CN107206657A - 片材制造装置及片材制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种片材制造装置，其不仅能将经从口模吐出的片材与流延冷却装置的间隙而流入的气流进行整流，而且由此能使片材的成型稳定、使平面性良好。本发明的片材制造装置具有口模、流延冷却装置、和减压腔，还具有整流板，整流板以堵塞从口模吐出的片材与流延面的间隙的方式，设置在与口模的模唇相比更靠流延冷却装置的输送方向下游、且与成为从口模吐出的片材的宽度方向端部的位置相比更靠外部的两外侧，片材宽度方向上的距离朝向流延冷却装置的输送方向下游侧而逐渐减小。

Description

片材制造装置及片材制造方法

技术领域

本发明涉及片材制造装置及片材制造方法。

背景技术

使用附图对以往的片材制造装置的概略进行说明。图5为通常的聚合物片材的制造装置的一部分的概略示意图。图6为以往的片材制造装置的流延工序部分的放大图。在以往的片材制造装置中，如图6所示那样，利用挤出机10，经熔融混炼的树脂被从口模1挤出成型为片状，然后，被流延冷却装置2接收并被冷却固化。在口模1的背面侧、即与片材3向流延面的抵达点相比更靠片材输送方向上游侧，与口模1相邻地设置有沿流延冷却装置2的外周面的形状的减压腔4。通过该减压腔4，在片材3的背面侧、即与流延冷却装置2接触的表面这侧产生负压区域。在片材3被流延冷却装置2接收时，经由抽吸口和通道软管(duct hose)抽吸减压腔4内的空气，由此，从减压腔4的开口部将片材3与流延冷却装置2之间的空间减压。由此，流入至片材3与流延冷却装置2之间的空气被排出，可将由熔融树脂形成的片材密合于流延冷却装置2。此外，由于在减压腔4端部产生因吸入外界气体而产生的特有的漩涡，因而在口模1的片材宽度方向端部，设置对从口模端部向片材宽度方向流入的空气流进行调节的整流板5，由此能更稳定地使片材密合。(专利文献1)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-225627号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在用减压腔4抽吸片材与流延冷却装置2之间的空气时，片材与流延冷却装置2之间的气流并不一样，而是从各个方向流入空气，因此，变得容易产生明显的气流紊乱。因此，控制片材端部的气流成为稳定地成型片材的重要之处。然而，在片材的端部，如图7所示那样，口模与流延冷却装置面之间的距离(间隙)宽时，发生片材与流延冷却装置2间的距离(间隙)的增大、和与此相伴的缩颈增加导致的间隙14的增大，因此，对气流进行整流变得更加困难。因此，在片材的端部依然发生振动，在成型时的片材中产生横纹等表面粗糙、褶皱等。

本发明鉴于上述的问题点，提供不仅能将片材端部的气流整流、而且由此能使片材的成型变得稳定的片材制造装置及片材制造方法。

用于解决课题的手段

解决上述课题的本发明的片材制造装置如下所述。片材制造装置，所述片材制造装置具有：口模，所述口模用于将熔融树脂吐出为片状；流延冷却装置，所述流延冷却装置用于在输送从上述口模吐出的片材的同时将其冷却并固化；减压腔，所述减压腔设置在与上述口模相比更靠上述流延冷却装置的输送方向上游侧的位置，用于抽吸从口模吐出的片材与上述流延冷却装置之间的空气；所述片材制造装置还具有2块整流板，所述2块整流板以堵塞从口模吐出的片材与流延冷却装置的间隙的方式，设置在与上述口模的模唇相比更靠上述流延冷却装置的输送方向下游侧、且与成为从口模吐出的片材的宽度方向端部的位置相比更靠外部的两外侧，上述2块整流板间的片材宽度方向上的距离朝向流延冷却装置的输送方向下游侧而逐渐减小。

解决上述课题的本发明的片材制造方法是使用本发明的片材制造装置制造片材的片材制造方法。

本发明中，作为“树脂”，例如，可使用将聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基戊烯等聚烯烃树脂；脂环族聚烯烃树脂；尼龙6、尼龙66等聚酰胺树脂；芳族聚酰胺树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚琥珀酸丁酯、聚-2,6-萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂；聚碳酸酯树脂；聚芳酯树脂；聚缩醛树脂；聚苯硫醚树脂；四氟乙烯树脂、三氟乙烯树脂、三氟氯乙烯树脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯树脂等氟树脂；丙烯酸树脂；甲基丙烯酸树脂；聚缩醛树脂；聚羟基乙酸树脂；聚乳酸树脂等溶解于稀释剂中或发生熔融等经流动化而得到的物质。另外，通过使用含有形成液体膜的溶剂的稀释剂，可使得以较高的倍率进行拉伸不那么困难。作为这些热塑性树脂，可以是均聚树脂，也可以是共聚树脂或2种以上的共混物。“稀释剂”例如可以是壬烷、癸烷、十氢化萘、对二甲苯、十一烷、十二碳烯等脂肪族、脂环式、或芳香族烃；液体石蜡；具有与上述的烃同等程度的沸点的矿物油蒸馏物；及邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等在室温下为液体的邻苯二甲酸酯等。另外，也可在各热塑性树脂中添加各种添加剂，例如抗氧化剂、防静电剂、成核剂、无机粒子、有机粒子、降粘剂、热稳定剂、润滑剂、红外线吸收剂、紫外线吸收剂、用于调节折射率的掺杂剂等。

本发明中，“模唇(lip)”是指用于将熔融树脂从口模挤出成型为片状的狭缝开口部。本发明中，“长度方向”是指片材的长度方向，“宽度方向”是指片材的宽度方向，“上游”是指在流延片材的输送方向上的上游，“下游”是指在流延片材的输送方向上的下游。本发明中，“耐热温度”是指能连续使用的安全使用耐热温度。本发明中，“横纹”是指由于从口模吐出的片材在抵达流延冷却装置之前，承受因利用减压腔进行的抽吸而导致的周边气流的影响所造成的空气振动，因此，在流延冷却装置上的片材的表面上，在片材输送方向上产生周期性的厚度不均。

发明的效果

通过本发明，在利用减压腔进行的对片材与流延冷却装置之间的密合部的抽吸中，可将从口模吐出的片材与流延冷却装置的间隙流入的气流进行整流。结果，能稳定地将从口模吐出的片材在流延冷却装置面上进行流延。

附图说明

[图1]为本发明的片材制造装置的一个实施方式的概略图。

[图2]为图1的片材制造装置的放大图。

[图3]为图1的片材制造装置的侧视图。

[图4]为图1的片材制造装置的俯视图。

[图5]为表示聚合物片材的制造装置的概略图。

[图6]为以往的片材制造装置的概略图。

[图7]为图6的片材制造装置的放大图。

具体实施方式

以下详细说明本实施方式，但本发明不限于包括以下实施例在内的实施方式。

图1为本发明的一个实施方式，是片材流延装置的概略剖视图。如图1所示，具有口模1和流延冷却装置2，口模1用于将利用挤出机而熔融的树脂吐出为片状，流延冷却装置2用于在接收并输送从该口模1吐出的片材3的同时将其冷却并固化，吐出的片材被流延至行进的流延冷却装置表面上。此时，流延冷却装置可以是辊，另外也可以是带。

在口模1的背面侧、即与片材3向流延面的抵达点相比更靠片材输送方向上游侧，与口模1相邻地设置有沿流延冷却装置2的外周面的形状的减压腔4。通过该减压腔4，在片材3的背面侧、即与流延冷却装置2接触的表面这侧产生负压区域。减压腔4具有开口部和减压室，开口部在与片材3开始密合于流延冷却装置2的外周面的部分紧邻的位置，在片材的整个宽度范围形成。另外，从减压腔4的开口部抽吸减压室内的空气，从而将片材与流延冷却装置2之间的密合部的空气排出。由此，将密合部减压，从而将被卷入到片材与流延冷却装置2之间的空气排除。另外，通过将减压度控制为规定压力，从而可使由熔融树脂形成的片材3稳定地密合于流延冷却装置2。该减压腔构成密合机构。

此时，优选根据熔融聚合物的粘度、片材的厚度、流延冷却装置的片材输送速度等制膜条件，将减压腔4内的减压度控制为规定的值。减压腔4内的相对于大气压的抽吸压力优选为-2500Pa以上且-20Pa以下的范围。减压腔4内的相对于大气压的抽吸压力的下限进一步优选为-1500Pa以上，上限进一步优选为-50Pa以下。

图2为表示本发明的减压腔的一种结构和一种安装状态的放大图。另外，图3为图2的侧视图，图4为图2的俯视图。

如图2～4所示，在本实施方式中，在口模的宽度方向的两端部具有整流板，该整流板以堵塞从口模1吐出的片材3与流延冷却装置2的间隙的方式，设置在与口模1的模唇相比更靠流延冷却装置2的输送方向下游侧、且与从口模1吐出的片材3的两端的位置相比更靠片材宽度方向外侧的位置。整流板5与可推拉的调节机构接合，且被用螺栓固定安装。另外，在口模1的侧板上设置有螺纹孔。而且，对于整流板5而言，通过被托架6把持、使螺栓通过设置于托架6的孔并将其紧固于口模侧板的螺纹孔，由此，将整流板5安装于口模1。需要说明的是，该安装方法是一个例子，也可采用与该安装方法不同的方法。例如，也可将托架6安装于减压腔本体。或者，也可由与减压腔4、或口模1一体的托架构成。

如图4所示，对于调节机构而言，推拉是通过位置调节螺栓7的旋转而完成的，在与整流板5接合或用螺栓等固定的前端板与位置调节螺栓7之间具有防止共转(co-rotation)的接头。通过用该位置调节螺栓7在片材宽度方向上对整流板5的面向片材端部这侧的相反侧的面进行推拉，从而可改变整流板5的面向片材端部这侧的表面形状。调节机构优选根据片材的缩颈中的拐点数，使整流板5的面向片材端部这侧的面在沿流延冷却装置2的输送方向上的至少2个位置以上弯曲。另外，在口模1与减压腔4之间设置有弹性密封构件，通过该弹性密封构件将口模1与减压腔4之间的间隙密封。此外，流延冷却装置2与减压腔4之间也同样设置有弹性密封构件，将流延冷却装置2与减压腔4之间的间隙密封。

说明本实施方式的整流板5的结构。配置在口模的宽度方向两端部的整流板间的、片材宽度方向上的间隔朝向流延冷却装置2的输送方向下游侧而逐渐减小，且从口模1吐出的片材3的宽度方向端部的任意位置至整流板5的、片材宽度方向上的距离L恒定。由此，整流板5可沿着从口模1吐出的片材3的端部缩颈形状。尤其是，通过使从片材3的宽度方向端部的任意位置至整流板5的、片材宽度方向上的距离L恒定，从而使从整流板5和片材3端部流入的空气的流速恒定，更能够获得抑制膜振动的效果。另外，如图4所示，优选以整流板的片材输送方向上游侧的端部与减压腔的侧面板4b的延长部分上连接的方式配置，由此，可将来自整流板与减压腔的连接部(joint)的空气流入抑制在最小限度。需要说明的是，虽然说距离L为“恒定”，但并不需要从片材的宽度方向端部的无论什么位置测定、距整流板5的距离均严格为相同的值，而是允许有±10％的误差。

对于从片材3的宽度方向端部的任意位置至整流板5的、片材宽度方向上的距离L而言，从可防止来自片材端部的空气流方向发生紊乱、减少片材的抖动，从而抑制横纹等表面粗糙、褶皱等的产生的观点考虑，优选为50mm以下。因此，理想的是使距离L为0mm、提高密闭度，由此将减压腔4内稳定地减压。然而，这种情况下，片材端部与整流板接触，因此，从抑制片材贴合于整流板的观点考虑，作为整流板的材质，优选使用Teflon(注册商标)片材等滑动性高的材质。更优选的是，为避免片材端部与整流板接触、确保片材端部的成型性的稳定性，将距离L设定为0.1～50mm。为了进一步抑制片材的抖动，距离L的上限更优选为10mm以下。另外，距离L为上述范围时，整流板5的面向片材端部这侧的表面形状可以是沿着片材端部的形状，也可以是平面形状。

对于整流板5而言，可使面向片材端部这侧的表面形状沿流延冷却装置2的片材输送方向而改变。虽然本实施方式中使整流板整体沿片材端部的形状而弯曲，但并非必须使整流板整体弯曲。只要能够仅使整流板5的面向片材端部这侧的表面形状以沿片材端部的形状的方式变形即可。

作为整流板5的材质，优选为选自由橡胶、金属、树脂、纸及木材组成的组中的至少一种，更优选为橡胶。

使用橡胶作为整流板5的材质时，优选橡胶的JIS-A硬度低于80度并且伸长率为130％以上。通过使用这样的硬度和伸长率的橡胶，从而不仅可通过刚性而维持作为板的形状，而且容易使该整流板5的面向片材端部这侧的表面形状沿片材端部发生变化。另外，橡胶的耐热温度优选为150℃以上。耐热温度为150℃以上时，可防止因从口模等周围高温部受到的热而导致的材质的劣化。

实施例

(实施例1)

对使用以上的片材制造装置来制造片材的结果进行说明。本实施方式中的具体的片材制造装置的结构及制造条件如下所述。

(1)片材材料：

高密度聚乙烯(HDPE)、粘度1000Pa·s。此处，在剪切速度为100/秒、温度为200℃的条件下，利用JIS K7117-2的方法测定粘度。

(2)装料：

在将片材材料干燥后供给至挤出机，使其通过齿轮泵、过滤器，然后将其供给至片材成型口模。另外，将到达口模为止的装置温度设定为200℃。

(3)片材成型口模：

以300mm的狭缝宽度，以250kg/小时的流量吐出上述树脂。

(4)流延冷却装置：

使用片材成型辊作为流延冷却装置，从片材成型口模挤出为片状后，在将辊温度设定为35℃后，使用冷却辊进行成型。

(5)减压腔：

将片材成型口模与片材成型辊间的间隙设定为40mm，另外，将口模的模唇位置配置于辊的顶上，然后设置减压腔。另外，将从片材的端部的任意位置至整流板的、片材宽度方向上的距离L调节为50mm。此外，对于整流板而言，基于JIS K6251，使用肖氏硬度A为75、伸长率为400％、耐热温度为200℃的硅橡胶。另外，以相对于大气压成为-1200Pa的方式设定减压度。

实施制膜，结果，得到片材向流延面的稳定的运转状态，得到了厚度不均R为2.5％，不存在因膜振动而导致的横纹等外观缺陷等的、品质良好的片材。

此处所谓“厚度不均R”，是指将从片材输送方向上的最大片材厚度减去最小片材厚度而得到的值除以平均片材厚度而得到的比例。

(实施例2)

除了使用肖氏硬度A为50、伸长率为330％、耐热温度为150℃的硅橡胶作为整流板的硅橡胶之外，使用与实施例1相同的片材制造装置，除了将从片材的端部的任意位置至整流板的、片材宽度方向上的距离L调节为10mm之外，在与实施例1相同的制造条件下制造片材。实施制膜，结果，得到片材向流延面的稳定的运转状态，得到了厚度不均R为1.0％、而且不存在因膜振动而导致的横纹等外观缺陷等的、品质良好的片材。

(比较例1)

将整流板从实施例1的片材制造装置拆下，在与实施例1相同的制造条件下制造片材。

实施制膜，结果，在口模与流延面之间的片材的端部，发生大幅度的膜振动，厚度不均R变大，为10％，另外，在片材整体上可见到沿片材输送方向有节距的横纹，未能稳定地进行片材的制造。

产业上的可利用性

本发明不限于片材流延装置，也可应用于模涂装置等，但其应用范围不限于这些。

附图标记说明

1 口模

2 流延冷却装置

3 片材

4 减压腔

4a 上部板

4b 侧面板

5 整流板

6 托架

7 位置调节螺栓

8 从片材端部至整流板的、片材宽度方向上的距离L

9 口模模唇

10 挤出机

11 齿轮泵

12 过滤器

13 间隔壁

14 片材与流延冷却装置间的间隙

Claims (8)

1.片材制造装置，所述片材制造装置具有：

口模，所述口模用于将熔融树脂吐出为片状，

流延冷却装置，所述流延冷却装置用于在输送从所述口模吐出的片材的同时将其冷却并固化，

减压腔，所述减压腔设置在与所述口模相比更靠所述流延冷却装置的输送方向上游侧的位置，用于抽吸从所述口模吐出的所述片材与所述流延冷却装置之间的空气，

所述片材制造装置还具有2块整流板，所述2块整流板以堵塞从所述口模吐出的所述片材与流延面的间隙的方式，设置在与所述口模的模唇相比更靠所述流延冷却装置的输送方向下游、且与成为从所述口模吐出的所述片材的宽度方向端部的位置相比更靠外部的两外侧，

所述2块整流板间的片材宽度方向上的距离朝向所述流延冷却装置的输送方向下游侧而逐渐减小。

2.如权利要求1所述的片材制造装置，其中，所述片材制造装置具有下述机构，所述机构通过对所述整流板的面向片材宽度方向端部这侧的相反侧的面进行推或拉、从而改变所述整流板的面向片材宽度方向端部这侧的形状。

3.如权利要求1或2所述的片材制造装置，其中，所述整流板的材质为选自由橡胶、金属、树脂、纸及木材组成的组中的至少一种。

4.如权利要求3所述的片材制造装置，其中，所述整流板的材质为橡胶，所述橡胶的JIS-A硬度低于80度且伸长率为130％以上。

5.如权利要求3或4所述的片材制造装置，其中，所述整流板的材质为橡胶，所述橡胶的耐热温度为150℃以上。

6.片材制造方法，所述方法使用了权利要求1～5中任一项所述的片材制造装置。

7.如权利要求6所述的片材制造方法，其中，使从所述口模吐出的所述片材的宽度方向端部的任意位置至所述整流板的、片材宽度方向上的距离L恒定。

8.如权利要求7所述的片材制造方法，其中，所述距离L在0.1～50mm的范围内。