供给块和设置有该供给块的片材制造装置以及制造片材的方法与流程

本发明涉及一种将层合熔融树脂供给到模具的供给块。

背景技术：

已知一种树脂片材，其中，副材料仅层叠在形成该片材的主材料的宽度方向上的有限区域上。可以通过从设置在模具中的孔口或探针供给副材料来制造这种片材。然而，该制造方法的问题在于，模具本身需要复杂的结构，并且孔口和探针只能应用于具有特定构造的片材。

日本专利no.5220607b公开了一种设置在模具的上游的供给块。该供给块包括：主材料成形通道，它们是两个分隔开的部分；以及副材料成形通道，其设置在主材料成形通道之间。主材料成形通道的两个出口和位于二者之间的副材料成形通道的一个出口都设置在供给块的面向模具的出口表面上。主材料和副材料从供给块的出口供给到模具，然后在模具中彼此层叠而成形为片状，并且从模具的出口挤出。

根据该方法，可以通过更换供给块来使用通用的模具，以制造具有在不同条件下层叠的副材料的各种树脂片材。然而，由于主材料和副材料在模具中彼此层叠，所以难以获得稳定的层结构。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够稳定地制造树脂片材的供给块；在该树脂片材中，主材料和副材料彼此层叠。

本发明的供给块将层合熔融树脂供给到模具，其中，所述层合熔融树脂具有至少一个主材料和副材料，所述至少一个主材料由呈板或片的形状的熔融树脂构成，所述副材料由呈板或片的形状的熔融树脂构成，其中，所述副材料层叠在所述至少一个主材料的宽度方向上的至少一部分上。所述供给块包括：至少一个主材料成形通道，其允许熔融树脂流过，以便将所述主材料成形为板或片的形状；副材料成形通道，其允许熔融树脂流过，以便将所述副材料成形为板或片的形状；合并部分，其形成所述层合熔融树脂，其中，所述至少一个主材料成形通道和所述副材料成形通道在所述合并部分处合并；以及用于所述层合熔融树脂的通道，其位于所述合并部分的下游并且将所述层合熔融树脂供给到所述模具。

从主材料成形通道供给的主材料和从副材料成形通道供给的副材料在主材料成形通道和副材料成形通道合并的合并部分处彼此层叠，并且通过用于层的通道供给到模具。结果，可以将预先调整了其层构造的层合熔融树脂供给到模具。因此，根据本发明的供给块，能够稳定地制造其中主材料和副材料彼此层叠的树脂片材。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的片材制造装置的构造的示意图；

图2是供给块的内部通道的示意图；

图3是从树脂入口侧看到的图2所示的供给块的透视图；

图4是从树脂出口侧看到的图2所示的供给块的透视图；

图5是从树脂出口侧看到的图2所示的供给块的内部结构的透视图；

图6是图5所示的供给块的通道形成块的透视图；

图7是从树脂出口侧看到的图6所示的通道形成块的正视图；

图8a是沿图7中的线a-a截取的通道形成块的截面图；

图8b是沿图7中的线b-b截取的通道形成块的截面图；

图8c是沿图7中的线c-c截取的通道形成块的截面图；

图9a是图5所示的供给块的合并部分的展开图；

图9b是根据另一个实施例的供给块的合并部分的展开图；

图9c是根据另一个实施例的供给块的合并部分的展开图；

图9d是根据另一个实施例的供给块的合并部分的展开图；

图9e是根据另一个实施例的供给块的合并部分的展开图；

图9f是根据另一个实施例的供给块的合并部分的展开图；

图9g是根据另一个实施例的供给块的合并部分的展开图；

图10a是示出比较例中彼此层叠的主材料和副材料的概念图；

图10b是示出根据比较例的产品片材的截面的概念图；

图10c是示出实施例中彼此层叠的主材料和副材料的概念图；

图10d是示出根据实施例的产品片材的截面的概念图；以及

图11是示出实施例的视图。

【附图标记】

1片材制造装置

2a第一挤出机

2b第二挤出机

3供给块

4模具

5冷却辊

6卷取辊

7a主材料供应管

7b副材料供应管

8歧管

11第一主材料入口通道

12第二主材料入口通道

13副材料入口通道

14第一主材料供给通道

15第二主材料供给通道

16副材料供给通道

17第一主材料成形通道

18第二主材料成形通道

19副材料成形通道

20第一主材料供给口

21第二主材料供给口

22副材料供给口

23合并部分

24用于层合熔融树脂的通道

25树脂入口表面

26树脂出口表面

27开口

28壳体

29内部空间

30通道形成块

31a至31d通道形成元件

32盖构件

33第一区域

34第二区域

35过渡区域

36空白区域

a主材料

b副材料

d深度方向

h17第一主材料成形通道的通道高度

h18第二主材料成形通道的通道高度

h19副材料成形通道的通道高度

p层合熔融树脂

s产品片材

w宽度方向

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施例。在以下描述中，“宽度方向w”指的是与片材的宽度方向平行的方向。“深度方向d”对应于熔融树脂的通道的方向，并且是既垂直于树脂入口表面又垂直于供给块的树脂出口表面的方向。“通道高度”是通道在既垂直于宽度方向w又垂直于深度方向d的方向上的尺寸。

图1示出了根据本发明的实施例的片材制造装置的示意性构造。片材制造装置1具有供给主材料a的第一挤出机2a、供给副材料b的第二挤出机2b、供给块3、模具4、冷却辊5和卷取辊6。第一挤出机2a混合主材料a的原料树脂以形成主材料a的熔融树脂，并通过主材料供应管7a将主材料a的熔融树脂供给到供给块3。第二挤出机2b混合副材料b的原料树脂以形成副材料b的熔融树脂，并通过副材料供应管7b将副材料b的熔融树脂供给到供给块3。供给块3形成层合熔融树脂并且将该熔融树脂供给到模具4；在该熔融树脂中，副材料b层叠在主材料a的宽度方向w上的一部分上。本实施例的片材制造装置1制造一种所谓的封装结构的片材，其中，副材料b层叠在主材料a的宽度方向w上的一部分上并且被主材料a覆盖，由此形成具有相应构造的层合熔融树脂。然而，层合熔融树脂的布置不限于此，只要副材料层叠在至少一个主材料的宽度方向上的至少一部分上即可。主材料a的层构造不受限制。这里，为了说明的目的，主材料a由单层形成，但也可以由两层或更多层构成。

模具4将从供给块3供给的层合熔融树脂加宽到歧管8中的目标宽度，并将其挤出到大气中。已经挤出的层合熔融树脂借助于冷却辊5固化，并且通过卷取辊6卷绕为产品片材s。虽然在实施例中，模具4是t模具，但是可以是l模具或任何其它模具。直接限定预期产品片材s的宽度的模具4的宽度设定在例如几百毫米至6000毫米之间。由于供给块3是用于形成供给到模具4的层合熔融树脂的部件，所以通道的宽度相对较窄，并且通常在约100mm至500mm之间。

图2示出了供给块的内部通道的示意图，图3示出了从树脂的入口侧看到的供给块的透视图，并且图4示出了从树脂的出口侧看到的供给块的透视图。在图2中，尽管为了方便起见，将用于层合熔融树脂的通道24示出为与主材料成形通道14、15和副材料成形通道16分开，但是通道14、15、16、24实际上在合并部分处相互连接。根据层合熔融树脂的构造，供给块3可以具有各种通道结构。作为示例，这里将描述其中来自三个方向的主材料和副材料同时合并的布置。

供给块3具有：第一主材料成形通道17和第二主材料成形通道18，其允许主材料a的熔融树脂流过，以便将熔融树脂成形为板或片的形状；以及一个副材料成形通道19，其允许副材料b的熔融树脂流过，以便将熔融树脂成形为板或片的形状。主材料成形通道的数量不限于此，并且可以设置至少一个主材料成形通道。第一主材料成形通道17、第二主材料成形通道18和副材料成形通道19在宽度方向w上延伸。副材料成形通道19位于第一主材料成形通道17和第二主材料成形通道18之间。第一主材料成形通道17、第二主材料成形通道18和副材料成形通道19在供给块3的合并部分23处合并，并且在合并部分23处形成层合熔融树脂p；在该层合熔融树脂中，主材料a层叠在副材料b的两侧上。在合并部分23的下游设置用于层合熔融树脂p的单个通道24，该单个通道用于将层合熔融树脂p供给到模具4。

第一主材料成形通道17连接到在宽度方向w上延伸的圆筒状第一主材料供给通道14。第二主材料成形通道18连接到在宽度方向w上延伸的圆筒状第二主材料供给通道15。副材料成形通道19连接到在宽度方向w上延伸的圆筒状副材料供给通道16。第一主材料供给通道14和第二主材料供给通道15以及副材料供给通道16在宽度方向w上延伸通过供给块3，并且它们的两端由盖构件32(参见图5)封闭，该盖构件借助于螺栓固定在供给块3上。在深度方向d上延伸的第一主材料入口通道11在第一主材料供给通道14的宽度方向w上的中心区域处连接到该第一主材料供给通道14。在深度方向d上延伸的第二主材料入口通道12在第二主材料供给通道15的宽度方向w上的中心区域处连接到该第二主材料供给通道15。在深度方向d上延伸的副材料入口通道13在副材料16的宽度方向w上的中心区域处连接到该副材料供给通道16。第一主材料入口通道11具有第一主材料供给口20，该第一主材料供给口20在供给块3的树脂入口表面25处开口并且连接到主材料供应管7a。第二主材料入口通道12具有第二主材料供给口21，该第二主材料供给口21在供给块3的树脂入口表面25处开口并且连接到主材料供应管7a。副材料入口通道13具有副材料供给口22，该副材料供给口22在供给块3的树脂入口表面25处开口并且连接到副材料供应管7b。供给块3也可以具有单个主材料入口通道，并且可以从供给块3中的单个主材料入口通道分支出两个主材料供给通道。通道24的开口27设置在供给块3的树脂出口表面26上，并且开口27与模具4连通。

图5示出了从树脂的出口侧看到的供给块3的内部结构的透视图，并且图6示出了通道形成块的透视图，其中仅从图5中取出了通道形成块。图7示出了从树脂的出口侧看到的通道形成块的正视图，并且图8a至图8c示出了分别沿图7中的线aa、线bb和线cc截取的通道形成块的截面图。

供给块3包括具有内部空间29的壳体28和容纳在内部空间29中的通道形成块30。通道形成块30形成主材料成形通道17、18的一部分和副材料成形通道19的一部分。尽管未示出，但是通道形成块30可以形成主材料成形通道17、18和副材料成形通道19的整个部分。通道形成块30由可以被分开的多个通道形成元件31a至31d构成。具体地说，通道形成块30具有沿宽度方向w看到的从合并部分23径向延伸的第一通道形成元件31a至第四通道形成元件31d。第一主材料成形通道17形成在第一通道形成元件31a和第二通道形成元件31b之间，副材料成形通道19形成在第二通道形成元件31b和第三通道形成元件31c之间，并且第二主材料成形通道18形成在第三通道形成元件31c和第四通道形成元件31d之间。第一通道形成元件31a至第四通道形成元件31d借助于固定螺栓(未示出)固定到壳体28上。提供通道形成元件31a至31d，以便形成用于主材料a或副材料b之间的通道。因此，它们不需要径向地布置，而可以例如彼此平行地布置。

另外，不具有通道形成块30的布置也包含在本发明的供给块中。只要在内部形成至少一个主材料成形通道、副材料成形通道、合并部分和用于层合熔融树脂的通道，就在供给块中形成层合熔融树脂并将其供给到模具4，同时调整宽度方向w上的流速分布。这种供给块也可以达到本发明的效果。

从第一主材料入口通道11供给到第一主材料供给通道14的主材料a的熔融树脂在宽度方向w上填充第一主材料供给通道14。第一主材料成形通道17在宽度方向w上的整个长度上连接到第一主材料供给通道14。换句话说，在第一通道形成元件31a和第二通道形成元件31b之间在整个宽度上设置间隙。这样允许主材料a的熔融树脂通过第一通道形成元件31a和第二通道形成元件31b之间的间隙的整个宽度流入合并部分23中。类似地，从第二主材料入口通道12供给到第二主材料供给通道15的主材料a的熔融树脂在宽度方向w上填充第二主材料供给通道15。第二主材料成形通道18在宽度方向w上的整个长度上连接到第二主材料供给通道15。换句话说，在第三通道形成元件31c和第四通道形成元件31d之间在整个宽度上设置间隙。这样允许主材料a的熔融树脂通过第三通道形成元件31c和第四通道形成元件31d之间的间隙的整个宽度流入合并部分23中。从副材料入口通道13供给到副材料供给通道16的副材料b的熔融树脂在宽度方向w上填充副材料供给通道16。然而，第二通道形成元件31b和第三通道形成元件31c在宽度方向w上的一部分处相互邻接(图8b、图8c)。换句话说，第二通道形成元件31b和第三通道形成元件31c之间的间隙在宽度方向w上仅部分地设置(图8a)。因此，副材料b的熔融树脂通过间隙流入合并部分23中，并且形成层合熔融树脂p；在该层合熔融树脂p中，副材料b层叠在主材料a的宽度方向w上的一部分上。

第一通道形成元件31a至第四通道形成元件31d可以从壳体28的内部空间29中拆下。具体地说，首先拆除供给块3的盖构件32中的一个盖构件。接下来，拆除通道形成元件31a至31d的固定螺栓。随后，从供给块3中取出通道形成元件31a至31d中的每一个通道形成元件。当将另一组通道形成元件31a至31d附接到供给块3时，可以采取相反的步骤。由于可以以这种方式容易地拆卸和附接通道形成元件31a至31d，所以可以容易地调整产品片材s中的副材料b的位置、形状等。

图9a示出了合并部分23的概念图。图9a是图6中的角度范围x展开到平面上的视图，其概念性地示出了第一主材料供给通道14、第二主材料供给通道15和副材料供给通道16在合并部分23处的截面。合并部分23具有第一区域33和第二区域34以及位于第一区域33和第二区域34之间的过渡区域35。这些区域33至35在宽度方向w上对齐。图8a示出了第一区域33中的通道形成元件31a至31d的截面图，图8b示出了过渡区域35中的通道形成元件31a至31d的截面图，图8c示出了第二区域34中的通道形成元件31a至31d的截面图。在第一区域33中，副材料成形通道19与第一主材料成形通道17和第二主材料成形通道18合并，并且副材料成形通道19夹在第一主材料成形通道17和第二主材料形通道18之间。第二区域34由第一主材料成形通道17和第二主材料成形通道18构成。虽然过渡区域35由第一主材料成形通道17和第二主材料成形通道18构成，但第一主材料成形通道17的通道高度h17和第二主材料成形通道18的通道高度h18朝第二区域34线性地增加。结果，如在实施例中描述的，副材料b的宽度方向的端部区域形成为渐缩形状或倾斜形状。

在合并部分23的第一区域33中，第一主材料成形通道17的通道高度h17、第二主材料成形通道18的通道高度h18和副材料成形通道19的通道高度h19的组合通道高度基本上等于第二区域34或用于层合熔融树脂的通道24的通道高度h34。具体地说，在第一区域33中，第一主材料成形通道17的通道高度h17、第二主材料成形通道18的通道高度h18和副材料成形通道19的通道高度h19的组合通道高度是第二区域34的通道高度h34的80％至100％。在过渡区域35中紧接在副材料成形通道19下方，也就是在宽度方向w上与副材料成形通道19邻近的区域中，形成空白区域36，在该空白区域36中既不存在第一主材料成形通道第17、第二主材料成形通道18，也不存在副材料成形通道19。这样，副材料成形通道19的形状略小于层合熔融树脂p中的副材料b的截面形状。这是因为副材料b在层合熔融树脂p中的形状和位置易于通过调整主材料成形通道的形状进行调整，因为主材料a的流速通常大于副材料b的流速(参见实施例)。通过使副材料成形通道19的形状与副材料b在层合熔融树脂p中的截面形状相匹配，可能难以获得预期形状的副材料b，因为主材料a的流动的影响是主要的。相反地，层合熔融树脂p中主材料a的截面形状基本上与第一主材料成形通道17和第二主材料成形通道18的形状相匹配，结果，副材料b填充没有形成主材料a的区域。

另外，在供给块3中，主材料a和副材料b的组合通道高度厚度在宽度方向w上是均匀的。因此，产品片材s的厚度在宽度方向w上也是均匀的。图10a示出了在例如在日本专利no.5220607b中公开的比较例的供给块的出口处获得的主材料a和副材料b。主材料a的厚度在宽度方向w上是恒定的。主材料a和副材料b以图10a所示的相对位置关系流入模具中。靠近副材料b的主材料a在模具中远离副材料b流动，副材料b在宽度方向w上变平并变宽。因此，从模具中排出的树脂片材的厚度在某种程度上在宽度方向w上是均匀的。然而，如图10b中示意性地并夸张地示出的，树脂片材的厚度倾向于在存在副材料b的位置处增加。图10c示意性地示出了本实施例的供给块的合并部分处的主材料a和副材料b的形状和位置关系，并且图10d示意性地示出了供给块的出口处的主材料a和副材料b的形状和位置关系。如这些图所示，在本实施例中，主材料a的厚度预先在副材料b层叠的位置处减小，因此，在供给块的出口处获得在宽度方向w上具有均匀厚度的主材料a和副材料b的层合熔融树脂p。虽然层合熔融树脂p流入模具中，但是在其流入模具中时厚度在宽度方向w上是均匀的。因此，使得树脂片材的厚度在宽度方向w上更加均匀。

在合并部分23中合并的树脂作为层合熔融树脂p流过通道24。当层合熔融树脂p流过通道24时，层合熔融树脂p的流速在宽度方向w上是均匀的。优选地，层合熔融树脂p的速度在宽度方向w上的变化在其平均流速的10％以内。副材料b填充空白区域36，在其宽度方向上的端部形成倾斜形状。尽管副材料b可以在主材料a内在一定程度上变形，但其截面形状不会显著地改变。用于层合熔融树脂的通道24具有大致矩形的截面，并且截面的形状在深度方向d上是恒定的。因此，层合熔融树脂p在宽度方向w上以基本均匀的厚度挤出，并且在挤出后保持截面的形状。因此，无论副材料b的位置和形状如何，都可以获得在宽度方向w上具有均匀厚度的产品片材s。

这样，通过调整合并部分23或通道形成元件31a至31d的构造，可以形成具有各种层构造的层合熔融树脂p。下面将描述合并部分23的各种构造。

参照图9b，第一区域33定位在合并部分23的宽度方向w上的中心处。换句话说，第二区域34在宽度方向w上被第一区域33分开。这种形状的合并部分23可以通过下述过程形成：将第二通道形成元件31b和第三通道形成元件31c成形为使得它们在宽度方向w上在其两侧处相互邻接，并且它们在宽度方向w上在其中心处不相互邻接(形成间隙)。第一通道形成元件31a和第四通道形成元件31d可以与图9a中的相同。通过使用本实施例的供给块3，可以制造具有嵌入中心区域的副材料b的产品片材s。

参照图9c，两个第一区域33关于宽度方向w定位在合并部分23的两端。虽然两个第一区域33具有相同的形状，但是可以彼此不同。这种形状的合并部分23可以通过下述过程形成：将第二通道形成元件31b和第三通道形成元件31c成形为使得它们在宽度方向w上在其中心处相互邻接，并且它们在宽度方向w上在其两侧处不相互邻接(形成间隙)。

参照图9d，副材料成形通道19的部分191形成在过渡区域35中。当过渡区域35在宽度方向上较长时，也就是当副材料b的端部区域相对于宽度方向w的倾斜角度较小时，过渡区域35中既不存在主材料成形通道也不存在副材料成形通道19的空白区域36相对增大。副材料b有效地填充空白区域36，并且可以通过在空白区域36中形成副材料成形通道19的部分191来精确地形成副材料b的端部区域。这种形状的合并部分23可以通过在宽度方向w上逐步改变第二通道形成元件31b和第三通道形成元件31c之间的间隙的大小来形成。虽然未示出，但副材料成形通道19不限于图9d所示的矩形截面，并且可以是其它形状，诸如三角形。在这种情况下，可以依照副材料成形通道19的形状在宽度方向w上改变第二通道形成元件31b和第三通道形成元件31c之间的间隙的大小。

参照图9e，第一主材料成形通道17和第二主材料成形通道18关于宽度方向w不对称。第一主材料成形通道17具有矩形形状。第二主材料成形通道18的通道高度h18在宽度方向w的一个端部区域中减小，并且副材料成形通道19偏向于第二主材料成形通道18。本实施例在调整产品片材s的副材料b在厚度方向上的位置时是有用的。

参照图9f，副材料成形通道19不仅在第一区域33中而且在第二区域34中与主材料成形通道17、18合并。第一区域33的副材料成形通道19的通道高度h19构造成高于第二区域34的副材料成形通道19的通道高度h19’。然而，第一区域33中的主材料成形通道17和18的通道高度h17和h18以及副材料成形通道19的通道高度h19的组合通道高度基本上等于第二区域34中的主材料成形通道17和18的通道高度h17和h18以及副材料成形通道19的通道高度h19’的组合通道高度。本实施例在部分地改变形成片材的树脂层的厚度时是有用的。可以通过依照副材料成形通道19的形状在宽度方向w上改变第二通道形成元件31b和第三通道形成元件31c之间的间隙的大小来形成这种形状的合并部分23。

参照图9g，提供了单个主材料成形通道17，并且通道高度h17在宽度方向w上的一端减小。副材料成形通道19设置在主材料成形通道17的表面中的一个表面上。本实施例可以用于制造具有使副材料b暴露于片材表面的产品片材s，也就是不具有封装结构的产品片材s。

【实施例】

接下来，将描述一些实施例。这里，形成层合熔融树脂；在该层合熔融树脂中，副材料在宽度方向上部分地层叠作为中间层，并且副材料在宽度方向上的端部倾斜。通过使用多个通道形成块形成具有不同构造的层合熔融树脂。将成膜等级的聚丙烯(熔体指数(mi)＝3)用作树脂。为主材料和副材料使用相同的树脂，并且用颜料对副材料进行着色，以便容易地观察所形成的片材的层的形状。用于供给块3的层合熔融树脂的通道24具有100mm的宽度和25mm的厚度的尺寸。从供给块3供给到模具4的层合熔融树脂p从模具4的裂口(排出口)挤出。该裂口具有1200mm的宽度和1mm的厚度。

图11示出了通道形成块30的形状以及实际获得的片材的截面形状。通过光学显微镜观察截面形状。实施例1使用具有如图9a所示的形状的合并部分的通道形成块。实施例2使用具有如图9b所示的形状的合并部分的通道形成块。实施例3使用具有如图9c所示的形状的合并部分的通道形成块。实施例4使用具有具有如图9d所示的形状的合并部分的通道形成块。在各个实施例中，在副材料的端部处清晰地形成倾斜结构。副材料在宽度方向上的厚度没有显著的变化，并且获得了基本均匀的厚度分布。由此可以估计，在供给块3中形成的主材料和副材料的层的状态在模具4中基本上被保持。

各个实施例的实验在约1.5小时内进行。具体地说，在完成一个实验之后停止第一挤出机2a和第二挤出机2b。然后，在确认供给块3中的树脂的压力充分下降后，更换通道形成块。此后，为了稳定挤出机的温度，在约1小时内进行升高挤出机温度的工作，然后开始下一个实验。通道形成块的更换很容易在大约30分钟内完成。因此，通过使用本实施例的供给块，可以在短时间内容易地调整用于层叠副材料b的条件。