JPH09327853A - 押出しダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、押出工程中の早期の時点において
流体流調整を行い、その結果、熱可塑性プラスチックの
記憶に起因するストレスが押出製品がダイスから出る前
に消失できるようにすることを目的とする。 【解決手段】 本発明は、押出しダイスは、ダイスのキ
ャビティー内に延入する変形可能な流体流表面を有する
制限棒、及び制限棒に連結され、かつこれに沿って間隔
を置いた複数の熱型アクチュエータを含むことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用可能性】本発明は、一般には、押出し装
置に関し、より詳しくは、改良されたフィルム及びシー
ト押出し性能を有する押出しダイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】押出しダイスは、溶融熱可塑性プラスチ
ック材料をフィルム又はシート状に押出するために用い
られる。このようなダイスにおいては、熱可塑性プラス
チック材料の流れを、ダイスの中心からその外側端部へ
分布して横方向にほぼ均一な厚みを有する製品を得るた
めにある種の準備をしなければならない。従来の設計で
は、この流体分布は流体流の長さ又はダイス幅全体に亘
る空隙の深さを様々に変化させることによって達成され
る。コート・ハンガー型のダイスにおいては、流体流の
長さを種々に変化させて流体分布を達成する場合、ダイ
スのマニホールドとダイス出口間に配置された直線状又
は屈曲したプレランド（前ランド部）は、その後部外郭
線からダイス出口に隣接するランドに延在する傾斜表面
を含む。この型式の代表的なダイスにおいては、プレラ
ンドの後部外郭線はダイス中心線の両側いずれかに、互
いに対し鈍角をなして配置された第１及び第２の直線セ
グメントを含む。プレランドは拡大した流体流路をつく
り、そのため、ダイスの両外端部よりはその中心部にお
いて流体流に対する抵抗を生じ、その結果、流体流がダ
イスの幅全体に亘ってほぼ均一に分布される。しかしな
がら、ダイスの全長がプレランドの存在により増加する
ので、粘性熱可塑性材料の高圧押出工程中比較的大きな
モーメントがダイスの口縁部に作用し、その結果、ダイ
ス出口に不所望に大きい全力学的“二枚貝”（開放）効
果が発生する。更に、流体流を考慮すると、このような
ダイスにおいてはマニホールドの後部外郭線をプレラン
ドの外郭線上セグメントと平行にし、かつダイス本体部
分を一緒に保持する本体ボルトをマニホールドの後部外
郭線から等間隔をおいた場所に配置してダイス本体部分
間の押出物の洩れを最小にすることが好ましい。なぜな
ら、本体ボルトがダイス出口から等間隔をおいて配置さ
れないと、不均一のモーメントがダイス口縁部の幅全体
に作用し、不所望に高度の差動二枚貝効果が発生する。

【０００３】制限棒型のダイスにおいては、プレランド
は使用してもしなくてもよい。更に、流体流制限装置、
例えば屈曲又は直線状の流体流表面を有する棒、はアク
チュエータによって流路内に移動してダイスの幅に亘っ
て変化するギャップ深さを調節することができる。プレ
ランドに比べると、制限棒はダイスの入出口間の全寸法
に対して比較的僅かした寄與しないため、ダイスの寸法
は、若しプレランドを使用しないなら比較的短くするこ
とができ、その場合には、ダイスの出口に作用するモー
メントの大きさを減少させて全力学的二枚貝効果を所望
の程度に減少させる。更に、マニホールドの後部外郭線
を形成する技量にはより大きな自由度が与えられている
ので、本体ボルトをダイス出口に平行な線上に位置させ
て、ダイス本体部分間の押出物洩れを最小にしながら差
動二枚貝効果を減少させることができる。

【０００４】以上の両型式のダイスにおいて、プレラン
ドの後部外郭線又は制限棒の流れ表面は熱可塑性プラス
チックの流れの全変化量が最小になるように、前記流れ
に対する圧力が変化するように形成されている。しかし
ながら、全流体流変化により少ない中間位置決め変化が
非直線的流れ現象から生じて直線状プレランドの後部外
郭線又は均一に屈曲した制限棒流体流表面（即ち、１個
の円の一部により限定される表面）を有するダイスから
の押出製品における特徴的なＭ−又はＷ−断面パターン
を生ずる。これらのパターンは、直線状のプレランド後
部外郭線又は均一に屈曲した制限棒の流体流表面は非直
線状流れ現象を近似的にし、補償しないという事実に起
因する。

【０００５】更に、中間位置決め変化より小さい狭い範
囲の変化が、溶融温度、粘度等々の押出工程のパラメー
タの局所的変化によって押出製品中に生じ得る。これら
の変化は、例えばその幅が１〜２インチというように極
めて小さいので、比較的柔軟なダイス口縁部を局所的に
調整することによって概ね最小になる。しかしながら、
ダイス出口において流れ調整を行うことは、熱可塑性プ
ラスチック材料の記憶から生ずるストレスが消失するの
に十分な時間がなく、そのため押出製品中に歪みが形成
されることがあるので、完全に満足できるものとはなら
ない。

【０００６】流体流変化を少なくさせたり、除去したり
する前述の手段はプロセスパラメータ及び材料の種類に
大いに依存する。このように、装置が均質な熱可塑性プ
ラスチック材料が単一層シートに押出されるような、単
一層形成用に用いられる場合、ダイスは良好乃至優秀な
品質の製品を得るように設定及び調節される。しかしな
がら、異なる材料を押出したい場合又はあるプロセスパ
ラメータを変化させる場合、に時間がかかり、かつ費用
がかかる再校正手続をとらなければならなくなってしま
う。

【０００７】更に、異種の熱可塑性プラスチック材料を
共押出するために上記手段を採用しようとする場合、前
記材料中のあるものの流れの改良を意図したダイス調整
が他の材料の流れを改良しなかったり、あるいは逆効果
となる可能性もある。この場合、両材料層間のインター
フェース中に境界歪みが発生して許容できない製品がつ
くられることがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明による押出しダ
イスは押出工程中の早期の時点において流体流調整を行
い、その結果、熱可塑性プラスチックの記憶に起因する
ストレスが押出製品がダイスから出る前に消失できるよ
うにするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ダイス入口及
び出口を有するインプレッション（型彫部）を合体形成
する１対のダイス本体部分、ダイス入口及びダイス出口
間の前記インプレッション内に延在する変形可能形状の
流れ表面を有する制限棒、及び前記制限棒に連結され、
それに沿って相互に離間し、かつ１つのダイス本体部分
上に配置された複数個の熱型アクチュエータよりなり、
前記熱型アクチュエータが前記インプレッション内の流
体流表面の位置決めを制御するために同時又は個別的に
選択作動可能であることを特徴とする。

【００１０】前記熱型アクチュエータの各々が、前記制
限棒に接触した熱応答部材及び前記熱応答部材に熱接触
した加熱要素を含むことが好ましい。前記熱応答部材が
１個の変換器及びそれに固定され、かつ前記制限棒に接
触して配置された細長いボルトを含むことが好ましい。
前記各アクチュエータが、低熱膨張係数を有する金属で
形成され、かつその内部に前記熱応答部材及び加熱要素
が配置されている１個のハウジング部材を含むことが好
ましい。

【００１１】前記熱応答部材が中空であり、かつ前記加
熱要素が、前記熱応答部材内に配置されていることが好
ましい。前記熱応答部材に連結された手動調節装置を含
むことを特徴とすることが好ましい。

【００１２】前記制限棒が、スロットを有する流れ表面
に対向する外面を有することが好ましい。前記制限棒の
流れ表面が、あらかじめ屈曲形成されていることが好ま
しい。前記制限棒に対向する流れ表面を有するダイス内
の取り外し可能挿入体が設けられていることが好まし
い。

【００１３】前記取り外し可能挿入体の流れ表面が、平
坦であることが好ましい。前記取り外し可能挿入体の流
れ表面が、屈曲していることが好ましい。前記インプレ
ッションが、前記ダイス出口に対して平行な直線状後部
外郭線を有するマニホールドを含むことが好ましい。

【００１４】前記ダイス出口が、１対の口縁部により形
成されており、かつ前記制限棒が、前記口縁部の一方に
より部分的形成された切り欠き内に配置されていること
が好ましい。前記口縁部の他方が１個の蝶番を含み、か
つ他方の口縁部を調節する調節装置を含むことが好まし
い。前記熱型アクチュエータを操作する制御装置と組合
わされていることが好ましい。

【００１５】また、別の発明は、１対のダイス本体部
分、前記ダイス本体部分が合体して１つのダイス入口と
１つの直線状ダイス出口を有するインプレッション（型
彫部）を形成するように、前記ダイス出口に実質的に平
行一線上に位置して前記ダイス本体部分を固定する複数
個の本体ボルト、前記ダイス入口及び出口間のインプレ
ッション内に延入する第１流れ表面を有する制限棒、及
び前記第１流れ表面と対向して前記インプレッション内
に配置された第２流れ表面を有する可動挿入部材、及び
前記制限棒に連結され、かつ前記インプレッション内に
おいて前記第１流れ表面の位置決めを制限するために選
択的に作動可能である複数個のアクチュエータよりな
り、前記第１及び第２流れ表面の少なくとも１つが屈曲
していることを特徴とする。

【００１６】前記アクチュエータが、前記ダイス本体部
分の１つによって支持されていることが好ましい。前記
アクチュエータが熱型のものであることが好ましい。前
記アクチュエータの各々が、変換器、及び低熱膨張係数
を有する材料から作られたハウジング部材内に配置され
た加熱要素を有することが好ましい。

【００１７】前記熱応答部材に連結された手動調節装置
を含むことが好ましい。

【００１８】前記ダイス出口が、１対のダイス口縁部に
よって定義され、前記制限棒が、一方の口縁部によって
部分的に定義された切り欠き内に配置されていることが
好ましい。

【００１９】前記制限棒が、スロットを有する流れ表面
に対向する１個の外面を有することが好ましい。

【００２０】前記第１の流れ表面が、屈曲形状にあらか
じめ成形されていることが好ましい。また、前記第１の
流れ表面が、平坦形状にあらかじめ成形されていること
が好ましい。前記第２の流れ表面が、屈曲形状にあらか
じめ成形されていることが好ましい。また、前記第２の
流れ表面が、平坦形状にあらかじめ成形されていること
が好ましい。

【００２１】前記インプレッションが、前記ダイス出口
に対して平行な直線状後部外郭線を有するマニホールド
を含むことが好ましい。前記ダイス出口が、１対の口縁
部により定義されており、かつその一方が１個の蝶番及
び他方を調節する調節装置を含むことを特徴とする。前
記アクチュエータを操作する制御装置と組合わされてい
ることが好ましい。

【００２２】さらに別の発明は、１対のダイス本体部
分、前記ダイス本体部分が合体して１つのダイス入口と
１つの直線状ダイス出口を有するインプレッション（型
彫部）を形成するように、前記ダイス出口と実質上平行
な一線上に位置して前記ダイス本体部分を固定する複数
個の本体ボルト、前記ダイス入口及び出口間のインプレ
ッション内に延入する第１流れ表面を有する制限棒、及
び前記第１流れ表面と対向して前記インプレッション内
に配置された第２流れ表面を有する可動挿入部材よりな
り、前記第１及び第２流れ表面の少なくとも一方が多項
方程式で定義されるような形状を有していることを特徴
とする。

【００２３】前記制限棒に連結されかつ前記インプレッ
ション内の第１の流れ表面の位置決めを制御するように
選択的に動作可能な複数のアクチュエータを含むことが
好ましい。

【００２４】前記アクチュエータが、手動操作可能であ
ることが好ましい。前記アクチュエータを自動操作する
１個の制御装置と組合わされていることが好ましい。前
記アクチュエータが熱型のものであることが好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】詳述すれば、本発明の１つの特徴
によれば、押出ダイスは１個のダイス入口及び１個のダ
イス出口を有するインプレッション（ダイスの型彫部）
を合体形成する２つのダイス本体部分を含む。変形可能
形状の流体流表面を有する制限棒が前記ダイス入出口間
のインプレッション内に延在している。複数個の熱型ア
クチュエータが前記制限棒に、それに沿って間隔をおい
て結合している。熱型アクチュエータはダイスインプレ
ッション内におけるそれらの流体流表面の位置を同時
に、又は個々に、選択的に制御することができる。

【００２６】好ましくは、各熱型アクチュエータは制限
棒と接触する熱応答部材及びこの熱応答部材と接触する
加熱要素を含む。また、好適な実施の形態によれば、各
熱応答部材は中空の変換部材よりなる。各アクチュエー
タは低い熱膨張係数を有する材料で構成するのが好まし
く、その中に熱応答部材及び加熱要素が配置される。更
に、制限棒はその流れ表面と対向する外表面にスロット
を設けてその可撓性を更に向上させることができる。

【００２７】上記に加えて、制限棒の流体流表面はあら
かじめ屈曲面にしてもよい。取外し可能なインサート部
材を制限棒と対向する流体流表面を有するダイス中に設
けてもよく、その場合、取外し可能なインサート部材の
流体流表面は平坦若しくは曲面にすることができる。

【００２８】更に、好適な実施の形態によれば、インプ
レッションはダイス出口に平行な直線状外郭線を有する
マニホールドを含む。また制御棒はダイス出口を形成す
る１対のダイス口縁部の１つによって部分的に定義され
る切り欠き内に配置してもよい。また、前記口縁部の他
方に先きの口縁部を調節するための蝶番及び調節装置を
設けることができる。

【００２９】本発明の押出しダイスは前記ダイス出口の
ほぼ上流のある一点で流体流調節を行うことができる。
このように熱可塑性材料はダイスを出る前にほぼ一定の
せん断状態の下に安定する機会を有する。この方法で、
製品中における歪み形成の原因となるストレスが減少す
る。

【００３０】

【実施例】まず、図１〜図５を参照すると、押出ダイス
２０の形状を有する押出装置は押出器（図示せず）によ
って溶融熱可塑性材料が射出されるダイス入口２２を含
む。押出しダイス２０は複数の本体ボルト２８及びボル
ト３４、３５（図１及び図５を参照）によってダイス本
体部分２４、２６により固定された１対の端部プレート
アセンブリー３０、３２によって共に保持される第１及
び第２ダイス本体部分を含む。

【００３１】所望の場合、ダイス２０から押出製品の幅
を制限する定型器を位置決めするために調整器３６、３
８を設けることができる。

【００３２】ダイスは更に、ダイス入口２２に対向する
ダイス出口４０を含み、それを通じてシート状の溶融熱
可塑性プラスチック材料が通過する。ダイス出口４０の
大きさは適宜な装置、例えば、摺動片装置、機械的又は
熱型調節ボルトによって可動な摺動片装置（後者の例に
ついてはNisselの米国特許第３，９４０，２２１号に開
示されており、その本明細書中に参考として取入れてあ
る）によって調節することができる。

【００３３】すべての図面を参照すると、ダイス本体部
分２４の長さに沿って配置され、かつ該部分に固定され
た複数個の熱型アクチュエータ４２−１、４２−２、…
４２−３０が設けられており、その各々は制御ユニット
４４により操作可能である。制御ユニット４４は、複数
個の熱電対又は他の温度センサ４５で検出された、各ア
クチュエータ４２の１つ又はそれ以上の部分の温度や、
１つ又はそれ以上の測厚センサ４７で検出されたシート
の全幅にわたって間隔を置いた複数の地点のダイス出口
４０のすぐ下流におけるシート厚などの、１つ又はそれ
以上の検出されたパラメータに応答する。特に、制御ユ
ニット４４は熱型アクチュエータ４２−１、４２−２、
・・・４２−３０の入力リード４８−１、４８−２、・
・・４８−３０にそれぞれ接続された複数の出力線を含
む。制御ユニット４４は、以下更に詳述するようにダイ
ス２０の内側の地点における流体流の調整を行うために
反復又はパルス幅による使用モード又はその他の規整計
画のいずれかを用いて制御された大きなの電流を熱型ア
クチュエータ４２−１、４２−２、・・・４２−３０
に、個々に、又は全体的に供給する。

【００３４】添付図面には（上記した断片図である図８
を除く）３０個の熱型アクチュエータ４２が６０インチ
のダイス出口幅を有するダイス２０に関連して例示され
ているが、当該技術における通常の技量を有する者にと
って当然明白なように、異なる数のアクチュエータを代
表的に使用できる。

【００３５】熱型アクチュエータ４２はいずれも同じも
のであるので、ここでは図７に示した熱型アクチュエー
タ４２−１５のみを以下詳細に説明する。熱型アクチュ
エータ４２−１５は低い熱膨張係数を有する材料で作ら
れたハウジング部材を含むが、このハウジング部材は
“Invar”という登録商標の下に米国ロードアイランド
州ウェスターリ在サイエンティフィックアロイズ社（Sc
ientific Alloys, Inc.）により市販されているステン
レス鋼のような低熱膨張係数を有する材料で作られた主
チューブ形状のものが好ましく、第１及び第２ヘッド５
６、５８間に保持されている。第１乃至第４連結棒５９
は、ヘッド５６の穴６０を貫通し、かつナット６２を受
け入れるねじ付端部６１を含む。連結棒５９は更にヘッ
ド５８の孔６４を貫通し、ダイス２つの本体部の１方２
４内のねじ付孔６５内にねじ込まれている。熱型アクチ
ュエータ４２はダイス２０に強固に固定され、また主チ
ューブ５４はヘッド５６、５８内のカウンタボア６６、
６８内にしっかりと着座する。

【００３６】中空コラム状の変換器７０は、主チューブ
５４内に配置されており、かつその対向端部に第１及び
第２の対向穴７２、７４を有する。電気抵抗加熱要素７
６は、変換器７０内の対向穴７２、７４間に配置されて
いる。あるいはまた、所望の場合、可撓性抵抗加熱要素
を、変換器７０の外側に巻き付けてもよい。対向穴７２
は、ヘッド５６を貫通する機械的調節器８０のねじ付端
部７８を受け入れるために、ねじを切られている。機械
的調節器８０は、ナット８４と係合する端部７８に対向
する別のねじ付き端部８２を有し、他方においてこのナ
ットは、ヘッド５６のショルダー部分８６に支持されて
いる。穴８９は、ヘッド５６及びナット８４を貫通し、
かつリード４８−１５は、穴８９を貫通して加熱要素７
６に接続されている。

【００３７】対向穴７４は、同様にねじ切られ、かつ細
長いボルト又は植込ボルト９２のねじ付き端部９０を受
け入れる。ボルト又は植込ボルト９２は、ヘッド５８及
びダイス本体半部分２４の穴９４を貫通し、かつ別のね
じ付き端部９６を有する。ねじ付き端部９６は、制限棒
１００のねじ付き穴内に延びており、他方、この制限棒
は、切り欠き１０２内に配置されている。切り欠き１０
２は、ダイス本体半部分２４内に壁１０４、１０６によ
って形成されている。かつさらに置き換え可能な片挿入
体１１０の表面１０８によって定義されている。挿入体
１１０は、複数のボルト１１２によってダイス本体部分
２４上に保持されている。

【００３８】取り外し可能かつ交換可能な流れ挿入体１
１４は、ダイス本体部分２６内の切り欠き１１６内に配
置されボルト１１８によって保持されている（図８）。
切り欠き１０２及び１１６及び制限棒１００及び挿入体
１１４は、ダイス２０の全幅にわたって延びており、か
つダイス入口２２とダイス出口４０の間、かつなるべく
マニホールド１２０と溶融物筒１２２との間に、互いに
対向して配置されている。図８に示すように、取り外し
可能な流れ挿入体１１４は、流れ表面１２４を有し、こ
の流れ表面は、平らであっても又は曲がっていてもよ
く、あるいはまたダイス出口４０に向かってマニホール
ド１２０から出る熱可塑性プラスチックの流れを調整で
きるように形成することができる。更に、熱型アクチュ
エータ４２は、熱可塑性プラスチックの流れを更に調整
するために制限棒の流れ表面１２６に局所的な曲げ又は
変形を生じるように、制御ユニット４４によって操作可
能である。必要又は所望の場合、レリーフカット又はス
ロット１２７（図８参照）を、制限棒１００の後側表面
に形成して制限棒１００をより可撓にして、これらの局
所的な変形が、その内部でさらに容易に行うことができ
るようにすることができる。またシール１２９は、制限
棒１００を通る押出物の逃げを防止するためにシール切
り欠き内に設けてもよい。

【００３９】詳述すれば、入力リード４８−１５に電流
が供給されると、加熱要素７６は、加熱して変換器７０
を延長させる。この延長の結果、細長いボルト又は植込
ボルト９２が移動し、制限棒１００の流れ表面１２６
は、より完全にマニホールド１２０と溶融物筒１２２間
の流れ通路内に延入する。主チューブ５４は、小さな熱
膨張係数を有する材料で作られているので、さもなけれ
ば主チューブ５４の膨張（かつしたがって延長）によっ
て生ずる変換器７０の延長によるオフセットは、実質的
に避けられる。逆に、もはや電流が加熱要素７６に供給
されないとき、変換器７０は冷却し、その結果、細長い
植込ボルト９２の収縮、及びマニホールド１２０と溶融
物筒１２２との間の通路からの制限棒流れ表面１２６の
一部が撤退する。このようにして流れ表面１２６に局所
的変形を形成することができ、流れ調整を正確に行うこ
とができる。

【００４０】前に指摘したように、挿入体１１４の流れ
表面１２４は平坦でよいが、流れ表面１２４を異なった
形にして、所定の流れ効果を達成するために、さもなけ
れば必要になる制限棒１００の流れ表面変形をより少な
くすることが望ましいことがわかる。このようにして制
限棒１００にかかる全応力を減少することができ、棒１
００は、さらに可撓性を有するようになり必要に応じて
熱型アクチュエータ４２に応答して流れを制御すること
ができるようになる。典型的な実施例において、挿入体
１１４の流れ表面１２４は、図８から見た場合、多項式
によって定義される形状を有することができるが、一方
制限棒１００の流れ表面１２６は、均一に曲がった形、
例えば一定半径を有する形状、したがって円の一部を形
成するような形を有するように、制御ユニット４４を介
して熱型アクチュエータ４２によって調節することがで
きる。その代わりに、流れ表面１２４は、均一に曲がっ
た形を有することができるが、一方流れ表面１２６は、
多項式によって定義される形状を有するようにすること
ができる。

【００４１】入力リード４８−１、４８−２、・・・４
８−３０に対して適当な大きさの電流を発生する制御ユ
ニット４４のためのプログラミングは、当該技術分野に
おける通常の技量を有する者の能力の範囲に属すること
である。熱型ダイス口縁部調節装置を制御するなんらか
の市販の制御ユニットを利用してもよく、その場合、熱
応答特性の変化を補償するために、そのプログラミング
に対するこまかな変更が必要となる。１つのタイプの制
御ユニットが、ビレリカ、ＭＡのユーロサーム、Ｉｎ
ｃ．によって製造されている。

【００４２】制限棒１００及び挿入体１１４は、一緒に
なってダイス出口４０の上流の押出しプロセスにおける
早期の地点において流れ調整を達成する。実際にダイス
出口４０は、ダイス２０の全幅にわたって一定のギャッ
プ開口寸法を有するように調節することができ、このよ
うな点において流れの調整を行う必要はない。流れの調
整は、押出しプロセスの早期の点において行われ、かつ
押出し物の流れは、その後流れがダイスから出るまで、
実質的に一定のせん断条件に維持されているので、流れ
は、できるだけ長くダイス幅にわたって十分に転換しか
つ安定化する機会が与えられており、押出し物の記憶に
起因する応力は、押出し物がダイスから離れる前に、消
失する。この結果、製品における応力と歪みが減少す
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、その他の重要な利点を達成す
る。

【００４４】１、調節可能な制限棒及び変換可能な挿入
体は、ダイスの再構成を容易にし、種々の材料及び／又
はプロセスパラメータを用いることができる。したがっ
て本ダイスは、限られたプロセス条件の下に少数の樹脂
による使用に限定されるのではなく、むしろ制限棒と挿
入体の流体流表面の形成及び／又は輪郭化が可能であ
り、挿入体は、異なる挿入体と交換することができ、広
い範囲の条件で広範囲のポリマーの押出しを可能にす
る。

【００４５】２、制限棒の高度の可撓性及び／又は適当
に形成又は成形された制限棒及び交換可能な挿入体を含
む能力は、流れを調整してせん断速度にし、せん断速度
が減少したＭ−又はＷ−パターンになる一方、全体的流
れ変化もまた最小になるような大きさの範囲に含まれる
ようになることを可能にする。Ｍ−又はＷ−パターンの
減少を招来する流れ調整は流れ表面１２４、１２６のい
ずれか一方、又は両者を変形、予成形及び／又はプロフ
ァイルする、例えば、ポリマーがダイスのインプレッシ
ョン内へ流れる非直線経路をつくる非直線形状に前記両
面１２４、１２６の一方又は両者を曲げ又は加工するこ
とによって実現することができる。この形状はキャップ
の深さをダイスの中心線からの距離の関数として定義す
る３次元多項式のような多項式方程式によって定義する
ことができる。全流れ変化を最小にする流れ調整は、均
一な湾曲を単独で又は前記の多項式の形状に加えて（後
者の場合、均一な湾曲は多項式の形状に重畳される）流
れ表面１２４、１２６のいずれか又は両方に与え、かつ
その他の形成又は輪郭づけを行うことによって達成され
る。前記のことを達成する棒１００の成形は、いずれも
棒の予形成及び／又は熱型アクチュエータの適当な操作
によって達成することができる。

【００４６】３、押出しプロセスパラメータにおける変
化のため生じる狭範囲変化は、ダイス２０の操作の間に
熱型アクチュエータ４２を用いて流れ表面１２６を調節
することによって減少又は除去される。これら流れ表面
の調節は、上記第２項において前に述べた表面１２６の
形成に加えて行われる。これら調整は、小範囲のもの
で、かつ制御ユニット４４による帰還ベースにより達成
できる。

【００４７】４、ダイス出口の上流におけるダイス２０
の内側における流れ調整を行うことによって、ダイス出
口４０における口縁部のギャップの寸法は、ダイス２０
の幅を通じて一定にすることができる。このことは、ポ
リマー出口のダイス膨張を均一にし、その結果、絞り中
のポリマー配向が向上する。均一なダイス口縁部ギャッ
プも、手動ならい盤を用いた、押出製品の幅調節を容易
にする。

【００４８】５、流れの調整は、ダイス出口においては
行われないので、可撓性の（すなわちヒンジ結合され
た）口縁部は不要であり、したがってダイスの両口縁部
は、同一に作ることができ、両者における温度をより良
好に制御することができる。またその結果得られるダイ
ス出口領域における調節装置の除去は、ダイス出口にお
ける異なった熱型要素により惹起される不安定を少なく
し、かつさらに３ロール研磨ユニット等のポリマー成形
のための下流装置のさらに近くにダイス口縁部を配置す
ることを可能にする。加えて、曲げヒンジの除去は、ダ
イス流れ表面をさらに精密に機械加工することができる
ようにし、かつ／又はセラミック、炭化タングステン等
の容易に屈曲できないその他の材料をコーティングし又
はこれにより製造することができるようにする。したが
って、各図に示すような、１つ又は複数の可撓性口縁部
を設けるよりは、摺動口縁部を有するダイス出口又は交
換可能な口縁部挿入体を、前記の利点を得るために利用
することができる。その代わりに、前記利点が重要では
ない場合、一方又は両方のダイス口縁部は、各図に示す
ようにヒンジ結合することができ、かつフィルム又はシ
ートの厚み又は製品特性を変えるためダイス出口を迅速
に調節する調節装置を含めてもよい。

【００４９】６、図８に示すように、マニホールド１２
０は、直線状後部外郭線１４０を含んでおり、かつ本体
ボルト２８は、前記外郭線１４０に対して平行かつダイ
ス出口に対して平行な直線上に配置されている。したが
って差動二枚貝効果は、効果的に除去され、かつ押出物
の漏れは最小になる。またプレランドは、所望の場合に
は、任意にダイス２０内に含ませることができる。

【００５０】７、このダイスは、単一層成形及び共押出
し成形に用いた場合、流れの歪みを減少するために有用
である。後者の場合、個々の外側層のＭ又はＷパターン
は、前記第２項に述べたように減少され又は除去され
る。

【００５１】８、共押出し成形において、制限棒ギャッ
プを通る高いせん断速度による境界面の不安定は、せん
断速度を低下させるために熱型アクチュエータ４２によ
る制限棒を調節することによって減少又は除去すること
ができる。

【００５２】９、流れ表面１２４、１２６のいずれか又
は両方は、ダイス２０内の熱可塑性プラスチックの流れ
に対して平行な方向において比較的長い。その結果、比
較的狭い制限棒を有するその他の構成と比較して、流れ
をより一層制限することができる。

【００５３】前記説明に鑑み、本発明の多数の変形及び
代替実施例は、当該技術分野の専門家にとって明白であ
ろう。したがって、この説明は、単に例示的なものと解
すべきものであり、かつ本発明を実施する最善の態様を
当該技術分野の専門家に教示するためのものである。構
造の詳細は、実質的に本発明の精神から逸脱することな
く変更することができ、かつ添付特許請求の範囲内に含
まれるすべての排他的利用は、あらかじめ留保されてい
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組入れた押出しダイスの斜視図。

【図２】図１の押出しダイスの平面図である。

【図３】図１の押出しダイスの前部を示す平面図。

【図４】図１の押出しダイスの後部を示す平面図。

【図５】図１の押出しダイスの端部側面図。

【図６】図１の押出しダイスの展開斜視図。

【図７】図３の線７−７から見た一部切り欠き断面図。

【図８】図７の線８−８から見た一部切り欠き部分断面
図。

【符号の説明】

２０ 押出ダイス、 ２２ ダイス入口、 ２８ 本体ボルト、 ３４、３５ ボルト、 ２４、２６ ダイス本体部分、 ３０、３２ 端部プレートアセンブリー、 ３６、３８ 調整器、 ４０ ダイス出口、 ４２−１、４２−２、…４２−３０ 熱型アクチュエー
タ、 ４４ 制御ユニット、 ４５ 温度センサ、 ４７ 測厚センサ、 ５６、５８ ヘッド、 ５９ 連結棒、 ７０ 変換器、 ７６ 電気抵抗加熱要素、 ８０ 機械的調節器、 １００ 制限棒、 １１０ 挿入体、 １１４ 取り外し可能かつ交換可能な流れ挿入体、 １２０ マニホールド、 １２２ 溶融物筒、 １２６ 制限棒流れ表面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エイ． ウルシー アメリカ合衆国，54822 ウィスコンシン, コルファックス，1050アベニュー イー 8598

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイス入口及び出口を有するインプレッ
   ション（型彫部）を合体形成する１対のダイス本体部分
   と、 ダイス入口及びダイス出口間の前記インプレッション内
   に延在する変形可能形状の流れ表面を有する制限棒と、 前記制限棒に連結され、それに沿って相互に離間し、か
   つ１つのダイス本体部分上に配置された複数個の熱型ア
   クチュエータとからなり、 前記熱型アクチュエータが前記インプレッション内の流
   体流表面の位置決めを制御するために同時又は個別的に
   選択作動可能であることを特徴とする押出しダイス。
2. 【請求項２】 前記熱型アクチュエータの各々が、前記
   制限棒に接触した熱応答部材及び前記熱応答部材に熱接
   触した加熱要素を含むことを特徴とする請求項１記載の
   押出しダイス。
3. 【請求項３】 前記熱応答部材が１個の変換器及びそれ
   に固定され、かつ前記制限棒に接触して配置された細長
   いボルトを含むことを特徴とする請求項１または２記載
   の押出しダイス。
4. 【請求項４】 前記各アクチュエータが、低熱膨張係数
   を有する金属で形成され、かつその内部に前記熱応答部
   材及び加熱要素が配置されている１個のハウジング部材
   を含むこと特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に
   記載の押出しダイス。
5. 【請求項５】 前記熱応答部材が中空であり、かつ前記
   加熱要素が、前記熱応答部材内に配置されていることを
   特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の押出
   しダイス。
6. 【請求項６】 前記熱応答部材に連結された手動調節装
   置を含むことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１
   項に記載の押出しダイス。
7. 【請求項７】 前記制限棒が、スロットを有する流れ表
   面に対向する外面を有することを特徴とする請求項１乃
   至６のいずれか１項に記載の押出しダイス。
8. 【請求項８】 前記制限棒の流れ表面が、あらかじめ屈
   曲形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のい
   ずれか１項に記載の押出しダイス。
9. 【請求項９】 前記制限棒に対向する流れ表面を有する
   ダイス内の取り外し可能挿入体が設けられていることを
   特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の押出
   しダイス。
10. 【請求項１０】 前記取り外し可能挿入体の流れ表面
    が、平坦であることを特徴とする請求項９記載の押出し
    ダイス。
11. 【請求項１１】 前記取り外し可能挿入体の流れ表面
    が、屈曲していることを特徴とする請求項９記載の押出
    しダイス。
12. 【請求項１２】 前記インプレッションが、前記ダイス
    出口に対して平行な直線状後部外郭線を有するマニホー
    ルドを含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれ
    か１項に記載の押出しダイス。
13. 【請求項１３】 前記ダイス出口が、１対の口縁部によ
    り形成されており、かつ前記制限棒が、前記口縁部の一
    方により部分的形成された切り欠き内に配置されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記
    載の押出しダイス。
14. 【請求項１４】 前記口縁部の他方が１個の蝶番を含
    み、かつ他方の口縁部を調節する調節装置を含むことを
    特徴とする請求項１３記載の押出しダイス。
15. 【請求項１５】 前記熱型アクチュエータを操作する制
    御装置と組合わされていることを特徴とする請求項１乃
    至１４のいずれか１項に記載の押出しダイス。
16. 【請求項１６】 １対のダイス本体部分と、 前記ダイス本体部分が合体して１つのダイス入口と１つ
    の直線状ダイス出口を有するインプレッション（型彫
    部）を形成するように、前記ダイス出口に実質的に平行
    一線上に位置して前記ダイス本体部分を固定する複数個
    の本体ボルトと、 前記ダイス入口及び出口間のインプレッション内に延入
    する第１流れ表面を有する制限棒と、 前記第１流れ表面と対向して前記インプレッション内に
    配置された第２流れ表面を有する可動挿入部材と、 前記制限棒に連結され、かつ前記インプレッション内に
    おいて前記第１流れ表面の位置決めを制限するために選
    択的に作動可能である複数個のアクチュエータとからな
    り、前記第１及び第２流れ表面の少なくとも１つが屈曲
    していることを特徴とする押出しダイス。
17. 【請求項１７】 前記アクチュエータが、前記ダイス本
    体部分の１つによって支持されていることを特徴とする
    請求項１６記載の押出しダイス。
18. 【請求項１８】 前記アクチュエータが熱型のものであ
    ることを特徴とする請求項１６または１７記載の押出し
    ダイス。
19. 【請求項１９】 前記アクチュエータの各々が、変換
    器、及び低熱膨張係数を有する材料から作られたハウジ
    ング部材内に配置された加熱要素を有することを特徴と
    する請求項１８記載の押出しダイス。
20. 【請求項２０】 前記熱応答部材に連結された手動調節
    装置を含むことを特徴とする請求項１９記載の押出しダ
    イス。
21. 【請求項２１】 前記ダイス出口が、１対のダイス口縁
    部によって定義され、前記制限棒が、一方の口縁部によ
    って部分的に定義された切り欠き内に配置されているこ
    とを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１項に記
    載の押出しダイス。
22. 【請求項２２】 前記制限棒が、スロットを有する流れ
    表面に対向する１個の外面を有することを特徴とする請
    求項１６乃至２１のいずれか１項に記載の押出しダイ
    ス。
23. 【請求項２３】 前記インプレッションが、前記ダイス
    出口に対して平行な直線状後部外郭線を有するマニホー
    ルドを含むことを特徴とする請求項１６乃至２２のいず
    れか１項に記載の押出しダイス。
24. 【請求項２４】 前記ダイス出口が、１対の口縁部によ
    り定義されており、かつその一方が１個の蝶番及び他方
    を調節する調節装置を含むことを特徴とする請求項１６
    乃至２３のいずれか１項に記載の押出しダイス。
25. 【請求項２５】 前記アクチュエータを操作する制御装
    置と組合わされていることを特徴とする請求項１６乃至
    ２４のいずれか１項に記載の押出しダイス。
26. 【請求項２６】 １対のダイス本体部分と、 前記ダイス本体部分が合体して１つのダイス入口と１つ
    の直線状ダイス出口を有するインプレッション（型彫
    部）を形成するように、前記ダイス出口と実質上平行な
    一線上に位置して前記ダイス本体部分を固定する複数個
    の本体ボルトと、 前記ダイス入口及び出口間のインプレッション内に延入
    する第１流れ表面を有する制限棒と、 前記第１流れ表面と対向して前記インプレッション内に
    配置された第２流れ表面を有する可動挿入部材とからな
    り、前記第１及び第２流れ表面の少なくとも一方が多項
    方程式で定義されるような形状を有していることを特徴
    とする押出しダイス。
27. 【請求項２７】 前記制限棒に連結されかつ前記インプ
    レッション内の第１の流れ表面の位置決めを制御するよ
    うに選択的に動作可能な複数のアクチュエータを含むこ
    とを特徴とする請求項２６記載の押出しダイス。