JPS581650B2 - 筒状の積層体の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂から円筒状の積層体を製造する方
法に係る。

一般に、円筒状の積層体を得る方法は、共押出しされた
押出物をインフレーション成形することである。

この共押出し法、即ち、複数の種々の樹脂を同時押出加
工することによって積層体を得る方法であるが、従来か
ら知られている共押出し法は、各押出機からの樹脂の流
れをダイ出口形状に近い寸法で積層する方法である。

このため狭い厚みで直径が比較的大きな寸法に精密加工
された複層流路の環状ダイ装置が必要になり、普通、こ
のような精密加工は精度に限界があり、素直に樹脂が流
れようとするのを妨げ、積層体の偏肉分布を大きくする
原因になるばかりか、狭い厚みの寸法を樹脂が通過する
ために高温になり、熱的不安定な樹脂を含んだ積層体を
製造することが困難である。

また高価な樹脂を薄い厚みで含んだ積層体も、偏肉分布
が大きいため、その厚みを厚くすることが必要となり、
樹脂材料費が高くなることもあって、材料原価的に製造
するに適さないこともあるし、積層してからグイ出口ま
での距離が短かいため、接着力もあまり良くなく、接着
用樹脂の選定に注意しなければならない。

このように樹脂を環状のダイから円筒状に押出しするイ
ンフレーション法は、積層数と同数のスパイダーダイま
たはスパイラルダイが必要となり、合流点の構造が極め
て複雑となるため、積層し得る層の数にも限度があり、
積層体製造に適したダイ装置を得ることが困難である。

本発明は、このような各樹脂流を夫々環状の流れとして
合流させる従来の円筒状積層体の製造方法と異なり、各
樹脂流を平板状若しくはこれに近い両側縁部を有する流
れの状態で積層し、この積層された複合樹脂流を環状押
出ダイ例えば環状マニホールドダイを通し、グイ内で各
層の両側縁部同志突き合せられて一体させ、筒状の積層
体の流れとしてダイより押出す方法である。

本発明に於てまず肝要なことは、両側縁部を有する流れ
の状態で合流し積層された複合樹脂流が、環状マニホー
ルドダイの側縁部が突き合せられる時点で、側縁部の積
層数が中央部の積層数と変らないことであり、また出来
得る限り各層の厚みの比が均一なことである。

一般に、積層された樹脂流がダイ内で薄化され流れの巾
（円筒の場合は円周）が変化する場合、各樹脂層の粘度
、隣接界面（ダイ内壁または隣接樹脂）、ダイ形状その
他の影響により各樹脂層の拡がり方が相異し、拡がり易
い樹脂のみが側縁部へ集まり、拡がり難い樹脂は側縁部
に達しないことも屡々ある。

従って、樹脂流の合流点に於で積層する樹脂層の巾方向
の厚みを均一にしても、ダイ内ですべての樹脂層が側縁
部に存在し、各層同志が突合せられるとは限らない。

拡がり易さの大きく相異する樹脂層を合流積層する場合
合流点に於ては、拡がり易い樹脂層は中央部を厚く周縁
部を薄い中ぶくれ層とし、更に要すれば拡がり難い樹脂
層はこれと逆に中央部を薄くして、ダイ内の流れにより
これらの樹脂層の各部の厚み比を均一にさせるようにす
ることが好ましい。

即ち合流点に於ける隣接する樹脂層の断面比を取れば、
流れ易い樹脂層／流れ難い樹脂層の比は、中央部が側縁
部より大にすればよい。

樹脂の拡がり方の難易に最も大きな影響のある因子は樹
脂の粘度であり、粘度の低い樹脂程よく流動して拡がる
ので、上記の中ぶくれ樹脂層としては、隣接する樹脂層
のうちの比較的低粘度の樹脂層を選ぶ場合が多い。

しかし隣接界面（ダイス側壁または隣接樹脂界面）やダ
イスの構造などの影響によっても樹脂層の拡がり易さは
変るので、粘度のみで決められないこともあり、粘度の
みが決定的因子とはならない。

ダイス内で各層の流れの側縁部が突き合せられる際に、
各層の円周方向の厚み比を均一にするためには、合流点
において低粘度樹脂層が単に中ぶくれ構造であるだけで
なく、中央部と側縁部における隣接樹脂層との厚み比の
関係などを更に精密に決定する必要があるが、樹脂層の
拡がり方の難易には樹脂粘度、隣接界面、流速、圧力、
ダイ構造その他多くの要因がからみ合い、これらすべて
の要因を勘案して合流点における各層の構造を計算によ
り決定することは極めて困難である。

本発明者等は複数の押出機とダイとの間に、その中で各
押出機より押出された樹脂の流れが合流するアダプター
を設置し、実際にダイから押出される積層体の偏肉を見
ながらアダプターの構造を適宜調整することにより偏肉
の極めて少ない筒状多層成形物を比較的容易に得ること
に成功した。

即ち環状マニホールドダイは複雑な曲面を有し、また押
出される筒状体に合せた寸法が必要であるため極めて高
価であり、安易に作り変えることはできないが、アダプ
ターは例えば第２図または第３図に見られるように、各
押出機よりの樹脂流が比較的まとまった状態のまま合流
される平板状若しくはこれに近い極めて簡単な流路のみ
とすることができるので、作り変えや修正も極めて容易
であり、コストもあまりかからないので、グイより押出
される複合樹脂流の円周方向の厚み比のバラツキを見て
アダプターを容易に設計変更することができる。

以下図面の例につき本発明を更に詳述する。

第１図および第２図に於て２つの押出機のヘッド１およ
び２より押出されたＡおよびＢの樹脂（ＡがＢに比して
低粘度とする）はアダプター３内の樹脂流通路４および
５に入り、この２つの通路が合流する点６に於て両樹脂
流は積層され複合流通路７を通り環状マニホールドダイ
８に入る。

環状マニホールドダイは例えば第１図に示すような単一
流路のものが使用できる。

合流点６において積層された複合流の断面構造はＡ，Ｂ
両樹脂の粘度が略々等しい場合は、両層の巾方向の厚み
比を略々均一にして積層すればよいが、両樹脂の粘度が
大きく相異する場合、例えばＡがＢより低粘度の時は第
４図イまたは口のようにＡ層の樹脂流断面の中央部の厚
みａを側縁部の厚みｂに比して大とし、またＢ層の中央
部および側縁部の厚みをＣおよびｄとした時、ａ／ｃ＞
ｂ／ｄとなるような断面形状の複合流となるようにする
。

３層流の場合若し押出機出口の全層の合計厚みが同一で
よければ、アダプターのみを第３図のような３層が合流
して複合流の得られる構造に変えればダイは２層流の場
合と同一のものを使用することができる。

この場合、合流点における複合流の断面は例えば０，Ｄ
，Ｅの３種の樹脂を用いる場合外層となるＣおよびＥの
樹脂が芯層樹脂Ｄより粘度が低いとすると、第５図イま
たは口のようにＣおよびＥを中ぶくれの断面構造とする
。

また逆に芯層の樹脂ＤがＣおよびＥより低粘度の場合に
は第６図のようにＤを中ぶくれの構造とすればよい。

その他樹脂の組合せ、積層流の数、各層の厚み等に応じ
てアダプターを交換することができる。

尚、低粘度側の樹脂流断面の中ぶくれ構造は第４図〜第
６図の他任意の中ぶくれ形態とすることができる。

また隣接する樹脂間の粘度差が更に極度に大きい場合は
、例えば第７図イ〜ハのように低粘度側の樹脂Ｅを高粘
度樹脂Ｆの中央部のみに積層して流すようにする場合も
ある。

本発明によればアダプターのみの交換で各樹脂層の種類
、厚み比等を種々に変えた積層押出を１つの環状押出ダ
イを用いて行なうことが可能となり（但し押出層の合計
厚みおよび円筒径が同一の場合）また環状押出ダイは樹
脂の合流部を有しないので、単層環状押出ダイと殆んど
同一の簡単な構造でよく、環状マニホールドダイ、クロ
スへッドダイ等の通常のものを使用することができる。

更に合流部のあるアダプターも小型で構造が簡単なので
、装置コストが大巾に節減され、また容易にアダプター
を交換若しくは修正し得るので、積層体の精度向上も容
易である。

以下に実施例を示すが、これらの例に於て使用された各
樹脂は第１表のようなものである。

実施例 １ 夫々異なる押出機内で２１０℃で熱可塑化されたノブレ
ンＥＸ−６およびミラソンＢ−３２４の略々等量の流れ
を第２図のような２層合流アダプター内でノブレンＥＸ
−６が下層Ｂ（チューブでは外層となる）になるように
積層し、厚み１０ｍｍ、巾１５ｍｍの積層された複合流
を形成させ、次いでこの流れを出口リング径２０１φ、
コア径２００φを有する環状マニホールドダイに導入し
て環状の積層チューブを形成させ、厚み３０μのチュー
ブフイルムとなるように引き取った。

この場合アダプター内合流部に於ける両層は共に厚み４
ｍｍの平行な流れとなるようにし、各層の押出量は約１
４ｋｇ／ｈとした。

この複合チューブの略々接合部に相当する所から切り開
いたフイルムをサンプルとして各層および全層の厚みを
測定した。

結果は第８図の通りで芯層／外層の比は±６％以内の変
動であった。

一方対照として２重ヘッド複合環状マニホールドダイ（
出口リング径およびコア径は上と同一）を用い、ミラソ
ンＢ−３２４を内層、ノブレンＥＸ−６を外層となるよ
うに押出したグイ内積層チュー ブを切り開き同様に各
層および全層の厚みを測定した。

結果は第９図の通りで芯層／外層の比の変動は±１０％
で本発明の場合に比較して悪かった。

従って環状押出ダイに単層ダイが使用される本発明は対
照の複合ダイ使用に比し格段に有利である。

実施例 ２ スミカセンＦ−７０４−１を押出機内で熱可塑化した約
２１０℃の流れを略々２等分し、第３図のような３層合
流アダプターの外層に導き、また別の押出機で同じ温度
で熱可塑化したノブレンＦＷ−３の流れを芯層に導き、
これら３つの流れを合流させて厚み１０ｍｍ、巾１５ｍ
ｍの積層複合流を形成させ、次いでこの流れを実施例１
と同じ環状マニホールドダイに導入して環状の積層チュ
ーブを形成させ厚み３０μのチューブフイルムとして引
き取った。

この場合アダプター内合流部に於ける複合流は４ｍｍ／
３ｍｍ／４ｍｍの厚みを有する各単層共平行な流れとな
るようにし、各層の押出量は夫々約１０ｋｇ／ｈとした
。

この複合チューブの略々接合部に相当する所から切り開
いたフイルムをサンプルとし外層（外層は略々同一厚み
のため一層を測定）、芯層および全層の厚みを測定した
。

結果は第１０図の通りで芯層／外層の比は±１２％以内
の変動であった。

実施例 ３ 実施例２と同様にしてスミカセンＦ−７０４−１を外層
、ノブレンＧＢＢ−Ｇを芯層となるように押出した。

得られた複合チューブを切り開いたフイルムの巾方向の
厚み分布は第１１図イの通りでダイ内接合部付近の全周
に対し１９％（約１１．５ｍｍ）の所は芯層が存在せず
完全な３層チューブとなっていなかった。

そこでアダプターを合流点断面が第５図イのように両外
層が中ぶくれ形状となるもの（第５図イのｅ＝３ｍｍ，
ｆ＝０ｍｍ，ｇ＝ｈ＝４ｍｍ）に変え、他は同様にして
押出したところ第１１図口の通りの厚み分布を有する完
全な３層チューブが得られた。

このチューブの芯層／外層の比は±１１％以内の変動で
あった。

実施例 ４ 実施例３と同様な押出を樹脂の組合せ、アダプターの形
状（第５図イまたは第６図の形状）を変えて行なったと
きのデーターを第２表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する環状マニホールドダイの１例
を示す図で、イ図は縦断面図、口図はイ図ＸＸ′横断面
図、ハ図はイ図のＹＹ′横断面図である。 第２図および第３図は本発明に使用するアダプターの例
を示す縦断面図である。 第４図〜第７図はアダプター合流点における流路断面形
状の例を示す図、第８図〜第１１図は押出チューブフイ
ルムの厚み分布図である。 １，２：押出機ヘッド、３：アダプター、４，５二樹脂
流路、６：樹脂合流点、７：複合樹脂流通路、８：環状
マニホールドダイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の樹脂の熱可塑化された流れを合流させて、ま
   ず、両側縁部を有する熱可塑性樹脂の積層された複合流
   を得、次いでこの有縁の複合流を環状押出ダイを通し、
   ダイ内で各層の両側縁部が突き合せられて一体化された
   筒状の流れを形成させることを特徴とする筒状の積層体
   の成形方法。 ２ 熱可塑化された樹脂の流れを合流させ両側縁部を有
   する複合流を得る操作を環状押出ダイの前に設置された
   アダプター内で行なうことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の筒状の積層体の成形方法。 ３ アダプター内の樹脂流の合流点における複合樹脂流
   中のより低粘度の樹脂流は中ぶくれ断面形状を形成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の筒状の積
   層体の成形方法。