JP2013043444A - 多層押出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィードブロック方式の多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多層フィルムが得られるものを提供する。
【解決手段】フィードブロック２Ａは、単層Ｔダイの押出流路に直線的に連通する偏平な主流路２１の複数箇所に、同幅の偏平な副流路２２…が斜めに合流する合流部Ｃ１〜Ｃ３を有する。１段目の合流部Ｃ１は、主流路２１に対して副流路２２側から出退して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とを備え、両チョークバー３，４が幅方向に３以上に分割構成されている。２段目以降の合流部Ｃ２，Ｃ３は、副流路２２に対して出退して流路断面積を厚み方向に拡縮する、幅方向に３以上に分割構成された副流路チョークバー５を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、３以上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３層以上の多層フィルムを製出するフィードブロック方式の多層押出成形装置に関する。

一般的に、多層押出成形装置では、例えば図８（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Ｐｎ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から所要幅の多層フィルム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、このような多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、多層フィルム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、共押出による多層押出成形では、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、樹脂粘度等に違いを生じて層厚に影響するため、製出する多層フィルム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多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Ｃ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Ｃ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１１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く、且つ積層数が多くなる場合には、各層の幅方向の厚みが均一な高品質の多層フィルムを製出することは極めて困難であった。例えば、近年において需要が増大しているリサイクルフィルムでは、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層で覆った形態であるが、再生樹脂とバージン樹脂との特性差が大きいため、前記提案手段において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様々に調整しても、その調整結果が単層Ｔダイから押し出される各層の断面形状にうまく反映せず、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。また、食品包装フィルム等として、包装品の種類に応じてガス遮断性、臭気遮断性、防湿性、熱封着性、表面滑性等の様々な機能層を含めると共に、親和性に乏しい樹脂層間に接着性層を介在させたりすることで、４〜７層といった多層形態になったものも一般化しているが、それだけ樹脂種による流動特性の開きも大きくなるから、共押出では各層の幅方向の厚みを均一にすることがより困難になる。

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く且つ積層数の多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高品質の多層フィルムを製出することが可能な多層押出成形装置を提供することを目的としている。

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の上流側に連結されるフィードブロック２Ａ〜２Ｃ内で３以上の溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ７を合流させ、その合流溶融樹脂Ｐｎを単層Ｔダイ１から押し出して多層フィルムＦを製出する多層押出成形装置において、フィードブロック２Ａ〜２Ｃ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を有すると共に、この主流路２１の流れ方向に離間した複数箇所に、該主流路２１に対して同幅の偏平な副流路２２…が斜めに合流する合流部Ｃ１〜Ｃ３が設けられ、上流側から１段目の合流部Ｃ１は、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２１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２２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とを備え、これら主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４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る一方、
２段目以降の合流部Ｃ２，Ｃ３は、副流路２２に対して出退動作して当該副流路２２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５を備えると共に、その副流路チョークバー５が幅方向に３以上に分割構成され、１段目の合流部Ｃ１の主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４と２段目以降の合流部Ｃ２，Ｃ３の副流路チョークバー５の各々分割構成された各チョーク分割片３１，４１，５１を個別に出退動作させるチョーク操作手段６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の多層押出成形装置において、１段目の合流部Ｃ１は、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の多層押出成形装置において、１段目の合流部Ｃ１は、主流路２１に対して厚み方向両側から合流する一対の副流路２２，２２を有し、各副流路２２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１〜４の何れかの多層押出成形装置において、主流路２１は２段目以降の各合流部Ｃ２，Ｃ３の下流側で流路断面積が厚み方向に拡大するように構成されてなる。

請求項５の発明は、上記請求項１〜５の何れかの多層押出成形装置において、チョーク操作手段６は、各チョーク分割片３１，４１，５１に内端を固着して外端側がフィードブロック２Ａ〜２Ｃの外側へ突出した摺動ロッド６１と、該摺動ロッド６１の外端側ねじ部６１ｂに螺合し、フィードブロック２Ａ〜２Ｃに回転可能で且つ軸方向移動不能に保持された中性ねじ筒６２とで構成され、該調整ねじ筒６２の捻回操作によって摺動ロッド６１が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。請求項１の発明に係る多層押出成形装置では、まずフィードブロック２Ａ〜２Ｃ内で設定された１段目の合流部Ｃ１において、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の溶融樹脂流Ｐ１に対し、同幅の偏平な副流路２２，２１より供給される溶融樹脂流Ｐ２，Ｐ３が斜めに合流するが、該主流路２１及び副流路２２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を備え、これらチョークバー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を個別に出退動作できるから、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、主流路チョークバー３は主流路２１に対して副流路２２側から出退動作し、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、その狭めることで空いた合流部Ｃ１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るから、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ず、しかも主流路２１側からの溶融樹脂流Ｐ１は合流部Ｃ１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、以降は溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ３が乱れなく重層した状態で２段目以降の合流部Ｃ２，Ｃ３へ向かう。

２段目以降の各合流部Ｃ２，Ｃ３では、それぞれ副流路２２より供給される溶融樹脂流Ｐ４〜Ｐ７が主流路２１の溶融樹脂流に対して斜めに合流するが、主流路２１の溶融樹脂流が乱れのないベース流を形成しているため、溶融樹脂流Ｐ４〜Ｐ７の各々は該ベース流の外側へ付加する形で干渉することなく重層すると共に、これら溶融樹脂流Ｐ４〜Ｐ７の各々も副流路チョークバー５の各チョーク分割片５１によって幅方向の区間毎に厚みを増減調整できる。従って、この多層押出成形装置によれば、合流部Ｃ１〜Ｃ３において幅方向の区間単位で調整した各流路の断面形状がＴダイ１より押し出された多層フィルムＦの各層の幅方向の厚みに確実に反映するから、該流路断面形状と多層フィルムＦの各層の幅方向の厚みプロフィールとの相関より、得られる多層フィルム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、この多層押出成形装置は、樹脂同士の流動特性の差や層同士の厚み差が大きく且つ積層数の多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多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、１段目の合流部Ｃ１において、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Ｃ１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〜２Ｃ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、１段目の合流部Ｃ１において、主流路２１に対して厚み方向両側から合流する一対の副流路２２，２２を有し、各副流路２２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、４層以上の多層フィルム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は２段目以降の各合流部Ｃ２，Ｃ３の下流側で流路断面積が厚み方向に拡大するから、これら２段目以降の各合流部Ｃ２，Ｃ３で供給される溶融樹脂流Ｐ４〜Ｐ７の各々が主流路２１の溶融樹脂のベース流に対してより円滑に重層する。

請求項５の発明によれば、チョーク操作手段６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４，５の各チョーク分割片３１，４１，５１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〜２Ｃが構造簡単になる。

本発明の第一実施形態に係る多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の仮想線円Ａ内の拡大図である。 図２のＸ−Ｘ線における上半部の断面矢視図である。 図２のＹ−Ｙ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多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。 本発明の第三実施形態に係る多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多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Ｚ−Ｚ線の縦断側面図である。

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。なお、この多層押出成形装置は、既述した図８で示す一般的なフィードブロック方式の多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８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。

第一実施形態の多層押出成形装置におけるフィードブロック２Ａは、図１及び図２に示すように、７層構造の多層フィルムの製造に適用するものであり、左右側板２６，２６間に、合流部Ｃ１〜Ｃ３の各々を構成する３つの合流部ユニット２０Ａ〜２０Ｃが一体的に組み込まれており、これら合流部ユニット２０Ａ〜２０Ｃを水平方向に貫通する形で、単層Ｔダイ１の押出流路１０（図８参照）に直線的に連通する水平方向に偏平な主流路２１が形成されている。また、合流部Ｃ１〜Ｃ３では、それぞれ主流路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を備えており、これら副流路２２…は主流路２１と同幅の偏平な形状を有している。そして、主流路２１には溶融樹脂流Ｐ１が、６つの副流路２２…には溶融樹脂流Ｐ２〜Ｐ７の各々が、それぞれ図示省略した溶融押出機を介してフィードブロック２Ａの外面側の導入口２ａより前段展開部２ｃを経て供給される。

そして、主流路２１の上流側から１段目の合流部Ｃ１では、該主流路２１と両側の各副流路２２との合流位置にそれぞれ、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２２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、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、図３で拡大して示すように後側面３ｂが副流路２２の幅方向に沿う片側流路壁を構成している。一方、副流路チョークバー４は、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。

この１段目の合流部Ｃ１における主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４は、図４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６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。

一方、主流路２１の上流側から２段目及び３段目の合流部Ｃ２，Ｃ３では、各副流路２２に対して出退動作して当該副流路２２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５が設けられている。そして、この副流路チョークバー５は、１段目の合流部Ｃ１における副流路チョークバー４と同様構成であり，図５に示すように、流路幅方向に５つに等分割され、その各チョーク分割片５１がチョーク操作手段６によって個別に出退動作できると共に、隣接するチョーク分割片５１，５１同士が相互の側面でメタルタッチで直接に接触している。

ここで、合流部Ｃ１〜Ｃ３におけるチョークバー３〜５の各チョーク分割片３１，４１，５１を出退動作させるチョーク操作手段６は、図２，図４及び図５で示すように、ブロック本体部２０を軸方向移動自在に貫通し、内端側ねじ部６１ａを各チョーク分割片３１，４１，５１に螺着した摺動ロッド６１と、該摺動ロッド６１の外端側ねじ部６１ｂに螺合し、外形が略六角柱状をなす調整ねじ筒６２と、フィードブロック２Ａの外側に左右方向（流路幅方向）に沿って配置した帯板状の出退規制板２７及び押さえバー２８とで構成されている。なお、出退規制板２７と押さえバー２８は、各チョーク分割片３１，４１，５１に対応した配設孔２７ａ…，２８ａ…を備え、前者を内側にして重なった状態で左右左右側板２６，２６にねじ止めされている。

そして、各摺動ロッド６１は、中間に設けたフランジ部６１ｃを出退規制板２７の配設孔２７ａ内に配置すると共に、該外端側ねじ部６１ｂを含む先端側が押さえバー２８の配設孔２８ａを通して外側へ突出している。また、各調整ねじ筒６２は、基端側に摺動ロッド６１のフランジ部６１ｃよりも径大の円形フランジ部６２ａを備えており、該出退規制板２７と押さえバー２８との間に該円形フランジ部６２ａが挟まれて抜け止めされた状態で、摺動ロッド６１の外端側ねじ部６１ｂに螺合した六角柱状の先端側が押さえバー２８の配設孔２８ａを回転自在に挿通して外方突出している。従って、調整ねじ筒６２の捻回操作により、摺動ロッド６１がフランジ部６１ｃを出退規制板２７の配設孔２７ａ内にチョーク分割片３１，４１，５１と一体に軸方向移動する。なお、この軸方向移動は、摺動ロッド６１のフランジ部６１ｃが出退規制板２７の配設孔２７ａ内での移動可能な範囲に制限される。

一方、２段目及び３段目の合流部Ｃ２，Ｃ３を構成する合流部ユニット２０Ｂ，２０Ｃは略同様のサイズ及び形態であるが、図２に示すように、合流部Ｃ２，Ｃ３の各々の主流路２１の下流側の流路断面積が上流側に対して厚み方向に拡大している。

しかして、上記構成のフィードブロック２Ａは、前端の導出口２ｂの周囲が凸部２９を形成しており、図８（ａ）（ｂ）の如く、該凸部２９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、単層Ｔダイ１に該連結用プレート２４を介して連結一体化することにより、該導出口２ｂを単層Ｔダイ１の押出流路１０に連通接続する。

上記第一実施形態の多層押出成形装置では、まず主流路２１に導入された溶融樹脂流Ｐ１に対し、両側の合流部Ｃ１の両側の副流路２２、２２から溶融樹脂流Ｐ２，Ｐ３が斜めに合流する。このとき、合流部Ｃ１の各副流路２２を挟む形で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が設けてあるから、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２１側及び副流路２２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。

すなわち、合流部Ｃ１の各副流路２２においては、主流路チョークバー３が主流路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Ｃ１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、以降は合流した溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ３が乱れなく重層した状態で主流路２１を通って２段目の合流部Ｃ２へ向かう。

２段目の合流部Ｃ２では、それぞれ両側の副流路２２，２２より供給される溶融樹脂流Ｐ４，Ｐ５が主流路２１の溶融樹脂流に対して斜めに合流するが、１段目の合流部Ｃ１から流れて来る主流路２１の溶融樹脂流が乱れのないベース流を形成しているため、溶融樹脂流Ｐ４，Ｐ５の各々は該ベース流の両外側へ付加する形で干渉することなく重層する上、両溶融樹脂流Ｐ４，Ｐ５の各々も副流路チョークバー５の各チョーク分割片５１によって幅方向の区間毎に厚みを増減調整できるから、以降は合流した溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ５が乱れなく重層した状態で主流路２１を通って３段目の合流部Ｃ３へ向かう。

そして、３段目の合流部Ｃ３においても、それぞれ両側の副流路２２，２２より供給される溶融樹脂流Ｐ６，Ｐ７が主流路２１の溶融樹脂流に対して斜めに合流するが、やはり２段目の合流部Ｃ２から流れて来る主流路２１の溶融樹脂流が乱れのないベース流を形成し、溶融樹脂流Ｐ６，Ｐ７の各々が該ベース流の両外側へ干渉することなく付加重層し、且つ両溶融樹脂流Ｐ６，Ｐ７の各々も副流路チョークバー５の各チョーク分割片５１によって幅方向の区間毎に厚みを増減調整できる。

なお、２段目及び３段目の合流部Ｃ２，Ｃ３では，それぞれ当該合流部Ｃ２，Ｃ３を境として主流路２１の下流側の流路断面積が上流側よりも厚み方向に拡大しているから、両側の副流路２２，２２からの溶融樹脂流Ｐ４，Ｐ５ならびに溶融樹脂流Ｐ６，Ｐ７が主流路２１のベース流に合流する際、その圧力で該ベース流を押しやるような作用が生じにくく、もって合流部Ｃ２，Ｃ３での乱れが確実に押さえられ、より安定した重層状態が得られる。

かくして、合流部Ｃ３を経て主流路２１を流れる合流溶融樹脂Ｐｎは、溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ７が乱れなく７層に重層した状態を保持して導出口２ｂへ向かい、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７層の多層フィルムＦとして押し出される。

このように、上記の多層押出成形装置では、フィードブロック２Ａの１段目の合流部Ｃ１で溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ３が乱れなく重層した安定なベース流を形成し、２段目及び３段目の合流部Ｃ２，Ｃ３では該ベース流の外側に溶融樹脂流Ｐ４，Ｐ５ならびに溶融樹脂流Ｐ６，Ｐ７を円滑に付加する形で重層させることができ、合流部Ｃ１〜Ｃ３の各々において幅方向の区間単位で調整した各流路の断面形状がＴダイ１より押し出された多層フィルムＦの各層の幅方向の厚みに確実に反映することから、該流路断面形状と多層フィルムＦの各層の幅方向の厚みプロフィールとの相関より、得られる多層フィルム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。従って、この多層押出成形装置は、樹脂同士の流動特性の差や層同士の厚み差が大きく、且つ例示した７層のように積層数の多い共押出しに適用しても、幅方向の各層の厚みが均一な高品位の多層フィルムを安定的に製造できる。

図４の仮想線は、１段目の合流部Ｃ１における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４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、主流路２１に導入する溶融樹脂流Ｐ１と副流路から供給される溶融樹脂流Ｐ２（Ｐ３）と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、製出する多層フィルムＦの各層の幅方向の厚みが影響を受けることによる。

図５の仮想線は、２段目の合流部Ｃ２又は３段目の合流部Ｃ３における流路断面形状の調整例を示している。これら２段目以降の合流部Ｃ２，Ｃ３では、得られる多層フィルムＦの該当層の幅方向の厚みを均一にする上で、概して図示のように 副流路チョークバー５の各チョーク分割片５１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するのが普通である。

上記第一実施形態ではフィードブロック２Ａ内の３箇所の合流部Ｃ１〜Ｃ３を介して７つの溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ７を合流させて共押出する構成を例示したが、本発明の多層押出成形装置はフィードブロック内の複数箇所の合流部によって３つ以上の溶融樹脂流を合流させて共押出する場合に広く適用できる。例えば、図６に示す第二実施形態のフィードブロック２Ｂは、５層構造の多層フィルムの製造に適用するものであり、前記第１実施形態のフィードブロック２Ａにおける１段目及び２段目の合流部Ｃ１，Ｃ２を構成する２つの合流部ユニット２０Ａ，２０Ｂが組み付けられ、５つの溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ５を合流させるようになっている。また、図７に示す第三実施形態のフィードブロック２Ｃは、６層構造の多層フィルムの製造に適用するものであり、前記第１実施形態のフィードブロック２Ａにおける１段目及び２段目の合流部Ｃ１，Ｃ２を構成する２つの合流部ユニット２０Ａ，２０Ｂに、３段目の合流部Ｃ３’を構成する合流部ユニット２０Ｄを組み付けた構造であるが、３段目の合流部Ｃ３’では主流路２１に対して片側のみに副流路２２を有しており、５つの溶融樹脂流Ｐ１〜Ｐ５を合流させるようになっている。その他、４層の共押出用として合流部ユニット２０Ａと２０Ｄを組合せたり、８層以上の共押出用として第一実施形態の合流部ユニット２０Ａ〜２０Ｃに更に合流部ユニット２０Ｄや一対の副流路を有する合流部ユニットを組み合わせることもできる。また、合流部ユニット２０Ｄのように主流路２１に対して片側のみに副流路２２を有する合流部を、３段以上の合流部における中間部に組み入れるようにしてもよい。

なお、１段目の合流部Ｃ１については、主流路２１に対して片側のみに複流路２２を有する構成（ただし、主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４を備える）も採用可能であるが、重層した溶融樹脂流を安定したベース流として２段目以降の合流部へ送る上で、主流路２１に対して両側に複流路２２，２２を有する構成が推奨される。

主流路チョークバー３及び副流路チョークバー４，５は、第一実施形態では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、１段目の合流部Ｃ１における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Ｃ１の流路断面形状と多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〜第三実施形態のように、１段目の合流部Ｃ１において、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Ｃ１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。

一方、チョーク操作手段６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３１，４１，５１に内端を固着して外端側がフィードブロック２Ａ〜２Ｃの外側へ突出した摺動ロッド６１と、該摺動ロッド６１の外端側ねじ部６１ｂに螺合した調整ねじ筒６２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４，５の各チョーク分割片３１，４１，５１の出退調整を容易に確実に行えると共に、フィードブロックが構造簡単になる。

また、チョーク操作手段６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調整ねじ筒６２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３１，４１，５１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３１，４１，５１の進退量を微量調整することも可能である。

その他、本発明の多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。

本発明の多層押出成形装置は、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多層フィルムついて、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多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多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多層フィルムについては、本発明の多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３１，４１，５１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〜２Ｃ フィードブロック
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
４，５ 副流路チョークバー
４１，５１ チョーク分割片
６ チョーク操作手段
６１ 摺動ロッド
６２ 調整ねじ筒
Ｃ１ １段目の合流部
Ｃ２ ２段目の合流部
Ｃ３，Ｃ３’ ３段目の合流部
Ｆ 多層フィルム
Ｐ１〜Ｐ７ 溶融樹脂流
Ｐｎ 合流溶融樹脂

Claims (5)

1. 単層Ｔダイの上流側に連結されるフィードブロック内で３以上の溶融樹脂流を合流させ、その合流溶融樹脂を単層Ｔダイから押し出して多層フィルムを製出する多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を有すると共に、この主流路の流れ方向に離間した複数箇所に、該主流路に対して同幅の偏平な副流路が斜めに合流する合流部が設けられ、
   上流側から１段目の合流部は、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を備え、これら主流路チョークバー及び副流路チョークバー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る一方、
   ２段目以降の合流部は、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を備えると共に、その副流路チョークバーが幅方向に３以上に分割構成され、
   前記１段目の合流部の主流路チョークバー及び副流路チョークバーと２段目以降の合流部の副流路チョークバーの各々分割構成された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多層押出成形装置。
2. 前記１段目の合流部は、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に記載の多層押出成形装置。
3. 前記１段目の合流部は、主流路に対して厚み方向両側から合流する一対の副流路を有し、各副流路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に記載の多層押出成形装置。
4. 前記主流路は、前記２段目以降の各合流部の下流側で流路断面積が厚み方向に拡大するように構成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の多層押出成形装置。
5. 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摺動ロッドと、該摺動ロッドの外端側ねじ部に螺合し、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調整ねじ筒とで構成され、該調整ねじ筒の捻回操作によって前記摺動ロッドが軸方向移動するように構成されてなる請求項１〜４の何れかに記載の多層押出成形装置。

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