JP5166767B2 - Feed block, laminated resin film or sheet molding apparatus and manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、共押出し成形時に、安定して成形を行うことができるフィードブロックに関するものであり、また、このフィードブロックを用いて行われる2種類以上の樹脂が積層された積層樹脂フィルム又はシートを成形する成形装置や製造方法に関するものである。 The present invention relates to a feed block that can be stably molded at the time of coextrusion molding, and a laminated resin film or sheet in which two or more kinds of resins are laminated using this feed block. The present invention relates to a molding apparatus and a manufacturing method for molding.
シートやフィルムを成形する場合には、フラットダイ(Tダイ)等を用いて行われるが、積層された樹脂シートやフィルムの成形する場合には共押出し成形が用いられている。
共押出し成形とは2種類以上の樹脂を、全ての樹脂を溶融状態で積層する成形方法であり、具体的には、フィードブロックあるいはマルチマニホールドダイなどを用いて、多層一体構造のフィルム製品を作る方法である。そして、積層されたシートやフィルムによって、複数の材料特性を組み合わせて所望の機能を発現させたり、回収材料や低コスト材料を中間層に入れることにより生産効率を上げること等を目的としている。
When forming a sheet or film, a flat die (T-die) or the like is used. When forming a laminated resin sheet or film, coextrusion is used.
Coextrusion molding is a molding method in which two or more types of resins are laminated in a molten state. Specifically, a film product having a multilayer integrated structure is produced using a feed block or a multi-manifold die. Is the method. And it aims at raising a production efficiency by combining a several material characteristic by a laminated sheet | seat and a film and expressing a desired function, or putting a collection | recovery material and a low-cost material into an intermediate | middle layer.
このように、共押し出しによって積層シートを成形する場合、押し出された樹脂を積層するタイミングによって、フィードブロック方式、マルチマニホールド方式などの数種類の方式がある。 Thus, when a laminated sheet is formed by co-extrusion, there are several types of methods such as a feed block method and a multi-manifold method depending on the timing of laminating the extruded resin.
フィードブロック方式は、樹脂流入部で2種類以上の樹脂を積層状態としてフラットダイのマニホールドに供給し、マニホールド内で積層状態を維持しながら幅方向を拡大させて、リップ開口部から積層状態で吐出する方式である。
マルチマニホールド方式は、それぞれの樹脂に対して樹脂流入部及びマニホールドを設け、各層の樹脂が幅方向に拡がった状態で、リップ開口部手前で積層する方式である。
また、他の方式として、それぞれの樹脂に対して樹脂流入部及びマニホールドを設け、各層の樹脂が幅方向に拡がった状態で吐出させ、その後に積層する方式がある。
In the feed block method, two or more types of resin are supplied in a laminated state at the resin inflow portion to the flat die manifold, and the width direction is expanded while maintaining the laminated state in the manifold, and discharged from the lip opening in the laminated state. It is a method to do.
The multi-manifold system is a system in which a resin inflow portion and a manifold are provided for each resin, and the layers are laminated in front of the lip opening in a state where the resin spreads in the width direction.
As another method, there is a method in which a resin inflow portion and a manifold are provided for each resin, the resin in each layer is discharged in a state of spreading in the width direction, and then laminated.
マルチマニホールド方式は、各層の樹脂は金型内で個別に幅方向に広がり、製品幅まで広がったあとにダイリップ直前で合流する方式である。この方式では各層が均一に広がった後に合流するために厚み精度の良いフィルムが製作できる。しかしながらマルチマニホールド方式は構造が複雑でありメンテナンス、幅変え等の作業性が悪く、サイズも大きいために製作コストが大きくなってしまう。また層数を3層以上にしていくのは構造上困難であるといった問題点がある。 The multi-manifold system is a system in which the resin of each layer individually spreads in the width direction in the mold and joins immediately before the die lip after expanding to the product width. In this method, since the layers are merged after spreading uniformly, a film with high thickness accuracy can be manufactured. However, the multi-manifold system is complicated in structure, has poor workability such as maintenance and width change, and has a large size, resulting in an increase in manufacturing cost. In addition, there is a problem that it is structurally difficult to increase the number of layers to three or more.
これに対してフィードブロック方式の共押出し成形はサイズも小さく幅の狭いフィードブロック内で一度樹脂を合流させてからシングルマニホールド内で幅方向に樹脂を展開させるために非常に金型構造がシンプルになり、また層数も自由に増やすことが可能になるので有利な点が多い。
しかしながらフィードブロック方式では各層の比率や樹脂の流動特性等によっては界面不安定現象と呼ばれている現象が正常な成形を妨げている。これが発生すると、製品の界面に波状の外観不良が発生し外観品質が悪くなるとともに各層の厚み精度が悪くなるといった問題が生じる。また粘度差が極端に大きい場合などには、図13に示すような、一方の樹脂(低粘度樹脂)が他方の樹脂(高粘度樹脂)の端部を包み込む「回りこみ現象」が大きくなり、場合によっては生産効率を著しく下げてしまう。
On the other hand, the coextrusion molding of the feed block method has a very simple mold structure because the resin is once merged in the narrow and narrow feed block and then deployed in the width direction in the single manifold. In addition, since the number of layers can be increased freely, there are many advantages.
However, in the feed block method, depending on the ratio of each layer, the flow characteristics of the resin, and the like, a phenomenon called an interface instability phenomenon prevents normal molding. When this occurs, there arises a problem that a wave-like appearance defect occurs at the interface of the product, the appearance quality is deteriorated, and the thickness accuracy of each layer is deteriorated. Further, when the viscosity difference is extremely large, as shown in FIG. 13, the “wraparound phenomenon” in which one resin (low viscosity resin) wraps the end of the other resin (high viscosity resin) becomes large, In some cases, production efficiency is significantly reduced.
そこで、例えば界面不安定流動による外観不良を解決するため、特許文献1や2に開示されたもののようにフィードブロック内に応力緩和用の仕切り板を配置させ、この界面不安定現象に対処する方法を開示している。
Therefore, for example, in order to solve the appearance defect due to the unstable interface flow, a stress relief partitioning plate is disposed in the feed block as disclosed in
また、例えば、層比の厚み精度不良や回りこみを解決する手段としては、特許文献3、4、5のように、合流部分に切り欠き等を設けて、合流部分の各樹脂の流入の幅や形状を変えることにより、最終的な成形品が目的の積層状態とする技術が開示されている。
Further, for example, as a means for solving a layer ratio thickness accuracy failure or wraparound, as in
さらに、特許文献6には、ではフィードブロック内の温度制御により各樹脂の粘度を均一化し、層比不良を低減する装置が記載されている。
フィードブロック方式では、それぞれの樹脂が押し出されてフィードブロック内で合流して積層状態となり、積層状態でフィードブロックからマニホールドへと流れる。
一般的に、各樹脂のフィードブロック内の流れは、中央付近の流れが速く、両端側に向かって流れが遅くなる。一方で、積層に用いられる樹脂の特性や、積層時の厚みの違いがあり、フィードブロック内での流れの特性が変わるので、中央付近と両端付近との速度の違いの程度に差がある。そのため、厚みに応じて各層の樹脂を吐出量を調整しても、幅方向のいずれかの位置で、流速の差が発生してしまう。
In the feed block system, the respective resins are extruded and merged in the feed block to form a laminated state, and flow from the feed block to the manifold in the laminated state.
In general, the flow of each resin in the feed block is fast near the center and slows toward both ends. On the other hand, there are differences in the characteristics of the resin used for lamination and the thickness at the time of lamination, and the flow characteristics in the feed block change, so there is a difference in the degree of difference in speed between the vicinity of the center and the vicinity of both ends. Therefore, even if the discharge amount of the resin of each layer is adjusted according to the thickness, a difference in flow velocity occurs at any position in the width direction.
そして、この流速の差が大きくなると、上記した界面不安定現象と呼ばれている現象や端部の回りこみ現象が発生しやすくなる。そのため、幅方向の流速分布(流量プロファイル)をできるだけ合わせるようにして成形することが望ましい。
また、高粘度樹脂などは低粘度樹脂に比べて、フィードブロックからマニホールドへと流れる際に展開しにくいので、上記回りこみ現象が発生しやすくなるが、フィードブロックでの幅方向の端部付近の樹脂の速度が遅いと、さらに、この現象が発生しやすい。
When the difference between the flow velocities becomes large, the phenomenon called the interface instability phenomenon and the wraparound phenomenon at the end are likely to occur. For this reason, it is desirable that the flow velocity distribution (flow rate profile) in the width direction be matched as much as possible.
Also, high-viscosity resin is less likely to unfold when flowing from the feed block to the manifold than low-viscosity resin, so the above wraparound phenomenon is likely to occur. This phenomenon is more likely to occur when the speed of the resin is low.
特許文献1や2に開示された装置では、仕切板によって合流時の界面のせん断応力の急激な変化は抑制することができるが、これには限界がある。そのため、粘度差や流量比の大きな場合など、幅方向の流量プロファイルの違いが大きいと、合流時に不安定となり、界面の不安定流動が発生し、外観、層比共に悪くなってしまう。
In the devices disclosed in
特許文献3、4、5の方式では、合流部分の形状によって流れを制御するものであり、最外層の樹脂にしか強制的な樹脂流量分布の調整ができない。したがって、例えば3層成形の中間層の樹脂の流量プロファイルを調整することはできないために、粘度差が大きかったり、流量比が大きい、特に中間層の流量が多いときには中間層の流量分布が凸となり外観不良や層比不均一、大きな回りこみが発生してしまう。
In the methods of
特許文献6の装置では、温度の調整で流動特性を制御するものであるが、温度の調整による流動特性の調整には限界があり、粘度差や流量比が大きい場合には温度調整のみで各層の流量プロファイルを均一にすることは困難である。
In the apparatus of
このように、従来の技術では、フィードブロック方式で、それぞれの樹脂が合流する際に、積極的に幅方向の流量プロファイルを合わせて不安定な現象の発生を防止し、しかも、様々な種類の樹脂に対応できるものがなかった。 As described above, in the conventional technology, when the respective resins merge with the feed block method, the flow rate profile in the width direction is positively combined to prevent the occurrence of an unstable phenomenon, and various types of resins can be used. There was nothing that could handle resin.
そこで、本発明は、それぞれの樹脂が合流する際に幅方向の流量プロファイルを合わせて、不安定な現象の発生を防止できるフィードブロックを提供することを課題とする。
なお、本発明において、フラットダイとは、コートハンガーダイ、フィッシュテールダイ、ストレートマニホールドダイを総称して用いるものとする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a feed block that can prevent the occurrence of an unstable phenomenon by matching the flow rate profiles in the width direction when the respective resins merge.
In the present invention, a flat die is a generic term for a coat hanger die, a fishtail die, and a straight manifold die.
そして、上記した目的を達成するための請求項1に記載の発明は、複数の樹脂を積層状態に合流させることができ、合流した積層樹脂をフラットダイに流入させて積層樹脂フィルム又はシートを成形することができ、複数の樹脂のそれぞれに対応して形成されている複数の上流側流路と、前記上流側流路同士が厚み方向Tに重なるように合流する合流部と、前記合流部よりも下流に位置して全ての樹脂が積層状態で流れる下流側流路とを有しており、少なくとも1ヵ所以上の上流側流路は、厚み方向T及び幅方向Wを持つ流路であって、厚み方向Tに突出する突出部が形成されて部分的に厚み方向Tの距離が短くなっており、突出部の形状は、幅方向Wの中央付近が流れにくく、幅方向Wの外側ほど流れやすい形状となっており、さらに突出部の厚み方向Tから見た形状は、幅方向Wの中央付近の流れ方向Sの長さが長く、幅方向Wの外側ほど、流れ方向Sの長さが短くなっている形状であり、突出部によって、上流側流路に樹脂が流れる際に、幅方向Wの位置によって樹脂の流れやすさを変えるものであることを特徴とするフィードブロックである。 The invention described in claim 1 for achieving the above-described object is capable of joining a plurality of resins into a laminated state, and forming the laminated resin film or sheet by flowing the joined laminated resin into a flat die. A plurality of upstream flow paths formed corresponding to each of a plurality of resins, a merging portion where the upstream flow paths merge so as to overlap each other in the thickness direction T, and the merging portion And at least one upstream flow path is a flow path having a thickness direction T and a width direction W. The protrusion in the thickness direction T is formed, and the distance in the thickness direction T is partially shortened. The shape of the protrusion is less likely to flow near the center of the width direction W, and flows toward the outside of the width direction W. Easy to shape, more protruding The shape is that viewed from the thickness direction T, long length near the center of the flow direction S of the width direction W, as outward in the width direction W, has a shape long in the flow direction S is shorter, the projecting portion Thus, when the resin flows into the upstream flow path, the ease of resin flow is changed depending on the position in the width direction W.
請求項1に記載の発明によれば、複数の樹脂のそれぞれに対応して形成されている複数の上流側流路のうち、少なくとも1ヵ所以上の上流側流路には、厚み方向Tに突出する突出部が形成されて部分的に厚み方向Tの距離が短くなっており、突出部によって、上流側流路に樹脂が流れる際に、幅方向Wの位置によって樹脂の流れやすさを変えるものであるので、合流前の幅方向Wの流量分布を、それぞれの樹脂での調整を容易に行うことができ、安定した成形を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, among the plurality of upstream flow paths formed corresponding to each of the plurality of resins, at least one upstream flow path projects in the thickness direction T. The distance in the thickness direction T is partially shortened, and when the resin flows into the upstream channel, the protrusion changes the ease of resin flow depending on the position in the width direction W. Therefore, the flow rate distribution in the width direction W before joining can be easily adjusted with each resin, and stable molding can be performed.
また、請求項1に記載の発明によれば、突出部の形状は、幅方向Wの中央付近が流れにくく、幅方向Wの外側ほど流れやすい形状となっているので、フラットダイでの樹脂を展開させやすく、回りこみ現象が発生しにくい。 Further , according to the invention described in claim 1 , since the shape of the projecting portion is less likely to flow in the vicinity of the center in the width direction W and is more likely to flow toward the outside in the width direction W, the resin in the flat die is used. Easy to deploy and less likely to wrap around.
さらに、請求項1に記載の発明によれば、突出部の厚み方向Tから見た形状は、幅方向Wの中央付近の流れ方向Sの長さが長く、幅方向Wの外側ほど、流れ方向Sの長さが短くなっている形状となっているので、相対的に、幅方向Wの中央付近が流れにくく、幅方向Wの外側ほど流れやすくさせることが可能となる。 Furthermore, according to the first aspect of the present invention, the shape of the protruding portion viewed from the thickness direction T is longer in the flow direction S near the center of the width direction W, and the outer side of the width direction W is the flow direction. Since the length of S is shortened, it is relatively difficult for the vicinity of the center in the width direction W to flow, and it becomes easier to flow toward the outside of the width direction W.
請求項2に記載の発明は、上流側流路は3ヵ所以上設けられて3層以上の積層樹脂フィルム又はシートの成形に用いられるものであり、突出部は、少なくとも、積層樹脂の両端の層以外の中間層となる樹脂が流れる上流側流路に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフィードブロック。
The invention according to
請求項2に記載の発明によれば、上流側流路は3ヵ所以上設けられて3層以上の積層樹脂フィルム又はシートの成形に用いられるものであり、突出部は、少なくとも、積層樹脂の両端の層以外の中間層となる樹脂が流れる上流側流路に形成されているので、従来難しかった、中間層の流量の制御を行うこと可能となる。 According to the second aspect of the present invention, three or more upstream flow paths are provided to be used for molding a laminated resin film or sheet having three or more layers, and the protrusions are at least both ends of the laminated resin. It is possible to control the flow rate of the intermediate layer, which has been difficult in the past, because it is formed in the upstream flow path through which the resin serving as the intermediate layer other than this layer flows.
また、上流側流路の合流部側の幅方向Wの長さは、合流部で合流する全ての上流側流路の間で同じとすることができる(請求項3)。 In addition, the length in the width direction W on the merging portion side of the upstream flow path can be the same among all the upstream flow paths that merge at the merging section (claim 3 ).
さらに、請求項1〜3のいずれかに記載のフィードブロックとフラットダイを用いて、積層樹脂フィルム又はシートの成形装置とすることができる(請求項4)。 Furthermore, it can be set as the shaping | molding apparatus of a laminated resin film or a sheet | seat using the feed block and flat die in any one of Claims 1-3 (Claim 4 ).
そして、請求項1〜3のいずれかに記載のフィードブロックを用い、複数の樹脂を上流側流路から流入させて合流点で合流させ、合流した樹脂をマニホールドに流入させることにより積層樹脂の成形することができる(請求項5)。 Then, using the feed block according to any one of claims 1 to 3 , a plurality of resins are allowed to flow in from an upstream flow path and merged at a merge point, and the merged resin is flowed into a manifold to form a laminated resin. (Claim 5 ).
本発明のフラットダイでは、構造を複雑にすることなく、安定的に成形することが可能となる。 The flat die of the present invention can be stably molded without complicating the structure.
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
本発明の第1の実施形態における成形装置1は、フラットダイ10とフィードブロック15とを有するものである。そして、フラットダイ10とフィードブロック15は、それぞれ、図1に示されるような内部空間11、16が形成される金型を有している。
そして、この内部空間11、16を樹脂が通過して成形が行われるものであり、フラットダイ10の内部空間11が、フィードブロック15の内部空間16よりも下流側である。また、フラットダイ10の内部空間11と通過して樹脂が吐出される部分であるリップ部12から積層シート91として押し出される。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
The molding apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes a
The resin passes through the
フィードブロック15の内部空間16には、図2に示されるように、3ヵ所の上流側流路31、32、33と、上流側流路31、32、33が合流する合流部35と、合流部35よりも下流に位置する下流側流路36とを有している。
In the
フィードブロック15の形状は、図2〜図5に示されている。なお、図3〜図12では、幅方向Wの両側の部材を図示していないが、使用時には、この両側には板状の部材が配置されて、内部空間16が封鎖された状態となっている。
The shape of the
上流側流路31、32、33には、それぞれ、導入孔31a、32a、33a、マニホールド31b、32b、33b、及び、誘導部31c、32c、33cを有しており、導入孔31a、32a、33aから入った樹脂は、マニホールド31b、32b、33bから、誘導部31c、32c、33cに流れ、合流部35に至る。
The
導入孔31a、32a、33aは、断面円形の貫通孔であり、一方は図示しない押し出し機に接続しており、他方は、マニホールド31b、32b、33bに接続している。
The introduction holes 31a, 32a, and 33a are through-holes having a circular cross section, and one is connected to an unillustrated extruder, and the other is connected to the
マニホールド31b、32b、33bは、幅方向Wに延びる空間であり、導入孔31a、32a、33aから入った樹脂を幅方向Wに行き渡らせるように展開するものである。本実施形態におけるマニホールド31b、32b、33bの空間の形状は、図2〜図4などに示されるように円柱形であるが、他の形状、例えば、ティアードロップ型でも良く長方形型にフィレットを設けた形状でも良い。いづれにしても樹脂の滞留部分をなくすために角部は保有せず曲率を保有しているのが好ましい。樹脂を幅方向Wにスムーズに展開させるためにマニホールド31b、32b、33bの半径は大きい方が良く、この半径は3〜20mm程度が良く、さらに5〜10mm程度がより好ましい。
The
また、誘導部31c、32c、33cは、断面長方形状の流路であり、幅方向Wと厚み方向Tを有している。そして、後述する突出部37が形成されない部分については、ほぼ同一の断面形状となっている。
それぞれの誘導部31c、32c、33cでは、幅方向Wが厚み方向Tよりも長くなっている細長い空間である。また、誘導部31c、32c、33cの幅方向Wの長さは、マニホールド31b、32b、33bの幅方向Wの長さと同じである。
The
Each of the
誘導部31c、32c、33cは、マニホールド31b、32b、33bと合流部35とをつないでおり、誘導部31c、32c、33cによって、上流側流路31、32、33を厚み方向Tが重なるように合流している。
また、誘導部31c、32c、33cは、図4に示すように、幅方向Wから見ると、合流部35から放射状となっている形状であり、誘導部31c、32c、33cの同士では、それぞれの流れ方向Sの間では角度がずれている。
The
In addition, as shown in FIG. 4, the
誘導部31c、32c、33cは、厚み方向Tに配列しているものであり、誘導部31cと誘導部33cが両側に配置され、誘導部32cが中央に配置している。そして、3ヵ所の誘導部31c、32c、33cの内、中央に配置され、中間層となる第2層に対応する上流側流路32の誘導部32cには、突出部37を有している。
The
突出部37は厚み方向Tに突出している部分である。そして、突出部37が形成される部分では、内部空間16の形状が、幅方向Wの長さが他の部分よりも短くなっている。したがって、突出部37が形成される部分を樹脂が通過する場合には、流動抵抗が大きくなるものである。
The protruding
本実施形態の突出部37の形状は、突出長さ(厚み方向Tの長さ)が突出部37の縁以外の部分においてほぼ均一であり、突出部37の厚みはほぼ一定である。そのため、このような突出部37を採用する場合、幅方向Wの位置によって、流れ方向S(厚み方向T及び幅方向Wに対して垂直な方向)の長さを変えており、流れ方向Sの長さの違いによって、樹脂が流動性を変化させている。
As for the shape of the protruding
具体的には、図3、図4に示されるように、誘導部32cには、突出部37が設けられていない部分である幅広部60と、幅広部60よりも狭い幅狭部61が形成されており、幅方向Wの任意の位置における流れは、幅狭部61を通過する長さによって、流れやすさが変化する。
突出部37の流れ方向Sの長さ、すなわち、幅狭部61の長さは、幅方向Wの中央付近が長く、幅方向Wの外側に向かって徐々に短くなっている。そして、突出部37の厚み方向Tから見た形状が五角形状となっており、幅方向Wの中央付近の流れ方向Sの長さが長く、幅方向Wの外側ほど、流れ方向Sの長さが短くなっている形状となっている。また、突出部37の上流側の中央付近に角部があり、下流側は直線状となっている。
したがって、突出部37により樹脂の流れは、幅方向Wの中央付近が流れにくく、幅方向Wの外側ほど流れやすいものとなっており、突出部37が無い場合と比較して、上流側流路32の幅方向Wの中央付近の樹脂が流動しにくく、幅方向Wの外側ほど流動しやすいものとなっている。
なお、突出部37の縁の部分は、厚みが徐々に変化するような傾斜部分を有しており、表面に、段が形成されないようになっている。
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the guiding
The length of the projecting
Accordingly, the flow of the resin by the
In addition, the edge part of the
誘導部31c、32c、33cや突出部37の大きさや形状は特に限定されるものではないが、例えば、以下のようなものを採用することができる。
誘導部31c、32c、33cの厚み方向Tの間隔については、突出部37が設けられていない部分である幅広部が、2〜10mmが良く、3〜5mmがさらに良く、また、突出部37が設けられている部分である幅狭部が、1〜4mmが良く、2〜3mmがさらに良い。この幅広部に対する幅狭部の長さは、30〜60%が望ましい。
The sizes and shapes of the
About the space | interval of the thickness direction T of the induction | guidance |
本実施形態の突出部37の厚みは一定であり、誘導部32c幅方向Wの全域に形成されているものであるが、このような突出部37の場合、突出部37の最長部37a(中央付近)と最短部37b(両端付近)の長さの差は、5〜40mmが良く、10〜20mmがさらに良い。
In the present embodiment, the
この突出部37では、流れ方向Sの長さを変えることによって樹脂の流れやすさを変えるものであるが、突出部37の厚み(厚み方向Tの長さ)を変えることによっても、樹脂の流れやすさを変えることができる。
In the
そして、突出部37を設ける上流側流路31、32、33をいずれに設けるかや、突出部37の形状をどのようにするかは、成形の条件によって変更することができる。
And it is possible to change which of the
例えば、成形に用いる樹脂の間で粘度の差が大きい場合には、粘度の高い樹脂の方が、幅方向Wの中央付近と外側付近との間で流れの差が出やすい。また、成形に用いる樹脂の間で全体の流量に違いがある場合も、幅方向Wの中央付近と外側付近との間で流れの差が出やすい。
隣り合う樹脂の層の間において、中央付近と外側付近との間で流れの差の程度が異なる場合、境界部分で不安定な流れになりやすい。
このような場合、粘度の高い樹脂や、流量が多い樹脂が流れる上流側流路31、32、33に形成される突出部37の形状を、突出部37の中央付近の流れ方向Sの長さを長くするなど、中央付近の樹脂を流れにくくする様な形状とすることにより、流れをより安定させることができる。
For example, when the difference in viscosity between resins used for molding is larger, a difference in flow is more likely to occur between the vicinity of the center in the width direction W and the vicinity of the outside of the resin having a higher viscosity. In addition, even when there is a difference in the overall flow rate among the resins used for molding, a difference in flow tends to occur between the vicinity of the center in the width direction W and the vicinity of the outside.
In the case where the degree of difference in flow differs between the vicinity of the center and the vicinity of the outside between adjacent resin layers, an unstable flow tends to occur at the boundary portion.
In such a case, the shape of the protruding
また、本実施形態では突出部37が設けられる上流側流路31、32、33は、1ヵ所だけであったが、2ヵ所以上に設けても良い。例えば、図6に示すフィードブロック20のように、突出部38を上流側流路33にも形成して、2ヵ所の上流側流路32、33に、それぞれ突出部37、38を形成することもできる。また、両端に配置される上流側流路31、33に形成して、中間層に対応する上流側流路32に形成しないものであってもよい。さらに、全ての上流側流路31、32、33に形成することもできる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、図7〜図9に示されるフィードブロック21、22、23のように、上記したフィードブロック15の突出部37とは異なる突出部41、42、43とすることもできる。
図7に示されるフィードブロック21の突出部41は、上流側の端部が円弧状であり、下流側の端部が直線状である形状である。
図8に示されるフィードブロック22の突出部42は、四角形状であり、上流側及び下流側の中央付近に角部がある形状である。
図9に示されるフィードブロック23の突出部43は、台形状であり、上流側の端部及び下流側の端部が平行であり、上流側の端部の長さが下流側の端部の長さよりも短くなっている。
なお、これらの突出部41、42、43は、フィードブロック15と同様に、中央に配置される上流側流路32の誘導部32cに形成されており、中間層に対応する樹脂の流れを制御するものである。
Further, like the feed blocks 21, 22, and 23 shown in FIGS. 7 to 9, the protruding
The
The protruding
The
In addition, these
本実施形態では、3ヵ所の上流側流路31、32、33を有するものであるが、図10に示されるフィードブロック25のように上流側流路62、62aが2ヵ所であってもよく、図11に示されるフィードブロック26のように上流側流路63、64、65、66、67が5ヵ所であってもよく、複数であれば何カ所であっても良い。
なお、フィードブロック25では、上流側流路62aに、突出部45が設けられており、フィードブロック26では、両端の上流側流路63、67と、中央の上流側流路65の3ヵ所に、突出部46、47、48が形成されている。
In the present embodiment, the three
In the
これらの突出部38、41、42、43、45、46、47、48、49は、図2〜図5などに示される突出部37と同様に、幅方向Wの中央付近の流れ方向Sの長さが、両端より長く、中央付近が流れにくく、両端側ほど流れやすくなる。
These
そして、図2に示すように、フィードブロック15の上流側流路31、32、33は、合流部35で合流し、下流側流路36につながっている。ここで、フィードブロック15の内部空間16の幅方向Wの長さに注目すると、上流側流路31、32、33のマニホールド31b、32b、33bや誘導部31c、32c、33cの幅方向Wの長さは、合流部35や下流側流路36の幅方向Wの長さと同じであり、これらの間の流路では、幅方向Wの長さが一定となっている。そのため、この間の樹脂の流れには、幅方向Wの向かう流れ成分が発生しにくい。
また、上流側流路31、32、33の合流部35側(下流側)に位置する誘導部31c、32c、33cの幅方向Wの長さは、全て同じとなっている。
As shown in FIG. 2, the
In addition, the lengths in the width direction W of the
なお、本実施形態の合流部35では、1ヵ所の合流部35で全ての上流側流路31、32、33が合流するものであるが、合流部分が2ヵ所以上となっている構造も採用することもできる。
In addition, in the
下流側流路36は、合流部35よりも下流に位置していており、下流側流路36の流れ方向Sに垂直な面の断面の形状は長方形状である。そして、成形装置1の使用時には、各上流側流路31、32、33から入った全ての樹脂が、厚み方向Tに積層した状態で下流側流路36を流れる。
The
さらに、図1、図2に示されるように、下流側流路36は、フラットダイ10の内部空間11につながっている。そして、フラットダイ10の幅は、下流側流路36の幅よりも長く、成形される積層シート91の幅に合わせられている。
フラットダイ10は、通常用いられるものが用いられており、コートハンガータイプでも良いし、ストレートマニホールドタイプの金型どちらでも良い。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
The
また、図12に示されるフィードブロック27のように、上流側流路31、32、33の合流部35側の境界部分を可動できるようにして、合流部35付近における、上流側流路31、32、33のいずれかの厚み方向Tの長さを変えることができるようにしても良い。そして、このフィードブロック27には、上流側流路31、32、33の間に可動板40、40aを設け、可動板40、40aを回転させることにより、上流側流路31、32、33のいずれかの厚み方向Tの長さを調整するものである。
図12に示されるフィードブロック27では、上流側流路31と上流側流路32との間、上流側流路32と上流側流路33との間のそれぞれに可動板40、40aが配置されており、上流側流路31と上流側流路32との間の可動板40には突出部49が設けられている。
したがって、可動板40を回転させると、突出部49の部分のすき間を可変させることができ、突出部49と対向する壁面とによって形成されるすき間を(厚み方向Tの長さ)を変えることができ、樹脂の流れやすさの調整を容易に行うことができる。
Further, like the
In the
Therefore, when the
次に、本発明の成形装置1を用いて、積層シート91を成形する方法について説明する。
成形装置1で成形に用いる樹脂は、熱可塑性樹脂が用いられており、具体的には、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン塩化ビニルコポリマー、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンエチルアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、マレイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(メタ)アクリレート、セルロースエステル、ポリノルボルネン等の熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、上記熱可塑性樹脂には可塑剤、紫外線吸収剤等の添加剤が添加されていても良く、上記以外の樹脂を用いても良い。
Next, the method to shape | mold the
The resin used for molding in the molding apparatus 1 is a thermoplastic resin, and specifically, ultra-low density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ethylene chloride. Vinyl copolymer, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl acrylate, polyvinyl acetate, polypropylene, polybutene, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polystyrene, maleimide, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, poly (meta ) A thermoplastic resin such as acrylate, cellulose ester, or polynorbornene can be used. In addition, additives, such as a plasticizer and a ultraviolet absorber, may be added to the thermoplastic resin, and resins other than those described above may be used.
そして、積層シート91に用いる樹脂を積層順に、上流側流路31、32、33へ供給する。これらの供給は、それぞれの上流側流路31、32、33に接続している図示しない押し出し機を用いて行われる。
And the resin used for the
供給された樹脂は、上流側流路31、32、33から合流部35を通過して、下流側流路36で3層の積層状態となり、さらに、フラットダイ10へと供給され、この積層状態で、シート状となる。そして、上流側流路31を通過した樹脂が第1層、上流側流路32を通過した樹脂が第2層、上流側流路33を通過した樹脂が第3層となり、第1層及び第3層が外層、第2層が中間層となる3層構造となる。
The supplied resin passes from the
一般的に、このような樹脂の流れの流れ分布は、壁面による抵抗や壁面側の温度が低くなるなどの理由により、壁面付近の両端側が中央付近よりも遅くなる。そして、本実施形態のフィードブロック15の上流側流路32では、突出部37が形成されているので、幅方向Wの中央付近が流れにくくなって、相対的に幅方向Wの両側の流れが早くなる。そして、このように、幅方向Wの流量プロファイルを、隣接する層の間で近づけることにより、流れをより安定させることができる。
また、突出部37により、幅方向Wの両側の流れを相対的に早くするものであるので、樹脂がフィードブロック15からフラットダイ10へと供給された場合に、フラットダイ10の内部空間11での展開がスムーズにさせることができ、積層シート91の成形を安定させることができる。
In general, the flow distribution of such a resin is slower at both ends near the wall than near the center due to the resistance by the wall and the temperature on the wall becoming lower. And since the
Further, since the
また、本実施形態では、積層シート91の両端の層(第1層、第3層)以外の内側の層(第2層)となる樹脂が流れる上流側流路32に形成されている。したがって、従来の方法では、流れの制御ができなかった中間層に流れる樹脂の流れを制御し、隣接する層との境界部分の流れを安定させることができる。
Moreover, in this embodiment, it forms in the
さらに、フラットダイ10のリップ部12から吐出された樹脂を冷却し、必要に応じて延伸したり、巻き取りを行うなどして、フィルム状やシート状にして成形が完了する。
具体的には、フラットダイ10から出た樹脂をロール延伸しながらチルロールで冷却しても良いし、エアーナイフやタッチロール、静電ピニングを用いて樹脂をチルロールに押し付けても良い。また水槽に付けて冷却しても良い。
Further, the resin discharged from the
Specifically, the resin from the
以下の方法で、実施例及び比較例の積層シート91を成形し、成形品を確認した。
(実施例1)
図1〜図5に示されるフィードブロック15及びフラットダイ10を用いて、実施例1の積層シート91を成形した。
なお、誘導部31c、32c、33cの厚み方向Tの間隔については、突出部37が設けられていない部分が5mmであり、また、突出部37が設けられている部分が2mmである。また、マニホールド31b、32b、33bは半径10mmの円形のものが用いられている。
突出部37の流れ方向Sの最長部37a(中央付近)の長さは15mmであり、最短部37b(両端付近)の長さは5mmであり、この長さの差は、10mmである。
フラットダイ10としては、幅方向Wの長さが1000mmのコートハンガーダイを用い、これらの金型の温度を190℃で成形した。フラットダイ10から出てきた樹脂はチルロールにて引取り多層フィルム状にして各層の厚み精度、外観不良、回りこみ状態を評価した。
なお、回りこみ量は、図13に示すように、積層シート91の両端部にできてしまう低粘度樹脂91aである第3層のみで形成される長さLであり、第1層、第2層の樹脂91bが無い長さである。
The
Example 1
A
In addition, about the space | interval of the thickness direction T of the guidance |
The length of the
As the
In addition, as shown in FIG. 13, the amount of wraparound is the length L formed only by the 3rd layer which is the low-
上流側流路31及び上流側流路32に供給される樹脂は、LDPE(低密度ポリエチレン)であり、上流側流路32は10kg/hの押出量とし、上流側流路32は30kg/hの押出量とし、上流側流路33に供給される樹脂は、スチレン−エチレン・ブチレンブロック共重合体で10kg/hの押出量として、共押出を行った。本実施形態では、第1層及び第2層が、同じ樹脂であるので、2種3層の共押出である。
また、用いられる押出機のサイズは上流側流路31及び上流側流路33(第1層及び第3層の両側の外層)が40mmであり、上流側流路32(第2層の中間層)が60mmである。
The resin supplied to the
The size of the extruder used is 40 mm for the
上記の樹脂のゼロせん断粘度は、第1層、第2層に用いられるLDPE(低密度ポリエチレン)が5000Pa・sであり、第3層に用いられるスチレン−エチレン・ブチレンブロック共重合体が200Pa・sである。
このゼロせん断粘度の測定はレオメトリックサイエンティフィックエフイー(株)製 メカニカルスペクトロメータ(RMS800)で行い、せん断速度0.1(1/s)のせん断粘度をゼロせん段粘度としている。
成形されたフィルムの厚さは、第1層及び第3層が約10μで、第2層が約30μであり、全体が約50μである。
このように、得られた多層フィルムの厚み精度、外観不良の有無、回りこみ量を表1に示す。
The zero shear viscosity of the above resin is 5000 Pa · s for LDPE (low density polyethylene) used for the first layer and the second layer, and 200 Pa · s for the styrene-ethylene / butylene block copolymer used for the third layer. s.
The measurement of the zero shear viscosity is performed with a mechanical spectrometer (RMS800) manufactured by Rheometric Scientific F Co., Ltd., and the shear viscosity at a shear rate of 0.1 (1 / s) is defined as zero step viscosity.
The thickness of the formed film is about 10μ for the first and third layers, about 30μ for the second layer, and about 50μ for the whole.
Thus, the thickness accuracy of the obtained multilayer film, the presence or absence of appearance defects, and the amount of wraparound are shown in Table 1.
(実施例2)
フラットダイ10の幅の長さと、用いる押出機と、押出量を変更した点以外は、実施例1と同じ条件で成形した。
具体的には、フラットダイ10の幅の長さを2000mmにし、上流側流路31及び上流側流路33(第1層及び第3層の両側の外層)の押出機のサイズを55mmのものを用いて40kg/hの押出量とし、また、上流側流路32(第2層の中間層)の押出機のサイズを90mmのものを用いて40kg/hの押出量とした。
得られた多層フィルムの厚み精度、外観不良の有無、回りこみ量を表1に示す。
(Example 2)
Molding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the width of the
Specifically, the width of the
Table 1 shows the thickness accuracy, presence / absence of appearance defects, and amount of wraparound of the obtained multilayer film.
(比較例1)
突起部37の無いフィードブロックを用いた以外は、実施例1と同じ条件にてテストを行った。
得られた多層フィルムの厚み精度、外観不良の有無、回りこみ量を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The test was performed under the same conditions as in Example 1 except that a feed block without the
Table 1 shows the thickness accuracy, presence / absence of appearance defects, and amount of wraparound of the obtained multilayer film.
(比較例2)
突起部37の無いフィードブロックを用いた以外は、実施例2と同じ条件にてテストを行った。
得られた多層フィルムの厚み精度、外観不良の有無、回りこみ量を表1に示す。
(Comparative Example 2)
The test was performed under the same conditions as in Example 2 except that a feed block without the
Table 1 shows the thickness accuracy, presence / absence of appearance defects, and amount of wraparound of the obtained multilayer film.
表1に示すように、実施例1、2は、比較例1、2に比べて、外層及び中間層のばらつきが小さくなっており、また回りこみ量が少なく、外観不良もなく良好である。 As shown in Table 1, in Examples 1 and 2, the variations in the outer layer and the intermediate layer are smaller than those in Comparative Examples 1 and 2, and the amount of wraparound is small, and the appearance is satisfactory.
1 成形装置
10 フラットダイ
11 内部空間
15、20、21、22、23、25、26、27 フィードブロック
16 内部空間
31、32、33 上流側流路
31c、32c、33c 誘導部
35 合流部
36 下流側流路
37、38、41、42、43、45、46、47、48、49 突出部
60 幅広部
61 幅狭部
91 積層シート
S 流れ方向
T 厚み方向
W 幅方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
複数の樹脂のそれぞれに対応して形成されている複数の上流側流路と、前記上流側流路同士が厚み方向Tに重なるように合流する合流部と、前記合流部よりも下流に位置して全ての樹脂が積層状態で流れる下流側流路とを有しており、
少なくとも1ヵ所以上の上流側流路は、厚み方向T及び幅方向Wを持つ流路であって、厚み方向Tに突出する突出部が形成されて部分的に厚み方向Tの距離が短くなっており、
突出部の形状は、幅方向Wの中央付近が流れにくく、幅方向Wの外側ほど流れやすい形状となっており、さらに突出部の厚み方向Tから見た形状は、幅方向Wの中央付近の流れ方向Sの長さが長く、幅方向Wの外側ほど、流れ方向Sの長さが短くなっている形状であり、
突出部によって、上流側流路に樹脂が流れる際に、幅方向Wの位置によって樹脂の流れやすさを変えるものであることを特徴とするフィードブロック。 A plurality of resins can be joined in a laminated state, and the joined laminated resin can be flowed into a flat die to form a laminated resin film or sheet,
A plurality of upstream flow paths formed corresponding to each of a plurality of resins, a merge section where the upstream flow paths merge so as to overlap in the thickness direction T, and a position downstream of the merge section. And a downstream flow path in which all the resin flows in a laminated state,
At least one upstream flow path is a flow path having a thickness direction T and a width direction W, and a protruding portion that protrudes in the thickness direction T is formed to partially shorten the distance in the thickness direction T. And
The shape of the protruding portion is less likely to flow near the center in the width direction W, and is more likely to flow toward the outside of the width direction W, and the shape viewed from the thickness direction T of the protruding portion is near the center of the width direction W. The length of the flow direction S is long, and the length of the flow direction S is shorter toward the outside of the width direction W.
A feed block characterized in that, when the resin flows into the upstream flow path, the easiness of flow of the resin is changed depending on the position in the width direction W by the protruding portion.
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