JP2009029104A - フィードブロック、積層樹脂フィルム又はシートの成形装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィードブロック方式で３層以上の多層成形を行って、積層樹脂フィルム又はシートを成形する場合に、不安定な現象の発生を防止し、様々な種類の樹脂に対応できるフィードブロックを提供する。
【解決手段】本発明のフィードブロック１５は、内部空間１６を有しており、複数の上流側流路３１、３２、３３から流入した樹脂が、合流部３５で合流し、積層状態で流れる下流側流路３６を通って フラットダイ１０へと流れるものである。そして、合流部３５は、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂとを有し、樹脂の流れをより安定にする。
【選択図】図３

Description

本発明は、共押出成形時に用いられるフィードブロックに関するものであり、また、このフィードブロックを用いて行われる２種類以上の樹脂が積層された積層樹脂フィルム又はシートを成形する成形装置や製造方法に関するものである。

シートやフィルムを成形する場合には、フラットダイ（Ｔダイ）等を用いて行われるが、積層された樹脂シートやフィルムを成形する場合には共押出成形が用いられている。
共押出成形とは２種類以上の樹脂を、全て溶融状態で積層する成形方法であり、具体的には、フィードブロックあるいはマルチマニホールドダイなどを用いて、多層一体構造のフィルム製品を作る方法である。

このように、共押出によって積層シートを成形する場合、押し出された樹脂を積層するタイミングによって、マルチマニホールド方式、フィードブロック方式などの数種類の方式がある。

マルチマニホールド方式は、それぞれの樹脂に対して樹脂流入部及びマニホールドを設け、各層の樹脂が幅方向に拡がった状態で、リップ開口部手前で積層する方式である。
この成形法は構造が複雑であり、メンテナンス、幅変え等の作業性が悪く、サイズも大きいために製作コストが大きくなってしまう。そして４〜５層以上の多層成形には不向きであるという問題点もある。

フィードブロック方式は、樹脂流入部で２種類以上の樹脂を積層状態としてフラットダイのマニホールドに供給し、マニホールド内で積層状態を維持しながら幅方向を拡大させて、リップ開口部から積層状態で吐出する方式である。
この方式では、サイズも小さく幅の狭いフィードブロック内で一度樹脂を合流させてから単一のマニホールド内で幅方向に樹脂を展開させるために、金型構造が非常にシンプルになり、層数も自由に増やすことが可能になる。

このようなフィードブロックの構造は、複数の上流側流路と、合流部と、下流側流路とを有するものであり、前記上流側流路を流れる樹脂を合流部で厚み方向に積層状態に合流させ、合流した積層樹脂を下流側流路からフラットダイに流入させて積層樹脂フィルム又はシートを成形するものである。

しかし、フィードブロック方式による多層共押出成形は実際の成形プロセスにおいて、フィードブロック内で界面不安定流動と呼ばれている現象が起こり、この現象によって、積層界面に波状の外観不良が発生し、外観品質が悪くなる場合がある。

この不安定流動の原因としては、各層を形成する樹脂材料の粘度の差、各層を形成する樹脂の押出流量の差等が挙げられる。
そして、このような条件により、合流点において、積層部分の流速差によるせん断力が大きかったり、圧力差によって厚み方向に応力が発生したりすると、上記した界面不安定現象が発生する場合がある。

また、フィードブロック内の積層樹脂の厚みの比は、積層樹脂フィルムやシートの厚みの比に対応するものである。そして、フィードブロック内でのそれぞれの樹脂の厚みの比と、上流側流路での断面積の比とが同等に近い値であれば合流点での流れもスムーズであるが、これらの比が同様でなく、違いが大きいと、合流点でも流れが乱れやすくなる。

例えば、一方の樹脂の層厚が他方の樹脂の層厚よりも厚いフィルムやシートでは、一方の樹脂の流量が多く、合流の直後では、一方の樹脂の流速が他方の樹脂より速く、他方の樹脂との間で流速差が生じてせん断力が生じる。また、合流点で一方の樹脂が他方の樹脂を押すことになって、厚み方向に力が作用し、合流が進むにつれて一方の樹脂が徐々に厚くなり、他方の樹脂が薄くなる流れになり、合流後の下流側流路では、それぞれの樹脂の供給量に応じた厚み比の状態で流れる。
そして、このせん断力や厚み方向に押す力が大きくなると、界面不安定現象が発生しやすくなる。

このような、原因で発生する界面不安定現象を低減するため、特許文献１に記載されているフィードブロックが開示されている。そして、このフィードブロックは、合流点の一方の樹脂と他方の樹脂の間に、屈曲自在な薄板を配置したものである。そして、この屈曲自在な薄板によって、一方の樹脂と他方の樹脂の間に圧力差が低減された状態で合流させるものである。

そして、特許文献１のような屈曲自在な薄板を設けることにより、この薄板が適当な位置に動き、樹脂同士の薄板を押し合う法線方向の力がつりあった状態で樹脂同士が合流することで、界面の不安定流動を抑制することができ、さらに樹脂流量比によっていちいち合流前の樹脂流路幅を設定しなくても良いというメリットがある。
特許２６６８８４３号公報

３層の樹脂をフィードブロックで積層状態にする場合、図９、図１０に示されるようなフィードブロック１００を用いて、３ヵ所の上流側流路１１０、１１１、１１２を同じ合流点で合流させ、下流側流路１１３で積層させた状態とすることが一般的である。また、４層以上の場合も、できるだけ多くの上流側流路を同じ合流点で合流させ、上流側流路の配置が困難な場合に、複数の合流点で合流させることが一般的である。例えば、５層用のフィードブロックとして、図１１に示されており、このフィードブロック１０１では、まず、３ヵ所の上流側流路１２１、１２２、１２３が合流し、この合流した流路１２４に、別の２ヵ所の上流側流路１２５、１２６が合流する。
このような合流の構造にすることは、フィードブロックを小さくするために重要である。

３ヵ所以上の上流側流路を同じ合流点で合流させた場合においても、それぞれの樹脂の最終的な厚み比に対応するように、それぞれの樹脂が供給されて、隣接する樹脂の間に流速差がある場合には、せん断力が生じる。また、流量の多い樹脂が隣接する樹脂を厚み方向に押し、合流後の下流側流路では、それぞれの樹脂の供給量に応じた厚み比の状態で流れる。

したがって、このような３層や４層以上を積層したものの場合にも、成形の条件によっては、上記のような界面不安定現象が発生するが、両側に挟まれている樹脂では両側の樹脂の流れの影響を同時に受けるので、この界面不安定現象が発生しやすかった。

また、両側に挟まれている樹脂（特定樹脂）の流量が、隣接する両側の樹脂に比べて多い場合、合流直後、この特定樹脂は厚み方向の両側に拡がるように流れる。ところが、隣接する両側の樹脂同士の流れに差のある場合、押し戻されて、図１０に示すような不安定な流れになることがある。
逆に、両側に挟まれている樹脂（特定樹脂）の流量が、隣接する両側の樹脂に比べて少ない場合にも、同様な現象が発生するおそれがある。
そして、これらの不安定な流れによっても、界面不安定現象の発生につながることがある。

特に、粘度が低い樹脂の場合には同じ力が作用しても流動しやすいので、このような不安定な流れや状態が発生すると、界面不安定現象の発生になりやすい。

また、特許文献１のような屈曲自在な薄板を設ける方法では、一方の層の厚みが薄い場合、合流前後でせん断応力が大きく変化することに起因して、不安定な流れが発生し、層の厚みが不安定となって流れることとなり、外観不良や層比のバラつき等の成形不良が発生してしまう。そして、このフィードブロックでは３層以上の多層となると、分解掃除の作業性が悪くなる。また、薄板が屈曲自在なために疲労破壊を起こす等、メンテナンスに関しても問題がある。

そこで、本発明は、３ヵ所以上の上流側流路を有し、３層以上の樹脂を積層状態とするものであり、上記した界面不安定現象をより低減させることができるフィードブロックや、このフィードブロックとフラットダイとを用いた積層樹脂フィルム又はシートの成形装置を提供することを課題とする。
なお、本発明において、フラットダイとは、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を総称して用いるものとする。

そして、上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、３ヵ所以上の上流側流路を有し、前記上流側流路を流れる樹脂を厚み方向に積層状態に合流させ、合流した積層樹脂をフラットダイに流入させて積層樹脂フィルム又はシートを成形することができるフィードブロックであって、一方の隣接樹脂と他方の隣接樹脂の間に積層される特定樹脂が流れる特定上流側流路を有し、前記特定上流側流路は、厚み方向に対向する一方の壁面及び他方の壁面の間に形成されるものであり、特定上流側流路の一方の壁面の端部を超えて特定樹脂と一方の樹脂と積層し、特定上流側流路の他方の壁面の端部を超えて特定樹脂と他方の樹脂と積層するものであり、少なくとも１ヵ所以上の特定上流側流路において、一方の壁面の端部と、他方の壁面の端部との位置が流れ方向にずれており、特定樹脂は、一方の樹脂との合流と、他方の樹脂との合流が別々に行われるものであることを特徴とするフィードブロックである。

請求項１に記載の発明によれば、３ヵ所以上の上流側流路を有し、一方の隣接樹脂と他方の隣接樹脂の間に積層される特定樹脂が流れる特定上流側流路は、厚み方向に対向する一方の壁面及び他方の壁面の間に形成されるものであり、一方の壁面の端部と、他方の壁面の端部との位置が流れ方向にずれており、一方の樹脂と他方の樹脂とが別々に特定樹脂と合流して積層されるものであるので、合流の際の流れが安定して、界面不安定現象をより低減させることができる。

請求項２に記載の発明は、特定上流側流路の一方の壁面又は他方の壁面の少なくともいずれかの端部は、厚み方向に移動できる可動部分を有していることを特徴とする請求項１に記載のフィードブロックである。

請求項２に記載の発明によれば、特定上流側流路の一方の壁面又は他方の壁面の少なくともいずれかの端部は、厚み方向に移動できる可動部分を有しているので、合流の際の流れをより安定させることができる。

請求項３に記載の発明は、特定上流側流路の一方の壁面及び他方の壁面には、それぞれ揺動可能な可動板が設けられており、前記可動板の端部が壁面の端部となるものであることを特徴とする請求項１に記載のフィードブロックである。

請求項３に記載の発明によれば、特定上流側流路の一方の壁面及び他方の壁面には、それぞれ揺動可能な可動板が設けられており、前記可動板の端部が壁面の端部となっているので、簡単な構造で、端部を厚み方向に移動させることができる。

また、一方の壁面及び他方の壁面に設けられるそれぞれの可動板の揺動中心の位置は、流れ方向に同じ位置であり、一方の壁面の可動板の長さと、他方の壁面の可動板の長さが異なるものとすることができる（請求項４）。

そして、一方の壁面の可動板の長さと、他方の壁面の可動板の長さは同じであり、一方の壁面及び他方の壁面に設けられるそれぞれの可動板の揺動中心の位置がずれているものとすることができる（請求項５）。

一方の壁面の端部と、他方の壁面の端部との位置の流れ方向のずれは、１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることが望ましい（請求項６）。

また、請求項１〜６のいずれかに記載のフィードブロックとフラットダイとを用いて、積層樹脂フィルム又はシートの成形装置とすることができる（請求項７）。

請求項１〜６のいずれかに記載のフィードブロックを用い、複数の樹脂を上流側流路から流入させて合流点で合流させ、合流した樹脂をマニホールドに流入させることにより積層樹脂を成形することによって、積層樹脂フィルム又はシートを製造することができる（請求項８）。

また、請求項１〜６のいずれかに記載のフィードブロックを用い、複数の樹脂を上流側流路から流入させて合流点で合流させる際に、上流合流部において、せん断速度１．０ｓ^-1でのせん断粘度が高い方の樹脂流量を粘度の低い方の樹脂流量の０．１倍〜２倍の範囲となるように合流させ、合流した樹脂をマニホールドに流入させることにより積層樹脂を成形することによって、より界面の不安定流動を低減した積層樹脂フィルム又はシートを製造することができる（請求項９）。

本発明の３ヵ所以上の上流側流路を有するフラットダイを用いることにより、フラットダイ内で３層以上の樹脂を積層状態とする場合に、界面不安定現象をより低減させることができる。

以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
本発明の第１の実施形態における成形装置１は、フラットダイ１０とフィードブロック１５とを有するものである。そして、フラットダイ１０とフィードブロック１５は、それぞれ、図１に示されるような内部空間１１、１６が形成される金型を有している。

そして、この内部空間１１、１６を樹脂が通過して成形が行われるものであり、フラットダイ１０の内部空間１１が、フィードブロック１５の内部空間１６よりも下流側である。また、フラットダイ１０の内部空間１１を通過して樹脂が吐出される部分であるリップ部１２から積層シート９１として押し出される。

フィードブロック１５の内部空間１６は、図２に示されるように、３ヵ所の上流側流路３１、３２、３３と、上流側流路３１、３２、３３が合流する合流部３５と、合流部３５よりも下流に位置する下流側流路３６とを有している。
そして、本実施形態の合流部３５は、２段階に合流するものであり、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂを有している。

上流側流路３１、３２、３３には、それぞれ、導入孔３１ａ、３２ａ、３３ａ、マニホールド３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、及び、誘導部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃを有しており、導入孔３１ａ、３２ａ、３３ａから入った樹脂は、マニホールド３１ｂ、３２ｂ、３３ｂから、誘導部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃに流れ、合流部３５に至る。

導入孔３１ａ、３２ａ、３３ａは、断面円形の貫通孔であり、一方は図示しない押出機に接続しており、他方は、マニホールド３１ｂ、３２ｂ、３３ｂに接続している。
また、マニホールド３１ｂ、３２ｂ、３３ｂは、幅方向Ｗに延びる空間であり、導入孔３１ａ、３２ａ、３３ａから入った樹脂を幅方向Ｗに行き渡らせるように展開するものである。

また、誘導部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃは、断面長方形状の流路であり、幅方向Ｗと厚み方向Ｔを有しており、ほぼ同一の断面形状となっている。
それぞれの誘導部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃでは、幅方向Ｗが厚み方向Ｔよりも長くなっている細長い空間である。また、誘導部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃの幅方向Ｗの長さは、マニホールド３１ｂ、３２ｂ、３３ｂの幅方向Ｗの長さと同じである。

また、第２上流側流路３２は、第１上流側流路３１と第３上流側流路３３の間に配置されて、中央に位置している。
そして、図３、図４に示されるように、本実施形態においては、第２上流側流路３２が特定上流側流路となって、第２上流側流路３２に流れる第２樹脂Ｂが特定樹脂となり、この特定樹脂となる第２樹脂Ｂは、第１上流側流路３１に流れる第１樹脂Ａと、第３上流側流路３３に流れる第３樹脂Ｃとの間に挟まれるように積層されて、下流側流路３６を流れる。

そして、図３、図４に示すように、第２上流側流路３２と第３上流側流路３３とが合流して上流合流部３５ａとなり、さらに、上流合流部３５ａよりも下流側で第１上流側流路３１が合流して、下流合流部３５ｂとなっている。そのため、合流部３５の上流合流部３５ａは、下流合流部３５ｂよりも上流側に位置している。

上流側流路３１、３２、３３の誘導部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃは、それぞれ、厚み方向に対向する壁面に挟まれて形成されている。具体的には、第１上流側流路３１は壁面４１、４２に挟まれて形成され、第２上流側流路３２は壁面４３、４４に挟まれて形成され、第３上流側流路３３は壁面４５、４６に挟まれて形成されている。

また、互いに隣接する上流側流路３１、３２、３３の合流部３５付近には、端部７１、７２を有している。そして、互いに隣接する上流側流路３１、３２を流れる第１樹脂Ａ、第２樹脂Ｂが端部７２を超えて合流し、また、上流側流路３２、３３を流れる第２樹脂Ｂ、第３樹脂Cが端部７１を超えて合流する。

そして、上流合流部３５ａは端部７１付近に位置しており、下流合流部３５ｂは端部７２付近に位置しており、流れ方向Ｓにずれている。具体的には、端部７１の位置が、端部７２の位置の上流側となっている。
この流れ方向Ｓのずれの長さは、特に限定されるものではないが、後述するように、上流側で合流して積層状態の樹脂Ｂ、Ｃの流れが安定する程度の長さが望ましく、例えば、特定上流側流路となる第２上流側流路３２の誘導部３２ｃの厚み方向Ｔの長さより長いものを採用することができる。また、この流れ方向Ｓのずれが長すぎると、フィードブロックが大きく長すぎることになる。

例えば、特定上流側流路となる第２上流側流路３２の誘導部３２ｃの厚み方向Ｔの長さが１０ｍｍである場合、端部７１と端部７２との流れ方向Ｓのずれは、１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることが望ましい。そして、特定上流側流路の誘導部の厚み方向Ｔの長さを基準とした時の、端部７１と端部７２との流れ方向Ｓのずれの長さを１００％〜１０００％の範囲とすることが望ましい。
また、この流れ方向Ｓのずれの長さが１０ｍｍ以下もしくは、厚み方向Ｔの長さを基準とした時の流れ方向Ｓのずれの長さが１００％以下であると、合流点をずらすことによる効果が小さくなり、１００ｍｍ以上もしくは１０００％以上になると、フィードブロックが大きくなりすぎ、現実的ではない。

また、この端部７２の位置は、第１上流側流路３１の壁面４２や第２上流側流路３２の壁面４３の合流部３５（下流合流部３５ｂ）側の端である。そして、端部７１の位置は、第２上流側流路３２の壁面４４や第３上流側流路３３の壁面４５の合流部３５（上流合流部３５ａ）側の端である。

そして、特定上流側流路である第２上流側流路３２に流れる特定樹脂である第２樹脂Ｂは、一方の壁面４３の端部７２と、他方の壁面４４の端部７１を通過するものであるが、これらの端部７２、７１の位置が流れ方向Ｓにずれているので、隣接する樹脂である第１樹脂Ａと第３樹脂Ｂとは、別々に合流して別々に積層することになる。

本実施形態のフィードブロック１５を用いて成形が行われる場合、それぞれの上流側流路３１、３２、３３に、樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを供給し、合流部３５で合流させて積層状態とし、下流側流路３６を通過させて行われる。
供給される樹脂Ａ、Ｂ、Ｃの流量は、積層シート９１での厚みに応じて調整される。例えば、特定樹脂である第２樹脂Ｂが厚く、第３樹脂Ｃが薄くなるような積層シート９１を成形する場合、第２樹脂Ｂの流量が多く、第３樹脂Ｃの流量が少なくなり、フィードブロック１５内は、図４に示されるような状態で流れる。

合流は、まず、第２上流側流路３２の第２樹脂Ｂと第３上流側流路３３の第３樹脂Ｃとが、上流合流部３５ａで合流し、端部７１を超えて積層する。
このとき、第２上流側流路３２に供給された第２樹脂Ｂの方が、第３上流側流路３３に供給された第３樹脂Ｃよりも多く供給されるので、厚み方向Ｔの力が作用し、また、積層面でのせん断力が発生する。そして、第２樹脂Ｂの流れの厚み方向Ｔの長さが徐々に拡がり、逆に、第３樹脂Ｃの流れの厚み方向Ｔの長さが徐々に狭まる。
ここで、上流合流部３５ａ付近では流路を流れる樹脂の総流量は第２樹脂Ｂと第３樹脂Ｃとの合計になるので、３層を同時に積層させる場合に比べて総流量は小さくなり、発生するせん断応力を小さくすることができ、また、合流前後でのせん断応力の変化も小さくなる。

さらに下流で、第２樹脂Ｂと第３樹脂Ｃとが積層したものと、第１樹脂Ａとが、下流合流部３５ｂで合流する。このとき、第２樹脂Ｂと第１樹脂Ａとが、端部７２を超えて積層する。
そして、この下流合流部３５ｂでの合流は、第２樹脂Ｂと第３樹脂Ｃとの積層における流れが安定して、第２樹脂Ｂと第３樹脂Ｃの厚み方向Ｔの幅が一定状態で流れていることが望ましい。そして、安定状態で流れる程度に、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂとの距離、すなわち、端部７１と端部７２との流れ方向Ｓにずれている距離を確保することが望ましい。

しかし、本実施形態のフィードブロック１５を用いたとしても、上流合流部３５ａでの総押出量が大きく、また、合流樹脂の粘度比や押出量比も大きければ、合流前後でのせん断応力の変化が大きくなり、界面不安定流動が発生してしまう。
そこで、本実施形態のフィードブロック１５を用い、低粘度樹脂流量を変化させずに、上流合流部３５ａでの押出量比を不安定流動が発生し難い押出量比にし、下流合流部３５ｂで合流する他方の樹脂流量を調節することで、フィードブロック１５の出口での総押出量、低粘度樹脂とその他の樹脂の押出量比を変化させずに、不安定流動を発生しにくくすることができ、安定した流れを得ることができる。
ここで不安定流動が発生し難い上流合流部３５ａでの押出量比とは０．１〜２であり、好ましくは０．５〜１である。上流合流部３５ａでの押出量比が０．１未満であると下流合流部３５ｂでの界面近傍の応力変化が大きくなってくるため不安定流動が発生する危険性があり、２より大きいと押出量比が大きくなってくるために、上流合流部３５ａで不安定流動が発生しやすくなってくる。

なお、本実施形態では、下流合流部３５ｂでの、厚み方向Ｔに対する供給量がほぼ同じであり、流速がほぼ同じである。具体的には、第２樹脂Ｂと第３樹脂Ｃの積層された樹脂と、第１樹脂Ａとを比較すると、厚み方向Ｔに対する供給量がほぼ同じとなっている。
そのため、下流合流部３５ｂよりも下流側では、厚み方向Ｔの力はほとんど発生せず、それぞれの樹脂Ａ、Ｂ、Ｃの流れは、厚み方向Ｔの長さが変化しないので、流れが安定している。

このようにして、積層された樹脂Ａ、Ｂ、Ｃは、下流側流路３６を通過する。
さらに、図１、図２に示されるように、下流側流路３６は、フラットダイ１０の内部空間１１につながっており、さらに、フラットダイ１０に流れて、積層シート９１となる。
なお、本実施形態のフラットダイ１０は、通常用いられるものが用いられている。そして、コートハンガータイプでも良いし、ストレートマニホールドタイプの金型どちらのものでも用いることができる。

そして、本実施形態のフィードブロック１５では、両側から合流する特定上流側流路で、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂとがずれているので、積層の際により安定させることができ、界面不安定現象の発生を低減することができる。

本発明の成形装置１を用いて、積層シート９１を成形する場合、用いられる樹脂としては以下のものを用いることができる。
そして、この樹脂は、熱可塑性樹脂が用いられており、具体的には、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン塩化ビニルコポリマー、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンエチルアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、マレイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ（メタ）アクリレート、セルロースエステル、ポリノルボルネン等の熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、上記熱可塑性樹脂には可塑剤、紫外線吸収剤等の添加剤が添加されていても良く、上記以外の樹脂を用いても良い。

そして、積層シート９１に用いる樹脂を積層順に、上流側流路３１、３２、３３へ供給する。これらの供給は、それぞれの上流側流路３１、３２、３３に接続している図示しない押出機を用いて行われる。

供給された樹脂は、上流側流路３１、３２、３３から合流部３５を通過して、下流側流路３６で３層の積層状態となり、さらに、フラットダイ１０へと供給され、この積層状態で、シート状となる。そして、上流側流路３１を通過した第１樹脂Ａが第１層、上流側流路３２を通過した第２樹脂Ｂが第２層、上流側流路３３を通過した第３樹脂Ｃが第３層となり、第１層及び第３層が外層、第２層が中間層となる３層構造となる。
なお、これらの積層される樹脂Ａ、Ｂ、Ｃは、全て異なる樹脂でもよく、同じ樹脂を用いても良い。

さらに、フラットダイ１０のリップ部１２から吐出された樹脂を冷却し、必要に応じて延伸したり、巻き取りを行うなどして、フィルム状やシート状にして成形が完了する。
具体的には、フラットダイ１０から出た樹脂をロール延伸しながらチルロールで冷却しても良いし、エアーナイフやタッチロール、静電ピニングを用いて樹脂をチルロールに押し付けても良い。また水槽に付けて冷却しても良い。

上記したフィードブロック１５では、３ヵ所の上流側流路３１、３２、３３を持つ、３層の樹脂を積層させるものであったが、４ヵ所以上の上流側流路を持つものについても適用することができる。この場合、両側から合流する特定上流側流路は、２ヵ所以上になることがあるが、少なくともいずれか１ヵ所の特定上流側流路の、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂとがずれていればよい。

さらに、本発明の第２、第３の実施形態におけるフィードブロック２０、２１について説明する。
第２、第３の実施形態におけるフィードブロック２０、２１についても、両側から合流する特定上流側流路で、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂとがずれているものである。なお、以下の説明において、特に説明がない限り、第１の実施形態におけるフィードブロック１５と同様の構造については、同様の符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態におけるフィードブロック２０は、図５、図６に示されているように、可動板５０、５１を有するものである。
そして、可動板５０は、特定上流側流路である第２上流側流路３２の壁面４３及び第１上流側流路３１の壁面４２の一部となり、可動板５０の先端に、端部７２を有している。また、可動板５１は、特定上流側流路である第２上流側流路３２の壁面４４及び第３上流側流路３３の壁面４５の一部となり、可動板５１の先端に、端部７１を有している。

これら可動板５０、５１は、端部７１、７２側が鋭角状であり、端部７１、７２とは反対側に揺動軸５０ａ、５１ａが配置されている。そして、揺動軸５０ａ、５１ａを揺動中心となるように揺動して、端部７１、７２が厚み方向Ｔに移動可能となっている。
また、可動板５０、５１は、フィードブロック２０を使用する際に、拘束させずに樹脂圧によって揺動させ、端部７１、７２の位置を樹脂の供給量によって自動的に調整することができるようにしてもよい。また、可動板５０、５１を、樹脂の供給量に対応させてあらかじめ固定した状態で使用してもよい。

可動板５０と可動板５１は同じ大きさ、形状であるが、揺動軸５０ａ、５１ａが設けられる位置が流れ方向Ｓにずれており、端部７１、７２が流れ方向Ｓにずれている。そのため、上記した第１の実施形態におけるフィードブロック１５と同様に、端部７１、７２の位置がずれている。
したがって、第１の実施形態におけるフィードブロック１５と同様に、特定上流側流路となる第２上流側流路３２に流れる特定樹脂が、隣接する両側の樹脂と、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂとで別々に合流するので、安定した成形が可能となる。

第３の実施形態におけるフィードブロック２１は、図７、図８に示されているように、可動板５２、５３を有するものである。
そして、可動板５２は、特定上流側流路である第２上流側流路３２の壁面４３及び第１上流側流路３１の壁面４２の一部となり、可動板５２の先端に、端部７２を有している。また、可動板５３は、特定上流側流路である第２上流側流路３２の壁面４４及び第３上流側流路３３の壁面４５の一部となり、可動板５３の先端に、端部７１を有している。

これら可動板５２、５３は、端部７１、７２側が鋭角状であり、端部７１、７２とは反対側に揺動軸５２ａ、５３ａが配置されている。そして、揺動軸５２ａ、５３ａを揺動中心となるように揺動して、端部７１、７２が厚み方向Ｔに移動可能となっている。
また、可動板５２、５３は、フィードブロック２０を使用する際に、拘束させずに樹脂圧によって揺動させ、端部７１、７２の位置を樹脂の供給量によって自動的に調整することができるようにしてもよい。さらに、可動板５０、５１を、樹脂の供給量に対応させた位置で固定した状態で使用してもよい。

揺動軸５２ａ、５３ａが設けられる位置は、流れ方向Ｓでほぼ同じ位置であるが、可動板５２の長さａは、可動板５１の長さｂよりも長い。そのため、上記した第１、第２の実施形態におけるフィードブロック１５、２０と同様に、端部７１、７２の位置がずれている。
したがって、特定上流側流路となる第２上流側流路３２に流れる特定樹脂が、隣接する両側の樹脂と、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂとで別々に合流するので、安定した成形が可能となる。

また、図６や図８に示されるように、第２、第３の実施形態におけるフィードブロック２０、２１を使用すると、それぞれの上流側流路３１、３２、３３から樹脂Ａ、Ｂ、Ｃが供給される。そして、可動板５０、５１、５２、５３を拘束させずに樹脂圧によって揺動させるようにした場合、可動板５０、５１、５２、５３は、両側の樹脂の厚み方向Ｔの力が釣り合うような位置に揺動する。
そして、樹脂Ａ、Ｂ、Ｃの供給量を上記した第１の実施形態のものと同様にすると、可動板５１、５３の端部７１は、第３の上流側流路３３側に移動して、上流合流部３５ａ付近の第２の上流側流路３２が拡がり、第３の上流側流路３３が狭まる。また、可動板５０、５２の端部７２は、ほとんど移動しない。

そして、可動板５１、５３によって、端部７１の位置が移動し、端部７１付近での上流側流路３２と上流側流路３３との厚みの比は、ほぼ樹脂Ｂ、Ｃの流量の比になり、端部７１で積層する際に、厚み方向Ｔの力や、積層面でのせん断力はほとんど発生せず、安定した流れとなる。
また、可動板５０、５２付近でも、端部７２の位置は、合流した樹脂Ｂ、Ｃの合計の流量と、樹脂Ａの流量との比に対応した位置となるので、安定した流れとなる。

このように、フィードブロック２０、２１では、両側から合流する特定上流側流路で、上流合流部３５ａと下流合流部３５ｂとがずれており、さらに、可動板５０、５１、５２、５３が設けられているので、積層の際により安定させることができ、界面不安定現象の発生を低減することができる。

第２、第３の実施形態におけるフィードブロック２０、２１では、可動板５０、５１、５２、５３を有するが、この可動板５０、５１、５２、５３を、揺動軸５０ａ、５１ａ、５２ａ、５３ａを取り外すことによって着脱することができる構造とすることにより、成形前後に行われる分解掃除などを容易に行うことが可能となり、また、可動板５０、５１、５２、５３の変更も容易に行うことができる。
なお、このような揺動が可能な可動板５０、５１、５２、５３以外でも、厚み方向Ｔに移動できる可動部分を有している構造のものを採用することができる。

以下の方法で、実施例及び比較例の積層シート９１を成形し、成形品を確認した。
なお、全ての実施例及び比較例では、フィードブロック方式で多層フィルムを成形したものであり、金型から出てきた樹脂はチルロールにて引取った。
そして、この成形品の外観の品質を評価した。

＜実施例１＞
図７、図８に示すフィードブロック２１を用いて、実施例１の３層フィルムを成形した。
可動板５２の長さａは５０ｍｍであり、可動板５１の長さｂは３５ｍｍであり、その差は１５ｍｍである。また、フィードブロック２１の上流側流路３１、３２、３３の誘導部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃの幅方向Ｗの長さは７６ｍｍであり、厚み方向Ｔの長さは１３ｍｍである。
フィードブロック２１と接続しているフラットダイ（Ｔダイ）は、幅が３８０ｍｍのストレートマニホールドタイプを使用している。フィードブロック２１や、金型の温度は１７０℃に設定している。

また、供給される樹脂の量である押出量は、それぞれ、第１樹脂Ａが時間当たり１．５ｋｇ、第２樹脂Ｂが時間当たり６．０ｋｇ、第３樹脂Ｃが時間当たり１．５ｋｇであり、第１樹脂Ａと第２樹脂Ｂとは同じ樹脂を用いて、２種３層の共押出を行った。

それぞれの樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを供給するために用いられる押出機のサイズは、すべて３０ｍｍのものを用いた。第１樹脂Ａ、第２樹脂Ｂとして、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ；ゼロせん断粘度：５０００Ｐａ・ｓ）を使用した。また第３樹脂Ｃとして、スチレン−エチレン・ブチレンブロック共重合体（ゼロせん断粘度：２００Ｐａ・ｓ）を使用した。なお、せん断粘度の測定はレオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー（株）製 メカニカルスペクトロメータ（ＲＭＳ８００）で行い、せん断速度０．１１／ｓのせん断粘度をゼロせん断粘度としている。

＜実施例２＞
供給される樹脂の量である押出量を、第１樹脂Ａが時間当たり２．０ｋｇ、第２樹脂Ｂが時間当たり８．０ｋｇ、第３樹脂Ｃが時間当たり２．０ｋｇとしたこと以外は実施例１と同じ条件で成形を行った。

＜実施例３＞
供給される樹脂の量である押出量を、第１樹脂Ａが時間当たり６．０ｋｇ、第２樹脂Ｂが時間当たり１．５ｋｇ、第３樹脂Ｃが時間当たり１．５ｋｇとしたこと以外は実施例１と同じ条件で成形を行った。

＜比較例１＞
従来のフィードブロックを使用したこと以外は実施例１と同じ条件にてテストを行った。
このフィードブロックは、具体的には、図９、図１０に示されるフィードブロックであり、樹脂Ａ、Ｂ、Ｃが同じ場所で合流する構造のものである。そして、上流側流路１１０、１１１、１１２の幅方向Ｗの長さや厚み方向Ｔの長さは、実施例１で用いたものと同じである。

＜比較例２＞
比較例１で用いたフィードブロックと同じものを用いた。そして、実施例２の成形条件と同じ条件、具体的には、供給される樹脂の量である押出量を、第１樹脂Ａが時間当たり２．０ｋｇ、第２樹脂Ｂが時間当たり８．０ｋｇ、第３樹脂Ｃが時間当たり２．０ｋｇとしたこと以外は比較例１と同じ条件で成形を行った。

上記の実施例１〜３、並びに、比較例１，２の３層フィルムの外観について、「極めて良好（◎）」、「良好（○）」、「不良（×）」の３段階で評価した。評価結果を第１表に示す。

第１表に示すように、実施例１〜３の３層フィルムの外観は、いずれも良好であった。一方、比較例１，２の３層フィルムでは、いずれも波状の外観不良が発生した。これにより、図７、図８に示すフィードブロック２１を用いることで、外観が良好な３層フィルムを製造できることが示された。

また、実施例３の３層フィルムは、実施例１，２の３層フィルムに比べて特に外観が優れたものとなった。これにより、図７、図８に示すフィードブロック２１を用いる場合には、上流合流部３５ａにおける合流条件、すなわち樹脂Ｂ（高粘度）と樹脂Ｃ（低粘度）の押出量比（流量比）が成形品の外観の品質に影響することが示された。

本発明の第１の実施形態におけるフラットダイ及びフィードブロックの内部空間を示した斜視図である。 図１に示すフィードブロック付近の内部空間を拡大した斜視図である。 本発明の第１の実施形態におけるフィードブロックを示す断面図である。 図３に示すフィードブロックの使用状態の例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるフィードブロックを示す断面図である。 図５に示すフィードブロックの使用状態の例を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態におけるフィードブロックを示す断面図である。 図７に示すフィードブロックの使用状態の例を示す断面図である。 従来技術のフィードブロックを示した断面図である。 図９に示すフィードブロックの使用状態の例を示す断面図である。 従来技術のフィードブロックを示した断面図である。

符号の説明

１ 成形装置
１０ フラットダイ
１１ 内部空間
１５、２０、２１ フィードブロック
１６ 内部空間
３１、３２、３３ 上流側流路
３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ 誘導部
３５ 合流部
３５ａ 上流合流部
３５ｂ 下流合流部
３６ 下流側流路
４１、４２、４３、４４、４５、４６ 壁面
５０、５１、５２、５３ 可動板
７１、７２ 端部
９１ 積層シート
Ａ、Ｂ、Ｃ 樹脂
Ｓ 流れ方向
Ｔ 厚み方向
Ｗ 幅方向

Claims (9)

1. ３ヵ所以上の上流側流路を有し、前記上流側流路を流れる樹脂を厚み方向に積層状態に合流させ、合流した積層樹脂をフラットダイに流入させて積層樹脂フィルム又はシートを成形することができるフィードブロックであって、
   一方の隣接樹脂と他方の隣接樹脂の間に積層される特定樹脂が流れる特定上流側流路を有し、前記特定上流側流路は、厚み方向に対向する一方の壁面及び他方の壁面の間に形成されるものであり、特定上流側流路の一方の壁面の端部を超えて特定樹脂と一方の樹脂と積層し、特定上流側流路の他方の壁面の端部を超えて特定樹脂と他方の樹脂と積層するものであり、
   少なくとも１ヵ所以上の特定上流側流路において、一方の壁面の端部と、他方の壁面の端部との位置が流れ方向にずれており、特定樹脂は、一方の樹脂との合流と、他方の樹脂との合流が別々に行われるものであることを特徴とするフィードブロック。
2. 特定上流側流路の一方の壁面又は他方の壁面の少なくともいずれかの端部は、厚み方向に移動できる可動部分を有していることを特徴とする請求項１に記載のフィードブロック。
3. 特定上流側流路の一方の壁面及び他方の壁面には、それぞれ揺動可能な可動板が設けられており、前記可動板の端部が壁面の端部となるものであることを特徴とする請求項１に記載のフィードブロック。
4. 一方の壁面及び他方の壁面に設けられるそれぞれの可動板の揺動中心の位置は、流れ方向に同じ位置であり、一方の壁面の可動板の長さと、他方の壁面の可動板の長さが異なるものであることを特徴とする請求項３に記載のフィードブロック。
5. 一方の壁面の可動板の長さと、他方の壁面の可動板の長さは同じであり、一方の壁面及び他方の壁面に設けられるそれぞれの可動板の揺動中心の位置がずれているものであることを特徴とする請求項３に記載のフィードブロック。
6. 一方の壁面の端部と、他方の壁面の端部との位置の流れ方向のずれは、１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィードブロック。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のフィードブロックとフラットダイとを用いたことを特徴とする積層樹脂フィルム又はシートの成形装置。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載のフィードブロックを用い、複数の樹脂を上流側流路から流入させて合流点で合流させ、合流した樹脂をマニホールドに流入させることにより積層樹脂を成形することを特徴とする積層樹脂フィルム又はシートの製造方法。
9. 請求項１〜６のいずれかに記載のフィードブロックを用い、複数の樹脂を上流側流路から流入させて合流点で合流させる際に、上流合流部において、せん断速度１．０ｓ^-1でのせん断粘度が高い方の樹脂流量を粘度の低い方の樹脂流量の０．１倍〜２倍の範囲となるように合流させ、合流した樹脂をマニホールドに流入させることにより積層樹脂を成形することを特徴とする積層樹脂フィルム又はシートの製造方法。

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