(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主材の一部に副材が積層されたシートを成形するためのシート成形用ダイであって、
主材が導入され、少なくとも一方の軸方向端部に開口端が形成されたマニホールドと、
前記マニホールドの前記少なくとも一方の軸方向端部に位置し、前記開口端と連通する貫通孔を備えたサイドプレートと、
前記マニホールドの内部に位置し、前記副材が供給される流入口と前記副材を前記マニホールドに排出する流出口とを備え、前記マニホールドより断面積が小さいノズルと、少なくとも一部が前記貫通孔に収容され、前記ノズルを支持し、前記サイドプレートに着脱可能に支持されるプラグ本体と、を有するプラグ部材と、
前記マニホールドに接続され、前記マニホールドから排出された前記主材及び前記副材の流出口を備えるスリットと、を有し、
前記ノズルは、前記スリットと前記マニホールドとの接続部の、前記スリットの流路高さ方向における一端から流路高さの途中までの部分を覆い、前記ノズルの前記流出口は前記接続部の前記部分と対向している、シート成形用ダイ。
【請求項２】
前記マニホールドは円筒形状を有し、前記ノズルは前記マニホールドと同じ径の半円断面を有している、請求項１に記載のシート成形用ダイ。
【請求項３】
前記ノズルは前記プラグ本体だけに支持されている、請求項１または２に記載のシート成形用ダイ。
【請求項４】
前記プラグ本体は、前記マニホールドの前記少なくとも一方の軸方向端部の端面を形成する端部を有し、前記ノズルは前記端部から延びている、請求項１から３のいずれか１項に記載のシート成形用ダイ。
【請求項５】
前記マニホールドと前記プラグ本体との境界部にサイドプレートパッキンを有し、前記プラグ本体は前記境界部において、前記ノズルの断面積よりも大きな面積を有し且つ前記サイドプレートパッキンに隣接している、請求項１から４のいずれか１項に記載のシート成形用ダイ。
【請求項６】
少なくとも一方の軸方向端部に開口端が形成されたマニホールドと、前記マニホールドの前記少なくとも一方の軸方向端部に位置し、前記開口端と連通する貫通孔を備えたサイドプレートと、前記マニホールドに接続され、前記主材と前記副材の流出口を備えるスリットと、を有するシート成形用ダイによって、主材の一部に副材が積層されたシートを成形する方法であって、
前記マニホールドより断面積が小さいノズルと、前記ノズルを支持するプラグ本体とを有するプラグ部材を、前記ノズルが前記マニホールドの内部に位置し、前記プラグ部材の少なくとも一部が前記サイドプレートの前記貫通孔に収容され、前記プラグ部材が前記サイドプレートに支持されるように装着することと、
前記主材を前記マニホールドに導入することと、
前記副材を前記プラグ部材に導入し、前記ノズルの流出口から排出させることと、
前記マニホールドに導入された前記主材と、前記ノズルの前記流出口から前記マニホールドに排出された前記副材を、前記スリットの前記流出口から排出させることと、を有し、
前記ノズルは、前記スリットと前記マニホールドとの接続部の、前記スリットの流路高さ方向における一端から流路高さの途中までの部分を覆い、前記ノズルの前記流出口は前記接続部の前記部分と対向している方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート成形用ダイと、シートの成形方法と、シート成形用ダイで成型されたシートに関し、特にシート成形用ダイの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
シートの幅方向の一部領域に副材が主材で包み込まれたエンカプシュレーション構造を有する熱可塑性樹脂のシートが知られている。このようなシートは、耐薬品性や、粘着性といったシートの表面特性が主材に依存するため、主材だけで形成された単層シートと同様に扱うことができる。【０００３】
特許文献１には、主材をダイの端部からダイのマニホールドへ流入させるＬダイが開示されている。副材を供給するプローブがダイのマニホールドをシートの幅方向に貫通して設けられている。プローブの流出口から副材を吐出させ、マニホールドに接続されたスリットから主材とともに排出させることで、エンカプシュレーション構造のシートが形成される。【０００４】
特許文献２には、マニホールドの一端で支持されマニホールドの全長より短いプローブを備えたＴダイが開示されている。【０００５】
特許文献３には、マニホールドの両端で支持されたプローブを備えたＴダイが開示されている。副材の流出口はプローブの一端側に設けられている。【０００６】
特許文献４には、Ｔダイの上流側に主材と副材の流路を規定する流路部材を備えたシート成形装置が開示されている。流路部材は主材の流入路から分岐した２つの流路と、２つの流路の間を通る副材の流路を有する。２つの流路から排出された主材の間に副材の流路から排出された副材が挟まれた状態で主材と副材が排出されることでエンカプシュレーション構造のシートが形成される。【０００７】
特許文献１：特許第３２４１２００号明細書
特許文献２：特許第１６６３０７９号明細書
特許文献３：特許第４６８６２０８号明細書
特許文献４：特許第５２２０６０７号明細書
【発明の概要】
【０００８】
副材は遮光性などの機能をシートに付与するために設けられることから、副材の形成幅、形成位置、厚さなどについて高い精度が求められることがある。このため、副材の形成幅、形成位置、厚さなどを調整する際にプローブの交換が必要となることがある。しかし、特許文献１〜３に記載されたプローブはダイに固定されているため、交換作業が煩雑である。特許文献４に記載されたシート成形装置では流路部材の交換作業が煩雑なほか、複雑な構成の流路部材の設計及び製作が必要となる。
【０００９】
本発明は、副材の形成幅や形成位置の調整を容易に行うことのできるシート成形用ダイを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、主材の一部に副材が積層されたシートを成形するためのシート成形用ダイに関する。本発明のシート成形用ダイは、主材が導入され、少なくとも一方の軸方向端部に開口端が形成されたマニホールドと、マニホールドの少なくとも一方の軸方向端部に位置し、開口端と連通する貫通孔を備えたサイドプレートと、マニホールドの内部に位置し、副材が供給される流入口と副材をマニホールドに排出する流出口とを備え、マニホールドより断面積が小さいノズルと、少なくとも一部が貫通孔に収容され、ノズルを支持し、サイドプレートに着脱可能に支持されるプラグ本体と、を有するプラグ部材と、マニホールドに接続され、マニホールドから排出された主材及び副材の流出口を備えるスリットと、を有する。ノズルは、スリットとマニホールドとの接続部の、スリットの流路高さ方向における一端から流路高さの途中までの部分を覆い、ノズルの流出口は接続部の上記部分と対向している。
【００１１】
本発明によれば、プラグ本体がサイドプレートに着脱可能に支持される。このため、副材の形成幅や形成位置の調整の際に、プラグ本体をプラグ本体に支持されたノズルとともに取外し、新たなプラグ部材を取り付けることができる。従って、本発明によれば、副材の形成幅や形成位置の調整を容易に行うことのできるシート成形用ダイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイの断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】プラグ部材の図示を省略した、図１のＡ部拡大図である。
【図４】プラグ部材の斜視図である。
【図５】ノズルの断面図である。
【図６】本発明のダイで形成される熱可塑性樹脂のシートの断面図である。
【図７Ａ】ノズルが上側に偏心配置されたダイの断面図である。
【図７Ｂ】ノズルが下側に偏心配置されたダイの断面図である。
【図８Ａ】プラグ部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示すプラグ部材を備えたダイの断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  ダイ
２  ダイプレート
３，１０３  プラグ部材
４  マニホールド
４ａ，４ｂ  開口端
５  スリット
５ａ  流出口
６  供給路
８ａ，８ｂ  サイドプレート
９  貫通孔
１１，１１１  ノズル
１２  プラグ本体
１８  流出口
２１  主材
２２  副材
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のシート成形用ダイ（以下、ダイ１という）のいくつかの実施形態を、図面を参照して説明する。以下の説明で、ｘ方向はスリットの流路高さ方向、ｙ方向は鉛直方向である。ｚ方向はマニホールドの延びる方向であり、軸方向または長手方向ともいう。本発明のシート成形用ダイは、主材の一部に副材が積層されたエンカプシュレーション構造を有する熱可塑性樹脂のシートの成形に好適に適用できる。図１はマニホールドとスリットの流路高さの半分の位置で切ったダイの断面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３はプラグ部材の図示を省略した、図１のＡ部拡大図である。図１では、ノズル１１は外形図として示されている。
【００１５】
ダイ１は、ダイプレート２と、ダイプレート２に固定された一対のサイドプレート８ａ，８ｂと、サイドプレート８ａ，８ｂに装着されるプラグ部材３，１３と、を備えている。ダイプレート２は一対の金型であり、図示しないボルトによって互いに締結されている。ダイプレート２の内部（一対の金型で挟まれた空間）には主材が導入されるマニホールド４と、マニホールド４に接続されたスリット５と、が形成されている。マニホールド４は概ね水平方向（ｚ方向）に延びる円筒形状の管状空間であり、スリット５は鉛直方向（ｙ方向）及びｚ方向に広がる平板状の空間である。マニホールド４の断面形状は円形に限定されず、矩形などの多角形でもよい。ダイプレート２の内部にはさらに、マニホールド４の長手方向中央部でマニホールド４に接続される主材の供給路６が形成されている。主材の供給路６の上端には主材の流入口６ａが形成されている。主材の供給路６から供給された主材はマニホールド４に充填される。
【００１６】
ダイ１は、本実施形態においては、マニホールド４と主材の供給路６がＴ字形をなすいわゆるＴダイであるが、主材の供給路６がマニホールド４の一方の端部に設けられたいわゆるＬダイであってもよい。また、本実施形態のＴダイは直線状に延びるマニホールド４を備えているが、長手方向中央部を中心に流路が屈曲または湾曲したハンガーコート型など、公知の種々の形状が適用可能である。
【００１７】
スリット５はマニホールド４の下部に連結されており、シート幅とほぼ等しい幅（ｚ方向寸法）を有している。スリット５はマニホールド４に接続され、下端に主材と副材の流出口５ａを備えている。マニホールド４内の加圧された樹脂はマニホールド４とスリット５の接続部７からスリット５に流入し、流出口５ａから排出される。
【００１８】
マニホールド４の長手方向（ｚ方向）両側の端部は開口端４ａ，４ｂとなっている。また、ダイプレート２の、マニホールド４の長手方向（ｚ方向）に関する両側側方、すなわちマニホールド４の軸方向端部には、一対のサイドプレート８ａ，８ｂが設けられている。サイドプレート８ａ，８ｂには、マニホールド４の開口端４ａ，４ｂと連通する貫通孔９が設けられている（図３参照）。一方のサイドプレート８ａの貫通孔９は副材が供給される第１のプラグ部材３で塞がれており、他方のサイドプレート８ｂの貫通孔９は副材が供給されない第２のプラグ部材１３で塞がれている。第２のプラグ部材１３はマニホールド４に挿入される挿入部１３ａを有している。挿入部１３ａはマニホールド４の内部空間の幅（ｚ方向寸法）がスリット５に向けて漸増するように、上部が下部より長く形成されている。第２のプラグ部材１３を設ける代わりに、副材が供給されない方のマニホールド４の開口端４ｂを、開口のないサイドプレートで塞いでもよい。また、マニホールド４が一方の軸方向端部のみに開口端４ａを有し、他方の軸方向端部はダイプレート２で塞がれていてもよい。すなわち、マニホールド４の少なくとも一方の軸方向端部に開口端が形成されていればよい。シートの両側に副材を形成する場合は、両側の貫通孔９に第１のプラグ部材３を設けてもよい。ダイプレート２とサイドプレート８ａ，８ｂの間には樹脂の漏えいを防止するためのサイドプレートパッキン１０が挿入されている。以下、第１のプラグ部材３を単にプラグ部材３という。
【００１９】
サイドプレート８ａの貫通孔９はマニホールド４の開口端４ａと同軸であり、マニホールド４から遠ざかるにつれて内径が段階的に増加している。具体的には、図３に示すようにサイドプレート８ａの貫通孔９はマニホールド４側の第１の部分９ａと、サイドプレート８ａの外面側の第３の部分９ｃと、第１の部分９ａと第３の部分９ｃの間に位置する第２の部分９ｂと、からなっている。第１の部分９ａの内径はマニホールド４の内径とほぼ等しく、第２の部分９ｂの内径は第１の部分９ａの内径より大きく、第３の部分９ｃの内径は第２の部分９ｂの内径より大きい。サイドプレート８ａの貫通孔９の第１の部分９ａと第２の部分９ｂの間には、ｘ―ｙ平面に位置する第１の面８ｃが形成されている。サイドプレート８ａの貫通孔９の第２の部分９ｂと第３の部分９ｃの間には、第１の面８ｃと平行な第２の面８ｄが形成されている。説明は省略するが、サイドプレート８ｂもサイドプレート８ａと同じ構成を有している。
【００２０】
図４はプラグ部材３の斜視図を、図５は図４のＡ−Ａ線で切った断面図を示している。サイドプレート８ａの貫通孔９にはプラグ部材３が装着されている。プラグ部材３は副材が流出する流出口１８を備えたノズル１１と、ノズル１１を支持し、サイドプレート８ａに着脱可能に保持されるプラグ本体１２と、を有している。ノズル１１の強度を高めるため、ノズル１１は切削加工などによってプラグ本体１２と一体形成されている。プラグ本体１２との接続部１４における応力集中を抑えるため、ノズル１１の肉厚がプラグ本体１２に向かって増加するようにしてもよい。ノズル１１とプラグ本体１２は円形の断面を有しているが、多角形、楕円形などでもよい。
【００２１】
ノズル１１の内部には副材が流通する流路１５が設けられている。図２に示すように、流路１５は流入口１５ａにおいてプラグ本体１２の流路１６と連通しており、流路１６は外部の副材の供給源（図示せず）と配管１７で接続されている。ダイプレート２とスリット５との接続部７に面するノズル１１の下面には流路１５と連通する副材の流出口１８が設けられている。従って、副材は供給源から、配管１７、流路１６を通って、流入口１５ａからノズル１１に供給され、流出口１８から排出される。流出口１８はノズル１１の軸方向ｚに延びる細長い開口であり、副材の形成範囲に応じてその長さ、位置が決定される。また、流出口１８のｘ方向の幅（間口）を調整することで副材の厚みを調整することができる。流出口１８はノズル１１の最下部に設けられているため、副材は鉛直方向下方に吐出される。
【００２２】
ノズル１１のｚ軸と直交する面における外側断面積は、マニホールド４のｚ軸と直交する面における断面積より小さく、ノズル１１の周囲はマニホールド４の空間となっている。このため、主材はノズル１１の周囲を流動し、マニホールド４のｚ方向端部まで行き渡る。特に、図４に示すように、ノズル１１の軸方向中央付近から先端部にかけての範囲１９では、ノズル１１がｘ方向に徐々に扁平化しており、これによってノズル１１の周囲での主材の流動性が高められている。図１に示すように、副材は流出口１８の長さ（ｚ方向寸法）に対応する範囲２７でノズル１１から流出する。主材はマニホールド４の長手方向ｚの端部まで到達し、マニホールド４の長さ（ｚ方向寸法）に対応する範囲２８でマニホールド４から流出する。ノズル１１から流出した副材は主材に包み込まれ、３層構造の溶融樹脂層が形成される。溶融樹脂層はスリット５へ流入し、この状態を保ったままスリット５を下方に流れ、流出口５ａから吐出される。これによって、主材２１に副材２２が包まれたエンカプシュレーション構造のシート状の樹脂２３が形成される。図６にはこのようにして形成された樹脂の断面図を示している。
【００２３】
ノズル１１はプラグ本体１２だけに支持されている。すなわち、ノズル１１とマニホールド４の内面の間に、ノズル１１を支持する支持脚などの支持構造物は設けられていない。支持構造物は主材の均一な流動を阻害するため、形成されたシートに筋が入るなどの外観不良を招きやすく、シートの品質に影響を与える場合がある。本実施形態ではマニホールド４内に主材の流動を阻害する支持構造物が設けられていないため、このような問題が生じにくい。また、本実施形態では、副材の吐出に必要なだけの長さのノズル１１が片持ち梁構造でプラグ本体１２に支持されており、マニホールド４全長に渡ってノズル１１を設ける必要がない。すなわち、主材だけが形成される位置にノズル１１を設ける必要がないため、主材の流動性への悪影響が抑制される。
【００２４】
ノズル１１はプラグ本体１２の長手方向中心軸から鉛直方向ｙ下方に偏心して設けられている。この結果、ノズル１１の長手方向中心軸はマニホールド４の中心軸よりも、マニホールド４とスリット５の接続部７に近接している。図７Ａには、ノズル１１がマニホールド４の上側に偏心して設けられている例を示している。副材はノズル１１から流出した直後に、マニホールド４内をｚ方向端部に向けて流動する主材によって、マニホールド４の端部に向けて押される。この結果、副材はシート内の想定した位置よりマニホールド４の端部側に形成されやすくなり、さらに副材の軸方向長さも想定通りに形成されない可能性が増加する。図７Ｂには、ノズル１１がマニホールド４の下側に偏心して設けられている例を示している。副材はノズル１１から流出された直後に、主材から同様の影響を受けるが、ノズル１１の流出口１８とマニホールド４とスリット５の接続部７との距離が短いため、副材の形成位置が軸方向にずれにくい。従って、副材をより高い精度で想定した位置に形成することが可能となる。
【００２５】
図２に示すように、プラグ本体１２はサイドプレート８ａの貫通孔９と相補的な形状を有している。具体的には、プラグ本体１２は外径が異なる３つの部分、すなわち小径部１２ａと中径部１２ｂと大径部１２ｃとからなっている。小径部１２ａはノズル１１より大きな外径と断面積を有し、中径部１２ｂは小径部１２ａより大きな外径と断面積を有し、大径部１２ｃは中径部１２ｂより大きな外径と断面積を有している。小径部１２ａと中径部１２ｂと大径部１２ｃは同軸である。小径部１２ａはマニホールド４の軸方向端部を形成する第１の端面１２ｄを有し、ノズル１１は第１の端面１２ｄから延びている。中径部１２ｂの小径部１２ａとの接続部は第１の端面１２ｄと平行な第２の端面１２ｅを形成している。大径部１２ｃの中径部１２ｂとの接続部は第１及び第２の端面１２ｄ，１２ｅと平行な第３の端面１２ｆを形成している。第１の端面１２ｄがダイプレート２の側面とほぼ一致しているため、ノズル１１の長さが最小化され、ノズル１１の強度の確保が容易となっている。小径部１２ａはサイドプレート８ａの貫通孔９の第１の部分９ａに収容され、中径部１２ｂはサイドプレート８ａの貫通孔９の第２の部分９ｂに収容され、大径部１２ｃはサイドプレート８ａの貫通孔９の第３の部分９ｃに収容される。
【００２６】
小径部１２ａの第１の端面１２ｄに隣接する側面１２ｇはサイドプレートパッキン１０の内周部と隣接しており、サイドプレートパッキン１０と主材の接触を抑制している。このため、サイドプレートパッキン１０のシール効果を高めることができる。サイドプレート８ａの第１の面８ｃと中径部１２ｂの第２の端面１２ｅとの間にはプラグパッキン２０が設けられている。中径部１２ｂはプラグパッキン２０を押し付ける押圧部としての役目を有している。プラグパッキン２０は、サイドプレート８ａの貫通孔９とプラグ本体１２との間の隙間からの主材の漏洩を防止する。
【００２７】
図２，４に示すように、プラグ本体１２の大径部１２ｃには複数の貫通孔２８が円周方向に設けられている。サイドプレート８ａの第２の面８ｄには、貫通孔２８と対向する、ねじ溝が形成された穴２４が設けられている。ボルト２５を貫通孔２８に通し、穴２４に係合させ、ナット２６で締め付けることで、プラグ本体１２の最も大きな大きな第３の端面１２ｆがサイドプレート８ａの第２の面８ｄに密着する。これによって、プラグ本体１２はサイドプレート８ａに強固に固定される。ナット２６を緩めることでプラグ本体１２をサイドプレート８ａから容易に取り外すことができる。本実施形態ではプラグ本体１２の全体がサイドプレート８の貫通孔９に収容されるが、プラグ本体１２の一部がサイドプレート８ａの貫通孔９から突き出していてもよく、プラグ本体１２の少なくとも一部が貫通孔９を塞いでいればよい。
【００２８】
図８Ａはプラグ部材の他の実施形態１０３を示す斜視図である。図８Ｂは図８Ａに示す実施形態の図７Ａ，７Ｂと同様の図である。ノズル１１１は円形断面のマニホールド４と同じ径の半円断面を有している。この結果、ノズル１１１はマニホールド４の内周面の一部と（本実施形態では半周分の長さで）接している。ノズル１１１の端部はマニホールド４とスリット５の接続部７のｘ方向中央部と対向している。従って、マニホールド４とスリット５の接続部７は、一部がノズル１１１の流出口１８と連通し、他はマニホールド４の内部空間と連通している。接続部７のｘ方向片側が副材の流路となり、残りが主材の流路となるため、副材は主材に囲まれることなく主材の上に積層され、主材と副材との２層構造が形成される。ノズル１１１の断面形状は半円形に限定されず、三分の一円、四分の一円でもよい。より一般的には、ノズル１１１は、スリット５とマニホールド４の接続部７の、スリット５の流路高さｈ方向（ｘ方向）における一端５ｂから流路高さｈの途中までの部分を覆っていればよく、ノズル１１１の流出口１８は接続部７の当該部分と対向していればよい。
【００２９】
シートを成形するときは、プラグ部材３を貫通孔９に挿入し、サイドプレート８ａに固定する。これによって、ノズル１１がマニホールド４の内部に位置し、プラグ部材３がサイドプレート８ａの貫通孔９に収容され、プラグ部材３がサイドプレート８ａに支持されるように装着される。次に、主材をマニホールド４に導入する。これとともに、副材をプラグ部材３に導入し、ノズル１１の流出口１８から排出させる。これによって、マニホールド４に導入された主材と、ノズル１１の流出口１８から排出された副材の層が形成され、スリット５の流出口１８から排出される。プラグ部材３はシートの成形件によって容易に交換することができる。プラグ本体１２は全てのプラグ部材３で共通とすることができるため、ノズル１１の長さ、流出口１８の長さ、流出口１８の幅などが異なる複数のプラグ部材３を準備すればよい。ノズル１１の偏心位置が互いに異なる複数のプラグ部材３を用意することもできる。
【００３０】
（実施例）
以下、本発明のいくつかの実施例について説明する。実施例１〜４と比較例で用いたダイ１は図１〜４に示すダイ１と同様の構成を有しており、ダイ１の幅（ｚ方向寸法）は２７０ｍｍ、マニホールド４は内径２０ｍｍの真円形状である。ノズル１１の断面形状は円形、ｚ方向長さは６７ｍｍ、副材の流出口１８はマニホールド４の軸方向端面から測って１０ｍｍの位置から６０ｍｍの位置まで延びており、長さは５０ｍｍである。主材及び副材としてフィルム成形グレードのポリプロピレン（メルトインデックス（ＭＩ）＝３）を使用した。主材、副材とも同一の原料を使用し、副材を顔料で着色することで副材の積層形状を観察した。
【００３１】
表１に、実施例１〜４と比較例におけるパラメータを、形成された副材の形状及び位置とともに示す。比較例１と実施例１〜３ではノズル１１の中心がマニホールド４の中心と一致しており、実施例４ではノズル１１の中心がマニホールド４の中心から偏心している。
【００３２】
【表１】
0006711912.tif 000002
【００３３】
比較例（ノズル径１８ｍｍ）では、副材だけがシート端部に形成され、副材と主材のエンカプシュレーション構造が明確にみられなかった。これはノズル径が大きく、マニホールド４内での主材の流路が狭くなったため、主材がノズル１１の周囲を流れにくくなったためと推察される。
【００３４】
実施例１（ノズル径１６ｍｍ）では、副材の周囲への主材の積層が確認できた。このとき、ノズル１１のｚ方向と直交する面における断面積の、マニホールド４のｚ方向と直交する面における断面積に対する比率は６４％であった。実施例２（ノズル径１３ｍｍ）では、主材がマニホールド４の端部まで行き渡り、比較的良好なエンカプシュレーション構造が得られた。実施例３（ノズル径１０ｍｍ）では、実施例２と同様、比較的良好なエンカプシュレーション構造が得られたが、副材はやや端部側に形成された。これはノズル１１から流出した副材が主材の流動の影響を受け、マニホールド４端部へ押されたためと推察される。ノズル１１をマニホールド４の中心からダイ１出口側へ３ｍｍ偏心させた実施例４（ノズル径１０ｍｍ）では、良好なエンカプシュレーションが得られるとともに、副材がほぼ所望の位置に形成された。これはマニホールド４の端部まで主材の流路が十分に確保でき、主材がマニホールド４の端部まで行き渡ったこと、及び副材が主材の流動による影響を比較的受けにくかったためと推察される。
【００３５】
一般に、Ｔダイによるシート成形では、ネックイン等のダイ１からの樹脂吐出後に生じるシートの変形挙動のため、副材の形成位置がノズル１１の流出口１８の位置と一致することは少なく、副材の長さがノズル１１の流出口１８の長さと一致することも少ない。しかし、この実験結果が示すように、ノズル１１の断面積とマニホールド４の断面積の比率やノズル１１の設置位置は予め適正化が可能であり、また、シートの変形挙動についても解析等で予め予測可能である。従って、副材の形状や位置の精度が工業的に利用可能なレベルで得られるシートを作成するのに適したプラグ部材３を予め設計することができる。
【００３６】
上述の実施例１〜４と比較例は、プラグ部材３を交換することで実施している。すなわち、一つの実施例ないし比較例の実験が終了した後に、樹脂圧力がほぼ０Ｐａに低下するまでＴダイ内の樹脂を排出し、樹脂配管をプラグ部材３から取外し、プラグ部材３をダイ１から取り外し、新たなプラグ部材３をダイ１に装着し、新たに装着したプラグ部材３に樹脂配管を接続している。これらの工程を含めたプラグ部材３の交換に要する時間は約１５分であった。プラグ部材３の交換が容易に行えるため、実施例１〜４と比較例を１日間で終了することができた。すなわち、本発明のダイ１では短時間でプラグ部材３を交換することができるため、シートの成形条件の最適化が容易かつ迅速に行える。
【００３７】
表２は図８Ａに示す半円形状のノズル１１１を用いた実施例５を示している。ノズル径は２０ｍｍとした。本実施例ではマニホールド４での主材の流れが片側に制限されるため、副材と主材の２層の積層形状を形成することができた。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
実施例１〜５と比較例より、良好なエンカプシュレーションを形成するために、マニホールド４の断面積に対するノズル１１の断面積の占有率は６４％以下であることが好ましい。ノズル１１の中心軸をマニホールド４の断面中央よりもスリット５との接続部７に近接させることがさらに好ましく、副材が主材の流動の影響を受けにくくなり、より高い位置精度で副材を形成することができる。
【００４０】
前述のようにノズル１１の外径がマニホールド４の内径より小さいため、ノズル１１はその周囲を流動する主材の流動圧力による影響を受ける。ノズル１１自体が弓なりに変形することは生じにくいが、プラグ本体１２に接続されるノズル１１の付け根部分に応力が集中する可能性がある。そこで、実施例４のプラグを対象にノズル１１に生じる応力を解析で求めた。まず、Ｔダイ内に比較的高粘度（ＭＦＲ=１．９）のポリプロピレンを２２０℃の一定温度で流動させた条件で流動解析を行った。次に、流動解析で得られた内部樹脂圧力分布をＴダイ流路の壁面の圧力境界条件に設定し、構造解析を実施し、各部品に生じる応力を求めた。対象とした２７０ｍｍ幅のＴダイは一般的に１時間あたり数ｋｇ〜２５ｋｇの樹脂を吐出するが、本解析では安全側に１時間あたり１００ｋｇの吐出量を仮定した。構造解析の結果、最大応力はノズル１１の付け根部分で発生し、その値は６３．２ＭＰａであった。一般的な炭素鋼材の降伏応力は３５０ＭＰａ程度、圧延鋼材は２００ＭＰａであり、通常Ｔダイ部材として採用されるクロムモリブデン鋼の降伏応力は８３５ＭＰａ程度である。解析によって得られた最大応力は降伏応力よりも十分に低く、支持脚などの支持構造物を設けなくても十分なノズル１１の強度が確保できることが確認された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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