JP2014058069A - 多層帯状体の製造装置および多層帯状体 - Google Patents

Abstract

【課題】幅方向端部の膜離れの問題の生じにくい多層帯状体の製造装置を、低コストで得る。
【解決手段】複数台の押出機によって溶融状態で押し出された複数種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを積層方向に合流して積層体４０を形成し、該積層体４０を延伸成形することによって多層帯状体を製造する多層帯状体の製造装置１２において、前記溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを合流して該積層体４０を形成する合流部Ｊを備え、該合流部Ｊに、該複数種の溶融素材Ａ、Ｂ、Ｃのうちの一部の素材（例えば溶融樹脂Ａ）を分岐させて該積層体４０の幅方向の端部に導くサイド流路５０Ａを形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層帯状体の製造装置および多層帯状体に関する。

例えば、ラミネータライン、キャストフィルムライン、シート成形ラインのように、複数種のフィルム状（あるいはシート状）の溶融素材を合流させ、押出ダイから延伸しながら押し出して、多層の帯状体（製造対象物）を製造する多層帯状体の製造装置が、多くの分野で活用されている。

押出ダイから押し出された多層帯状体の幅は、一般に、押出幅よりも狭くなり、かつ多層帯状体の幅方向両端部の膜厚が中央部の膜厚に比べて厚くなる。この現象は、いわゆるネックイン現象と呼ばれ、多層帯状体の幅方向両端部の成形が不安定となって、膜揺れや膜幅変動の要因となり、ときに、多層帯状体の破断の要因ともなることもある。

そこで、特許文献１においては、樹脂膜の幅方向の両端部を成形する樹脂として、幅方向中央部の樹脂よりも、「伸長粘度」の大きい樹脂や、「ＭＦＲ」の小さい樹脂を使用する構成を開示している。

特開２００２−２４０１２６号公報

しかしながら、このように幅方向中央部に対して端部に物性の異なる素材を接合するというのは、中央部の溶融樹脂を生成する本来の押出機のほかに、両端部の溶融樹脂を生成する押出機の設備を「別途用意する」必要があることを意味し、コストの上昇が大きいという問題があった。

本発明は、このような従来の実情や問題に鑑みてなされたものであって、幅方向端部の膜離れの問題の生じにくい多層帯状体の製造装置を、低コストで得ることをその課題としている。

本発明は、複数台の押出機によって溶融状態で押し出された複数種の溶融素材を積層方向に合流して積層体を形成し、該積層体を延伸成形することによって多層帯状体を製造する多層帯状体の製造装置において、前記溶融素材を合流して前記積層体を形成する合流部を備え、該合流部に、前記複数種の溶融素材のうちの一部の素材を分岐させて前記積層体の幅方向の端部に導くサイド流路を形成したことにより、上記課題を解決したものである。

本発明は、複数台の押出機によって溶融状態で押し出された複数種の溶融素材を積層方向に合流して積層体を形成し、該積層体を延伸成形することによって得られる多層帯状体であって、前記複数種の溶融素材のみで構成され、前記積層体の幅方向の中央部の層数をＮ、端部の層数をｎとしたとき、Ｎが２以上の整数であって、かつ、ｎ≦Ｎ−１が成立していることを特徴とする多層帯状体と捉えることもできる。

本発明によれば、幅方向端部の膜離れの問題の生じにくい多層帯状体の製造装置、あるいは多層帯状体を、低コストで得ることができる。

本発明の多層帯状体の製造装置の実施形態の一例における積層体形成アッセンブリの（一部に部分拡大斜視図を含む）分解斜視図 図１の積層体形成アッセンブリを組み立てた斜視図 図１の製造装置における樹脂の合流状態を示す斜視図 上記製造装置において製造される多層帯状体の幅方向断面（図３矢視ＩＶ方向から見た断面）のバリエーションを模式的に示した断面図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る多層帯状体（この実施形態では、ラミネートフィルム）の製造装置１２に於ける積層体形成アッセンブリ１４の（一部に部分拡大斜視図を含む）分解斜視図、図２は、該積層体形成アッセンブリ１４を組み立てた状態の斜視図である。

積層体形成アッセンブリ１４は、図示せぬ３台の押出機によって溶融状態で押し出された３種（複数種）の溶融樹脂（溶融素材）Ａ、Ｂ、Ｃを積層方向に合流し、所定の厚みの積層体４０（図３参照：後述）を形成する。積層体４０は、その後、押出ダイアタッチメント１８およびローラ（図示略）によって所定の厚みに延伸成形されることによって、製造対象物である多層帯状体（図示略）とされる。なお、この実施形態における溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃのうち、もっとも成形性のよい素材は、溶融樹脂Ａである。

この実施形態に係る積層体形成アッセンブリ１４は、流入ユニット２２、積層順制御ユニット２４、合流ユニット２６、および流出ユニット２８から主に構成されている。

流入ユニット２２は、押出機から押し出されてきた３種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ受け入れる３個の流入口２２Ａ〜２２Ｃを備える。

積層順制御ユニット２４は、流入ユニット２２に流入されてきた３種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃが所定の並びとなるように該溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃの流路が形成されている。この実施形態では、積層順制御ユニット２４は、台座ブロック２４Ａと、該台座ブロック２４Ａに対して着脱自在な積層順変換ブロック２４Ｂとで構成されている。これにより、積層順変換ブロック２４Ｂのみの変更により、積層順を任意に変更することができる。

合流ユニット２６は、本実施形態に係る多層帯状体の製造装置１２の「合流部Ｊ」を構成するもので、台座ブロック２６Ａと、該台座ブロック２６Ａに着脱自在に組み付けられるアタッチメントブロック２６Ｂと、で構成されている。合流ユニット２６は、溶融素材Ａ、Ｂ、Ｃを合流して厚みのある積層体４０を形成する。合流ユニット２６によって構成される「合流部Ｊ」の構成については、後に詳述する。

流出ユニット２８は、合流ユニット２６から流出されてきた積層体４０を押出ダイアタッチメント１８側に送る排出路２８Ａを備える。

前記押出ダイアタッチメント１８は、積層体形成アッセンブリ１４の下部に設けられており、厚みのある積層体４０を薄くて幅広の多層帯状体に延伸するものである。なお、押出ダイアタッチメント１８の後段には、図示せぬ押出ダイ、および複数のローラを用いた公知の冷却ライン（図示略）が付設されている。

ここで、合流部Ｊを構成する合流ユニット２６について、より具体的に説明する。

前述したように、この実施形態では、合流ユニット２６は、溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを合流して厚みのある積層体４０を形成するもので、台座ブロック２６Ａと、アタッチメントブロック２６Ｂとで構成されている。

合流ユニット２６の台座ブロック２６Ａは、アタッチメントブロック２６Ｂが組み込まれるＶ字状の凹部２６Ａ１を備える。アタッチメントブロック２６Ｂは、全体が該凹部２６Ａ１に対応した形状とされ、台座ブロック２６Ａに着脱自在に組み付けられるようになっている。

このアタッチメントブロック２６Ｂは、台座ブロック２６Ａの凹部２６Ａ１と一体化されることによって積層順制御ユニット２４から送られてくる溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃをプレート状に整形しながら合流させる機能を備える。アタッチメント形式とされているため、多様な積層態様に該アタッチメントブロック２６Ｂを取り換えるだけで対応することができる。

なお、本実施形態においては、合流ユニット２６は、その台座ブロック２６Ａの凹部２６Ａ１の形状がＶ字状とされると共に、アタッチメントブロック２６Ｂの形状が該Ｖ字に対応した逆三角形状とされている。しかし、合流ユニットは、要は、溶融樹脂の合流機能を果たすものであればよく、例えば、その台座ブロックの凹部の形状はＵ字状とされていてもよく、具体的な形状等は本実施形態の形状に限定されない。

台座ブロック２６Ａの凹部２６Ａ１の下側には、接合部２６Ａ２が連続して形成されている。この接合部２６Ａ２にて、合流された溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃが接合されて積層体４０が形成される。この実施形態の積層体４０は、３層である（製品対象物である多層帯状体も同じ）。

アタッチメントブロック２６Ｂは、図１の円内の要部拡大図と図３に示されるように、３種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃの流路５０、５２、５４のうち、積層体４０の最も表面側に積層される溶融樹脂Ａの流路５０に堰部２６Ｂ１を備えている。この堰部２６Ｂ１は、溶融樹脂Ａの流路５０を分岐させて積層体４０の幅方向の端部に導くためのサイド流路５０Ａを形成している。すなわち、このサイド流路５０Ａは、積層体４０の最も表面側の溶融樹脂Ａの流路５０の一部が分岐して溶融樹脂ＢおよびＣの端部にまで回り込むことにより、積層体４０全体の端部が１種の溶融樹脂Ａのみによって構成されるように機能している。

次に、この多層帯状体の製造装置１２の作用を説明する。

この実施形態に係る多層帯状体は、３層のラミネートフィルムであるため、先ず、該多層帯状体を構成することになる溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃが、図示せぬ３台の押出機によって溶融・生成される。

３種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃは、流入ユニット２２の３個の流入口２２Ａ〜２２Ｃから積層体形成アッセンブリ１４内に流入される。積層体形成アッセンブリ１４内に流入された溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃは、積層順制御ユニット２４によって形成しようとする多層帯状体の積層順に並べられる。この例では、製造対象物である多層帯状体に要求される特性から、溶融樹脂Ａが、最も表面側に、溶融樹脂Ｃが最も裏面側に、溶融樹脂Ｂが積層方向中央に流入される。

所定の積層順に並べられた３種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃは、合流部Ｊを構成する合流ユニット２６に入り、ここで、プレート状に整形された上で合流される（図３参照）。この合流の段階で、３種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃのうち、最も表面側に積層される溶融樹脂Ａの流路５０一部が、合流ユニット２６内に形成されたサイド流路５０Ａに分岐され、溶融樹脂Ｂ、Ｃの端部、すなわち積層体４０の幅方向の端部に導かれる。

この結果、図４の（Ａ）に模式的に示されるように、積層体４０の幅方向端部は、該積層体４０の最も表面側に積層される溶融樹脂Ａのみによって構成されることになる。このようにして形成された積層体４０は、台座ブロック２６Ａの接合部２６Ａ２を経て流出ユニット２８に流れていく。

流出ユニット２８の下流側には、押出ダイアタッチメント１８が設けられており、積層体４０は、ここで薄く延伸成形される。このとき、不可避的にネックイン現象が発生するが、この実施形態では積層体４０の幅方向端部に成形性のよい溶融樹脂Ａが配置されているため、当該ネックイン現象の発生を極小に抑えることができ、良好な延伸特性を得ることができる。

また、この実施形態においては、積層体４０の幅方向端部に、３種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃのうちの（最も正面側の）溶融樹脂Ａがそのまま延在されている。そのため、３種の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃのいずれとも物性の異なる別の樹脂を端部に用いる場合と比べて、幅方向中央部の溶融樹脂Ａ、Ｂ、Ｃと端部（耳部）の溶融樹脂Ａとの膜離れは生じにくい。

しかも、当該端部の素材として、別途の素材を用意するのではなく、帯状体自体を構成する本来の素材を用いるようにしているため、端部用の溶融樹脂を生成するための押出機を別途用意する必要がなく、製造装置の低コスト化を図ることができる。

なお、上記実施形態においては、多層帯状体が３層であり、かつ積層体４０の最も表面側に位置する溶融樹脂Ａを、多層帯状体の幅方向端部を構成することになる素材として採用していたが、本発明においては、積層体のどの位置にある溶融素材を端部の素材として採用するかについては、特にこの構成に限定されない。

幅方向端部を構成する素材の選定指針は、いくつかある。

第１の選定指針は、延伸性（成形性）の考慮である。

多層帯状体を構成する複数種の溶融素材のうち、延伸性の良好な素材を、端部に配置する素材として選択するのが好ましい。この選択は、特に、ネックイン現象の発生を最小限に抑えることに寄与する。

第２の選定指針は、積層方向の配置位置の考慮である。

好ましくは、最も表面側、あるいは最も裏面側に積層される素材を端部に配置する素材として選択するのが好ましい。これにより、特に、いわゆる膜離れの発生を効果的に抑えることができる。

なお、膜離れの防止に着目したときに、最も有効となり得る構成は、例えば図４（Ｂ）に示されるように、積層体７０の最も表面側に積層される溶融樹脂Ｄおよび最も裏面側に積層される溶融樹脂Ｆの２種の溶融素材を積層したものを、当該積層体７０の幅方向端部の素材として採用することである。この構成では、結果として多層帯状体の表面および裏面に中央部７１と端部７２との素材の境界が全く現れないため、ほぼ完全に膜切れを防止することができる。また、この構成を採用した場合は、後処理で幅方向端部を切断するときに、最終製品の幅方向寸法に対して端部切断前の幅方向寸法をぎりぎりまで小さくでき、切断による廃棄量を小さくできるというメリットも得られる。これは、本来の多層となっている中央部７１と２層のみとなっている端部７２との境界が、少なくとも外観上は全く現れていないことから、切断位置が多少ずれても製品の外観上に影響しないためである。さらには、多層帯状体の端部に外観上境界が現れないことを利用して、切断位置を２層の位置Ｘ１に定めることにより、該溶融樹脂Ｅを表裏面の溶融樹脂Ｄ、Ｆで保護する機能を端部切断後においても維持させるようにすることも可能である。この構成は、例えば、内部の溶融樹脂Ｅが空気に触れると変質し易い性質があったような場合に、有効である。このように、積層方向の配置位置の考慮は、端部の素材の選択に大きく影響する。また、以上の説明で明らかなように、本発明では、幅方向端部の素材は、必ずしも１種の素材である必要はない。

第３の選定指針は、他の素材との馴染み特性の考慮である。

膜離れを起こしにくいという観点で、他の溶融樹脂との馴染み特性を考慮するのは有効である。すなわち、最も馴染みの良い組み合わせという選定指針で、端部にどの溶融樹脂を用いるかを決めても良い。

第４の選定指針は、経済性の考慮である。

特に、切断したときにリサイクルが困難なときは、できるだけ安価な素材を端部の素材として採用するのが好ましい。尤も、例えば、図４（Ａ）の溶融樹脂Ａ、Ｂ、ＣのうちのＡや、図４（Ｃ）の溶融樹脂Ｇ、Ｈ、Ｉ、ＫのうちのＩの例のように、端部の素材として「１種」の素材を採用した場合には、切断した端部のリサイクルが容易である。このため、経済性の選択の自由度を大きく広げることができる。換言するならば、端部の素材を１種とすることにより、製品としての帯状体は「多層」であり、かつ専用の端部素材を用いていないにも拘わらず、リサイクルによる回収が容易にできるようになる。これにより、例えば、素材自体は多少高価でも、良好な延伸性を期待して端部に用い、切断後リサイクルするという手法も採用できる。

これら第１〜第４の選定指針は、選択に当たって相互に干渉することが考えられるが、優先順位は、特に限定される必要はなく、個別の具体的な状況を考慮して適宜に端部に使用する素材を選定して良い。場合によっては、上記第１〜第４の指針以外の要素や状況を考慮してもよい。バリエーションも、上記図４（Ａ）〜（Ｃ）に限定されず、例えば、図４（Ｄ）に示されるように、積層体９０を構成する溶融素材Ｌ〜Ｐのうち、最も表面側の溶融素材Ｌと内側の溶融素材Ｎを２層で端部に用いたものであっても良い。

本発明は、「帯状体」の種類は特に限定されず、樹脂のほか、金属など、溶融性のある素材ならば適用することができ、同様な作用効果を得ることができる。また、積層数も、複数（２層以上）であれば、何層でも構わない。要するならば、積層体の中央部の層数をＮ、端部の層数をｎとしたとき、ｎ≦Ｎ−１が成立していれば良い。なお、Ｎは２以上の整数である。

本発明は、このような条件が成立する多層帯状体と捉えることもできる。

Ｊ 合流部
１２ 製造装置
１４ 積層体形成アッセンブリ
１８ 押出ダイアタッチメント
２６ 合流ユニット
２６Ａ 台座ブロック
２６Ｂ アタッチメントブロック
２８ 流出ユニット
４０ 積層体
５０Ａ サイド流路

Claims (8)

1. 複数台の押出機によって溶融状態で押し出された複数種の溶融素材を積層方向に合流して積層体を形成し、該積層体を延伸成形することによって多層帯状体を製造する多層帯状体の製造装置において、
   前記溶融素材を合流して前記積層体を形成する合流部を備え、
   該合流部に、前記複数種の溶融素材のうちの一部の素材を分岐させて前記積層体の幅方向の端部に導くサイド流路を形成した
   ことを特徴とする多層帯状体の製造装置。
2. 請求項１において、
   前記積層体の幅方向の中央部の層数をＮ、端部の層数をｎとしたとき、Ｎが２以上の整数であって、かつ、ｎ≦Ｎ−１が成立している
   ことを特徴とする多層帯状体の製造装置。
3. 請求項１または２において、
   前記サイド流路を介して前記積層体の幅方向の端部に導かれる溶融素材が、前記複数種の溶融素材のうちの１種のみで構成されている
   ことを特徴とする多層帯状体の製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記サイド流路を介して前記積層体の幅方向の端部に導かれる溶融素材が、前記複数種の溶融素材のうち、当該積層体の最も表面側または最も裏面側に積層される溶融素材を含む
   ことを特徴とする多層帯状体の製造装置。
5. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記サイド流路を介して前記積層体の幅方向の端部に導かれる溶融素材が、前記複数種の溶融素材のうち、当該積層体の最も表面側および最も裏面側に積層される溶融素材以外の溶融素材を含む
   ことを特徴とする多層帯状体の製造装置。
6. 請求項１、２、４のいずれかにおいて、
   前記サイド流路を介して前記積層体の幅方向の端部に導かれる溶融素材が、前記複数種の溶融素材のうち、当該積層体の最も表面側および最も裏面側に積層される２種で構成される
   ことを特徴とする多層帯状体の製造装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記合流部が、凹部を有する台座ブロックと、該凹部に対応した形状とされると共に前記台座ブロックに着脱自在に組み付けられるアタッチメントブロックと、で構成されている
   ことを特徴とする多層帯状体の製造装置。
8. 複数台の押出機によって溶融状態で押し出された複数種の溶融素材を積層方向に合流して積層体を形成し、該積層体を延伸成形することによって得られる多層帯状体であって、
   前記複数種の溶融素材のみで構成され、
   前記積層体の幅方向の中央部の層数をＮ、端部の層数をｎとしたとき、Ｎが２以上の整数であって、かつ、ｎ≦Ｎ−１が成立している
   ことを特徴とする多層帯状体。

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