JP4386599B2

JP4386599B2 - Synthetic resin hollow body sheet forming system by belt system

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Publication number: JP4386599B2
Application number: JP2001109648A
Authority: JP
Inventors: 健大谷; 卓也戸口
Original assignee: Tokan Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokan Kogyo Co Ltd
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2021-04-09
Also published as: JP2002307534A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂中空体シートを製造するための押出し成形システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シート部材として中空体合成樹脂を素材とするシートが用いられるようになってきた。これはプラスチック材を断面が目の字状のダイスの口から押出成形したもので、２枚の平板が一定間隔のリブで橋渡しされた形態となっているのが一般的である。この合成樹脂を素材とする中空体シートを成形する現行の固定方式の冷却吸引整形装置（本明細書ではこれをフォーマーと呼ぶ。）による製造システムの概略を図６を参照して説明する。図示していないスクリューによって圧送される溶融プラスチック材がダイス１から押出され、間隙を有して対峙する上下の固定フォーマー20の間隙を経て引取り機30によって引取られたところで裁断機９によって所定寸法で裁断されて製品シートとなる。ダイス１の口から高温軟化状態のプラスチック材が押出され、下流側の引取り機30によって引っ張られるプラスチックシート材はその間の固定フォーマー20の間隙を通過する過程で冷却され固化する。ダイス１から押出された時点のプラスチックシート材はヘナヘナに柔らかい状態であるため、リブが立った状態で二枚の平板を所定間隔に保っているような安定形状にない。この軟化状態のプラスチックシート材を冷却固化する機能をもつ固定フォーマー20は、基本的に上下二つの冷却槽からなっており、前記間隙を形成する両面に多数の穴が開いていて負圧に引かれる構成が採られている。この構成によって、通過時に両側のシートを吸引してその間のリブを立たせた状態に保持する機能と、上下の冷却槽間の通過に伴いシート材を冷却固化する機能とを有している。図７に現行固定フォーマー方式のラインで合成樹脂中空体シートを成形した場合のシート温度分布の状況が示されている。これは厚み３ｍｍ、坪量が500ｇ/ｍ^２の合成樹脂中空体シートを引取り5.6ｍ/minで成形した場合の例である。この場合、固定フォーマーで冷却すると50ｍｍの位置で表面部分が軟化点に達し、徐々に中心部が冷やされ中芯（リブ）中央部が軟化点に達するのが600ｍｍの所となっている。この軟化点というのは固形のプラスチック材がその温度で軟化が始まる温度を示し、溶融したプラスチック材が完全に固化する温度ではない。この例で合成樹脂中空体シートが完全に固化するまでには更に倍程の冷却行程が必要であり、1250ｍｍの固定フォーマー長が必要であることをこの図は示している。
【０００３】
この固定フォーマーを用いた従来の合成樹脂中空体シート成形法は、フォーマー自体が固定で下流側の引取り機によって引っ張り出す構成を採っているため、該フォーマーによってシート材を負圧に吸引する力とそれに基く摩擦力が送り抵抗となって、生産速度は5.6ｍ/minまでしか上げられない。また、プラスチック材料としてはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）しか成形できなかった。この合成樹脂中空体シートの製造においてはシートの両側部分（耳部）は仕上りに不具合が出るためカットされて廃棄される。この廃棄物を再利用することが求められ、これ（リプロ材）をチップ状に粉砕し原料の混合したり単独で使用することが試みられているが、現在の固定フォーマー方式の合成樹脂中空体シート製造では実際に使うことが難しいという問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ポリプロピレン、ポリカーボネートといった従来素材については７ｍ/min以上の生産速度を実現すると共に、リプロ材更には高密度ポリエチレンや鎖状低密度ポリエチレン等諸種熱可塑性素材での合成樹脂中空体シート成形を可能にする製造システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の合成樹脂中空体シート製造システムは、冷却水が供給される上下の冷却槽の間隙面を形成する金属等熱伝導度の高い材質のプレートに流体路を複数個形成すると共に、該プレートの間隙面に各流体路毎に幅方向に延在する開口を開け、前記上下の冷却槽の間隙面には通気性・通水性を有するベルトが走行するようにしたベルト式の冷却吸引整形手段と、ダイス口部と前記ベルト式の冷却吸引整形手段の先端部との間の空隙にはシート面に向けて冷気を噴射する空冷手段を配備する構成を備え、前記ベルト式フォーマーの駆動によってシートを引取ると共に、前記複数個の流体路には負圧及び／又は冷却水を供給するようにし、また、高速生産を可能にするため、フォーマーの前段に空冷手段を配備してシート表面にスキン層を形成させるようにした。
また、前記空冷手段のノズル部は冷気噴射流路を囲むように流路が形成され、該流路には結露を防止するため流体を供給するようにした。
本発明の合成樹脂中空体シート製造システムは、通水性のベルトを介して冷却水を合成樹脂シートに供給する手段とバキューム吸引手段とを備え、前記合成樹脂シートを直接冷却すると共に、該冷却水をバキューム吸引しつつ前記合成樹脂シートのリブを立たせるようにした。
また、前記プレートの複数の流体路には上下幅方向に多数の流量調整装置を配置して冷却水を均一供給し、フォーマーの幅方向に温度むらがでないようにした。
更に、上記上下の冷却槽はシート引取り方向に複数にゾーンを区分すると共に、各ゾーンの間隙面には幅方向に延在する流体路が複数系統配置され、各系統には製造される合成樹脂中空体シートの仕様に応じて負圧又は冷却水を選択的に供給できるようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、固定式フォーマーによってシート材を負圧に吸引する力とそれに基く摩擦力が送り抵抗となって、生産速度が5.6ｍ/minまでしか上げられないことに鑑み、フォーマーを固定式ではなくシートと共に走行するベルト形態にすることに想到したものである。引取り機を使用しないでダイスから押出されるプラスチックシートをフォーマーのベルトで挟んで直接引取る方式とすることは、シートにかかる負荷を大きく減少させるため、リプロ材のみならず粘弾性の低い高密度ポリエチレンや鎖状低密度ポリエチレン等従来無理とされていた素材の製造を可能とする。フォーマーをベルト駆動方式とすることで送り抵抗にはならないが、このフォーマーは軟化状態のシートを両側から吸引してリブをたたせる役割をもつため、該ベルト材には通気性のあるものを用い外側からバキュームで引くことができるようにした。また、このフォーマーは軟化状態のプラスチックシートを冷却して固化させる役割ももっているところ、シートを該ベルトを介在して冷却槽で冷却することは熱交換効率が悪い。そこで、通水性のあるベルトを用いて、冷却水をプラスチックシートに供給して直接冷却する構成を採用するものとした。本発明においてバキューム吸引はシートを両側から引いてリブをたたせるだけでなく、この冷却水も強制排水するように作用する。そして、このバキューム吸引と冷却水供給は、上下の冷却槽の間隙面を形成する金属等熱伝導度の高い材質の板内に流体路を複数個形成すると共に、該板の間隙側面に各流体路毎に幅方向に複数個の開口を開け、各流体路には負圧若しくは冷却水を供給するようにし、また、前記上下の冷却槽の間隙面で走行するように配置されたベルト式フォーマーは目の細かい網（メッシュ）状のものとして通気性・通水性を確保するようにした。ベルトは必ずしも網状に編んだ物である必要はなく、孔の開いた金属ベルト等であってもよく、この明細書では通気性・通水性を有するベルトをメッシュ状のベルトと総称する。
【０００７】
さて、上述したベルト式フォーマーによって、合成樹脂中空体シートの高速成形を試みたところ、製品の外観について▲１▼製品の表面にベルトのメッシュ模様がつく。▲２▼製品に反り（流れ方向上反り、幅方向Ｓ反り）が発生する。▲３▼製品幅が吐出量や引取り速度によって変動する。因みに、長手方向に引いたときの幅寸法の縮まり現象であるネックインが大きい。といった問題点が見られた。▲１▼の原因はベルトに通気性・通水性をもたせるためにメッシュ形態を採用したことに起因する。これは印刷を要する場合など製品表面が平坦面であることを要求される場合の他特に問題とはならない。▲２▼の問題はプラスチックの冷却過程における上下方向あるいは幅方向で生じる温度差が原因と解される。▲３▼の問題は本発明がベルト式フォーマーであることに伴ない、その端部はロール構造となるため、プラスチックが押出されるダイスの口とフォーマーで挟持されるまでの距離（空隙）が構造的に長くなってしまうことに起因すると解される。前述したようにフォーマーの果たす役割は、高温で軟化状態にあるプラスチックを冷却することとリブが立った状態を保つように両面から吸引することであるが、本発明では構造的にダイスの口からその機能を果たすフォーマーに至るまでの距離が長くなってしまう。因みに従来装置では50ｍｍであった空隙が、本発明の試作機では可能な範囲でロール径を小さくし150ｍｍとしたが空隙（シートがベルトに達するまでの距離）は115ｍｍとなった。
【０００８】
▲２▼の問題の原因であるプラスチックの冷却過程における上下方向あるいは幅方向で生じる温度差の状況を把握するため、フォーマーの全領域にわたる温度分布を測定した。本発明における冷却は冷却槽による装置全体の冷却の他冷却水をシートに直接注ぐシャワー方式を採用したため、重力の関係から上下面部での冷却水の供給量に差が出てしまうことが判った。そのため、これについては上下幅方向に多数（４８個）の流量調整装置を配置して実質流量に差がでないようにした。またシート引取り方向については冷却と形状確保のための負圧吸引とのバランスを取るためフォーマーは走行長手方向に複数領域に区分し領域毎の流体路を適宜真空源若しくは冷却水源に接続してバキュームゾーンと冷却ゾーンと区分する。各流路を何れに接続するかは製造する合成樹脂中空体シートの材料や厚さ、坪量あるいは成形速度に応じて状況が変わるので、具体的には製品が設計される段階で決定されることになる。要はリブが立った状態で固化する状況を確保した上で温度むらが最小となるように流量値と共に設定される。
【０００９】
▲３▼の空隙が長くなる点ことによって生じる不具合は、押出し成形されたもののプラスチックが高温状態にあるためその間で形状変形（主としてのび）を起こしてしまうことにある。しかも本発明は成形速度を上げることから出発しているため、従来より高速でプラスチックがダイスから押出されることになり冷却時間が短くなって温度は高くなる。ベルト方式を採用したことにより空隙が長くなることは構造上やむを得ないことであるので、この空隙が長いことによって起こる問題、すなわち成形後の形状変形を起こし難くする方策として、本発明では冷却をフォーマー前段の空隙部に空冷手段を備えることに想到した。ダイスの口から押出されたシートの両面に冷たい気体を吹き付けて、まず初期冷却を施す。このことによってプラスチックの表面に固化したスキン層を形成させて変形をおさえるようにする。ただしこの処理がなされる位置は空隙であり合成樹脂中空体シートとしての形状を整える作用は働かないのでリブが歪んだ状態で固化するようなことがあってはならない。次段のフォーマーにおけるバキューム吸引によってリブが立つ柔軟性は確保されている必要がある。したがって、ここでの空冷は表面部分が冷却され、シート表面がスキン層となって固化形成される程度の冷却が適当となる。そして、初期冷却によってシート表面にスキン層が形成されることにより、シート表面にメッシュの跡がついてしまうという▲１▼の問題も大幅に改善される。また、この初期冷却（空冷）を行うことによって当初の目的である生産速度が大きく向上され、従来困難とされていた低坪量のシートの成形（薄肉化）が可能となった。また、生産速度を上げることに伴なうリブの厚みやライナーの厚み寸法の変化については基本的にダイス形状の設計変更でこれに対応するものとするが、一般的にはリブの幅が狭くならないようにダイス形状で押出し時のリブ部が太めとなるようにカバーする。
【００１０】
【実施例１】
本発明の一実施例を示す。図１はベルト式フォーマー方式を採用した実施例の概略構成図である。１はダイスであってこの口部からプラスチックが成形されて押出される。２は遮熱プレートで、高温のダイス１からの熱を遮断するためのものである。３は空冷手段であり、ダイス１から押出された高温軟化状態のプラスチックシート10に冷気を吹き付けて初期冷却を行うものである。４がベルト、５が駆動ローラー、６がテンションローラーであって、ベルト４は上流側端部の２つのテンションローラー６と下流側の駆動ローラー５に張り渡され駆動ローラー５の動力によって駆動され、プラスチックシート10は上下一対のベルト４，４に挟まれて下流側に引取られる。したがって、本発明では従来の引取り機は不要である。テンションローラ６と駆動ローラー５間は７つのゾーンに区分され、各ゾーン毎に分離された冷却槽７が並んでいる。ベルト４、駆動ローラー５、２つのテンションローラー６に７つの冷却槽７、これらが上下に一対揃って本発明のベルト式フォーマーを構成している。ベルトの材料としてはポリエステル系のプラスチックで繊維径1.4ｍｍのものを使用した。各冷却槽７にはそれぞれ冷却水が供給され装置を全体的に冷却すると共に、各ゾーンには流体路８（81溝、82穴、83管路）が形成され、バキューム源若しくは冷却水源に接続配管されている。更に、このベルト式フォーマーの下流側に製造された合成樹脂中空体シートを所定寸法に裁断する裁断機９が配置される。
【００１１】
まず、空冷手段の実施形態を図を参照しながら詳しく説明する。ここで採用した空冷手段は圧縮空気を使用するもので、原理的にはボルテックス効果すなわち、ボルテックス・チューブ内で渦流（強制渦）を生じさせ、チューブの一端から暖気を排出させ他端から冷気を吐出させる現象を利用したものである。図２はダイス１とベルト式フォーマー間に配設される空冷手段３の位置関係をシート引取り方向の側面図として示したもので、ここでは装置の上半分だけを示してある。図に示されるようにダイス１のすぐ前方にはその口部近傍を除いて熱遮断のための遮熱プレート２が設置され、その遮熱プレート２とスペーサを介して空冷手段３が一体的に取り付けられる。この空冷手段３は図３に幅方向正面図として示されているように幅方向に５本配列して設置され、各空冷手段の冷気吐出口にはブローオフノズル31が取り付けられていて図３に破線で示されるような幅方向に円筒状の空間、マニホールド35が形成され、各空冷手段３から吐出された冷気はここで均一化され、幅方向に連続したスリット33から外部に吹き出すようになっている。このスリット33の位置は図２にあるようにダイス１の口部前方45ｍｍの所にシート面に対しては15ｍｍの位置に設置される。ブローオフノズル31の開口寸法は幅0.45ｍｍで長さ600ｍｍのものとなる。
また、このブローオフノズル31は図４に断面図で示すように冷気流路32を囲むように流路34が形成されていて、この流路34には例えば室温空気等が循環されるように構成されている。これはノズル31が吐出冷気により冷却されこの部分に結露を生じさせないように常温空気等の流体で熱交換させるためである。この部分はダイス１から押出されたばかりの高温軟化状態のプラスチックシートが存在する領域にあたるため、もし結露した水滴がこのプラスチックシートに付着するとプラスチックシートに変形を生じ大きな欠陥を残すことになるからである。この空冷手段の作用によってプラスチックシートの表面にはスキン層が形成されるため、次段においてベルト４に挟持されてもベルト４のメッシュ跡がシート表面に残ることも軽減され、更に冷却水と直接接触しても表面に傷を残すことはないのである。吹き付けるエアーの温度は−３℃〜−８℃、流量は３〜５ｍ^３／minで坪量と生産速度に合わせて設定する。
【００１２】
次に、図５を参照しながらベルト４を介してプラスチックシート10と接触する冷却槽７の面に施される流体路８について詳述する。この図は上下対象位置に配置される装置のうち下方のみを図示している。この例では図示されているようにシート引取り方向に区分された各ゾーン毎に溝81と要所要所に穴82がアルミニウム板に穿設され、穴82は幅方向に配管された管路83と連通するように接続されている。最初のゾーンは他のゾーンと異なり、３本の管路83に連通する穴82がすべて溝81で共通に結ばれている。そして、この３本の管路83はすべてバキューム源に接続され、ベルト式フォーマーに引き込まれてくるプラスチックシート10は、まず第１のゾーンで両面からバキュームで吸引され、リブが立つように形状担保がなされる。これは前段の空隙部で空冷手段による予備冷却が行われスキン層が形成されたことを受け、ここでは冷却より形状確保を優先するためである。ただし、このゾーンではまだ高温状態にあるプラスチックとの接触で装置の昇温が予測されるため、図に黒丸で示されているように表面近傍に６本の配管を設備して冷却水を循環させ、熱交換させるように構成した。この第１ゾーンの寸法は幅720ｍｍ×長さ310ｍｍである。また、高温のダイスの近傍でありいまだ高温状態にあるプラスチックと接触するこの部分の昇温を防止し、最初にプラスチックシートに接触するベルト４低温にするため、本実施例ではテンションローラー６内にも冷却水循環路を形成して冷却するようにしている。続く第２ゾーンから第７ゾーンの構成は同じもので、これらは４本の管路83が配設されるが２本づつの二系統に分割され、穴82と連通されると共に溝81で結ばれている。この第２ゾーンの寸法は幅720ｍｍ×長さ310ｍｍである。続く後段のゾーンでもこれを繰返しプラスチックシートの温度を表面から中芯中央部まで徐々に下げ、第７ゾーンを通過する時点では完全にプラスチックシートが固化し安定した状態となるようにする。このベルト式フォーマーの長さ寸法はローラー部分を含め全体で2500ｍｍとなる。また、それぞれの冷却槽には冷却水供給管（やはり黒丸で表示されている。）が配管され、冷却水が循環して槽自体の昇温を防止するようになっている。
【００１３】
【表１】

この実施例での運転設定を表１を参照しながら説明する。表１に示されるようにテンションロール６に５℃の循環冷却水を供給してこの部分とベルト４とを冷却する。第１ゾーンに入って３本の管路にはバキューム源をつなぎ、冷却水の吹き出しはしないが、冷却管路に５℃の循環冷却水を流す。第２ゾーンでは二系統の流路８の内前方系統（管5,6）には10℃の冷却水を供給し、後方系統（管7,8）にはバキューム源を接続する。なお、これらの管は本装置の両側（操作側と駆動側）に開口するようにしてあり両側から冷却水を供給し、バキューム吸引を行うようにしているが、これは幅方向の条件を揃え製品の均質化を計るためである。冷却水の供給量は両側の管からそれぞれ60リットル／時とした。第１ゾーンでリブが立った状態となるように両面から吸引したプラスチックシート10をこの第２ゾーン前方段では冷却水をシートに直接浴びせて冷却し、後方段では両面を吸引してリブが立つように吸引整形すると同時に先の冷却水も吸引排出する。そして、この第２ゾーンでは冷却槽に５℃の冷却水を循環させるようにしてこの部分の装置の昇温を防止する。続く第３ゾーンから第７ゾーンまでは第２ゾーンと同じように二系統の流路８の内前方系統（管9,10、13,14、17,18、21,22、25,26）には10℃の冷却水を供給し、後方系統（管11,12、15,16、19,20、23,24、27,28）にはバキューム源を接続する。異なるのは冷却槽に循環させる冷却水の温度を５℃から10℃にした点だけである。
【００１４】
次に、この実施例の装置を使用してポリプロピレンの合成樹脂中空体シートを坪量と生産速度を変えて試作した試験結果を従来装置（固定フォーマー）でのものと比較して表２に示す。ただし、本実施例の装置の機械能力として生産速度15ｍ/minが限界であるためそれ以上の試験は出来なかった。
【表２】

坪量200ｇ/ｍ^２以下のものは従来装置では成形不可能であったが、本装置によって坪量100ｇ/ｍ^２まで生産速度15ｍ/minで成形が確認できた。また、坪量250ｇ/ｍ^２のものから350ｇ/ｍ^２のものまでは生産速度６ｍ/minが、坪量300ｇ/ｍ^２のものでは生産速度5.5ｍ/min、坪量350ｇ/ｍ^２のものでは生産速度５ｍ/min が限界であった。また従来装置では坪量500ｇ/ｍ^２のものでは生産速度４ｍ/minが限界であったが、本実施例装置では生産速度11ｍ/minで成形可能であることが確認できた。また、従来装置では坪量630ｇ/ｍ^２のものでは生産速度４ｍ/minが限界であったが、本実施例装置では生産速度10ｍ/minで成形可能であることが確認できた。これらが15ｍ/minで高速成形できないのはダイスからの吐出量が追いつかないためで、高圧に耐えるダイスの改良等押出し成形の技術の向上により更なる生産速度の向上が可能である。
【００１５】
本発明は、生産速度を高めるためベルト式フォーマーを採用するものであるが、この場合、前述したようにダイスと該フォーマー間には構造的に長い空隙が生じることになる。そこで、その不具合を解消するため本発明では空冷手段をその空隙部に配置して初期冷却を施すようにした。そこで次に、本実施例において冷気吹き付けを実施したときとしなかったときのデータを比較した、この冷気吹き付けの効果確認の結果を表３に示す。
【表３】

プラスチック材料はポリプレピレン、吐出量を80ｋｇ／時、シート厚を４ｍｍに設定し、坪量と成形速度を変えてデータを取った。ただし、空冷手段なしの場合はダイス口部先端からシートがベルト式フォーマーの先端部に接触する（ローラー頂点）位置までの距離は113ｍｍであるが、空冷手段設置の場合はダイス口部先端からシートがベルトに接触する（ローラー頂点）位置までの距離は158ｍｍと空冷手段設置分だけ若干長くなり、冷気吹き出しスリットの位置はダイス口部先端から65ｍｍのところである。この表から判るように引取り速度２ｍ/minで坪量が800ｇ/ｍ^２の場合には、冷気吹き出し無しでも製品の成形が確認できたが、引取り速度３ｍ/minで坪量が600ｇ/ｍ^２の場合更には引取り速度４ｍ/minで坪量が400ｇ/ｍ^２の場合には空隙部での不規則なのびが生じ、まともなシートにはならない。この生産速度は従来装置では実現していた範囲であり、この空隙の長さが製品の出来具合に大きく作用することが判る。これに対し、空冷手段を設置して冷気吹き付けを実施した場合には、引取り速度３ｍ/minで坪量が600ｇ/ｍ^２の場合、引取り速度４ｍ/minで坪量が400ｇ/ｍ^２の場合、更に引取り速度６ｍ/minで坪量が300ｇ/ｍ^２の場合も引取り速度８ｍ/minで坪量が200ｇ/ｍ^２の場合の高速成形の場合も安定成形が確認されている。
本発明のベルトフォーマー方式の整形システムによって製造された合成樹脂中空体シートの出来具合は、生産速度を向上させたにもかかわらずその物性や整形状態は従来製品と比べ劣るところはない。だだ、その表面（ライナー外面）には浅いベルトのメッシュ跡が残る点が従来製品と相違している。このメッシュ跡は表面に印刷を施す場合など細かい文字などが写り難いことはあるものの、艶消し風味があり、表面が粗面となっていることから平面上に吸着してしまうようなことが無く滑りがよいなどの利点を奏するものである。
【００１６】
本発明によって、従来不可能とされていた高密度ポリエチレンや鎖状低密度ポリエチレンを素材とした合成樹脂中空体シート製造の試作データを示す。このときのフォーマー内冷却条件は
空冷手段：使用本数は上下とも３本で、元圧は全て0.3ＭＰa。
テンションロール，第１、第２ゾーン冷却ブロックへの供給冷却水：温度５℃、供給量40ｌ／min。
第３〜第７ゾーン冷却ブロックへの供給冷却水：温度10℃を保つよう供給。
第２〜第７ゾーン吹出し冷却水：温度10℃、供給量は上下とも20ｌ／時
と設定し、それぞれの材料、坪量に対し適正な合成樹脂中空体シート製造を確認した。その際の設定状況を以下の表に示す。
（１）低密度ポリエチレン（ＬＦ−542Ｈ）
【表４】

ここで、φ65ＥＸ条件とあるのは、押出し成形における条件であって、φ65とは材料を押出すスクリュウの径が65ｍｍということを示している。この押出し成形部はスクリューの入り口からスクリュー出口まで（Ｃ１〜Ｃ４）の押出し機とダイスまで（ＳＣ〜ＦＢ２）の管部、そしてダイス入り口から出口（Ｄ１〜Ｄ５）までのダイス部からなっており、その各部分におけるヒーターの設定温度が上の表に示されている。この押出し機の温度設定は、190℃であって、両側部でそれより若干の低温度に設定されていることを示している。下の表において、「モーター」とあるのはスクリューを駆動するモーターの電流値を示しており、「中子エアー」とあるのはダイスの中子中央部に設けられた開口から吹出されるエアーの圧力値を示している。なお、この噴出しエアーは中空体を形成するリブ間の空間を押し広げる作用をするものである。この表から判るように低密度ポリエチレンでは坪量150ｇ／ｍ^２，250ｇ／ｍ^２，340ｇ／ｍ^２のものがベルト周速度（これは生産速度に対応する。）６ｍ／min で適正な合成樹脂中空体シートとして形成できた。
【００１７】
（２）高密度ポリエチレン
【表５】

この表から、高密度ポリエチレンでは坪量150ｇ／ｍ^２，200ｇ／ｍ^２，250ｇ／ｍ^２，350ｇ／ｍ^２のものがベルト周速度６ｍ／min で適正な合成樹脂中空体シートとして形成できた。
（３）鎖状低密度ポリエチレン
【表６】

この表から判るように鎖状低密度ポリエチレンでは坪量150ｇ／ｍ^２，250ｇ／ｍ^２，350ｇ／ｍ^２のものがベルト周速度６ｍ／min で適正な合成樹脂中空体シートとして形成できた。
（４）エチレン酢酸ビニル共重合体
また、同じ表６から、エチレン酢酸ビニル共重合体では坪量400ｇ／ｍ^２のものがベルト周速度６ｍ／min で適正な合成樹脂中空体シートとして形成できたことが示されている。
以上のように、下流側の引取り機によって押し出し成形されたプラスチックシートを引取る従来の固定フォーマー方式では、シートへの負荷が大きいため、不可能とされていた材料についても合成樹脂中空体シートの形成が可能となることが示された。ここに、リプロ材についてのデータを示していないが、リプロ材はもともと適正材料であるＰＰやＰＣについてのリサイクルであるから、ＰＥなどの比べてより成形が容易であることは理解できるところである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の合成樹脂中空体シート成形システムは、冷却水が循環される上下の冷却槽の間隙面を形成する金属等熱伝導度の高い材質のプレートに流体路を複数個形成すると共に、該プレートの間隙面に各流体路毎に幅方向に延在する開口を開け、前記上下の冷却槽の間隙面には通気性・通水性を有するベルトが走行するように構成して、前記ベルト式フォーマーの駆動によってシートを引取ると共に、前記複数個の流体路には負圧及び／又は冷却水を供給するようにしたものであるから、リブを立たせるためのバキューム吸引が引取り機の送り抵抗となることがなく、生産速度の向上を計ることが出来る。また、引取り機を使用せず押出し成形されたプラスチックシートをベルトで挟持してフォーマーで直接引取るようにしたのでシートにかかる負荷が少なく、リプロ材やポリエチレン等従来不可能であった素材の合成樹脂中空体シート製造が可能となる。
【００１９】
本発明ではプレートの複数の流体路には上下幅方向に多数の流量調整装置を配置して冷却水を均一供給するようにしたことで、フォーマーの幅方向に温度むらがでないようにし、生産速度を高くしてもシートの反りがでないようにすることができた。
また、本発明では上下の冷却槽をシート引取り方向に複数にゾーンを区分すると共に、各ゾーンの間隙面には幅方向に延在する流体路が複数系統配置され、各系統には適宜負圧又は冷却水を選択的に供給することができるように構成したので、製造される合成樹脂中空体シートの仕様に応じて安定した成形を実現できる。
【００２０】
本発明は、ベルト式フォーマー方式を採用したことに基くダイス口部とベルトフォーマーの先端部との間の長い空隙の弊害、すなわち、この間にプラスチックシートが変形してしまう弊害を除くため、シート面に向けて冷気を噴射する空冷手段を配備したので、プラスチックシートの表面には安定固化したスキン層が形成され、生産速度の向上と低坪量のシートの実現を可能にした。更に、このスキン層の形成によりメッシュ状のベルト形状の跡がシート表面に残ることを軽減し、表面に印刷を施すことも可能にできた。また、浅いメッシュ状のベルト形状の跡はシート表面に艶消し風味をもたせ、平面上での吸着を無くし滑りをよくする効果を奏する。
また、本発明では空冷手段のノズル部が冷気噴射流路を囲むように通気路を形成し、該通気路には常温気体等の流体を循環させるようにしたので、ノズル部分の結露現象を防止でき高温軟化状態のプラスチックシート面に水滴付着に基く傷を残すようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベルト式フォーマーの基本構成を示す概略図である。
【図２】空冷手段の位置を示す側面図である。
【図３】空冷手段の配列状態を示す正面図である。
【図４】ブローオフノズルの側断面図である。
【図５】ベルトフォーマーの配管を示す図である。
【図６】固定フォーマーの基本構成を示す概略図である。
【図７】固定式フォーマーで合成樹脂中空体シートを製造したときの温度分布の状況を示す図である。
【符号の説明】
１ダイス７冷却器
２遮熱プレート８流体路
３空冷手段 81 溝
31 ブローオフノズル 82 穴
32 冷気通路 83 管路
33 スリット９裁断機
34 流路 10 プラスチックシート
35 マニホールド 20 固定フォーマー
４ベルト 30 引取り機
６テンションローラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an extrusion molding system for producing a synthetic resin hollow body sheet.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a sheet made of a hollow body synthetic resin has been used as a sheet member. This is formed by extruding a plastic material from the mouth of a die having an eye-shaped cross section, and generally has a form in which two flat plates are bridged by ribs having a constant interval. An outline of a manufacturing system using an existing fixed cooling / suction shaping device (this is referred to as a former in this specification) for forming a hollow sheet made of this synthetic resin will be described with reference to FIG. A molten plastic material pumped by a screw (not shown) is extruded from the die 1 and taken by a take-up machine 30 through a gap between upper and lower fixed formers 20 facing each other with a gap. Cut into a product sheet. A plastic material in a high temperature softened state is extruded from the mouth of the die 1, and the plastic sheet material pulled by the downstream take-up machine 30 is cooled and solidified in the process of passing through the gap of the fixed former 20 therebetween. When the plastic sheet material is extruded from the die 1, the plastic sheet material is soft against the henna, so it does not have a stable shape in which the two flat plates are kept at a predetermined interval with the ribs standing. The fixed former 20 having a function of cooling and solidifying the soft plastic sheet material is basically composed of two upper and lower cooling tanks, and a plurality of holes are formed on both surfaces forming the gap, and the negative pressure is pulled. The structure to be taken is taken. With this configuration, it has a function of sucking the sheets on both sides at the time of passage and holding the ribs between them, and a function of cooling and solidifying the sheet material as it passes between the upper and lower cooling tanks. FIG. 7 shows the sheet temperature distribution in the case where a synthetic resin hollow body sheet is molded using the current fixed former method line. This has a thickness of 3mm and a basis weight of 500g / m.² This is an example when the synthetic resin hollow sheet is taken up and molded at 5.6 m / min. In this case, when cooled by a fixed former, the surface portion reaches the softening point at a position of 50 mm, the central portion is gradually cooled, and the central portion (rib) central portion reaches the softening point at 600 mm. This softening point indicates the temperature at which the solid plastic material begins to soften at that temperature, not the temperature at which the molten plastic material is completely solidified. In this example, this figure shows that a further cooling process is required until the synthetic resin hollow body sheet is completely solidified, and a fixed former length of 1250 mm is required.
[0003]
The conventional synthetic resin hollow body sheet forming method using this fixed former adopts a configuration in which the former itself is fixed and pulled by a downstream take-up machine, and therefore the force for sucking the sheet material to a negative pressure by the former. And the friction force based on it becomes the feed resistance, and the production speed can only be increased up to 5.6m / min. As the plastic material, only polypropylene (PP) and polycarbonate (PC) could be molded. In the production of the synthetic resin hollow body sheet, both side portions (ear portions) of the sheet are cut and discarded because of problems in finishing. There is a need to recycle this waste, and it has been tried to pulverize this (repro material) into chips and mix the raw materials or use them alone, but the current fixed former type synthetic resin hollow body There is also a problem that it is difficult to actually use in sheet manufacturing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to realize a production rate of 7 m / min or more for conventional materials such as polypropylene and polycarbonate, and to make a synthetic resin hollow body made of various thermoplastic materials such as repro material and high density polyethylene and chain low density polyethylene. An object of the present invention is to provide a manufacturing system that enables sheet forming.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The synthetic resin hollow body sheet manufacturing system of the present invention includes a plurality of fluid paths formed on a plate made of a material having high thermal conductivity, such as a metal, forming a gap surface between upper and lower cooling tanks to which cooling water is supplied. An opening extending in the width direction for each fluid path is opened in the gap surface of the upper and lower cooling tanks so that a belt having air permeability and water permeability runs on the gap surface of the upper and lower cooling tanks.The belt-type cooling / suction shaping means, and an air cooling means for injecting cold air toward the sheet surface are provided in the gap between the die port and the tip of the belt-type cooling / suction shaping means,The sheet is pulled by driving the belt-type former, and negative pressure and / or cooling water is supplied to the plurality of fluid paths.West,In addition, in order to enable high-speed production, an air cooling means is provided in front of the former to form a skin layer on the sheet surface.
  The nozzle portion of the air cooling means is formed with a flow passage so as to surround the cold air injection flow passage, and a fluid is supplied to the flow passage to prevent dew condensation.
  The synthetic resin hollow body sheet manufacturing system of the present invention comprises means for supplying cooling water to the synthetic resin sheet via a water-permeable belt and vacuum suction means, and directly cools the synthetic resin sheet, The ribs of the synthetic resin sheet were made to stand while vacuuming.
  Further, a plurality of flow rate adjusting devices are arranged in the vertical direction in the plurality of fluid passages of the plate so as to uniformly supply cooling water so that temperature unevenness does not occur in the width direction of the former.
  Further, the upper and lower cooling tanks are divided into a plurality of zones in the sheet take-up direction, and a plurality of fluid paths extending in the width direction are arranged on the gap surface of each zone. The negative pressure or cooling water can be selectively supplied according to the specifications of the resin hollow body sheet.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In view of the fact that the force that attracts the sheet material to a negative pressure by the fixed former and the frictional force based on it becomes the feed resistance, the production speed can be increased only to 5.6 m / min. The idea is to create a belt that travels with the seat. A plastic sheet that is extruded from a die without using a take-up machine and directly pulled by a former belt greatly reduces the load on the sheet. This makes it possible to produce materials such as high density polyethylene and chain low density polyethylene that were previously impossible. By using a belt drive system for the former, there is no feeding resistance, but this former has the role of sucking the softened sheet from both sides and putting ribs on it. Enabled to pull from outside by vacuum. The former also has a role of cooling and solidifying the softened plastic sheet, and cooling the sheet in the cooling tank with the belt interposed therebetween has poor heat exchange efficiency. Therefore, a configuration in which cooling water is supplied to the plastic sheet and directly cooled by using a water-permeable belt is adopted. In the present invention, the vacuum suction not only pulls the sheet from both sides but also strikes the rib, but also acts to forcibly drain this cooling water. The vacuum suction and the cooling water supply are performed by forming a plurality of fluid paths in a plate made of a material having high thermal conductivity such as a metal that forms a gap surface between the upper and lower cooling tanks, and each fluid on the gap side surface of the plate. A belt-type former arranged so as to open a plurality of openings in the width direction for each passage, to supply negative pressure or cooling water to each fluid passage, and to run on a gap surface between the upper and lower cooling tanks. The fine mesh (mesh) is designed to ensure air permeability and water permeability. The belt does not necessarily need to be a net-like knitted product, and may be a metal belt having a hole or the like. In this specification, belts having air permeability and water permeability are collectively referred to as mesh belts.
[0007]
When the high-speed molding of the synthetic resin hollow body sheet was attempted by the above-described belt-type former, the appearance of the product is as follows: (1) A belt mesh pattern is formed on the surface of the product. (2) Warping of the product (warping in the flow direction, S warping in the width direction) occurs. (3) The product width varies depending on the discharge amount and take-up speed. Incidentally, the neck-in, which is a phenomenon in which the width dimension is reduced when pulled in the longitudinal direction, is large. The problem was seen. The cause of (1) is due to the adoption of a mesh form in order to give the belt breathability and water permeability. This is not particularly a problem other than when the product surface is required to be flat, such as when printing is required. The problem {circle around (2)} is understood to be caused by a temperature difference occurring in the vertical direction or width direction in the plastic cooling process. The problem of (3) is that the present invention is a belt-type former, and the end portion has a roll structure. Therefore, there is a distance (gap) until the plastic is extruded between the mouth of the die and the former. It is understood that it originates in structurally becoming long. As described above, the role of the former is to cool the plastic in a softened state at high temperature and to suck from both sides so as to keep the rib standing, but in the present invention, structurally from the mouth of the die. The distance to the former that fulfills that function will be longer. Incidentally, the gap that was 50 mm in the conventional apparatus was reduced to 150 mm by reducing the roll diameter to the extent possible in the prototype of the present invention, but the gap (distance until the sheet reached the belt) was 115 mm.
[0008]
In order to grasp the situation of the temperature difference generated in the vertical direction or width direction in the plastic cooling process which is the cause of the problem (2), the temperature distribution over the entire area of the former was measured. Since cooling in the present invention employs a shower system in which cooling water is poured directly onto the sheet in addition to cooling the entire apparatus by the cooling tank, it has been found that there is a difference in the amount of cooling water supplied from the top and bottom surfaces due to gravity. . For this reason, a large number (48) of flow rate adjusting devices are arranged in the vertical width direction so that there is no difference in the actual flow rate. For the sheet take-off direction, the former is divided into a plurality of areas in the running longitudinal direction to balance the cooling and the negative pressure suction for securing the shape, and the fluid path for each area is connected to a vacuum source or a cooling water source as appropriate. Separated from vacuum zone and cooling zone. Since the situation changes depending on the material, thickness, basis weight, or molding speed of the synthetic resin hollow body sheet to be manufactured, it is specifically determined at the stage when the product is designed. It will be. In short, it is set together with the flow rate value so as to minimize the temperature unevenness after securing the state of solidification with the rib standing.
[0009]
A problem caused by the fact that the gap of (3) becomes long is that the extruded plastic is in a high temperature state, causing shape deformation (mainly stretching) between them. Moreover, since the present invention starts from increasing the molding speed, the plastic is extruded from the die at a higher speed than before, and the cooling time is shortened and the temperature is increased. Since it is unavoidable in terms of the structure that the gap becomes longer due to the adoption of the belt system, the present invention provides cooling as a measure to make it difficult to cause shape deformation after molding, that is, the problem caused by the longer gap. It has been conceived that an air cooling means is provided in the preceding gap. Cold gas is blown onto both sides of the sheet extruded from the die mouth, and initial cooling is performed first. As a result, a solidified skin layer is formed on the surface of the plastic to suppress deformation. However, the position where this treatment is performed is a gap, and the action of adjusting the shape of the synthetic resin hollow body sheet does not work, so the rib should not be solidified in a distorted state. It is necessary to ensure the flexibility that the rib is formed by vacuum suction in the former former. Therefore, the air cooling here is appropriately cooled so that the surface portion is cooled and the sheet surface becomes a skin layer and solidified. The problem (1), in which the skin layer is formed on the surface of the sheet by the initial cooling, thereby causing a mesh mark on the surface of the sheet, is greatly improved. In addition, by performing this initial cooling (air cooling), the production speed, which is the original purpose, is greatly improved, and it has become possible to form a sheet with a low basis weight (thinning), which has been difficult in the past. In addition, changes in rib thickness and liner thickness due to increased production speed are basically dealt with by changing the shape of the die, but in general the rib width is narrow. Cover with a die shape so that the rib part at the time of extrusion becomes thick so that it does not become.
[0010]
[Example 1]
1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment employing a belt-type former method. Reference numeral 1 denotes a die, from which plastic is molded and extruded. Reference numeral 2 denotes a heat shielding plate for shielding heat from the hot die 1. Reference numeral 3 denotes air cooling means for performing initial cooling by blowing cool air onto the plastic sheet 10 in a high temperature softened state extruded from the die 1. 4 is a belt, 5 is a driving roller, and 6 is a tension roller. The belt 4 is stretched between two tension rollers 6 on the upstream end and a driving roller 5 on the downstream side, and is driven by the power of the driving roller 5. The plastic sheet 10 is sandwiched between a pair of upper and lower belts 4 and 4 and taken up downstream. Therefore, the present invention does not require a conventional take-up machine. The tension roller 6 and the drive roller 5 are divided into seven zones, and cooling tanks 7 separated for each zone are arranged. The belt 4, the drive roller 5, the two tension rollers 6 and the seven cooling tanks 7, which are paired up and down, constitute the belt-type former of the present invention. As the material of the belt, a polyester plastic having a fiber diameter of 1.4 mm was used. Cooling water is supplied to each cooling tank 7 to cool the entire apparatus, and fluid passages 8 (81 grooves, 82 holes, 83 pipes) are formed in each zone and connected to a vacuum source or a cooling water source. It is piped. Further, a cutting machine 9 for cutting the synthetic resin hollow body sheet manufactured on the downstream side of the belt-type former into a predetermined size is disposed.
[0011]
First, an embodiment of the air cooling means will be described in detail with reference to the drawings. The air cooling means adopted here uses compressed air. In principle, the vortex effect, that is, a vortex (forced vortex) is generated in the vortex tube, warm air is discharged from one end of the tube, and cold air is discharged from the other end. This utilizes the phenomenon of discharging. FIG. 2 shows the positional relationship of the air cooling means 3 disposed between the die 1 and the belt-type former as a side view in the sheet take-up direction. Here, only the upper half of the apparatus is shown. As shown in the figure, a heat shield plate 2 for heat insulation is installed immediately in front of the die 1 except for the vicinity of the mouth portion, and the air cooling means 3 is integrated with the heat shield plate 2 and the spacer. It is attached. As shown in the front view in the width direction in FIG. 3, five air cooling means 3 are arranged in the width direction, and blow-off nozzles 31 are attached to the cold air discharge ports of the respective air cooling means. Cylindrical spaces and manifolds 35 are formed in the width direction as shown by broken lines, and the cold air discharged from each air cooling means 3 is made uniform here and blows out from the slits 33 continuous in the width direction. ing. As shown in FIG. 2, the slit 33 is located at a position 45 mm in front of the mouth of the die 1 and at a position 15 mm from the sheet surface. The opening size of the blow-off nozzle 31 is 0.45 mm in width and 600 mm in length.
In addition, the blow-off nozzle 31 has a flow path 34 formed so as to surround a cold air flow path 32 as shown in a cross-sectional view in FIG. 4, and room temperature air or the like is circulated through the flow path 34, for example. Has been. This is because the nozzle 31 is cooled by the discharged cold air and heat is exchanged with a fluid such as room temperature air so that condensation does not occur in this portion. This is because the high-temperature softened plastic sheet that has just been extruded from the die 1 is present in the region, and if the condensed water droplets adhere to the plastic sheet, the plastic sheet is deformed and a large defect is left. . Since the skin layer is formed on the surface of the plastic sheet by the action of the air cooling means, it is possible to reduce the mesh marks of the belt 4 from remaining on the sheet surface even when the belt 4 is sandwiched by the belt 4 in the next stage, and further directly with the cooling water. Contact does not leave any scratches on the surface. The temperature of the blowing air is -3 ° C to -8 ° C, and the flow rate is 3 to 5m.³Set according to the basis weight and production speed in / min.
[0012]
Next, the fluid path 8 applied to the surface of the cooling tank 7 that contacts the plastic sheet 10 via the belt 4 will be described in detail with reference to FIG. This figure shows only the lower part of the devices arranged at the upper and lower target positions. In this example, as shown in the drawing, for each zone divided in the sheet take-up direction, a groove 81 and a hole 82 are drilled in an aluminum plate at a required place, and the hole 82 is a pipe line 83 piped in the width direction. It is connected to communicate with. Unlike the other zones, the first zone has all the holes 82 communicating with the three pipes 83 connected by a groove 81 in common. The three pipes 83 are all connected to a vacuum source, and the plastic sheet 10 drawn into the belt-type former is first sucked by vacuum from both sides in the first zone, and the shape is secured so that the rib stands. Is made. This is because the pre-cooling by the air-cooling means is performed in the previous gap and the skin layer is formed, and here, the securing of the shape has priority over the cooling. However, in this zone, the temperature of the device is expected to rise due to contact with plastic that is still in a high temperature state, so as shown in the figure, six pipes are installed near the surface to circulate cooling water. And heat exchange was configured. The dimension of this first zone is 720 mm wide × 310 mm long. In addition, in this embodiment, in order to prevent the temperature of this portion in the vicinity of the high-temperature die from coming into contact with the plastic that is still in a high temperature state and to lower the temperature of the belt 4 that first contacts the plastic sheet, Also, a cooling water circulation path is formed to cool. The following second to seventh zones have the same configuration, and these are provided with four pipes 83, but are divided into two systems of two, communicated with the hole 82 and connected by the groove 81. It is. The dimensions of this second zone are 720 mm wide × 310 mm long. This is repeated in the subsequent zone, and the temperature of the plastic sheet is gradually lowered from the surface to the central part of the core, and when passing through the seventh zone, the plastic sheet is completely solidified and stabilized. The length of this belt-type former is 2500 mm as a whole including the roller portion. Each cooling tank is provided with a cooling water supply pipe (also indicated by a black circle), and the cooling water circulates to prevent the temperature of the tank itself from rising.
[0013]
[Table 1]

The operation setting in this embodiment will be described with reference to Table 1. As shown in Table 1, this portion and the belt 4 are cooled by supplying circulating cooling water at 5 ° C. to the tension roll 6. Entering the first zone, a vacuum source is connected to the three pipe lines, and cooling water is not blown out, but circulating cooling water of 5 ° C. is allowed to flow through the cooling pipe. In the second zone, cooling water of 10 ° C. is supplied to the front system (tubes 5 and 6) of the two channels 8 and a vacuum source is connected to the rear system (tubes 7 and 8). These pipes are opened on both sides (operating side and driving side) of this device, and cooling water is supplied from both sides to perform vacuum suction. This is for homogenizing the product. The amount of cooling water supplied was 60 liters / hour from the pipes on both sides. In the first zone, the plastic sheet 10 sucked from both sides so as to stand up is cooled by direct cooling water on the sheet at the front stage of the second zone, and the ribs stand by sucking both sides at the rear stage. At the same time, the previous cooling water is sucked and discharged. And in this 2nd zone, the temperature rise of the apparatus of this part is prevented by circulating 5 degreeC cooling water to a cooling tank. From the 3rd zone to the 7th zone that follows, in the same way as the 2nd zone, the inside system of the two channels 8 (tubes 9, 10, 13, 14, 17, 18, 21, 22, 25, 26) Supplies cooling water at 10 ° C, and a vacuum source is connected to the rear system (tubes 11, 12, 15, 16, 19, 20, 23, 24, 27, 28). The only difference is that the temperature of the cooling water circulated in the cooling bath is changed from 5 ° C to 10 ° C.
[0014]
Next, Table 2 shows the test results of trial production of the synthetic resin hollow body sheet made of polypropylene by changing the basis weight and the production speed using the apparatus of this example as compared with the conventional apparatus (fixed former). . However, since the production speed of 15 m / min is the limit as the mechanical capacity of the apparatus of this example, further tests could not be performed.
[Table 2]

Basis weight 200g / m²The following could not be molded with conventional equipment, but with this equipment, the basis weight was 100 g / m.²Molding was confirmed at a production speed of 15 m / min. Also, basis weight 250g / m²350g / m from that²Production speed of up to 6m / min, basis weight of 300g / m²Production speed 5.5m / min, basis weight 350g / m²The production speed was 5 m / min. Also, with the conventional device, the basis weight is 500 g / m.²However, the production speed of 4 m / min was the limit for the product of this example, but it was confirmed that molding was possible at the production speed of 11 m / min with the apparatus of this example. Moreover, with a conventional device, the basis weight is 630 g / m.²However, the production speed of 4 m / min was the limit in this product, but it was confirmed that molding was possible at a production speed of 10 m / min in this example apparatus. The reason why these cannot be formed at high speed at 15 m / min is that the amount of discharge from the die cannot catch up, and it is possible to further increase the production speed by improving the technology of extrusion molding such as improvement of the die that can withstand high pressure.
[0015]
The present invention employs a belt-type former to increase the production speed. In this case, as described above, a structurally long gap is formed between the die and the former. Therefore, in order to solve the problem, in the present invention, the air cooling means is arranged in the gap portion to perform the initial cooling. Then, next, Table 3 shows the results of confirming the effect of this cold air spraying, comparing the data when the cold air spraying was performed and not performed in this example.
[Table 3]

The plastic material was polypropylene, the discharge rate was set to 80 kg / hour, the sheet thickness was set to 4 mm, and the basis weight and molding speed were changed to collect data. However, when there is no air cooling means, the distance from the tip of the die mouth to the position where the sheet comes into contact with the tip of the belt-type former (roller apex) is 113 mm. The distance to the belt contact with the belt (the top of the roller) is 158 mm, which is slightly longer by the amount of air cooling means installed, and the position of the cold air blowing slit is 65 mm from the tip of the die mouth. As can be seen from this table, the grammage is 800 g / m at a take-up speed of 2 m / min.²In the case of, the molding of the product could be confirmed without cold air blowing, but the basis weight was 600 g / m at the take-up speed of 3 m / min.²In addition, the basis weight is 400 g / m at a take-up speed of 4 m / min.²In this case, irregular spreading occurs in the gap, and the sheet is not decent. This production speed is in the range realized by the conventional apparatus, and it can be seen that the length of the gap greatly affects the quality of the product. On the other hand, when air cooling means is installed and cold air blowing is performed, the basis weight is 600 g / m at a take-up speed of 3 m / min.²In this case, the grammage is 400g / m at a take-up speed of 4m / min.²In this case, the basis weight is 300 g / m at a take-up speed of 6 m / min.²In the case of, the grammage is 200g / m at the take-up speed of 8m / min.²In the case of high-speed molding, stable molding has been confirmed.
The synthetic resin hollow body sheet produced by the belt former type shaping system of the present invention is not inferior to the conventional product in physical properties and shaping state despite the improvement in production speed. However, it is different from conventional products in that the mesh mark of the shallow belt remains on the surface (liner outer surface). Although this mesh mark may be difficult to see fine characters, such as when printing on the surface, it has a matte flavor and the surface is rough, so it will not stick to the flat surface There are advantages such as good sliding.
[0016]
The trial production data of synthetic resin hollow body sheet production using high-density polyethylene and chain-shaped low-density polyethylene, which were previously impossible by the present invention, are shown. The cooling conditions in the former at this time are
Air-cooling means: The number of pipes used is three at the top and bottom, and the original pressure is 0.3 MPa.
Supply cooling water to tension roll, first and second zone cooling blocks: temperature 5 ° C., supply rate 40 l / min.
Supply cooling water to the third to seventh zone cooling blocks: Supply so as to maintain a temperature of 10 ° C.
Second to seventh zone cooling water: temperature 10 ° C, supply rate 20 l / h
And the production of a synthetic resin hollow body sheet appropriate for each material and basis weight was confirmed. The following table shows the settings at that time.
(1) Low density polyethylene (LF-542H)
[Table 4]

Here, the φ65EX condition is a condition in extrusion molding, and φ65 indicates that the diameter of the screw for extruding the material is 65 mm. This extrusion molding part consists of an extruder from the screw inlet to the screw outlet (C1 to C4) and a pipe part from the die to the die (SC to FB2), and a die part from the die inlet to the outlet (D1 to D5). The set temperature of the heater in each part is shown in the table above. The temperature setting of this extruder is 190 ° C., indicating that the temperature is set slightly lower on both sides. In the table below, “Motor” refers to the current value of the motor that drives the screw, and “Core Air” refers to the air blown out from the opening in the center of the die core. The pressure value is shown. Note that this blown air acts to expand the space between the ribs forming the hollow body. As can be seen from this table, the basis weight of low density polyethylene is 150 g / m.²250g / m²340g / m²Can be formed as a proper synthetic resin hollow sheet at a belt peripheral speed (which corresponds to the production speed) of 6 m / min.
[0017]
(2) High density polyethylene
[Table 5]

From this table, the basis weight of high-density polyethylene is 150 g / m.², 200 g / m²250g / m²350g / m²Can be formed as an appropriate synthetic resin hollow sheet at a belt peripheral speed of 6 m / min.
(3) Chain low density polyethylene
[Table 6]

As can be seen from this table, the basis weight of chain low density polyethylene is 150 g / m.²250g / m²350g / m²Can be formed as an appropriate synthetic resin hollow sheet at a belt peripheral speed of 6 m / min.
(4) Ethylene vinyl acetate copolymer
Also, from Table 6, the ethylene vinyl acetate copolymer has a basis weight of 400 g / m.²It was shown that the product could be formed as an appropriate synthetic resin hollow sheet at a belt peripheral speed of 6 m / min.
As described above, in the conventional fixed former method in which the plastic sheet extruded by the downstream take-up machine is taken, the load on the sheet is large, so the synthetic resin hollow body sheet can be used even for materials that have been impossible. It was shown that the formation of is possible. Although data on repro material is not shown here, it can be understood that repro material is recycled for PP and PC, which are proper materials, so that it is easier to mold than PE.
[0018]
【The invention's effect】
The synthetic resin hollow body sheet forming system of the present invention includes a plurality of fluid paths formed on a plate made of a material having high thermal conductivity such as a metal forming a gap surface between upper and lower cooling tanks through which cooling water is circulated. An opening extending in the width direction for each fluid path is formed in the gap surface of the upper and lower cooling tanks, and a belt having air permeability and water permeability runs on the gap surface of the upper and lower cooling tanks. Since the sheet is pulled by driving and negative pressure and / or cooling water is supplied to the plurality of fluid passages, vacuum suction for raising the rib is used as the feeding resistance of the take-up machine. Therefore, the production speed can be improved. In addition, the plastic sheet that has been extruded without using a take-up machine is sandwiched between belts and directly taken by the former, so the load on the sheet is low, and materials such as repro material and polyethylene that have been impossible in the past have been reduced. A synthetic resin hollow body sheet can be produced.
[0019]
In the present invention, a plurality of flow rate adjusting devices are arranged in the vertical direction in the plurality of fluid paths of the plate so that the cooling water is uniformly supplied, so that there is no temperature unevenness in the width direction of the former, and the production speed Even if the height was increased, the sheet was not warped.
In the present invention, the upper and lower cooling tanks are divided into a plurality of zones in the sheet take-up direction, and a plurality of fluid paths extending in the width direction are arranged on the gap surface of each zone. Since it comprised so that pressure or cooling water could be supplied selectively, the stable shaping | molding is realizable according to the specification of the synthetic resin hollow body sheet | seat manufactured.
[0020]
The present invention eliminates the adverse effect of a long gap between the die mouth portion and the front end portion of the belt former based on the adoption of the belt-type former method, that is, the adverse effect that the plastic sheet is deformed during this time. Air-cooling means for injecting cold air toward the surface was provided, so a stable and solidified skin layer was formed on the surface of the plastic sheet, enabling an increase in production speed and realization of a sheet with a low basis weight. Further, the formation of the skin layer can reduce the remaining of a mesh-like belt-shaped mark on the sheet surface, and can also perform printing on the surface. In addition, the trace of the shallow mesh belt shape has a matte flavor on the sheet surface, and has the effect of eliminating the adsorption on the plane and improving the slip.
Further, in the present invention, a ventilation path is formed so that the nozzle portion of the air cooling means surrounds the cold air injection flow path, and a fluid such as room temperature gas is circulated through the ventilation path, thereby preventing dew condensation on the nozzle portion. It is not possible to leave scratches due to water droplets on the surface of the plastic sheet that is softened at a high temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a basic configuration of a belt-type former according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the position of the air cooling means.
FIG. 3 is a front view showing an arrangement state of air cooling means.
FIG. 4 is a side sectional view of a blow-off nozzle.
FIG. 5 is a view showing piping of a belt former.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a basic configuration of a fixed former.
FIG. 7 is a view showing a temperature distribution when a synthetic resin hollow body sheet is manufactured by a fixed former.
[Explanation of symbols]
1 Dice 7 Cooler
2 Heat shield plate 8 Fluid path
3 Air cooling means 81 Groove
31 Blow-off nozzle 82 holes
32 Cold air passage 83 Pipe line
33 Slit 9 Cutting machine
34 Channel 10 Plastic sheet
35 Manifold 20 Fixed former
4 belt 30 take-up machine
6 Tension roller

Claims

A plurality of fluid passages are formed in a plate made of a material having a high thermal conductivity such as a metal that forms a gap surface between upper and lower cooling tanks to which cooling water is supplied, and a width direction is provided for each fluid passage in the gap surface of the plate. A belt-type cooling suction shaping means that opens an extending opening and allows a belt having air permeability and water permeability to run on the gap surface between the upper and lower cooling tanks , a die mouth portion, and the belt-type cooling suction. An air cooling means for injecting cold air toward the sheet surface is disposed in the gap between the front end portion of the shaping means, and the extruded sheet is drawn by driving the belt, and the plurality of fluids A synthetic resin hollow sheet forming system configured to constitute a cooling suction shaping device that supplies a negative pressure and / or cooling water to a path to cool and solidify a sheet.

The synthetic resin hollow body sheet molding system according to claim 1 , wherein the nozzle portion of the air cooling means is formed with a flow passage so as to surround the cold air injection flow passage, and a fluid is supplied to the flow passage to prevent condensation. .

A means for supplying cooling water to the synthetic resin sheet via a water-permeable belt and a vacuum suction means are provided for directly cooling the synthetic resin sheet, and forming the ribs of the synthetic resin sheet while vacuum sucking the cooling water. The synthetic resin hollow body sheet molding system according to claim 1 or 2, characterized in that the system is made to stand.

The plurality of fluid passages of the plate a number of flow control device cooling water uniformly supplied in a vertical width direction, according to any one of claims 1 to 3 to prevent out temperature unevenness in the width direction of the former Synthetic resin hollow sheet forming system.

The upper and lower cooling tanks are divided into a plurality of zones in the sheet take-up direction, and a plurality of fluid paths extending in the width direction are arranged on the gap surface of each zone, and a synthetic resin hollow body manufactured in each system The synthetic resin hollow sheet forming system according to any one of claims 1 to 4, wherein a negative pressure or cooling water can be selectively supplied according to the specifications of the sheet.