JP2014030938A - Multilayer extrusion molding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は多層フィルムの押出成形装置、特に複数の溶融樹脂をフィードブロックで合流させて単層用ダイから吐出するフィードブロック方式の共押出法による多層押出成形装置に関する。 The present invention relates to a multilayer film extrusion molding apparatus, and more particularly to a multilayer extrusion molding apparatus using a feed block type coextrusion method in which a plurality of molten resins are joined together by a feed block and discharged from a single layer die.
熱可塑性樹脂フィルムは種々の分野で用いられているが、その際用途に適した複数の特性が付与される。そして、これら特性を付与する手段の1つとして、フィルムを多層にする方法が用いられている。 Thermoplastic resin films are used in various fields, and at that time, a plurality of properties suitable for the application are imparted. As a means for imparting these characteristics, a method of forming a multilayer film is used.
熱可塑性樹脂を多層フィルムとして製造する共押出法には、マルチマニホールド方式やフィードブロック方式がある。マルチマニホールド方式は、複数の溶融樹脂がダイ内のそれぞれの独立したマニホールドで幅方向(幅方向とは製造された多層フィルムの幅方向を指す、以下同じ)に展開され、ダイの出口直前で合流してフィルムを生成する。マルチマニホールドダイは、構造が複雑で製造価格が高いうえ、層構成やフィルムの厚みや幅ごとにダイを用意しなければならない。 Co-extrusion methods for producing a thermoplastic resin as a multilayer film include a multi-manifold method and a feed block method. In the multi-manifold system, a plurality of molten resins are spread in the width direction (the width direction refers to the width direction of the manufactured multilayer film, the same applies hereinafter) at each independent manifold in the die, and merged immediately before the die exit. To produce a film. Multi-manifold dies are complex in structure and expensive to manufacture, and dies must be prepared for each layer structure, film thickness and width.
図1は従来のフィードブロック方式による共押出法を示す。図1に示すフィードブロック方式による共押出法では、3種類の熱可塑性樹脂A、B、Cがフロープレート10のそれぞれの樹脂受入口11a〜11cから供給され、樹脂流通路12a〜12cを経て合流点Pで合流されるビーク20と、合流された溶融樹脂をダイ接続部30の合流路32を経て、単層フィルムを生成するものと同一のダイ31によって押出幅方向(紙面に対して直角方向)に広げスリット状出口34から押出して多層フィルム(図示せず)を形成するものである。
FIG. 1 shows a conventional coextrusion method using a feed block system. In the co-extrusion method using the feed block system shown in FIG. 1, three types of thermoplastic resins A, B, and C are supplied from the respective
このように、フィードブロック方式は、複数の溶融樹脂をフィードブロック内で合流させてから、ダイ内の単一のマニホールドで幅方向に展開してフィルムを生成する。ダイは単層で用いているものを利用でき、フィードブロックの組み合わせを換えることによって、層構成を容易に変更できる。その反面、一般的に、複数の樹脂をフィードブロックにおいて合流させる場合、それぞれの樹脂の粘度の比や流速の比、断面積の比が大きい程、合流後の樹脂の界面の乱れ偏肉が起き易いことが知られている。また、フィードブロックで合流後、マニホールドで約10倍の幅に大きく展開しなければならないうえ、ダイの吐出口までの距離が長いため、各層の幅方向の厚みを均一にすることが難しい。合流後の流路が長いほど、流量や溶融粘度の差によって各層が偏肉する包み込み現象が起きることが知られている。 As described above, in the feed block method, a plurality of molten resins are merged in the feed block, and then developed in the width direction by a single manifold in the die to generate a film. The die used in a single layer can be used, and the layer configuration can be easily changed by changing the combination of feed blocks. On the other hand, in general, when a plurality of resins are merged in the feed block, the larger the ratio of the viscosity of each resin, the ratio of the flow velocity, and the ratio of the cross-sectional area, the more the disorder of the interface of the resin after merging occurs. It is known to be easy. In addition, after joining at the feed block, the manifold must be expanded to a width of about 10 times, and the distance to the discharge port of the die is long, so it is difficult to make the thickness of each layer uniform in the width direction. It is known that the longer the flow path after merging, the more enveloping phenomenon that each layer becomes uneven due to the difference in flow rate and melt viscosity.
特許文献1では、フィードブロック内に設けた層厚調整具の切り欠きで樹脂の流路幅を調整することで、流量に分布をつけて多層フィルムの各層の幅方向の厚み分布を均一にする押出成形装置が示されている。この方法では、樹脂や吐出条件に合わせて層厚調整具の形状を変更する必要がある上、4層以上の多層成形時は各層の層厚調整具の形状を変えなければならず、現実的に困難である。
In
特許文献2では、フィードブロックの合流部の流路断面形状を最適化することで、多層フィルムの各層の幅方向の厚み分布を均一にする押出成形装置および多層フィルムの製造方法が示されている。ただし、実質的に外層の樹脂の流路形状しか制御適用できないために、中間層の粘度や流量が大きい場合、中間層の流量分布が凸となり偏肉包みこみが発生する。
特許文献3ではフィードブロック内の温度を制御して各樹脂の粘度を均一化し、偏肉を低減する装置が示されている。温度の調整で流動特性を制御するものであるが、温度の調整による流動特性の調整には限界があり、粘度差や流量比が大きい場合には温度調整のみで各層の流量プロファイルを均一にすることは困難である。
そこで本発明は上記の問題点に鑑みて、フィードブロック方式で溶融樹脂を共押出によって、ダイから多層フィルムを製造する際に、簡便な方法で各層の厚みを制御し、各層の幅方向の膜厚を均一にする装置を提供することを課題とする。なお、本発明において、ダイとは、コートハンガーダイ、フィッシュテールダイ、ストレートマニホールドダイといった、主にフラットTダイを指すものとする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention controls the thickness of each layer by a simple method when a multilayer film is manufactured from a die by co-extrusion of a molten resin by a feed block method. It is an object of the present invention to provide an apparatus for uniforming the thickness. In the present invention, the die mainly refers to a flat T die such as a coat hanger die, a fish tail die, or a straight manifold die.
そこで本発明の請求項1の発明は、
複数の溶融樹脂をフィードブロックで合流させて単層ダイから押出して多層フィルムを生成する多層押出成形装置であって、
前記フィードブロックは、フロープレート部と、ビーク部と、ダイ接続部から構成され、
フロープレート部は、複数の溶融樹脂を投入する複数開口部を有するもので、
ビーク部は、前記複数開口部に投入された複数の溶融樹脂の流路である内層流路と、外層流路と、合流路とを有するもので、
前記内層流路は矩形状断面の流路であって、
前記外層流路は前記内層流路に対して側面から合流する矩形状断面の流路であって、
前記合流路は前記内層流路と外層流路が合流した矩形状断面の流路であって、
前記内層流路と前記外層流路間には、移動可能な複数の隔壁が幅方向(幅方向とは成形されるフィルムの幅方向を指す。以下同じ)に備えられており、該複数の隔壁を個別に内層流路の厚み方向移動する第一の移動機構が設けられ、第一の移動機構によって内層流路の断面の大きさと断面形状が調整され、
前記外層流路の前記隔壁に対向する位置には、移動可能な複数の側壁部材が幅方向に備えられており、該複数の側壁部材を個別に外層流路の厚み方向に移動する第二の移動機構が設けられ、第二の移動機構によって外層流路の断面の大きさと断面形状が調整され、
ダイ接続部は、前記合流路と単層ダイに繋がる流路を有するものである、
ことを特徴とする多層押出成形装置である。
Therefore, the invention of
A multilayer extrusion molding apparatus for joining a plurality of molten resins in a feed block and extruding from a single layer die to produce a multilayer film,
The feed block is composed of a flow plate part, a beak part, and a die connection part,
The flow plate part has a plurality of openings into which a plurality of molten resins are charged,
The beak portion has an inner layer flow path that is a flow path of a plurality of molten resins introduced into the plurality of openings, an outer layer flow path, and a combined flow path.
The inner layer channel is a channel having a rectangular cross section,
The outer layer channel is a channel having a rectangular cross section that merges from the side surface with respect to the inner layer channel,
The merged channel is a channel having a rectangular cross section in which the inner layer channel and the outer layer channel are merged,
Between the inner layer flow path and the outer layer flow path, a plurality of movable partition walls are provided in the width direction (the width direction refers to the width direction of the film to be formed; the same applies hereinafter), and the plurality of partition walls. A first moving mechanism for individually moving the inner layer flow path in the thickness direction, the first moving mechanism adjusts the size and cross-sectional shape of the inner layer flow path,
A plurality of movable side wall members are provided in the width direction at positions facing the partition walls of the outer layer flow path, and the second side wall members individually move in the thickness direction of the outer layer flow path. A moving mechanism is provided, and the second moving mechanism adjusts the cross-sectional size and cross-sectional shape of the outer layer flow path,
The die connection part has a flow path connected to the combined flow path and the single-layer die.
A multilayer extrusion molding apparatus characterized by the above.
請求項2の発明は、前記ビーク部を複数特徴とする請求項1に記載の多層押出成形装置。
The invention according to
本発明における多層押出成形装置に備えられたフィードブロックは、複数の隔壁及び側壁部材の位置を移動機構によって個別に幅方向に調整することが出来るため、内層流路と外層流路の溶融樹脂の断面形状と断面積とが調節可能であり、その結果、成形不良を低減することができる。 The feed block provided in the multilayer extrusion molding apparatus according to the present invention can individually adjust the positions of the plurality of partition walls and side wall members in the width direction by the moving mechanism. The cross-sectional shape and the cross-sectional area can be adjusted, and as a result, molding defects can be reduced.
以下に、本発明に係る多層押出成形装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。第一実施形態として、3種類の樹脂を用いた3層フィルムの押出成形装置のフィードブロックを図2〜図6に示す。図2は本発明の多層押出成形装置に備えられたフィードブロックの断面を示す図で、フィードブロック4はフロープレート部10と、ビーク部20と、ダイ接続部30で構成される。フロープレート部10は、複数の溶融樹脂を投入する複数開口部である丸穴状断面の導入路11a〜11cを有する。ビーク部20は、内層流路25と、外層流路26、27と、合流路28とを有する。ダイ接続部30は、前記合流路28と図示しない単層ダイに繋がる流路32を有する。
Embodiments of a multilayer extrusion molding apparatus according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. As a first embodiment, a feed block of a three-layer film extrusion molding apparatus using three kinds of resins is shown in FIGS. FIG. 2 is a view showing a cross section of a feed block provided in the multilayer extrusion molding apparatus of the present invention. The feed block 4 includes a
内層流路25は矩形状断面の流路であって、外層流路26、27は内層流路25に対して側面から合流する矩形状断面の流路であり、合流路28は内層流路25と外層流路26,27が合流した矩形状断面の流路であり、内層流路25と外層流路26、27間の隔壁21、23は、第一の移動機構によって移動可能な複数の隔壁で構成されており、更に該複数の隔壁を個別に矢印52で示す内層流路の厚み方向に第一の移動機構によって移動することによって、内層流路の断面の大きさと断面形状を調整することが出来る。
The inner
隔壁21、23に対向する外層流路の位置に設けられた複数からなる側壁部材22、24を矢印52で示す外層流路の厚み方向に第二の移動機構によって移動することによって、外層流路26、27の断面の大きさと断面形状を調整することが出来る。
By moving the plurality of
フロープレート部10を説明する。図3はフロープレート部10を上流側から流れ方向に見た概略図を示す。図3(a)は、3台の押出機1〜3(図2)を接続する場合のフロープレート部10である。押出機1〜3がそれぞれ接続する丸穴状に開口した導入路11a〜11cは、矩形に変化しながら連絡路12a〜12cに接続され、ビーク側に開口する。なお、押出機は3台に限るものではなく、図3(b)に2台の押出機を接続する場合のフロープレート部を示す。押出機1〜2が接続する導入路11a、11bは丸穴状に開口し、前記導入路11aはフロープレート部10の内部で2分岐して矩形に変化しながら連絡路12a、12cに接続され、前記導入路11bは矩形に変化しながら連絡路12bに接続され、ビーク側に開口する。
The
ビーク部20を説明する。ビーク部20は上記図2に示すように、連絡路12bに連結された矩形状断面の内層流路25と、連絡路12aに連結された矩形状断面の外層流路26と、連絡路12cに連結された矩形状断面の外層流路27と、前記内層流路25と外層流路26と外層流路27が合流した矩形状断面の合流路28を備える。また、ビーク部20は、ビーク筐体29の中に、内層流路25と外層流路26の間には内層流路の厚み方向52に移動可能な隔壁21と、外層流路26の壁面と合流路32の壁面が流路の厚み方向52に移動可能な側壁部材22と、内層流路25と外層流路27を隔壁し内層流路の厚み方向52に移動可能な隔壁23と、外層流路27の壁面と合流路32の壁面が流路の厚み方向52に移動可能な側壁部材24と、を有する。隔壁21、隔壁23はそれぞれ第一の移動機構である支持体43、44によって移動調整され、側壁部材22、側壁部材24は第二の移動機構である支持体41、42、によって移動調節され上記のように矢印52に示す流路の厚み方向に移動される。
The
図4にビーク部20を上流側から矢印51で示す流れ方向に見た図を示す。側壁部材22、側壁部材24、隔壁21、隔壁23は矢印53で示す各流路の幅方向に7つに分割されており、その各分割片を矢印52で示す厚み方向に個別に移動することが出来る。ここで、側壁部材22、側壁部材24、隔壁21、隔壁23の分割数は7つに限らず複数であれば良く、合流部壁面を滑らかにするため、分割数が多いことが望ましい。第二の移動機構である支持体41、42はビーク筐体29を貫通して側壁部材22、24を固定し、ビーク筐体29から突出した部位を回転させることで、厚み方向52に各側壁部材22、24の位置を調節できる。
FIG. 4 shows a view of the
第一の移動機構である支持体43、44は同じ構造である。例として支持体44の移動機構を説明する。図5に図4のB−B’における断面図、図6に図4のA−A’における断面図を示す。支持体44は分割された隔壁231を隔壁231の上面から固定する上部支持体444と、上部支持体444の内部に回転可能に固着したねじ軸440からなる。上部支持体444は幅方向53に配置され、ビーク筐体29に設けられた切り欠き部290に屈曲させ、ねじ軸440を固着させる。ねじ軸440は雄ねじ部441を有し、ビーク筐体29に形成された雌ねじ部442に螺合されビーク筐体29の外側へ厚み方向52に突出する。ねじ軸440の捻回操作でねじ軸440が隔壁片231と一体に軸方向移動するようになっている。このようにして内層流路25の断面の大きさと断面形状を調整することが出来る。
The supports 43 and 44 as the first moving mechanism have the same structure. As an example, a moving mechanism of the
ダイ接続部30は、上記図2に示すように矩形状断面の流路32を有し、ビーク部20の合流路28とダイ31の流路を接続する。
As shown in FIG. 2, the
第二実施形態として、2つのビークを用いた5層フィルムの押出成形装置のフィードブロックを図7〜図9に示す。図7に示されるフィードブロック4はフロープレート部10、第一のビーク部80、連絡ブロック60、62、第二のビーク部70、ダイ接続部30と、で構成されている。
As a second embodiment, FIG. 7 to FIG. 9 show a feed block of a five-layer film extrusion molding apparatus using two beaks. The feed block 4 shown in FIG. 7 includes a
フロープレート部10は、図示しない例えば5台の押出機に接続する丸穴状断面の導入路11a〜11eと、それに連なる矩形状断面の連絡路12a〜12eと、が形成されており、第一のビーク部80及び連絡ブロック60、連絡ブロック62に連結している。フロープレート部10の構造を説明するため、図8は例えば3台の押出機1〜3を接続する場合のフロープレート部10を上流側から流れ方向に見た概略図を示す。押出機1〜3が接続する導入路11a〜11cは丸穴状に開口し、前記導入路11a、11cはフロープレート部10の内部で2分岐して矩形に変化しながらそれぞれ連絡路12aと12c及び12dと12eに接続され、前記導入路11bは矩形に変化しながら連絡路12bに接続され、ビーク側に開口する。なお、押出機は3台に限るものではなく、5台未満の押出機を用いた5層フィルムの場合は、導入路11を適宜分岐して矩形状断面の連絡路12a〜12eに接続されたフロープレート部を用いる。
The
第一のビーク部80の形状は、第一実施形態で説明したものと同一の構造であり、省略する。
The shape of the
フロープレート部10の連絡路12a〜12cは、それぞれ第一のビーク部80の外層
流路26、内層流路25、外層流路27に接続され、フロープレート部10の連絡路12dと連絡路12eはそれぞれ連絡ブロック60の連絡路61と連絡ブロック62の連絡路63に接続される。
The
第二のビーク部70は、合流路28に連結された矩形状断面の内層流路75と、連絡路61に連結された矩形状断面の外層流路76と、連絡路63に連結された矩形状断面の外層流路77と、前記内層流路75と外層流路76と外層流路77が合流した矩形状断面の合流路78を備える。また、第二のビーク部70は、ビーク筐体79の中に、内層流路75と外層流路76の隔壁71と、外層流路76の壁面と合流路壁面が流路の厚み方向52に移動可能な側壁部材72と、内層流路75と外層流路77を隔壁し内層流路の厚み方向52に移動可能な隔壁73と、外層流路77の壁面と合流路壁面が流路の厚み方向52に移動可能な側壁部材74とを有する。隔壁71、隔壁73は第一の移動機構である支持体47、48によって内層流路75の厚み方向52に移動可能となっている。また側壁部材72、側壁部材74は、第二の移動機構である支持体45、46によって外層流路76、77の厚み方向52に移動可能となっている。
The
図9に第二のビーク部70を上流側から矢印51で示す流れ方向に見た図を示す。側壁部材72、側壁部材74、隔壁71、隔壁73は矢印53で示す幅方向に7つに分割されており、その各分割片は矢印52で示す厚み方向に移動できるようになっている。ここで、側壁部材72、側壁部材74、隔壁71、隔壁73の分割数は7つに限らず複数であれば良く、合流部壁面を滑らかにするため、分割数が多いことが望ましい。
FIG. 9 shows the
ダイ接続部30は、矩形状断面の流路32を有し、第二のビーク部70の合流路78とダイ31の流路を接続する。
The
第二実施形態では、ビークを2つに限ることなく、3つ以上のビークを重ねて用いることによって、5層以上の多層フィルムを成形することができる。 In the second embodiment, the number of beaks is not limited to two, and a multilayer film of five or more layers can be formed by using three or more beaks in an overlapping manner.
以上のように、本発明のフィードブロックを備えた多層押出成形装置によれば、各層のフィルムの流路の断面の大きさと断面形状を調整することが出来るため、各層の厚みを制御することが可能で、その結果、フィルムの幅方向の膜厚を均一にすることが出来る。 As described above, according to the multilayer extrusion molding apparatus provided with the feed block of the present invention, the cross-sectional size and cross-sectional shape of the flow path of the film of each layer can be adjusted, so that the thickness of each layer can be controlled. As a result, the film thickness in the width direction of the film can be made uniform.
1・・・押出機
2・・・押出機
3・・・押出機
4・・・フィードブロック
10・・・フロープレート部
11・・・導入路
12・・・導入路
13・・・導入路
20・・・ビーク部
21・・・隔壁
22・・・側壁部材
23・・・隔壁
24・・・側壁部材
25・・・内層流路
26・・・外層流路
27・・・外層流路
28・・・合流路
29・・・ビーク筐体
30・・・ダイ接続部
31・・・ダイ
32・・・合流路
34・・・スリット状出口
41・・・支持体
42・・・支持体
43・・・支持体
44・・・支持体
51・・・流れ方向
52・・・厚み方向
53・・・幅方向
60・・・連絡ブロック
61・・・連絡路
62・・・連絡ブロック
63・・・連絡路
70・・・ビーク
71・・・隔壁
72・・・側壁部材
73・・・隔壁
74・・・側壁部材
75・・・内層流路
76・・・外層流路
77・・・外層流路
78・・・合流路
79・・・ビーク筐体
290・・・切りかき部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記フィードブロックは、フロープレート部と、ビーク部と、ダイ接続部から構成され、
フロープレート部は、複数の溶融樹脂を投入する複数開口部を有するもので、
ビーク部は、前記複数開口部に投入された複数の溶融樹脂の流路である内層流路と、外層流路と、合流路とを有するもので、
前記内層流路は矩形状断面の流路であって、
前記外層流路は前記内層流路に対して側面から合流する矩形状断面の流路であって、
前記合流路は前記内層流路と外層流路が合流した矩形状断面の流路であって、
前記内層流路と前記外層流路間には、移動可能な複数の隔壁が幅方向(幅方向とは成形されるフィルムの幅方向を指す。以下同じ)に備えられており、該複数の隔壁を個別に内層流路の厚み方向に移動する第一の移動機構が設けられ、第一の移動機構によって内層流路の断面の大きさと断面形状が調整され、
前記外層流路の前記隔壁に対向する位置には、移動可能な複数の側壁部材が幅方向に備えられており、該複数の側壁部材を個別に外層流路の厚み方向に移動する第二の移動機構が設けられ、第二の移動機構によって外層流路の断面の大きさと断面形状が調整され、
ダイ接続部は、前記合流路と単層ダイに繋がる流路を有するものである、
ことを特徴とする多層押出成形装置。 A multilayer extrusion molding apparatus for joining a plurality of molten resins in a feed block and extruding from a single layer die to produce a multilayer film,
The feed block is composed of a flow plate part, a beak part, and a die connection part,
The flow plate part has a plurality of openings into which a plurality of molten resins are charged,
The beak portion has an inner layer flow path that is a flow path of a plurality of molten resins introduced into the plurality of openings, an outer layer flow path, and a combined flow path.
The inner layer channel is a channel having a rectangular cross section,
The outer layer channel is a channel having a rectangular cross section that merges from the side surface with respect to the inner layer channel,
The merged channel is a channel having a rectangular cross section in which the inner layer channel and the outer layer channel are merged,
Between the inner layer flow path and the outer layer flow path, a plurality of movable partition walls are provided in the width direction (the width direction refers to the width direction of the film to be formed; the same applies hereinafter), and the plurality of partition walls. A first moving mechanism for individually moving the inner layer flow path in the thickness direction, and the first moving mechanism adjusts the cross-sectional size and cross-sectional shape of the inner layer flow path,
A plurality of movable side wall members are provided in the width direction at positions facing the partition walls of the outer layer flow path, and the second side wall members individually move in the thickness direction of the outer layer flow path. A moving mechanism is provided, and the second moving mechanism adjusts the cross-sectional size and cross-sectional shape of the outer layer flow path,
The die connection part has a flow path connected to the combined flow path and the single-layer die.
A multilayer extrusion molding apparatus characterized by that.
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