(57)【要約】【課題】  単層ダイとフィードブロックを組み合わせて多層シートを製膜する際、各層の厚みが不均一とならない多層シートの製造装置および押出方法を提供すること。【解決手段】  単層ダイの上流側に設けたフィードブロックにより少なくとも２種類の溶融樹脂を５層以上合流させて単層ダイから押出して多層シートとする多層シートの製造装置において、単層ダイには溶融樹脂を供給部からダイ幅方向に広げてダイ端部に導くマニホールドが設けられており、マニホールドの供給部における断面積をＳ１、ダイ端部における断面積をＳ２とするとき、１．５＜Ｓ１／Ｓ２＜５であることを特徴とする多層シートの製造装置。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層ダイの上流側に設けたフィードブロックにより少なくとも２種類の溶融樹脂を５層以上合流させて単層ダイから押出して多層シートとする多層シートの製造装置において、単層ダイには溶融樹脂を供給部からダイ幅方向に広げてダイ端部に導くマニホールドが設けられており、マニホールドの供給部における断面積をＳ１、ダイ端部における断面積をＳ２とするとき１．５＜Ｓ１／Ｓ２＜５の条件を満足することを特徴とする多層シートの製造装置。    
【請求項２】
マニホールドの幅が一定でマニホールドの高さＨが変化することによりマニホールドの断面積がダイ幅方向に変化している、請求項１記載の多層シートの製造装置。
【請求項３】
マニホールドの高さが３〜２００ｍｍの範囲で変化している請求項２記載の多層シートの製造装置。
【請求項４】
単層ダイがサイドフィード式である、請求項１記載の多層シートの製造装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の製造装置を用いて少なくとも２種類の溶融樹脂を５層以上の多層に積層し、そのあと積層された溶融樹脂をダイからシート状に吐出して多層シートを得る多層シートの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の多層シートの製造方法により製造された多層シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層シートの製造装置および製造方法ならびに多層シートに関する。さらに詳しくは、単層ダイとフィードブロックを組み合わせて多層シートを製膜する際、単層ダイの幅方向の各位置で各層の厚みが不均一とならない多層シートの製造装置および製造方法ならびに多層シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂の多層シートを製造する方法の１つに共押出法があり、この方式としてマルチマニホールド方式と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の流れがそれぞれのマニホールドに入り別々に幅方向に展開されてダイの出口直前で合流するものである。他方フィードブロック方式は複数の溶融樹脂の流れをフィードブロック内で合流させてからダイのマニホールドで幅方向に展開するものである。
【０００３】
しかし、マルチマニホールド方式のダイはダイの構造の複雑で１台当たりの価格が高く、また多種多様な銘柄を製造するには製品幅ごとに大きさや幅のことなるダイを保有しなければならず、汎用性がない。また、単層ダイを用いてフィードブロック方式により多層シートを共押出しする方法は、安価である反面、シート幅方向の各層厚みの分布を制御するのが非常に難しい。
【０００４】
多層シートの共押出装置で各層間の幅方向の溶融樹脂量を制御し多層シートの各層の厚みを制御する方法が、特開平７−２４１８９７号公報に提案されている。すなわち、フィードブロック内に設けた層厚調整具の切り欠き形状を変化させることで樹脂が流れる流路幅を調整し、流量を局部的に変化させ多層シートの各層の幅方向の厚み分布を均一にしようとする押出装置である。しかし、この方法では樹脂の組み合わせや吐出量の条件に変更があった場合、銘柄に応じて層厚調整具の形状を変更する必要があり、従ってフィードブロックを交換するロスを生じる問題がある。また、２層や３層シートであればそれぞれの流路に層厚調整具を取り付け厚みを調整できるが、２００層や３００層の多層シートになると個別に層厚調整具を取り付けることは困難である。
【特許文献１】特開平７−２４１８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は多層シートの押出装置を開発するに当たり、従来のダイでは図６（ｂ）に示すように、２０１層シートでも同じように各層の厚みの分布がフィード側の位置で変化してしまい、これによってシートの性能が満足できず幅歩留まりが悪い問題があることを知見した。
【０００６】
本発明の課題は、単層ダイとフィードブロックを組み合わせて多層シートを製膜する際、各層の厚みが不均一とならない多層シートの製造方法および押出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、単層ダイの上流側に設けたフィードブロックにより少なくとも２種類の溶融樹脂を５層以上合流させて単層ダイから押出して多層シートとする多層シートの製造装置において、単層ダイには溶融樹脂を供給部からダイ幅方向に広げてダイ端部に導くマニホールドが設けられており、マニホールドの供給部における断面積をＳ１、ダイ端部における断面積をＳ２とするとき１．５＜Ｓ１／Ｓ２＜５の条件を満足することを特徴とする多層シートの製造装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、単層ダイとフィードブロックを組み合わせて多層シートを製膜する際、幅方向に各層の厚みが均一な多層シートおよび多層フィルムを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この製造装置においては、より均一な層厚分布を得るために、マニホールドの幅が一定でマニホールドの高さＨが変化することによりマニホールドの断面積がダイ幅方向に変化していることが好ましく、その際マニホールドの高さは３〜２００ｍｍの範囲で変化していることが好ましく、単層ダイはサイドフィード式であることが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、上記の製造装置を用いて少なくとも２種類の溶融樹脂を５層以上の多層に積層し、そのあと積層された溶融樹脂をダイからシート状に吐出して多層シートを得る多層シートの製造方法、およびこの製造方法により製造された多層シートが提供される。  
【００１１】
以下、図面を引用して本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施形態の例示である。多層シートの押出装置のうち押出機からキャスティングドラムまでを示している。
【００１２】
多層シートの押出装置は、多層シートの内層となる樹脂の流れ方向の上流側から順に押出機１、ギアポンプ２、フィルター３、ポリマーパイプ４ａ、同様に多層シートの表層となる樹脂の流れ方向の上流側から順に押出機５、ギアポンプ６、フィルター７、ポリマーパイプ４ｂとなっており、フィードブロック９の内部で２つの溶融樹脂を合流させ単層ダイ１０からシート状に溶融樹脂１１を多層シートとして押し出す構成となっている。
【００１３】
樹脂として例えばポリエチレンテレフタレートを用いる場合には、さらにキャスティングドラム８で冷却して未延伸多層シートとし、図示しない延伸装置によって縦延伸および／または横延伸を施して多層フィルムとすることができる。
【００１４】
図４は２０１層フィードブロック９の構造を示す斜視図であり、隔壁と隔壁の間の狭い流路１６ａおよび１６ｂに表層の樹脂と内層の樹脂を交互に流し合流させるものを例示している。
【００１５】
図２は本発明の一つの実施形態の例示である。フィードブロックと単層ダイの正面図、およびダイの側面図を示している。単層ダイ１０はサイドフィード式であり、ダイの片側に樹脂の供給口１２を有するものを例示している。また１３は単層ダイのマニホールド、１４はリップの樹脂吐出口である。マニホールドをダイ幅方向に流れる樹脂の流量のうち、ダイ供給口の断面Ｂ−Ｂの流量をＱ１、ダイ端部の断面Ｃ−Ｃの流量をＱ２とするとＱ１＞Ｑ２となっている。Ｑ１とＱ２には大きな差がなことが好ましい。各断面おける平均流速に極端に差があると、吐出口１４から押出されるシートの各層厚みが図６（ｂ）のように単層ダイのフィード側で厚み方向に変化してしまう。
【００１６】
図３にマニホールドの断面Ｂ−Ｂと断面Ｃ−Ｃの図を示す。Ｓ１とＳ２はマニホールドの断面積である。本発明においては、マニホールドの断面積の比Ｓ１／Ｓ２を１．５〜５とすることにより、図６（ａ）に例示したように２０１層シートの各層の厚みを幅方向に均一化できる。断面Ｃ−Ｃはダイ幅Ｌのうち供給口のフィード側から（３／４）Ｌの位置にあるものとする。吐出口１４から流量が均一に吐出されている場合、Ｑ２は（１／４）Ｑ１となり、Ｓ１＝４・Ｓ２であれば平均線速度が一定となる。各層を幅方向に均一にするためのマニホールドの断面積の比Ｓ１／Ｓ２は１．５〜５、好ましくは２〜４である。５より大きくても１．５より小さくても各層の厚みが幅方向に不均一になる。
【００１７】
マニホールドの断面積は高さＨを変化させることにより変化させることが好ましい。同時にマニホールドの幅を変えても良いが加工が複雑となる。高さＨは３〜２００ｍｍの範囲で変化させることが好ましく、２００ｍｍを超えるとダイ内での樹脂の滞留時間が長くなり樹脂が劣化しやすくなる。
【００１８】
本発明の効果は供給部１２がダイの片側一方にあるサイドフィード式ダイで顕著に発現するため、サイドフィード式ダイを用いることが好ましい。この他、供給部がダイの中央にあるＴダイであっても問題なく適応できる。この場合は、ダイの幅Ｌの幅方向中央の断面積をＳ１とし、ダイ両端から（１／８）・Ｌの位置の断面積をＳ２とする。
【００１９】
本発明において、図６（ａ）のように各層の厚みが幅方向に均一な多層シートを製造でき、断面において樹脂の屈折率差と界面による多重干渉を利用して、ある特定の波長を反射したり、可視光のある波長を反射することで色付きシートを製造できる。図５は、図６（ｂ）のように２０１層シートの幅方向に各層厚みに分布ができてしまう場合の反射率を測定したものであり、（ａ）はシート幅方向のセンター、（ｂ）はシート幅方向のフィード側の反射率である。センター（ａ）では反射波長が約５５０ｎｍでピークをもち緑色の波長を反射をできているが、フィード側では各層厚みの比率が図６（ｂ）のように変化するため、反射率が低くピークもはっきりしないためシートに赤、緑、青の混在した色ムラがでてしまう問題があった。このような色ムラを本発明を適用することで解消できる。
【００２０】
本発明において多層シートを構成する樹脂は、延伸可能なポリマーを主成分とする熱可塑性樹脂を用いることができ、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレートのような芳香族ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリスチレンのようなポリビニル、ナイロン６（ポリカプロラクタム）、ナイロン６６（ポリ（ヘキサメチレンジアミン−ｃｏ−アジピン酸））のようなポリアミド、ビスフェノールＡポリカーボネートのような芳香族ポリカーボネート、ポリスルフォン等の単独重合体或いはこれらの共重合体を主成分とする樹脂を挙げることができる。共重合成分としては、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート、２，６−ナフタレンジカルボン酸共重合ポリエチレンテレフタレートを例示できる。上記熱可塑性樹脂の中では、延伸による分子配向が可能な芳香族ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドが好ましく、分子が二軸配向した際に光学的、機械的、熱的特性が優れたものになるポリエチレン−２，６−ナフタレートも好ましい。これらの樹脂には、必要に応じて対候材や滑材、帯電防止剤、顔料などの添加剤が配合されていても良い。
【００２１】
本発明の多層シートは、従来から知られ用いられる方法で未延伸の多層シートを所定の温度で、縦および／または横方向に延伸し、所定の温度で熱処理し、必要によっては熱弛緩処理し、また必要によっては再縦および／または再横延伸し巻き取り、多層フィルムとすることができる。多層フィルムの製造工程中、または製造後にフィルムに塗液を塗布し乾燥する工程を設けても良い。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例によって本発明を更に説明する。尚、例中の物性値の測定は下記の方法とした。
（１）２０１層シートの反射率の測定
島津製作所製分光光度計ＭＰＣ−３１００を用い、各波長でのアルミ蒸着したミラーとの相対鏡面反射率を波長３５０〜２１００ｎｍの範囲で測定した。波長が４５０〜６５０ｎｍのうち反射率の最大値を読みとった。
【００２３】
［実施例１］
図１に示す構成の押出装置、図３に示す単層ダイ、図４に示す２０１層フィードブロックを用い製膜した。
【００２４】
表層の原料樹脂として固有粘度（オルトクロロフェノール、３５℃）０．６５ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を、内層側の樹脂として固有粘度（オルトクロロフェノール、３５℃）０．６４ｄｌ／ｇのイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートで共重合成分が１２モル％のものをそれぞれ準備した。
【００２５】
内層の原料樹脂を押出機１に投入し、ギアポンプ２で８０Ｋｇ／ｈｒに計量、続くフィルター３で濾過しおよそ２８０℃の温度でフィードブロックに導いた。一方、表層側の原料は押出機５に投入し、ギアポンプ６で１２０Ｋｇ／ｈｒに計量、続くフィルター７で濾過しおよそ２８０℃の温度でフィードブロックに導いた。
【００２６】
次いで吐出幅が６００ｍｍ、Ｓ１＝１４９５ｍｍ２、Ｓ２＝７９２ｍｍ２、Ｓ１／Ｓ２＝１．８９の単層ダイ１０から押し出して多層シートとし、これを１１５℃、３．５倍で縦延伸した後、１２５℃、４倍で横延伸し、更に１６０℃で熱固定し、両端の耳を１００ｍｍずつ切り落とした後、製品部の２層フィルムを得た。
【００２７】
得られた厚み１６μｍのフィルムの幅方向うちダイのフィード側の端から１００ｍｍ、センター、もう一方の端から１００ｍｍ（反フィード）の各３箇所で前述の反射率を測定し表１に示した。これは幅方向に反射率が均一な２０１層フィルムであった。
【００２８】
［比較例１］
Ｓ１＝１４９５ｍｍ２、Ｓ２＝１１１２ｍｍ２、Ｓ１／Ｓ２＝１．３４の単層を用いた以外は実施例１と同様に製膜した。結果を表１に示した。得られた２０１層フィルムはフィード側の反射率が小さく、他の部分に比べて色も薄かった。
【００２９】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の製造措置および製造方法は多層フィルム、特に超多層フィルムの製造に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一つの実施形態を例示した多層シートの押出装置のうち押出機からキャスティングドラムまでを示している。
【図２】本発明の一つの実施形態を例示したフィードブロックと単層ダイの正面図、およびダイの側面図を示している。
【図３】本発明の一つの実施形態を例示したダイの断面図である。
【図４】２０１層フィードブロックの斜視図である。
【図５】各層厚みに分布がある場合の２０１層フィルムの可視光反射率を測定した結果の図であり、（ａ）はフィルムセンターの反射率、（ｂ）はフィード側の反射率である。
【図６】図２のＤ−Ｄ断面における２０１層フィルムの図であり、（ａ）は層構成が正常な場合、（ｂ）は各層厚みに分布がある場合である。
【符号の説明】
【００３２】
１：内層側の押出機
２：内層側のギアポンプ
３：内層側のフィルター
４ａ：内層側のポリマーパイプ
４ｂ：表層側のポリマーパイプ
５：表層側の押出機
６：表層側のギアポンプ
７：表層側のフィルター
８：キャスティングドラム
９：フィードブロック
１０：単層ダイ
１１：多層シート
１２：ダイへの供給部
１３：マニホールド
１４：吐出口
１６ａ：表層側の樹脂流路、または表層側の樹脂
１６ｂ：内層側の樹脂流路、または内層側の樹脂
Ａ−Ａ：フィードブロックの断面位置
Ｂ−Ｂ：ダイのフィード側の断面位置
Ｃ−Ｃ：ダイの反フィード側の断面位置
Ｈ：マニホールドの高さ
【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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