JPS6140537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融物質を膜状または板状に吐出す
る口金のスリツト間隙調整装置に関するものであ
り、とくにスリツト間隙を押引伝達装置の熱膨脹
により調整する装置に関するものである。

液状の溶融物質をスリツト状間隙を有する口金
より吐出し、膜または、板状物を製造する成形装
置たとえば、熱可塑性物質をその融点以上の温度
に加熱し溶融状態にしたる後、スリツト状間隙を
有する口金より吐出し、冷却固化し膜または板状
物を製造する成形装置、たとえば、非熱可塑性物
質をある種の溶媒に溶解し、溶融状としたる後、
スリツト状間隙を有する口金より吐出し、脱溶媒
し膜状物を製造する成形装置等において、該膜ま
たは板状物の厚みを均一にすることは、基本的な
要求機能であり、成形装置全体がこれを目的に構
成されているといつても過言ではない。なかでも
溶融状物を吐出する口金は、スリツト形状をかえ
ることにより容易に膜状物、板状物の厚みを変え
ることができるため、同スリツト形状を調整でき
る機構が一般に装備され、目的とする厚みになる
ようオペレータ等により調整されている。すなわ
ち、成形された膜または板状物の厚みを成形中に
幅方向に連続して測定し、その測定値が目標とな
る厚みレベルの範囲になるよう、オペレータが口
金のスリツト形状を調整することが一般的であ
る。またスリツト形状を調整する調整機構として
は、スリツトを構成する構造体の弾性変形範囲内
において外部より押引力を与えスリツト間隙を変
化させる、より具体的にはスリツトの幅方向に多
数もうけられたボルトの回転による押引力により
口金のスリツト間隙を変化させる調整機構が多数
使用されている。しかしながら、このようなオペ
レータ等の人手による厚み調整方法は、オペレー
タの習熟度の差が問題となるばかりでなく、高度
な厚みレベルを要求される膜または板状物におい
ては、調整限界をこえることがしばしば指摘さ
れ、その対策として近年、膜または板状物の製品
厚みを計測する、いわゆる厚さ計の精度向上と信
頼性向上、コンピユータによるフイードバツクシ
ステムの技術的進歩を背景に、口金のスリツト形
状を自動的に調整するいわゆる自動調整口金が提
案され実用化段階に入つてきた。

自動口金の代表的な提案例としては、たとえば
特公昭55−38249号により、従来一般に多数使わ
れているボルトの回転による押引力によるスリツ
ト間隙を変化させる方法において、オペレータ等
が人手でボルトを回転させる方法を、モータ等の
回転付与体により調整しようとするものが提案さ
れている。また、この装置により、厚さ計からの
厚さデータと目標とすべき厚さデータをコンピユ
ータによる演算処理により、調整すべき幅方向の
位置と、調整アクシヨン量、すなわち口金スリツ
ト部にもうけられた多数の調整ボルトの各々に対
し、どのくらいの回転（正、逆転を含む）数を与
えるかを決定し、前述の回転付与体によにスリツ
ト間隙を調整させる方法が提案されている。しか
し本方式は、回転付与体、ボルト等口金部のスリ
ツト間隙を変化させる構成が純機械的であるた
め、機械製作精度に大きく依存し、ある精度の厚
みレベルまでは調整できるが、２〜３％という非
常に高度な厚さ調整は困難である。また、回転付
与体は一般には一つの口金に一つもうけられるた
め、膜または板状物の成形開始時のように調整頻
度の高い時には、オペレータ等の人手による調整
と同等またはそれ以上の調整時間が必要となり、
結果的には省人化は達成できるとしても、成形開
始時の目標厚さレベルまでの到達時間の短縮とい
う面では問題を残している。

他の代表的な自動口金として、米国特許−
3940221号の提案例がある。

本提案例においては、口金スリツト間隙を調整
する多数の押引調整伝達機構であるボルト部のボ
ルト一つ一つに対応して、加熱機構と冷却機構を
具備したブロツクが設けられ、各ボルトがブロツ
クを貫通して配置されている。そして、本方式
は、各ブロツクの加熱機構としては埋込み電気ヒ
ータ、または冷却機構としては圧縮空気による空
冷方式がとられ、常時冷却をしながら埋込み電気
ヒータの入力を増減してブロツクの温度を上下さ
せ、これにより間接的に押引調整伝達機構である
各調整ボルトの温度を上下させ、各ボルトに発生
する熱膨脹差を利用して押引力を引出すことによ
り、口金のスリツト間隙を変化させる方式であ
る。そして、調整すべき口金幅方向の位置と量
は、厚さ計からの成形された膜または板状物の厚
さデータと目標とすべき厚さデータとを比較し、
コンピユータによる演算処理により指令される。

本方式の大きな利点は、前例の純機械的な回転
付与体による方式と異なり、温度の上下、熱膨脹
差を利用することにより、口金のスリツト部にも
うけられた各調整ボルトを予めスリツトを構成す
る構造体の弾性変形範囲内で十分余裕をもたせ押
圧させてセツトしておけば、機械的精度による調
整量の誤差を発生させることなく、非常に良好な
調整精度が得られる点にある。

また、回転付与体による方式と異なり、同時に
多数調整を実施することが可能な点が考えられ
る。

しかしながら、本方式を用いて実際に膜または
シートを自動的に口金のスリツト間隙を調節しな
がら成形した結果、得られた製品の厚さレベルは
それほど高度のものではなく、製品を直接電子マ
イクロメータで測定した場合、５〜８％の厚さレ
ベルに到達するのがやつとであつた。この理由は
たしかに機械的精度による調整量の誤差を防止し
調整アクシヨンン量すなわち埋込み電気ヒータの
入力量と実際の口金スリツト間隙の変化量に直線
性があり、かつ再現性があるものの、調整ブロツ
クの熱容量が大きいため、安定に達するまでの時
間が非常に長く、場合によつては40分もの長時間
を有する点にある。すなわち、厚さ計で測定され
る厚さレベルが、目標とすべき厚さレベルに達す
べくコンピユータで演算され決定される指令値に
到達するまでに、40分もかかるということにな
り、その間に次々と出される調整指令は、すべて
オーバーアクシヨンに結びつく指令となる。ま
た、機構上、ヒータブロツクと口金本体が非常に
接近するため、口金自体の不必要な部分も加熱さ
れ、熱的安定に長時間を要することもあり、ある
精度まで厚さレベルは到達できても、それ以後は
いわゆるハンチング現象を生じ、高度な厚さレベ
ルに達することがはなはだ難しいことを示唆して
いる。また、回転付与体による方式と大きくこと
なる同時調整可能の利点も、安定化までの時間が
長時間を必要とするため、期待したほどの利点は
だせない。以上の問題は明らかに調整ボルト、貫
通ブロツクによる調整機構にあることは明らかで
ある。

本発明者等は以上の知見から、高度な厚さレベ
ル、すなわち２〜３％の厚さレベルを達成するこ
とは、従来の各種方式では不可能と判断し、新た
な調整方式を案出するに至つた。

本発明は、従来よりも大幅に短い時間で精度よ
く所定のスリツト間隙に調整可能な口金のスリツ
ト間隙調整機構を提供することを日的とし、この
調整機構を用いた新規な自動口金により、膜また
は板状物の高度な厚さレベルを達成することを目
的とするものである。

この目的に沿う本発明の口金のスリツト間隙調
整装置は、口金幅方向に多数設けられた調整ボル
ト等の各々の押引伝達装置自体の内部に発熱体を
埋設したものであり、押引伝達装置自体を内部か
ら直接加熱するようにしたものである。したがつ
て押引伝達装置の熱膨脹を利用して口金スリツト
間隙を調整する点では前記米国特許−3940221号
の提案例と同じ考えに立脚するものであるが、熱
効率の良好な押引伝達装置内部からの直接加熱方
式としたため、応答性の良好な押引伝達装置の熱
膨脹量の制御を行なうことが可能となり、しかも
押引伝達装置を小型化できるため熱容量を小さく
抑えることができ、短時間で精度良く口金のスリ
ツト間隙を調整することが可能となる。

以下に本発明の望ましい実施例を図面を参照し
ながら説明する。

第１図は本発明の口金のスリツト間隙調整装置
を組込んだ熱可塑性樹脂用フイルム成形装置の概
略構成を示している。図中、１は熱可塑性樹脂を
溶融定量押出する押出機、２は溶融樹脂を導く導
管、３はスリツト開口部とスリツトの間隙自動調
整機構を備えた自動口金、４は口金３より吐出さ
れた溶融フイルム、５は溶融フイルムを冷却固化
するチルロール装置、６は冷却固化したフイルム
の厚さを測定する厚さ計、７は成形されたフイル
ム４の巻取機、８は厚さ計６で測定された厚さレ
ベルと、目標厚さレベルを演算処理し、自動口金
３のスリツト間隙調整機構に調整位置、調整量を
指令するコンピユータ装置である。

第２図は、本発明の主旨を説明するための口金
スリツト間隙の自動調整機構の原理図で、口金３
の中央断面を示している。

第３図は、本発明の主旨をより詳細に説明する
ための各機構要素の組立て指示図である。

口金３は、その上部中央部には溶融樹脂の入口
部３１、内部には口金３の幅方向、すなわち第２
図の紙面と垂直の方向に延びるマニホルド部３
２、下部には溶融樹脂を吐出する口金３の幅方向
に延びるスリツト３３が形成されている。

スリツト３３は、口金３下部を形成する左右の
吐出部３４，３５間に適当な間隔をもたせること
によつて形成されている。吐出部３４には、肉厚
が他の部分よりも小さいくびれ部３６が形成され
ており、このくびれ部３６の剛性を適当に弱める
ことにより、くびれ部３６より下部にある部分が
弾性限界内で容易に押引によつて前記スリツト３
３の間隙方向に変形できるようになつている。

口金３の外側面には、側方に張り出した支持部
３７が設けられており、この支持部３７には、吐
出部３４方向に向けて貫通した穴３８が口金幅方
向に適当なピツチで適当数配列されている。この
穴３８の内面上部には、メネジ３９がネジ加工さ
れており、穴３８の内面には、穴３８の軸線方向
に沿つて穴３８全長にわたつて延びるキー溝４０
が刻設されている。

穴３８には、まわり止め用のキー９を有するロ
ツド１０が挿入されており、ロツド１０の一端が
吐出部３４の外面に当接され、キー９がキー溝４
０にはめ込まれている。穴３８のメネジ部３９に
は、調整ボルト１１がねじ込まれており、調整ボ
ルト１１の先端は、ロツド１０の一端に当接され
ている。この調整ボルト１１とロツド１０とは、
ボルト１１をねじ込んでいくとロツド１０を介し
て吐出部３４をスリツト３３の間隙を縮小する方
向に押し、ボルト１１をゆるめるとスリツト３３
から吐出される樹脂の内圧等により吐出部３４が
外側へ変形することとなるので、いわゆる押引伝
達装置１２を構成している。

ロツド１０自体の内部には、発熱体としての電
気ヒータ１３が適当長埋設されており、ヒータ１
３の電力供給線１４は外部に引き出され、コンセ
ント形式で口金３の外面に取付けられた端子箱１
５に接続されている。端子箱１５は、図示を省略
したヒータ制御装置を介してコンピユータ８の出
力装置と接続されている。

なお、ヒータ１３は、ロツド１０を所定量熱膨
脹させるに十分な容量となつている。

つぎに、上記の構成を有する本発明のスリツト
間隙調整装置の作用について説明する。

口金３は、予め所定のスリツト間隙にセツトさ
れるとともに、調整ボルト１１、ロツド１０、吐
出部３４により構成される押引調整機構において
は、機械的ガタ等の精度不良となる原因を防止す
るために、予め吐出部３４のくびれ部３６の弾性
限界内にて調整ボルト１１の締付が行なわれる。
しかる後、溶融樹脂が吐出成型され、成形された
フイルムの厚さレベル１４が厚さ計６で測定さ
れ、目標とすべき厚さレベルとの差がコンピユー
タ８により演算され、フイルム厚さを修正すべき
口金３幅方向の押引伝達装置１２の位置とその量
が演算され、その演算結果に応じたロツド１０の
熱膨脹量を発生させるヒータ１３の入力電力信号
が指令される。ヒータ１３によるロツド１０の熱
膨脹量のコントロールにより吐出部３４の押し込
み量がコントロールされ、これによつてスリツト
間隙が調整される。

このヒータ１３のコントロールによるスリツト
間隙の調整にあつては、ヒータ１３がロツド１０
の内部に埋設され内部からの直接加熱方式とされ
ているので、ロツド１０は、従来の外部加熱方式
に比べ熱効率よく加熱されることになり、ヒータ
１３の入力電力の変更に迅速に追従してその熱膨
脹量は精度よくかつ迅速にコントロールされる。

また、ヒータ１３を埋設することにより、押引
伝達装置１２全体は容易に小型化され、これによ
りロツド１０すなわち熱膨脹量がコントロールさ
れるべき部分の熱容量は、前記従来の加熱ブロツ
クによる外部加熱方式に比べ格段に小さく抑えら
れ、これによつてヒータ１３の入力開始からロツ
ド１０の熱膨脹による変形終了までの安定化時間
が、従来の外部加熱方式に比べ著しく短くなる。
したがつて、この意味においても押引伝達装置１
２の熱膨脹量は精度よくかつ迅速にコントロール
される。

さらに、上記の如く押引伝達装置１２の加熱部
を小型化できるので、従来の外部加熱方式の如く
加熱ブロツクと口金３本体とを近接させることな
く、狭いスペースであつても、加熱されるロツド
１０の側面と口金３本体との間隔を適切にあける
ことができ、これによつて、口金３への熱的影響
が抑えられ、口金３内部の樹脂の粘度変化等によ
る流れの乱れの発生は抑制される。さらに、ヒー
タ１３の埋設位置に適当に選択することにより、
上記口金３への熱伝導による熱的影響も適切に抑
制される。

これらの押引伝達装置１２の良好な加熱効率、
熱容量の大幅な減少および口金３への熱的影響の
抑制により、口金３のスリツト間隙は、押引伝達
装置１２のコントロールをハンチングさせること
なく迅速にかつ適確に調整され、成型されるフイ
ルムの厚さレベルは、目標レベルに高精度でかつ
短時間に到達する。

つぎにヒータ１３による口金３のスリツト間隙
の調整方式についてさらに詳述すると、ヒータ１
３の容量や前記押引伝達装置１２の加熱による口
金３への熱的影響は、各押引伝達装置１２の熱膨
脹差をどの位のレベルに設定するか、言いかえれ
ば、自動による厚み調整範囲をどの位の範囲に設
定するかと言うことに深く関係をもつている。し
かしながら本実施例の如く、調整ボルト１１によ
りある程度まで手動にて厚み調整をしたる後自動
調整に入ることを考えると、自動調整の調整範囲
は非常に小さくなり、本発明者等の知見によれば
自動調整範囲は厚み0.2mm程度のシートで高々10
μ程度もあれば十分である。したがつて、スリツ
トの幅方向に多数もうけられた、調整装置１２の
発熱体相互の温度差をあまり大きくとる必要はな
く、あくまでも、安定化までの時間をいかに小さ
くするかが要点であることがわかり、内部加熱方
式の有効性がより明らかとなる。この自動調整範
囲が小さくてよいことにより、ヒータ１３の容量
も適当に小さく抑えられ、しかも調整装置１２間
の温度差が小さくてよいので、たとえ熱伝導によ
る口金３への熱的影響が多小あつたとしても、フ
イルム厚さ斑への影響すなわち口金３の幅方向の
温度差は小さく抑えられる。

つぎに本発明を適用した自動口金の試験結果を
示す。押引伝達装置１２のロツド１０の長さを
100mm、ロツド１０に埋込んだ電熱ヒータの有効
長を50mmとし、電熱ヒータ容量を120ワツトとし
製作した自動口金をもちい、試験をくりかえした
結果、安定化までの時間は４〜５分となり、従来
の外部加熱方式のほぼ1/10のレベルを達成するこ
とができ、かつ20μ厚みのポリエステル２軸延伸
フイルム用に本口金を応用した結果、厚さレベル
が、20μ±0.2μと、ほぼ２％以内の厚み斑範囲
を達成することができ、本発明の有効性を実証し
た。

なお第２図、第３図で示した例は、あくまでも
本発明の一実施例であり、調整ボルト１１とロツ
ド１０を分離したのも、あくまでも電熱ヒータ１
３への給電方式を考えたものであり、給電方式を
調整ボルト１１の回転に関係なく給電する方式、
たとえば、スリツプリング等の使用により一体化
できることは言うまでもない。また、本実施例は
フラツトダイで示したが、なんらこれに拘束され
るものでなく、リングダイ等にも応用されること
は言うまでもない。また、本発明の主旨からロツ
ド１０すなわち押引伝達装置は電熱ヒータを内蔵
するため熱的に安定な材質でかつ熱膨脹係数をで
きるだけ大きなものを選定することによりより大
きな効果を出すことは言うまでもない。

以上の通りであるから、本発明の口金のスリツ
ト間隙調整装置によるときは、スリツト間隙を調
整する押引伝達装置自体の内部に発熱体を埋設し
たので、効率よく押引伝達装置を熱膨脹させるこ
とができ、これにより、応答性の良好なスリツト
間隙調整を行なうことができるとともに、短時間
でかつ高精度のスリツト間隙調整を行なうことが
できる。

このスリツト間隙調整装置を膜または板状体の
自動口金に適用すれば、従来のものと比べて、目
標とすべき膜またはフイルムの厚さレベルへの到
達時間を大幅に短縮することができるとともに、
従来のものでは得られなかつた大幅に高精度化さ
れた厚さレベルを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の口金のスリツト間隙調整装置
を適用した口金を組込んだフイルム成型装置の概
略構成図、第２図は本発明の口金のスリツト間隙
調整装置を適用した口金の縦断面図、第３図は第
２図の装置の部分組立図、である。 ３……口金、６……厚さ計、８……コンピユー
タ、９……キー、１０……ロツド、１１……調整
ボルト、１２……押引伝達装置、１３……ヒー
タ、３３……スリツト、３４，３５……吐出部、
３６……くびれ部、３７……支持部、３８……
穴、４０……キー溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融物質を膜または板状に吐出する口金のス
   リツト間隙を、押引伝達装置の熱膨脹を利用して
   調整するスリツト間隙調整装置において、前記押
   引伝達装置自体の内部に発熱体を埋設したことを
   特徴とする口金のスリツト間隙調整装置。