JP3459960B2 - 幅調節を伴う複合押出方法及びその装置 - Google Patents
幅調節を伴う複合押出方法及びその装置Info
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Description
並列押出し(side-by-sideextrusion)に関する。
の形成はよく知られるところである。特許になっている
ものを例示すると、トンプソンの米国特許 第4,34
8,346号、ニセルの米国特許 第4,533,51
0号、ベンツ ジュニアの米国特許 第4,731,00
4号、クローレン及びワーネリー ジュニアの米国特許
第4,784,815号、及びクローレンの米国特許
第5,120,484号等がある。調節可能ブロックを
使用してマニホールドを自動的に分割することを、ニセ
ルの特許では開示している。
混合する割合を制御すること、及び複合流の幅に亘って
接合端部の位置を制御することが既に説明されている。
特に収束地点用に選択された位置による効果及び、これ
らの特性を制御する時の相対流量の効果について説明し
ている。
幅、従って製品の幅を決定するデッケルを有する押出装
置はよく知られている。該デッケルは、内部デッケル、
外部デッケル、又は内部/外部デッケルの組合わせとす
ることができる。デッケルは、“デッケルプラグ”と呼
ばれる精密嵌め又は滑り嵌め閉鎖器具とすることができ
る。特許になっているものを例示すると、スネドンの米
国特許 第3,018,515号、矢崎等の米国特許 第
4,057,385号、及び前島等の米国特許 第4,
659,302号、及び英国特許出願 第2,114,
050号等がある。
も製品の幅を調節できる押出装置は存在せず、その実施
が望まれていた。
は、複合押出し、特に並列押出しを行うことができる押
出装置を提供することにある。
うことのできる押出装置を提供することにある。
する流れの接合端部に沿う混合の割合、又は製品の側部
流の幅に影響を及ぼすことなく、製品の幅調節を行うこ
とができる方法を提供することにある。
及び側部流の幅調節を行うこと賀できる方法を提供する
ことにある。
については、以下の記載に於いて説明され、また当業者
であれば以下の記載を検討すれば、又は本発明を実施す
ることにより明かとなろう。本発明の目的及び利点は、
請求項に於いて的確に記載された手段及びそれらの組み
合わせによって実現・達成できるものである。
に、そして本明細書に於いて具体化され広く記載されて
いる本発明の目的に従えば、第1流路を備えた本体と、
該流路に調節可能に設けられたデッケルとを具備する押
出装置が提供される。好ましくは該デッケルのある面
は、前記第1流路の摺動可能に設けられた端部を形成
し、前記デッケルのチャンネルは第2流路を形成する。
各流路間の流体連通により、複合流が形成される。
通する供給インレットチャンネルを備えていることが好
適である。好ましくはデッケルは、流路間に設けられた
仕切部を備えている。装置の端部プレートは、好適には
デッケルチャンネルに精密にスライド嵌合して設けられ
案内層流を形成する内部突出部を備えている。
びフローチャンネルが設けられた全幅部を備えている。
好ましくは該全幅部は、第1流路の横方向流形成マニホ
ールド内に少なくとも部分的に設けられている。
る。該方法により、第1流が第1流路内を通過し、第2
流が第1流に設けられた調節可能デッケルの流路を通過
し、流れの面は合流して複合流を形成する。好適には該
複合流の幅は、デッケルの長さを調節することにより、
横方向に収束する流れの接合端部に沿う混合の度合いに
影響を及ぼすことなく、又は複合物の第2流の幅に影響
を及ぼすことなく変えることができる。このように、複
合流の幅に亘って、接合端部の位置は好適なことに影響
を受けない。
の適当な用途に於いて、第2流路は第1デッケルのチャ
ンネルと、第1流路内に於いて第1デッケルの下流で調
節可能に設けられた第2デッケル部材の端部とが協働し
て形成する。この場合、第1デッケル部材の面は、移動
動可能に設けられた第1流路の端部を形成し、独立して
調節可能な第2デッケル部材の面は複合流路の移動可能
に設けられた端部を形成する。
れ、他方第2流路の幅及び製品の幅は第2デッケル部材
の長さを調節することにより変えることができる。若し
くは第1流及び第2流の幅を、第1デッケルの長さを調
節して互いに反対に変化させ、他方製品幅の方は一定に
維持することも可能である。
細な説明に於いて、本発明を実施するにつき最も好適と
考えられる態様で、本発明の好適な実施例を説明する。
に縁部積層高分子製品を製造するために有利に並列押出
しすることのできる新規な押出方法及び装置に関する。
好適には本発明の装置は、製品の幅を制御する為の調節
可能デッケルを具備している。一実施例に於いては、製
品の幅は、横方向に収束する流れの接合縁部の混入度に
影響を与えることなく、且つ複合物の接合面の相対的な
位置に影響を与えることなく、デッケルを調節すること
により、変化させることができる。他の実施例に於いて
製品の幅は、デッケルを調節して変化させることがで
き、側部流の幅も、自動的に変化させることが可能であ
る。
料について本明細書では言及しているが、本発明は種々
の種類の流動性材料に応用することができる。また、本
明細書は、並列配置複合流の形成について言及するが、
収束前に流れを複層構造としてもよい。
明に係る押出装置10の好適な実施例の右側部分が示さ
れており、装置の中心は一点鎖線で示されている。言う
までもなく装置10の反対側部分は、図示されているも
のと左右対象となっている。
押出装置10は、胴体部11及び12によって形成され
流路14を有する本体を備えている。流路14は、矢符
によって示されるような主要な流れ方向を形成する。該
流路は、上流側から下流側へ順に、供給チャンネル16
と、流れを幅方向に拡張する側部流形成マニホールド1
8と、一般にはプリランドチャンネルとよばれるチャン
ネル部20と、リップ26及び28により形成され好適
にはスロット形状を有する出口オリフィス24にまで延
びるランドチャンネル22とを備えている。
ると、マニホールドは全体的に非円柱状、特に全体的に
矩形状の断面を有しており、端から端まで実質的に一定
の断面積を有している。若しくは該マニホールドの断面
は、例えば全体的に円形状又は涙滴形とすることもでき
る。
路14内に調節可能に設けられている。好適にも該デッ
ケル30は、流れ接触面34を有する端部部材32を備
えており、該端部部材32は同時に流路14の少なくと
もマニホールド18用の可動式終端を形成する。面34
は、上部の凹状湾曲面と、下流部の凸状湾曲面36とを
備えている。調節可能デッケルは、一部が流路内に延び
ているように図示されている。
ると、好適にはデッケル30は、流路14に精密嵌め又
は滑り嵌めして設けられており、フロー阻止部材又は
“プラグ”としての役割を果たす。より詳しく述べると
該デッケルは、マニホールド18に精密にスライド嵌合
しており、且つ出口オリフィスにまで延び同様にマニホ
ールドの下流流路に精密にスライド嵌合する部分38を
備えている。従って、デッケルは、周辺流路に対応する
形状を備えていることが好ましい。デッケル30が嵌合
することで、機構上必要とされるクリアランス以外の部
分で、マニホールド18及び流路14のチャンネル20
が完全に密閉状態の終端部を形成することが好ましい。
るためには、流動する液状材料に隣接するデッケル30
の一部分だけが前記した対応形状を備えていればよい。
また対応形状は、流路の形状に応じて変化する。即ち、
全体的に非円柱状マニホールドと対応するデッケル部分
は、断面が全体的に非円形状となっており、これに対し
全体的に円柱状のマニホールドに対応するデッケル部分
は、断面が円形状となっている。
好適である。”全幅”との用語は、本願明細書に関する
限り、部材が流路に対し最大係合距離に実質的に等しい
か又はこれを越える寸法を有することを意味する。限定
を加えない範囲で一般的に述べれば、マニホールド内に
配置されるデッケルの最大係合距離は、マニホールド幅
の訳25%となっている。従って、デッケルをマニホー
ルド内に引き込んだ時においては、全幅部は流路全体に
配置されておらず、むしろ押出装置の終端部付近に延び
ている。欧州特許第579142号A1を参照すれば、
該特許は全幅デッケルを備えた新規な押出装置に関す
る。
は、マニホールドに配置される全幅部42を備え、全幅
部42のチャンネル46は、別の流路を形成することが
好適である。装置の本体の供給インレットチャンネル4
8は、フローチャンネル46と連通していることが好都
合である。好ましくはチャンネル46は、全体的に装置
幅方向に設けられており、調節機構52と機能的に接続
されるデッケルの端部50にまで延びている。図示のよ
うに、マニホールド18の壁の一部は、デッケル内のU
字形凹所と共にフローチャンネル46を形成する。
曲しフローチャンネル46と精密にスライド嵌合して、
案内された層流を形成するよう設けられた内部突出部6
6を具備する。スライド嵌合することにより、本体部1
2内のフローチャンネルの長さを必要に応じて調節する
ことができる。
ャンネル46が、デッケルの端部32でチャンネル部5
4と連通して第2流路を形成する。この場合デッケル3
0は、各流路間に設けられた仕切部56を具備してお
り、適当な地点58で流路が収束するようにしている。
図2より明らかなように、仕切部56は、流路14、従
ってプラグと精密にスライド嵌合していることが好適で
ある。上述したように仕切部56の流れ接触面34は、
流路14の可動終端を自動的に形成する。
れる第2流れ接触面と、下流側凸状湾曲面62とを備え
ていることが好ましく、該面60及び62は、デッケル
30の第3流れ接触面64と共にチャンネル部54の幅
を決定する。図1から明らかなように、チャンネル部5
4は、流路14の壁部よってさらに限定されている。上
述したようにチャンネル部54は、幅方向流形成部と、
チャンネル部20に類似するチャンネル部とを備えてい
る。
ャンネル部20内に適切に位置する先端部63を形成し
ている。先端部63の下流では、流れが地点58に於い
て収束し、並列溶融層が形成される。
にまで延びていてもよい。この場合面64は、出口スロ
ットの端部を決定し、装置10の他端部の同様の面と共
に出口スロットの幅、従って製品の幅を決定する。図示
されるように面64は、直線状であり、しかも出口スロ
ットに対して全体的に垂直とされる。
ッケルの仕切部の流れ接触面を様々な形状のものとする
ことができる。これらの図に於いて図1と同じ構成要素
には同じ参照符号を使用している。例えば下流側の面
は、直線状(図4の面136及び162、図5の面26
2、図7の面436)に、上流側の面から連続する直線
面(図5、図6及び図8の面236、362及び56
2)に、或いは凹状湾曲形状(図8の面536)とする
ことができる。例示されているように、デッケル部38
の流れ接触面を別の形状とすることもできる。例えば図
7に示されるように、不規則形状面464を設け、対向
する仕切部の面と共にキー溝形状を形成するようにして
もよい。
フィスの上流側の近傍地点で収束することが好適であ
る。この点につき冒頭で引用したクローレンの米国特許
第5,120,484号を参照すると、“近傍”との
用語についての意味と、近傍で収束することの実益とが
説明されている。即ち“近傍”とは、出口オリフィスか
ら1/8インチから略3インチ上流を意味し、最も典型
的には略1インチから略2インチ上流を意味する。
の個々の積層態様、混合度、さらにはブレンド度に応じ
て決定される。一般的に言えば、収束地点が出口オリフ
ィスに近ければそれだけ、継ぎ目痕が鮮明となる。これ
に対し収束地点が出口オリフィスから離れていればそれ
だけ継ぎ目痕ははっきりしなくなる。適切に適用する場
合には、収束はチャンネル部20の入り口又は入り口付
近で起こる。
の幅は、仕切部先端部63と流れ接触面64との距離に
よって機械的に決定される。しかしこの幅は、流量制御
によって変化させることができ、その結果製品の最大幅
の範囲で各接合流の幅を変化させることができる。例え
ば、流路14の単位幅当たりの流量が、第2流路のそれ
よりも大きい場合には、複合物の側部流の幅は減少す
る。当業者であれば理解し得るところであるが、各流路
を通過する相対流量は、各押出器の出力量及び限界流量
(flow restriction)に関係する。
デッケルチャンネル(チャンネル46A及び46B)は
第2流路を含んでいる。この場合該デッケルチャンネル
は、マニホールド18に開放しており、流れの収束は該
マニホールド内で起こる。この変更態様に於いては側部
流の幅は、相対流量によって調節される。従ってデッケ
ルは、流路間に設けられる仕切部を備えていない。これ
らの図に示す装置は、類似の構成要素に対応する番号を
使用していることから分かるように、他の点では装置1
0に対応する。
0を出口スロットに対し全体的に平行に機械的に移動さ
せ、流路14内でデッケルの長さとフローチャンネル4
6の長さとを調節する好適な調節機構52がデッケル3
0を支持しつつ接続されている。該調節機構は、全体的
に平行に離間したバー70及び72によって好適に形成
された全体的に水平な支持アームを備えている。バー7
0及び72の各々は、一方の端部が本体12に強固に固
定され、他方の端部は部材73に接続されている。歯附
きラック74は、支持アームのバー72に固定されてお
り、支持アームによって間接的に支持される回動可能シ
ャフト78の端部に設けられたピニオン76と係合して
いる。アッセンブリーアーム79は、支持アームによっ
て直接支持されており、支持アームにたいして全体的に
垂直に配向し、ボルト80によってデッケルの端部50
に固定されている。アッセンブリーアームの上部81に
は、支持アームのバーに取り付けて上部アッセンブリー
アームの外向き突出部82を該支持アーム上面に取り付
ける切り欠き領域81が設けられている。このようにア
ッセンブリーアームは支持アームによって支持されてお
り、支持アームに沿って摺動可能である。即ち対応する
方向にピニオンを回転させることにより、アッセンブリ
ーアームは本体12に近づく方向、又は本体12から離
反する方向にスライド移動し、これによりデッケル30
とフローチャンネル46とが摺動する。
よって互いに離間しつつ連結されたバー83及び84が
取り付けられている。回動可能シャフト78がこれらの
離間バーの間に設けられている。該シャフトはピニオン
端部のところでアッセンブリーアームに設けられた開口
を貫通し、反対側の端部では接続部材85の開口を貫通
し、レンチ等の適当な手段でピニオンを回動させる為の
6辺形ヘッド86で終端している。好適には接続手段8
5を貫通するシャフトの端部には、従来型のラチェット
クラッチ87が取り付けられている。該ラチェットクラ
ッチ87は、つめとギアとの係合/解放を行う為のレバ
ー88を備えている。米国特許第5,582,850号
を参照すると、機構52に類似する調節機構が記載され
ている。
を示す。これらの図に示す装置は、類似の構成要素に対
応する番号を使用していることから分かるように、多く
の点で装置10に対応している。詳細については既に述
べたので煩雑を避けるためここでは繰り返さない。
90のみが全幅を有し、且つマニホールド内にあればよ
い。この場合デッケルは、出口スロットにまで好適にて
延び出口スロットの幅を決定する一体フィン91を備え
る。デッケルの全幅部部分から端部プレート40Cを通
して漏れが発生するのを防ぐために、保持部材92と、
圧縮下で常温成形するシールガスケット93が好適に用
いられる。漏れ防止部材は、簡単のため他の図面に於い
ては図示しない。
実施例のように、マニホールド内に好適に設けられフロ
ーチャンネル46Dを備えた全幅を有する上流部材95
と、独立して調節可能な下流部材とを具備するデッケル
アッセンブリーを使用することも可能である。上流部材
95は、流路14の少なくともマニホールド18の幅を
自動的に制御する面34Dを有する仕切部56Dを好適
に備えている。適切にチャンネル部20内で終端する仕
切部56Dを備える該上流部材は、流路、従ってプラグ
に精密にスライド嵌合している。下流部材を独立して調
節することが可能であるので、前述した如く側部流の自
動的幅制御、及び複合物の幅調節が可能となり好まし
い。
素は、互いに隣接して設けられるか、又は互いにスライ
ド嵌合により接触している。追加的に設けるデッケル部
材はプラグとすることができ、全幅を有し、出口スロッ
トにまで延びることが好適である。
する下流デッケル部材96は、外側端部に切り欠き97
を有する。該外側端部には前記切り欠きと位置合わせさ
れたネジ附き孔を有する部材98が固定されている。前
記アッセンブリーアームに取り付けられる回動可能調節
ボルト99は、部材98のネジ附き孔と係合しているの
で、デッケル部材96を独立して調節することが可能と
なる。
95及び96の端部100及び101によって夫々形成
される流れ接触面によって一部画定する。この流れ接触
面には、仕切部の面34Dとは対象的に、当業者に公知
な種々の適切な輪郭を設けることもできる。
延びるデッケル部材96の面101は、出口スロットの
幅、従って複合物の幅を決定する。上述のように、デッ
ケル部材96の面101及びデッケル部材95の仕切部
の面34Dは、好ましくは互いに独立して移動可能であ
る。
材96と長さの点を除き類似する全幅を有する下流デッ
ケル部材102は、回動可能調節ボルト103によって
独立して調節することができる。該デッケル部材102
の下流のデッケルロッド104は、プリランドとランド
チャンネルとを分離するトランジション壁105に隣接
して設けられている。デッケルロッドは、締め付け機構
106によって独立して調節することができる。該締め
付け機構106は、アッセンブリーアームに貫入するロ
ッドの一部に摩擦接触する。
5、102及び104のそれぞれの端部107、108
及び109によって形成される流れ接触面を備えてい
る。該面には、デッケル部材95及び96の端部によっ
て形成される図13の面と同様、種々の適当な輪郭が設
けられる。当業者であれば理解し得るところであるが、
デッケルロッドの端部109は、出口スロットの幅を決
定する。端部108及び109は、互いに独立して移動
することができ、またデッケル部材95の仕切部の流れ
接触面34Eに対しても独立して移動可能である。
詳しく説明してきたが、請求項に記載された本発明の範
囲を逸脱しない限りで修正を加えることは可能でる。い
くつかの修正態様は、本明細書に於いて一例として述べ
た。
でき、しかも製品の幅を調節できる押出方法及び装置が
提供される。
分を一部断面と共に示す正面図である。
に類似する態様の正面図である。
に類似する他の態様の正面図である。
に類似するさらに他の態様の正面図である。
に類似するさらに他の態様の正面図である。
に類似するさらに他の態様の正面図である。
分についての正面図である。
部分についての他の例の正面図である 。
図である。
した押出装置の一部を部分断面とともに示す正面図であ
る。
した押出装置の他の例の一部を部分断面とともに示す正
面図である。
した押出装置のさらに他の例の一部を部分断面とともに
示す正面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 マニホールド(18)、及び該マニホー
ルド(18)と出口オリフィスとの間に配置された接続
チャンネル(20)を有する第1流路(14)と、 前記第1流路(14)内に配置され、スライド可能に設
けられたデッケル(30,95)と、 インレットチャンネル(48)を備え、前記第1流路
(14)に収束する第2流路とを備える押出装置であっ
て、 前記スライド可能に設けられたデッケル(30,95)
は、前記マニホールド(18)のための第1プラグ部
(42)と、前記接続チャンネル(20)のための第2
プラグ部(38,96,102)とを有し、 前記第1プラグ部(42)は、前記押出装置の端部を介
して前記マニホールド(18)に延びており、 前記第1プラグ部(42)は、前記第2流路を形成する
デッケルチャンネル(46,46D)を有し、該デッケ
ルチャンネル(46,46D)は前記インレットチャン
ネル(48)と連通しており、 前記第2プラグ部(38,96,102)は、前記押出
装置の端部を介して前記接続チャンネル(20)に延び
ていることを特徴とする押出装置。 - 【請求項2】 前記デッケル(30,95)は、仕切部
(56,56D)をさらに有し、前記第2流路は第2デ
ッケルチャンネル(54,54D,54E)をさらに有
し、前記仕切部(56,56D)は、前記第1流路の第
1流との接触面(34,34D,34E)と、前記第2
デッケルチャンネル(54,54D,54E)の第2流
との接触面(62)とを備えていることを特徴とする請
求項1に記載の押出装置。 - 【請求項3】 前記第2プラグ部(96,102)は、
マニホールド(18)のための前記第1プラグ部に対し
て調節可能であることを特徴とする請求項1又は2に記
載の押出装置。 - 【請求項4】 前記第2プラグ部(96,102)は、
前記第2デッケルチャンネル(54D,54E)の幅を
規定する端部(101,108)を有していることを特
徴とする請求項3に記載の押出装置。 - 【請求項5】 前記デッケルチャンネル(46,46
D)は、前記第1プラグ部(42)において全体的に装
置幅方向に設けられた凹所によって規定されており、該
凹所は、前記押出装置の本体の外部まで延びており、 前記押出装置が、前記凹所に精密にスライド嵌合した状
態で設けられた内部突出部(66)を有する静止部材
(40)をさらに備えており、 前記デッケルチャンネル(46,46D)は前記押出装
置の本体内において、前記静止部材(40)に対して長
さが調節可能であり、 前記凹所が前記第1プラグ部(42)の上部に位置する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の押
出装置。 - 【請求項6】 複合流の共押出方法であって、 スライド可能に設けられたデッケル(30,95)が押
出装置の端部を介して延びている前記押出装置の第1流
路(14)であって、マニホールド(18)及び該マニ
ホールド(18)と出口オリフィス(24)との間に配
置された接続チャンネル(20)を備えた第1流路(1
4)に第1流を通過させる工程と、 インレットチャンネル(48)を備える第2流路に第2
流を通過させる工程と、 前記第1流と第2流とを収束させる工程とを包含し、 前記収束させる工程の前に、前記第2流は、前記第2流
路を形成するデッケルチャンネル(46,46D)を通
過させられ、該デッケルチャンネル(46,46D)
は、前記デッケル(30,95)の第1プラグ部(4
2)における凹所によって規定され前記マニホールド内
に配置されており、 前記 デッケル(30,95)は、前記押出装置の端部を
介して前記接続チャンネル(20)に延びる、該接続チ
ャンネルのための第2プラグ部(38,96,102)
をさらに有していることを特徴とする共押出方法。 - 【請求項7】 前記収束させる工程の前に、前記第2流
が第2デッケルチャンネル(54,54D,54E)を
通過する工程を包含し、 前記デッケル(95)は、前記第1流に接触する面(3
4,34D,34E)と、前記第2デッケルチャンネル
(54,54D,54E)において前記第2流に接触す
る面(62)とを有する仕切部(56,56D)をさら
に備えていることを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記第2プラグ部(96,102)は、
前記マニホールド(18)のための前記第1プラグ部に
対して調節可能であり、且つ、前記第2デッケルチャン
ネル(54D,54E)の幅を規定し、前記接続チャン
ネル(20)において前記第2プラグ部(96,10
2)の位置を調節することにより前記第2デッケルチャ
ンネル(54D,54E)の幅を調節し得る端部を有し
ていることを特徴とする請求項7に記載の方法。
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