JPS63120629A - 複合押出ダイ - 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］ 本発明は熱可塑性合成樹脂等のポリマー溶融体を共押出
しによって厚み方向に積層しシート状物を成形せしめる
複合押出ダイに関するものである。

［従来の技術］ 従来、厚み方向に熱可塑性樹脂等のポリマー溶融体を共
押出によって積層してシート状物を成形する複合押出ダ
イとして、ダイ内部でポリマー溶融体を積層するものと
して、特開昭５２−６０８５３号公報、特公昭４９　１
６２８＠公報などが知られている。

前者の特開昭５２−６０８５３号公報の複合押出ダイの
構造と、厚み方向に積層されたシート状物が成形される
プロセスを第３図に基いて説明する。

第３図は、従来の複合押出ダイの側面断面図で、まず種
類の異なるポリマーが押出前によって各々のポリマー溶
融体流路１７．１８に供給される。

これらの流路は合流部１９で一つの流路２０に統合され
ているので、供給された各々のポリマーは流路２０で厚
み方向に積層され、積層された状態でダイ開口部２１よ
りシート状に押出される。押出されたものをキャスティ
ングドラム上で冷却すれば、厚み方向に種類の異なるポ
リマーが積層されたシート状物が成形されることになる
。ここで各層の厚み比は流路１７．１８へ供給されるポ
リマー溶融体の流は比で定まるが、各層幅方向の厚みむ
らは幅方向に複Ｗｉ個ある調整ボルト１４，１５でチョ
ークパー２２．２３を動かし合流前の各流路１７，１８
の流路幅を局部的にかえ、流母分布を調整することによ
って調節できる。また積層後の全体の幅方向厚みむらは
調整ボルト１６でダイリップ２４を動かしダイ開口部２
１の幅をかえて調節することができる。なお、１３はダ
イ本体、２は主加熱装置である。

また、復習の特公昭４９−１６２８号公報で示される複
合押出ダイも前者と同じくダイ内部でポリマー溶融体を
積層するものである（図示省略）。

このダイでは、弾性変形を利用したノズルリップを幅方
向に少数個存在する調節ボルトで局部的に動かして、各
層の幅方向のポリマー流量分布を調整し、各層の幅方向
の厚みむらを均一に調節するものでおる。

その他、特公昭５６−３１７１号公報、特公昭５７−５
９０５０号公報等に示され単層の押出ダイは、ダイリッ
プ部の幅方向の温度分布を調面し、押出されたシートの
幅方向の厚みむらを調整するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、以上列記した従来の複合ダイには、以下のよう
な問題点がある。

まず、第３図のチョークバ一方式のものは、なめらかな
流路にチョークパー２２．２３が突出してポリマー溶融
体の流れを妨げるため、異常滞留起因が生じる。またチ
ョークパー２２．２３とダイ１３との間に間隙２５．２
６があるが、ここにポリマーが入り込み、異常滞留を生
ずる。

また、特公昭４９−１６２８号公報のノズルリップ方式
でも可動部分がポリマ通路内に出入りする摺動部を有す
るため、その摺動部にポリマが入り込み、異常滞留を生
じる。

上記のようなポリマーの異常滞留、すなわち長時間滞留
が生じると、ポリマーが変質、劣化する。

このようにして発生した劣化ポリマーは正常なポリマー
に混入し製品の品質を著しく損い、品質の厳しい用途に
はもはや用いることはできない。

以上のようなポリマーの異常滞留は機械的な可動部分が
存在するために生じるものである。従って特公昭５６−
３１７１．５７−５９０５Ｃ１公報等で示されるような
ダイリップ先端部の幅方向の温度を局所的に変化させて
幅方向の厚みむらを調整する手段ならば、機械的可動部
分がないから、異常）１１留はおこらない。しかし複合
押出しダイリップの先端部にそのままこの加熱手段を適
用し、グイリップ部の幅方向の温度分布をかえても、積
層されたポリマー溶融体の全体の幅方向厚みむらが変化
するだけで、各層の幅方向の厚みむらを調整できない。

しかも、温度に対する粘度変化が小ざいポリマー溶融体
と粘度変化が大きいポリマー溶融体とを積層する場合、
粘度変化の小さい側の厚みむらを廐正しようとして温度
変化を与えても、粘度変化の大きい側が温度変化に敏感
に反応してしまうため、厚みむらの調整が充分にできな
い。

したがって、従来の複合押出ダイに、仮に従来の単層押
出ダイの加熱手段を適用しても、特定のポリマー溶融体
の積層用に用途が限定されてしまう。

すなわち、従来の複合押出ダイ開口部、あるいはグイリ
ップ部に局部的な補助加熱装置を設けても、積層される
ポリマー溶融体の全体の幅方向厚みむらは調節できても
、各層の幅方向の厚みむらを充分に調節することができ
ない。

したがって、従来の装置では、ポリマー溶融体の滞留に
より生じる品質の低下防止と、積層シート状物の各層の
幅方向の厚みむら調整を同時に達成することはできない
欠点がある。

本発明の目的は以上のような従来技術の欠点を克服し異
常滞留起因のポリマー劣化に伴う品質低下を絶無にし、
積層シート状物の各層の幅方向の厚みむらを均一に調整
できる高性能の複合押出ダイを提供せんことにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、複数のポリマー溶融体流路と、該複数のポリ
マー溶融体流路が合流する合流部と、該合流部からスリ
ット状のダイ開口部に連通ずる複合体流路を有し、かつ
、ダイを加熱する主加熱装置を具備してなり、ダイから
押出されるシート状ポリマーが厚さ方向に積層される複
合押出ダイにおいて、上記複数のポリマー溶融体流路の
少なくとも一つの流路の近傍で該流路の幅方向に沿って
配置され、かつ、ダイ開口部に最も近い側の合流部より
もポリマー流路の上流側に設【プられて該流路を局所的
に加熱する補助加熱装置と、該補助加熱装置の近傍に設
けられて該補助加熱装置を冷却する補助冷却装置とを備
えたことを特徴とする複合押出ダイを要旨とするもので
ある。

［作用および実施例］ 以下、図面に従って本発明、の複合押出ダイについてざ
らに詳しく説明する。

第１図は本発明の複合押出ダイの一実施態様例を示す概
略側面断面図である。

１は二層積層用の複合押出ダイ、２は該ダイとポリマー
溶融体の温度を設定する主加熱装置、３は主加熱装置２
により加熱されたポリマー溶融体に対してダイの幅方向
に局所的に昇温せしめる補助加熱装置、４は補助冷却装
置（冷却用媒体流路）５．６はポリマー溶融体の流路、
７は合流部、８は合流後の流路である複合体流路、９は
ダイ開口部、１０はダイ開口部９の幅を調節する調整ボ
ルト、１１．１２は溶融ポリマー供給路である。

第２図は第１図に示した複合押出ダイを右側から見た概
略正面図である。

第１図において、複合押出ダイ１、溶融ポリマー供給路
１１．１２から供給されるポリマーは、主加熱装置２に
より、所定の温度に保持され、ポリマー溶融体の流路５
，６、から複合体流路８を経て、合流部７で積層され、
調整ボルト１０で全体の幅方向の厚みむらが調整される
複合体流路８を通り、スリット状の開口部９より積層シ
ートとなって吐出される。

そして吐出されたｖｉ層シート状物の幅方向の厚みむら
に応じて、第２図の如く幅方向に複数個ならんでいる局
所補助加熱装置３を操作し、所望の層のポリマー溶融体
の温度を幅方向に局所的に調整する。すなわち、温度を
局所的に上げればポリマー溶融体の温度が局所的に上昇
し、ポリマー溶融体の粘度が低下するために、操作され
た補助加熱装置付近の流路６を流れるポリマー層の厚み
が局所的に増し、逆に補助冷却装置４で温度を下げると
ポリマー粘度が局所的に大きくなるために、補助冷却装
置４付近の流路６を流れるポリマー層の厚みが局所的に
減じる。

したがって幅方向にならぶ所定の補助加熱装置３、補助
冷却装置４を操作することによって、所望の層の幅方向
の厚みむらを、ポリマー溶融体の異常Ｆｆ１留をおこす
ことなく調整できる。

なお、補助加熱装置３を合流部より上流に設けているの
は、この場所が他の場所よりも効果的に各層の幅方向厚
みむらを調整できるためである。

すなわち、本発明省らは当初、前記従来の手段、つまり
通常の押出ダイのダイ開口部近傍等に補助加熱装置等を
設ける方式を複合押出ダイにも適用してテストを行った
。しかしこのように合流部より下流で温度を幅方向に局
所的に調整しても、積層した溶融体全体の温度を局所的
にかえることになり、積層物全体の幅方向厚みむらは調
整できても、所望の層の幅方向厚みむらは調整できない
ことになる。ただ粘度変化が温度変化に対して小さいポ
リマー溶融体と、粘度変化が温度変化に対して大きなポ
リマー溶融体からなる積層物の場合、積層後に幅方向に
局所的な温度調節をすると、後者のポリマー溶融体しか
流れ分布がかわらないため、後者のポリマー溶融体の層
の幅方向厚みむらのみを調整することはできる。ただし
、この場合でも、ｙｆｉ層後に流れ分布をかえるため、
所望の層以外のポリマー溶融体が幅方向の流れ分布変化
を妨げることになり、温度調整によって変化する厚みむ
ら量すなわち調整口は小さなものとなり、微調整しかで
きない。

したがって、如何なる場合にも所望の層の幅方向厚みむ
ら調整を行なうには、合流部Ｊ：り上流に補助加熱装置
を設けなければならないが、より効果的に調整を行なう
には補助加熱装置は次の位置に設けられているのが望ま
しい。

すなわち、第１図において、厚みむら調整をしたい側の
ポリマー流路６の中心線に対する垂線を、合流部７の合
流点（ポリマー流路の中心線の交点）に引き、その垂線
より上流側で、かつ、垂線から好ましくは４０ｍｍ以内
、より好ましくは２０ｍｍ以内の範囲内の位置であって
、そのポリマー流路の近傍に補助加熱装置３の先端部が
配置されるように設けるのが望ましい。

これは合流部に近い位置で調整を行なった方が、ポリマ
ー溶融体の幅方向の流れが平滑される時間が短く、厚み
むら調整ｍをより大きくできるためである。

また、幅方向に厚みむらの均一性を得るには補助加熱装
置３を幅方向に好ましくは１０〜１００ｍｍ、より好ま
しくは１５〜４０ｍｍのピッチで配置することが望まし
い。

ここで、補助加熱装置３としては、カートリッジヒータ
等のヒータ類、熱風、蒸気油等の熱’ｆｆなど、加熱源
となりうるものならいかなるものを用いてもよい。

また、補助冷却装置４は補助加熱装置３の近傍に設け、
主加熱装置２、補助加熱装置３よりも設定温度の低い所
定の温度に５２定されたエア、水、油等の媒体を流し、
冷却作用を生じざしめるものであればいかなるものを用
いてもにい。

ここで冷却作用の目的は、ポリマー溶融体温度の局所的
な上界と効果をほぼ同一の応答時開で行うとともに、補
助加熱装置３により加熱される範囲を局所的におさえ、
さらに局所加熱装置３全体の加熱装置と冷却量をほぼ相
殺させて、厚みむら調整前のポリマー流路６の温度を主
加熱装置の温度とほぼ同一に保つことにある。

補助冷却装置４で生じる冷却作用がなければ、補助加熱
装置３によって加えられる加熱作用によってポリマー流
路６の温度のみが上青し、複合押出ダイ内に調整前から
温度むらが形成されてしまい、均一な厚みのシート状物
が成形できない。

補助加熱装置３は第１図のようにポリマー流路６の側に
あってもよいし、ポリマー流路５の側にあってもよく、
ざらにポリマー流路５．６の両方の近傍にあってもよい
。ただしその場合、冷却装置も附随していなければなら
ない。

また、第１図ではポリマー流路が二つの場合、すなわち
二層積層の場合を示したが、ざらに多層の積層の場合も
同様に、合流部より上流で、各々のポリマー流路の近く
に、層の増加に応じて補助加熱装置および冷却装置を設
ければよい。

次に、本発明にかかる複合押出ダイの別の実施態様例を
第４図に示す。これは冷却装置を簡素化するために複合
押出ダイに幅方向に貫通する穴を冷却用媒体流路４とし
たものである。この冷却用媒体流路４は複数本あっても
よい。

次に、本発明にかかるもう一つの複合押出ダイの実ｔ！
ｉ態様を第５図に示す。調整できる厚みむら足、すなわ
ち操作量は通常の場合、第１図の態様で４−分である。

しかし、ポリマー溶融体の粘度の温度変化はポリマーの
種類によって箕なっており、ある種のポリマーに対して
は第１図の態様では操作量が不足である場合もありうる
。

第５図に示す態様のものは、第１図のものより操作量を
大きくできるようにしたものである。すなわち、ポリマ
ー流路６の近傍に、補助加熱装置３および補助冷却装置
４を、その発熱部分および冷却部分がポリマー流路６に
平行になるように設けている。これによってポリマーが
補助加熱装置３で合流部まで局所的に加熱、冷却される
時間が長くなり、ポリマー溶融体１１の温度変化量が大
きくなるために、温度変化に対して粘度変化が小さいポ
リマーでも、操作量を十分大きくとることができる。

第５図ではポリマー流路６の側に補助加熱装置３および
補助冷却装置４を設けている。これはポリマー流路５の
側、あるいはポリマー流路５．６両側に設けてもよい。

ざらに第５図では二層のポリマーを積層する複合押出ダ
イについて示したが、ざらに多層のポリマーを積層する
複合押出ダイについても同様に、任意のポリマー流路の
近傍に、発熱部分が該流路と略平行となるよう補助加熱
装置を層の増加に応じて設け、付随して冷却装置を設け
ればよい。

ざらにまた別の実施態様を第６，７図に示す。

ここで第６図は第１図の、そして第７図は第５図の実施
態様にお（プる調整ボルト１０のかわりに、補助加熱装
置３、冷却用媒体流路４を設けた例を示すものである。

ダイ開口部近傍の補助加熱装置３で、合流後のポリマー
溶融体８を流れる積層ポリマーの温度を幅方向に局所的
に調整すれば、積層ポリマーの幅方向の流れ分布がかわ
り、ダイ開口部より吐出される積層シート状物全体の幅
方向の厚みむらを均一に調節することができる。

また、溶融ポリマー供給路１２から供給されるポリマー
（ポリマーＢと略称する）が温度変化に対して粘度変化
が小さいもので、溶融ポリマー供給路１１から供給され
るポリマー（ポリマーＡと略称する）が温度変化に対す
る粘度変化が前記ポリマーＢより大きなものの組み合せ
の場合、ダイ間口部近傍の補助加熱８置３等で幅方向に
局所的に温度をかえると、粘度変化の温度に対する感度
の違いから、ポリマーＡの層の幅方向の流れ分布のみが
局所的にかわるため、ポリマーＡの層の幅方向の厚みむ
らと、積層シート状物全体の幅方向の厚みむらが調整で
きる。すなわちこの場合、ポリマーＡに関しては、合流
部以前とダイ開口部近傍の二回にわたって幅方向の厚み
むらが調整できる。特にダイ開口部近傍での調整は、所
望の層以外のポリマー溶融体が流れ分布の変化を防げる
ため、温度変化に対して厚みむらの変化は小ざくなるた
め、合流部以前での調整以上により微細に行うことがで
きる。

ダイ開口部近傍の補助加熱装置３と補助冷却装置４は第
６，７図の側でもよいし、合流後のポリマー溶融体流路
８をはさんで反対側でもよい。さらに状のダイ開口部近
傍の補助加熱装置３を片側に設ける場合には、反対側に
第１図に示す調整ボルトを設けてもよい。これは粘度変
化が温度に対して鈍感なポリマー溶融体と敏感なポリマ
ー溶融体の積層物の場合、上記の補助加熱装置３だけで
は調整量が少なく、積層物全体の幅方向厚みむらの調整
量を大きくとりたい場合に有効となる。

またダイ開口部近傍の補助加熱装置３は、第６図のよう
に配置ししてもよいし、第７図の如く、発熱部分が流路
と略平行になるよう設けてもよい。

さらに三層以上の多層積層の場合にも同様に、第６図の
態様では合流部より上流で各々のポリマー流路の近くに
、第７図の態様では任意のポリマー流路近傍に発熱部分
が該流路と略平行となるよう補助加熱装置３およびそれ
に付随する冷却装置４を、層の増加に応じて設ければよ
い。

さらにまた三層以上の多層積層の場合、合流部より上流
に、複数の補助加熱装置３、冷却装置４が設けられるが
、これらは同位相で幅方向に同ピツチでＨ２ｃプでもよ
いし、千鳥状の如く別位相、同ピツチで設けてもよく、
さらには全く任意の位相、ピッチで設けてもよい。以上
の補助加熱装置間等の位相、巾方向のピッチの関係は、
第６，７図のダイ開口部近傍の補助加熱装置等間にも適
用できる。

また冷却装置は第１図、第６図と、第５図、第７図の態
様で異なっている。すなわち第１図、第６図では（ａ）
補助加熱装置３そのものが冷却されているが、第５図、
第７図では（ｂ）補助加熱装置３の近傍が冷却されてい
る。（ａ）、　（ｂ）どちらの冷却効果もかわらないこ
とから、第１図、第６図、第５図、第７図の態様とも、
（ａ）（ｂ）いずれの冷却装置を用いてもよい。第１図
、第６図、第７図の態様で示す冷却装置は補助加熱装置
とほぼ同数あるが、冷却装置を簡素化するために、第４
図のような形態にしてもよい。この冷却媒体流路４は複
数本設けてもよく、第１．５．６．７図、いずれの態様
にも適用できる。

なお、補助加熱装置、冷却装置の調整は手動で行っても
よいし、あるいは厚み検知器によって各層の巾方向の厚
みむら分布情報をえたのち、それを所定のロジックで処
理する制御装置によって自動的に行うこともできる。

［発明の効果］ 本発明は上記の如き構成を有するために、次の如き優れ
た効果を奏するものである。

すなわち複合押出ダイにおいで、複合押出ダイとポリマ
ー溶融体を所定の温度に設定する主加熱装置と、合流部
より上流で、かつ、所望のポリマー流路の近傍で局所的
にポリマー溶融体を加熱、冷却する補助加熱装置、冷却
装置が幅方向に複数個設けられているので、該複合押出
ダイより吐出される複数ポリマーの積層シート状物の所
望の層の幅方向の厚みむらを容易に調整できる。

また機械的な可動部分がないために、ポリマー溶融体の
異常滞留部分がなく、その結果変質ポリマーが発生せず
品質の低下を防げる。

さらにはポリマーもれ等の機械的欠陥もなく、各層の巾
方向の厚みむらが均一で、優れた品質の多層ポリマー積
層シート状物を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の側面断面図、第２図は本発
明に係る装置の正面図、第３図は従来の複合押出ダイの
側面断面図、第４図〜第７図は本発明に係る装置の他の
実施例を示す側面断面図である。 １：複合押出ダイ　　２：　主加熱装置３：補助加熱装
置　　４：　補助冷却装置５．６，１７．１８：ポリマ
ー溶融体流路７．１９：合流部 ８．２０：複合体流路 ９．２１：ダイ開口部 １０：調整ボルト １１．１２：溶融ポリマー供給路 １３：従来の複合押出ダイ １４．１５，１６：調整ボルト ２２．２３：チョーカバー ２４：ダイリップ部 ２５．２６：間隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のポリマー溶融体流路と、該複数のポリマー
   溶融体流路が合流する合流部と、該合流部からスリット
   状のダイ開口部に連通する複合体流路を有し、かつ、ダ
   イを加熱する主加熱装置を具備してなり、ダイから押出
   されるシート状ポリマーが厚さ方向に積層される複合押
   出ダイにおいて、上記複数のポリマー溶融体流路の少な
   くとも一つの流路の近傍で該流路の幅方向に沿つて配置
   され、かつ、ダイ開口部に最も近い側の合流部よりもポ
   リマー流路の上流側に設けられて該流路を局所的に加熱
   する補助加熱装置と、該補助加熱装置の近傍に設けられ
   て該補助加熱装置を冷却する補助冷却装置とを備えたこ
   とを特徴とする複合押出ダイ。