JP2015063105A - Co-extrusion t die device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、共押出Ｔダイ装置で多層の樹脂フィルムを製造する際に、Ｔダイ吐出口（リップ）直後のフィルム状態の溶融樹脂積層体（以下、フィルム状に押し出された溶融樹脂の積層体を多層溶融フィルムと称す）の樹脂種ごとのダイ幅方向にわたる樹脂温度を制御可能とする共押出Ｔダイ装置に関する。 The present invention relates to a molten resin laminate in a film state immediately after a T-die discharge port (lip) (hereinafter referred to as a laminate of a molten resin extruded into a film) when a multilayer resin film is produced by a coextrusion T-die apparatus. This is related to a coextrusion T-die apparatus capable of controlling the resin temperature over the die width direction for each resin type.
図１は、樹脂フィルムやこの樹脂フィルムに基材を重ね合わせたラミネートフィルム等のシート成形に用いられる従来の共押出Ｔダイ装置を示す図である。この装置は、樹脂押出機１１−１、１１−２、１１−３の加熱シリンダ内に配設されたスクリューを回転させて３箇所から溶融樹脂を押し出し、それぞれの溶融樹脂をフィードブロック１２内に供給し、図２に示すフィードブロック内面で、樹脂供給口１２ａから供給されたそれぞれの樹脂を３層の樹脂に積層させて積層体Ｒ１として樹脂排出口１２ｂに押し出し、スリット状の開口を備えるＴダイ２に供給して多層溶融フィルムＲ２として押し出し、紙・金属箔・樹脂などの他のフィルム状の基材７上に薄膜の樹脂層を塗布し、冷却ロール６で冷却固化させ、多層ラミネートフィルム１４として、図示しない巻取り装置で巻き取る構成になっている。 FIG. 1 is a view showing a conventional coextrusion T-die apparatus used for forming a sheet of a resin film or a laminate film having a base material superimposed on the resin film. This apparatus rotates the screw provided in the heating cylinder of the resin extruders 11-1, 11-2, and 11-3 to extrude the molten resin from three locations, and put each molten resin into the feed block 12 2, each of the resins supplied from the resin supply port 12a is laminated on three layers of resin on the inner surface of the feed block shown in FIG. 2 and extruded as a laminate R1 to the resin discharge port 12b. Supply to the die 2 and extrude as a multilayer molten film R2, apply a thin resin layer on another film-like substrate 7 such as paper, metal foil, resin, etc., cool and solidify with a cooling roll 6, and multilayer laminate film 14 is configured to be wound by a winding device (not shown).
図３は前記Ｔダイ２の内部構造を詳細に示した図である。Ｔダイ２は、上部に積層体Ｒ１の積層体供給口２ａを備えており、積層体供給口２ａは積層体Ｒ１を供給する図示しない供給管でフィードブロックの積層体排出口１２ｂと接続されている。Ｔダイ２は、押し出し後のフィルム形状に合わせて、幅方向に細長い形態を持つ。マニホールド３はＴダイ２の幅方向にわたって筒状に形成されており、幅方向の中間部の上部に積層体供給口２ａが接続されている。リップランド４は、マニホールド３の下側にＴダイ２の幅方向にわたって形成されている。吐出口（以下、リップ）５は、リップランド４の下端部に位置している。 FIG. 3 shows the internal structure of the T die 2 in detail. The T-die 2 has a laminated body supply port 2a for the laminated body R1 at the top, and the laminated body supply port 2a is connected to the laminated body outlet 12b of the feed block by a supply pipe (not shown) for supplying the laminated body R1. Yes. The T die 2 has an elongated shape in the width direction in accordance with the film shape after extrusion. The manifold 3 is formed in a cylindrical shape over the width direction of the T die 2, and the laminate supply port 2 a is connected to the upper part of the intermediate portion in the width direction. The lip land 4 is formed on the lower side of the manifold 3 over the width direction of the T die 2. The discharge port (hereinafter referred to as lip) 5 is located at the lower end of the lip land 4.
次に、共押出Ｔダイ装置による多層ラミネートフィルムの作成方法について説明する。まず、図１に示す樹脂押出機１１−１、１１−２、１１−３の加熱シリンダ内に配設されたスクリューを回転させ、樹脂を押し出させる。スクリューの回転数は樹脂の供給スピードに相関するため、多層ラミネートフィルム１４の各層が必要な膜厚を得られるように、それぞれのスクリューの回転数を調整する。スクリューから押し出されたそれぞれの溶融樹脂はフィードブロック内へと供給され、積層され、積層体Ｒ１となる。積層体Ｒ１は、供給口２ａからＴダイ２に供給される。積層体Ｒ１はマニホールド３に流れマニホールド３の幅方向に広がり、下方のリップランド４へ流れる。そして、積層体Ｒ１がリップランド４を通過する際にフィルム状に成形される。リップランド４内でフィルム状に成形された積層体Ｒ１は、リップ５から吐出され、多層溶融フィルムＲ２となる。多層溶融フィルムＲ２はＴダイ２の下方（下流側）に設けられた図示しない冷却ローラによって圧延される。冷却ローラは多層溶融フィルムＲ２が排出されるスピードよりも速いスピードで回転されている。リップ５から吐出された時点では、多層溶融フィルムＲ２は固化していない。多層溶融フィルムＲ２は、冷却ローラ上の基材に片面が転写されると同時に冷却され、固化する。リップ５から吐出された多層溶融フィルムＲ２は幅方向に縮み、端部が厚くなる。冷却固化後のプロセスで、この厚くなった端部は切除されて厚さの均一な樹脂フィルムが提供される。 Next, a method for producing a multilayer laminate film using a coextrusion T-die apparatus will be described. First, the screws disposed in the heating cylinders of the resin extruders 11-1, 11-2, and 11-3 shown in FIG. 1 are rotated to extrude the resin. Since the rotation speed of the screw correlates with the resin supply speed, the rotation speed of each screw is adjusted so that each layer of the multilayer laminate film 14 can obtain a necessary film thickness. Each molten resin extruded from the screw is supplied into the feed block and laminated to form a laminated body R1. The laminated body R1 is supplied to the T die 2 from the supply port 2a. The laminate R1 flows into the manifold 3 and spreads in the width direction of the manifold 3 and flows to the lip land 4 below. And when laminated body R1 passes the lip land 4, it shape | molds in a film form. The laminated body R1 formed into a film in the lip land 4 is discharged from the lip 5 and becomes a multilayer molten film R2. The multilayer molten film R2 is rolled by a cooling roller (not shown) provided below the T die 2 (downstream side). The cooling roller is rotated at a speed faster than the speed at which the multilayer molten film R2 is discharged. When discharged from the lip 5, the multilayer molten film R2 is not solidified. The multilayer molten film R2 is cooled and solidified at the same time as one surface is transferred to the substrate on the cooling roller. The multilayer molten film R2 discharged from the lip 5 shrinks in the width direction, and the end becomes thick. In the process after cooling and solidification, the thickened end portion is cut off to provide a resin film having a uniform thickness.
ところで、前記図１に示す共押出Ｔダイ装置においては、多層ラミネートフィルム１４の樹脂層の全ての膜厚をダイ幅方向にわたって均一にすることが重要であるが、共押出プロセスは制御が難しいため不均一な膜厚分布が生じやすく問題となっている。膜厚分布の調整には、ダイ形状の改造、ディッケルの形状や配置の適正化、リップのクリアランス調整、フィードブロック形状の改造、Ｔダイと樹脂押出機の加熱ヒーターの温度制御などいくつもの方法があり、これらの方法をいくつも組み合わせ、トライアンドエラーで調整が行われる。このような方法では最適なプロセスを見つけるために多大な時間を要するため、数値シミュレーションにより、多層溶融フィルムの総膜厚及び層比が均一となる加熱ヒーター等の設定温度を予測し、その値を入力する方法も存在する。 By the way, in the coextrusion T-die apparatus shown in FIG. 1, it is important to make all the film thicknesses of the resin layers of the multilayer laminate film 14 uniform in the die width direction, but the coextrusion process is difficult to control. A non-uniform film thickness distribution tends to occur. There are a number of methods for adjusting the film thickness distribution, such as remodeling the die, optimizing the shape and arrangement of the deck, adjusting the lip clearance, remodeling the feed block, and controlling the temperature of the heaters of the T-die and the resin extruder. There are several combinations of these methods, and adjustment is performed by trial and error. In such a method, it takes a lot of time to find an optimum process. Therefore, the set temperature of a heater or the like in which the total film thickness and the layer ratio of the multilayer molten film are uniform is predicted by numerical simulation, and the value is calculated. There is also a way to enter.
不均一な膜厚分布をなくす方法の中で、特許文献１では、生産された樹脂フィルム（成形品）の厚さを計測してフィードバックし、押出Ｔダイ装置によるラミネートフィルムの厚さを制御するためのシステムが提供されている。特許文献１記載のＴダイでは、自動厚さ調整ダイでありスリット状の開口におけるスリットの長手方向（樹脂フィルムの幅方向）に関する各部分におけるリップクリアランスを、制御装置からの指令によって、自動的に調整することが出来るようになっている。フィルムの成形運転が開始されると、成形運転中は、押出Ｔダイ装置の途中に配設されフィルムの厚さを計測する膜厚計測器が現在のフィルムの膜厚を計測する。なお、前記膜厚計測器は、フィルムの幅方向に関し、全幅にわたって厚さを計測することができるものである。これにより、フィルムの幅方向に関する厚さの変化も計測することができる。そして、制御装置は、前記膜厚計の出力信号を受信し、計測されたフィルムの幅方向に関する厚さの変化量が目標値の誤差範囲内に収まっているか否か、すなわち、フィルムの厚さが幅方向に関して均一であり、フィルムの厚さ精度が目標精度に到達しているか否かを判断する。そして、目標精度に到達している場合、フィルムの厚さの計測が繰り返し行われる。 In the method of eliminating the non-uniform film thickness distribution, in Patent Document 1, the thickness of the produced resin film (molded product) is measured and fed back, and the thickness of the laminate film by the extrusion T-die device is controlled. A system for providing is provided. The T-die described in Patent Document 1 is an automatic thickness adjusting die, and the lip clearance in each part in the slit longitudinal direction (resin film width direction) in the slit-shaped opening is automatically determined by a command from the control device. It can be adjusted. When the film forming operation is started, during the forming operation, a film thickness measuring instrument disposed in the middle of the extrusion T-die apparatus and measuring the film thickness measures the current film thickness. In addition, the said film thickness measuring device can measure thickness over the full width regarding the width direction of a film. Thereby, the change of the thickness regarding the width direction of a film can also be measured. Then, the control device receives the output signal of the film thickness meter, and whether or not the measured variation in thickness in the width direction of the film is within the error range of the target value, that is, the thickness of the film Is uniform in the width direction, and it is determined whether or not the film thickness accuracy has reached the target accuracy. When the target accuracy is reached, the film thickness is repeatedly measured.
一方、フィルムの厚さ精度が目標精度に到達していない場合、制御装置は、計測されたフィルムの厚さに基づき、フィルムの厚さを均一にするための押出Ｔダイにおけるノズルのリップクリアランスの値を演算する。この場合、スリット状の開口におけるスリットの長手方向に関する各所におけるリップクリアランスの値を、それぞれ、演算する。そして、制御装置は、演算された値となるようにＴダイにおけるノズルのリップクリアランスを制御する。そして、目標精度に到達している場合に、フィルムの厚さの計測が繰り返し行われる。 On the other hand, if the thickness accuracy of the film does not reach the target accuracy, the control device determines the lip clearance of the nozzle in the extrusion T die for making the film thickness uniform based on the measured film thickness. Calculate the value. In this case, the value of the lip clearance at each location in the slit-shaped opening in the longitudinal direction of the slit is calculated. And a control apparatus controls the lip clearance of the nozzle in T-die so that it may become the calculated value. Then, when the target accuracy is reached, the film thickness is repeatedly measured.
特許文献２では、リップクリアランスとラミネートフィルムの厚さとの関係を学習し、そのデータに基づきリップクリアランスを制御するようにして、リップダイから押し出された樹脂の温度や吐出量が定常状態になるまでの期間であっても、所望の断面形状を有するラミネートフィルムを容易に成形することができるようにしている。 In Patent Document 2, the relationship between the lip clearance and the thickness of the laminate film is learned, and the lip clearance is controlled based on the data so that the temperature and the discharge amount of the resin extruded from the lip die become a steady state. Even during the period, a laminate film having a desired cross-sectional shape can be easily formed.
特許文献３では、冷却ロールから巻き取り装置までの間に膜厚制御装置を一つ以上設けて、平均膜厚を制御装置にフィードバックすることで、リップクリアランスを制御している。 In Patent Document 3, one or more film thickness control devices are provided between the cooling roll and the winding device, and the lip clearance is controlled by feeding back the average film thickness to the control device.
特許文献４では、赤外線吸収方式の膜厚計により、ポリイミド多層接着フィルムの各層の膜厚寸法を測定し、得られた膜厚寸法データを基に製膜時の各層の膜厚を制御、調整して製造することにより、ポリイミド多層接着フィルムを提供している。 In Patent Document 4, the film thickness dimension of each layer of the polyimide multilayer adhesive film is measured by an infrared absorption type film thickness meter, and the film thickness of each layer at the time of film formation is controlled and adjusted based on the obtained film thickness dimension data. Thus, a polyimide multilayer adhesive film is provided.
しかしながら、特許文献１、２、３の技術は単層フィルムに用いられるものであり、多層フィルムの全ての樹脂層の膜厚を均一にすることはできない。また、特許文献４の技術では、計測値のフィードバックを行うにあたり、冷却固化、ラミネートフィルムとの接着など、全ての工程を実施する必要がある。膜厚が安定するまでに時間を要すると、ラミネート用基材等の材料費や、ラインを動かす際に発生する人件費、ライン能率の低下などの様々なロスが発生してしまう。 However, the techniques of Patent Documents 1, 2, and 3 are used for a single layer film, and the film thicknesses of all the resin layers of the multilayer film cannot be made uniform. In the technique of Patent Document 4, it is necessary to carry out all the steps such as cooling and solidification and adhesion to a laminate film when performing feedback of measurement values. If it takes time to stabilize the film thickness, various losses such as material costs for the base material for laminating, labor costs that occur when moving the line, and reduction in line efficiency occur.
本発明は前記の問題点に鑑みて、共押出Ｔダイ装置のＴダイリップ先端から吐出した多層溶融フィルムのダイ幅方向（長手方向）の各樹脂層の温度分布を計測し、その温度データを樹脂押出機及びＴダイに設けられた加熱ヒーターにフィードバックして温度制御を行うことで、ダイ吐出直後の多層溶融フィルムを樹脂層ごと温度制御可能な、共押出Ｔダイ装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention measures the temperature distribution of each resin layer in the die width direction (longitudinal direction) of a multilayer molten film discharged from the tip of a T die lip of a coextrusion T die apparatus, and uses the temperature data as a resin. It is an object to provide a co-extrusion T-die device capable of controlling the temperature of the multilayer molten film immediately after die discharge together with the resin layer by performing temperature control by feeding back to the heater provided in the extruder and the T-die. To do.
本装置を用いれば、予め数値シミュレーションでダイ幅方向にわたって樹脂層の膜厚が均一となるリップ直後の多層溶融フィルムの温度を予測しておき、その予測した温度に多層溶融フィルムの温度を制御することで、樹脂層の膜圧が均一な多層溶融フィルムを得ることが可能となる。 If this device is used, the temperature of the multilayer molten film immediately after the lip where the film thickness of the resin layer becomes uniform over the die width direction is predicted in advance by numerical simulation, and the temperature of the multilayer molten film is controlled to the predicted temperature. This makes it possible to obtain a multilayer molten film in which the film pressure of the resin layer is uniform.
そこで本発明の請求項１の発明は、
赤外線吸収波長が異なる２種類以上の溶融樹脂を、スリット状の開口を備えるＴダイに積層させて供給し、多層のフィルム状に押し出す共押出Ｔダイ装置であって、
前記共押出Ｔダイ装置は、樹脂押出機と、フィードブロックと、Ｔダイと、加熱手段と、温度測定手段と、温度制御手段と、を備え、
前記樹脂押出機は、使用する樹脂の数または積層させる樹脂数分が用意され、シリンダ内に配設されたスクリューを回転させ溶融樹脂を押し出すもので、
前記フィードブロックは、前記複数の樹脂押出機からアダプターを通り供給された溶融樹脂を合流させて積層体にする内部構造を有するもので、
前記Ｔダイは、前記フィードブロックからアダプターを通り供給された積層体を、スリット形状を有するリップからフィルム状（以下、フィルム状に押し出された積層体の溶融樹脂を多層溶融フィルムと称す）に押し出すもので、
前記加熱手段は、前記樹脂押出機の側面と、前記Ｔダイの全幅側面に設けられた加熱ヒーターであって、
前記温度測定手段は、赤外線放射を検知する放射温度計により、前記多層溶融フィルムの幅方向における温度を、樹脂種ごとに、リップ直後で測定するものであって、
前記温度制御手段は、前記温度測定手段によって得られた温度に基づいて前記加熱ヒーターの温度を制御することで、多層溶融フィルムの樹脂種ごとの幅方向温度を制御することを特徴とした共押出Ｔダイ装置である。
Therefore, the invention of claim 1 of the present invention is
Two or more types of molten resins having different infrared absorption wavelengths are laminated and supplied to a T-die having a slit-shaped opening, and are a coextrusion T-die apparatus for extruding into a multilayer film,
The co-extrusion T-die device includes a resin extruder, a feed block, a T-die, a heating unit, a temperature measuring unit, and a temperature control unit.
The resin extruder is prepared for the number of resins to be used or the number of resins to be laminated, and rotates the screw disposed in the cylinder to extrude the molten resin.
The feed block has an internal structure in which a molten resin fed through an adapter from the plurality of resin extruders is joined to form a laminate,
The T-die extrudes a laminated body supplied from the feed block through an adapter into a film shape (hereinafter, a molten resin of the laminated body extruded into a film shape is referred to as a multilayer molten film) from a lip having a slit shape. With
The heating means is a heater provided on a side surface of the resin extruder and a full width side surface of the T die,
The temperature measuring means measures the temperature in the width direction of the multilayer molten film immediately after the lip, for each resin type, by a radiation thermometer that detects infrared radiation,
The temperature control means controls the temperature in the width direction for each resin type of the multilayer molten film by controlling the temperature of the heater based on the temperature obtained by the temperature measurement means. This is a T-die device.
本発明の請求項２の発明は、
多層溶融フィルムの樹脂種ごとの幅方向温度の温度目標データが、予め前記温度制御手段に入力されており、これら温度目標データと前記測定手段によって測定された温度の差が、予め設定された閾値を超えた場合に温度制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の共押出Ｔダイ装置である。
The invention of claim 2 of the present invention
The temperature target data of the temperature in the width direction for each resin type of the multilayer molten film is input to the temperature control means in advance, and the difference between the temperature target data and the temperature measured by the measurement means is a preset threshold value. 2. The coextrusion T-die apparatus according to claim 1, wherein temperature control is performed when the temperature exceeds.
本発明の請求項３の発明は、
前記温度目標データが、数値シミュレーションで予測された、多層溶融フィルムのダイ幅方向にわたって全樹脂層の膜厚が均一になる温度条件であることを特徴とした、請求項２に記載の共押出Ｔダイ装置である。
The invention of claim 3 of the present invention
The co-extrusion T according to claim 2, wherein the temperature target data is a temperature condition predicted by a numerical simulation so that the film thicknesses of all the resin layers are uniform over the die width direction of the multilayer molten film. Die device.
本発明における押出Ｔダイ装置によれば、予め数値シミュレーションで幅方向にわたって樹脂層比及び総厚みが均一となるリップ直後の樹脂層ごとの温度を予測しておき、その値に多層溶融フィルムの温度を制御することで、均一な多層ラミネートフィルムを得ることが出来る。 According to the extrusion T-die apparatus of the present invention, the temperature of each resin layer immediately after the lip where the resin layer ratio and the total thickness are uniform over the width direction is predicted in advance by numerical simulation, and the temperature of the multilayer molten film is determined as the value. By controlling, a uniform multilayer laminate film can be obtained.
以下、本発明の実施形態による押出Ｔダイ装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an extrusion T-die apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図４は本発明の共押出Ｔダイ装置の一例を示す図である。図４に示される共押出Ｔダイ装置は、樹脂押出機１１−１〜１１−３から、赤外線吸収波長の異なる複数の溶融樹脂をアダプターを通してフィードブロック１２に供給し、フィードブロック１２内部で積層体Ｒ１を作り、積層体Ｒ１は積層体排出口１２ｂから供給口２ａを通ってＴダイ２の内部に送り込まれ、幅方向に筒状に設けられたマニホールド３で幅方向に広げられ、その後スリット形状を有するリップからフィルム状に多層溶融フィルムＲ２として押し出される。その後、多層溶融フィルムＲ２は冷却ロール６で冷却固化し、多層ラミネートフィルム１４となり、図示しない巻取り装置で巻き取られる。この構成は一例であり、例えば樹脂押出機は３台でなくても良い。 FIG. 4 is a view showing an example of the coextrusion T-die apparatus of the present invention. The coextrusion T-die apparatus shown in FIG. 4 supplies a plurality of molten resins having different infrared absorption wavelengths from the resin extruders 11-1 to 11-3 to the feed block 12 through an adapter, and the laminate inside the feed block 12 R1 is made, and the laminated body R1 is fed into the inside of the T-die 2 from the laminated body outlet 12b through the supply port 2a, and spreads in the width direction by the manifold 3 provided in a cylindrical shape in the width direction, and then slit-shaped. Is extruded as a multilayer molten film R2 in the form of a film. Thereafter, the multilayer molten film R2 is cooled and solidified by the cooling roll 6, becomes the multilayer laminate film 14, and is wound by a winding device (not shown). This configuration is an example. For example, the number of resin extruders may not be three.
樹脂押出機１１−１〜１１−３、フィードブロック１２、Ｔダイ２は、従来用いられているＴダイを用いることが出来る。 Conventionally used T dies can be used as the resin extruders 11-1 to 11-3, the feed block 12, and the T die 2.
図５は、本発明の共押出Ｔダイ装置の温度制御機構の一例を示す図である。符号９ａは予め温度制御手段に入力される多層溶融フィルムの幅方向の目標温度データである。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a temperature control mechanism of the coextrusion T-die device of the present invention. Reference numeral 9a is target temperature data in the width direction of the multilayer molten film that is input in advance to the temperature control means.
本発明の共押出Ｔダイ装置の加熱手段は、樹脂押出機の側両面に設けられた加熱ヒーター１１−１ａ（１１−１ｂ）〜１１―３ａ(１１-３ｂ)、及び、Ｔダイ全幅にわたってその両側面に設けられた加熱ヒーター１０−１ａ（１０−１ｂ）〜１０―５ａ(１０-５ｂ)、である。この構成は一例であり、加熱ヒーターの数や設置位置に関してはこれに限定されるものではない。
ここで、加熱ヒーター１１−１ａ〜１１―３ａとは、樹脂押出機の一方の側面に設けられた樹脂押出機加熱手段を指し、加熱ヒーター１１−１ｂ〜１１-３ｂとは、樹脂押出機の他方の側面に設けられた樹脂押出機加熱手段を指す。
同様に、加熱ヒーター１０−１ａ〜１０―５ａは、Ｔダイ全幅の一方の側面に設けられたＴダイ加熱手段を指し、加熱ヒーター１０−１ｂ〜１０―５ｂは、Ｔダイ全幅の他方の側面に設けられたＴダイ加熱手段を指す。
The heating means of the co-extrusion T-die apparatus of the present invention includes heaters 11-1a (11-1b) to 11-3a (11-3b) provided on both sides of the resin extruder, and the entire width of the T-die. The heaters 10-1a (10-1b) to 10-5a (10-5b) provided on both side surfaces. This configuration is an example, and the number of heaters and the installation position are not limited thereto.
Here, the heaters 11-1a to 11-3a refer to resin extruder heating means provided on one side of the resin extruder, and the heaters 11-1b to 11-3b refer to those of the resin extruder. It refers to a resin extruder heating means provided on the other side surface.
Similarly, the heaters 10-1a to 10-5a indicate T-die heating means provided on one side surface of the T die full width, and the heaters 10-1b to 10-5b are the other side surfaces of the T die full width. Refers to the T-die heating means provided in.
次に、温度測定手段８について説明する。温度測定手段８は、リップ５から押し出された多層溶融フィルムの幅方向にわたって複数箇所のフィルム温度を、異なる樹脂層ごとに区別して、リップ５の直後で測定するものである。温度測定手段には、赤外線測定波長の異なる複数の放射温度計を組み合わせたものを使用する。放射温度計は物体から放射される赤外線の強度を測定して、物体の温度を測定する。赤外線吸収（放射）波長が異なる材質の溶融樹脂を選定することで、樹脂層の温度を区別して測定することが出来る。例えば溶融ポリエチレンは３．４μｍの波長、溶融ポリエステルは５．８μｍ以上の波長で赤外線を放射し、それ以外の波長は透過するため、測定波長が３．４μｍと５．８μｍ以上の２種の放射温度計を組み合わせて使用することで、溶融ポリエチレンと溶融ポリエステルの多層溶融フィルムの樹脂別温度分布を測定することが出来る。 Next, the temperature measuring means 8 will be described. The temperature measuring means 8 measures the film temperature at a plurality of locations across the width direction of the multilayer molten film extruded from the lip 5 immediately after the lip 5 while distinguishing it for each different resin layer. As the temperature measuring means, a combination of a plurality of radiation thermometers having different infrared measurement wavelengths is used. A radiation thermometer measures the temperature of an object by measuring the intensity of infrared rays emitted from the object. By selecting a molten resin having a different infrared absorption (radiation) wavelength, the temperature of the resin layer can be distinguished and measured. For example, melted polyethylene emits infrared light at a wavelength of 3.4 μm, melted polyester emits infrared light at a wavelength of 5.8 μm or more, and transmits other wavelengths, so two types of radiation with a measurement wavelength of 3.4 μm and 5.8 μm or more are emitted. By using a combination of thermometers, it is possible to measure the temperature distribution by resin of the multilayer molten film of molten polyethylene and molten polyester.
次に、温度制御手段９について説明する。温度制御手段９は、前記の方法で得られた測定温度値に基づいて加熱ヒーター１１−１ａ（１１−１ｂ）〜１１−３ａ（１１−３ｂ）、及び、１０−１ａ（１０−１ｂ）〜１０−５ａ（１０−５ｂ）の温度を制御するものである。 Next, the temperature control means 9 will be described. The temperature control means 9 is based on the measured temperature value obtained by the above method, and heaters 11-1a (11-1b) to 11-3a (11-3b) and 10-1a (10-1b) The temperature of 10-5a (10-5b) is controlled.
測定温度値に基づいて加熱ヒーター１１−１ａ（１１−１ｂ）〜１１−３ａ（１１−３ｂ）、及び、１０−１ａ（１０−１ｂ）〜１０−５ａ（１０−５ｂ）の温度を制御する場合には、次に示す、リップ５から押し出される多層溶融フィルムＲ２のダイ幅方向の目標温度データ９ａを予め温度制御手段９に入力し、温度制御手段９では温度測定手段８によって測定された多層溶融フィルムＲ２の温度が閾値を超えた場合に温度制御を行う。ここで閾値とは、目標温度データ９ａを中心として上限値と下限値が設定されるもので、任意に設定できるものとする。樹脂押出機１１−１〜１１−３の加熱ヒーター１１−１ａ（１１−１ｂ）〜１１−３ａ（１１−３ｂ）は多層溶融フィルムＲ２の樹脂層ごとの平均温度を調整し、Ｔダイ２の加熱ヒーター１０−１ａ（１０−１ｂ）〜１０−５ａ（１０−５ｂ）は多層溶融フィルムＲ２のダイ幅方向の温度分布を調整することで、閾値内に収めようとする。 Based on the measured temperature value, the heaters 11-1a (11-1b) to 11-3a (11-3b) and 10-1a (10-1b) to 10-5a (10-5b) are controlled. In this case, target temperature data 9a in the die width direction of the multilayer molten film R2 extruded from the lip 5 is input to the temperature control means 9 in advance, and the temperature control means 9 measures the multilayer measured by the temperature measurement means 8. Temperature control is performed when the temperature of the molten film R2 exceeds a threshold value. Here, the threshold value is an upper limit value and lower limit value that are set around the target temperature data 9a, and can be set arbitrarily. The heaters 11-1a (11-1b) to 11-3a (11-3b) of the resin extruders 11-1 to 11-3 adjust the average temperature for each resin layer of the multilayer molten film R2, and The heaters 10-1a (10-1b) to 10-5a (10-5b) try to fit within the threshold value by adjusting the temperature distribution in the die width direction of the multilayer molten film R2.
予め前記温度制御手段９に入力される目標温度データ９ａについては、共押出Ｔダイ装置内部の樹脂流動の数値シミュレーションにより求めておく。 The target temperature data 9a input to the temperature control means 9 in advance is obtained by numerical simulation of resin flow inside the coextrusion T-die apparatus.
以下に、本発明の方法の実施例をあげて具体的に説明するが、本実施例は本発明を限定するものではない。比較例には従来の方法、実施例１、２は本発明での方法を示す。 Examples of the method of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples. The comparative example shows a conventional method, and Examples 1 and 2 show the method of the present invention.
＜比較例＞
融点１１０℃の樹脂Ｊ１と融点２２５℃の樹脂Ｊ２を使用し、フィルム吐出幅５００ｍｍにて、Ｊ１／Ｊ２／Ｊ１を、１．５／２／１．５の割合で押し出し、３層構造の多層溶融フィルムを作成した。事前に数値シミュレーションで多層溶融フィルムのダイ幅方向の総膜厚が均一となる加熱ヒーター温度を予測し、加熱ヒーターの温度を予測値に固定した。ラミネート後のフィルムの基材部分を剥がし、Ｊ１／Ｊ２／Ｊ１膜厚分布を計測した結果を図５のａに示す。ダイ幅方向の総膜厚は不均一となった。不一致の原因は、加熱ヒーターの設定値と装置内部の溶融樹脂温度が一致しなかったためと考えられる。
<Comparative example>
Using a resin J1 having a melting point of 110 ° C. and a resin J2 having a melting point of 225 ° C., J1 / J2 / J1 is extruded at a ratio of 1.5 / 2 / 1.5 at a film discharge width of 500 mm. A melt film was created. The heater temperature at which the total film thickness in the die width direction of the multilayer molten film becomes uniform was predicted in advance by numerical simulation, and the heater temperature was fixed to the predicted value. The result of having peeled off the base material portion of the laminated film and measuring the J1 / J2 / J1 film thickness distribution is shown in FIG. The total film thickness in the die width direction was not uniform. The reason for the discrepancy is thought to be that the set value of the heater did not match the molten resin temperature inside the apparatus.
＜実施例１＞
融点１１０℃の樹脂Ｊ１と融点２２５℃の樹脂Ｊ２を使用し、フィルム吐出幅５００ｍｍにて、Ｊ１／Ｊ２／Ｊ１を、１．５／２／１．５の割合で押し出し、３層構造の多層溶融フィルムを作成した。温度制御に使用する目標温度データは、事前に数値シミュレーションによって算出した多層溶融フィルムのリップ直後の温度である（表１の条件１）。ここで条件１の目標温度位置１〜５は、リップ直後の多層溶融フィルムをダイ幅方向に均等に５分割した時の一つの分割領域の中心位置と一致する。この条件１は、多層溶融フィルムのダイ幅方向の総膜厚が均一となる条件である。ラミネート後のフィルムの基材部分を剥がし、Ｊ１／Ｊ２／Ｊ１膜厚分布を計測した結果を図５のｂに示す。数値シミュレーションの予測通りに総膜厚分布が均一化されたことから、多層溶融フィルムの温度制御が目標温度データに近い値で行われたことが分かる。
<Example 1>
Using a resin J1 having a melting point of 110 ° C. and a resin J2 having a melting point of 225 ° C., J1 / J2 / J1 is extruded at a ratio of 1.5 / 2 / 1.5 at a film discharge width of 500 mm. A melt film was created. The target temperature data used for temperature control is the temperature immediately after the lip of the multilayer molten film calculated in advance by numerical simulation (Condition 1 in Table 1). Here, the target temperature positions 1 to 5 of the condition 1 coincide with the center position of one divided area when the multilayer molten film immediately after the lip is equally divided into five in the die width direction. This condition 1 is a condition in which the total film thickness in the die width direction of the multilayer molten film is uniform. FIG. 5b shows the result of peeling off the substrate portion of the laminated film and measuring the J1 / J2 / J1 film thickness distribution. Since the total film thickness distribution was made uniform as predicted by the numerical simulation, it can be seen that the temperature control of the multilayer molten film was performed at a value close to the target temperature data.
＜実施例２＞
融点１１０℃の樹脂Ｊ１と融点２２５℃の樹脂Ｊ２を使用し、フィルム吐出幅５００ｍｍにて、Ｊ１／Ｊ２／Ｊ１を、１．５／２／１．５の割合で押し出し、３層構造の多層溶融フィルムを作成した。温度制御に使用する目標温度データは、事前に数値シミュレーションによって算出した多層溶融フィルムのリップ直後の温度である（表１の条件２）。ここで条件２の目標温度位置１〜５は、リップ直後の多層溶融フィルムをダイ幅方向に均等に５分割した時の一つの分割領域の中心位置と一致する。この条件２は、多層溶融フィルムのダイ幅方向の全樹脂層の膜厚が均一となる条件である。ラミネート後のフィルムの基材部分を剥がし、Ｊ１／Ｊ２／Ｊ１膜厚分布を計測した結果を図５のｃに示す。数値シミュレーションの予測通りに全樹脂層の膜厚が均一化されたことから、多層溶融フィルムの温度制御が目標温度データに近い値で行われたことが分かる。
Using a resin J1 having a melting point of 110 ° C. and a resin J2 having a melting point of 225 ° C., J1 / J2 / J1 is extruded at a ratio of 1.5 / 2 / 1.5 at a film discharge width of 500 mm. A melt film was created. The target temperature data used for temperature control is the temperature immediately after the lip of the multilayer molten film calculated in advance by numerical simulation (condition 2 in Table 1). Here, the target temperature positions 1 to 5 of Condition 2 coincide with the center position of one divided area when the multilayer molten film immediately after the lip is equally divided into five in the die width direction. This condition 2 is a condition in which the film thicknesses of all the resin layers in the die width direction of the multilayer molten film are uniform. The result of measuring the J1 / J2 / J1 film thickness distribution after peeling off the base material portion of the laminated film is shown in FIG. Since the film thicknesses of all the resin layers were made uniform as predicted by the numerical simulation, it can be seen that the temperature control of the multilayer molten film was performed at a value close to the target temperature data.
以上のように、本発明の共押出Ｔダイ装置によれば、リップ直後の多層溶融フィルムの樹脂層ごとの温度を測定し、その測定値に基づいて、数値シミュレーションで予測した目標温度データ通りにヒーター温度を制御することが出来るため、全樹脂層の膜厚が均一な多層ラミネートフィルムを得ることが可能となる。 As described above, according to the coextrusion T-die apparatus of the present invention, the temperature of each resin layer of the multilayer molten film immediately after the lip is measured, and based on the measured value, according to the target temperature data predicted by the numerical simulation. Since the heater temperature can be controlled, it becomes possible to obtain a multilayer laminate film having a uniform film thickness of all the resin layers.
１・・・従来の共押出Ｔダイ装置
２・・・Ｔダイ
２ａ・・・積層体供給口
３・・・マニホールド
４・・・リップランド
５・・・リップ（吐出口）
６・・・冷却ロール
７・・・基材
８・・・温度測定手段
９・・・温度制御手段
９ａ・・・目標温度データ
１０−１ａ（１０−１ｂ）〜１０−５ａ（１０−５ｂ）・・・Ｔダイ加熱手段
１１−１〜１１−３・・・樹脂押出機
１１−１ａ（１１−１ｂ）〜１１−３ａ（１１−３ｂ）・・・樹脂押出機加熱手段
１２・・・フィードブロック
１２ａ・・・樹脂供給口
１２ｂ・・・積層体排出口
１３・・・本発明の共押出Ｔダイ装置
１４・・・多層ラミネートフィルム
Ｒ１・・・積層体
Ｒ２・・・多層溶融フィルム
Ｊ１・・・融点１１０℃の樹脂
Ｊ２・・・融点２２５℃の樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conventional coextrusion T-die apparatus 2 ... T-die 2a ... Laminate supply port 3 ... Manifold 4 ... Lip land 5 ... Lip (discharge port)
6 ... cooling roll 7 ... base material 8 ... temperature measuring means 9 ... temperature control means 9a ... target temperature data 10-1a (10-1b) to 10-5a (10-5b) ... T-die heating means 11-1 to 11-3 ... Resin extruders 11-1a (11-1b) to 11-3a (11-3b) ... Resin extruder heating means 12 ... Feed Block 12a ... Resin supply port 12b ... Laminate discharge port 13 ... Co-extrusion T-die device 14 of the present invention ... Multi-layer laminate film R1 ... Laminate R2 ... Multi-layer molten film J1 ..Resin J2 with melting point 110 ° C. Resin with melting point 225 ° C.
Claims (3)
前記共押出Ｔダイ装置は、樹脂押出機と、フィードブロックと、Ｔダイと、加熱手段と、温度測定手段と、温度制御手段と、を備え、
前記樹脂押出機は、使用する樹脂の数または積層させる樹脂数分が用意され、シリンダ内に配設されたスクリューを回転させ溶融樹脂を押し出すもので、
前記フィードブロックは、前記複数の樹脂押出機からアダプターを通り供給された溶融樹脂を合流させて積層体にする内部構造を有するもので、
前記Ｔダイは、前記フィードブロックからアダプターを通り供給された積層体を、スリット形状を有するリップからフィルム状（以下、フィルム状に押し出された積層体の溶融樹脂を多層溶融フィルムと称す）に押し出すもので、
前記加熱手段は、前記樹脂押出機の側面と、前記Ｔダイの全幅側面に設けられた加熱ヒーターであって、
前記温度測定手段は、赤外線放射を検知する放射温度計により、前記多層溶融フィルムの幅方向における温度を、樹脂種ごとに、リップ直後で測定するものであって、
前記温度制御手段は、前記温度測定手段によって得られた温度に基づいて前記加熱ヒーターの温度を制御することで、多層溶融フィルムの樹脂種ごとの幅方向温度を制御することを特徴とした共押出Ｔダイ装置。 Two or more types of molten resins having different infrared absorption wavelengths are laminated and supplied to a T-die having a slit-shaped opening, and are a coextrusion T-die apparatus for extruding into a multilayer film,
The co-extrusion T-die device includes a resin extruder, a feed block, a T-die, a heating unit, a temperature measuring unit, and a temperature control unit.
The resin extruder is prepared for the number of resins to be used or the number of resins to be laminated, and rotates the screw disposed in the cylinder to extrude the molten resin.
The feed block has an internal structure in which a molten resin fed through an adapter from the plurality of resin extruders is joined to form a laminate,
The T-die extrudes the laminated body supplied through the adapter from the feed block into a film shape (hereinafter, the molten resin of the laminated body extruded into a film shape is referred to as a multilayer molten film) from a lip having a slit shape. With
The heating means is a heater provided on a side surface of the resin extruder and a full width side surface of the T die,
The temperature measuring means measures the temperature in the width direction of the multilayer molten film immediately after the lip, for each resin type, by a radiation thermometer that detects infrared radiation,
The temperature control means controls the temperature in the width direction for each resin type of the multilayer molten film by controlling the temperature of the heater based on the temperature obtained by the temperature measurement means. T-die device.
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|---|---|---|---|---|
| CN106273312A (en) * | 2016-10-10 | 2017-01-04 | 福州永鑫塑料包装用品有限公司 | The manufacture method of the coextruded plastic thin film that fusing point is different and die head especially used |
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| CN106273312A (en) * | 2016-10-10 | 2017-01-04 | 福州永鑫塑料包装用品有限公司 | The manufacture method of the coextruded plastic thin film that fusing point is different and die head especially used |
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