JP2004142339A

JP2004142339A - Ｔダイおよび熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法

Info

Publication number: JP2004142339A
Application number: JP2002311520A
Authority: JP
Inventors: Masaki Ito; 伊藤　正喜
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】流動性が異なる複数種の熱可塑性樹脂を、幅方向の全体にわたって確実に積層させ、かつ吐出されたフィルムの耳高を改良し幅効率のよいフィルムが製膜できるＴダイおよび熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法を提供する。
【解決手段】異なる流動性を有する複数種の熱可塑性樹脂を、積層状態でＴダイのマニホールド内に流入させ、マニホールド内で、積層状態を保ちながら流入方向に直交する方向に展開したのち、リップ開口部から押し出する熱可塑性樹脂積層製品を得るにあたり、ダイ内での樹脂の展開幅を規制するインナーディッケルを設け、マニホールド内でのインナーディッケルの流動性が低い樹脂の積層側部分に対応する部分に比べ、流動性が高い樹脂の積層側部分に対応する部分を、その少なくとも一部でマニホールドの内側に向かって突出させるようにした。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｔダイおよび熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂をフィルム状（あるいはシート状）の成形体を成形する方法として、Ｔダイを用いた押出成形法が使用されている。
すなわち、Ｔダイは、溶融状態の熱可塑性樹脂が、樹脂流入口からＴダイ内に設けられたマニホールド内に供給され、マニホールド内で流入方向に直交する方向に展開されたのち、リップ開口部からフィルム状になって押し出されるようになっている。
ところで、リップ開口部から押し出されたフィルム状物は、その後、ネックイン現象により両端部が厚くなる、所謂「耳高」を生じる。このネックイン現象により生じた耳高部は製品として使用できないため切り捨てなければならず、幅効率を低下させるだけではなく．フィルム製膜において冷却ロールへの密着性を阻害したり、樹脂の種類によってはロールに巻き付くトラブルを起こすこともある。
【０００３】
そこで、このような耳高を改良することができるＴダイとして、インナーディッケル部を樹脂流路の下流側に向かって分割したもの（特許文献１〜特許文献３参照）がすでに提案されている。
すなわち、押し出されるフィルム状物の幅を規制する目的で設けられたインナーディッケルを樹脂流路の下流側に向かって分割し、分割された個々のインナーディッケル部の樹脂流路側への突出長さを調整することによって、両端側に展開される樹脂の量を中央側に比べて少なくして耳高を抑えるようにしている。
【０００４】
また、Ｔダイを用いれば、複数の熱可塑性樹脂をＴダイの上流に設けられたフィードブロックで積層状態にしたのち、Ｔダイの内部に共押出することによって、複数の熱可塑性樹脂が厚み方向に積層されたフィルム状の成形体をえることができる。すなわち、２種類の熱可塑性樹脂を共押出する場合について説明すると、Ｔダイの樹脂流入路内に、積層された状態で共押し出しされる熱可塑性樹脂は、マニホールド内に流入すると、マニホールドの幅方向の壁に沿って流動し、幅方向に沿って広がった状態になる。この場合、上下に積層された２種類の熱可塑性樹脂の流動性が完全に一致している場合には、それぞれの樹脂は、マニホールド内にて同様の状態で流動する。従って、積層された状態の熱可塑性樹脂は、マニホールド内を等しい速度で幅方向に沿って流動してマニホールド内に充填されるために、マニホールド内における樹脂流動域の幅方向全体にわたって積層された状態になり、そのような積層状態で、リップ開口部から吐出される。その結果、リップ開口部からは、それぞれの熱可塑性樹脂層が幅方向の全体にわたって一定の厚さで積層された状態で吐出される。各熱可塑性樹脂層の厚さの比率は、各熱可塑性樹脂の押し出し量の比率に対応している。
【０００５】
しかし、近年フィルムの高機能化が求められるなかで、Ｔダイにおけるマニホールドを含む樹脂流入路内に共押し出しされる各樹脂の流動性（例えば、ＭＦＲ（メルト・フロー・レイト、ＪＩＳ　Ｋ６７６０）で表される性質）が異なっている場合が多い。
【０００６】
このような場合、ＭＦＲが大きくて流動性の大きな熱可塑性樹脂は、流れの自由度が大きくなっているために、マニホールド内に流入した際に、流入方向とは直交する幅方向にも容易に推進し得るのに対して、ＭＦＲが小さくて流動性の小さな樹脂は、流れの自由度が小さくなっているために、流入方向とは直交する幅方向への推進力が弱く、幅方向に沿って容易には広がらない。その結果、図４および図５に示すように、Ｔダイ１００のマニホールド１１０内に流入した流動性の大きな樹脂２００は、図４に二点鎖線で示すように、流動性の小さな樹脂３００よりも先にマニホールド１１０の周縁部に回り込み、流動性の小さな樹脂３００は、図４に破線で示すように、マニホールド１１０の周縁部にまでは回り込むことができなくなる。
【０００７】
したがって、それぞれの熱可塑性樹脂層が幅方向の全体にわたって一定の厚さで積層されず、幅方向の各側縁部では、かなりの部分で流動性の小さな樹脂３００が全く積層されない状態で、リップ開口部１２０から吐出されるおそれがある。
すなわち、図５に示すように、流動性の小さな樹脂３００が幅方向の各側縁部には全く積層されず、幅方向の各側縁部には、流動性の大きな樹脂２００だけになった積層体が得られることになる。
【０００８】
したがって、上記公報に開示されたようなインナーディッケル部が樹脂流路の下流側に向かって分割されたＴダイを用いて耳高を改良して全体の厚みは求めるものになっても、両側縁部では、積層比が製品設計と違っており、結局両側縁部を従来通り切り捨てなければならず、製品の歩留りが悪くなり、経済性が大きく損なわれるおそれがある。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−６７５２３号公報
【特許文献２】特開平０６−１６６０８３号公報
【特許文献３】特開平０９−２０１８６５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みて、流動性が異なる複数種の熱可塑性樹脂を、幅方向の全体にわたって確実に積層させ、かつ吐出されたフィルムの耳高を改良し幅効率のよいフィルムが製膜できるＴダイおよび熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のＴダイ（以下、「請求項１のＴダイ」と記す）は、マニホールド内に流入した熱可塑性樹脂が、マニホールド内で、流入方向に直交する方向に展開され、リップ開口部から押し出されるＴダイにおいて、ダイ内での樹脂の展開幅を規制するインナーディッケルを備え、このインナーディッケルの少なくともマニホールド内に臨む部分の厚み方向の一部に厚み方向の他の部分に比べてマニホールドの内側に向かって突出する突出部を備えていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項２に記載のＴダイ（以下、「請求項２のＴダイ」と記す）は、また、請求項１のＴダイにおいて、インナーディッケルは、突出部が、他の部分に対し独立してマニホールドの内側方向に進退自在に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
本発明にかかる熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法は、異なる流動性を有する複数種の熱可塑性樹脂を、積層状態でＴダイのマニホールド内に流入させ、マニホールド内で、積層状態を保ちながら流入方向に直交する方向に展開したのち、リップ開口部から押し出しする熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法において、ダイ内での樹脂の展開幅を規制するインナーディッケルを設け、マニホールド内でのインナーディッケルの流動性が低い樹脂の積層側部分に対応する部分に比べ、流動性が高い樹脂の積層側部分に対応する部分を、その少なくとも一部でマニホールドの内側に向かって突出させることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかるＴダイの１つの実施の形態をあらわしている。
【００１５】
図１に示すように、このＴダイ１Ａは、２つの分割型２ａ，２ｂを組み合わせることによって形成された本体２と、２つのインナーディッケル３ａとを備えている。
本体２は、樹脂流入口４と、樹脂流路５と、リップ開口部６と、インナーディッケル装着孔７とを備えている。
【００１６】
樹脂流入口４は、スリット状をしていて、リップ開口部６の中央部に対向して、リップ開口部６とは平行な状態で設けられている。
樹脂流路５は、本体２内に設けられ、樹脂流入路５１と、マニホールド５２と、リップランド部５３とを備え、マニホールド５２とリップランド部５３との間に必要に応じてプレランド部や流量調整溝部（流量調整バー）が設けられている。なお、図１では、樹脂流路５はマニホールド５２からリップランド部５３にかけての厚みが同じに描かれているが、実際は、マニホールド５２側が厚く、リップランド部５３に向かうほど厚みが薄くなっている。
【００１７】
マニホールド５２は、樹脂流入路５１に連続して設けられていて、樹脂流入路５１からの熱可塑性樹脂の流入方向とは直交する幅方向に沿って広がっている。インナーディッケル装着孔７は、本体２の幅方向の両側面からマニホールド５２からリップランド部５３に跨がる部分に開口するように本体２に穿設されている。
【００１８】
各インナーディッケル３ａは、本体２の厚み方向それぞれその先端部がインナーディッケル装着孔７から樹脂流路５内に臨むとともに、本体２の幅方向にスライド自在にインナーディッケル装着孔７に嵌装されている。
また、インナーディッケル３ａのマニホールド５２に臨む部分は、本体２の厚み方向の半分（図１でみて下側半分）が残りの半分（図１でみて上側半分）の非突出部３２に比べて本体２の幅方向中央側に全体に均等な幅で突出した突出部３１となっている。また、突出部３１および非突出部３２の先端面３１ａ，先端面３２ａは、平行にかつ樹脂流路５の下流方向に向かって本体２の幅方向内側から幅方向外側に広がる傾斜面になっている。
【００１９】
このＴダイ１Ａは、以上のようになっており、以下のような本発明の熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法に好適に使用することができる。
すなわち、この押出成形方法は、流動性が異なる２種類の熱可塑性樹脂を、フィードブロック（図示せず）内にて積層状態に合流させたのち、流動性が小さい（ＭＦＲが小さい）樹脂が本体２の図１でみて上側、流動性が大きい（ＭＦＲが大きい）樹脂が下側になった積層状態を保ちながら樹脂が樹脂流入口４から樹脂流路５内に注入し、マニホールド５２部分で樹脂の流入方向に直交する方向に展開したのち、リップランド部５３を経てリップ開口部６から積層状態でフィルム状に吐出するようになっている。
【００２０】
そして、Ｔダイ１Ａは、インナーディッケル３ａのマニホールド５２に臨む部分の突出部３１が非突出部３２に比べて本体２の幅方向中央側に突出しているので、マニホールド５２内に入った２種類の熱可塑性樹脂のうち、流動性が大きい樹脂がほぼインナーディッケル３ａの突出部３１の先端面３１ａに沿うように展開され、流動性が小さい樹脂が非突出部３２の先端面３２ａに沿って展開される。すなわち、非突出部３２より内側に突出した突出部３１によって、流動性が大きい樹脂の展開幅が、流動性が小さい樹脂部分より小さく抑えられるようになっている。
【００２１】
そして、樹脂は、マニホールド５２部分を通過した後リップ開口部６に至るまでの樹脂流路５中でさらに展開されるが、インナーディッケル３の突出部３１によって展開を抑えられていた流動性が大きい樹脂は、その流動性の差から徐々に幅を広げ、リップ開口部６においては、流動性が大きい樹脂および流動性が小さい樹脂のいずれもがほぼリップ開口部６と同じ幅に展開される。
したがって、この押出成形方法によれば、図２に示すように、流動性の大きい樹脂Ｐ_１と流動性の小さい樹脂Ｐ_２とが幅方向のほぼ全体にわたって均一に積層された状態のフィルム状成形体を連続して得ることができる。
【００２２】
しかも、マニホールド５２部分では、インナーディッケル３ａによって樹脂流路５の幅がリップ開口部６より狭くなっているので、リップ開口部６の幅方向両端部での樹脂の流量は中央部の流量より少なくなっており、このことが耳高を改良し、ネックイン現象後のフィルム厚みにおいて、フィルム両端部の厚みを著しく改良することができる。
【００２３】
なお、突出部３１の非突出部３２に対する突出幅Ｗは、最下流側の突出幅Ｗが、５ｍｍ以上５００ｍｍ以下がよく、さらに好ましくは、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。すなわち、突出幅Ｗが、５００ｍｍ以上では積層比分布を均一にすることが困難で、５ｍｍより小さいと樹脂の流動性の差により積層比分布が両端部のみ偏り効果が期待できない。
【００２４】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明にかかるＴダイの他の実施の形態をあらわしている。
すなわち、図３（ａ）に示すＴダイ１Ｂは、インナーディッケル３ｂがマニホールド用分割部３３と、マニホールド５２より下流側の２つ分割部３４，３５の３つに分割されていて、個々の分割部３３〜３５が樹脂流路５側への突出割合を変更できるようにした以外は、上記Ｔダイ１Ａと同様になっている。
【００２５】
図３（ｂ）に示すＴダイ１Ｃは、インナーディッケル３ｃの突出部３１の突出幅を樹脂流路５の下流側に向かって徐々に大きくするようにした以外は、上記Ｔダイ１Ａと同様になっている。
図３（ｃ）に示すＴダイ１Ｄは、インナーディッケル３ｄのマニホールド５２より下流側に臨む部分も下側が突出するようにした以外は、上記Ｔダイ１Ｃと同様になっている。
【００２６】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、突出部３１を非突出部３２に対して樹脂流路５の内側方向にスライド自在にして突出幅を自在に変更できるようにしても構わない。このようにすれば、樹脂の組み合わせが変わってもインナーディッケルを交換することなく、突出幅をその樹脂の組み合わせに応じた幅にすることができ、作業性がよい。
また、マニホールドの断面形状が端に行くにつれて順次変化しても、本発明の要件を満足していれば同様の効果が得られる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明について、実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）　２層
図３（ａ）のＴダイ１Ｂを用い、リップ開口部６における樹脂流動域の幅方向寸法を５００ｍｍ、リップ開口部６の厚み２００μｍ、突出幅を３０ｍｍ、Ｔダイ１Ｂの金型設定温度を２００℃として、ＭＦＲが３．７ｇ／１０分のＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン、三井化学株式会社製、商品名「ミラソン１６」）と、ＭＦＲが２０ｇ／１０分のＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体、東ソー株式会社製、商品名「ウルトラセン６３３」）とを、それぞれ３０ｋｇ／ｈｒ、３０ｋｇ／ｈｒにて、共押し出ししてフィルム状製品を製造した。得られたフィルム状製品は、幅方向寸法が４８０ｍｍで、幅方向の各側縁部は、ＥＶＡが単層になっていることなくＬＤＰＥとＥＶＡとが幅方向の全体にわたって略均一な厚みで積層された状態になっていた。
【００２９】
（実施例２）　２層
図１に示すＴダイ１Ａを用いた以外は、実施例１と同様にしてフィルム状製品を製造した。得られたフィルム状製品は、幅方向寸法が４８０ｍｍで、幅方向の各側縁部は、ＥＶＡが単層になっていることなくＬＤＰＥとＥＶＡとが幅方向の全体にわたって略均一な厚みで積層された状態になっていた。
【００３０】
（実施例３）　２層
図３（ｂ）に示すＴダイ１Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にしてフィルム状製品を製造した。得られたフィルム状製品は、幅方向寸法が４８０ｍｍで、幅方向の各側縁部は、ＥＶＡが単層になっていることなくＬＤＰＥとＥＶＡとが幅方向の全体にわたって略均一な厚みで積層された状態になっていた。
【００３１】
（実施例４）　３層
図３（ａ）のＴダイ１Ｂを用い、ＬＤＰＥとＥＶＡの中間層にＭＦＲが１０ｇ／１０分のＬＬＤＰＥ（直鎖型低密度ポリエチレン、出光石油化学株式会社製、商品名「１０１４Ｄ」）を、３つそれぞれを各２０ｋｇ／ｈｒにて、共押し出しして、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥおよびＥＶＡを一定の幅方向寸法となるように積層したフィルム状製品を製造した。得られたフィルム状製品は、幅方向寸法が４８０ｍｍで、幅方向の各側縁部は、ＥＶＡが単層になっていることなく、ＬＤＰＥとＬＬＤＰＥとＥＶＡとが幅方向の全体にわたって積層された状態になっていた。
【００３２】
（比較例１）　２層
突出部のないインナーディッケルを用いた以外は、実施例１と同様になった従来のＴダイを用い、実施例１と同様にしてフィルム状製品を製造した。得られたフィルム状製品は、幅方向の各側縁部にＬＤＰＥが積層されていないＥＶＡの単層部分が幅方向におのおの２０ｍｍにわたって形成されていた。
【００３３】
（比較例２）　３層
突出部のないインナーディッケルを用いた以外は、実施例１と同様になった従来のＴダイを用い、実施例４と同様にしてフィルム状製品を製造した。得られたフィルム状製品は、ＬＤＰＥとＬＬＤＰＥとが積層されていないＥＶＡの単層部分が幅方向におのおの２０ｍｍにわたって形成されていた。
【００３４】
上記実施例１〜４および比較例１，２で得られたフィルム状製品の耳高最厚部の厚み、リップ開口部６から押し出された直後のフィルム状製品の両端部に形成された単層部分（流動性が大きい樹脂のみの層）の幅を測定し、その結果を以下の表１に示した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
上記表１から本発明の熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法を用いれば、流動性の異なる複数種の熱可塑性樹脂を、吐出方向に直交する幅方向のほぼ全体にわたって均一に積層された状態にすることができるとともに、耳高も抑えることができ製品歩留りがよくなることがよくわかる。
また、実施例１および実施例４のように、インナーディッケルをさらに樹脂流路の下流方向に向かって分割し、個々に樹脂流路内への突出割合を変更できるようにすれば、より耳高を防止できる効果を高められることがよくわかる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明にかかるＴダイは、以上のように構成されているので、本発明の熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法を実施するのに好適に使用することができる。
また、請求項２のＴダイのようにすれば、樹脂の組み合わせが変わってもインナーディッケルを交換することなく、突出幅をその樹脂の組み合わせに応じた幅にすることができ、作業性がよい。
【００３８】
本発明にかかる熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法は、以上のように構成されているので、流動性の異なる複数種の熱可塑性樹脂が、吐出方向に直交する幅方向のほぼ全体にわたって均一に積層された状態になるとともに両端部の流量制御により耳高を抑制された状態になり、求める積層比になったフィルム状製品を幅効率よく製造することができる。また、フィルム製膜において冷却ロールへの密着性を阻害したり、樹脂の種類によってはロールに巻き付くトラブルを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＴダイの１つの実施の形態を模式的にあらわす一部切欠断面斜視図である。
【図２】本発明にかかる熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法によって得られる積層フィルム状製品の横断面図である。
【図３】本発明にかかるＴダイの他の実施の形態を模式的にあらわす断面図である。
【図４】従来のＴダイを用いて、流動性の大きい樹脂と流動性の小さい樹脂とを共押出した場合の、金型内で流動性の大きい樹脂および流動性の小さい樹脂のそれぞれの動きを説明する説明図である。
【図５】従来の押出成形方法で得られる積層フィルム状製品の横断面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ　Ｔダイ
２　本体
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ　インナーディッケル
３１　突出部
３２　非突出部（他の部分）
４　樹脂流入口
５　樹脂流路
５２　マニホールド
６　リップ開口部
Ｐ_１　流動性が大きい樹脂
Ｐ_２　流動性が小さい樹脂

Claims

マニホールド内に流入した熱可塑性樹脂が、マニホールド内で、流入方向に直交する方向に展開され、リップ開口部から押し出されるＴダイにおいて、
ダイ内での樹脂の展開幅を規制するインナーディッケルを備え、このインナーディッケルの少なくともマニホールド内に臨む部分の厚み方向の一部に厚み方向の他の部分に比べてマニホールドの内側に向かって突出する突出部を備えていることを特徴とするＴダイ。
インナーディッケルは、突出部が、他の部分に対し独立してマニホールドの内側方向に進退自在に設けられている請求項１に記載のＴダイ。
異なる流動性を有する複数種の熱可塑性樹脂を、積層状態でＴダイのマニホールド内に流入させ、マニホールド内で、積層状態を保ちながら流入方向に直交する方向に展開したのち、リップ開口部から押し出しする熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法において、
ダイ内での樹脂の展開幅を規制するインナーディッケルを設け、マニホールド内でのインナーディッケルの流動性が低い樹脂の積層側部分に対応する部分に比べ、流動性が高い樹脂の積層側部分に対応する部分を、その少なくとも一部でマニホールドの内側に向かって突出させることを特徴とする熱可塑性樹脂積層製品の押出成形方法。