Abstract
共擠壓成型(coextrusion process)是指兩種或多種流體在同一個模 具內共同流出而成型，藉由此種共擠壓技術可製作複合高分子薄膜或將多 層液膜一次塗上基材表面。以塗佈工業為例，隨著科技的進步，人們生活 中對於塗佈產品的品質及功能要求也愈高，如生醫膠帶及止血繃帶，至少 必須同時兼具防止細菌感染的防水性及加速傷口癒合的透氣性，如此才能 達到醫療的效果，然而同一種流體往往無法同時具備多種功能的需求，在 這種情形下，只好使用不同的流體，一層一層的塗在基材上，使產品符合 實際的需要。由於傳統的擠壓型塗佈只能做單層的塗佈，因此在生產上述 多功能產品時，必須來來回回的一層塗上一層，如此一來，所耗費的工時 、成本之大，可想而知。共擠壓塗佈技術便是在此種情形下因應而生，藉 由此種技術我們得以同時塗上多層液膜，大幅降低生產時間，而使產能大 增。共擠壓技術雖可將多層液膜一次塗上基材表面，但當多種流體在模具 內流動時，由於各層流體與各層流體間流變性質與黏度的差異所引起的包 覆現象(encapsulation)，最後將導致出口液膜的不均勻，乃是共擠壓技 術的一大問題，本研究便是著眼於此，希望能找出一種有效的調整方法以 控制液膜的界面分佈，而得以將其不均勻性減到最低。本研究乃針對高分 子製膜及塗佈工業所用共擠壓成型模具之進料組合系統作最適化之控制與 設計。根據相關文獻指出；多層共擠壓液膜其各層與各層間的界面位置分 佈在流入模具後並不會有太大改變，以此為出發點，若能於進料組合系統 中調整出均勻的液膜，則流入模具展開後，便更能確保模具出口的液膜均 勻性。本研究內容為是利用有限元素法，對進料組合系統做三維的模擬及 對模具部份的高分子流體流動做二維的計算。最後則採用隔板並配合自調 式最適化方法作為預測及調整可產生最佳均勻度液膜的工具。除此之外， 對高分子液體之切變稀化現象更進一步的以卡諾模式(Carreau model)取 代傳統之冪次(power-law model)模式，使模擬的結果更接近實際的情形 。