JP4559506B2

JP4559506B2 - フラットダイ、シート製造方法

Info

Publication number: JP4559506B2
Application number: JP2008152737A
Authority: JP
Inventors: 秀樹富山; 真岩村; 真一内海
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: JP2009297945A; CN101602248A; KR20090129365A; KR101412391B1; TW201002504A

Description

本発明は、溶融樹脂を押出す装置であるダイスに関し、特にシートを製造するためのダイスであるフラットダイに関する。

従来の主にフィルム・シート製品を製造する際に用いるＴダイ（フラットダイ）は、押出機などの溶融可塑化装置から送られてきた溶融樹脂を、薄く幅広い状態で押し出す装置である。Ｔダイは、単一樹脂あるいはシートの厚み方向に異なる樹脂を積層させた状態で押出す成形方式が用いられる。

Ｔダイからシート状に押出された樹脂は、冷却装置に接するまでの間に幅方向が縮小するネックイン現象、およびシート端部が厚くなるエッジビード現象が生じるため、端部はカットし廃棄あるいはリサイクルされる。特に原料が高価で製品物性管理が厳しい光学用途のシート等では、カットしたシート端部はリサイクルできないため廃棄せざるを得ず、コスト面でロスが大きいという問題がある。

この問題に対し、端部が厚くなる部位にあらかじめ安価な樹脂を流動させ（サブ層）、製品として採用する中央部位にのみ本来の樹脂を流動（メイン層）させる装置構成が好ましい。この幅方向に異なる樹脂を積層させる構造を備えたものとして、ダイス流入部はメイン層、サブ層ともダイス上端に設け、ダイス本体に双方の流路がありマニホールド部で合流させて幅方向に層分布をつける押し出し方式を採用したＴダイが知られている（例えば特許文献１）。

特許第３４５９９６０号公報

しかしながら、上述の特許文献１にて開示されてるような方式では、サブ層の幅を任意に変更することが困難である。また上述の特許文献１にて開示されてる方式は、用途に応じ、サブ層を用いない、すなわちメイン層だけの成形を実施したい場合にもサブ層の流路にメイン層と同じ樹脂を流す必要があること、またダイスのマニホールド部から上流部の本体寸法を長くとらなければならないなど、構造上の問題がある。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、製品として採用される中央部位とその端部とで異なる流体を積層させることができるフラットダイおよびシート製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、フラットダイであって、所定の流体である第１流体が注入される第１流体注入部と、前記第１流体とは異なる流体である第２流体が注入される第２流体注入部と該第２流体を流出する第２流体流出部とを備えるプラグと、自己の側面に前記プラグを挿入可能とし、前記第１流体注入部から注入される第１流体と、前記第２流体流出部から流出される第２流体とを外部に流出するマニホールド部と、を備えるものである。

また、本発明は、上述に記載のフラットダイにおいて、前記マニホールド部は、該マニホールド部に対する前記プラグの挿入長に基づき、前記第２流体の流出量を調整することを特徴とするものである。

上述した課題を解決するため、本発明は、シートを製造するシート製造方法であって、フラットダイの内部に所定の流体である第１流体を注入し、前記フラットダイのマニホールド部であって、外部へ流体を流出するマニホールド部の側面から前記第１流体とは異なる流体である第２流体を前記フラットダイの内部に注入し、注入された前記第１流体と前記第２流体とを前記マニホールド部から押出すことでシートを製造することを特徴とするものである。

また、本発明は、上述に記載のシート製造方法において、前記第２流体は、該第２流体が注入される第２流体注入部と、該第２流体を流出する第２流体流出部とを備えるプラグが前記マニホールド部の側面に挿入され、前記プラグを介して注入されることを特徴とするものである。

さらに、本発明は、上述に記載のシート製造方法において、前記第２流体の流出量は、前記マニホールド部に対する前記プラグの挿入長に基づき、調整されることを特徴とするものである。

本発明によれば、製品が押出される開口部であるマニホールド部の側面から第２流体が注入されるため、中央部位と端部とで異なる流体を積層させることができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態におけるフラットダイは、幅方向に樹脂の境界層を設け、フラットダイ端部のみに異なる樹脂を流し込むことでシートを製造する。この手法を実現するため、本実施の形態はフラットダイ側面に樹脂流路を備えたプラグを挿入し、プラグから異なる樹脂を流し込むサイドフィード機能を有するフラットダイを用いる。

図１に、本実施の形態におけるフラットダイを示す。フラットダイ１０は、その上部にメイン層となる溶融樹脂（第１流体）が注入されるメイン層注入口２０（第１流体注入部）を備える。またフラットダイ１０は、その下部にメイン層注入口２０から注入される溶融樹脂と、後述するプラグ１から流出されるサブ層となる溶融樹脂（第２流体）とを外部に流出するマニホールド部３０を備える。

マニホールド部３０は、後述するプラグ１を挿入可能にするため、外部への溶融樹脂の漏れを防止するシール３、シール３を支持するシール押さえ２、およびプラグ１を支持するサブプレート４によって構成されたプラグ挿入機構を有している。尚、マニホールド部３０に挿入されたプラグ１はシート幅方向にスライドすることができる。

尚、図１にはフラットダイ１０の片方の端部のみ示しているが、フラットダイ１０は両端部とも上述同様の構成であるものとする。

次に、本実施の形態におけるプラグ１の外観図を図２（ａ）に示し、プラグ１の断面図を図２（ｂ）に示す。

プラグ１は、サブ層となる溶融樹脂が注入されるサブ層注入口５（第２流体注入部）および注入された溶融樹脂を流出するサブ層流出口６（第２流体流出部）を備える。図２（ａ）および図２（ｂ）にて示すように、サブ層流出口６の形状は薄く幅広い状態で押し出すため幅方向にフラットな形状となっており、よってサブ層注入口５から注入された溶融樹脂は、フラットな形状でサブ層流出口６から流出される。

また、本実施の形態では、挿入される際サブ層流出口６が常にマニホールド部３０の流出方向に向くように、プラグ１とマニホールド部３０との接合面は互いに対になる傾斜を有しているが、態様を限定するものではない。

次に、プラグ１がフラットダイ１０のマニホールド部３０に挿入され、メイン層、およびサブ層の溶融樹脂が注入および押出される状態の図を図３に示す。尚、プラグ１のプラグストローク（挿入長）が１１０ｍｍである場合の状態を図３（ａ）に、プラグストロークが最長となる１４０ｍｍである場合の状態を図３（ｂ）に、それぞれ一例として示す。尚、図３においては、メイン層となる溶融樹脂は白地およびその流れ方向を黒矢印で示し、サブ層となる溶融樹脂は黒地およびその流れ方向を白矢印で示す。

図３（ａ）に示した状態に対し図３（ｂ）の状態の方が挿入長が長い分マニホールド部３０から流出される量が多くなり、サブ層の溶融樹脂のシート幅方向の長さも多くなる。

さらに、図３に示したプラグ１の挿入箇所の拡大図を図４に示す。これら図３、図４にて示すように、プラグ１のプラグストロークが調整されることで、サブ層の溶融樹脂の流出される流量およびシート幅方向の長さも調整される。尚、図４（ａ）は、図３（ａ）に対応し、図４（ｂ）は図３（ｂ）に対応する。

このように、メイン層の流入は従来通りフラットダイ上部から行い、サブ層の流入はフラットダイ側面から流路を設けたプラグから行うことで、シート幅方向に異なる樹脂を積層させることができる。また、本実施の形態のようにプラグ方式とすることで、プラグストロークの調整によるサブ層の幅を容易に変更することが可能となり、さらに流路を設けないプラグを用いるとメイン層だけのシートを成形することができる。

本実施の形態によって、以下の効果を奏する。

本実施の形態のように流路方式プラグによりサブ層を側面端部から流入させることで、フラットダイ本体の形状は従来のものと同様にできる。

また、流路を設けたプラグのストロークを調整することでサブ層の幅を自在に調整することができる。

さらに、流路を設けないプラグを用いることで、容易にメイン層だけのシート成形方式に変更することができる。

本発明の実施の形態にかかるフラットダイの構成図およびプラグ挿入箇所近傍の拡大図である。本発明の実施の形態にかかるプラグの外観図および断面図である。本発明の実施の形態にかかるフラットダイに溶融樹脂が注入されている状態を示す図である。本発明の実施の形態にかかるフラットダイに溶融樹脂が注入されている状態におけるプラグ挿入箇所近傍の拡大図である。

符号の説明

１プラグ、２シール押さえ、３シール、４サブプレート、１０フラットダイ、５サブ層注入口、６サブ層流出口、２０メイン層注入口、３０マニホールド部。

Claims

所定の流体である第１流体が注入される第１流体注入部と、
前記第１流体とは異なる流体である第２流体が注入される第２流体注入部と該第２流体を流出する第２流体流出部とを備えるプラグと、
前記プラグが挿入される挿入孔を自己の側面に備え、前記第１流体注入部から注入される第１流体と、前記第２流体流出部から流出される第２流体とを外部に流出するマニホールド部とを備え、
前記マニホールド部の挿入孔の内側面が前記第２流体流出部の流出口の一部を覆い、該流出口の面積が前記プラグの挿入長に応じた大きさとなることを特徴とするフラットダイ。
フラットダイのマニホールド部であって、外部へ流体を流出するマニホールド部の側面に、流体が注入される注入部と流体を流出する流出部とを備えるプラグを挿入し、
前記マニホールド部に対する前記プラグの挿入長を調整することで、前記プラグの流出部からの流出量を調整し、
前記フラットダイの内部に所定の流体である第１流体を注入し、
前記プラグを介して前記第１流体とは異なる流体である第２流体を前記フラットダイの内部に注入し、
注入された前記第１流体と前記第２流体とを前記マニホールド部から押出すことでシートを製造し、
前記流出量の調整は、前記マニホールド部の挿入孔の内側面が前記流出部の流出口の一部を覆い、該流出口の面積が前記プラグの挿入長に応じた大きさとなることで、前記流出口からの流出量が調整される
シート製造方法。