KR102308263B1

KR102308263B1 - 압출 성형용 플랫 다이 및 필름 성형 방법

Info

Publication number: KR102308263B1
Application number: KR1020177000356A
Authority: KR
Inventors: 마코토 이와무라; 마사키 우에다
Original assignee: 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2021-10-01
Also published as: JPWO2016013408A1; KR20170035884A; CN106536153B; JP6019251B2; CN106536153A; WO2016013408A1

Abstract

토출구의 길이 방향에 걸쳐 개구량을 균일화하고, 필름의 폭 방향에 있어서의 필름의 두께의 균일성을 높인다.
용융 재료를 토출하는 슬릿상의 토출구 (7) 와, 토출구 (7) 의 길이 방향에 교차하는 2 개의 측면 (8) 과, 각 측면 (8) 에 각각 형성되고, 토출구 (7) 의 길이 방향에 있어서의 양단에 연통되는 홈 (9) 을 갖는 다이 본체 (5) 를 구비한다. 다이 본체 (5) 의 각 측면 (8) 에 각각 형성되고, 홈 (9) 의 길이 방향에 직교하는 간극 방향 (S) 으로 홈 (9) 의 간극이 변동 가능하게 홈 (9) 을 봉지하는 시일 기구 (11) 를 구비한다. 시일 기구 (11) 는, 홈 (9) 을 따라 배치되어 홈 (9) 을 막는 봉지 부재 (12) 와, 봉지 부재 (12) 를 측면 (8) 에 가압시키는 가압 부재 (14) 와, 가압 부재 (14) 를 지지하여 측면 (8) 에 고정되는 1 쌍의 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 를 갖는다. 제 1 지지 부재 (13a) 가 간극 방향 (S) 에 있어서의 측면 (8) 의 일단측에 고정됨과 함께, 제 2 지지 부재 (13b) 가 간극 방향 (S) 에 있어서의 측면 (8) 의 타단측에 고정되어 있다.

Description

압출 성형용 플랫 다이 및 필름 성형 방법{FLAT DIE FOR EXTRUSION MOLDING AND FILM FORMATION METHOD}

본 발명은, 용융 재료를 토출하기 위한 압출 성형용 플랫 다이 및 필름 성형 방법에 관한 것이다.

필름을 압출 성형하는 성형 공정에서는, 용융 가소화 장치로 용융된 수지재 등의 용융 재료를 압출하는 압출기가 사용되고 있다. 압출기는, 압출된 용융 재료가 흐르는 배관을 갖고 있고, 용융 재료를 얇고 폭 넓은 필름상으로 토출하기 위한 슬릿상의 토출구를 갖는 압출 성형용 플랫 다이 (이하, 플랫 다이라고 칭한다) 가 배관의 단부에 연결되어 있다.

도 8 에 종래의 플랫 다이의 모식적인 사시도를 나타낸다. 도 9 에 종래의 플랫 다이의 주요부의, 도 8 에 있어서의 B-B 선을 따른 단면도를 나타낸다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, 종래의 플랫 다이 (101) 는, 용융 재료의 유로 (106) 가 내부에 형성된 다이 본체 (105) 를 구비하고 있다. 다이 본체 (105) 는, 1 쌍의 본체 (105a, 105b) 를 조합하여, 복수의 체결 볼트 (110) 을 사용하여 결합되어 구성되어 있다. 다이 본체 (105) 에는, 용융 재료를 토출하는 슬릿상의 토출구 (107) 가 유로 (106) 의 하류측에 형성되어 있다. 또, 다이 본체 (105) 는, 슬릿상의 토출구 (107) 의 길이 방향 (이하, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 이라고 칭한다) 에 교차하는 2 개의 측면 (108) 을 갖고 있다. 각 측면 (108) 에는, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양단에 연통되는 홈 (109) 이 형성되어 있다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 다이 본체 (105) 의 측면 (108) 에는, 홈 (109) 으로부터 용융 재료가 누출되는 것을 방지하기 위해, 홈 (109) 을 봉지하도록 사이드 플레이트 (111) 가 고정되어 있다. 사이드 플레이트 (111) 는, 홈 (109) 을 막도록 1 쌍의 본체 (105a, 105b) 에, 홈 (109) 의 길이 방향에 직교하는 간극 방향 (이하, 홈 (109) 의 간극 방향 (S) 이라고 칭한다) 에 걸쳐 형성되어 있다. 사이드 플레이트 (111) 는, 다이 본체 (105) 의 측면 (108) 에 복수의 고정 나사 (115) 를 사용하여 고정되어 있다. 즉, 사이드 플레이트 (111) 는, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부에, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 직교하는 방향인 홈 (109) 의 간극 방향 (S) 에 걸치도록 배치되어 있다.

일반적으로, 플랫 다이에서는, 성형되는 필름의 폭 방향, 즉 슬릿상의 토출구의 폭 방향 (D1) 에 걸쳐, 토출구로부터 토출되는 용융 재료의 두께를 균일하게 토출하는 것이 요구되고 있다.

토출구의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 용융 재료의 두께의 균일성은, 토출구의 형상뿐만 아니라, 용융 재료의 점도나, 용융 재료를 토출구에 보내기 위한 유로의 형상에 따라 결정된다. 그 때문에, 토출구로부터 토출되는 용융 재료의 균일성을 높이는 유로의 형상으로는, 도 10A 에 나타내는 이른바 코트 행거형 다이가 알려져 있다. 코트 행거형 다이의 유로인, 용융 재료의 유로 (106) 에 접속된 가장자리부 (120) 는, 행거상으로 서서히 펼쳐져 만곡되는 곡면으로 형성되고, 토출구 (107) 에 매끄럽게 연속되도록 형성되어 있다.

이와 같이 용융 재료가 토출구의 폭 방향 (D1) 에 걸쳐 균일한 두께로 토출되도록, 용융 재료의 점도에 맞추어 유로의 형상을 설정한 경우에도, 실제 용융 재료의 압출 성형 공정에 있어서, 토출구로부터 토출되는 용융 재료의 두께가 토출구의 폭 방향 (D1) 에 걸쳐 균일해지지 않는 경우가 있다. 이와 같이 용융 재료의 두께가 균일해지지 않는 요인 중 하나는, 플랫 다이의 유로 내에서 용융 재료가 유동되었을 때에 발생하는 플랫 다이의 내부 압력에 의해 토출구의 간극이 열리고, 토출구의 폭 방향에 있어서 토출구의 간극이 불균일하게 열리는, 이른바 개구가 발생하는 것에 있다. 이 개구는, 플랫 다이의 중심부와 외측 가장자리부에서, 1 쌍의 본체를 결합하는 복수의 체결 볼트의 위치와 토출구 사이의 거리가 상이한 것에 기인하여, 각 체결 볼트의 조임력에 의한 관성 모멘트의 차가 발생함으로써 일어난다.

이와 같은 관성 모멘트의 차가 발생하는 것을 방지하기 위한 유로의 형상으로서, 도 10B 에 나타내는 스트레이트 매니폴드형 다이의 유로가 알려져 있다. 스트레이트 매니폴드형 다이에서는, 다이 본체의 각 체결 볼트 (110) 와 슬릿상의 토출구 (107) 사이의 거리를, 토출구 (107) 의 폭 방향에 있어서의 각 위치에서 동등하게 함으로써, 토출구의 폭 방향에 걸쳐 개구량의 균일성이 높아져 있다.

또, 개구량에 관하여, 토출구를 구성하는 립부에 가압력을 가함으로써, 토출구의 폭 방향에 있어서의 불균일한 개구량을 교정하기 위한 조정 기구를 구비하는 플랫 다이가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 이 플랫 다이는, 복수의 조정 기구가 토출구의 폭 방향 (D1) 을 따라 배치되어 있고, 개구량이 상대적으로 큰 위치에 배치되어 있는 조정 기구를 조정함으로써, 개구량을 작게 교정한다. 이로써, 토출구의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 개구량이 균일화되고, 토출구로부터 토출되는 용융 재료를, 토출구의 폭 방향 (D1) 에 걸쳐 균일한 두께로 토출하는 것이 가능하게 되어 있다.

일본 공개특허공보 2011-218651호 일본 공개특허공보 2013-52574호

그런데, 도 8 및 도 9 에 나타낸 바와 같이, 플랫 다이 (101) 의 각 측면 (108) 에는, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부에 연통되는 홈 (109) 을 봉지하기 위해, 1 쌍의 사이드 플레이트 (111) 가 고정되어 있다. 이와 같은 사이드 플레이트 (111) 는, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부를 구속하고 있고, 토출구 (107) 의 양 단부에서의 간극을 개폐하는 방향 (이하, 개구 방향이라고 칭한다) 에 대한 다이 본체 (105) 의 변위를 규제하므로, 토출구 (105) 의 양 단부에서의 개구량이 작아지는 경향이 있다.

그 때문에, 상기 서술한 스트레이트 매니폴드형 다이에 있어서도, 토출구의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부에서의 개구 방향에 대한 다이 본체의 변위가 사이드 플레이트에 의해 규제되므로, 토출구의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 개구량이 불균일해지는 요인이 해소되고 있지 않다.

또, 상기 서술한 조정 기구를 구비하는 플랫 다이에 있어서도 마찬가지로, 토출구의 폭 방향에 있어서의 양 단부에 배치된 조정 기구는, 토출구의 개구 방향에 대한 다이 본체의 변위를 규제하는 사이드 플레이트의 영향을 받는다. 이 때문에, 토출구의 폭 방향에 있어서의 양 단부에 배치된 조정 기구를 사용하는 경우에는, 조정의 효과가 억제되므로, 개구량의 조정이 불충분해진다.

그래서, 본 발명은, 토출구의 길이 방향에 걸쳐 개구량을 균일화하고, 필름의 폭 방향에 있어서의 필름의 두께의 균일성을 높일 수 있는 압출 성형용 플랫 다이, 및 필름 성형 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 압출 성형용 플랫 다이는, 용융 재료를 토출하는 슬릿상의 토출구와, 토출구의 길이 방향에 교차하는 2 개의 측면과, 각 측면에 각각 형성되고, 토출구의 길이 방향에 있어서의 양단에 연통되는 홈을 갖는 다이 본체를 구비한다. 또, 본 발명은, 다이 본체의 각 측면에 각각 형성되고, 홈의 길이 방향에 직교하는 간극 방향으로 홈의 간극이 변동 가능하게 홈을 봉지하는 시일 기구를 구비한다. 시일 기구는, 홈을 따라 배치되어 홈을 막는 봉지 부재와, 봉지 부재를 측면에 가압시키는 가압 수단과, 가압 수단을 지지하여 측면에 고정되는 1 쌍의 제 1 및 제 2 지지 부재를 갖는다. 제 1 지지 부재가 간극 방향에 있어서의 측면의 일단측에 고정됨과 함께, 제 2 지지 부재가 간극 방향에 있어서의 측면의 타단측에 고정되어 있다.

이상과 같이 구성한 본 발명에 관련된 압출 성형용 플랫 다이에 의하면, 시일 기구에 의해 다이 본체의 측면의 홈이, 간극 방향으로 그 간극이 변동 가능하게 봉지되어 있다. 이 때문에, 가압 수단이 봉지 부재를 다이 본체의 측면에 가압하는 가압력보다 큰 힘이 홈의 간극 방향에 대해 작용하였을 때, 봉지 부재가 홈을 봉지한 상태를 유지한 채로, 홈의 간극 방향에 있어서의 가장자리부가 봉지 부재에 대해 간극 방향으로 슬라이딩한다. 이 때, 제 1 및 제 2 지지 부재는, 봉지 부재를 측면에 가압하는 가압 수단에 대해 슬라이딩하고, 홈의 간극 방향에 대해 각각 독립적으로 변위된다. 이와 같이, 봉지 부재가 홈을 봉지한 상태에서, 토출구의 길이 방향 (폭 방향) 에 있어서의 양 단부는, 측면에 고정된 제 1 및 제 2 지지 부재에 의해 구속되어 있지 않다. 따라서, 홈의 간극이 열리는 방향에 대한 다이 본체의 변위가 규제되지 않으므로, 토출구의 길이 방향에 있어서의 양 단부는, 토출구의 개구량을 변화시키는 방향에 대한 변위가 규제되어 있지 않다. 이로써, 토출구의 길이 방향에 있어서의 양 단부에서의 개구량의 변화가 방해되지 않으므로, 토출구의 길이 방향에 걸쳐 개구량이 균일화된다.

또, 본 발명에 관련된 필름 성형 방법은, 상기 압출 성형용 플랫 다이를 사용하여 용융 재료를 토출하는 공정과, 압출 성형용 플랫 다이로부터 토출된 용융 재료에 의해 필름을 성형하는 공정을 갖는다.

본 발명에 의하면, 토출구의 길이 방향에 걸쳐 개구량을 균일화하고, 필름의 폭 방향에 있어서의 필름의 두께의 균일성을 높일 수 있다.

도 1 은 본 실시형태의 플랫 다이를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 는 본 실시형태의 플랫 다이를 부분적으로 단면으로 나타내는 정면도이다.
도 3 은 본 실시형태의 플랫 다이가 구비하는 시일 기구를, 도 1 에 있어서의 A-A 선을 따라 나타내는 단면도이다.
도 4 는 본 실시형태의 플랫 다이가 구비하는 시일 기구를 나타내는 측면도이다.
도 5 는 본 실시형태의 플랫 다이에 있어서, 토출구의 폭 방향에 있어서의 위치에 대한 상대적인 개구량을 나타내는 도면이다.
도 6A 는 다른 실시형태에 있어서, 봉지 부재를 위치 결정하기 위한 위치 결정 오목부의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 6B 는 다른 실시형태에 있어서, 봉지 부재를 위치 결정하기 위한 위치 결정 볼록부의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 7 은 다른 실시형태에 있어서, 봉지 부재의 낙하를 방지하기 위한 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 8 은 종래의 플랫 다이를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 9 는 종래의 플랫 다이의 주요부를, 도 6 에 있어서의 B-B 선을 따라 나타내는 단면도이다.
도 10A 는 종래의 코트 행거형 다이의 유로를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 10B 는 종래의 스트레이트 매니폴드형 다이의 유로를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 에 본 실시형태의 플랫 다이의 모식적인 사시도를 나타낸다. 도 2 에 본 실시형태의 플랫 다이의 정면도를 나타낸다. 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 는, 용융 재료로서 용융 상태의 수지재를 압출하는 압출기에 장착되고, 수지재를 필름상으로 토출하기 위해 사용된다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 는, 용융 재료를 필름상으로 토출하는 슬릿상의 토출구 (7) 와, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 직교하는 2 개의 측면 (8) 과, 각 측면 (8) 에 각각 형성되고, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양단에 연통되는 홈 (9) 을 갖는 다이 본체 (5) 를 구비하고 있다.

또, 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 는, 다이 본체 (5) 의 각 측면 (8) 에 각각 형성되고, 홈 (9) 의, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 직교하는 간극 방향 (S) 으로 홈 (9) 의 간극이 변동 가능하게 홈 (9) 을 봉지하는 시일 기구 (11) 를 구비하고 있다. 다이 본체 (5) 는, 1 쌍의 본체 (5a, 5b) 를 조합하여, 복수의 체결 볼트 (10) 를 사용하여 일체로 결합됨으로써 구성되어 있다. 다이 본체 (5) 의 내부에는, 용융된 수지재가 흐르는 유로 (6) 가 형성되어 있고, 유로 (6) 의 하류에 토출구 (7) 가 형성되어 있다.

도 3 에 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 가 구비하는 시일 기구 (11) 의 평면도를 나타낸다. 도 4 에 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 가 구비하는 시일 기구 (11) 의 측면도를 나타낸다.

도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 시일 기구 (11) 는, 홈 (9) 을 따라 배치되어 홈 (9) 을 막는 봉지 부재 (12) 와, 봉지 부재 (12) 를 측면 (8) 에 가압시키는 가압 수단으로서의 가압 부재 (14) 와, 가압 부재 (14) 를 지지하여 측면 (8) 에 고정되는 1 쌍의 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 를 갖고 있다. 제 1 지지 부재 (13a) 는, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 대해 측면 (8) 의 일단측에 고정됨과 함께, 제 2 지지 부재 (13b) 는, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 대해 측면 (8) 의 타단측에 고정되어 있다. 봉지 부재 (12) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 홈 (9) 의 길이 방향 (D2) 으로 연장되는 장척상으로 형성되어 있다.

가압 부재 (14) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 봉지 부재 (12) 에 맞닿아 홈 (9) 에 대한 봉지 부재 (12) 의 위치를 안내하는 가이드 부재 (14a) 와, 일단이 봉지 부재 (12) 에 맞닿도록 가이드 부재 (14a) 에 조여 넣어져 형성되고, 다이 본체 (5) 의 측면 (8) 에 대해 봉지 부재 (12) 를 가압하는 복수의 가압 나사 (14b) 를 갖고 있다.

가이드 부재 (14a) 에는, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 있어서의 일단측에 제 1 지지 부재 (13a) 가 맞닿고, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 있어서의 타단측에 제 2 지지 부재 (13b) 가 맞닿아 있다. 또, 가이드 부재 (14a) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 단면［ 자상으로 형성되어 있고, 홈 (9) 에 대한 봉지 부재 (12) 의 위치를 안내하는 가이드부로서의 가이드 오목부 (17) 를 갖고 있다. 가이드 부재 (14a) 는, 봉지 부재 (12) 를 덮도록 봉지 부재 (12) 의 길이 방향 (D2) 을 따라 배치되어 있다. 가이드 부재 (14a) 를 사용함으로써, 홈 (9) 에 대해 봉지 부재 (12) 를 소정의 위치에 용이하게 위치 결정할 수 있다.

가압 나사 (14b) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 홈 (9) 의 길이 방향 (D2) 을 따라 소정의 간격을 두고 가이드 부재 (14a) 에 배치되어 있다. 가이드 부재 (14a) 에는, 가압 나사 (14b) 가 조여 넣어지는 나사공이 형성되어 있다. 가압 나사 (14b) 의 헤드부는, 제 1 지지 부재 (13a) 와 제 2 지지 부재 (13b) 가 대향하는 간극으로부터 외부로 돌출되어 있어, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 가 측면 (8) 에 고정된 상태에서 가압 나사 (14b) 의 조여 넣음량을 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 각 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 에는, 다이 본체 (5) 의 측면 (8) 에 맞닿는 면에, 가이드 부재 (14a) 를 안내하는 가이드부로서의 오목부 (18) 가 형성되어 있다. 가이드 부재 (14a) 는, 각 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 의 오목부 (18) 에 걸어맞춤으로써, 가압 나사 (14b) 를 조여 넣어 조작할 때의 이동이 규제되어 있다. 또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 시일 기구 (11) 가 다이 본체 (5) 의 측면 (8) 에 고정된 상태에서, 가이드 부재 (14a) 에는, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 있어서의 일단측에 제 1 지지 부재 (13a) 가, 가압 나사 (14b) 의 축 방향에 대한 (봉지 부재 (12) 로부터 멀어지는 방향에 대한) 가이드 부재 (14a) 의 이동을 규제하도록 맞닿아 있다. 또 마찬가지로, 가이드 부재 (14a) 에는, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 있어서의 타단측에 제 2 지지 부재 (13b) 가, 가압 나사 (14b) 의 축 방향에 대한 가이드 부재 (14a) 의 이동을 규제하도록 맞닿아 있다.

상기 서술한 바와 같이 가압 나사 (14b) 는, 가이드 부재 (14a) 의 나사공에 맞물려 있으므로, 소정의 조여 넣음량만큼 조여 넣어짐으로써, 가압 나사 (14b) 의 일단이 봉지 부재 (12) 에 맞닿는다. 가압 나사 (14b) 를 더욱 조여 넣음으로써, 가압 나사 (14b) 의 일단이 봉지 부재 (12) 를 측면 (8) 에 가압함과 함께, 봉지 부재 (12) 로부터 반력을 가이드 부재 (14a) 가 받는다. 이 때, 가이드 부재 (14a) 는, 가압 나사 (14b) 의 축 방향에 대한 이동이, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 의 오목부 (18) 에 의해 규제되어 있으므로, 가이드 부재 (14a) 에 고정된 가압 나사 (14b) 의 일단에 의해, 봉지 부재 (12) 가 측면 (8) 에 가압된다. 또, 필요에 따라 가압 나사 (14b) 의 조여 넣음량을 조정함으로써, 측면 (8) 에 대한 봉지 부재 (12) 의 가압 상태를 미조정할 수 있고, 봉지 부재 (12) 를 사용하여 홈 (9) 을 봉지하는 봉지 상태의 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 시일 기구 (11) 는, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 를 측면 (8) 에 고정시키는 복수의 고정 나사 (15) 를 갖고 있다. 고정 나사 (15) 는, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 에 홈 (9) 의 길이 방향 (D2) 을 따라 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 를 관통하여 측면 (8) 에 고정되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 시일 기구 (11) 는, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 에 의해, 가이드 부재 (14a) 및 가압 나사 (14b) 를 통하여 봉지 부재 (12) 가 측면 (8) 에 가압되도록 구성되었지만, 가이드 부재 (14a) 및 가압 나사 (14b) 를 갖는 구성에 한정되는 것은 아니다. 변형예로서, 봉지 부재 (12) 는, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 에 의해 직접 다이 본체 (5) 의 측면 (8) 에 가압되도록 구성되어도 된다. 이 경우에는, 가이드 부재 (14a) 및 가압 나사 (14b) 를 구비하는 대신에, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 의 각 오목부 (18) 에 봉지 부재 (12) 를 가압하는 판 스프링 등의 탄성 지지 부재가 형성되어도 된다.

이상과 같이 구성된 플랫 다이 (1) 에 대해, 시일 기구 (11) 에 의해 다이 본체 (5) 의 측면 (8) 의 홈 (9) 이 봉지된 상태를 설명한다.

다이 본체 (5) 의 측면 (8) 의 홈 (9) 은, 시일 기구 (11) 에 의해 간극 방향 (S) 으로 변위 가능하게 봉지되어 있다. 이 때문에, 가이드 부재 (14a) 및 가압 나사 (14b) 가 봉지 부재 (12) 를 다이 본체 (5) 의 측면 (8) 에 가압하는 가압력보다 큰 힘이 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 대해 작용하였을 때, 봉지 부재 (12) 가 홈 (9) 을 봉지한 상태를 유지한 채로, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 있어서의 가장자리부가 봉지 부재 (12) 에 대해 간극 방향 (S) 으로 슬라이딩한다. 이 때, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 는, 봉지 부재 (12) 를 측면 (8) 에 가압하는 가이드 부재 (14a) 에 대해 슬라이딩하고, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 대해 각각 독립적으로 변위된다. 이와 같이, 봉지 부재 (12) 가 홈 (9) 을 봉지한 상태에서, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부는, 측면 (8) 에 고정된 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 에 의해 구속되어 있지 않다. 따라서, 홈 (9) 의 간극을 여는 방향에 대한 다이 본체 (5) 의 변위가 규제되지 않으므로, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부는, 도 1 에 나타내는 토출구 (7) 의 개구량 (D) 을 변화시키는 방향에 대한 변위가 규제되어 있지 않다. 이로써, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부에서의 개구량 (D) 의 변화가 방해되지 않으므로, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 걸쳐 개구량 (D) 을 균일화시킬 수 있다.

봉지 부재 (12) 가 홈 (9) 을 봉지한 상태에서, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부의 개구량 (D) 이 변화하였을 때, 봉지 부재 (12) 가 홈 (9) 을 봉지한 상태가 유지되도록, 홈 (9) 근방의 측면 (8) 이 봉지 부재 (12) 에 대해 슬라이딩한다.

또, 봉지 부재 (12) 가 홈 (9) 을 봉지한 상태에서, 가이드 부재 (14a) 의 나사공에 조여 넣어진 가압 나사 (14b) 에 의해 봉지 부재 (12) 를 측면 (8) 에 가압하고 있다. 가압 나사 (14b) 에 의해 측면 (8) 에 가압되는 봉지 부재 (12) 로부터 가이드 부재 (14a) 에 작용하는 반력은, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 에 의해 받아진다.

또, 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 를 사용하는 필름 성형 방법은, 플랫 다이 (1) 를 사용하여 용융 재료를 토출하는 토출 공정과, 토출 공정에서 플랫 다이 (1) 로부터 토출된 용융 재료에 의해 필름을 성형하는 성형 공정을 갖고 있다. 성형 공정에서는, 플랫 다이 (1) 의 토출구 (7) 로부터 토출되는 수지재를 1 쌍의 성형 롤 사이에 끼워 필름상으로 성형한다.

다음으로, 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 를 사용하여, 수지 재료를 토출하였을 때의, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 개구량 (D) 의 변화에 대해 설명한다.

도 5 에 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 에 있어서, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 위치에 대한 상대적인 개구량을 나타낸다. 도 5 에 있어서, 세로축이 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 중앙의 개구량 (D) 을 기준으로 하였을 때의 상대적인 개구량을 나타내고, 가로축이 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 위치 ([m]) 를 나타낸다. 또, 도 5 에 있어서, 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 를 실선 (L1) 으로 나타내고, 비교 형태의 플랫 다이를 파선 (L2) 으로 나타낸다. 비교 형태의 플랫 다이는, 도 8, 9 에 나타낸 구성과 마찬가지로, 다이 본체 (105) 의 홈 (109) 에 걸쳐 사이드 플레이트 (111) 가 고정된 구성이다.

상대 개구량은, 비교 형태의 플랫 다이의 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 중앙의 개구량 (D) 을「1」이라고 하였을 때의 개구량의 상대값을 나타내고 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 비교 형태의 플랫 다이는, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 중앙부로부터 단부에 가까워짐에 따라, 상대 개구량이 작아지고 있다. 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서, 특히 단 (端) 으로부터 1.5 m 의 위치에서 단에 가까워짐에 따라, 상대 개구량이 급격하게 저하되고 있으며, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 단에서의 상대 개구량이 0.2 정도까지 작아졌다. 따라서, 비교 형태의 플랫 다이에서는, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 중앙부에 대해 단에서의 상대 개구량이 (1 － 0.2) ＝ 0.8 정도 저하되었다. 이것은, 비교 형태의 플랫 다이에서는, 토출구 (107) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 단부가 사이드 플레이트 (111) 에 의해 구속되어 있기 때문이다.

한편, 실시형태의 플랫 다이 (1) 에서는, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서, 상대 개구량이 급격하게 저하되는 것이 해소되고, 단으로부터 1.5 m 의 위치에서 단을 향하여 완만하게 저하되고 있다. 실시형태의 플랫 다이 (1) 에서는, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 단에서의 상대 개구량이 0.9 정도가 되어, 토출구 (7) 의 중앙과 비교하여 0.1 정도의 저하로 억제되었다. 따라서, 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 는, 비교 형태의 플랫 다이에 비해, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부의 상대 개구량의 저하를 1/8 정도로 억제할 수 있었다. 즉, 본 실시형태는, 비교 형태에 비해 토출구 (7) 의 중앙과 양단에서의 상대 개구량의 차를 7/8 정도 (＝ 88 ％ 정도) 를 완화시킬 수 있었다.

상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 는, 시일 기구 (11) 에 있어서, 봉지 부재 (12) 가 홈 (9) 을 봉지한 상태를 유지한 채로, 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 가 측면 (8) 을 따라 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 대해 독립적으로 변위되는 것이 가능해진다. 이로써, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부에서의 개구량 (D) 의 변화가 방해되지 않으므로, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 걸쳐 개구량 (D) 을 균일화시킬 수 있다. 그 결과, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 걸쳐 개구량 (D) 을 균일화하고, 필름의 폭 방향에 있어서의 필름의 두께의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 관련된 압출 성형용 플랫 다이는, 토출구의 개구량 (D) 을 조정하는 조정 기구를 구비하는 플랫 다이에 바람직하게 적용할 수 있다. 토출구의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부가 시일 기구 (11) 에 의해 구속되지 않으므로, 조정 기구에 의한 토출구의 개구량 (D) 의 조정이 방해되지 않고, 개구량 (D) 을 고정밀도로 조정하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태의 플랫 다이 (1) 에 의하면, 토출구 (7) 의 폭 방향 (D1) 에 있어서의 양 단부의 개구량 (D) 이 크게 확보되고, 상기 서술한 조정 기구를 사용함으로써 개구량 (D) 을 고정밀도로 조정하는 것이 가능해지므로, 플랫 다이 (1) 에 적용 가능한 수지재의 점도의 범위를 넓힐 수 있고, 필름의 제조 조건의 변동에 충분히 대응하는 것이 가능해진다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 대응 가능한 필름의 제조 조건이 넓어지고, 플랫 다이의 범용성을 높일 수 있으므로, 필름의 생산성 향상에 공헌할 수 있다.

마지막으로, 다른 실시형태에 대해 간단하게 설명한다.

본 실시형태에 있어서의 시일 기구 (11) 는, 가이드 부재 (14a) 및 가압 나사 (14b) 에 의해 봉지 부재 (12) 를 다이 본체 (5) 의 측면 (8) 에 가압하도록 구성되었지만, 필요에 따라 코일 스프링이나 판 스프링 등의 탄성 지지 부재를 통하여 봉지 부재 (12) 를 가압하도록 구성되어도 된다. 이 경우, 탄성 지지 부재는, 가이드 부재 (14a) 와 봉지 부재 (12) 사이에 끼워 배치된다. 탄성 지지 부재를 사용함으로써, 봉지 부재 (12) 에 의해 홈 (9) 을 봉지하는 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 다이 본체 (5) 의 측면 (8) 에는, 홈 (9) 에 대한 봉지 부재 (12) 의 위치를 위치 결정하기 위한 위치 결정 수단으로서 위치 결정 오목부나 위치 결정 볼록부가 형성되어도 된다. 도 6A, 6B 에 봉지 부재 (12) 를 위치 결정하기 위한 위치 결정 오목부 및 위치 결정 볼록부의 구성예의 모식도를 나타낸다. 예를 들어, 도 6A 에 나타내는 바와 같이, 위치 결정 오목부 (21) 는 홈 (9) 을 따라 측면 (8) 에 형성되어 있고, 봉지 부재 (12) 가 위치 결정 오목부 (21) 내에 배치됨으로써, 홈 (9) 에 대해 봉지 부재 (12) 를 용이하게 위치 결정하는 것이 가능해진다. 또, 도 6B 에 나타내는 바와 같이, 위치 결정 볼록부 (22) 는, 예를 들어, 홈 (9) 을 따라 측면 (8) 에 형성되어 있고, 위치 결정 볼록부 (22) 가 봉지 부재 (12) 의 외주부에 절결된 걸어맞춤 오목부 (12a) 에 걸어맞춰지도록 구성되어도 된다. 또한, 위치 결정 오목부 (21) 나 위치 결정 볼록부 (22) 는, 홈 (9) 의 간극 방향 (S) 에 대한 다이 본체 (5) 의 변위, 즉 토출구 (7) 의 개폐 방향에 대한 다이 본체 (5) 의 변위를 방해하지 않도록 형성되어 있다. 도 6B 에 나타내는 실시형태에서는, 위치 결정 볼록부 (22) 가 걸어맞춤 오목부 (12a) 에 걸어춰진다. 이 때문에, 메인터넌스를 위해 제 1 및 제 2 지지 부재 (13a, 13b) 를 다이 본체 (5) 로부터 떼어내었을 때, 가이드 부재 (14a) 와 봉지 부재 (12) 의 낙하를 방지할 수 있다.

또한, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 2 지지 부재 (13b) 를 토출구의 길이 방향 (D1) 으로 관통하는 관통공 (13c) 과, 가이드 부재 (14a) 를 관통공 (13c) 과 동축에 토출구의 길이 방향 (D1) 으로 관통하는 관통공 (14c) 과, 봉지 부재 (12) 를 관통공 (13c) 및 관통공 (14c) 과 동축에 토출구의 길이 방향 (D1) 으로 연장되는 구멍 (12b) 을 형성해도 된다. 구멍 (12b) 은 봉지 부재 (12) 를 토출구의 길이 방향 (D1) 으로 관통하고 있어도 되고, 도중에 종단되어 있어도 된다. 핀 (19) 이 관통공 (13c) 과 관통공 (14c) 과 구멍 (12b) 에 통과되어 있다. 메인터넌스시에는, 먼저 제 1 지지 부재 (13a) 를 다이 본체 (5) 로부터 떼어내고, 다음으로 제 2 지지 부재 (13b) 를 다이 본체 (5) 로부터 떼어낸다. 제 2 지지 부재 (13b) 의 관통공 (13c) 에 삽입된 핀 (19) 이 가이드 부재 (14a) 와 봉지 부재 (12) 를 유지하고 있기 때문에, 가이드 부재 (14a) 와 봉지 부재 (12) 의 낙하를 방지할 수 있다. 관통공 (13c) 은 제 1 지지 부재 (13a) 에 형성해도 되고, 제 1 지지 부재 (13a) 와 제 2 지지 부재 (13b) 의 양방에 형성해도 된다. 가이드 부재 (14a) 를 형성하지 않는 실시형태에서도, 핀 (19) 을 제 2 지지 부재 (13b) 의 관통공 (13c) 과 봉지 부재 (12) 의 구멍 (12b) 에 통과시킴으로써, 동일한 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 관련된 압출 성형용 플랫 다이는, 1 쌍의 본체를 조합하여 이루어지는 다이 본체를 구비하는 구성에 한정되는 것은 아니다. 토출구의 폭 방향에 있어서의 양 단부의 변위를 구속하지 않기 위해서는, 토출구의 폭 방향에 교차하는 측면에, 토출구에 연통되도록 홈을 형성할 필요가 있으며, 다이 본체의 측면에 홈이 형성된 구조이면, 3 개 이상의 본체를 조합하여 이루어지는 다이 본체나, 일체로 형성된 다이 본체를 구비하는 구성에 적용되어도 되는 것은 물론이다.

1 : 플랫 다이
5 : 다이 본체
7 : 토출구
8 : 측면
9 : 홈
11 : 시일 기구
12 : 봉지 부재
13a : 제 1 지지 부재
13b : 제 2 지지 부재
14 : 가압 부재
14a : 가이드 부재
14b : 가압 나사
15 : 고정 나사
D1 : 토출구의 폭 방향
D2 : 홈의 폭 방향
S : 간극 방향

Claims

용융 재료를 토출하는 슬릿상의 토출구와, 상기 토출구의 길이 방향에 교차하는 2 개의 측면과, 각 상기 측면에 각각 형성되고, 상기 토출구의 상기 길이 방향에 있어서의 양단에 연통되는 홈을 갖는 다이 본체와,
상기 다이 본체의 각 상기 측면에 각각 형성되고, 상기 홈의 길이 방향에 직교하는 간극 방향으로 상기 홈의 간극이 변동 가능하게 상기 홈을 봉지하는 시일 기구를 구비하고,
상기 시일 기구는, 상기 홈을 따라 배치되어 상기 홈을 막는 봉지 부재와, 상기 봉지 부재를 상기 측면에 가압시키는 가압 수단과, 상기 가압 수단을 지지하여 상기 측면에 고정되는 1 쌍의 제 1 및 제 2 지지 부재를 갖고, 상기 제 1 지지 부재가 상기 간극 방향에 있어서의 상기 측면의 일단측에 고정됨과 함께, 상기 제 2 지지 부재가 상기 간극 방향에 있어서의 상기 측면의 타단측에 고정되어 있는, 압출 성형용 플랫 다이.
제 1 항에 있어서,
상기 가압 수단은, 상기 봉지 부재에 맞닿아 상기 홈에 대한 상기 봉지 부재의 위치를 안내하는 가이드 부재와,
일단이 상기 봉지 부재에 맞닿도록 상기 가이드 부재에 조여 넣어져 형성되고, 상기 측면에 대해 상기 봉지 부재를 가압하는 가압 나사를 갖고,
상기 가이드 부재에는, 상기 간극 방향에 있어서의 일단측에 상기 제 1 지지 부재가, 상기 가압 나사의 축 방향에 대한 상기 가이드 부재의 이동을 규제하도록 맞닿고, 상기 간극 방향에 있어서의 타단측에 상기 제 2 지지 부재가, 상기 가압 나사의 축 방향에 대한 상기 가이드 부재의 이동을 규제하도록 맞닿아 있는, 압출 성형용 플랫 다이.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 지지 부재에는, 상기 가이드 부재의 위치를 안내하는 가이드부가 형성되어 있는, 압출 성형용 플랫 다이.
제 1 항에 있어서,
상기 다이 본체의 상기 측면에는, 상기 홈에 대해 상기 봉지 부재를 위치 결정하기 위한 위치 결정 수단이 형성되어 있는, 압출 성형용 플랫 다이.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지 부재와 상기 제 2 지지 부재 중 적어도 어느 것을 상기 토출구의 상기 길이 방향으로 관통하는 관통공과, 상기 봉지 부재를 상기 관통공과 동축에 상기 토출구의 상기 길이 방향으로 연장되는 구멍과, 상기 관통공과 상기 구멍에 통과된 핀을 갖고 있는, 압출 성형용 플랫 다이.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 압출 성형용 플랫 다이를 사용하여 용융 재료를 토출하는 공정과, 상기 압출 성형용 플랫 다이로부터 토출된 용융 재료에 의해 필름을 성형하는 공정을 갖는, 필름 성형 방법.