発明の名称 熱変位式Ｔダイ 発行国 日本国特許庁（ＪＰ） 公報種別 公開特許公報（Ａ） 公開番号 特開平８−１１８４５５ 公開日 平成８年（１９９６）５月１４日 出願番号 特願平６−２５５４１９ 出願日 平成６年（１９９４）１０月２０日 代理人 【弁理士】 【氏名又は名称】佐藤 一雄 （外３名） 発明者 新 田 諭 / 脇 田 隆 一 要約 目的 ダイスリット間隙の初期調整を容易かつ正確にできるようにし、また、ダイスリット間隙の調整範囲の拡大と熱変位式アクチュエータによるダイスリット間隙の制御性の向上を達成する。 構成 一対のリップ２２、２３を可動リップとして構成し、一方の可動リップ２２には手動操作式のダイボルト２８を配置するとともに、他方の可動リップ２３には熱変位式アクチュエータによる自動操作式のダイボルト３０を配置し、手動操作式のダイボルト２８の配列ピッチを自動操作式のダイボルト３０の配列ピッチよりも小さく設定する。 特許請求の範囲 【請求項１】一対のリップによって形成されたダイスリット間隙をそれぞれリップの幅方向に複数個のダイボルトを押引して調整する熱変位式Ｔダイにおいて、前記一対のリップを可動リップとして構成し、一方の可動リップには手動操作式のダイボルトを配置するとともに、他方の可動リップには熱変位式アクチュエータによる自動操作式のダイボルトを配置し、前記手動操作式のダイボルトの配列ピッチを前記自動操作式のダイボルトの配列ピッチよりも小さく設定したことを特徴とする熱変位式Ｔダイ。 【請求項２】熱変位式アクチュエータは、加熱ヒータと、一端が金型の取付フランジに固定され、他端が可動リップから近づく側で自由端となり前記加熱ヒータを外周に密着したヒートスリーブを有する熱直動型アクチュエータからなり、前記ダイボルトは、前記ヒートスリーブの自由端側でロックナットにより固定的に締結されることを特徴とする請求項１に記載の熱変位式Ｔダイ。 【請求項３】熱変位式アクチュエータは、加熱ヒータと、一端が金型の取付フランジに固定され、他端が可動リップから離れる側で自由端となり前記加熱ヒータを外周に密着したヒートスリーブを有し、前記ヒートスリーブがダイボルトよりも熱膨張係数の大きな材料からなる熱差動型アクチュエータであり、前記ダイボルトは、前記ヒートスリーブの自由端側でロックナットにより固定的に締結されることを特徴とする請求項１に記載の熱変位式Ｔダイ。 【請求項４】前記ヒートスリーブは、前記金型の取付フランジの雌ねじに螺合する雄ねじ部を有し、この雄ねじ部に前記取付フランジの両面側からそれぞれナットを締結して前記ヒートスリーブを位置決め固定することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の熱変位式Ｔダイ。 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、シート等の押出成形機で用いられる熱変位式Ｔダイに係り、特に、ダイボルトの熱膨張収縮を利用してリップの間に形成するダイスリット間隙を調整する熱変位式Ｔダイの改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種のＴダイでは、一対のリップとしては、一方が固定リップ、他方が可動リップとされている。ダイボルトは、固定リップと可撓リップとの間に形成されるダイスリット間隙の調整を行うために可撓リップに連結され、このダイボルトでダイスリット間隙を調整し成形するフィルム等の厚さの調整をしている。従来のＴダイでは、手動式でダイボルトを操作するものの他、熱変位式アクチュエータの熱膨張、熱収縮を制御し、ダイスリット間隙を自動制御するようにしたものが知られている（例えば、実公平５−４０９９３号公報参照）。 【０００３】そこで、図５に、熱変位式アクチュエータとして熱差動型のものを利用した従来のＴダイを示す。Ａダイ本体６０と、Ｂダイ本体６１の先端にはそれぞれ可撓リップ６２と固定リップ６３が形成されており、この可撓リップ６２と固定リップ６３とが対向する面によってダイスリット間隙６４が形成されている。 【０００４】可撓リップ６２を有するＡダイ本体６０には、可撓リップ６２の上に取付フランジ６５が突き出るようになっており、この取付フランジ６５に全体を参照番号６６で示す熱差動型アクチュエータの一端がねじによって固定されている。この熱差動型アクチュエータ６６は、ダイボルト６７が同軸的に挿通されているヒートスリーブ６８と、このヒートスリーブ６８の外周面に密着するようにして嵌装される温度調整可能なヒータ６９とから基本的に構成されるものである。この場合、押一方型として構成され、ダイボルト６７の先端は、ヒートスリーブ６８との相対移動を案内するためのガイド７１を貫通して可撓リップ６２に当接している。また、ダイボルト６７には、その末端部に調節ねじ７０が連結されており、この連結ねじ７０をヒートスリーブ６８の自由端側端部に螺合してダイボルト６７による押圧力を手動操作で初期設定できるようになっている。ダイボルト６７の材質には、低熱膨張鋳鉄や炭化けい素などのエンジニアリングセラミックス系のものが用いられ、これに対してヒートスリーブ６８、調整ねじ７０は鋼系の材料が使用され、ヒートスリーブ６８に熱膨張率のより大きな材料が用いられている。 【０００５】この熱差動型のアクチュエータでは、ダイボルト６７とヒートスリーブ６８とで熱膨張率に差のある材料が用いられているので、ヒートスリーブ６８は、加熱によってその自由端側が上方に伸長する。一方、ダイボルト６７は低熱膨張鋳鉄やセラミックス等を材質とするため、熱膨張量はヒートスリーブ６８に比べると小さい。この熱膨張量の差によって、ダイボルト６７は、その末端部のフランジ上面と調整ねじ７０の下面が上方に移動するので、可撓リップ６２に対する押付荷重が減少してダイスリット間隙６４を広くすることができる。逆にヒートスリーブ６８を冷却すると、ダイボルト６７に較べてヒートスリーブ６８は大きく収縮するので、相対的にダイボルト６７は可撓リップ６２を押し下げるような作用を加え、ダイスリット間隙６４は狭くなる。 【０００６】従って、押出されたフィルム等の厚さを測定する検出器として、赤外線等の厚さ計をＴダイの下流側に設け、この厚さ計によって検出した測定結果に基づいてヒートスリーブ６８を加熱するヒータ６９の温度を制御することによって、フィルムの厚さを一定に自動制御することができる。 【０００７】最近の熱変位式の自動Ｔダイには、図５の押一方型の他にも、可撓リップを押し引き両方の方向に変位させるようにした押引型の熱変位アクチュエータを備えたものや、従来、固定リップとされた側のリップについても、その全幅あるいはその一部をフレキシブルな構造として、熱変位型アクチュエータを用いて自動式にダイスリット間隙を調整できるような機構を備えた自動Ｔダイが実用化されるに至っている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱変位式のアクチュエータを利用したダイスリット間隙の調整の場合、操作量が少なく熱伸縮量は小さいので、調整範囲が狭いという問題点が指摘されている。このため、特に、ダイスリット間隙の初期設定の操作が繁雑であった。また、特に押引両域にわたって可撓リップを操作する場合、ダイボルトとヒータスリーブに噛み合うねじ部の間のバックラッシュに起因してヒータの温度が加熱側と冷却側をまたがって変化するときに不感帯を通過しなければならず、制御性が大きく低下するということが課題として残されている。 【０００９】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、ダイスリット間隙の初期調整を容易かつ正確にできるようにし、これに加えてダイスリット間隙の調整範囲の拡大と熱変位式アクチュエータによるダイスリット間隙の制御性の向上を達成するようにした熱変位式Ｔダイを提供することにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するために、本発明は、一対のリップによって形成されたダイスリット間隙をそれぞれリップの幅方向に複数個のダイボルトを押引して調整する熱変位式Ｔダイにおいて、前記一対のリップを可動リップとして構成し、一方の可動リップには手動操作式のダイボルトを配置するとともに、他方の可動リップには熱変位式アクチュエータによる自動操作式のダイボルトを配置し、前記手動操作式のダイボルトの配列ピッチを前記自動操作式のダイボルトの配列ピッチよりも小さく設定したことを特徴とするものである。 【００１１】前記の熱変位式アクチュエータとしては、加熱ヒータと、一端が金型の取付フランジに固定され、他端が可動リップから近づく側で自由端となり前記加熱ヒータを外周に密着したヒートスリーブを有する熱直動型アクチュエータを用いることができ、前記ダイボルトは、前記ヒートスリーブの自由端側でロックナットにより固定的に締結されることが好ましい。 【００１２】また、前記熱変位式アクチュエータは、加熱ヒータと、一端が金型の取付フランジに固定され、他端が可動リップから離れる側で自由端となり前記加熱ヒータを外周に密着したヒートスリーブを有し、前記ヒートスリーブがダイボルトよりも熱膨張係数の大きな材料からなる熱差動型アクチュエータを用いることができ、前記ダイボルトは、前記ヒートスリーブの自由端側でロックナットにより固定的に締結される。 【００１３】さらに、前記ヒートスリーブは、前記金型の取付フランジの雌ねじに螺合する雄ねじ部を有し、この雄ねじ部に前記取付フランジの両面側からそれぞれナットを締結して前記ヒートスリーブを位置決め固定することが好ましい。 【００１４】 【作用】本発明によれば、手動操作式のダイボルトと熱変位型アクチュエータによる自動操作式のダイボルトを併用して、ダイスリット間隙の初期調整は手動式ダイボルトにより行い、押出機の自動運転中は、ダイスリット間隙を熱変位式のアクチュエータにより自動調整して厚さプロファイルが制御される。手動操作式ダイボルトによってダイスリット間隙の初期調整をする場合は、ダイボルトからは大きな操作力が可撓リップに作用し、これに加えて、配列ピッチを小さく設定しているので、可撓リップを相応に変形でき、調整範囲を広くすることができる。 【００１５】また、ヒートスリーブとダイボルトの間の締結にロックナットを付加することによって、バックラッシュをなくすことができる。このバックラッシュをなくすことで、ヒータ温度の加熱側と冷却側にまたがる不感帯がなくなり、ヒートスリーブの伸縮量に対して可撓リップの変位量が線形的に変化し、制御性が向上する。 【００１６】 【実施例】以下、本発明による熱変位式Ｔダイの一実施例について添付の図面を参照して説明する。図１は、２軸延伸フィルム成形用の熱変位式自動Ｔダイに適用した実施例の構成を示した断面図である。押出成形機の備えるＴダイは、第１のダイ本体２０と第２のダイ本体２１とが固定され、そのリップは両ダイ本体２０、２１とも可撓性が付与された構造のリップとなっており、それぞれの下方先端に突出するようにしてダイスリットを形成する第１の可撓リップ２２と、第２の可撓リップ２３が設けられている。この一対の第１可撓リップ２２、第２可撓リップ２３のそれぞれの相対する対向面によって、溶融樹脂が通るダイスリット間隙２４が形成されている。樹脂は、リップ間隙２４から押し出されることで、フィルム状に成形され、第１ダイ本体２０、第２ダイ本体２１の下流に配設されているロール対２５、２６の間に押し出され、このロール対２５、２６に挟持されて連続的に引き出されるようになっている。 【００１７】ダイスリット間隙２４を調整するためのダイボルトとしては、第１ダイ本体２０には手動操作式のダイボルト２８が使用され、第２ダイ本体２１には、熱変位式のアクチュエータにより自動操作されるダイボルト３０が用いられている。 【００１８】手動操作のダイボルト２８は、第１ダイ本体２０側の可撓リップ２２に沿って金型幅方向に所定数設けられるもので、その金型幅方向の配列ピッチは第２ダイ本体２１側の可撓リップ２３に対して配設される熱変位式のダイボルト３０の配列ピッチに較べて小さく設定しており、例えば、手動操作式のダイボルト２８、２８、…の配列ピッチは、金型幅が１３００ｍｍのＴダイの場合、２０ｍｍ、これに対して第２ダイボルトの配列ピッチは３０ｍｍというように手動操作式のダイボルト２８の配列ピッチが熱変位式のダイボルト３０の配列ピッチに較べて小さく、従って、ダイボルト２８はより狭い間隔で配列されている。 【００１９】手動操作式のダイボルト２８は、押引形のもので、その先端部に雄ねじ部３３が形成され、この雄ねじ部３３を可撓リップ２２にねじ込んだ後で、ロットナット３４を用いてこれを締め付けることで可撓リップ２２に接合されている。また、第１ダイ本体２０には、雌ねじが切られている支持部３１が設けられ、この支持部３１に、手動操作式のダイボルト２８の外周の雄ねじ部３２が螺着するようになっている。従って、ダイボルト２８のボルト頭３５を工具を用いて手動で回すことによって、ダイボルト２８を前進または後退させて、可撓リップ２２を押引できるように構成されている。 【００２０】一方、自動操作式のダイボルト３０は、押引型でその先端には可撓リップ２３に螺着する雄ねじ部４０が形成されており、この雄ねじ部４０にロックナット４１を締め付けて強固に可撓リップ２３と接合されている。 【００２１】この実施例では、ダイボルト３０を介して可撓リップ２３を押引する熱変位式アクチュエータとしては、熱直動型のアクチュエータが用いられている。この熱直動型のアクチュエータは、ヒートスリーブ４２と、このヒートスリーブ４２の外側に密着して嵌挿されているスリーブ加熱用ヒータ４４とから構成されるもので、ダイボルト３０は、ヒートスリーブ４２に同軸的に挿入され、ヒートスリーブ４２の自由端側の雌めじに雄ねじ部４０で螺合する。また、特に、ヒートスリーブ４２とは、ロックナット４５を用いて弛まないように締結固定されている。 【００２２】一方、ヒートスリーブ４２の固定端側では、第２ダイ本体２１から突き出た取付フランジ３７の雌ねじに螺合する雄ねじ部３８が形成されていて、取付フランジ３７の両側から第１操作ナット４６、第２操作ナット４７で締め付けて固定されている。この第１操作ナット４６、第２操作ナット４７は、ロックナットとして用いられる他、手動操作によってダイボルト３０を押し引きする操作にも使用される。 【００２３】このような熱変位アクチュエータでは、ヒータ４４によりヒートスリーブ４２を加熱すると、ヒートスリーブ４２の熱膨張とともにダイボルト３０は、可撓リップ２３を押圧してダイスリット間隙２４を狭くする。逆に、ヒートスリーブ４２を冷却すれば、ダイスリット間隙２４を広くすることができる。 【００２４】一方、手動操作により可撓リップ２３を押す方向に調整するには、まず第２操作ナット４７を予め緩めておいておき、第１操作ナット４６を締めていくと、ヒートスリーブ４２は可撓リップ２３側に変位するので、このヒートスリーブと結合している第２ダイボルトで可撓リップ２３を徐々に押し付けることができる。逆に、可撓リップ２３を引く方向に調整するには、まず第１操作ナット４６を緩めておいてから第２操作ナット４７を締め付けていくと、ヒートスリーブ４２が可撓リップ２３から離れる方向に変位するので可撓リップ２３を引き側に調整できる。 【００２５】本実施例は、以上のように構成されるものであり、次に、押出機の自動運転との関連においてその作用について説明する。まず、ダイスリット間隙２４を初期設定するときのダイボルトの操作について説明する。この初期設定は、自動操作式のダイボルト３０については固定しておいて、主として手動操作式のダイボルト２８を用いて行う。従って、可撓リップ２３側では、ヒートスリーブ４２の位置を決めておくため、第１操作ナット４６、第２操作ナット４７をそれぞれ締め付けてから、ロックナット４５を締めてヒートスリーブ４２とダイボルト３０の相対的位置がずれないようにロックしておく。 【００２６】次に、可撓リップ２２を押引してダイスリット間隙２４を調整する。この場合、工具を用いて手動式のダイボルト２８を回しながら、ダイスリット間隙２４を所定の間隔に調整する。このようにして行うダイスリット間隙２４の調整の場合は、手動式のダイボルト２８からは大きな操作力を可撓リップ２２に与えることができ、前述したように、配列ピッチを小さく設定しているので、ダイスリット間隙２４の調整を広い範囲にわたって簡易に行うことができる。 【００２７】こうしてダイスリット間隙２４を初期調整した後で、成形運転に入ることになる。押出し成形されたフィルムの厚さプロファイルは、フィルムの全幅方向に亘って厚さ計によって検出され、また、ヒータ４４により加熱されるヒートスリーブ４２の温度も同時に検出される。検出された厚さプロファイルは、あらかじめ記憶されている目標プロファイルと比較され、その厚さむらが算出される。自動制御モードによる運転では、厚さプロファイルが基準範囲に入るように加熱するヒータ４４を制御するフィードバック制御が実行され、このヒータ温度の制御を通じてヒートスリーブ４２の熱伸縮量を調整しながらダイボルト３０で可撓リップ２３を押し引きしてダイスリット間隙２４を調整する。このような自動制御モードによる運転は、プロファイル成形開始と同時に行われる。フィルムの厚さむらが所定の基準値より小さい場合には、自動制御モードのまま生産運転に移行する。 【００２８】これに対して、厚さむらが基準値よりも大きい場合には、運転モードを手動運転モードに切り替えてから、手動操作側のダイボルト２８を前述した初期設定の場合と同じように手動で操作することによって、ダイスリット間隙２４の大きさを調整する。これは熱変位式アクチュエータによるリップ変位量は基本的に小さいので、操作量の大きな手動操作のダイボルト２８でその調整を補うためである。調整後、厚さむらが改善されたのを確認してから、自動運転モードの生産運転に移行する。 【００２９】こうして自動運転モードを継続していくと、運転状況によっては熱変位式アクチュエータによって自動操作されるダイボルト３０では、それまでの押しから引きに転じようとする。 【００３０】この場合、ダイボルト３０のねじ部４０と、ヒートスリーブ４２の雌ねじ部との間にはバックラッシュが存在し、このバックラッシュによって、本来、温度変化によるヒートスリーブ４２の変位量に対しては比例関係にある可撓リップ２３の変位量がバックラッシュの隙間分だけ減少する。図２は、バックラッシュが存在するときのヒータ４４の温度の変化量と可撓リップ２３の変位量の関係を例示したグラフで、ある範囲ではヒータ４４の温度が変化しても、そのヒートスリーブ４２の変位量はバックラッシュに相殺されて可撓リップ２３の変位量に直結しない。この図２では可撓リップ２３の変位量が零の領域がバックラッシュ域に相当している。このバックラッシュ域は、ヒータ温度の加熱側と冷却側との境い目をまたがるようにして存在し、結局、全体としてリップ変位量は少なくなる。 【００３１】これを防止するために、ロックナット４５を締め付けてロックしておくと、ダイボルト３０とヒートスリーブ４２の間のねじ接合部のバックラッシュは、ロックナット４５によって、完全に殺されているためにバックラッシュ域にあたる不感帯に陥ることなく、例えば、図３に示す如くにスムーズな連続線形制御を続けることができる。 【００３２】なお、自動運転中に、例えば、樹脂の特性変化等の外乱に起因して、フィルムの厚さプロファイルが上下限許容値に到達した場合には、警報が発せられると同時に必要に応じて手動操作側のダイボルト２８の最適操作量を算定、表示するようにすることもできる。 【００３３】このときオペレータは、その表示を見ながら、手動側のダイボルト２８を操作して迅速に対応することができる。 【００３４】次に、図４は、第２の実施例を示した図である。この実施例では、第１実施例と同様に第１ダイ本体２０に取付けたダイボルト２８には手動式のダイボルトが配列されている。第２ダイ本体２１側に配列するダイボルト３０を介して可撓リップ２３を押引する熱変位アクチュエータとしては、熱差動型のアクチュエータが用いられている。ダイボルト２８の配列ピッチがダイボルト３０の配列ピッチに較べて小さくなっているのは、前記第１実施例と同様である。 【００３５】熱差動型のアクチュエータは、ヒートスリーブ５１と、このヒートスリーブ５１の外側に密着させて嵌挿されているスリーブ用ヒータ５２とから構成されるもので、ダイボルト３０は、ヒートスリーブ５１に同軸的に挿入され、先端部で雄ねじ部５３を介して可撓リップ２３にロックナット５４を用いてねじ接合されている。ダイボルト３０の他端側はヒートスリーブ５１の自由端側でねじ部５８で螺合するとともにロックナット５９により弛まないようにヒートスリーブ５１に固定されている。このロックナット５９を締め付けた場合には、第１実施例と同様に雄ねじ部５８のバックラッシュを殺してダイボルト３０をヒートスリーブ５１に締結する作用をする。 【００３６】一方、ヒートスリーブ５１の固定端側では、第２ダイ本体の取付フランジ５０の雌ねじに螺合する雄ねじ部７３が形成されていて、取付フランジ５０の両側から第１操作ナット５６、第２操作ナット５７で締め付けて固定されている。この第１操作ナット５６、第２操作ナット５７は、ロックナットとして用いられる他、初期設定時等にヒートスリーブ５１の位置を決めるために押引する操作にも使用される。すなわち、手動操作で可撓リップ２３を押す方向に調整するには、まず第２操作ナット５７を予め緩めておいておき、第１操作ナット５６を締めていくと、ヒートスリーブ５１は可撓リップ２３側に変位するので、このヒートスリーブ５１と結合しているダイボルト３０で可撓リップ２３を徐々に押し付けることができる。逆に、可撓リップ２３を引く方向に調整するには、まず第１操作ナット５６を緩めておいてから第２操作ナット５７を締め付けていくと、ヒートスリーブ５１が可撓リップ２３から離れる方向に変位するので可撓リップ２３を引き側に調整できる。 【００３７】この熱差動型アクチュエータでは、ダイボルト３０とヒートスリーブ５１とでは、熱膨張率に差のある材料が用いられている。ヒートスリーブ５１の材質には、ステンレス材が用いられている。一方、ダイボルトは低熱膨張鋳鉄やセラミックス等を材質に用い、熱膨張量をヒートスリーブ５１に比べると小さくなるようにしている。 【００３８】この熱膨張量の差によって、ヒートスリーブ５１が加熱されるとヒートスリーブ５１の伸びに較べてダイボルト３０の伸びが小さいので、ヒートスリーブ５１がダイボルト３０を引く結果、可撓リップ２３に対する押付荷重が減少し、ダイスリット間隙２４を広くすることができる。 【００３９】逆にヒートスリーブ５１を冷却すると、ダイボルト３０に較べてヒートスリーブ５１は大きく収縮するので、ダイボルト３０が可撓リップ２３を押し下げ、ダイスリット間隔２４は狭くなる。 【００４０】以上のように構成される実施例では、手動操作のダイボルト２８でダイスリット間隙２４の初期調整をし、熱差動型のアクチュエータにより厚さプロファイル自動制する自動御運転を第１実施例と同様にして実施する。 【００４１】また、自動運転中は、ロックナット５６によりダイボルト３０とヒートスリーブ５１のねじ接合部のバックラッシュをなくしているので、可撓リップ２３の変化をヒートスリーブ５１の温度変化に線形的に追従させることができるのも第１実施例と同様である。 【００４２】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前記一対のリップを可動リップとして構成し、一方の可動リップには手動操作式のダイボルトを配置するとともに、他方の可動リップには熱変位式アクチュエータによる自動操作式のダイボルトを配置し、前記手動操作式のダイボルトの配列ピッチを前記自動操作式のダイボルトの配列ピッチよりも小さく設定しているので、ダイスリット間隙の初期調整は、手動操作式のダイボルトを用いて操作性良く広い範囲に亘って調整することができ、一方、自動運転中の厚さプロファイルの制御は、熱変位式アクチュエータによりダイスリット間隙を自動調整し、また、運転状況に応じて手動操作式のダイボルトを用いてダイスリット間隙を調整し熱変位式アクチュエータによる調整を補うこともできる。 【００４３】また、熱変位式アクチュエータでは、ヒートスリーブとダイボルトとのねじ接合部をロックナットで固定することによって、バックラッシュをなくすことができるので、ダイボルトが押しから引きに、あるいは引きから押しに転じるときの不感帯域がなくなり、可撓リップ変位の制御性を一層高めることができる。