JP2011173271A

JP2011173271A - 複層押出成形装置

Info

Publication number: JP2011173271A
Application number: JP2010037334A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Nakajima; 和治中嶋; Takao Nishimura; 隆夫西村; Tsuyoshi Saito; 剛志齋藤; Tomoo Shimobayashi; 知生下林
Original assignee: SAN NT KK
Current assignee: SAN NT KK
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: JP5270593B2

Abstract

【課題】フィードブロック方式の複層押出成形装置として、樹脂同士の流動特性の差や層同士の厚み差が大きい共押出しに適用した場合でも、各層の幅方向の厚みが均一な複層フィルムを確実に安定的に製出し得るものを提供する。
【解決手段】フィードブロック２Ａは、単層Ｔダイ１の押出流路１０に直線的に連通する偏平な主流路２１と、主流路２１に対して同幅で斜めに合流する偏平な副流路２２とを備え、主流路２１と副流路２２との合流部２０に、主流路２１に対して副流路２２側から出退動作して主流路１の流路断面積を厚み方向に拡縮する主流路チョークバー３と、副流路２２に対して出退動作して副流路２の流路断面積を厚み方向に拡縮する副流路チョークバー４とが設けられ、主流路チョークバー３と副流路チョークバー４とが共に同一の分割パターンで幅方向に３以上に分割構成され、各チョーク分割片３１，４１を個別に出退動作させるチョーク操作手段５を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複層フィルムを共押出によって製造する複層押出成形装置、特に複数の溶融樹脂流を該フィードブロックで合流させ、その合流溶融樹脂を単層Ｔダイから押し出して複層フィルムを製出するフィードブロック方式の複層押出成形装置に関する。

この種の複層押出成形装置では、例えば図５（ａ）（ｂ）に示すように、単層Ｔダイ１の上流側に連結用プレート２４を介してフィードブロック２が連結されており、各々溶融押出機（図示省略）から供給される複数（図では３つ）の溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ３を各々導入口２ａよりフィードブロック２内に導入し、該フィードブロック２内で各々偏平な流路２５を通して合流させ、その合流溶融樹脂Ｐ１０を単層Ｔダイ１の押出流路（マニホールド）１０へ送り込み、該単層Ｔダイ１で幅方向に展開して押出口１１から所要幅の複層フィルムＦとして押し出す。なお、図示を省略しているが、フィードブロック２の流路２５や単層Ｔダイ１の押出流路１０に厚さ調整用のチョークバーを設けることも多い。しかして、このような複層押出成形装置においては、単層Ｔダイ１とフィードブロック２の組合せを変えることにより、複層フィルムＦの樹脂種、層数、フィルム幅、各層の厚み比率等の変更に対応できるという利点がある。

ところで、共押出による複層押出成形では、溶融樹脂流がＴダイによって幅方向に展開する行程で、幅方向の位置によって移動距離、流路抵抗、流速分布、温度分布、圧力分布等に違いを生じて層厚に影響するため、製出する複層フィルムＦの各層の厚みを均一にすることが普遍的な課題である。この点、マルチマニホールド方式の複層押出成形装置では、Ｔダイ自体に設けた複数のマニホールドを各々通過した溶融樹脂をチョークバーによって厚み調整した上で合流させるのが一般的であるが、合流から押出口までの距離が短く、且つ合流部から押出口への幅方向の展開が比較的に小さいため、その移動過程での幅方向の変動因子による層厚への影響が少なくなる。そして、幅方向の厚みの均一化についても、一般的に各流路に介在するチョークバーを撓ませて幅方向の間隙調整を行うことで対応できる。また、マルチマニホールド方式において、合流前の流路壁に形成した薄肉部をボルトを介して幅方向複数箇所で押し引きして変位させ、もって幅方向の厚み調整を行う方法も知られている（特許文献１，２）。

しかるに、フィードブロック方式では、図示のようにフィードブロック２の合流部２０から単層Ｔダイ１の押出口１１までの距離が長い上、フィードブロック２の流路出口２ｂから押出口１１へ幅方向に通常１０倍前後と大きく展開するため、合流部２０の手前でチョークバーを介して各流路の厚み調整を行っても、押出口までの移動過程で種々の変動因子による影響を受けて層厚が変わり易く、特に各層の幅方向の厚みを均一にすることが非常に難しくなる。しかも、フィードブロック２の各流路２５の幅が狭く、それだけ介在させるチョークバーも短くなるため、これを撓ませて幅方向の間隙調整を行うことは困難である。また、前記マルチマニホールド方式における流路壁の薄肉部を変位させる構成をフィードブロック方式に適用しても、やはり流路幅が狭いため、薄肉部の変位度合及び変位パターンが制約され、幅方向の間隙を大きく複雑に調整できない上、押し引きするボルトに負荷がかかって折損し易くなるという問題もある。

そこで、フィードブロック方式について、フィードブロックの合流域の各流路に幅方向に重なる複数のチョークバーを設け、各チョークバーを独立に移動調整することにより、流路断面形状を単層Ｔダイから押し出される複層フィルムの幅方向の厚み分布が均一になるように調整する手段が提案されている（特許文献３）。

特開平１０−２１７３１０号公報特開平１０−２３５７１０号公報特許第２８１８３５４号公報

しかしながら、前記従来の提案手段は、流動特性が近似した樹脂同士をほぼ同じ厚みで共押出しする際には有用であるが、樹脂同士の流動特性の差や層同士の厚み差が大きい共押出しに適用した場合に、各層の幅方向の厚みが均一な複層フィルムを製出することは極めて困難であった。とりわけ、近年においては資源リサイクルの観点より、再生ペレットを原料とする主層の片面又は両面をバージン樹脂の表層で覆った形態のリサイクルフィルムの需要が増大しているが、その製造に前記提案手段を用いた場合、フィードブロック内の合流域における各流路の断面形状を前記複数のチョークバーで調整しても、単層Ｔダイから押し出される各層の幅方向の厚みの均一化に繋がらず、満足な品質のフィルムは得られなかった。

本発明者らは、上述の事情に鑑みて、フィードブロック方式の複層押出成形において、樹脂同士の流動特性の差や層同士の厚み差が大きい共押出しに適用した場合でも、各層の幅方向の厚みが均一な複層フィルムを製出し得る手段を究明すべく、実験研究を重ねる過程で、まず既述の従来手段による問題を生じる要因について様々な角度から検討した。その結果、例えば前記の再生ペレットを原料とする主層を有する複層フィルムの場合、その主層の再生樹脂と表層のバージン樹脂とで溶融状態での流動特性が大きく異なる上、該主層と表層とで厚みの差が大きいことから、フィードブロック内の各流路の断面形状を前記複数のチョークバーによって様々に調整しても、合流部では樹脂流が相互に干渉し合い、特に流量の少ない表層側の樹脂流が乱されることにより、調整した流路断面形状が単層Ｔダイから押し出される各層の幅方向の厚みにうまく反映せず、幅方向の厚み分布を設定するための充分な指標が得られないことが判明した。

そして、上記知見に基づいて更なる実験研究を重ねた結果、フィードブロック内で特定方向に設定した主流路と複流路との合流部に、主流路及び複流路に幅方向に分割したチョークバーを特定配置で介在させることにより、該合流部における樹脂流の相互干渉を抑えて流れの乱れを防止でき、もって各流路で調整した流路断面形状を単層Ｔダイから押し出される各層の幅方向の厚みに確実に反映させることが可能となり、これによって樹脂同士の流動特性の差や層同士の厚み差が大きい共押出しに適用した場合でも、幅方向の各層の厚みが均一な高品位の複層フィルムを安定的に製出できることを見出し、本発明をなすに至った。

本発明の課題解決手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明は、単層Ｔダイ１の上流側にフィードブロック２Ａ（２Ｂ）が連結され、複数の溶融樹脂流Ｐ１，Ｐ２（Ｐ３）をフィードブロック２Ａ（２Ｂ）で合流させ、その合流溶融樹脂Ｐ１０を単層Ｔダイ１から押し出して複層フィルムＦを製出する複層押出成形装置において、フィードブロック２Ａ（２Ｂ）は、単層Ｔダイ１の押出流路１０に直線的に連通する偏平な主流路２１と、該主流路２１に対して同幅で斜めに合流する偏平な副流路２２とを備え、該フィードブロック２Ａ（２Ｂ）の主流路２１と副流路２２との合流部２０に、主流路２１に対して副流路２２側から出退動作して当該主流路１の流路断面積を厚み方向に拡縮する主流路チョークバー３と、副流路２２に対して出退動作して当該副流路２の流路断面積を厚み方向に拡縮する副流路チョークバー４とが設けられ、主流路チョークバー３と副流路チョークバー４とが共に同一の分割パターンで幅方向に３以上に分割構成され、その各チョーク分割片３１，４１を個別に出退動作させるチョーク操作手段５を有することを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１の複層押出成形装置において、主流路チョークバー３が副流路２２に沿って出退動作するように主流路２１に対して傾斜配置すると共に、この主流路チョークバー３の外側側面３ｂが該副流路２２の幅方向に沿う片側流路壁を構成してなる。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２の複層押出成形装置において、主流路２１に対して複数本の副流路２２が合流し、各副流路２の合流部２０毎に主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４が配置してなる構成としている。

請求項４の発明は、上記請求項３の複層押出成形装置において、主流路２１に対して少なくとも一対の副流路２２，２２が該主流路２１の厚み方向両側から同位置で合流し、その厚み方向両側の合流部２０，２０に各々対応して主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４が配置してなる構成としている。

請求項５の発明は、上記請求項１〜４の何れかの複層押出成形装置において、フィードブロック２Ａ（２Ｂ）の合流部２０における主流路２１の最小流路断面積が副流路２２の最大流路断面積よりも大きく設定されてなるものとしている。

請求項６の発明は、上記請求項１〜５の何れかの複層押出成形装置において、チョーク操作手段５は、各チョーク分割片３１，４１に内端を固着して外端側がフィードブロック２Ａ（２Ｂ）の外側へ突出したねじ軸５１と、該ねじ軸５１の外端側の雄ねじ部５１ａに螺合し、フィードブロック２Ａ（２Ｂ）に回転可能で且つ軸方向移動不能に保持された雌ねじ筒５２とで構成され、該雌ねじ筒５２の捻回操作でねじ軸５１を軸方向移動するように構成されてなる。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る複層押出成形装置では、フィードブロック２Ａ（２Ｂ）内の主流路２１と副流路２２との合流部２０に、該主流路１及び副流路２を各々厚み方向に拡縮する主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４が設けられているが、両チョークバー３，４が同一の分割パターンで幅方向に３以上に分割構成され、その各チョーク分割片３１，４１が個別に出退動作できるから、主流路１側及び副流路２側からそれぞれ合流する溶融樹脂流Ｐ１，Ｐ２（Ｐ３）の厚みを、各チョーク分割片３１，４１に対応する幅方向の区間毎に増減調整できる。しかして、主流路チョークバー３は主流路２１に対して副流路２２側から出退動作する構成であり、前記幅方向の区間単位で、副流路チョークバー４によって調整される副流路２２側の溶融樹脂流Ｐ２（Ｐ３）の増減に対応して、主流路２１側の溶融樹脂流Ｐ１を副流路２２側から狭めることができるから、その狭めることで空いた合流部２０の空間領域に副流路２２側からの溶融樹脂流Ｐ２（Ｐ３）がそのままスムーズに入り込めて、主流路２１側からの溶融樹脂流Ｐ１を押し退ける形にはならない。しかも、主流路２１が単層Ｔダイ１の押出流路１０に直線的に連通しており、主流路２１側からの溶融樹脂流Ｐ１は合流部２０で狭められても変化せずに一貫して単層Ｔダイ１の押出流路１０へ向かう直線的な流れを維持するから、この溶融樹脂流Ｐ１に対して副流路２２側からの溶融樹脂流Ｐ２（Ｐ３）が順流として干渉し合うことなく合流し、以降の合流溶融樹脂Ｐ１０は合流部２０での融樹脂流Ｐ１，Ｐ２（Ｐ３）の乱れのない積層状態を保ったまま単層Ｔダイ１の押出流路１０へ移動してゆく。

従って、この複層押出成形装置によれば、合流部２０において主流路２１及び副流路２２を幅方向の区間単位で調整した流路断面形状が押し出された積層フィルムＦの各層の幅方向の厚みに確実に反映するから、該流路断面形状と複層フィルムＦの各層の幅方向の厚みプロフィールとの相関より、得られる複層フィルムＦの各層の幅方向の厚みが均一になる流路断面形状を容易に且つ確実に見出すことができる。もって、この複層押出成形装置は、樹脂同士の流動特性の差や層同士の厚み差が大きい共押出しに適用した場合でも、幅方向の各層の厚みが均一な高品位の複層フィルムを安定的に製造できる。

請求項２の発明によれば、主流路チョークバー３が主流路２１に対して傾斜配置し、その外側側面３ｂが副流路２２の幅方向に沿う片側流路壁を構成するから、常に主流路チョークバー３の先端前方が合流点となり、該チョークバー３にて主流路２１が断面調整された位置に副流路２２側からの溶融樹脂流Ｐ２（Ｐ３）がそのまま合流するから、合流部２０における流れの相互干渉がより効果的に抑えられると共に、主流路チョークバー３による主流路２１の溶融樹脂流Ｐ１への抵抗が傾斜配置によって小さくなる。また、一般的にフィードブロック２Ａ（２Ｂ）は複数の金型部材を組み合わせて構成するが、副流路２２に臨んで金型分離面を設定することにより、簡素で且つ機能的な部材構成に容易に設定できる。

請求項３の発明によれば、主流路２１に対して複数本の副流路２２が合流し、各副流路２の合流部２０毎に主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４が配置するから、３層以上の複層フィルムＦとして、各層の幅方向の厚みが均一なものを確実に且つ安定的に製造できる。

請求項４の発明によれば、主流路２１の同位置に厚み方向両側から副流路２２，２２が合流し、その両側の合流部２０，２０に各々対応して主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４が配置するから、主流路２１を同位置で両側から主流路チョークバー３によって絞る形で空いた両側の空間領域に、両側の副流路２２，２２から溶融樹脂流Ｐ２，Ｐ３を同時に乱れなくスムーズに合流させ、もって３層以上の各層の厚みが均一な高品位の複層フィルムＦを確実に得ることができると共に、３層以上の複層押出に適用するフィードブロック２Ａを機能的でコンパクトに構成できる。

請求項５の発明によれば、フィードブロック２Ａ（２Ｂ）の合流部２０における主流路２１の最小流路断面積が副流路２２の最大流路断面積よりも大きいため、副流路２２側からの溶融樹脂流Ｐ２は主流路２１側からの溶融樹脂流Ｐ１よりも流量が少なくなって本来は乱され易いが、上記の両流路２１，２２と両チョークバー３，４の配置構成によって乱れが確実に抑えられ、もって主層に対して薄い副層が積層した複層フィルムとして高品位のものを安定的に製造できる。

請求項６の発明によれば、チョーク操作手段５の構成が簡素で且つ機能的であるから、主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４の各チョーク分割片３１，４１の出退調整を容易に確実に行えると共に、フィードブロック２Ａ（２Ｂ）が構造簡単になる。

本発明の第一実施形態に係る複層押出成形装置のフィードブロックを示し、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は連結用プレートを取り外した状態での正面図である。同フィードブロックの縦断側面図である。図２のＸ−Ｘ線における上半部の断面矢視図である。本発明の第二実施形態に係る複層押出成形装置のフィードブロックの縦断側面図である。フィードブロック方式の複層押出成形装置を概略的に示し、（ａ）は横断平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線の縦断側面図である。

以下に、本発明に係る複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。なお、この複層押出成形装置は、既述した図５で示す一般的なフィードブロック方式の複層押出成形装置と同様に単層Ｔダイの上流側にフィードブロックが連結された基本構造を有するから、図５での図示と共通する構成要素については同一符号を附してその説明を省略する。

第一実施形態の複層押出成形装置は、例えば再生ペレットを原料とする主層の両面をバージン樹脂からなる薄い表層で被覆したリサイクルフィルムのような３層構造の複層フィルムの製造に適用するために、図１〜図３で示す構成のフィードブロック２Ａを備えるものである。

このフィードブロック２Ａは、単層Ｔダイ１の押出流路１０に直線的に連通する中央の主流路２１と、該主流路２１に対して厚み方向両側から同位置で斜めに合流する一対の副流路２２，２２とを備えており、図示省略した溶融押出機から供給される溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ３をそれぞれ、外面に設けた円形の導入口２ａより前段展開部２ｃを経て偏平な各流路２１，２２，２２へ導入するようになっている。また、主流路２１と両副流路２２，２２は同幅の偏平な形状であるが、主流路２１は各副流路２２よりも厚み方向に広く流路断面積が大きく設定されている。

そして、フィードブロック２Ａには、主流路２１と両副流路２２，２２との両側の合流部２０，２０にそれぞれ、主流路２１に対して副流路２２側から出退動作して当該主流路１の流路断面積を厚み方向に拡縮する主流路チョークバー３と、副流路２２に対して出退動作して当該副流路２の流路断面積を厚み方向に拡縮する副流路チョークバー４とが設けられている。その主流路チョークバー３は、出退方向に長い形状で副流路２２に沿うように主流路２１に対して傾斜配置しており、主流路２１に臨む先端面３ａが流路方向と平行になると共に、外側側面３ｂが副流路２２の幅方向に沿う片側流路壁２２ａを構成している。一方、副流路チョークバー４は、短い形状で主流路２１に対して垂直な出退方向に配置しており、副流路２２に臨む先端面４ａが流路方向と平行になっている。また、合流部２０における主流路２１の最小流路断面積は副流路２２の最大流路断面積よりも大きくなっている。

ここで、主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４は、図３に示すように、互いに同一の分割パターンで流路幅方向に５つに等分割されており、その各チョーク分割片３１，４１がチョーク操作手段５によって個別に出退動作できるようになっている。しかして、両チョークバー３，４における隣接するチョーク分割片３１，３１同士、ならびにチョーク分割片４１，４１同士は、相互の側面がメタルタッチで直接に接触している。

各チョーク分割片３１，４１を出退動作させるチョーク操作手段５は、各チョーク分割片３１，４１に内端を固着して外端側がフィードブロック２Ａの外側へ突出したねじ軸５１と、該ねじ軸５１の外端側の雄ねじ部５１ａに螺合した雌ねじ筒５２とで構成されている。そして、雌ねじ筒５２は、フィードブロック２Ａに固着された押さえバー２６によって内端の径大部５２ａが抜け止めされ、もって該フィードブロック２Ａに回転可能で且つ軸方向移動不能に保持されており、その捻回操作でねじ軸５１がチョーク分割片３１，４１と一体に軸方向移動するようになっている。

フィードブロック２Ａの前端の導出口２ａは周囲が凸部２８を形成しており、該凸部２８を連結用プレート２４の後面の凹陥部２４ｂに嵌合すると共に、該連結用プレート２４の前面の凸部２４ａを単層Ｔダイ１の後端の凹陥部１ａに嵌合し、フィードブロック２Ａと単層Ｔダイ１とを該連結用プレート２４を介して連結一体化することにより、導出口２ａがに連通接続する。なお、図１及び図２で示す２７は、フィードブロック２Ａの後端に固着された円板状の口金部材であり、主流路２１の導入口２ａを構成している。

上記構成の複層押出成形装置では、主流路２１に導入された溶融樹脂流Ｐ１に対し、該主流路２１の同位置における厚み方向両側の合流部２０，２０で、両側の副流路２２，２２から溶融樹脂流Ｐ２，Ｐ３が合流し、合流溶融樹脂流Ｐ１０として単層Ｔダイ１の押出流路１０へ送り込まれ、該単層Ｔダイ１で幅方向に展開されて押出口１１より所要幅の３層の複層フィルムＦとして押し出される。このとき、フィードブロック２Ａ内の主流路２１と各副流路２２との各合流部２０に、幅方向に同じ分割パターンで分割構成された主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４とが設けられているから、その各チョーク分割片３１，４１を個別に出退動作することにより、主流路１側及び副流路２側からそれぞれ合流する溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ３の厚みを、各チョーク分割片３１，４１に対応する幅方向の区間毎に増減調整できる。

しかして、各合流部２０においては、主流路チョークバー３は主流路２１に対して副流路２２側から出退動作するから、前記幅方向の区間単位で、副流路チョークバー４によって調整される副流路２２側の溶融樹脂流Ｐ２又はＰ３の増減に対応して、主流路２１側の溶融樹脂流Ｐ１を副流路２２側から狭めることができ、その狭めることで空いた合流部２０の空間領域に副流路２２側からの溶融樹脂流Ｐ２又はＰ３がそのままスムーズに入り込めるので、主流路２１側からの溶融樹脂流Ｐ１を押し退ける形にはならない。しかも、主流路２１が単層Ｔダイ１の押出流路１０に直線的に連通しており、主流路２１側からの溶融樹脂流Ｐ１は合流部２０で狭められても変化せずに一貫して単層Ｔダイ１の押出流路１０へ向かう直線的な流れを維持するから、この溶融樹脂流Ｐ１の流れに対して両副流路２２，２２側からの溶融樹脂流Ｐ２，Ｐ３が順流として干渉し合うことなく合流し、以降の合流溶融樹脂Ｐ１０は合流部２０，２０での融樹脂流Ｐ１〜Ｐ３の乱れのない積層状態を保ったまま単層Ｔダイ１の押出流路１０へ移動してゆく。

従って、この複層押出成形装置によれば、樹脂同士の流動特性の差や層同士の厚み差が大きい共押出しに適用した場合でも、両合流部２０，２０において主流路２１及び両副流路２２，２２を幅方向の区間単位で調整した流路断面形状が、押し出された積層フィルムＦの各層の幅方向の厚みに確実に反映することになる。そこで、設定した該流路断面形状と複層フィルムＦの各層の幅方向の厚みプロフィールとの相関から、得られる複層フィルムＦの各層の幅方向の厚みが均一になる流路断面形状を容易に且つ確実に見出すことができ、その見出された最適な流路断面形状を維持することにより、以降は幅方向の各層の厚みが均一な高品位の複層フィルムＦを安定的に連続して製造できる。

図３の仮想線は流路断面形状の調整例を示している。この場合、主流路チョークバー３の各チョーク分割片３１の突出量を流路幅方向の中央側のものほど大きくし、もって主流路２１の流路断面形状を流路幅方向の中空側ほど狭める一方、副流路チョークバー４の各チョーク分割片４１の突出量を流路幅方向の中央側のものほど小さくし、もって副流路２２の流路断面形状を流路幅方向の中空側ほど拡げる形にしている。なお、主流路２１と副流路２２の流路幅方向の各位置における拡縮の関係は、図３の仮想線による例示の如く概してチョーク分割片３１，４１の幅単位で一方側を狭めて他方側を拡げる形になるが、相互の流路断面の拡縮量は必ずしも一致しない。これは、溶融樹脂流Ｐ１，Ｐ２の流動特性及び供給圧力の違いや、両流路２１，２２間での流路幅方向の流路抵抗及び温度分布の差等により、製出する複層フィルムＦの各層の幅方向の厚みが影響を受けることによる。

上記第一実施形態では主層の両側に薄い表層を備える３層構造の複層フィルムＦの押出成形に適用する構成を例示したが、本発明の複層押出成形装置は、フィードブロックの流路設定によって２層構造又は４層以上の多層の複層フィルムＦの押出成形にも支障なく適用できる。

図４に示すフィードブロック２Ｂは、第二実施形態として主層の片側に薄い表層を備えた２層構造の複層フィルムＦを押出成形する複層押出成形装置に用いるもので、前記第一実施形態のフィードブロック２Ａにおける片側の副流路２２を除いた形態であり、単層Ｔダイ１の押出流路１０に直線的に連通する主流路２１と、該主流路２１に対して片側から斜めに合流する副流路２２とを備えている。そして、主流路２１と副流路２２との合流部２０には、第一実施形態と同様に、主流路２１に対して副流路２２側から出退動作する主流路チョークバー３と、副流路２２に対して出退動作する副流路チョークバー４とが設けられている。これら両チョークバー３，４は、第一実施形態と同様に、互いに同一の分割パターンで流路幅方向に５つに等分割されており、その各チョーク分割片３１，４１がチョーク操作手段５によって個別に出退動作できるようになっている（図３参照）。また、合流部２０における主流路２１の最小流路断面積は副流路２２の最大流路断面積よりも大きくなっている。

この第二実施形態の複層押出成形装置では、主流路２１に導入された溶融樹脂流Ｐ１に対し、合流部２０で副流路２２溶融樹脂流Ｐ２が合流し、合流溶融樹脂流Ｐ１０として単層Ｔダイ１の押出流路１０へ送り込まれ、該単層Ｔダイ１で幅方向に展開されて押出口１１より所要幅の２層の複層フィルムＦとして押し出される。このとき、フィードブロック２Ｂ内の合流部２０において、主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４の各チョーク分割片３１，４１を個別に出退動作することにより、主流路１側及び副流路２側からそれぞれ合流する溶融樹脂流Ｐ１，Ｐ２の厚みを、各チョーク分割片３１，４１に対応する幅方向の区間毎に増減調整できる。そして、主流路チョークバー３は主流路２１に対して副流路２２側から出退動作するから、前記幅方向の区間単位で、副流路チョークバー４によって調整される副流路２２側の溶融樹脂流Ｐ２の増減に対応して、主流路２１側の溶融樹脂流Ｐ１を副流路２２側から狭めることで空いた空間領域に副流路２２側からの溶融樹脂流Ｐ２がスムーズに入り込めると共に、主流路２１側からの溶融樹脂流Ｐ１は一貫して単層Ｔダイ１の押出流路１０へ向かう直線的な流れを維持するから、この溶融樹脂流Ｐ１に対して溶融樹脂流Ｐ２が順流として干渉し合うことなく合流し、以降の合流溶融樹脂Ｐ１０は乱れのない積層状態で単層Ｔダイ１の押出流路１０へ移動してゆく。

従って、この第二実施形態の複層押出成形装置においても、合流部２０において主流路２１及び副流路２２を幅方向の区間単位で調整した流路断面形状が、押し出された積層フィルムＦの各層の幅方向の厚みに確実に反映することになり、設定した該流路断面形状と複層フィルムＦの各層の幅方向の厚みプロフィールとの相関から、得られる複層フィルムＦの各層の幅方向の厚みが均一になる流路断面形状を容易に且つ確実に見出すことができ、以降は最適な流路断面形状を固定化して幅方向の各層の厚みが均一な高品位の複層フィルムＦを安定的に連続して製造できる。

本発明の複層押出成形装置においては、フィードブロックにおける主流路２１に対して複数本の副流路２２を合流させる構成において、各合流部を主流路２１における流路方向の異なる位置に設定してもよい。この場合でも、各副流路２の合流部２０毎に前記分割構成の主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４を第二実施形態の如く配置することにより、３層以上の複層フィルムＦとして、各層の幅方向の厚みが均一なものを確実に且つ安定的に製造することが可能となる。ただし、３層以上の多層の複層フィルムの押出成形では、一対あるいは複数対の副流路２２，２２を第一実施形態のように主流路２１に対して厚み方向両側から同位置で斜めに合流する形にすることにより、フィードブロックをコンパクトに機能的に構成できるという利点がある。

主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４は、第一及び第二実施形態では５つに等分割しているが、その分割数及び分割パターンは種々変更可能である。ただし、分割数については、副層フィルムの幅方向中央部と両側部との厚みプロフィールを設定する上で３分割以上にする必要がある。また、主流路チョークバー３と副流路チョークバー４の分割は、幅方向の分割区間単位で合流部２０の流路断面形状と副層フィルムの厚みプロフィールとの相関を検出する必要から、同一パターンに設定する必要がある。

なお、第一及び第二実施形態のように、主流路２１に対して傾斜配置した主流路チョークバー３の片側側面３ｂが副流路２２の片側流路壁をなす構造では、この主流路チョークバー３の先端前方が合流点となり、該チョークバー３にて主流路２１が断面調整された位置に副流路２２側からの溶融樹脂流Ｐ２又はＰ３がそのまま合流し、合流部２０における流れの相互干渉がより効果的に抑えられると共に、主流路チョークバー３による主流路２１の溶融樹脂流Ｐ１への抵抗が傾斜配置によって小さくなるという利点がある。また、一般的にフィードブロックは複数の金型部材を組み合わせて構成するが、実施形態の構造では、副流路２２に臨んで金型分離面を設定することにより、簡素で且つ機能的な部材構成に容易に設定できるという利点もある。

更に、第一及び第二実施形態のように、フィードブロック２Ａ，２Ｂの合流部２０における主流路２１の最小流路断面積は副流路２２の最大流路断面積よりも大きい場合、副流路２２側からの溶融樹脂流Ｐ２は主流路２１側からの溶融樹脂流Ｐ１よりも流量が少なくなって本来は乱され易いが、上記の両流路２１，２２と両チョークバー３，４の配置構成によって乱れが確実に抑えられるから、主層に対して薄い副層が積層した複層フィルムとして高品位のものを安定的に製造できる。

一方、チョーク操作手段５については、実施形態で例示した以外の種々の構造を採用できるが、実施形態のように各チョーク分割片３１，４１に内端を固着して外端側がフィードブロック２Ａの外側へ突出したねじ軸５１と、該ねじ軸５１の外端側の雄ねじ部５１ａに螺合した雌ねじ筒５２とで構成すれば、主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４の各チョーク分割片３１，４１の出退調整を容易に確実に行えると共に、フィードブロック２が構造簡単になる。

また、チョーク操作手段５として、その操作を機械的に制御してμｍ単位の微量調整を可能にする構成としてもよい。例えば、実施形態で例示した雌ねじ筒５２の回転をギヤ機構等を介して機械的に精密に駆動制御したり、チョーク分割片３１，４１に連結した押し軸に伝熱するヒーターを設け、該ヒーターの加熱による押し軸の熱膨張の度合でチョーク分割片３１，４１の進退量を微量調整することも可能である。

その他、本発明の複層押出成形装置では、フィードブロックと単層Ｔダイとの連結構造、フィードブロックにおける各流路の導入口の配置、フィードブロック及び単層Ｔダイの細部構成等について、実施形態以外に種々設計変更可能である。

本発明の複層押出成形装置は、単一のフィードブロックにより、各層の厚み比率及び樹脂材料が異なる複層フィルムついて、いずれも各層の幅方向の厚みが均一な高品位なものを安定的に押出成形できるから、同じフィードブロックと単層Ｔダイの組合せでも複数種の複層フィルム製品の製造に利用可能であるが、その組合せを変えることで更にフィルムの幅と総厚、層数、各層の厚み等が種々異なる多品種の複層フィルム製品の製造に対応できる。また、単一品種で量産が必要な複層フィルムについては、本発明の複層押出成形装置をパイロット装置として利用し、これによって判明したフィードブロックの合流部における最適な流路断面形状から、チョーク分割片３１，４１の隣接部の段差を均す形で非分割形態の主流路チョークバー及び副流路チョークバーを設計製作し、これら非分割形態のチョークバーを合流部に同様に組み込んだフィードブロックを用いて工業規模の量産を行うこともできる。

１単層Ｔダイ
１０押出流路
１１押出口
２Ａ，２Ｂフィードブロック
２０合流部
２１主流路
２２副流路
３主流路チョークバー
３ｂ外側側面
３１チョーク分割片
４副流路チョークバー
４１チョーク分割片
５チョーク操作手段
５１ねじ軸
５２雌ねじ筒
Ｆ複層フィルム
Ｐ１〜Ｐ３溶融樹脂流
Ｐ１０合流溶融樹脂流

Claims

単層Ｔダイの上流側にフィードブロックが連結され、複数の溶融樹脂流をフィードブロックで合流させ、その合流溶融樹脂を単層Ｔダイから押し出して複層フィルムを製出する複層押出成形装置において、
前記フィードブロックは、単層Ｔダイの押出流路に直線的に連通する偏平な主流路と、該主流路に対して同幅で斜めに合流する偏平な副流路とを備え、
該フィードブロックの前記主流路と副流路との合流部に、主流路に対して副流路側から出退動作して当該主流路の流路断面積を厚み方向に拡縮する主流路チョークバーと、副流路に対して出退動作して当該副流路の流路断面積を厚み方向に拡縮する副流路チョークバーとが設けられ、
前記主流路チョークバーと副流路チョークバーとが共に同一の分割パターンで幅方向に３以上に分割構成され、その各チョーク分割片を個別に出退動作させるチョーク操作手段を有することを特徴とする複層押出成形装置。
前記主流路チョークバーが副流路に沿って出退動作するように主流路に対して傾斜配置すると共に、この主流路チョークバーの外側側面が該副流路の幅方向に沿う片側流路壁を構成してなる請求項１に記載の複層押出成形装置。
前記主流路に対して複数本の副流路が合流し、各副流路の合流部毎に前記主流路チョークバー及び副流路チョークバーが配置してなる請求項１又は２に記載の複層押出成形装置。
前記主流路に対して少なくとも一対の副流路が該主流路の厚み方向両側から同位置で合流し、その厚み方向両側の合流部に各々対応して前記主流路チョークバー及び副流路チョークバーが配置してなる請求項３に記載の複層押出成形装置。
前記フィードブロックの合流部における主流路の最小流路断面積が副流路の最大流路断面積よりも大きく設定されてなる請求項１〜４の何れかに記載の複層押出成形装置。
前記チョーク操作手段は、前記各チョーク分割片に内端を固着して外端側がフィードブロックの外側へ突出したねじ軸と、該ねじ軸の外端側の雄ねじ部に螺合し、フィードブロックに回転可能で且つ軸方向移動不能に保持された雌ねじ筒とで構成され、該雌ねじ筒の捻回操作で前記ねじ軸を軸方向移動するように構成されてなる請求項１〜５の何れかに記載の複層押出成形装置。