JPS6154918A - 各層が実質的に均一な厚さを有する積層体の製造方法及びその方法の実施に使用するための押出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱可塑性材料の溶融積層体の製造方法及びその
ための押出し装置ｌに関する。更に詳しくは、本発明は
ダイスと組合せた連通アダプタを使用し、相異なる流動
特性を有する樹脂から積層体を形成する技術に関する。

（従来の技術） 熱可塑性材料の溶融積層体を得る一つの方法は、連通ア
ダプタ、ダイス、横断面が一般的に矩形である接続ダク
トからなる押出し装置を使用することである。アダプタ
中では複数の流路が合流し、その結果、融解樹脂流の合
流が生じ、これは流路を通って流れ、溶融積層体を形成
する。層化＠融流は連通アダプタから出て接続ダクトを
通過し、一般的に単一の分岐体を有するダイス中に流入
する。ダイス中の分岐体で溶融積層体は分岐位置で分岐
し、分岐体の全長にわたシ横方向流動が生じる。従って
分岐体を去る層化溶融流は分岐体に入る流れの幅よりも
幅広い。この広い溶融積層体は出口路を通シダイスから
導出する。

との種装置における問題は、相異なる流動特性を有する
熱可塑性材料から形成される積層体の各層の厚さが均一
でないことである。流動学会の会議録（Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎ　ｏｆ　　ｔｈｅ　５ｏｃｆｅｔｙ　ｏｆ　Ｒ
ｈｅｏｌｏｇｙ　）　、Ａ、Ａ、Ｋｈａｎ及びＣ１Ｄ、
１−Ｉａｎ編、２０巻４号、１９７６年刊、５９５−６
２１ページ、はこの問題に関わる調査研究を示している
。この出版物の第７図は、溶融積層体の肩休溶融積層体
が矩形ダクトから漸進的に流出するため徐々に不均一に
なることを示している。更にダイスの分岐体から層化溶
融流が通過することもまた層の不均一性を助長する。

この種装置の別の問題は、製造される積層体の各層がカ
ーテン効果を生起させることである。

カーテン効果は熱可塑性積層体の層にみられるよく知ら
れた難点である。これは、層を着色した時に特に顕著に
みられる個々の層の模様によシ特徴づけられる。

連通アダプタを直接にダイスに組み込んだ押出し装置は
公知で・ある。例えばパーキンソンの米国特許Ｈ４３，
７ａ　１，２　ｔ　１号に開示されるこの種装置は、好
都合であるように接続ダクトを欠いている。しかしなが
らこの装置は、上記二つの問題のいずれも解決するもの
ではない。

また公知技術として本願出願人の米国特許第４．１５２
，３８７号及び４，１９７，０６９号にお込ては、その
流路のいずれの二つの間にも設けられる調整可能な分離
部を有する連通アダプタが開示されている。夫々の流路
は背圧空部及び、前記背圧空部と流路合流点との間の流
動抑制路を有する。この連通アダプタは、ｉｉＪ”Ｉｕ
可１５Ｍ分プＵ部の操作によシその流動＋ｉａ制路の幅
を調整しうる。このアダプタと公知の単一分岐体ダイス
との組体から製造される積層体層は、カーテン効果を生
起させる。

各層の厚さが不均一である問題に対する解決は溶融積層
体にプロフィル処理を施すことである。即ち、溶融な゛
ＣＣ外体各々の流れの断面輪郭を矩形から、ダイス分岐
体を経て溶融積層体が成型される点を通過する際にもと
の矩形に戻ることのできるような形に変形させることで
ある。

プロフィル処理によりて、相異なる流動特性を有する熱
可塑性材料から夫々の層の厚さが均一である積層体を生
成しうろことはわかっている。

しかしプロフィル処理に伴う難点は、層化溶融流の断面
輪部を意図的に変えることが必要な正確な形の決定のた
めに実験が必要であることである。実験はもとよシ時間
と経費の点で高くつく。

以上の説明から連通アダプタとダイスからなる押出し装
置であって、相異なる流動特性を有する熱可塑性材料か
らその溶融積層体にプロフィル処理を施すことなく各層
の厚さが実質的に均一である積層体を生成することがで
きる押出し装置の開発の必要性があることは明らかであ
る。このような装置は特定の樹脂粘性に対しそれぞれ適
確に適合しうる交換可能な素子と代替するだけで、様々
の粘性を有する樹脂を処理しうるようなものであればよ
シー八゛く望ましいものである。またこのような装置に
ょシカ−テン効果を減することができるようであれば、
更に１カ係業界に貢献するところが大きいであろう。こ
のような装置によれば熱可塑性材料のより進歩した溶融
Ａ’Ｊｔ層法も可能になるであろう。

（発明が解決しようとする問題点） 従って本発明の目的は、相異なる流動特性を有する熱可
塑材料からその層化溶融流にプロフィル処理を施すこと
なく各層の厚さが実質的に均一である積層体を生成する
ことのできる方法と装置を提供することである。

本発明の別の目的は、特定の樹脂粘性に対し正確に適合
する交換可能な素子にその素子を代替するようにするだ
けで、種々の粘性の樹脂を処理しうるようを型の押出し
装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、生成される積層体の層のカー
テン効果を減じうるような種類の押出し装置を提供する
ことでちる。

本発明のその他の目的、利点及び新規な特徴は以下の説
明中に示されておシ、また以下の説明を検討することに
よシ或いは本発明を実施することによυ当業者には明ら
かとなるだろう。

（問題点を解決するだめの手段） 以上の目的を達成するため、本発明によれば、相異なる
流動特性を有する熱可塑性材料流の溶融積層体にプロフ
ィル処理を施すことなく各層の厚さが実質的に均一とな
る積層体を製造する押出し装置が提供される。この押出
し装置は、ダイス及び、連通アダプタでちってこれを受
は入れるための前記ダイス空部に挿入されるアダプタを
有する。連通アダプタは第一流路を有し、押出し装置は
第二流路を有する。これら流路の間には流路分割部が設
けられている。これら流路は合流して一つの合同流路と
なり、これは分岐体を有する。分岐体中には分岐部を有
し、分岐部は流路合流点の近接位置にある。その結果、
合流点で生成される溶融積層体にプロフィル処理を施す
ことなくこの装置は各層が実質的に均一な厚さを有する
積層体を生成することができる。更に、生成される積層
体の層にはカーテン効果は減じている。

本発明によれば更に、層化溶融流にプロフィル処理を施
すことなく積層体を製造する方法が提供される。この方
法は、溶融積層体が分岐する位置に近接した位置で層化
溶融流を生成する工程を含む。この方法の別の効果は、
積層体の層にカーテン効果の生起が減じていることであ
る。

（実施例） 以下に示す本発明にか＼わる図面及び説明は、本発明を
実施するために最良と思われる好ましい実施態様の説明
だけの目的で示しである。本発明は他の及び異なる実施
態様も考えられるのであり、本発明の範囲を逸脱するこ
となく種々の点において変更が可能である。従って図面
及び説明は本質的に説明だけのものであって限定的なも
のではないことがＦＪｉ解されるべきである。

本明細書において　相異なる流動特性　なる用語は、融
解積層体を形成するための熱可塑性材料の流動体が相異
なる流れ特性であって、押出し技術にか＼わる当業者が
夫々の層を実質的に均一な厚さの積層体を形成するため
には、生成される融解積層体にプロフィル処理をしなけ
ればならないと考えるような流れ特性を有していること
を意味する。更に本発明によれば、公知技術の難点であ
るたるみ効果が減じる利点がある。

第１図及び第２図において本発明による好ましい押出し
装置１０が示されている。　押出し装置１０はダイス１
２と組合せアダプタエ４を有スる。ダイス１２はアダプ
タ１４が挿入される凹部を有する。

装置１０は熱可塑性プラスチック流の流路１６．１８、
及びこれらの合流点２０を有する。合流点で結合路２２
が形成され、溶融流の合流によシ融解積層体が生じる。

流路１６と流路１８の一部は連通アダプタエ４の中を通
っている。或いは説明のためには、アダプタがダイス空
腔の長手壁と係合して流路１６の一部を形成していると
いうこともできる。

夫々の流路は好ましくは分岐体１５或いは番号２６及び
２８で示される分岐室を有し、この中で溶融流の横断方
向流動が生じる。その結果、夫々の溶融流は分岐室全体
にわたシ長手方向に分散される。夫々の流路鉱また番号
３ｏ及び３２で示される流動抑制路を有することが好ま
しく、ここを通過して溶融流は分岐から合流点２ｏに達
する。抑制路３０．３２は合流点方向に向は横断面がテ
ーパ状に形成されている。

分岐体１５は衣類ハンガー状の形状を有する。

即ち、中央部から各端部に向けて断面の大きさが減する
横断形状を有する。分岐体１５はそれぞれの熱可塑性材
料の要件に従い一定の、或いは変更しうる横断面を有す
る。端部から端部まで′一定の横断面を有する分岐体は
キーみぞ型分岐体である。

横断面積の面からみた分岐体寸法は、生成される熱可塑
性材料要件によシ決定される。更に特定すると、所定時
間内に通過する材料の量を多くするためには横断面積を
大きくすることが要求される。

夫々の流動抑制路３０は、上流分岐体１５のいずれの横
断面積よりも小さい横断面積を有するようにする。流動
抑制路３０は、連通アダプタの長手内壁３４と流路分割
点部３８の長手壁もしくは羽根部４０によ多形成される
。流・動抑制路３２は点部３８の長手壁４２と連通アダ
プタの長手内壁２４とによ多形成される。

流路１６と１８の間には羽根体４０が設けられている。

羽根体４０は頭部４３と点部３８を有する。

羽根体４０は軸受（図示せず）に枢着′しているため点
部３８は側方に移動し、それによシ二つの流動抑制路の
横断面積を限定する。点部３８は先端４４を有する。

夫々の流路１６．１８中の上流分岐体１５と流動抑制路
３０．３２との間には圧力補償抑制路と拡大室が設けら
れている。しかしこのような特徴は本発明によって重要
なものでなく本願出願人が１９８４年４月２７日に米国
に提出した特許出願（発明の名称：゛マルチマニホルド
押出し金戯及び共押出し方法）に特に記載されておシ、
上記のような特徴の拝眉１を知るためには前記出願の関
連部分が参照されるべきである。更に前記出願に記載さ
れているように、羽根体４０は自己調整しうるものであ
るが、この特徴も本発明にとって重要ではない。

合流路２２は一般的には矩形であるが方形であってもよ
く、これは分岐体或いは多岐室４６を有する。特に８１
２図に関し、分岐体中区は分散点４８が位ｊδしておシ
、合流点２０で形成された層化融ｊｒｔ流がここで分散
する。この分散の結果、多岐体全長にわたる横方向流動
が生ずる。装置１００重要な特徴は、流路１６及び１８
の合流点が分散点の近接位置にあることである。従って
、合流点２０は分岐体４６にできるだけ近く、例えば分
岐体から約凭乃至１インチ（１，２７〜２．５４センチ
）上流に位置させるようにする。或いは合流点を分岐体
中であって分散点４８のすぐ上流、例えば弛乃至１イン
チ（１，２７〜２．５４セ／テ）のととろく位置させる
ようにしてもよい。後者の位置構成は、羽根体の先端４
４を分岐体４６中に延長させることによ）可能である。

本発明のこの特徴によシ、夫々の層が実質的に均一な厚
さを有する積層体を得るため、層化融解流をプロフィル
処理する手段を設ける必要がなくなる。

更にこの特徴の別の結果として、積層体の層におけるカ
ーテン効果が減少する。従って流路の合流点が分散点に
近接して位置していることにより相乗的な効果が得られ
る。

分岐体４６は衣類ハンガー形状でちることが好ましいが
、平板な横断面を有するようにしてもよい。分岐体の寸
法は、所望樹脂製品によって決定される。

融解積層体は分岐体４６を過ぎて出口路５０を通過する
。最後に開口５２より装置ｌＯから導出される。

この押出し装置の別の利点は組合せアダプタ１４をダイ
スからとりはずし、交換可能なアダブタと取シ代え、そ
れによシ通過するべき樹脂の粘度に正確に適合する構成
を有する流路を装置１０に付与することができる点であ
る。この特徴によシ、必女な構成の流路を有する完全に
別の押出し装置を使用する必要がなくなる。

本発明は現在あるダイス本体、或いは組合せアダプタを
受けいれられる空部を有するように新しく製造されたダ
イス本体に適用しうる。現在ちる慣用の単一分岐体ダイ
スは例えば電気放電加工によシ空部を有するように改変
できる。

そして第二流路をこのようなダイスにドリル穿孔し、連
通アダプタ中を通る流路と連通させ、合流点で合流する
複数の流路を形成するようになす。或いはダイスの多岐
体に至る現在の流路を詰め、二つの流路をダイス中にド
リル穿孔し、連通アゲブタを通る二つの流路と連通させ
る。

第１図及び２図に示す装置はこの後者の方法によシ製造
した押出し装置の構造をあられしている。

本発明による押出し装置は、例えば３層、４層、５層、
７層或いは９層の積層体を形成するために使用すること
ができる。これら多層積層体は、−箇或いは連通アダプ
タ挿入体と組合せた多段階分岐体ダイスを使用すること
によシ製造可能である。

尚、これまでの説明においては本発明の好ましい実施態
様のみについて図示しかつ詳述したが、既に述べたよう
に本発明は本明細書に表わされる発明概念の範囲内にお
いて種々の変更及び修正が可能であることが理解される
べきである。いくつかの変更及び修正は説明の目的で簡
単に言及されている。

（効　果） 相異なる流動特性融解熱可塑性材料から各層が実質的に
均一な厚さを製造するための、本発明方法は、溶融積層
体を、この溶融積層体が分岐する位置の近くで生成す゛
る。その結果、それぞれの層が実質的に均一な厚さを有
する積層体を製造するためには、溶融積層体のプロフィ
ル処理を施すことは必須のことではない。この方法の別
の結果は８を油体の層にカーテン効果が減することであ
る。

また、本発明の押出し装置は融解した複数の熱可塑性材
料流が夫々の流路に入シ、夫々分岐体で横断方向に拡が
９、各々流動抑制路でその流れの横断面積が小さくなり
、合流点で合流して層化溶融流を生成する。この溶融積
層体は連通ずる流路を流れ、分岐体に入シ、ここで分岐
する。その結果分岐体の全長にわたる横方向流動が生じ
る。この層化溶融流は、かくして出口路を通過してダイ
スから導出される。従って生成された積層体は、この融
解積層体にプロフィル処理を施す必要なしに各層が実質
的に均一な厚さを有し、カーテン効果も少ないものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による押出し装置の好ましい実施態様中
央部の横断面図；また、 第２図は第１図の線２−２に沿う断面図であって、分岐
位置を示す。 図中の番号１０は押出し装置ｉ＆、　　１２はダイス、
１４は連通アダプタ、１６及び１８は流路、２０は合流
点、２２は合同流路、２６及び２８は分岐体又は分岐室
、３０及び３２は流動抑制路、４６は分岐体又は分岐室
、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）相異なる流動特性を有する複数の融解熱可塑性材料
   流から各層が実質的に均一な厚さを有する積層体を製造
   する方法であって： 溶融積層体が分岐する位置に近接した位置で前記複数の
   融解熱町塑性材料流から溶融積層体を生成する工程を含
   んでなり、それにより各層が実質的に均一な厚さを有す
   る積層体を生成するためには前記積層体にプロフィル処
   理を施す必要がないようにしたことを特徴とする方法。 ２）前記積層体が二層を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３）相異なる流動特性を有する複数の融解熱可塑性材料
   流から、これから生成される溶融積層体にプロフィル処
   理を施すことなく各層が実質的に均一な厚さを有する積
   層体を製造するための押出し装置であって： （イ）ダイス及び （ロ）連通アダプタであってこれを受けいれるための前
   記ダイス空部に挿入されるアダプタを有し； 前記連通アダプタは第一流路を有し；前記押出し装置は
   第二流路を有し；流路分割部がこれら流路の間に設けて
   あり、これら流路は合流点で合流して一つの合同流路と
   なり、前記合同流路が、中に分岐部を有する分岐室を有
   し； 前記合流点が前記分岐部の近接位置にあり；かくして各
   層が実質的に均一な厚さを有する積層体を生成するため
   には前記積層体にプロフィル処理を施す必要がないよう
   にしたことを特徴とする装置。 ４）前記分岐室が衣類ハンガーの形状を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。