JP2012139832A - 積層シートの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層シートの各層のシートの幅方向における厚みが実質的に均一な積層シートを製造することが可能な積層シートの製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】間隔をおいて配列された多数のスリットを有し、隣り合うスリットから異なる溶融材料を流出させことにより、異なる溶融材料が交互に積層された積層シートを製造する装置において、各溶融材料の第１マニホールド１４・１５と各スリット１６・１７の連通する部分に第２マニホールド１６ａ・１７ａがスリット１６・１７幅方向のすべてに設けられている装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、積層シートの製造装置および製造方法に関する。

複数種類の溶融材料を、それぞれの溶融材料を受け入れるそれぞれのマニホールドに供給し、各マニホールドから溶融材料を、複数の細孔や複数のスリットを通して流出させ、複数の溶融材料の層状の流れを形成し、複数種類の溶融材料の層状の流れを合流させて多層の溶融材料シートを形成し、このシートを、溶融材料の各層の積層方向と直交する方向（シートの幅方向）に延びるスリット状の口金から吐出させ、積層シートを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。口金から吐出された積層シートは、そのまま、あるいは、その後、延伸等の後処理が施され、多層フィルムとして用いられる。

この積層シートの製造装置の典型的な例が、図１に示される。図１において、積層シートの製造装置は、一方の溶融材料Ａが供給される溶融材料導入管１、他方の溶融材料Ｂが供給される溶融材料導入管２、溶融材料導入管１により供給された溶融材料Ａと溶融材料導入管２により供給された溶融材料Ｂからなる積層流を形成する多層フィードブロック３、形成された積層流が流れる導管４、導管４により供給された積層流の幅と厚みを所定の値に調整し、調整された積層流を吐出し、溶融材料Ａと溶融材料Ｂとが交互に積層された積層シートを形成する口金５、および、口金５から吐出された積層シート６を冷却し固化させるキャスティングドラム７からなる。キャスティングドラム７で固化した積層シートは、通常、未延伸フィルム８と呼称される。未延伸フィルム８は、通常、矢印ＮＳで示すように、延伸工程（図示せず）に送られ、一方向あるいは二方向に延伸され、多層フィルムとされる。

多層フィードブロック３は、その内部に、溶融材料導入管１に結合されるマニホールド、溶融材料導入管２に結合されるマニホールド、および、所定の間隔をもって配列された複数のスリット、各スリットを通過した各溶融材料の流れを合流させる合流部を有する。複数のスリットは、２つの群に分けられ、一方の群の複数のスリットは、溶融材料導入管１に結合されたマニホールドの出口に対し開口し、他方の群の複数のスリットは、溶融材料導入管２に結合されたマニホールドの出口に対し開口している。合流部の出口は、導管４に連通されている。

一般に、溶融材料導入管１と溶融材料導入管２にはそれぞれ屈折率の高い材料と屈折率の低い材料とを供給し、それぞれの材料を一定の厚みで交互に積層することで特定の波長の光を反射させるフィルムや、それぞれの材料の層の厚みをフィルム厚み方向に一定の割合で順次減少または増加させて積層することで、広い波長域の光を反射または透過させる特性を持ったフィルムが得られることが知られている。

本発明者の知見によると、このようなフィルムを得るには積層精度を高めることが重要であるが、上述の多層フィードブロックを用いて多層フィルムの成形を試みたところ、多層フィードブロックのスリット部を流れる溶融材料の経路長さの差の影響でフィルム幅方向の各層の厚みが均一にならずフィルム幅方向で反射または透過させる光の波長が異なフィルムとなることが判明した。

特許文献３は、上記問題を解決する方法として本発明者が提案したものである。その積層シートの製造装置に用いられる多層フィードブロックの一例が、図９に示される。図９において、多層フィードブロック内に形成されるマニホールドとスリット部の空間部が示されている。

図９において、多層フィードブロック１０１には、溶融材料Ａをブロック１０１内に導入する材料導入路１０２と溶融材料Ｂをブロック内に導入する材料導入路１０３が取り付けられている。多層フィードブロック１０１の内部には、材料導入路１０２が結合されるマニホールド１０４と材料導入路１０３が結合されるマニホールド１０５が設けられている。マニホールド１０４は、材料導入路１０２から導入された溶融材料Ａの流れを、多層フィードブロック１０１の積層方向（図９に示すＸ軸方向）の全幅に亘り誘導する。マニホールド１０５は、材料導入路１０３から導入された溶融材料Ｂの流れを、多層フィードブロック１０１の積層方向（図９に示すＸ軸方向）の全幅に亘り誘導する。

更に、多層フィードブロック１０１の内部には、所定の間隔１０８をもって配列された多数のスリットが設けられている。多数のスリットは、複数のスリット１０６からなるスリット群と複数のスリット１０７からなるスリット群からなる。スリット１０６とスリット１０７とは、間隔１０８を介して交互に配列されている。各スリット１０６と各スリット１０７のスリット通過方向（図９に示すＺ軸方向）の上流端部はそれぞれ逆方向に傾斜しており、各スリット１０６の入り口は、マニホールド１０４に結合されている。各スリット１０７の入り口は、マニホールド１０５に結合されている。すなわち、複数のスリット１０６からなるスリット群はマニホールド１０４に、複数のスリット１０７からなるスリット群はマニホールド１０５にそれぞれ連通している。

また、更に、多層フィードブロック１０１の内部には、各スリット１０６および各スリット１０７の出口部に結合された合流部（図示せず）が、設けられている。この合流部において、各スリット１０６の出口部から流出した溶融材料Ａの流れと各スリット１０７の出口部から流出した溶融材料Ｂの流れとが、交互に積層された溶融材料の積層流が形成される。

図１０は多層フィードブロック１０１のスリットが示される。スリット１０６およびスリット１０７のスリット通過方向の途中にはスリット間隙（図１０に示すＸ軸方向の寸法）が狭くなった狭小部１０９がスリット幅方向Ｄの全域に設けられており、マニホールド１０４および１０５から流入した溶融材料が狭小部１０９によりスリット通過方向の流れが規制されスリット幅方向に拡幅されることで狭小部を流れる溶融材料の流量がスリット幅方向で均一化されるため、スリット出口での溶融材料の流量が均一となる。

また、スリット板に形成されるスリット１０６、１０７および、狭小部１０９は、スリット幅方向の全幅にわたってスリット間隙が同一になるように製作されている。

しかしながら、本発明者が提案の上記技術による多層フィードブロックは、従来技術に比べ幅方向の各層の厚み均一性は向上するが、狭小部のスリット間隙が小さいため溶融材料の流量が多い場合や溶融材料の粘性が大きい場合は狭小部での圧力損失が大きくなり過ぎ、圧力によりスリットが変形し本来のスリット間隙を維持できずスリットを流れる材料の流量が変わってしまい結果的にフィルム幅方向で均一な層厚みに積層されない場合が発生する。また、狭小部の間隙が小さいため加工の少しの誤差でスリットを流れる流量が変わってしまったり、狭小部のスリット間隙が小さく加工が困難であるといった問題があった。

なお、図１０において、溶融材料Ａの流れに関与するスリット１０６の系列と溶融材料Ｂの流れに関与するスリット１０７の系列とは、同じ向きに図示されているが、図９を参照すれば分かるように、実際には、一方の系列は、他方の系列に対し、左右反転した関係にある。

特公昭５０−６８６０号公報 特開２００３−１１２３５５号公報 特開２０１０−１３７４４８号公報

本発明の課題は上述の問題を解決し、積層シートの幅方向における各層の厚みが実質的に均一な積層シートを製造することが可能な積層シートの製造装置および製造方法を提供することにある。

上記課題を達成するため、本発明の積層シートの製造装置は下記の構成を有する。

すなわち、複数種類の溶融材料を前記種類の数よりも多い層数の層を形成するように積層する積層シートの製造装置であって、前記各溶融材料をそれぞれ供給する複数の第１マニホールドと、前記各第１マニホールドのいずれかひとつと連通し、前記各第１マニホールド内に供給された前記溶融材料を前記各第１マニホールドから前記各層に対応してスリット通過方向に通過させる複数のスリットと、該複数のスリットを通過した各溶融材料を前記スリット通過方向に直交する積層方向に重ね合わせながら合流させる合流部とを備え、前記複数の第１マニホールドのいずれかに連通する前記各スリットについて、該各スリットの第１マニホールドと連通する部分に前記各スリットのスリット間隙よりも大きな積層方向寸法を有する第２マニホールドがスリット幅方向のすべてに設けられていることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。

スリットの第１マニホールドと連通する部分に第２マニホールドをスリットの幅方向のすべてに設けることで、第１マニホールドから遠い部分のスリットへ溶融材料が流れ易くなりスリットの第１マニホールドの近い側と遠い側の流量差が小さくなることにより、スリット幅方向の溶融材料の流量が均一となる。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記複数のスリットの各スリット間隙をＳ、前記第２マニホールドの積層方向の最大寸法をＴとしたとき、次式（１）を満足することを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。

２．５Ｓ ≦ Ｔ ≦ ５Ｓ 式（１）
第２マニホールドの積層方向の最大寸法Ｔがスリット間隙Ｓの２．５倍未満の場合には、溶融材料がスリット幅方向に十分拡幅されず結果的に幅方向で各層の厚みが不均一となってしまう場合がある。また、第２マニホールドの積層方向の最大寸法Ｔがスリット間隙Ｓの５倍より大きい場合には、第２マニホールドの積層方向の寸法が大きくなり過ぎ、積層数が多くなると装置が大型化してしまう、ほか、第２マニホールドが大きいと溶融材料の種類によっては滞留が発生し材料が熱劣化してしまうなどフィルムの品質に悪影響をおよぼす場合がある。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記第２マニホールドが第１マニホールドから離れるに従い下流方向に傾斜していることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。第２マニホールドを傾斜させることで、連通させる第１マニホールドを選択が簡単な構造でできる、ほか、スリットの第１マニホールドに近い側と遠い側との溶融材料の経路差が小さくなり、更にスリット幅方向の流量分布が向上する。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記第２マニホールドの断面積が前記第１マニホールドから離れるに従い小さくなっていることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。第２マニホールドの断面積を第１マニホールドから離れるに従い小さくすることで第２マニホールド内を流れる溶融材料の流速の低下を防ぐことにより、第１マニホールドに近いスリット部を流れる溶融材料の滞留時間と第１マニホールドから遠いスリット部を流れる溶融材料の滞留時間の差を小さくできる、また、第２マニホールドの第１マニホールドから最も遠い部分に発生する溶融材料の滞留部分を少なくできる。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記各スリットが放射状に積層配置されていることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。スリットに第２マニホールドを設けると隣接するスリットの距離が必要となり、多層フィードブロックの積層方向の寸法が大きくなるが、スリットを放射状に積層配置することで寸法を小さくできる。また、スリットとスリットの間に存在する隔壁の厚みは、スリット下流より上流部分で厚くなっており、第２マニホールドを設けても隔壁の強度が保たれる。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記各スリットのスリット間隙が合流部近傍で、合流部に向かって除々に大きくなっていることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。合流部近傍で合流部に向かってスリット間隙を除々に大きくすることで、スリットとスリットの間に存在する隔壁の厚みが薄くすることができ、スリットから流出する各溶融材料の合流点が安定し合流時の乱れを防止するとともに、隔壁先端部分の滞留を少なくすることができる。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記各スリットのスリット間隙が積層方向の最端部のスリットを除くスリットの一端から他端に向かって段階的あるいは連続的に変化していることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。

最端部を除く各スリットのスリット間隙を積層方向の一端から他端に向かって段階的あるいは連続的に変化させることで、表層を除くフィルムの厚み方向に層厚みが除々に変化する傾斜構造のフィルムを得ることができる。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記スリット幅方向の寸法Ｄが２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。

スリット幅方向の寸法Ｄが２０ｍｍ未満の場合、スリット形成部の強度不足を生じる場合があり、スリット幅が１００ｍｍを越えると高精度にスリットを加工することが困難となり、それにより幅方向の均一性が損なわれる。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記各第１マニホールドへ前記各溶融材料を供給するための材料導入口が複数個設けられていることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。

第１マニホールドへ溶融材料を供給するための材料導入口を複数個設けることで、スリットの数が多い場合でも溶融材料をスリットに均一に供給できる。

また、本発明の別の形態によれば、複数種類の溶融材料を前記種類の数よりも多い層数の層を形成するように積層する積層シートの製造方法であって、前記各溶融材料を複数の第１マニホールドを経由して、前記各第１マニホールドのいずれかひとつと連通し前記各層に対応してスリット通過方向に通過させる複数のスリットに供給し、該複数のスリットに供給された前記各溶融材料を前記スリット通過方向に直交する積層方向に重ね合わせながら合流させるに際し、前記複数の第１マニホールドのいずれかに連通する前記各スリットとして、該各スリットの第１マニホールドと連通する部分に前記各スリットのスリット間隙よりも大きな積層方向寸法を有する第２マニホールドがスリット幅方向のすべてに設けられているスリットを用いることを特徴とする積層シートの製造方法が提供される。

本発明において、溶融材料とは、たとえば、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレン・ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、脂環族ポリオレフィン樹脂、ナイロン６・ナイロン６６などのポリアミド樹脂、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート・ポリブチレンテレフタレート・ポリプロピレンテレフタレート・ポリブチルサクシネート・ポリエチレン−２，６−ナフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、４フッ化エチレン樹脂・３フッ化エチレン樹脂・３フッ化塩化エチレン樹脂・４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体・フッ化ビニリデン樹脂などのフッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリグリコール酸樹脂、ポリ乳酸樹脂、などを用いることができる。またこれらの熱可塑性樹脂としてはホモ樹脂であってもよく、共重合または２種類以上のブレンドであってもよい。また、各熱可塑性樹脂中には、各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、無機粒子、有機粒子、減粘剤、熱安定剤、滑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、屈折率調整のためのドープ剤などが添加されていてもよい。

本発明に係る積層シートの製造装置によれば、幅方向で各層の厚みが実質的に均一な積層シートを容易に製造することができる。

一般的に用いられており、かつ、本発明の実施形態としても用いられる積層シートの製造装置および製造工程を説明するための斜視図。 本発明の実施形態の積層シートの製造装置において用いられる多層フィードブロックの一例の分解斜視図。 図２の本発明の実施形態の多層フィードブロックにおけるスリット板、および、合流、排出路の正面図。 図３におけるＳ１−Ｓ１断面矢視図。 図４（ａ）におけるスリットの斜視図。 図３におけるＳ２−Ｓ２断面矢視図。 図５（ａ）におけるスリットの斜視図。 実施例１において用いられるスリットの各寸法関係を説明する図。 図６（ａ）におけるスリット間隙の寸法を説明する図。 比較例１において用いられるスリットの各寸法関係を説明する図。 図７（ａ）におけるスリット間隙の寸法を説明する図。 比較例２において用いられるスリットの各寸法関係を説明する図。 図８（ａ）におけるスリット間隙の寸法を説明する図。 従来の積層シートの製造装置に用いられる多層フィードブロックの内部空間（溶融材料の流路）を示す斜視図。 図９に示す従来の多層フィードブロックのスリットにおける溶融材料の流路を説明する図。 本発明の積層シートの製造装置を用いて得られた積層シートの模式断面図。

図２から図５は、本発明の積層シートの製造装置の一実施形態において用いられる多層フィードブロック３に関する図である。図２は、多層フィードブロック３を分解した状態の斜視図、図３は、図２のスリット板２０および合流部／排出路形成部材２０ａの正面図である。

図２において、多層フィードブロック３は、側板２１、側板２２、および、側板２１と側板２２とに挟まれたスリット板２０を有している。スリット板２０は、その下部に合流部１８と排出路１９を有する。

側板２１には、積層方向（図２のＸＺ平面においてスリットが形成される扇形状の周方向）に延びる溶融材料Ａ側の第１マニホールド１４が設けられ、第１マニホールド１４には、溶融状態の材料Ａ（溶融材料Ａ）を第１マニホールド１４内に供給する溶融材料導入路１２が複数結合されている。側板２２には、積層方向（図２のＸＺ平面においてスリットが形成される扇形状の周方向）に延びる溶融材料Ｂ側の第１マニホールド１５が設けられ、第１マニホールド１５には、溶融状態の材料Ｂ（溶融材料Ｂ）を第１マニホールド１５内に供給する溶融材料導入路１３が複数結合されている。

図３に示すように、スリット板２０には、その積層方向（図３のＸＺ平面においてスリットが形成される扇形状の周方向）に放射状に多数のスリット１６と多数のスリット１７とが、隔壁２０ａを介して設けられている。スリット１６とスリット１７とは、隔壁２０ａを介して、交互に位置する。各スリット１６の上部で第１マニホールド１４と接する部分に各スリット１６のスリット間隙よりも大きな積層方向寸法を有する第２マニホールド１６ａが、各スリット１７の上部で第１マニホールド１５と接する部分に各スリット１７のスリット間隙よりも大きな積層方向寸法を有する第２マニホールド１７ａが各スリットの全幅（図３の紙面垂直なＹ方向）に設けられている。各スリット１６、１７は、スリット板２０のある点を中心に放射状に、所定の長さで、スリット板２０に刻まれている。各スリット１６、１７および第２マニホールド１６ａ、１７ａの両側面は、スリット板２０の両側面に開口している。本実施形態では、スリット１６、１７を放射状に配置したが、図９に示すような、スリットが積層方向に平行に並んだ構成をもつ従来型の多層フィードブロックのスリットに第２マニホールドを設ける構成にしても良い。

スリット１６および第２マニホールド１６ａと、スリット１７および第２マニホールド１７ａはスリット幅方向に（図３の紙面垂直なＹ方向）互いに逆方向に傾斜しており、側板２１、スリット板２０および側板２２が組み立てられた状態において、各スリット１６上部の第２マニホールド１６ａは、第１マニホールド１４に直接開口し、各スリット１７上部の第２マニホールド１７ａは、第１マニホールド１５に直接開口した状態が形成される。また、各スリット１６と第２マニホールド１６ａの第１マニホールド１４に開口する部分以外の側面の開口は、側板２１、２２の壁面により閉鎖状態となり、各スリット１７と第２マニホールド１７ａの第１マニホールド１５に開口する部分以外の側面の開口は、側板２１、２２の壁面により閉鎖状態とされる。各スリット１６、１７の第２マニホールド１６ａ、１７ａは、第１マニホールド１４、１５に直接開口しており、各スリット１６は第２マニホールド１６ａを介して第１マニホールド１４と連通し、各スリット１７は第２マニホールド１７ａを介して第１マニホールド１５と連通している。

本実施形態では、第２マニホールドを傾斜させたが、必ずしも傾斜させる必要はなくスリット板と側板との間に、第２マニホールドの１つ置きに対応し第１マニホールドと第２マニホールドを連通する複数の穴が開いた板をスリット板の両側に配置する構成にしてもよい。

複数の溶融材料導入路１２は、図１に示す溶融材料導入管１に結合され、溶融材料導入管１から溶融材料Ａの供給を受ける。各溶融材料導入路１２から第１マニホールド１４内に供給された溶融材料Ａは、第１マニホールド１４内において、第１マニホールド１４の積層方向（図２のＸＺ平面においてスリットが形成される扇形状の周方向）に流動し、第１マニホールド１４内に充満する。第１マニホールド１４内の溶融材料Ａは、第１マニホールド１４に開口している各第２マニホールド１６ａの入り口から各第２マニホールド１６ａ内へと流入し、第２マニホールド１６ａの幅方向（図３の紙面垂直なＹ方向）に流動し、第２マニホールド１６ａに充満した後、連通するスリット１６内を流下し、各スリット１６の出口部から合流部１８に流出する。

複数の溶融材料導入路１３は、図１に示す溶融材料導入管２に結合され、溶融材料導入管２から溶融材料Ｂの供給を受ける。各溶融材料導入路１３から第１マニホールド１５内に供給された溶融材料Ｂは、第１マニホールド１５内において、第１マニホールド１５の積層方向（図２のＸＺ平面においてスリットが形成される扇形状の周方向）に流動し、第１マニホールド１５内に充満する。第１マニホールド１５内の溶融材料Ｂは、第１マニホールド１５に開口している各第２マニホールド１７ａの入り口から各第２マニホールド１７ａ内へと流入し、第２マニホールド１７ａの幅方向（図３の紙面垂直なＹ方向）に流入し、第２マニホールド１７ａに充満した後、連通するスリット１７内を流下し、各スリット１７の出口部から合流部１８に流出する。

合流部１８に流出した溶融材料Ａの各シート状の流れと溶融材料Ｂの各シート状の流れとは、合流部１８において、交互に積層され、積層流となる。この積層流は、排出路１９を流下する。排出路１９を流下する積層流における溶融材料Ａと溶融材料Ｂとの積層方向は、製造される積層シートの厚み方向に一致する。

排出路１９を流下した積層流は、図１に示す導管４を介して、口金５内に導入される。積層流は、口金５内で所定の方向（溶融材料Ａと溶融材料Ｂとの積層方向に直交する方向）に拡幅され、口金５から積層シート６として吐出され、吐出された積層シート６は、キャスティングドラム７の表面上で冷却固化され、未延伸フィルム８として次工程（例えば、延伸工程）に送られ、多層フィルム（図示略）に形成される。

図４（ａ）および図５（ａ）は図３におけるＳ１、Ｓ２断面を示す図であり、隔壁20ａを介して、スリット板２０の積層方向に隣り合って位置するスリット１６とスリット１７との関係が、図４（ｂ）および図５（ｂ）には、スリット１６とスリット１７の斜視図が拡大して示される。

各スリット１６または１７の上部には、積層方向（図４、５に示すＸ軸方向）の長さがＴの第２マニホールド１６ａおよび１７ａがスリット幅方向Ｄの全幅に設けてある。また、スリット出口部分には、スリット間隙Ｓが合流部１８に向かって除々に大きくなっている拡大部１６ｂおよび１７ｂがスリット幅方向Ｄの全幅に設けてある。

本実施形態では、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように第２マニホールド１６ａ、１７ａの下面を第１マニホールド１４、１５の下面（図４（ａ）および図５（ａ）のＺ方向下側）に合わせたが、必ずしも合わせる必要はない。

また、本実施形態では図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように第２マニホールド１６ａ、１７ａを構成するのにスリット１６および１７に対し両側に拡大したが、片方をスリット１６およびスリット１７の壁面で構成しもう一方の壁面のみ拡大する構成としてもよい。また、第２マニホールド１６ａおよび１７ａの形状は略五角形の形状となっているが、必ずしもこの形状にする必要はない。また、本実施形態では第２マニホールドの断面積をスリット幅方向で同一としたが、第１マニホールドから離れるに従い断面積が小さくなるように構成してもよい。

溶融材料Ａは図４（ａ）に矢印１４ａで示すように、第１マニホールド１４から各第２マニホールド１６ａ内へと流入する。流入した溶融樹脂Ａは第２マニホールド１６ａ内をスリット幅方向（図４に示すＹ軸方向）に流れ第２マニホールド１６ａに充満した後、スリット１６をスリット通過方向（図４に示すＺ軸方向）に流下することでスリット幅方向の溶融材料の流量が均一化される。

同様に、溶融材料Ｂは図５（ａ）に矢印１５ａで示すように、第１マニホールド１５から各第２マニホールド１７ａ内へと流入する。流入した溶融樹脂Ｂは第２マニホールド１７ａ内をスリット幅方向（図５に示すＹ軸方向）に流れ第２マニホールド１７ａに充満した後、スリット１７をスリット通過方向（図５に示すＺ軸方向）に流下することでスリット幅方向の溶融材料の流量が均一化される。

各スリット１６および１７を流下した溶融材料はスリット出口部の拡大部１６ｂおよび１７ｂで積層方向（図４、図５のＸ軸方向）に除々に拡大され隣り合うスリットから流下する溶融材料と合流するため、合流部における溶融材料の乱れの発生が防止できる。その結果、各スリットの出口部におけるスリット幅方向の各層の積層厚みのばらつきが小さく抑えられると共に、層間乱れの無い均一で高品位な積層構成の積層シートが得られる。

つまり、図１１に示すような良好な積層精度を有する積層シートやシートの幅方向において良好な均一性を有する積層シートが得られる。スリット１６および１７のスリット間隙Ｓは、製造しようとするフィルムが厚み方向に同じ層厚みを持つフィルムの場合、それぞれ同じ間隙でよいが、厚み方向に層厚みが傾斜したフィルムを作る場合、スリット間隙Ｓを積層方向（図３のＸＺ平面においてスリットが形成される扇形状の周方向）に沿って一端から他端に向かって段階的あるいは連続的に変化させることで、各スリットの圧力損失が変わり通過する溶融材料の流量が調整されることで達成できる。

図３に示した多層フィードブロック３を用いて、図１に示した積層シートの製造装置により、２軸延伸多層フィルムを製造し、本実施形態による効果を確認した。この効果の確認の具体例を次の実施例１〜３および比較例1〜２に示す。

なお、各測定値の測定法は、次の通りである。

（１）積層厚み、積層数、積層構造
フィルムの層構成は、ミクロトームを用いて断面を切り出したサンプルについて、電子
顕微鏡観察により求めた。すなわち、透過型電子顕微鏡Ｈ−７１００ＦＡ型（（株）日立製作所）を用い、加速電圧７５ｋｖでフィルムの断面を４００００倍に拡大観察し、断面写真を撮影し、層構成および各層厚みを測定した。なお、場合によっては、コントラストを高く得るために、公知のＲｕＯ４やＯｓＯ４などを使用した染色技術を用いても良い。

積層厚みの具体的な求め方を、説明する。前記の方法で撮影した断面写真の画像を、ＣａｎｏｎＳｃａｎＤ１２３Ｕを用いて画像サイズ７２０ｄｐｉで取り込んだ。画像をＪＰＥＧ形式で保存し、次いで画像処理ソフトＩｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ ｖｅｒ．４（販売元 プラネトロン（株））を用いて、このＪＰＥＧファイルを開き、画像解析を行った。画像解析処理は、垂直シックプロファイルモードで、厚み方向位置と幅方向の２本のライン間で挟まれた領域の平均明るさとの関係を、数値データとして読み取った。表計算ソフト（Ｅｘｃｅｌ２０００）を用いて、位置（ｎｍ）と明るさのデータに対してサンプリングステップ６（間引き６）、３点移動平均の数値処理を施した。さらに、この得られた周期的に明るさが変化するデータを微分し、ＶＢＡプログラムにより、その微分曲線の極大値と極小値を読み込み、隣り合うこれらの間隔を１層の層厚みとして層厚みを算出した。この操作を写真毎に行い、全ての層の層厚みを算出した。

（２）溶融粘度
回転式レオメーター ＭＲ−３００ソリキッドメーター（レオロジ製）を用いて動的粘弾性層測定を行った。測定には、平行円板（直径１８ｍｍ）を用い、窒素雰囲気下、２８０℃、振幅１°、せん断速度１５ｓ^−１での複素粘性率をせん断粘度とした。なお、実施例にて乾燥して製膜に用いた材料については、本測定においても同様の条件にて乾燥を行った。

（３）積層厚みムラの定義
フィルム幅方向中心から幅方向に対して等間隔に9箇所サンプリングし（１）に記載の手法でフィルム幅方向位置の各層の厚みを算出した。積層されている各層について、その最大厚みをｄｍａｘ、最小厚みをｄｍｉｎ、平均厚みをｄａｖとし、厚みムラを（ｄｍａｘ−ｄｍｉｎ）／ｄａｖとした。得られた各層の厚みムラの中で最も大きな値をフィルムの積層厚みムラとする。表1には、フィルムの積層厚みムラが０．０２未満のものを◎、０．０２以上０．０５未満のものを○、０．０５以上０．１未満のものを△、０．１以上のものを×とした。
［実施例１］
２種類の溶融材料Ａと溶融材料Ｂを準備した。溶融材料Ａとして、２８０℃における溶融粘度が１８０Ｐａ・ｓのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（東レ（株）製、Ｆ２０Ｓ）を用いた。溶融材料Ｂとして、２８０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓのシクロヘキサンジメタノールをエチレングリコールに対し３０ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレート（ＰＥ／ＣＨＤＭ・Ｔ）（イーストマン社製、ＰＥＴＧ６７６３）を用いた。これら溶融材料ＡおよびＢは、それぞれ乾燥した後、押出機に供給した。

溶融材料ＡおよびＢは、それぞれ、押出機にて温度２８０℃の溶融状態とし、溶融材料Ａ／溶融材料Ｂの吐出比が１／１となるようギヤポンプで計量しフィルタを介した後、それぞれの導入管より多層フィードブロックに導入した。多層フィードブロックとしては、図６（ａ）に第１マニホールド１４（１５）とスリット１６（１７）の主要部のサイズ（単位：ｍｍ）、第２マニホールドの積層方向の寸法、および、第２マニホールド下流のスリット間隙は図６（ｂ）に示すように、第２マニホールドの積層方向の寸法を３ｍｍ、長さを５ｍｍ、第２マニホールド下流のスリット間隙を０．８ｍｍ、スリット出口の拡大部の長さを１．５ｍｍとし、スリット出口で間隙が２ｍｍとなるよう設定した、溶融材料Ａが導入されるスリット数が１０１個、溶融材料Ｂが導入されるスリット数が１００個の総積層数２０１となる装置を用いた。

多層フィードブロックで積層完了後、得られた溶融材料の積層された流れを、図１に示したＴダイ５に供給し、シート状に成形した後、静電印加（直流電圧８ｋＶ）された表面温度２５℃のキャスティングドラム７上で急冷固化し未延伸フィルムを得た。

得られた未延伸フィルムを逐次二軸延伸機に導き、温度１００℃で縦方向（フィルム長手方向）に３．５倍で縦延伸した後、テンターに導き１０５℃で横方向（フィルム幅方向）に３．５倍で横延伸した。更に、温度２３０℃の熱風にて熱処理を行うと同時に縦方向に５％の弛緩処理を行い、引き続き横方向にも５％の弛緩処理を行って、室温まで除冷後両端のエッジ部分をトリミングして巻き取った。得られたフィルムは、幅６００ｍｍ、厚み１８μｍで、ＰＥＴとＰＥ／ＣＨＤＭ・Ｔが交互に２０１層積層されたものであり、フィルムの幅方向の積層厚みムラは非常に良好で、層間の乱れのよる反射ムラの無く良好なものであった。結果について、表１に示す。

［実施例２］
図６（ａ）および図６（ｂ）の各寸法を表１に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして多層フィルムを製造した。スリット部の寸法、および積層厚みムラの結果をまとめたものを表１に示す。
［実施例３］
図６（ａ）および図６（ｂ）の各寸法を表１に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして多層フィルムを製造した。スリット部の寸法、および積層厚みムラの結果をまとめたものを表１に示す。
［比較例１］
多層フィードブロックとして、第２マニホールドの無い従来のスリットで構成された積層装置を用いた。スリットの主要寸法は図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、第２マニホールドが無い以外は実施例１と同様に、溶融材料Ａが導入されるスリット数が１０１個、溶融材料Ｂが導入されるスリット数が１００個の総積層数２０１となる装置を用いて、実施例１と同様にして多層フィルムを製造した。フィルム幅方向の積層厚みムラは、装飾用途などに使用するフィルムとしては十分であったが、要求性能が高い工業材料などに使用するフィルムとしては問題があった。スリット部の寸法、および積層厚みムラの結果をまとめたものを表１に示す。
［比較例２］
多層フィードブロックとして、本発明者が提案の図９および図１０に示す積層装置を用いた。スリットの主要寸法は図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、狭小部のスリット間隙を０．３ｍｍ、狭小部のスリット長さを５ｍｍとし、溶融材料Ａが導入されるスリット数が１０１個、溶融材料Ｂが導入されるスリット数が１００個の総積層数２０１の装置を用いて、実施例１と同様にして多層フィルムを製造した。フィルム幅方向の積層厚みムラは比較例１に比べ大幅に改善したが、まだ十分ではなかった。スリット部の寸法、および積層厚みムラの結果をまとめたものを表１にしめす。

表１から分かるように、本実施形態によれば、積層フィルムの幅方向における積層厚みの均一性が向上することで均質な積層フィルムが得られる。

なお、上記実施例においては、２種類の溶融材料の積層シートあるいは多層フィルムを製造する場合について説明したが、３つ以上のマニホールドとそれらに対応する各スリット列を有する場合においても、そのうちの少なくとも２種類の溶融材料（つまり、少なくとも２個のマニホールドとそれらに対応する２つのスリット列）について、本実施形態を適用することにより、上記実施例の場合と同様の効果が得られる。

本発明により製造される積層シートは、複数種類の溶融材料（例えば、溶融樹脂あるいは溶融ポリマー）が、この種類の数よりも多い数の複数の層に積層された後、溶融材料が固化して形成されたものである。本発明により製造された積層シートは、あらゆる用途に用いられるものであるが、特に高い積層精度が要求される用途に好適である。本発明により製造された積層シートのある種のものは、各層の層厚みが精度良く変化していることによる光学的な特徴を有し、広帯域の干渉反射フィルム、屈折率制御フィルム、層厚みがナノオーダーの積層フィルムとして好ましく用いられる。

１：溶融材料Ａが供給される溶融材料導入管
２：溶融材料Ｂが供給される溶融材料導入管
３：多層フィードブロック
４：積層流が流れる導管
５：口金（Ｔダイ）
６：積層シート
７：キャスティングドラム
８：未延伸フィルム
１２、１３：溶融材料樹脂導入路
１４：溶融材料Ａ側の第１マニホールド
１５：溶融材料Ｂ側の第１マニホールド
１６、１７：スリット
１６ａ、１７ａ：第２マニホールド
１８：合流部
１９：排出路
２０：スリット板
２０ａ：隔壁
２１、２２：側板
１０１：多層フィードブロック
１０２、１０３：樹脂導入路
１０４：樹脂Ａ側のマニホールド
１０５：樹脂Ｂ側のマニホールド
１０６、１０７：スリット
１０８：隔壁
１０９：狭小部
Ｘ：積層方向
Ｙ：スリット幅方向
Ｚ：スリット通過方向

Claims (10)

1. 複数種類の溶融材料を前記種類の数よりも多い層数の層を形成するように積層する積層シートの製造装置であって、前記各溶融材料をそれぞれ供給する複数の第１マニホールドと、前記各第１マニホールドのいずれかひとつと連通し、前記各第１マニホールド内に供給された前記溶融材料を前記各第１マニホールドから前記各層に対応してスリット通過方向に通過させる複数のスリットと、該複数のスリットを通過した各溶融材料を前記スリット通過方向に直交する積層方向に重ね合わせながら合流させる合流部とを備え、前記複数の第１マニホールドのいずれかに連通する前記各スリットについて、該各スリットの第１マニホールドと連通する部分に前記各スリットのスリット間隙よりも大きな積層方向寸法を有する第２マニホールドがスリット幅方向のすべてに設けられていることを特徴とする積層シートの製造装置。
2. 前記複数のスリットの各スリット間隙をＳ、前記第２マニホールドの積層方向の最大寸法をＴとしたとき、次式を満足することを特徴とする請求項１に記載の積層シートの製造装置。
   ２．５Ｓ ≦ T ≦ ５S
3. 前記第２マニホールドが第１マニホールドから離れるに従い下流方向に傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の積層シートの製造装置。
4. 前記第２マニホールドの断面積が前記第１マニホールドから離れるに従い小さくなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層シートの製造装置。
5. 前記各スリットが放射状に積層配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層シートの製造装置。
6. 前記各スリットのスリット間隙が合流部近傍で、合流部に向かって除々に大きくなっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の積層シートの製造装置。
7. 前記各スリットのスリット間隙が積層方向の最端部のスリットを除くスリットの一端から他端に向かって段階的あるいは連続的に変化していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の積層シートの製造装置。
8. 前記各スリットのスリット幅が２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の積層シートの製造装置。
9. 前記各第１マニホールドへ前記各溶融材料を供給するための材料導入口が複数個設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の積層シートの製造装置。
10. 複数種類の溶融材料を前記種類の数よりも多い層数の層を形成するように積層する積層シートの製造方法であって、前記各溶融材料を複数の第１マニホールドを経由して、前記各第１マニホールドのいずれかひとつと連通し前記各層に対応してスリット通過方向に通過させる複数のスリットに供給し、該複数のスリットに供給された前記各溶融材料を前記スリット通過方向に直交する積層方向に重ね合わせながら合流させるに際し、前記複数の第１マニホールドのいずれかに連通する前記各スリットとして、該各スリットの第１マニホールドと連通する部分に前記各スリットのスリット間隙よりも大きな積層方向寸法を有する第２マニホールドがスリット幅方向のすべてに設けられているスリットを用いることを特徴とする積層シートの製造方法。

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