(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のノズル（Ｐ）を設けた口金部（２５）を取り巻くようにコイル（Ｃ）を設け、そのコイル（Ｃ）に交流電流を通電することにより口金部（２５）にうず電流を誘導し、ジュール熱により口金部（２５）を加熱するプラスチック押出ダイスの加熱方法であって、
口金部（２５）のコイル（Ｃ）側表面に、口金部（２５）よりも透磁率の高い金属材料のライニング層（Ｚ）を設けて、発熱効率を上げることを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラスチック押出ダイスの加熱方法において、口金部（２５）の金属材料がステンレスであり、ライニング層（Ｚ）の金属材料が純鉄であることを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラスチック押出ダイスの加熱方法において、ライニング層（Ｚ）を、電解メッキ法または熱間等方向加圧法にて形成することを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプラスチック押出ダイスの加熱方法において、ライニング層（Ｚ）と反対側のコイル（Ｃ）の近傍位置に導磁板（Ｆ）を設けて、ノズル（Ｐ）の周りの加熱効率を上げることを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法。
【請求項５】
多数のノズル（Ｐ）を設けた口金部（２５）を取り巻くようにコイル（Ｃ）が設けられたプラスチック押出ダイス（１０，２０）であって、
口金部（２５）のコイル（Ｃ）側表面に、口金部（２５）よりも透磁率の高い金属材料のライニング層（Ｚ）を設けたことを特徴とするプラスチック押出ダイス（１０，２０）。
【請求項６】
請求項５に記載のプラスチック押出ダイス（１０，２０）において、口金部（２５）の金属材料がステンレスであり、ライニング層（Ｚ）の金属材料が純鉄であることを特徴とするプラスチック押出ダイス（１０，２０）。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のプラスチック押出ダイス（１０，２０）において、ライニング層（Ｚ）が、電解メッキ法または熱間等方向加圧法にて形成されたことを特徴とするプラスチック押出ダイス（１０，２０）。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれかに記載のプラスチック押出ダイス（１０，２０）において、ライニング層（Ｚ）と反対側のコイル（Ｃ）の近傍位置に導磁板（Ｆ）を設けたことを特徴とするプラスチック押出ダイス（１０，２０）。
【請求項９】
プラスチック押出ダイスに設けられた多数のノズル（Ｐ）から溶融樹脂を棒状に押し出し、切断し且つ冷却してペレット（Ｊ）を得る押出機において、請求項５から請求項８のいずれかに記載のプラスチック押出ダイス（１０，２０）を用いると共に、コイル（Ｃ）に供給する交流電流の周波数を変更可能な可変周波数インバータ（Ｈ）を備えたことを特徴とする押出機（１００，２００）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出機や混練機などに使用されるプラスチック押出ダイスの加熱方法、プラスチック押出ダイスおよび押出機に関し、さらに詳しくは、ノズルの周りの加熱効率を十分に上げることが出来るプラスチック押出ダイスの加熱方法、プラスチック押出ダイスおよび押出機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人による特許第２９６９４３７号公報には、多数のノズルを設けた口金部を取り巻くようにコイルを設け、そのコイルに高周波電流を通電することにより口金部にうず電流を誘導し、ジュール熱により口金部を加熱するプラスチック押出ダイスであって、口金部のコイル側の表面に、口金部よりも発熱効率の良い材料の加熱板を設けたプラスチック押出ダイスが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のプラスチック押出ダイスでは、口金部に加熱板を設ける具体例として、口金部に磁性ステンレス板を張り合わせしていた。
しかし、本願出願人が鋭意研究した結果、加熱板が熱膨張すると、加熱板と口金部の間に隙間が生じ、加熱板から口金部への伝熱が悪くなり、加熱効率を十分に上げることが出来ない問題点が発見された。
そこで、本発明の目的は、ノズルの周りの加熱効率を十分に上げることが出来るプラスチック押出ダイスの加熱方法、プラスチック押出ダイスおよび押出機を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、多数のノズル（Ｐ）を設けた口金部（２５）を取り巻くようにコイル（Ｃ）を設け、そのコイル（Ｃ）に交流電流を通電することにより口金部（２５）にうず電流を誘導し、ジュール熱により口金部（２５）を加熱するプラスチック押出ダイスの加熱方法であって、口金部（２５）のコイル（Ｃ）側表面に、口金部（２５）よりも透磁率の高い金属材料のライニング層（Ｚ）を設けて、発熱効率を上げることを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法を提供する。
上記第１の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法では、ライニング層（Ｚ）が発熱し、口金部（２５）に伝熱して、口金部（２５）が加熱される。ライニング層（Ｚ）は、口金部（２５）よりも透磁率の高い金属材料であるため、発熱効率を上げることが出来る。そして、ライニング層（Ｚ）は口金部（２５）と一体であるため、従来の加熱板のように熱膨張で隙間が生じてしまうことがなく、加熱効率を十分に上げることが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、上記構成のプラスチック押出ダイスの加熱方法において、口金部（２５）の金属材料がステンレスであり、ライニング層（Ｚ）の金属材料が純鉄であることを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法を提供する。
上記第２の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法では、口金部（２５）の金属材料がステンレスであるため、ノズル（Ｐ）を溶融樹脂が円滑に流れる。そして、ライニング層（Ｚ）の金属材料が純鉄であるため、発熱効率を上げることが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、上記構成のプラスチック押出ダイスの加熱方法において、ライニング層（Ｚ）を、電解メッキ法または熱間等方向加圧法にて形成することを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法を提供する。
上記第３の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法では、電解メッキ法または熱間等方向加圧法（ＨＩＰ）により、ライニング層（Ｚ）を口金部（２５）と一体に形成できる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、上記構成のプラスチック押出ダイスの加熱方法において、ライニング層（Ｚ）と反対側のコイル（Ｃ）の近傍位置に導磁板（Ｆ）を設けて、ノズル（Ｐ）の周りの加熱効率を上げることを特徴とするプラスチック押出ダイスの加熱方法を提供する。
上記第４の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法では、コイル（Ｃ）から発生する磁束が、ノズル（Ｐ）と反対側では、磁気抵抗の低い導磁板（Ｆ）を通るため、エネルギーを実質的に消費しない。この結果、ノズル（Ｐ）の周りの加熱効率を上げることが出来る。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、多数のノズル（Ｐ）を設けた口金部（２５）を取り巻くようにコイル（Ｃ）が設けられたプラスチック押出ダイス（１０，２０）であって、口金部（２５）のコイル（Ｃ）側表面に、口金部（２５）よりも透磁率の高い金属材料のライニング層（Ｚ）を設けたことを特徴とするプラスチック押出ダイス（１０，２０）を提供する。
上記第５の観点によるプラスチック押出ダイスでは、前記第１の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法を好適に実施できる。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、上記構成のプラスチック押出ダイス（１０，２０）において、口金部（２５）の金属材料がステンレスであり、ライニング層（Ｚ）の金属材料が純鉄であることを特徴とするプラスチック押出ダイス（１０，２０）を提供する。
上記第６の観点によるプラスチック押出ダイスでは、前記第２の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法を好適に実施できる。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、上記構成のプラスチック押出ダイス（１０，２０）において、ライニング層（Ｚ）が、電解メッキ法または熱間等方向加圧法にて形成されたことを特徴とするプラスチック押出ダイス（１０，２０）を提供する。
上記第７の観点によるプラスチック押出ダイスでは、前記第３の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法を好適に実施できる。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、上記構成のプラスチック押出ダイス（１０，２０）において、ライニング層（Ｚ）と反対側のコイル（Ｃ）の近傍位置に導磁板（Ｆ）を設けたことを特徴とするプラスチック押出ダイス（１０，２０）を提供する。
上記第８の観点によるプラスチック押出ダイスでは、前記第４の観点によるプラスチック押出ダイスの加熱方法を好適に実施できる。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、プラスチック押出ダイスに設けられた多数のノズル（Ｐ）から溶融樹脂を棒状に押し出し、切断し且つ冷却してペレット（Ｊ）を得る押出機において、上記構成のプラスチック押出ダイス（１０，２０）を用いると共に、コイル（Ｃ）に供給する交流電流の周波数を変更可能な可変周波数インバータ（Ｈ）を備えたことを特徴とする押出機（１００，２００）を提供する。
上記第９の観点による押出機（１００，２００）では、上記構成のプラスチック押出ダイス（１０，２０）および可変周波数インバータ（Ｈ）を備えたため、誘導加熱方式によりノズル（Ｐ）の周りを加熱することが出来る。この誘導加熱方式では、ダイノズル部を直接加熱するので、温度ムラを制御することが出来、ダイス目詰りを十分に防止することが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１４】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる押出機の断面図である。
この押出機１００において、押出部１は、図示せぬフィーダから供給された原材料ペレットおよび添加物をヒータ３で加熱溶融し、スクリュー４で混練し、ダイス１０の多数のノズルＰから溶融樹脂を棒状に押し出す。カット部５は、ダイス１０から押し出された棒状樹脂をカッタブレード６で切断し、水Ｍで冷却し、樹脂ペレットＪとする。
２１は、ダイホルダである。
【００１５】
図２は、図１のＬ−Ｌ’断面図である。
多数のノズルＰは、複数の区画に分けて設けられている。すなわち、ノズルＰは、各区画ごとの口金部２５にそれぞれ設けられている。
【００１６】
各口金部２５の周面には、ライニング層Ｚが形成されている。
ライニング層Ｚの金属材料は純鉄であり、ライニング層Ｚの厚さは２〜３ｍｍである。ライニング層Ｚは、純鉄を電解メッキしたり、純鉄粉末を熱間等方向加圧して形成されている。
なお、口金部２５の金属材料は、ＳＵＳ６３０系のステンレスである。
【００１７】
ソレノイド形コイルＣは、各口金部２５の周面を取り巻くように設けられている。これらのコイルＣの発生する磁束が、ライニング層Ｚにうず電流を誘導し、ジュール熱を発生し、口金部２５に伝熱してノズルＰの周りを加熱し、ダイス目詰りを防止する。
２２は、コイル押えである。
【００１８】
コイルＣは、アルマイト電線やセラミックなどをコーティングした１.５〜３.０ｍｍφの線材や２.０×５.０ｍｍ平角の線材などを１層当たり数回〜数十回巻回したものを２層〜６層にしたコイルであり（例えば、１.５〜３.０ｍｍ径の耐熱線材を１層２０回で４層として計８０ターン巻いたり、あるいは、平角材を１層２０回で２層巻きで計４０ターンとする）、４８０℃〜５５０℃の耐熱許容温度を有している。
【００１９】
コイルＣの周りには、例えば鉄製の導磁板Ｆが設けられている。このため、コイルＣの発生する磁束が、ライニング層Ｚと反対側では、磁気抵抗の低い導磁板Ｆを通り、エネルギーを実質的に消費しない。
【００２０】
可変周波数インバータＨから供給する交流電流の周波数は、生産樹脂に合わせて構造（形状、サイズ）および／または材質の異なるダイスに応じて、ジュール熱を最も効率よく発生させうる周波数に設定される。
交流電流の周波数が例えば５０／６０Ｈｚ〜８００Ｈｚの場合は、給電ケーブルＢからの電磁放射による周辺への悪影響は無視できる程度になる。そこで、この場合には、給電ケーブルＢを伸ばして、ダイス１０の近傍から離れた電気室などの場所に可変周波数インバータＨを設置するのが好ましい。これにより、ダストや危険ガスなど雰囲気が悪く、また、水濡れなどの心配もあるダイス１０の近傍に可変周波数インバータＨを設置しなくても済む。
可変周波数インバータＨは、電流制限機能を有している。この電流制限機能を利用して、コイルＣに供給しうる交流電流の最大値を制限するのが好ましい。
【００２１】
各コイルＣの中心（近傍でもよい）には、温度センサＴが設置されている。可変周波数インバータＨは、温度センサＴにより温度を検出し、コイルＣの温度が耐熱許容温度以上にならないように交流電流の電流値または周波数の少なくとも一方を制御する。
【００２２】
前記ダイス１０の樹脂出口側面には、例えばガスケットなどをステンレス板にて挟み込んだ断熱材Ａが設けられている。これら断熱材Ａにより、ダイス１０の樹脂出口側面からノズルＰの周りが冷却されるのを防止している。
【００２３】
上記第１の実施形態にかかるプラスチック押出ダイス１０および押出機１００によれば、次の効果が得られる。
（１）誘導加熱方式であるため、ダイノズル部を直接的に加熱するので、温度ムラを生じず、ダイス目詰りを十分に防止することが出来る。また、ノズルＰの各区画ごとに分けて加熱するため、必要な部分のみを効率的に加熱できる。
（２）コイルＣから発生する磁束が、ライニング層Ｚにうず電流を誘導してジュール熱を発生するため、発熱効率を上げることが出来る。そして、ライニング層Ｚは口金部２５と一体であるため、従来の加熱板のように熱膨張で隙間が生じてしまうことがなく、加熱効率を十分に上げることが出来る。
（３）ライニング層Ｚと反対側では、磁気抵抗の低い導磁板Ｆを通るため、エネルギーを実質的に消費しない。
（４）断熱材Ａにより、熱エネルギーの無駄な漏洩を防止することが出来る。
【００２４】
（５）コイルＣの耐熱許容温度が４８０℃〜５５０℃と高いため、溶融樹脂温度が２２０℃〜２５０℃のポリプロピレンから３５０℃〜４００℃のエンジニアリングプラスチックまで対応できるようになる。
（６）コイルＣの温度を温度センサＴで監視するため、コイルＣが耐熱許容温度以上になることを確実に防止できる。
（７）可変周波数インバータＨの電流制限機能を利用して、コイルＣに供給しうる交流電流の最大値を制限することが出来る。
（８）交流電流の周波数を変えることで、構造や材質の異なる種々のダイスに対応できる。
（９）交流電流の周波数を下げた場合には、給電ケーブルＢからの電磁放射による周辺への悪影響を抑制できるようになる。
【００２５】
−第２の実施形態−
図３は、本発明の第２の実施形態にかかる押出機の断面図である。
この押出機２００において、押出部１は、図示せぬフィーダから供給された原材料ペレットおよび添加物をヒータ３で加熱溶融し、スクリュー４で混練し、ダイス２０の多数のノズルＰから溶融樹脂を棒状に押し出す。カット部５は、ダイス２０から押し出された棒状樹脂をカッタブレード６で切断し、水Ｍで冷却し、樹脂ペレットＪとする。
２１は、ダイホルダである。
【００２６】
図４は、図３のＬ−Ｌ’断面図である。
多数のノズルＰは、円筒状の口金部２５に円環状に配設されている。
【００２７】
口金部２５の内周面および外周面には、ライニング層Ｚが形成されている。
ライニング層Ｚの金属材料は純鉄であり、ライニング層Ｚの厚さは２〜３ｍｍである。ライニング層Ｚは、純鉄を電解メッキしたり、純鉄粉末を熱間等方向加圧して形成されている。
なお、口金部２５の金属材料は、ＳＵＳ６３０系のステンレスである。
【００２８】
ソレノイド形コイルＣは、口金部２５の内周面側と外周面側とに設けられている。これらのコイルＣの発生する磁束が、ライニング層Ｚにうず電流を誘導し、ジュール熱を発生し、口金部２５に伝熱してノズルＰの周りを加熱し、ダイス目詰りを防止する。
２２は、コイル押えである。
【００２９】
コイルＣは、アルマイト電線やセラミックなどをコーティングした１.５〜３.０ｍｍφの線材や２.０×５.０ｍｍ平角の線材などを１層当たり数回〜数十回巻回したものを２層〜６層にしたコイルであり（例えば、１.５〜３.０ｍｍ径の耐熱線材を１層２０回で４層として計８０ターン巻いたり、あるいは、平角材を１層２０回で２層巻きで計４０ターンとする）、４８０℃〜５５０℃の耐熱許容温度を有している。
【００３０】
内周面側のコイルＣの内側および外周面側のコイルＣの周りには、例えば鉄製の導磁板Ｆが設けられている。このため、コイルＣの発生する磁束が、ライニング層Ｚと反対側では、磁気抵抗の低い導磁板Ｆを通り、エネルギーを実質的に消費しない。
【００３１】
可変周波数インバータＨから供給する交流電流の周波数は、生産樹脂に合わせて構造（形状、サイズ）および／または材質の異なるダイスに応じて、ジュール熱を最も効率よく発生させうる周波数に設定される。
交流電流の周波数が例えば５０／６０Ｈｚ〜８００Ｈｚの場合は、給電ケーブルＢからの電磁放射による周辺への悪影響は無視できる程度になる。そこで、この場合には、給電ケーブルＢを伸ばして、ダイス１０の近傍から離れた電気室などの場所に可変周波数インバータＨを設置するのが好ましい。これにより、ダストや危険ガスなど雰囲気が悪く、また、水濡れなどの心配もあるダイス１０の近傍に可変周波数インバータＨを設置しなくても済む。
可変周波数インバータＨは、電流制限機能を有している。この電流制限機能を利用して、コイルＣに供給しうる交流電流の最大値を制限するのが好ましい。
【００３２】
各コイルＣの中心（近傍でもよい）には、温度センサＴが設置されている。可変周波数インバータＨは、温度センサＴにより温度を検出し、コイルＣの温度が耐熱許容温度以上にならないように交流電流の電流値または周波数の少なくとも一方を制御する。
【００３３】
前記ダイス２０の樹脂出口側面には、例えばガスケットなどをステンレス板にて挟み込んだ断熱材Ａが設けられている。これら断熱材Ａにより、ダイス１０の樹脂出口側面からノズルＰの周りが冷却されるのを防止している。
【００３４】
上記第２の実施形態にかかるプラスチック押出ダイス２０および押出機２００によれば、次の効果が得られる。
（１）誘導加熱方式であるため、ダイノズル部を直接的に加熱するので、温度ムラを生じず、ダイス目詰りを十分に防止することが出来る。
（２）コイルＣから発生する磁束が、ライニング層Ｚにうず電流を誘導してジュール熱を発生するため、発熱効率を上げることが出来る。そして、ライニング層Ｚは口金部２５と一体であるため、従来の加熱板のように熱膨張で隙間が生じてしまうことがなく、加熱効率を十分に上げることが出来る。
（３）ライニング層Ｚと反対側では、磁気抵抗の低い導磁板Ｆを通るため、エネルギーを実質的に消費しない。
（４）断熱材Ａにより、熱エネルギーの無駄な漏洩を防止することが出来る。
【００３５】
（５）コイルＣの耐熱許容温度が４８０℃〜５５０℃と高いため、溶融樹脂温度が２２０℃〜２５０℃のポリプロピレンから３５０℃〜４００℃のエンジニアリングプラスチックまで対応できるようになる。
（６）コイルＣの温度を温度センサＴで監視するため、コイルＣが耐熱許容温度以上になることを確実に防止できる。
（７）可変周波数インバータＨの電流制限機能を利用して、コイルＣに供給しうる交流電流の最大値を制限することが出来る。
（８）交流電流の周波数を変えることで、構造や材質の異なる種々のダイスに対応できる。
（９）交流電流の周波数を下げた場合には、給電ケーブルＢからの電磁放射による周辺への悪影響を抑制できるようになる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のプラスチック押出ダイスの加熱方法、プラスチック押出ダイス（１０，２０）および押出機（１００，２００）によれば、誘導加熱方式によりノズル（Ｐ）の周りを直接的に加熱するので、温度ムラを制御できるため、ダイス目詰りを十分に防止することが出来る。また、コイル（Ｃ）から発生する磁束が、ライニング層（Ｚ）にうず電流を誘導してジュール熱を発生するため、発熱効率を上げることが出来る。そして、ライニング層（Ｚ）は口金部（２５）と一体であるため、従来の加熱板のように熱膨張で隙間が生じてしまうことがなく、加熱効率を十分に上げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の押出機の断面図である。
【図２】図１のＬ−Ｌ’断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の押出機の断面図である。
【図４】図３のＬ−Ｌ’断面図である。
【符号の説明】
１                                    押出部
５                                    カット部
１０，２０                            ダイス
２５                                  口金部
１００，２００                        押出機
Ａ                                    断熱材
Ｂ                                    給電ケーブル
Ｃ                                    コイル
Ｈ                                    可変周波数インバータ
Ｐ                                    ノズル
Ｚ                                    ライニング層
【図１】
0003684508.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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