(57)【要約】【課題】フィードブロック方式で溶融樹脂を共押出しによって多層フィルムを製造する際に、簡便な方法で各層の厚みを制御し、各層の幅方向の膜厚を均一にする装置を提供する【解決手段】複数の溶融樹脂をフィードブロックで合流させて単層ダイから押出して多層フィルムを生成する多層押出成形装置であって、前記フィードブロックは、フロープレート部と、ビーク部と、ダイ接続部から構成され、フロープレート部は、複数の溶融樹脂を投入する複数開口部を有するもので、ビーク部は、前記複数開口部に投入された複数の溶融樹脂の流路である内層流路と、外層流路と、合流路とを有するもので、前記内層流路は矩形状断面の流路であって、前記外層流路は前記内層流路に対して側面から合流する矩形状断面の流路であって、前記合流路は前記内層流路と外層流路が合流した矩形状断面の流路であることを特徴とする多層押出成形装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の溶融樹脂をフィードブロックで合流させて単層ダイから押出して多層フィルムを生成する多層押出成形装置であって、
前記フィードブロックは、フロープレート部と、ビーク部と、ダイ接続部から構成され、
フロープレート部は、複数の溶融樹脂を投入する複数開口部を有するもので、
ビーク部は、前記複数開口部に投入された複数の溶融樹脂の流路である内層流路と、外層流路と、合流路とを有するもので、
前記内層流路は矩形状断面の流路であって、
前記外層流路は前記内層流路に対して側面から合流する矩形状断面の流路であって、
前記合流路は前記内層流路と外層流路が合流した矩形状断面の流路であって、
前記内層流路と前記外層流路間には、移動可能な複数の隔壁が幅方向（幅方向とは成形されるフィルムの幅方向を指す。以下同じ）に備えられており、該複数の隔壁を個別に内層流路の厚み方向に移動する第一の移動機構が設けられ、第一の移動機構によって内層流路の断面の大きさと断面形状が調整され、
前記外層流路の前記隔壁に対向する位置には、移動可能な複数の側壁部材が幅方向に備えられており、該複数の側壁部材を個別に外層流路の厚み方向に移動する第二の移動機構が設けられ、第二の移動機構によって外層流路の断面の大きさと断面形状が調整され、
ダイ接続部は、前記合流路と単層ダイに繋がる流路を有するものである、
ことを特徴とする多層押出成形装置。
【請求項２】
前記ビーク部を複数備えたことを特徴とする請求項１に記載の多層押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層フィルムの押出成形装置、特に複数の溶融樹脂をフィードブロックで合流させて単層用ダイから吐出するフィードブロック方式の共押出法による多層押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂フィルムは種々の分野で用いられているが、その際用途に適した複数の特性が付与される。そして、これら特性を付与する手段の１つとして、フィルムを多層にする方法が用いられている。
【０００３】
熱可塑性樹脂を多層フィルムとして製造する共押出法には、マルチマニホールド方式やフィードブロック方式がある。マルチマニホールド方式は、複数の溶融樹脂がダイ内のそれぞれの独立したマニホールドで幅方向（幅方向とは製造された多層フィルムの幅方向を指す、以下同じ）に展開され、ダイの出口直前で合流してフィルムを生成する。マルチマニホールドダイは、構造が複雑で製造価格が高いうえ、層構成やフィルムの厚みや幅ごとにダイを用意しなければならない。
【０００４】
図１は従来のフィードブロック方式による共押出法を示す。図１に示すフィードブロック方式による共押出法では、３種類の熱可塑性樹脂Ａ、Ｂ、Ｃがフロープレート１０のそれぞれの樹脂受入口１１ａ〜１１ｃから供給され、樹脂流通路１２ａ〜１２ｃを経て合流点Ｐで合流されるビーク２０と、合流された溶融樹脂をダイ接続部３０の合流路３２を経て、単層フィルムを生成するものと同一のダイ３１によって押出幅方向（紙面に対して直角方向）に広げスリット状出口３４から押出して多層フィルム（図示せず）を形成するものである。
【０００５】
このように、フィードブロック方式は、複数の溶融樹脂をフィードブロック内で合流させてから、ダイ内の単一のマニホールドで幅方向に展開してフィルムを生成する。ダイは単層で用いているものを利用でき、フィードブロックの組み合わせを換えることによって、層構成を容易に変更できる。その反面、一般的に、複数の樹脂をフィードブロックにおいて合流させる場合、それぞれの樹脂の粘度の比や流速の比、断面積の比が大きい程、合流後の樹脂の界面の乱れ偏肉が起き易いことが知られている。また、フィードブロックで合流後、マニホールドで約１０倍の幅に大きく展開しなければならないうえ、ダイの吐出口までの距離が長いため、各層の幅方向の厚みを均一にすることが難しい。合流後の流路が長いほど、流量や溶融粘度の差によって各層が偏肉する包み込み現象が起きることが知られている。
【０００６】
特許文献１では、フィードブロック内に設けた層厚調整具の切り欠きで樹脂の流路幅を調整することで、流量に分布をつけて多層フィルムの各層の幅方向の厚み分布を均一にする押出成形装置が示されている。この方法では、樹脂や吐出条件に合わせて層厚調整具の形状を変更する必要がある上、４層以上の多層成形時は各層の層厚調整具の形状を変えなければならず、現実的に困難である。
【０００７】
特許文献２では、フィードブロックの合流部の流路断面形状を最適化することで、多層フィルムの各層の幅方向の厚み分布を均一にする押出成形装置および多層フィルムの製造方法が示されている。ただし、実質的に外層の樹脂の流路形状しか制御適用できないために、中間層の粘度や流量が大きい場合、中間層の流量分布が凸となり偏肉包みこみが発生する。
特許文献３ではフィードブロック内の温度を制御して各樹脂の粘度を均一化し、偏肉を低減する装置が示されている。温度の調整で流動特性を制御するものであるが、温度の調整による流動特性の調整には限界があり、粘度差や流量比が大きい場合には温度調整のみで各層の流量プロファイルを均一にすることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２４１８９７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２５１０７号公報
【特許文献３】特開平１１−３０９７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は上記の問題点に鑑みて、フィードブロック方式で溶融樹脂を共押出によって、ダイから多層フィルムを製造する際に、簡便な方法で各層の厚みを制御し、各層の幅方向の膜厚を均一にする装置を提供することを課題とする。なお、本発明において、ダイとは、コートハンガーダイ、フィッシュテールダイ、ストレートマニホールドダイといった、主にフラットＴダイを指すものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明の請求項１の発明は、
複数の溶融樹脂をフィードブロックで合流させて単層ダイから押出して多層フィルムを生成する多層押出成形装置であって、
前記フィードブロックは、フロープレート部と、ビーク部と、ダイ接続部から構成され、
フロープレート部は、複数の溶融樹脂を投入する複数開口部を有するもので、
ビーク部は、前記複数開口部に投入された複数の溶融樹脂の流路である内層流路と、外層流路と、合流路とを有するもので、
前記内層流路は矩形状断面の流路であって、
前記外層流路は前記内層流路に対して側面から合流する矩形状断面の流路であって、
前記合流路は前記内層流路と外層流路が合流した矩形状断面の流路であって、
前記内層流路と前記外層流路間には、移動可能な複数の隔壁が幅方向（幅方向とは成形されるフィルムの幅方向を指す。以下同じ）に備えられており、該複数の隔壁を個別に内層流路の厚み方向移動する第一の移動機構が設けられ、第一の移動機構によって内層流路の断面の大きさと断面形状が調整され、
前記外層流路の前記隔壁に対向する位置には、移動可能な複数の側壁部材が幅方向に備えられており、該複数の側壁部材を個別に外層流路の厚み方向に移動する第二の移動機構が設けられ、第二の移動機構によって外層流路の断面の大きさと断面形状が調整され、
ダイ接続部は、前記合流路と単層ダイに繋がる流路を有するものである、
ことを特徴とする多層押出成形装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、前記ビーク部を複数特徴とする請求項１に記載の多層押出成形装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明における多層押出成形装置に備えられたフィードブロックは、複数の隔壁及び側壁部材の位置を移動機構によって個別に幅方向に調整することが出来るため、内層流路と外層流路の溶融樹脂の断面形状と断面積とが調節可能であり、その結果、成形不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のフィードブロック方式による共押出法を示す図
【図２】本発明の一つの実施形態を例示した３層フィルムの押出成形装置のフィードブロック概略図
【図３】図２のビークを上流側から流れ方向に見た概略図
【図４】図２のフロープレート部を上流側から流れ方向に見た概略図
【図５】支持体の構造を表す図２のＢ−Ｂ’の断面図
【図６】支持体の構造を表す図３のＡ−Ａ’の断面図
【図７】本発明の第２の実施形態を例示した５層フィルムの押出成形装置のフィードブロック概略図
【図８】図７のビークを上流側から流れ方向に見た概略図
【図９】図７のフロープレート部を上流側から流れ方向に見た概略図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る多層押出成形装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。第一実施形態として、３種類の樹脂を用いた３層フィルムの押出成形装置のフィードブロックを図２〜図６に示す。図２は本発明の多層押出成形装置に備えられたフィードブロックの断面を示す図で、フィードブロック４はフロープレート部１０と、ビーク部２０と、ダイ接続部３０で構成される。フロープレート部１０は、複数の溶融樹脂を投入する複数開口部である丸穴状断面の導入路１１ａ〜１１ｃを有する。ビーク部２０は、内層流路２５と、外層流路２６、２７と、合流路２８とを有する。ダイ接続部３０は、前記合流路２８と図示しない単層ダイに繋がる流路３２を有する。
【００１５】
内層流路２５は矩形状断面の流路であって、外層流路２６、２７は内層流路２５に対して側面から合流する矩形状断面の流路であり、合流路２８は内層流路２５と外層流路２６，２７が合流した矩形状断面の流路であり、内層流路２５と外層流路２６、２７間の隔壁２１、２３は、第一の移動機構によって移動可能な複数の隔壁で構成されており、更に該複数の隔壁を個別に矢印５２で示す内層流路の厚み方向に第一の移動機構によって移動することによって、内層流路の断面の大きさと断面形状を調整することが出来る。
【００１６】
隔壁２１、２３に対向する外層流路の位置に設けられた複数からなる側壁部材２２、２４を矢印５２で示す外層流路の厚み方向に第二の移動機構によって移動することによって、外層流路２６、２７の断面の大きさと断面形状を調整することが出来る。
【００１７】
フロープレート部１０を説明する。図３はフロープレート部１０を上流側から流れ方向に見た概略図を示す。図３（ａ）は、３台の押出機１〜３（図２）を接続する場合のフロープレート部１０である。押出機１〜３がそれぞれ接続する丸穴状に開口した導入路１１ａ〜１１ｃは、矩形に変化しながら連絡路１２ａ〜１２ｃに接続され、ビーク側に開口する。なお、押出機は３台に限るものではなく、図３（ｂ）に２台の押出機を接続する場合のフロープレート部を示す。押出機1〜２が接続する導入路１１ａ、１１ｂは丸穴状に開口し、前記導入路１１ａはフロープレート部１０の内部で２分岐して矩形に変化しながら連絡路１２ａ、１２ｃに接続され、前記導入路１１ｂは矩形に変化しながら連絡路１２ｂに接続され、ビーク側に開口する。
【００１８】
ビーク部２０を説明する。ビーク部２０は上記図２に示すように、連絡路１２ｂに連結された矩形状断面の内層流路２５と、連絡路１２ａに連結された矩形状断面の外層流路２６と、連絡路１２ｃに連結された矩形状断面の外層流路２７と、前記内層流路２５と外層流路２６と外層流路２７が合流した矩形状断面の合流路２８を備える。また、ビーク部２０は、ビーク筐体２９の中に、内層流路２５と外層流路２６の間には内層流路の厚み方向５２に移動可能な隔壁２１と、外層流路２６の壁面と合流路３２の壁面が流路の厚み方向５２に移動可能な側壁部材２２と、内層流路２５と外層流路２７を隔壁し内層流路の厚み方向５２に移動可能な隔壁２３と、外層流路２７の壁面と合流路３２の壁面が流路の厚み方向５２に移動可能な側壁部材２４と、を有する。隔壁２１、隔壁２３はそれぞれ第一の移動機構である支持体４３、４４によって移動調整され、側壁部材２２、側壁部材２４は第二の移動機構である支持体４１、４２、によって移動調節され上記のように矢印５２に示す流路の厚み方向に移動される。
【００１９】
図４にビーク部２０を上流側から矢印５１で示す流れ方向に見た図を示す。側壁部材２２、側壁部材２４、隔壁２１、隔壁２３は矢印５３で示す各流路の幅方向に７つに分割されており、その各分割片を矢印５２で示す厚み方向に個別に移動することが出来る。ここで、側壁部材２２、側壁部材２４、隔壁２１、隔壁２３の分割数は７つに限らず複数であれば良く、合流部壁面を滑らかにするため、分割数が多いことが望ましい。第二の移動機構である支持体４１、４２はビーク筐体２９を貫通して側壁部材２２、２４を固定し、ビーク筐体２９から突出した部位を回転させることで、厚み方向５２に各側壁部材２２、２４の位置を調節できる。
【００２０】
第一の移動機構である支持体４３、４４は同じ構造である。例として支持体４４の移動機構を説明する。図５に図４のＢ−Ｂ’における断面図、図６に図４のＡ−Ａ’における断面図を示す。支持体４４は分割された隔壁２３１を隔壁２３１の上面から固定する上部支持体４４４と、上部支持体４４４の内部に回転可能に固着したねじ軸４４０からなる。上部支持体４４４は幅方向５３に配置され、ビーク筐体２９に設けられた切り欠き部２９０に屈曲させ、ねじ軸４４０を固着させる。ねじ軸４４０は雄ねじ部４４１を有し、ビーク筐体２９に形成された雌ねじ部４４２に螺合されビーク筐体２９の外側へ厚み方向５２に突出する。ねじ軸４４０の捻回操作でねじ軸４４０が隔壁片２３１と一体に軸方向移動するようになっている。このようにして内層流路２５の断面の大きさと断面形状を調整することが出来る。
【００２１】
ダイ接続部３０は、上記図２に示すように矩形状断面の流路３２を有し、ビーク部２０の合流路２８とダイ３１の流路を接続する。
【００２２】
第二実施形態として、２つのビークを用いた５層フィルムの押出成形装置のフィードブロックを図７〜図９に示す。図７に示されるフィードブロック４はフロープレート部１０、第一のビーク部８０、連絡ブロック６０、６２、第二のビーク部７０、ダイ接続部３０と、で構成されている。
【００２３】
フロープレート部１０は、図示しない例えば５台の押出機に接続する丸穴状断面の導入路１１ａ〜１１ｅと、それに連なる矩形状断面の連絡路１２ａ〜１２ｅと、が形成されており、第一のビーク部８０及び連絡ブロック６０、連絡ブロック６２に連結している。フロープレート部１０の構造を説明するため、図８は例えば３台の押出機１〜３を接続する場合のフロープレート部１０を上流側から流れ方向に見た概略図を示す。押出機1〜３が接続する導入路１１ａ〜１１ｃは丸穴状に開口し、前記導入路１１ａ、１１ｃはフロープレート部１０の内部で２分岐して矩形に変化しながらそれぞれ連絡路１２ａと１２ｃ及び１２ｄと１２ｅに接続され、前記導入路１１ｂは矩形に変化しながら連絡路１２ｂに接続され、ビーク側に開口する。なお、押出機は３台に限るものではなく、５台未満の押出機を用いた５層フィルムの場合は、導入路１１を適宜分岐して矩形状断面の連絡路１２ａ〜１２ｅに接続されたフロープレート部を用いる。
【００２４】
第一のビーク部８０の形状は、第一実施形態で説明したものと同一の構造であり、省略する。
【００２５】
フロープレート部１０の連絡路１２ａ〜１２ｃは、それぞれ第一のビーク部８０の外層
流路２６、内層流路２５、外層流路２７に接続され、フロープレート部１０の連絡路１２ｄと連絡路１２ｅはそれぞれ連絡ブロック６０の連絡路６１と連絡ブロック６２の連絡路６３に接続される。
【００２６】
第二のビーク部７０は、合流路２８に連結された矩形状断面の内層流路７５と、連絡路６１に連結された矩形状断面の外層流路７６と、連絡路６３に連結された矩形状断面の外層流路７７と、前記内層流路７５と外層流路７６と外層流路７７が合流した矩形状断面の合流路７８を備える。また、第二のビーク部７０は、ビーク筐体７９の中に、内層流路７５と外層流路７６の隔壁７１と、外層流路７６の壁面と合流路壁面が流路の厚み方向５２に移動可能な側壁部材７２と、内層流路７５と外層流路７７を隔壁し内層流路の厚み方向５２に移動可能な隔壁７３と、外層流路７７の壁面と合流路壁面が流路の厚み方向５２に移動可能な側壁部材７４とを有する。隔壁７１、隔壁７３は第一の移動機構である支持体４７、４８によって内層流路７５の厚み方向５２に移動可能となっている。また側壁部材７２、側壁部材７４は、第二の移動機構である支持体４５、４６によって外層流路７６、７７の厚み方向５２に移動可能となっている。
【００２７】
図９に第二のビーク部７０を上流側から矢印５１で示す流れ方向に見た図を示す。側壁部材７２、側壁部材７４、隔壁７１、隔壁７３は矢印５３で示す幅方向に７つに分割されており、その各分割片は矢印５２で示す厚み方向に移動できるようになっている。ここで、側壁部材７２、側壁部材７４、隔壁７１、隔壁７３の分割数は７つに限らず複数であれば良く、合流部壁面を滑らかにするため、分割数が多いことが望ましい。
【００２８】
ダイ接続部３０は、矩形状断面の流路３２を有し、第二のビーク部７０の合流路７８とダイ３１の流路を接続する。
【００２９】
第二実施形態では、ビークを２つに限ることなく、３つ以上のビークを重ねて用いることによって、５層以上の多層フィルムを成形することができる。
【００３０】
以上のように、本発明のフィードブロックを備えた多層押出成形装置によれば、各層のフィルムの流路の断面の大きさと断面形状を調整することが出来るため、各層の厚みを制御することが可能で、その結果、フィルムの幅方向の膜厚を均一にすることが出来る。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・押出機
２・・・押出機
３・・・押出機
４・・・フィードブロック
１０・・・フロープレート部
１１・・・導入路
１２・・・導入路
１３・・・導入路
２０・・・ビーク部
２１・・・隔壁
２２・・・側壁部材
２３・・・隔壁
２４・・・側壁部材
２５・・・内層流路
２６・・・外層流路
２７・・・外層流路
２８・・・合流路
２９・・・ビーク筐体
３０・・・ダイ接続部
３１・・・ダイ
３２・・・合流路
３４・・・スリット状出口
４１・・・支持体
４２・・・支持体
４３・・・支持体
４４・・・支持体
５１・・・流れ方向
５２・・・厚み方向
５３・・・幅方向
６０・・・連絡ブロック
６１・・・連絡路
６２・・・連絡ブロック
６３・・・連絡路
７０・・・ビーク
７１・・・隔壁
７２・・・側壁部材
７３・・・隔壁
７４・・・側壁部材
７５・・・内層流路
７６・・・外層流路
７７・・・外層流路
７８・・・合流路
７９・・・ビーク筐体
２９０・・・切りかき部
【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７】
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【図８】
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【図９】
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