JPH011514A - シ−ト状物押出し用ダイ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば熱可塑性樹脂フィルムなどのシート状
物を製造する押出し用ダイに関し、更に詳しくは、該シ
ート状物の押出し厚さを一定にしｊ′ニアるシート状物
押出し用グイの改良に関する。

（従来の技術） 均一な厚さのシート状物を得るには、シート状物押出し
用グイにおいてスリン１〜部のグイ幅方向とは直角方向
の隙間（以下、スリット隙間という）をグイの全幅に渡
り一定に調整しく■るグイか必要であることは勿論のこ
と、グイから吐出する溶融熱可塑性樹脂の粘度むらに基
因する厚みむらのに正、延′伸工程で生じる延伸の不均
一に基因する厚みむらの修正等の要請からグイ幅方向に
１１．Ｊ　Ｇフられた複数のグイポルｌ〜のうら、特定
のダイボルトのみの伸縮量を調整して隣接するダイポル
１へとのスリット隙間を変化させることが必要である。

従来、このような要求を満足ηるダイポル１へとして、
例えば実開昭６０−７８４２０号公報に記載された装置
が知られていた。

該装置は、スリット隙間Ｊ！Ｉ整を必要とする特定のダ
イポル１へのみの材質に以前から常用されていた、例え
ば機（或（１１１漬用炭素１閃（ＪＩＳ　　Ｇ４０５１
〜１９７９）等の普通鋼よりら、腺１膨張係故の人きい
１８−８ステンレス鋼（ＪＩＳ　　Ｇ４３０３−１９８
１＞を用いたものである。

そして該装置の作用は、前記ダイポル１への軸部を個別
に設Ｃりられた加熱手段で加熱し、軸方向にダイポル１
〜を熱膨張させ、先端部か当接する可動リップ部を固定
リップ部に対して変位させることにより、より大きな熱
膨張量を確保して均一厚さのシート状物を得んとするも
のて必った。

（発明か解決しようとする問題点） しかしなから、上記公報に記載された装置では以下にｊ
ホペる問題点があった。すなわち、■１８−８ステンレ
ス鋼を用いたダイボルトは、普通鋼を用いたものよりも
線膨張率が大きいので広範囲なスリット隙間か得られる
ものの、高温時にお【プる引張り強度が前記普通鋼に比
へて劣る（２０’Ｃにおける引張り強度は、前者が６０
に’Ｊ／１’ｎｆｆ１２に対し、後者は、８０　Ｋ３／
　ｍｍ２）。

よって、高温下で長時間連続使用すると熱膨張量は大き
くなるがこれと共に可動リップからの反力も大きくなる
ので更に大ぎな内部応力が生じ、加熱を繰返す毎に筬械
的強度は低下するという、いわゆるクリープ現象か生じ
て最終的にはダイポル１〜の熱膨張量１＋制御が不能と
なり製品に厚みむらが生じる問題である。

この場合に１８−８スデンレス鋼の引張り強度不足を補
うため、リップ部の剛性を低くＭｕｓ＋することも考え
られるか、その場合ダイ内部の溶融樹脂の圧力変化ｈ＜
直らにスリット隙間に波及し新たな厚みむらの発生をｌ
ｎ＜恐れもあってリップ部の則性低下設計には自ずと制
限かあった。

■また、引張強度を不足を補うため、ダイボルトの熱１
影服する部分のみに１８−８ステンレス鋼を用い、他の
部分には、引張強度の高いクロムモリブデン鋼を用いて
も加熱装置で発生した熱エネルギーが隣接ダイボルトに
伝導し、グイ幅方向におけるダイポル１へ間の差別化さ
れた温度設定が不可能であった問題である。

この発明は、上記従来の問題点を解決し、ダイボルトの
熱膨張ωが従来装置以上に隣接ダイボルトに対して明確
に確保でき、更に長時間に及ぶシート状物の生産に際し
ても熱膨張量の制御性が低下しない実用的なシート状物
押出し用ダイを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためこの発明は以下の構成からなる
。すなわち、 熱可塑性樹脂をシート状に形成するためのスリブ１への
幅方向に複数本のダイボルトが配列されてなるシー１へ
状物押出し用グイにおいで、前記ダイポル１〜と共に補
助７３０熱手段が設りられ、かつ、前記ダイポル１〜の
物性は、２０℃〜７００’Ｃにおける熱伝導率が５〜２
５ｋｃａｌ／　ｍ−ｈｒ−’Ｃ１前記温度範囲での引張
り強度が７０〜１５０　Ｋｇ／　ｍｍ２の物性をイｊづ
る合金鋼からなり、該合金鋼は、組成の５０〜９５小徂
％かＮｉおよび／またはＱｒであることを特徴とするシ
ート状物押出し用ダイで必る。

ここで、スリット隙間調整用ダイボルト（以下、単にダ
イポル１〜と称する）とは、シート状物押出し用グイの
スリット隙間を調整することを目的にスリブ１−の幅方
向１こ少数本設（）られ、可動リップ部を固定リップ部
に対して弾性変形させることにより、所望のスリット隙
間を１ｑるものをいう。

また、補助加熱手段とは、上記ダイボルトを加熱するこ
とにより、該ボルトに軸方向の熱膨張を発生さける加熱
装置をいい、例えばカー１−リッジヒータ、ヒートパイ
プなどか好ましい。該補助加熱装置は、装δ仝体がダイ
ボルトとは別に設けられても良く、ダイボルト内に内蔵
されて一体として構成されていても良いが、後者の方が
無駄なく熱エネルギーを熱膨張に転換し１ｑることと、
隣接ダイボルトへの放熱による悪影響がない点て前者よ
り好ましい。

ここで、熱膨張ヱを多く得るために熱膨張のメカニズム
を解析づると熱膨張量△ひは下記式で示される。

△ひ−α・Ｕ・△ｔ ただし、α二線膨張係数 Ｑ：グイｉＪ＜ルトの軸部の熱膨張部 の長さ △ｔ：補助加熱装置よる温１宴差 上記式から熱膨張量Δαを拡大する手段は、まず第１に
線膨張係数αの大きい材質をダイボルトに用いることが
考えられるが、前述の実開昭６０−７８４２０号公報に
示した通り、線膨張係数αが大ぎい材質のみに着目し、
機械的強度、特に金属の代表的強度である引張り強度を
黙視して材料選定をするとクリープ現象による永久歪が
発生し、実用に耐えられないという問題がおる。

また第２の手段として、ダイボルトの軸部の長ざαを長
くすることも考えられるが、現実問題としてスペース的
制約が伴う上、ダイ全体が重くなるなど適切な手段では
ない。

そこで、最後の手段である補助加熱装置よる温度差Δｔ
を最大限に確保すべく本発明者らは鋭意検討した結果、
線膨張係数αが人なることに頼らずしてダイボルトの材
質に熱伝導率の小ざい材質を用いることでダイボルトと
隣接ダイボルトとのスリット隙間を効率的に差別化して
拡大し得ることに着目し、しかも従来ダイの前記問題点
■をも同時に解消し得ることを見出した。

水フチ明考らの実験によれば、ダイボルトの２０°Ｃ〜
７００’Ｃの実用的温度におりる熱伝導率は、５〜２５
ｋｃａｌ、／　ｍ−ｔ＋ｒ−°Ｃの範囲が好ましく、よ
り好ましくは１２〜２０ｋｃａｌ／　ｍ−ｈｒ−°Ｃで
あることが判明した。熱伝導率が２５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ
ｒ・°Ｃを越えると放熱のためダイ本体、隣接ダイボル
トとの温度差が１ワられず、ダイ幅方向にあＣプる所望
の差別化されたスリット隙間か得られない。また、熱伝
導率の下限でおる５ｋｃａｌ／　ｍ−ｈｒ・°Ｃの数値
は、本願発明の熱伝導率と引張り強度を同時に満足し、
かつ現存し得る実用的金属の下限値であり、該数値か低
ければ低い程良いことは言うまでもない。

なお、熱伝導率が低いと所望のスリット隙間か得られる
までの時間が長くなる懸念があるが１０分程度であって
実際の製膜に際して問題となるレベルではない。

次に、引張り強度の好ましい値は、前記実用的温度にお
いて７０〜１　ｂ　ＯＫｌ／　ｍｍ２で必るがより好ま
しくは８０〜１１０Ｗｌ／ｍｍ２である。引張り強度が
７０　Ｋｇ／　ｍｍ２未満となるとクリープ現象が顕著
となり、可動リップからの反力にダイボルトが対抗しき
れず、グイ幅方向の所望のスリット隙間が得られない。

また、引張り強度の上限値１５０ＫＬ’ｍｍ”も前記熱
伝導率と同様に現存し１ｑる実用的金属の上限値であり
、該数値が高ければ高い稈良いことは言うまでもない。

このような熱伝導率と、引張り強度を有する金属ならば
如何なるものでも良いが実用的金属として、例えば耐蝕
耐熱超合金鋼（ＪＩＳ　　Ｇ４９０１−１９８１＞等が
あり、該金属はＮｉとＣｒの組成総量が小量％で略５０
％〜９５％、より好ましくは７０％〜９０％の金属が該
当する。ＮｉとＣｒの組成総量が５０％未満になると引
張り強度が極端に不足し、クリープ現象にも耐えられな
くなるので適当でない。

なお、前記熱伝導率、引張り強度、ＮｉとＣｒの組成総
量などの物性の測定方法は、それぞれ平板比較法（ＪＩ
Ｓ　　Ａ１４１２−１９７７）または平板直接法（ＪＩ
Ｓ　　Ａ１４１３−１９７７＞、金Ｅ　＋Ａ　ｒ３＋引
張舐験法（ＪＩＳ　　ＧＯ５６７−１９７８またはＪＩ
Ｓ　　Ｚ２２４１−１９８０）、とりべ分析法（ＪＩＳ
　　Ｇ０３０３−１９７２）で定められた方法による。

（作用） この発明に係るダイは、従来材質のダイホルトに対し、
熱伝導率が低く、引張り強度が人なる一定組成の合金鋼
を用いたため、ダイ本体および隣接ダイボルトへの放熱
が減少し、補助Ｕｎ熱装置からの投入された熱エネルギ
ーは、全てグイホルｌ〜の軸方向への熱膨張のみに利用
される。

よって、繰返し加熱してもクリープ現象か発生せず、連
続使用しても何らスリット隙間調整能力が低下すること
のない耐久力のある実用的なシート状物押出し用グイか
得られる。

（実施例） 次に、この発明の一実施例を図面に塁づいて詳細に説明
する。

第１図は、この発明に係るシート状物押出し用ダイの幅
方向の正面図、第２図は、第１図の八−Ａ矢視の拡大断
面図て必る。。

第１図において、１は、ダイ本体、２は、該ダイ本体を
加熱する主加熱装置、３〜１１は、左型ダイ１２の突出
部１４に捩子込まれたダイボルトで、ダイの幅方向に金
層９個が一列に設けられている。１５ａ、１５ｂは、前
記グイポル１〜３〜１１の（固々に内ＦＪ哉されたカー
１〜リツジヒータ１６（詳細後）ホ）から導出された電
気配線、１７は、前記カー１〜リツジじ−９１６を所定
の温度に加熱するため、個々のダイボルト毎に予めシー
ト厚みむらを解消するための差別化された温度プログラ
ムが入力された制御装置で、前記９個のカートリッジヒ
ータ１６とそれぞれ配線１５ａ、コネクタ１Ｂ、配線１
５ｂを経て結線されている。

第２図において、１９と１２は、前記ダイ水体１を構成
している右型ダイと左型ダイで、それぞれの接合面には
主加熱装置２で加熱された溶融樹脂をダイの幅方向に分
配するマニホルド部２０と、押出しフィルム２１の厚さ
を決定するスリン１〜部２２とか刻設されている。

また、これら右型ダイ１９と左型ダイ１２の下部には固
定リップ部２３、可動リップ部２４、突出部１４が設け
られている。

また７は、前記９個の内の一本のグイポル１へで、頭部
２５と、捩子部２６とからなり、その内部には軸方向に
孔２７が穿設され、先端付近にダイボルトを常温から７
００　’ＣＶ￥度にまで加熱し得る前記カー１〜リジヒ
ータ１６が内臓されている。そして該ダイポル１へ７は
、捩子部２６が左型ダイ１２の突出部１４に捩子込まれ
、先端が曲屈可動リップ部２４に当接されるにうに構成
されている。

カートリッジじ−９１６からは配線１５ａが導き出され
、コネクタ１８、配線１５ｂを経て、前記ｉ１＋１１御
装置１７に結線されている。なおこの］コネクタＢは、
ダイホルト７を捩子込んで可動リップ部２４に当接した
後、配線１５ｂに再結線するためのものである。

かかる構成のシート状物押出し用ダイに対して、ダイホ
ルト３〜１１に第１表に示す材質と第２表に示１物性と
を併有するこの発明に係る耐蝕耐熱超合金鋼（ＪＩＳ　
　Ｇ４９０１−１９８１、サンプル△）と、従来常用さ
れていた機械構造用炭素鋼等の鵠通鋼よりも高強度であ
るクロムモリブデン１閣（ＪＩＳ　　Ｇ４１０５−１９
７９．１ナンプルＢ）の２種類のダイボルトを用い、該
２種類のグイポル１〜のいずれに対しても軸部の熱膨張
部の長さが７５ｍｍ、カー１〜ツツジヒータ１６のヒー
タ容量が１５Ｗのものを用い、主加熱装置２の加熱温度
を３００　’Ｃに設定する一方、前記２種類のダイボル
トの有意差を検討覆るため、ダイ１の中央に位置するグ
イポル（−７のみの加熱温度を４８０°ＣにΩジ定し、
残る８個のグイポル１〜は加熱しない実験条件で生じた
スリット隙間の変化早を第３図に示す。（以下、余白） この第３図は、前記テスト条件によるスリット隙間吊を
各９個の夫々のダイポル１ル位置について測定したもの
で、横軸は該ダイボルト３〜１１の位置を示し隣接ボル
ト間の間隔は５Ｑｍｍ、またＩＩ　ｉｔはサンプルＢの
ダイボルトによって発生したスリット隙間を基準にサン
プルＢのダイポル１〜とリンプルＡのダイボルトのスリ
ット隙間の比をプロットしたものである。

この第３図に示すようにサンプルへとリーンプルＢのダ
イボルトの線膨張係数αは、共にＩ２１同等（第２表参
照）にも拘らず、サンプルへのダイポル１へのスリット
隙間（実線）は、サンプルＢのそれ（破線）に比べて約
２倍のスリット隙間調整能力か拡大してあり、ダイボル
トの′）ｒＡ質に本願発明に係る物性の合金鋼を用いる
ことの効果が実証された。

またサンプルＡのダイボルトを用いて３０日間に及ぶ長
期連続テス１〜をしたところ、サンプルＢでは５００′
Ｃ以上に加熱すると、テスト後の観察でダイボルトの軸
部の熱膨張部にクリープ現象による数１０μ汎〜数１０
０μｍの永久歪が発生して不良品のシート状物が発生し
たが、４ノーンプルＡを用いたダイボルトでは２０℃〜
７００℃の加熱温度で３０日間連続使用しても何ら前記
永久歪は観察されなかった。

更に上記テスト時に生産された熱可塑性樹脂フィルムの
幅方向の厚みむら（厚さの、最大値と最小値の差を厚さ
の平均値で除した値〉を実測したところ、リンプルＢの
ダイボルトを使用した場合の４〜５％に対し、サンプル
Ａのダイポル１へを使用した場合は２〜３％となり、実
際生産された製品も良好な結果が得られた。

しかもカートリッジヒータ１６から投入した熱エネルギ
ーの一部が、可動リップ部２４を介してスリット部２２
内の熱可塑性溶融４δイ脂に熱伝導して該樹脂の低粘度
化を（Ｇき、吐出流量か逆に増加し、押出しフィルム２
１が厚くなるという従来の問題点も併せて解決できた。

（効果） 以上述べた通りこの発明に係るダイは、従来材７１のダ
イボルトに対し、熱伝導率が低く、かつ引張り強度が大
なる一定物性の合金鋼を用いたため、ダイ本体Ｊ３よび
隣接グイホルｌ〜への放熱が減少し、スリット隙問調整
範囲が拡大されると共に幅方向にＪ５りる複数のダイボ
ルト相互間のスリット隙間の調整能力も向上し、実際の
生産で数週間連続使用してし何ら制御性か低下すること
のない耐久力のある実用的なシート状物押出し用ダイが
得られる。

これらの結果、押出されたシート状物も温度むらのない
優れたしのが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るシート状物押出し用ダイの幅
方向の正面図、第２図は、第１図に示したダイのＡ−Ａ
矢視の拡大断面図である。 第３図は、従来ダイとこの発明に係るシート状物押出し
用ダイを同一温度に加熱した場合に発生するスリット隙
間の比を従来ダイを基準として示した図である。 １：ダイ本体 ２：主加熱装置 ３〜１１：ダイボルト １２：左型ダイ １３：欠　番 １４：突出部 １５ａ、１５ｂ：電気配線 １６：カートリッジヒータ １７：制御装置 １８：コネクタ １９：右型ダイ ２０：マニホルド部 ２１：押出しフィルム ２２ニスリット部 ２３：固定リップ部 ２４：可動リップ部 ２５：頭部 ２６：捩子部 ２７：孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂をシート状に形成するためのスリットの幅
   方向に複数本のダイボルトが配列されてなるシート状物
   押出し用ダイにおいて、前記ダイボルトと共に補助加熱
   手段が設けられ、かつ、前記ダイボルトの物性は、２０
   ℃〜７００℃における熱伝導率が５〜２５ｋｃａｌ／ｍ
   ・ｈｒ・℃、前記温度範囲での引張り強度が７０〜１５
   ０ｋｇ／ｍｍ＾２の物性を有する合金鋼からなり、該合
   金鋼は、組成の５０〜９５重量％がＮｉおよびＣｒであ
   ることを特徴とするシート状物押出し用ダイ。