[发明专利]片材制造方法及片材制造用喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种片材的制造方法及制造片材用喷嘴。

背景技术

以往，聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯的薄膜等片材一般是由图5所示工序制造的。

在图5中，由挤压机1挤出熔融材料，随后利用齿轮泵2使排出量达到一定值后，经过过滤器3除去杂物，由喷嘴4在与排出方向垂直相交的喷嘴宽度方向(与纸面垂直相交的方向。以下也简称宽度方向)中扩宽方式排出成片材化的片材10，接着由冷却辊5对片材10进行固化成型，经过拉伸装置6的拉伸等工序后，由卷绕机7卷收。片材宽度方向厚度轮廓由厚度计8进行测定，在制造成品水平的片材时，由厚度控制器9算出现在厚度轮廓测定值与目标值之差(厚度偏差)，反馈给喷嘴4以形成为目标值。

在片材制造装置中的喷嘴，设计为宽度方向上可获得均匀厚度的形式。例如，以聚酯薄膜为例，因聚酯有优良的特性，常被用于磁记录媒体用基膜、电容等电绝缘、印刷板等OA等各种工业用途，但在这些用途中，要求薄膜厚度的尺寸精度较高。因此，降低膜厚偏差是极为重要的。在制造树脂片材时，广泛采用T型模方式或涂层吊架模方式的喷嘴。在设计喷嘴时，主要以片材宽度方向厚度均匀为目标确定熔融材料的流路形状。更具体来说，通过对用于宽度方向扩宽熔融材料的集流腔和挤成片状的前端间隙形状进行控制，能任意地决定片材宽度方向的厚度分布，根据这种定形方法也可以把厚度偏差控制在1％以内。T型模方式是把前述集流腔变大，尽量减小这部分的压力损耗，由前端部间隙决定排出量的设计。涂层吊架模方式是减小集流腔的断面面积以便提高压力损耗，把熔融材料在宽度方向上扩宽成涂层吊架形，利用在中央部形成扇形状间隙处达到压力平衡，来确保宽度方向排出量的分布的设计。一般来说，涂层吊架模方式会使喷嘴处熔融材料通过的时间变短，因能防止熔融材料异常滞留或变劣，最近广泛被采用。利用这种设计方法可使片材宽度方向厚度偏差约为1％。

图6表示喷嘴的一般结构。喷嘴通常是由集流腔部11和前端部构成的，集流腔部11把经过过滤器流出来的熔融材料在宽度方向上扩宽，前端部是由一对唇13组成的，在唇间具有窄缝隙12，该缝隙12用于把熔融材料作为片材排出。由于通过控制该前端部缝隙形状或温度就可以任意地决定片材宽度方向厚度分布，大多数情况下利用喷嘴来调整片材厚度。缝隙形状的调整常常采用的方法有在前端部唇部处沿喷嘴宽度方向并列的多个调整螺栓14进行拧转的方法，或者在螺栓上内装筒式加热器15或外装套筒式加热器加热螺栓、利用螺栓的热膨胀使螺栓伸缩来改变间隙形状的方法，依赖这种决定间隙形状的方法，也可以把片材的厚度偏差控制在1％以内。喷嘴体的加热一般采用在喷嘴宽度方向插入多个筒式加热器17以进行加热的方法等。喷嘴温度的测定是通过在唇部附近或集流腔附近的孔穴中配置上电热偶18a、18b进行测定的。喷嘴的固定是用固定螺栓19在宽度方向中无偏置等均匀拧装的。

把获得设计片材厚度偏差为如在1％以内的树脂片材为目标进行制膜，但实际上排出熔融树脂后测定片材宽度方向厚度偏差时，常常存在有10-30％的厚度偏差。

其原因可能是熔融树脂内压扩大了唇部之故。日本专利第2598617号公报公开了考虑过这些因素的喷嘴。其中公开的技术是缓和压力扩张影响的技术，即在以往的涂膜吊架模方式中，通过把集流腔上部即熔融树脂入口侧的距前端部出口的高度从中心部朝端部渐渐变低，使唇部紧固螺栓也随着这种基线渐渐变低，与之相对，在宽度方向上这种高度实际上是一定的，通过把唇部紧固螺栓的高度在宽度方向上紧固成一定，就能缓和由内压引起的压力扩张影响。

不过，根据发明人的认识，以聚酯为例，在把熔融聚酯挤压排出量为1000kg/小时的情况下，在这种涂膜吊架模方式设计中，喷嘴内部压力变得相当高，虽然在宽度方向上喷嘴开放程度基本上容易一定，但在用于把涂膜吊架模方式设计上重要的宽度方向的排出量变成一定的使压力变平衡的扇形部中二个唇部的间隙变大，破坏了设计中的压力平衡，结果容易产生排出量不均的问题，即片材厚度偏差变大的问题。

另一方面，在前述T型模方式中，没有做过类似的试验。

此外，要考虑的其它原因是，加热喷嘴引起的喷嘴变形，这种变形会导致厚度不均。

作为加热方法的现有实例，如特开平9-277343号公报所记载的那样，已知的结构有从模具料斗侧朝喷嘴前端方向插入筒式加热器的结构或为使喷嘴宽度方向温度基本均匀在喷嘴宽度方向上插入筒式加热器的结构。