JP5820197B2

JP5820197B2 - 広幅板状樹脂の押出用金型

Info

Publication number: JP5820197B2
Application number: JP2011188537A
Authority: JP
Inventors: 勇貴氏江; 三二　敏文; 敏文三二; 健二泉; 淳松阪
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: JP2013049198A

Description

この発明は、熱可塑性樹脂を広幅板状に押出成形するための広幅板状樹脂の押出用金型に関する。

広幅板状樹脂の押出用金型として、特許文献１には、樹脂入口通路と、樹脂入口通路に連なりかつ複数段の分岐通路からなる分岐樹脂通路と、樹脂出口に連なる平板状樹脂通路と、分岐樹脂通路の最終段の各分岐通路の出口側端部に連なって幅を広げながら平板状樹脂通路に至る展開部とを備えているものが開示されている。

特許文献１のものでは、各展開部は、平板状樹脂通路と同じ深さのコートハンガー状のものとされており、押出樹脂は、最終段の各分岐通路を出た直後に平板状とされている。

また、各分岐通路は、樹脂入口通路または上流側の分岐通路に連なる上流側部分と、上流側部分に対して屈曲して樹脂押出方向に延びる下流側部分とからなり、上流側部分と樹脂入口通路または上流側の分岐通路とがなす角および上流側部分と下流側部分とがなす角が、いずれも直角とされている。

国際公開第ＷＯ２００５／１１５７２０号

上記特許文献１の広幅板状樹脂の押出用金型によると、複数段の分岐通路からなる分岐樹脂通路が設けられていることで、熱可塑性樹脂、特に、発泡剤を含む熱可塑性樹脂を広幅板状に押し出して樹脂シートを作成する際に、熱可塑性樹脂の幅方向および厚み方向への熱可塑性樹脂の流速を均一化できるという利点を有している。

上記特許文献１のものでは、コートハンガー状の展開部を設けることが記載されているが、展開部は、平板状とされており、最終段の分岐通路の端部の形状を考慮することは行われていなかった。

また、上記特許文献１のものでは、樹脂溜り部における幅方向の樹脂圧（背圧）が均一になるように、樹脂通路の長さを考慮することが記載されているが、上流側部分と樹脂入口通路または上流側の分岐通路とがなす角および上流側部分と下流側部分とがなす角が、いずれも直角とされていることから、直角部分での抵抗が大きくなって背圧が大きくなるという問題があった。

この発明の目的は、従来考慮されていなかった分岐通路端部の形状に着目し、より一層の流速均一化を可能とした広幅板状樹脂の押出用金型を提供することにある。

この発明の他の目的は、背圧を低下することができる広幅板状樹脂の押出用金型を提供することにある。

この発明による広幅板状樹脂の押出用金型は、樹脂入口通路と、樹脂入口通路に連なりかつ複数段の分岐通路からなる分岐樹脂通路と、樹脂出口に連なる平板状樹脂通路と、分岐樹脂通路の最終段の各分岐通路の出口側端部に連なって幅を広げながら平板状樹脂通路に至る展開部とを備えている広幅板状樹脂の押出用金型において、各展開部に、最終段の各分岐通路の出口側端部に連なり、平板状樹脂通路より深くかつ通路幅が徐々に狭くなって平板状樹脂通路に連なる１対の分岐部が設けられており、各分岐通路は、樹脂入口通路または上流側の分岐通路に連なる直線状の上流側部分と、上流側部分に対して屈曲して樹脂押出方向に延びる直線状の下流側部分とからなり、上流側部分と樹脂入口通路または上流側の分岐通路とがなす角および上流側部分と下流側部分とがなす角が、いずれも鈍角とされており、各分岐通路の上流側部分を形成する壁面の突き合わせ部が、該上流側部分を形成する壁面の延長線の交点よりも上流側に位置させられており、平板状樹脂通路には、樹脂流れ方向に直交し、溝状に形成された樹脂溜まり部が設けられていることを特徴とするものである。

各展開部に、最終段の各分岐通路の出口側端部に連なり、平板状樹脂通路より深くかつ通路幅が徐々に狭くなって平板状樹脂通路に連なる１対の分岐部が設けられていることにより、幅方向への樹脂の流速を均一にすることができ、より一層の流速均一化が可能となる。

分岐樹脂通路は、樹脂入口通路から分岐した２つの第１段目の分岐通路と、各第１段目の分岐通路から分岐した計４つの第２段目の分岐通路とからなるものとされることがあり、また、各第２段目の分岐通路から分岐した計８つの第３段目の分岐通路をさらに有しているものとされることがある。前者の場合、最終段＝第２段目となり、後者の場合、最終段＝第３段目となる。

各分岐通路は、樹脂入口通路または上流側の分岐通路に連なる上流側部分と、上流側部分に対して屈曲して樹脂押出方向に延びる下流側部分とからなり、上流側部分と樹脂入口通路または上流側の分岐通路とがなす角および上流側部分と下流側部分とがなす角が、いずれも鈍角とされていることが好ましい。

従来直角とされていた部分を鈍角（９０°よりも大きければ、その値は特に限定されない）とすることにより、樹脂の流れがスムーズになり、背圧をより一層低下することが可能となる。上記の「鈍角」は、「各分岐通路の上流側部分が押出方向およびこれと直交する幅方向に対して斜めの方向とされている」と言い換えることができる。

各分岐通路の上流側部分を形成する壁面の突き合わせ部が、該上流側部分を形成する壁面の延長線の交点よりも上流側に位置させられていることが好ましい。

上流側部分と樹脂入口通路または上流側の分岐通路とがなす角および上流側部分と下流側部分とがなす角がいずれも鈍角とされることにより、各分岐通路の上流側部分を形成する壁面の突き合わせ部がＶ字状となり、背圧を低下する上で有利となるが、突き合わせ部位置を通常得られるＶ字状部分の先端位置よりもさらに上流側に位置するように設けることで、背圧をさらに低下することが可能となる。

この発明の広幅板状樹脂の押出用金型によると、各展開部に、最終段の各分岐通路の出口側端部に連なり、平板状樹脂通路より深くかつ通路幅が徐々に狭くなって平板状樹脂通路に連なる１対の分岐部が設けられていることにより、幅方向への樹脂の流速を均一にすることができ、より一層の流速均一化が可能となる。

図１は、この発明による広幅板状樹脂の押出用金型の１実施形態を示す平面図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図２（ｃ）は、図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図２（ｄ）は、図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、図２（ｅ）は、図１のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図３は、この発明による広幅板状樹脂の押出用金型の斜視図である。図４は、この発明による広幅板状樹脂の押出用金型の流速比を比較例と比較して示すグラフである。図５は、比較例の広幅板状樹脂の押出用金型を示す図で，（ａ）は、図１に対応するもの、（ｂ）は、図３に対応するものである。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、左右は、図１の左右をいうものとする。

図１から図３までに、この発明による広幅板状樹脂の押出用金型を示している。

押出用金型(1)は、樹脂入口通路(2)と、樹脂入口通路(2)から左右対称となるように分岐した２つの第１段目の分岐通路(3)と、各第１段目の分岐通路(3)から左右対称となるように分岐した計４つの第２段目の分岐通路(4)と、各第２段目の分岐通路(4)の端部に設けられた計４つの展開部(5)と、製造すべき広幅板状樹脂の幅を有し樹脂出口(7)に連なる平板状樹脂通路(6)とを備えている。

この押出用金型(1)は、下型であり、樹脂入口通路部分以外は平坦面とされた上型と組み合わされて使用される。この際、通路が設けられていない部分は、上型の平坦面と密接し、下型に形成された通路（樹脂入口通路(2)、分岐通路(3)(4)、展開部(5)および平板状樹脂通路(6)）にだけ樹脂が流れるようになっている。

押出用金型(1)は、１軸または２軸の押出機に接続され、熱可塑性樹脂シートや熱可塑性樹脂発泡シートなどの製造に使用される。

樹脂入口通路(2)は、幅方向の中央部において、押出方向に延びるように設けられている。

第１段目の分岐通路(3)は、樹脂入口通路(2)に連なる上流側部分(3a)と、上流側部分(3a)に対して屈曲して押出方向に延びる下流側部分(3b)とからなる。左側の第１段目の分岐通路(3)の下流側部分(3b)は、樹脂出口(7)の左半部のちょうど中央に位置するように設けられており、右側の第１段目の分岐通路(3)の下流側部分(3b)は、樹脂出口(7)の右半部のちょうど中央に位置するように設けられている。

第２段目の分岐通路(4)は、第１段目の分岐通路(3)に連なる上流側部分(4a)と、上流側部分(4a)に対して屈曲して押出方向に延びる下流側部分(4b)とからなる。各分岐通路(4)の下流側部分(4b)は、樹脂出口(7)を４等分した幅のちょうど中央に位置するように設けられている。

２つの第１段目の分岐通路(3)と４つの第２段目の分岐通路(4)とによって、分岐樹脂通路が形成されている。

各分岐通路(3)(4)において、上流側部分(3a)(4a)とその上流側の通路（樹脂入口通路(2)または第１段目の分岐通路(3)）とがなす角および上流側部分(3a)(4a)と下流側部分(3b)(4b)とがなす角が、いずれも鈍角とされている。

各展開部(5)は、平面視略二等辺三角形をなし、上流側の幅が最終段の分岐通路である第２段目の分岐通路(4)の幅に等しく、下流側の幅が平板状樹脂通路(6)の総幅の１／４に等しくされており、全展開部(5)を合わせた下流側の幅が平板状樹脂通路(6)の総幅に等しくされている。

各展開部(5)は、平板状樹脂通路(6)に連なりかつ平板状樹脂通路(6)と同じ深さとされた二等辺三角形部(8)と、二等辺三角形部(8)の二等辺部分に沿うように形成され、上流側の通路幅が第２段目の分岐通路(4)の通路幅の１／２に等しく、その後下流側に行くにつれて徐々に通路幅が狭くなって平板状樹脂通路(6)に連なる１対の分岐部(9)とからなる。

図１にＰ１およびＰ２で示す各分岐通路(3)(4)の上流側部分(3a)(4a)を形成する壁面の突き合わせ部(P1)(P2)は、該上流側部分(3a)(4a)を形成する壁面の延長線の交点(Q1)(Q2)よりも上流側に位置させられている。

平板状樹脂通路(6)には、樹脂流れ方向に直交する１本の樹脂溜まり部(10)が設けられている。樹脂溜まり部(10)は、断面略台形の溝状に形成されている。

図２に示すように、第１段目の分岐通路(3)は、樹脂入口通路(2)に比べて、幅および深さがいずれも小さいものとされ、第２段目の分岐通路(4)は、第１段目の分岐通路(3)に比べて、幅が小さく深さがほぼ同じとされ、展開部(5)の二等辺三角形部(8)は、深さが平板状樹脂通路(6)と同じで、展開部(5)の分岐部(9)は、深さが二等辺三角形部(8)より深い（したがって、平板状樹脂通路(6)より深い）ものとされている。

従来の金型(51)のコートハンガー状展開部(55)は、図５に示すように、平板状樹脂通路(56)の一部とされており、押出樹脂は、最終段の各分岐通路(54)を出た直後に平板状とされていた。そのため、この展開部(55)だけでは、幅方向の端部側への展開が難しく、幅方向の流量バランス差を解消できないという問題があった。そこで、この発明においては、最終段の各分岐通路(4)の出口側端部に連なるように、通路幅が徐々に狭くなる１対の分岐部（マニホールド）(9)を設け、押出樹脂がこの分岐部(9)を通って平板状樹脂通路(6)に至るようにすることにより、幅方向の流量バランス差が解消されている。

１対の分岐部（マニホールド）(9)を設けたことの効果を図４に示している。図４は、流速比について、この発明の広幅板状樹脂の押出用金型(1)と図５に示した広幅板状樹脂の押出用金型(51)とを比較した結果を示している。

同図における縦軸は、流速比を示し、横軸は、同図の上方に示した押出用金型の各箇所に対応している。流速比は、各箇所の流速／全体の平均流速から算出したものである。これによると、図５に示した比較例のものでは、流量バランス差が１．８％であり、比較的小さいながらも差が認められる。これに対し、この発明の押出用金型(1)によると、０．７％と極めて小さくなっている。これらの数値は、計算上のものであるが、実際のバラツキは、計算上のバラツキよりも大きく（３〜１０倍程度）なる傾向があり、この発明の押出用金型(1)のように、０．７％と極めて小さくすることで、実際のバラツキを極めて小さくすることが可能となる。

なお、図５に示した金型(51)は、従来品そのものではなく、マニホールドの有無の効果を調べるための比較例であり、この発明の金型(1)は、以下の点でも、従来のもの（特許文献１に示されているもの）と相違している。

従来のものでは、各分岐通路の上流側部分と樹脂入口通路または上流側の分岐通路とがなす角および上流側部分と下流側部分とがなす角が、いずれも直角とされており、樹脂入口通路から樹脂を押出方向に導入した後、これと直交する幅方向に樹脂を流し、その後、再び、樹脂を押出方向に流すようになっており、斜め方向に樹脂を送るようにはなっていなかった。この発明においては、各分岐通路(3)(4)の上流側部分(3a)(4a)と樹脂入口通路(2)または上流側の分岐通路(3)とがなす角および上流側部分(3a)(4a)と下流側部分(3b)(4b)とがなす角が、いずれも鈍角とされることで、各分岐通路(3)(4)の上流側部分(3a)(4a)では、押出方向およびこれと直交する幅方向に対して斜めの方向に樹脂を送ることになる。こうして、従来直角とされていた部分を鈍角とすることにより、樹脂の流れがスムーズになり、背圧をより一層低下することが可能となる。

また、従来のものでは、各分岐通路の上流側部分と樹脂入口通路または上流側の分岐通路とがなす角および上流側部分と下流側部分とがなす角がいずれも直角とされているので、各分岐通路の上流側部分を形成する壁面の突き合わせ部は、幅方向に面一で連なっている。これに対し、この発明においては、各分岐通路(3)(4)の上流側部分(3a)(4a)と樹脂入口通路(2)または上流側の分岐通路(3)とがなす角および上流側部分(3a)(4a)と下流側部分(3b)(4b)とがなす角がいずれも鈍角とされることで、各分岐通路(3)(4)の上流側部分(3a)(4a)を形成する壁面の突き合わせ部がＶ字状となるのに加えて、上流側部分(3a)(4a)を形成する壁面の延長線の交点（すなわち、通常得られるＶ字の先端位置）(Q1)(Q2)よりもさらに上流側に位置するように突き合わせ部(P1)(P2)が設けられている。これにより、背圧をさらに低下することが可能となる。

なお、上記において、分岐通路(3)(4)は、第２段目までしか設けられていないが、各第２段目の分岐通路(4)から分岐した計８つの第３段目の分岐通路をさらに設け、第３段目の分岐通路の下流側に上記構成の展開部を設けるようにしてもよい。

(1) 広幅板状樹脂の押出用金型
(2) 樹脂入口通路
(3) 第１段目の分岐通路（分岐樹脂通路）
(3a) 上流側部分
(3b) 下流側部分
(4) 第２段目（最終段）の分岐通路（分岐樹脂通路）
(4a) 上流側部分
(4b) 下流側部分
(5) 展開部
(6) 平板状樹脂通路
(7) 樹脂出口
(9) 分岐部
(P1)(P2) 突き合わせ部
(Q1)(Q2) 延長線の交点

Claims

樹脂入口通路と、樹脂入口通路に連なりかつ複数段の分岐通路からなる分岐樹脂通路と、樹脂出口に連なる平板状樹脂通路と、分岐樹脂通路の最終段の各分岐通路の出口側端部に連なって幅を広げながら平板状樹脂通路に至る展開部とを備えている広幅板状樹脂の押出用金型において、
各展開部に、最終段の各分岐通路の出口側端部に連なり、平板状樹脂通路より深くかつ通路幅が徐々に狭くなって平板状樹脂通路に連なる１対の分岐部が設けられており、
各分岐通路は、樹脂入口通路または上流側の分岐通路に連なる直線状の上流側部分と、上流側部分に対して屈曲して樹脂押出方向に延びる直線状の下流側部分とからなり、上流側部分と樹脂入口通路または上流側の分岐通路とがなす角および上流側部分と下流側部分とがなす角が、いずれも鈍角とされており、
各分岐通路の上流側部分を形成する壁面の突き合わせ部が、該上流側部分を形成する壁面の延長線の交点よりも上流側に位置させられており、
平板状樹脂通路には、樹脂流れ方向に直交し、溝状に形成された樹脂溜まり部が設けられていることを特徴とする広幅板状樹脂の押出用金型。
樹脂溜まり部は、断面略台形とされていることを特徴とする請求項１の広幅板状樹脂の押出用金型。