公報、特開平２−３８５６５公報、特開平１
−２８６６５５公報、特開平３−１４５５５８公報等が
あるが、これらは全て、一度パイプ状に押出し、そのパ
イプ状の押出物の一部を押出し方向に連続的に切り開く
ことで、幅広のフィルムを製造するものであり、また、
冷却にあたっては、パイプ状の押出物の内外の両面より
行っている。

【０００４】その他のフィルム製造用ダイとしては、冷
却機能を有しないＴダイと一般的に呼ばれるものがあ
る。このＴダイは、ポリエチレンフィルムの製造など樹
脂フィルムの製造に幅広く利用されているダイであり、
材料の流れが均一になるように、コートハンガー型、フ
ィッシュテイル型と一般的に呼ばれている特殊な形状を
もっている。なお、Ｔダイの外周には、一般的にヒータ
が取付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のフィルム製造用
冷却ダイは、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、食品材料をスクリ
ュ押出機で混練溶融して未発泡の状態でフィルム状に押
出す場合、高湿で押出すと食品材料に含まれている水分
や押出機に添加された水などが押出物の発泡に直接結び
付くので、食品材料をフィルム状に成形するダイでは、
含有水分の気化温度以下に食品材料を冷却して、ダイ中
で水分による発泡を防止する必要がある。

【０００６】しかしながら、前述したスリットダイや円
筒ダイでは、材料通路中の材料は、中央部が流動し易
く、周辺部は流動し難い、すなわち、幅広い材料通路の
流動位置により材料の流速が異なり、従って冷却される
状態も異なる。また、材料通路を流動する材料は薄肉拡
幅化され、冷却され易い状態となっている。他方、冷媒
についても同様に幅広い冷媒通路を均一に流動すること
はできず、冷媒通路の全面を均一に冷却することはでき
ない。それゆえ、材料通路を流動する材料の冷却が容易
に不均一となり、幅が広くて薄い均一なフィルムに押出
し成形することは難しいといった問題点があった。ま
た、樹脂分野で用いられているＴダイは、ダイ内の材料
の流れを均一にするために、ダイ内部に形成した材料通
路を、コートハンガー型やフィッシュテイル型と呼ばれ
る特殊な形状に加工されなければならず、この形状は加
工が難しく、熟練した職人によって作り出されるのが一
般的である。このためのＴダイは極めて高価なものにな
るといった問題点があり、更に、この構造は冷却機能を
もっていないため、水分を有する食品材料からフィルム
を連続的に製造する場合、フィルムが発泡するといった
問題点があった。

【０００７】また、従来のスリットダイでは吐出口のす
き間は一定であり、フィルムの厚みを変更あるいは調整
することはできなかった。ただし、樹脂分野で使用され
るダイでは、すき間を調整することが行われているが、
これは、フィルムの全巾にわたる厚みを均一にするため
の調整を行うためのものであり、フイルムの厚みの変更
はできなかった。

【０００８】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、水分を有する食品材料から
均一な未発泡フィルムを単純な構造で安価に製造し、ま
た、フィルムの厚みを容易に変更できるようにしたフィ
ルム製造用冷却ダイを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるフィルム製
造用冷却ダイは、上ダイと下ダイとによって形成された
材料通路及び吐出口を有すると共に、前記上ダイ及び前
記下ダイの少なくとも一方に設けた冷媒通路を有し、前
記冷媒通路を流れる冷媒により前記材料通路を通過する
押出機からの材料を冷却するように構成したフィルム製
造用冷却ダイにおいて、前記冷媒通路を、前記材料通路
中の前記材料の流動方向に沿って延在する隔壁で仕切る
ことによって、前記冷媒通路を各々独立した複数個にし
た構成である。

【００１０】さらに詳細には、前記仕切られて独立した
冷媒通路のそれぞれに一対の冷媒供給口と冷媒排出口を
設けた構成である。

【００１１】さらに詳細には、前記材料通路の先端部に
設けた可動型の舌状板によって、前記材料通路の前記吐
出口の隙間を調整するようにした構成である。

【００１２】さらに詳細には、前記冷媒通路を流動する
冷媒として空気を用いる構成である。

【００１３】

【作用】本発明によるフイルム製造用冷却ダイにおいて
は、材料の流動方向に沿って延在する隔壁により分割さ
れた冷媒通路が、それぞれに設けられた冷媒供給口ある
いは冷媒排出口に連なる冷媒配管において、冷媒の流量
を調節することにより、分割された冷媒通路毎に冷却能
力を変更あるいは調整させることが可能となる。それゆ
え、押出機で混練溶融され冷却ダイの材料通路に押送さ
れた溶融材料は、薄肉拡幅化されて吐出口に向って流動
する間、流動方向を横断する方向に異なった冷却作用を
受け、幅方向全体に均一な流速となって吐出口に到り吐
出される。すなわち、吐出口において幅方向全体に均一
な温度状態で吐出されることであり、均一に冷却された
フィルムが得られる。また、舌状板を調整することによ
りフイルムの厚みが変更されると共に厚みの不均一も矯
正される。

【００１４】

【実施例】以下、図面と共に本発明によるフィルム製造
用冷却ダイの好適な実施例について詳細に説明する。

【００１５】図１〜図５において、符号１で示すものは
フィルム製造用冷却ダイであり、この冷却ダイ１は、複
数の締結ボルトＡによって密着固定された箱状をなす上
ダイ２と下ダイ３とを備えている。この上ダイ２と下ダ
イ３には、４本のボルト５を介して円板状のフランジ４
が固定されている（図４参照）。また、前記フランジ４
の中央には円形で且つロート状の導入口６が形成され、
この導入口６と押出機７の流出口７ａとが合致され、押
出機７の前端部を構成するダイホルダ７ｂにフランジ４
がボルト８を介して固定されている。なお、押出機７の
内部には長手方向に延在するスクリュ９が配設され、こ
の押出機７の構成は周知であるから、ここではその説明
は省略する。

【００１６】前記上ダイ２と下ダイ３との合わせ面に
は、所定の隙間Ｈをもった材料通路１０が形成され、こ
の隙間Ｈは、押出機７の流出口７ａに連通する導入口６
からフィルムを排出する吐出口１１に向けて、一定の傾
斜角をもって徐々に小さくなるテーパ状に形成されてい
る。なお、この実施例では、一定の傾斜角をもつテーパ
状に形成されているが、この流路方向の断面形状は、そ
の一方又は双方が曲線状で流れ方向に徐々に小さくなる
形状とすることができる。また、この材料通路１０は、
図２の破線で示すように材料通路１０の導入口６から吐
出口１１に向けて略１２０〜１５０度の角度αで略扇状
に拡開している。なお、この実施例における材料通路１
０は、ダイ１の側部輪郭１ａに沿うように前記扇状に形
成されているが、その形状はこの扇状に限ることなく、
導入口６から吐出口１１に到る一部又は全長において幅
方向に拡開する任意の形状とすることができる。

【００１７】前記材料通路１０の先端部を構成する上ダ
イ２の先端部は、図１及び図３に示すように、断面コ字
状に形成されており、その結果、上部には支持板１３
が、下部には舌状板１２がそれぞれ幅方向に延設されて
いる。この舌状板１２は、両側部の押さえブロック１５
に対して摺動可能であり、弾性力をもって上下方向に可
動できるように構成され、この舌状板１２の底面１２ａ
によって、材料通路１０の吐出口１１の一部が構成され
ている。前記支持板１３の両端は、ボルト１４ａ，１４
ｂにより、押さえブロック１５を介して下ダイ３に固定
されている。また、前記支持板１３には、幅方向に等間
隔に整列させた複数本の調整ボルト１６が螺合され、こ
の各調整ボルト１６の先端は舌状板１２の上面に当接さ
れている。

【００１８】従って、この舌状板１２は、調整ボルト１
６を調整することにより上下方向に可動するように構成
され、各調整ボルト１６を適量だけ締め付けることによ
り、舌状板１２は弾性変形して下方へ移動すると共に吐
出口１１の隙間が狭くなり、また、各調整ボルト１６を
緩めることにより、舌状板１２は弾性力により上方へ移
動して戻り吐出口１１の隙間を大きくすることができ
る。このように、全調整ボルト１６を調整して吐出口１
１の隙間を変更すると共に、一部の調整ボルト１６を調
整して部分的な隙間調整を行うことも可能である。な
お、前記舌状板１２を、上ダイ２に設ける代わりに下ダ
イ３に配設させるように構成してもよいことは述べるま
でもない。

【００１９】前記上ダイ２及び下ダイ３の内部には、図
１，図５に示すように、冷媒（例えば空気）を流動させ
る冷媒通路１７，１８が形成され、この冷媒通路１７，
１８は、材料の押出し方向すなわち材料の流動方向に沿
って延在する複数の隔壁１７ａ，１８ａによって仕切ら
れ、冷媒通路１７，１８は各々独立した複数個に構成さ
れている。また、上ダイ２及び下ダイ３の表面には冷媒
通路１７，１８を形成するための蓋板１９，２０が配設
され、各蓋板１９，２０には、仕切られた各冷媒通路１
７，１８に連通すると共に材料の流動方向に沿って互い
に離間して冷媒供給口２３及び冷媒排出口２４が設けら
れ、入口パイプ２１及び出口パイプ２２がそれぞれ垂直
に固設されている。従って、小型のエアーポンプ（図示
せず）を連結した各入口パイプ２１から流し込んだ空気
を、流量調整バルブ（図示せず）で個別的に制御するこ
とによって、各冷媒通路１７，１８を流動する冷媒の流
量や流速を適宜に変えることができるように構成されて
いる。

【００２０】次に、本発明のフィルム製造用冷却ダイ１
の動作について説明する。先ず、澱粉もしくは蛋白質を
主成分とした食品材料を押出機７に充填し、その後、押
出機７に分離蛋白や水等を供給し、スクリュ９の回転力
により食品材料を加熱混練し、溶融状態となった食品材
料を材料通路１０内に圧送する。そして、この材料通路
１０を食品材料が通過する際に、小型のエアーポンプ
（図示せず）によって入口パイプ２１から各冷媒通路１
７，１８を経て、出口パイプ２２に向かって流動する空
気により、食品材料を所定の温度に冷却しつつ、冷却ダ
イ１の吐出口１１から薄いフィルム状に形成されたフィ
ルム食品（例えば厚み０．１〜０．３ｍｍのフィルム）
が吐出される。その後、図示しない巻取り装置により、
押出し速度の１．２〜１．５倍の速度でこのフィルム食
品を巻き取ることにより、例えば厚み０．０５〜０．１
ｍｍの極めて薄いフィルム食品を作り出すことができ
る。

【００２１】ここで、材料通路１０内を流れる食品材料
は、冷却されることにより、粘度が高くなり流れが遅く
なる。従って、材料通路１０中において、中央の部分は
材料の押出し力は強く、その両側に行くにつれて材料の
押出し力は弱くなるので、冷媒通路１７，１８の中央の
部分において流量調整バルブ（図示せず）を開いて空気
量を多くすることにより冷却力を強くし、その両側に行
くにつれて流量調整バルブを絞りながら冷却力を弱くす
ると、材料通路１０内の材料の流速が一定になると共
に、材料の冷却効果により未発泡のフィルムを均一に成
形することができる。また、フィルムの微妙な押出し速
度の調整は各調整ボルト１６によって行うことができ
る。

【００２２】材料を変更したり、用途が異なる等でフィ
ルムの厚みを変更する場合は、調整ボルト１６全数を再
調整すると共に、各冷媒通路１７，１８冷媒流量を再調
整することにより、変更が可能となる。

【００２３】なお、実施例では冷媒通路１７，１８が上
ダイ２及び下ダイ３の両方に設けられた場合について説
明したが、冷却が容易で冷却能力が充分な場合は、上ダ
イ２又は下ダイ３のどちらか一方にのみ冷却通路を設け
て一方のみで冷却することも可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によるフィルム製造用冷却ダイ
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、前記冷媒通路を、前記
材料通路中の材料の流動方向に沿って延在する隔壁で仕
切り、前記冷媒通路を各々独立させたことにより、各冷
媒通路中を流れる冷媒の流量や流速をそれぞれ個別的に
制御することができ、その結果、材料の押出し力の強い
材料通路の中央の部分において、冷媒通路を流れる冷媒
の流速や流量を高め、材料の粘度を高めながら材料の流
速を低下させ、そして、材料通路の両側に行くにつれて
冷媒の流量や流量を低下させることができるので、単純
な構造をもって材料流路中の材料の流れ及びフィルムの
排出速度を均一にすることができ、しかも未発泡フィル
ムを安価に連続製造することができる。そして、冷媒を
空気にすることにより、安価なエアーポンプを利用する
ことができると共に、流量調整バルブを各冷却通路の数
に対応させた数だけ設けることで、簡単な構成をもって
各冷媒通路を制御することができるといった優れた効果
を有する。更には、調整ボルトを操作するのみで容易に
フィルムの厚みの変更し、フィルムの幅方向厚みの均一
性を確保することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルム製造用冷却ダイの一実施例を
示す断面図である。

【図２】フィルム製造用冷却ダイの平面図である。

【図３】図２を矢印Ｂ方向から見た矢視図である。

【図４】図２を矢印Ｃ方向から見た矢視図である。

【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１フィルム製造用冷却ダイ２上ダイ３下ダイ６導入口７押出機７ａ流出口１０材料通路１１吐出口１２舌状板１７，１８冷媒通路１７ａ，１８ａ隔壁２１入口パイプ２２出口パイプ

【手続補正書】

【提出日】平成５年１２月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のフィルム製造用
冷却ダイは、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、食品材料をスクリ
ュ押出機で混練溶融して未発泡の状態でフィルム状に押
出す場合、高温で押出すと食品材料に含まれている水分
や押出機に添加された水などが押出物の発泡に直接結び
付くので、食品材料をフィルム状に成形するダイでは、
含有水分の気化温度以下に食品材料を冷却して、ダイ中
で水分による発泡を防止する必要がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上ダイ（２）と下ダイ（３）とによって
形成された材料通路（１０）及び吐出口（１１）を有す
ると共に、前記上ダイ（２）及び前記下ダイ（３）の少
なくとも一方に設けた冷媒通路（１７又は１８）を有
し、前記冷媒通路（１７又は１８）を流れる冷媒により
前記材料通路（１０）を通過する押出機（７）からの材
料を冷却するように構成したフィルム製造用冷却ダイに
おいて、前記冷媒通路（１７又は１８）を、前記材料通路（１
０）中の前記材料の流動方向に沿って延在する隔壁（１
７ａ又は１８ａ）で仕切ることによって、前記冷媒通路
（１７又は１８）を各々独立した複数個に構成したこと
を特徴とするフィルム製造用冷却ダイ。
【請求項２】前記仕切られて独立した冷媒通路（１７
又は１８）のそれぞれに一対の冷媒供給口（２３）と冷
媒排出口（２４）を設けたことを特徴とする請求項１記
載のフィルム製造用冷却ダイ。
【請求項３】前記材料通路（１０）の先端部に設けた
可動型の舌状板（１２）によって、前記材料通路（１
０）の前記吐出口（１１）の隙間を調整するように構成
したことを特徴とする請求項１又は２記載のフィルム製
造用冷却ダイ。
【請求項４】前記冷媒通路（１７又は１８）を流動す
る冷媒として空気を用いることを特徴とする請求項１乃
至３の何れかに記載のフィルム製造用冷却ダイ。