JPH0655407B2 - シ−ト状物押出し用ダイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ｛産業上の利用分野｝ 本発明は、溶融体からシート状物を得るダイ、例えば、
熱可塑性樹脂フイルムを製造するシート状物押出し用ダ
イに関する。

更に詳しくは、ダイ開口部近傍に設けられた複数の押引
伝達装置において、補助加熱装置により、該押引伝達装
置の熱膨脹を利用し、該ダイ開口部の間隙をダイ幅方向
に局所的に変化させて、該溶融体の吐出量をダイ全幅に
わたり均一化し、吐出されるシート状物の厚みを一定に
せんとする押出し用ダイの改良に関する。

｛従来の技術｝ 溶融体を押出し用ダイから吐出し、シート状物、たとえ
ば熱可塑性樹脂フイルムを成形する装置において、吐出
されるフイルムの厚みを均一にすることは基本的要求機
能であり、成形装置全体がかかる目的のために構成され
ているといっても過言ではない。

かかる厚さの均一化手段として、幾つかの手法が既に知
られているが、押引伝達装置の熱膨脹を利用し、得られ
るフイルム厚みの均一化を図るフイルム成形方法とし
て、たとえば米国特許第３９４０２２１号明細書に示さ
れた提案例がある。

本提案例は、ダイ開口部を調整する多数の押引伝達機構
であるボルト部のボルト一つ一つに対応して、補助加熱
手段と冷却手段を具備したブロックが設けられ、各ボル
トがブロックを貫通して配置されている。そして、本方
式は、各ブロックの補助加熱手段としては、埋込み電気
ヒータ、また冷却手段としては圧縮空気による空冷方式
がとられ、常時ブロックを冷却しながら、埋込み電気ヒ
ータの入力を増減してブロックの温度を上下させ、これ
により間接的に押引伝達装置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ダイ開口部を変化させる方式で
ある。

すなわち、この方式は、複数個のブロックにほぼ均一に
常時圧縮空気を供給し、ブロックの放熱効率を高めなが
ら、複数個の補助加熱手段である電気ヒータの入力を増
減し、吐出されるフイルムの厚みの均一化を達成せんと
するものである。

｛発明が解決しようとする問題点｝ 上記の米国特許第３９４０２２１号明細書に記載されて
なる方式は、冷却手段として圧縮空気を利用すること
で、複数の押引伝達装置の迅速な応答性を得ようとする
ものであるが、そもそも冷却手段を用いる必要性は、前
記各ブロックの熱容量の大きいことに起因しているもの
である。

一方、本発明者等が先に提案した特開昭５９−１２７号
公報に記載された発明では、補助加熱装置を押引伝達装
置の内部に埋設し、直接加熱方式とすることで、圧縮空
気等の冷却手段を用いなくても、押引伝達装置の迅速な
応答性を得ることができ、これにより、短時間でかつ高
精度のリップ開口部の調整が可能となっている。すなわ
ち、上記の米国特許第３９４０２２１号明細書に記載さ
れている方法での冷却手段とは、補助加熱装置と冷却手
段を具備したブロックの温度を上下させ、該ブロックを
貫通する押引伝達装置としてのボルトを間接的に温度を
上下させる構造に限り効果をもたらすものであり、実際
の生産では、操作性、メインテナンス等の観点から繁雑
であり、好ましくないものである。

しかしながら、上記で示した両提案とも、そもそも押引
伝達装置の熱膨脹を利用した方法において該押引伝達装
置の応答性の向上を図る発明である。

しかしながら、実際の製膜テストでさらに鋭意検討した
結果、リップ開口部の間隙の調整が、たとえば５０μｍ
以下の微小調整量でフイルムの均一化が達成される場合
には、上記の特開昭５９−１２７号公報の発明で極めて
有効に作用するものであったが、フイルム吐出開始直後
の製膜スタート時のフイルム厚みむらの如く、リップ開
口部の間隙の調整量が５０μｍ以上要求される場合に
は、新たに以下の問題が生じることが判明した。

すなわち、押引伝達装置の熱膨張差を利用してダイ開口
部の間隙の調整を行なう方法では、該ダイ開口部の間隙
の調整量は、該押引伝達装置の熱膨脹差により決定され
るものであり、より具体的には、補助加熱装置から投入
した熱エネルギーにより加熱した該押引伝達装置の温度
と、他の押引伝達装置を含むダイ本体の温度との温度差
により決定されるものである。

しかしながら、前記押引伝達装置はダイ本体と接合する
構造をとらざるを得ず、そのため補助加熱装置を用いて
投入した熱エネルギーは、該押引伝達装置等を介して少
なからずダイ本体に熱伝導するものであり、ダイ本体の
温度は、主加熱装置により設定された温度とは異なる新
たな温度むらを形成するのである。

つまり、前記の特開昭５９−１２７号公報に記載された
発明は、リップ開口部の間隙の調整量が、たとえば５０
μｍ以下では、押引伝達装置を熱膨脹すべく補助加熱装
置により投入した熱エネルギーが小さいため、ダイ本体
へ熱伝導する熱量が小さく、該ダイ本体の温度上昇が実
質的に問題とならないため、該押引伝達装置の迅速な応
答性により厚さの均一なフイルムが得られものであった
が、フイルム吐出開始直後の製膜スタート時の如く、リ
ップ開口部の間隙の調整量が５０μｍ以上要求される場
合には、該押引伝達装置の熱膨脹差を大きくするための
補助加熱装置により投入する熱エネルギーを大きくせざ
るを得ず、その場合、該押引伝達装置等を介してダイ本
体に熱伝導する熱エネルギーにより、ダイ本体は新たな
厚みむらが発生するものである。

さらに、ダイ本体の温度上昇は、押引伝達手段との温度
差が小さくなるため、リップ開口部の間隙調整量が所望
量得られないものであり、そのため、所望のリップ開口
部の調整量を得るには、押引伝達装置の過度の温度上昇
を招き、ひいては押引伝達装置を構成する材質の耐熱限
界を越え、押引伝達装置自体に熱歪が発生するものであ
る。

本発明の目的は、上記したような点に鑑み、ダイ本体の
温度を略均一で、所望の温度に保つことでフイルムの厚
みの制御性が向上できるという実際生産に際して極めて
有用なシート状物押出し用ダイを提供することにある。

｛問題点を解決するための手段｝ かかる目的を達成する本発明のシート状物押出し用ダイ
は、以下の構成からなる。すなわち、 ダイ開口部および該開口部から吐出される溶融体を加熱
する主加熱装置を備え、かつ、補助加熱手段からの熱エ
ネルギによる熱膨脹を利用して上記ダイ開口部より吐出
される溶融体の厚みを制御する押引伝達装置を備えたシ
ート状物押出し用ダイにおいて、前記押引伝達装置と前
記ダイ開口部との間の熱伝達経路に、前記補助加熱手段
からの熱伝達温度を調節する冷却手段を配設したことを
特徴とするシート状物押出し用ダイである。

かかる本発明のシート状物押出し用ダイにおいて、好ま
しい実施態様として、冷却手段が押引伝達装置の近傍
で、ダイの幅方向でダイ内部に設けてなる流路を通過す
る熱媒体を用いてなるものであり、さらに、かかる態様
において、冷却手段としてさらに押引伝達装置の近傍
で、熱媒体流路に平行に温度均一化ユニットを埋設して
なるものを用いてなる態様である。また、別の好ましい
実施態様として、冷却手段が、押引伝達装置の近傍でダ
イの幅方向にダイ内部に設けられた単数または複数のダ
イ外部で放熱するタイプの温度均一化ユニットを用いて
なるものである。

以下、図面に従って、本発明のシート状物押出し用ダイ
について詳しく説明する。

第１図は、本発明のシート状物押出し用ダイの一実施態
様を示す概略側面断面図であり、１は押出し用ダイ本
体、２は該押出し用ダイ本体１と熱可塑性樹脂７の温度
を設定する主加熱装置、３はダイ開口部６をダイ幅方向
にわたって局部的に調整する押引伝達装置、４は押引伝
達装置３を熱膨脹せしめる補助加熱装置、５は冷却手段
用熱媒体流路である。

第２図は、第１図に示したダイの概略正面図である。

押出し用ダイ本体１およびダイ内部の熱可塑性樹脂７
は、主加熱装置２により所定の温度に保持される。そし
て吐出される熱可塑性樹脂フイルムの厚さむらに応じ
て、補助加熱装置４から投入する熱エネルギーを操作
し、ダイ開口部６の間隙を調整すべく押引伝達装置３を
熱膨脹させるものである。

押引伝達装置３は、押出し用ダイ本体１と接合している
ため、前記したように、補助加熱装置４を加熱すると、
補助加熱装置４の熱エネルギーは、押引伝達装置３等を
介してリップ開口部６の近傍に少なからず、熱伝導する
ものであるが、リップ開口部の調整量が、たとえば５０
μｍ以下の微小調整量では補助加熱装置から投入する熱
エネルギーが小さいため、リップ開口部への伝熱熱エネ
ルギーも小さく、実質的問題はないものである。しかし
ながら、フイルム吐出開始直後の製膜スタート時の如
く、リップの間隙の調整量が５０μｍ以上必要とする場
合には、押引伝達装置３の熱膨脹量を大きくするための
補助加熱装置４により投入する熱エネルギーを大きくせ
ざるを得ず、その場合は押引伝達装置３等を介して熱伝
導する熱エネルギーにより、ダイ開口部近傍の温度が上
昇する。

上記の点に鑑み本発明は、押引伝達装置３の近傍に冷却
手段を設ける点に特徴を有するものである。すなわち、
本発明における冷却手段の作用は、熱媒体流路５に所定
の温度に設定した熱媒体を流すことにより、前記伝熱加
熱量と冷却量とをほぼ相殺させることで、ダイ開口部近
傍の温度を主加熱装置の温度とほぼ同一に保つようにし
たことである。

かかる冷却装置がなければ、前記伝熱加熱量により、ダ
イ開口部近傍の流路に沿って押出し用ダイ内に温度むら
が形成され、該熱可塑性樹脂の局部的な粘度変化、およ
びリップ開口部近傍の熱歪等により、新たな厚みむらが
形成されるのである。

さらに、押引伝達装置近傍のダイ本体が温度上昇する
と、押引伝達装置との温度差が小さくなるため、リップ
開口部の間隙の調整量が所望通り得られなくなり、その
ため、押引伝達装置３はさらに過度の温度上昇を招き、
ひいては押引伝達装置を構成する材質の耐熱限界を越
え、押引伝達装置３自体に熱歪が発生することになる。

本発明において、冷却手段の目的は、ダイ開口部近傍を
ダイ幅方向にわたって略均一に冷却することにあり、冷
却装置としては、吐出されるシート状物の逢みの均一化
のために、補助加熱装置４によって押引伝達装置３に与
えられた加熱量のうち、押引伝達装置３等を介してリッ
プ開口部近傍への伝熱量とほぼバランスした冷却能力が
あればよい。すなわち、主加熱装置によって設定される
押出し用ダイの温度および熱可塑性樹脂の温度と、ダイ
開口部近傍の温度との間に温度むらが生じないようにす
ることを基本とするものである。

本発明の押出し用ダイにおいて、冷却装置の位置は、押
引伝達装置の近傍であって、できるだけ熱可塑性樹脂に
近い方が効果は大きいが、必ずしも熱可塑性樹脂に特に
近接してなる必要はなく、たとえば第３図に示すよう
に、押引伝達装置３とダイ本体１との接合部のうち、ダ
イ開口部６から離れた側の接合部の近傍に、熱媒体流路
５１を設けても効果的である。また、ダイ開口部近傍に
冷却手段を設置する場合、装置上の配置の問題や強度上
の問題もあり、一般的には限界がある。かかる点は従来
技術によるダイにおいても同様であり、本発明では、特
に冷却装置はダイを均一に冷却すること主眼とするもの
であるので、たとえば、第３図の熱媒体流路５２の如
く、本発明の主旨を損わない範囲内で多少離れていても
構わない。また、熱媒体流路を複数個並列等にしてもよ
い。

本発明において、冷却用として用いられる熱媒体として
は、空気、水、油等の気体あるいは液体等の熱媒体の中
から、押出し用ダイの幅、溶融樹脂の種類、製膜条件等
に合せて適宜選択すればよい。上記冷却媒体の温度設定
も、押出し用ダイ、吐出される溶融樹脂の種類、製膜条
件等に応じて決定されるべきものであるが、例えば代表
的な例として、本発明者らの知見によれば、１５℃〜２
８０℃程度とするのが好ましい。該冷却媒体の設定温度
があまりに低すぎると、熱媒体流路の供給部付近におけ
るダイ開口部近傍の温度が下がりすぎるという問題が生
じ易いので注意を要する。

本発明のシート状物押出し用ダイの他の実施態様例を第
４図に示す。

すなわち、押出し用ダイの幅が広く、第２図に概略を示
したような態様では、冷却熱媒体が流体通路を通過中に
温度が上がりすぎて、流路出口側の温度設定がうまくい
かない場合には、たとえば第３図に示した熱媒体流路５
１、または５２では、第４図に概略正面図で示した例の
ように、熱媒体流路を２分割して、ダイの一端部から中
央部へ、あるいは逆に、ダイ中央部からダイの一端部へ
流すように構成するのが好ましい。

このような態様において、さらに分割数を多くすること
も可能であるが、装置が複雑になり、好ましくない。ま
た、本発明者らの知見によれば、通常用いられているほ
とんどのダイの場合、第２図に示した態様の装置構成に
て熱媒体流路を適宜設定することにより、十分に対処で
きるようである。

また、さらに本発明のシート状物押出し用ダイの他の態
様例の断面概略図を第５図に示す。

すなわち、第５図は、押引伝達装置近傍に、冷却用の熱
媒体流路５と平行して、さらに冷却手段として温度均一
化ユニット８を併設してなる場合を示したものであり、
ここで、温度均一化ユニットとは、パイプ状構造物の内
部にナトリウム、水銀、メタノール等の液状物が、使用
温度に応じて適宜選択され、封入されてなる伝熱素子の
ことをであり、一般にはヒートパイプと呼称されている
ものである。

かかる態様とした場合、熱媒体流路５の熱媒体の温度が
押出し用ダイ内を通過中に上昇しても、この冷却用の温
度均一化ユニット８を併用したことにより、ダイ開口部
近傍を均一に冷却することが可能となり、幅の広い押出
し用ダイの場合に特に有効なものである。

また、さらに本発明のシート状物押出し用ダイの他の態
様例の概略正面図を第６図に示す。

すなわち、第６図は、第１図、第２図に示した冷却用熱
媒体流路に代えて、前述したと同様な温度均一化ユニッ
ト９をダイの幅方向に設け、該温度均一化ユニットの設
定温度を押出し用ダイ外部に設けられた熱交換部１０に
て操作するものである。かかる態様の場合でも、幅の広
いダイに際して確実にダイ幅方向でほぼ均一に冷却をす
ることができ、好ましいものである。また、かかる態様
の場合でも、第４図に示したように、温度均一化ユニッ
トを適宜分割せしめて設けてもよい。また、溶融体の物
性やダイ形状に合せて、温度均一化ユニットを適宜個数
並列等にして用いるようにしてもよく、これは、第５図
に示した態様のものであっても同様である。

また、第６図において、補助加熱装置より伝熱加熱され
たリップ開口部の温度上昇が小さい等の理由により、熱
可塑性樹脂の劣化等の問題が発生しない場合には、押出
し用ダイ外部に設けられた熱交換部１０がなくとも効果
的である。

また、本発明のシート状物押出し用ダイにおいて、溶融
体の流路をはさんで、対状に冷却手段を複数個設けるの
も効果的である。

｛効果｝ 以上述べた通りの本発明のシート状物押出し用ダイによ
れば、ダイの幅方向でほぼ均一に冷却する冷却手段を採
用したため、押引伝達装置を熱膨脹させるべく補助加熱
装置を操作させても、該補助加熱装置から伝熱して生じ
るダイ本体の温度むらを抑制でき、高品質のシート状物
が得られるという実際の生産に際して極めて有用なシー
ト状物押出し用ダイを実現した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るシート状物押出し用ダイの一実
施態様例を示す概略断面図である。 第２図は、第１図に示したダイの概略正面図である。 第３図は、本発明に係るシート状物押出し用ダイの他の
実施態様例を示す概略断面図である。 第４図は、本発明に係るシート状物押出し用ダイの他の
実施態様例を示す概略正面図である。 第５図は、本発明に係るシート状物押出し用ダイの他の
実施態様例を示す概略断面図である。 第６図は、本発明に係るシート状物押出し用ダイの他の
実施態様例を示す概略正面図である。 図面中の符号の説明 １：押出し用ダイ本体 ２：主加熱装置 ３：押引伝達装置 ４：補助加熱装置 ５，５１，５２：冷却手段用熱媒体流路 ５：押出し用ダイ開口部 ７：熱可塑性樹脂 ８，９：温度均一化ユニット １０：熱交換部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイ開口部および該開口部から吐出される
   溶融体を加熱する主加熱装置を備え、かつ、補助加熱手
   段からの熱エネルギによる熱膨脹を利用して上記ダイ開
   口部より吐出される溶融体の厚みを制御する押引伝達装
   置を備えたシート状物押出し用ダイにおいて、前記押引
   伝達装置と前記ダイ開口部との間の熱伝達経路に、前記
   補助加熱手段からの熱伝達温度を調節する冷却手段を配
   設したことを特徴とするシート状物押出し用ダイ。