JP4859345B2 - 多層複合材中において層の向きを変更する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、多層複合構造体の同時押出成形に関する。

ホイートリ他への米国特許第５，１２２，９０５号明細書およびボンク他への米国特許第６，９８２，０２５号明細書により例示されているように、例えば、流動学的に相違するＡおよびＢの層をＡＢＡＢと繰り返す構成に組み合わされた流れを生成することが知られている。これらの複合材のいくつかは、有利な光学的性質を提供するものとして開示されている。ボンク他の特許では、他の複合材が、ガスバリヤーの使用、クッション材、および屈曲疲労に対する抵抗に役立つものとして開示されている。これらの複合材は、マイクロレイヤを含んでおり、これらの複合材が、同時押出成形により製造可能であることが開示されている。

ディンター他への米国特許第４，４２６，３４４号明細書は、積層複合材の流れの形成を含む同時押出成形プロセスを対象としており、その積層複合材の流れは、合流する流れの接触面を形成することによって、連続的だが非平面状の界面を有する。そのプロセスによれば、ディンター他では、異なる平面において積層複合材の流れを形成し、その後、その流れを横方向に合流させる前に、幅を狭めながら、積み重ねられた向きから、へり同士を合わせた同一平面の関係へ、流れの位置を変更する。その後に、そのプロセスにしたがって、生じる流体のかたまりは、多層製品として、下流のダイから押し出される。ディンター他についての図２は、一点鎖線で示すように、接合される２つの半分からなる多層化製品を示している。

シュレンク他への米国特許第５，０９４，７８８号明細書、シュレンク他への米国特許第５，０９４，７９３号明細書、および米国特許第５，２６９，９９５号明細書は、異なる熱可塑性材料からなる流れを別個の層および連続した層に積層成形して、溶融した高分子材料のかたまり内に複数の界面を生成する技術を開示している。この種の先行技術では、被積層成形流れは、ｘ−ｙ−ｚ座標系のｚで示される方向に流れるとともに、ｘ−ｚ平面にある概ね平面状の界面を含んでおり、複数の支流に分割される。流れの支流への分割は、ｘ軸に沿っており、ｚ軸と概ね平行である。ｘ軸は、界面の横断寸法を定める。したがって、複数の支流は、被積層成形流れの界面の分割により作り出され、また、本技術において使用される「支流」という用語は、層状の原料流れを分割することによって得られる、被積層流れを意味する。

その後、支流の向きは、ｘ軸およびｙ軸に対して変更されて、その結果、支流が、ｙ方向に積み重ねられた向きになる。向きが変更された支流は、複数の界面を含んで組み合わされた流れが生成されるように、部分的に重なった関係に組み合わされる。

’７８８、’７９３および’９９５号のタイプの先行技術もまた、支流の流量を別々に調節し、ｘ方向およびｙ方向に流れの寸法を変更することを開示している。さらに、’９９５号特許明細書は、マイクロレイヤ同時押出成形時に、界面における層の不安定さおよび分解を回避し、それにより望ましい光学および／または機械的性質に対する悪影響を回避するための保護境界層の使用を開示している。

’７８８および’７９３号のタイプの先行技術の欠点は、流動学的特性が異なる、隣接した層を有する、積層流れの場合、界面の歪み、よって層の変形または歪みが、例えば時間に左右される移行により生じる場合がある。この種の先行技術の別の欠点は、層の界面の不安定さであって、’９９５号のタイプにおけるような保護境界層の使用では、意図された使用に望ましくないかまたは必ずしも好ましくない別の層が加えられることである。

さらに、’７８８、’７９３、および’９９５号のタイプの先行技術では、生成される複合構造体が、層状に組み合わされた構造体に限定される。さらに、層の歪みは、被積層成形流れに相対的により機械的な操作をすることで、相対的にさらに大きくなると予想される。
したがって、界面の歪みを低減させ、それにより、層の変形および歪みを低減させて、複合構造体を成形することが、異なる熱可塑性材料を処理する場合には特に必要である。さらに、層界面の不安定さが現れないようにするかまたは最小限にする必要があり、また、保護境界層に依存せずにそのような結果を達成することが望ましい。被積層成形流れを機械的に操作することを最小限にするだけでなく、マイクロレイヤ同時押出成形を改良することもまた望ましい。

さらに、性能が改善された、例えば、バリヤー層性能が改善された、または応力亀裂が低減された層を含む多層複合製品、および層の組成をさらに変更した多層複合製品もまた、必要とされる。複合構造体は、バリヤーとして、例えば、ガス、湿気あるいは香りのバリヤーとして、有用な場合がある。改善されたバリヤーの性能は、例えば、履物類用の加圧ブラダーに有利であり、また様々なタイプのパッケージ類において有利である。

本発明によれば、流れを溶融積層させることにより定められる界面を有する被積層成形複合材を製造する、改良された方法が提供される。本発明の方法によれば、界面は、概ねｘ−ｙ−ｚ座標系のｘ−ｚ平面にあり、ｘ軸は、界面の横断方向の寸法を定め、またｙ軸は、界面を通って概ね垂直に延びる。

本発明の方法によれば、第１の被成形流れと、相互に間隔を置いて配置される第２の被成形流れとの相対的な方向が、変更され、流れの方向が変更された流れが、結合される。第１の被形成流れは、第１の複数の流れを合流させることにより生成される少なくとも１つの界面を含む層状の流れにすることができ、また、第２の被形成流れは、第２の複数の流れを合流させることにより生成される少なくとも１つの界面を含む層状の流れにすることができる。「複数」という用語は、２つまたはそれ以上の、マイクロレイヤ同時押出成形に必要とされる数まで含めて、本発明のこの特徴を示すために使用されている。本発明の方法によれば、層状の流れを形成する場合、望ましい場合、層の相対的な体積または質量を調節するために、合流される流れの少なくとも２つの体積または質量の流量を実質的に相違させることができる。

あるいは、いずれかまたは両方の流れは、単一層の流れにしてもよい。本発明の方法によれば、方向を変更される流れが、層状の流れまたは単一層の流れのいずれであっても、流れは、溶融積層に適切な形状に成形される。

本方法によれば、第１の被成形流れおよび第２の被成形流れが、それぞれ、概ねｘ−ｙ−ｚ座標系のｚを示す方向の主な流れの方向を有することで、流れは、第１の相対的な方向から第２の相対的な方向へ変更される。好ましい実施形態では、流れは、概ねｘ軸に沿って横に並んだ向きから、第１の被成形流れが第１の平面を画定するとともに、第２の被成形流れがｙ軸に沿って第２の平面を画定する、概ね積み重ねられた向きへ、向きを変更される。概ね横に並んだ向きにおいて、流れは、同じ平面または異なる平面にすることができる。当然ながら、流れは、追加可能である。

その後、被積層成形複合材は、第１の被成形流れおよび第２の被成形流れを溶融積層することにより形成され、それによって、前述の界面が生成される。先行技術の’７８８号のタイプとは異なる本発明に係る方法によれば、被積層複合材は、層状の原料流れを分割することに依存せずに成形される。したがって、第１の被成形流れおよび第２の被成形流れは、層の体積および厚さにおいてのみならず、それらが層状の流れである場合は、層の配列などの層の構成を含むがそれに限定されない他の構成においても、相互に異なり得ることが好ましい。ここに示すように、被積層複合材の追加の界面を作り出すために、追加の流れを溶融積層させることができる。本発明の方法によれば、溶融積層される流れの体積または質量流量を実質的に相違させることができる。

その後、本発明の方法によれば、被積層成形複合材のこの界面は、厚さより幅が大きい多層複合製品を形成するように、ｘ軸に沿って寸法を大きくされ、この界面は、幅に概ね平行である。例示的な製品は、多層シート製品である。本発明の目的のために、「多層の」という用語は、少なくとも２つの層を有する製品を含み、「シート状の」という用語は、一般に該技術ではフィルムと認識される製品を含み、したがってそれを除外するものと解釈すべきではない。

さらに、本発明によって、多層複合製品を製造する装置も提供される。本装置は、好ましい実施形態では、分割部材によって、第１の同時押出成形部分構造体と、第２の同時押出成形部分構造体とに分割される同時押出成形構造体を含む。第１の同時押出成形部分構造体は、第１の合流チャネルと流体連通する第１の流れ形成チャネルを含み、分割部材は、第１の流れ形成チャネルの壁部分を形成することが好ましい。第２の同時押出成形部分構造体は、第２の合流チャネルと流体連通する第２の流れ形成チャネルおよび第３の流れ形成チャネルを含み、また、分割部材は、さらに第２の流れ形成チャネルの壁部分を形成可能である。望ましい場合、分割部材は、１つまたはそれ以上の流れを分割する壁を有し得る。

第２の好ましい実施形態では、本発明の装置は、第１の流れ形成構造体と、合流チャネルと流体連通する第１の流れ形成チャネルと、分割部材とを含み、また、第１の流れ形成構造体は、合流チャネルと流体連通する第２の流れ形成チャネルと、第３の流れ形成チャネルとを含むように分割部材により分割される。この実施形態では、同時押出成形構造体は、第１の流れ形成チャネル、第２の流れ形成チャネル、および合流チャネルにより形成され、また、分割部材は、第１の流れ形成チャネルの壁部分を形成可能である。

いずれにしても、本発明の装置は、流れを溶融積層させる前に相対的な流れの向きを変更するための、取り外し可能に配置されたフローシーケンサーをさらに含むことが好ましい。本発明によれば、本発明の装置において有用なフローシーケンサーの入口は、概ね横に並べて配置される。

同時押出成形構造体は、取り外し可能な１つまたはそれ以上の流れ形成インサートを含むことが好ましく、分割部材は、取り外し可能な分割プレートにすることができる。本発明に係る装置は、さらに、追加の１つの分割部材または複数の分割部材を含み得る。

本発明の追加の利点および有利な特徴は、図面および詳細な説明に説明されており、部分的には、当業者には、図面および詳細な説明を検討すると明らかになるか、あるいは本発明を実施することによって分かり得る。図面および詳細な説明において、本発明の好ましい実施形態は、本発明の実施について検討されたベストモードを例示することにより、示され説明されている。理解されるように、本発明では、他の異なった実施形態が可能であり、またそれのいくつかの詳細は、本発明から全く逸脱することなく、種々の態様で変更可能である。したがって、図面および詳細な説明は、事実上例示的なものとみなされ、限定的なものとはみなされない。

ここで、本発明に係る明細書の一部分を形成する添付の図面を参照する。
本発明によれば、界面の歪み、よって層の変形および歪みが、低減される。さらに、層界面の不安定さの発現は、最小限にされるか、または妨げることもでき、また、この結果は、保護境界層に依存せずに得られる。被積層成形流れの機械的な操作が、減少する。さらに、本発明は、マイクロレイヤ同時押出成形に役立つ。

本発明の結果として、性能が改善された層を含む多層複合製品を入手可能である。さらには、さらに変化させた層を有する多層複合製品を入手可能である。

図１および図２を参照すると、本発明によれば、幅ｗを有する界面１４を含む第１の層状の流れ１２は、原料流れＡ、Ｂから生成される。同様に、幅ｗ’を有する界面２４を含む第２の層状の流れ２２は、原料流れＣ、Ｄから生成される。ここに述べるように、マイクロレイヤの同時押出成形に必要とされる流れまで複数の追加の流れを用いることができる。さらに、望ましい場合、追加の層状の流れを生成可能である。

ここで特に図２を参照すると、装置１０は、同時押出成形部分構造体２６ａ、２６ｂを含み、これら構造体は、原料流れを、同時押出成形に適切な形状にし、幾何学的に輪郭が定められる層状の流れ１２、２２を形成する。給送チャネル１５ａは、原料流れＡ用の押出機（図示せず）と、同時押出成形部分構造体２６ａとの間を接続すると都合がよい。流れＡは、マニホールド３０ａ内へ流れ、合流準備チャネル３４ａ内にある矢印が示す、流れＡの流れの主な方向に対して概ね横断方向にマニホールド内を広がる。流れ形成用のチャネルマニホールドから、流れＡは、流れ形成チャネルの合流準備チャネル３４ａに入る。

同様に、給送チャネル１６ａは、原料流れＢ用の押出機（図示せず）と、同時押出成形部分構造体２６ａの、流れ形成用のインサート２ａとの間を接続すると、都合がよい。流れＢは、好ましくは、流れＡとは、特性が流動学的に異なり、マニホールド４０ａ内へ流入し、合流準備チャネル４４ａ内にある矢印により示した流れＢの流れの主な方向に概ね横断方向に、マニホールド内を広がる。マニホールドから、流れＢは、同時押出成形部分構造体２６ａの合流準備チャネル４４ａに入る。

流れＡおよび流れＢが、合流準備チャネル３４ａ、４４ａを出て、同時押出成形部分構造体２６ａの合流チャネル４６ａ内において合流すると、被成形流れは、チャネル３４ａの幅ｗと、チャネル４４ａの幅ｗとそれぞれ一致する幅をそれぞれ有し、合流すると、溶融成形物１２（図１に図示）を形成することが好ましく、この溶融成形物１２は、流れの層同士の間に（同様に幅ｗを有する）界面１４を含む。

引き続き特に図２を参照すると、給送チャネル１５ｂ、１６ｂは、原料流れＣおよびＤ用の押出機（図示せず）と、同時押出成形部分構造体２６ｂとの間を接続すると都合がよい。流れＣおよびＤは、一般に、相互に流動学的特性が異なり、それぞれ、流れ形成インサート２ｂのマニホールド３０ｂとマニホールド４０ｂとに入る。マニホールド内では、流れＣ、Ｄは、各合流準備チャネル３４ｂ、４４ｂ内にある矢印により示した流れの主な方向に概ね横断方向に広がる。マニホールド３０ｂ、４０ｂから、流れＣ、Ｄは、各合流準備チャネル３４ｂ、４４ｂに入る。その後、流れＣ、Ｄは、合流準備チャネル３４ｂ、４４ｂを出て、同時押出成形部分構造体２６ｂの合流チャネル４６ｂ内において合流し、被成形流れは、それぞれ、チャネル３４ｂの幅ｗ’とチャネル４４ｂの幅ｗ’とそれぞれ一致する幅を有し、合流すると、溶融成形物２２（図１に図示）を形成すると都合がよく、この溶融成形物２２は、流れの層同士の間に（同様に幅ｗ’を有する）界面２４を含む。

図２から理解できるように、同時押出成形部分構造体２６ａのマニホールド３０ａ、４０ａは、幅ｗを有して合流準備チャネル３４ａ、４４ａから出る流れを提供するとともに、同時押出成形部分構造体２６ｂのマニホールド３０ｂ、４０ｂは、幅ｗ’を有して合流準備チャネル３４ｂ、４４ｂから出る流れを提供すると有利である。しかしながら、当業者が理解するように、幅ｗまたはｗ’は、例えば、その代わりに、マニホールドの下流に、各合流準備チャネル内において流れの幅を広げるかまたは狭めることにより、提供可能である。さらに、層状の流れ１２、２２が形成される場合、幅ｗおよび幅ｗ’が相互に実質的に一致することは好ましいが、層状の流れ１２、２２が形成される場合、幅ｗは、幅ｗ’よりも広げるかまたは狭めることが可能であることを、当業者は理解するだろう。

各層状の流れ１２、２２における層の相対的な体積は、相対的な体積スループットにより調節可能である。ルイスへの米国特許第５，３８９，３２４号明細書により説明されているように、相対的な体積流量を調節する一般的な技術には、相対的な流れ粘度に影響を与える温度差を利用すること、流路の外形を利用すること、例えば、各流路の長さ、高さおよび／または幅を実質的に相違させることがあり、それにより、層の厚みに勾配がつけられた多層構造体を形成可能である。本発明によれば、各押出機の出力を実質的に相違させることもできる。

流れＡよりも流れＢに対する押出機の出力を相対的に大きくし、その結果として、流れＡ、Ｂが、層状の流れ１２を形成する際、流れＡ、Ｂの流量は、実質的に異なると都合がよく、したがって、これによって、図１により示したように、Ａ層よりもＢ層の方が、相対的に体積が大きくなる特徴を有する。望ましい場合、相対的な体積または質量流量を利用して、溶融積層物１２内におけるＢ層に比較してＡ層の体積または質量を多くすることができるが、あるいは層状の流れ２２について示したように、層の質量は、実質的に等しくすることもできる。

さらに図１に示すように、幾何学的に定められる流れ１２、２２は、それぞれ厚さｔを有し、それは、各界面１４、２４に概ね垂直である。流れ１２、２２は、（図示するように）幅の方が厚さより大きい場合があり、正方形の場合があり、あるいは厚さの方が幅より大きい場合がある。いずれにしても、本発明によれば、流れ１２、２２は、後の溶融積層に適切な形状にされる。溶融積層に適切な形状にされ、または同時押出成形に適切な形状にされることによって、溶融積層成形されるかまたは同時押出成形される流れが、少なくとも１つの平面を含むことは、本発明の目的のためである。同様に、流れ形成用チャネルまたは流れ形成用インサートなど、特徴を説明するために、この説明において用いている「流れを形成する」ことは、チャネルまたはインサートが、少なくとも１つの平面を有する流れを作り出すことを意味している。

したがって、前述のことから、本発明の好ましい実施形態によって、幅ｗを有し連続した概ね平坦な界面を含んで積層成形される流れが、同様に幅ｗを有して成形される流れを合流させることにより、形成され、かつ幅ｗ’を有し連続した概ね平坦な界面を含み積層成形される流れが、同様に幅ｗ’を有して成形される流れを合流させることにより、形成されることが、理解できる。したがって、シュレンク他の先行技術とは異なって、溶融積層により積層成形される複合材を生成するために積層成形される流れは、相互に別々に形成される。したがって、本発明の方法によって、層状の流れ１２、２２に共通の層状の原料流れがないので、その結果、層状の流れ１２、２２は、層状の原料流れを分割することに依存せずに形成され、よって支流ではない。したがって、積層流の流れの操作は、減少する。利点としては、界面の歪みが減り、層の変形および歪みが減るということがある。

図２を再度参照すると、同時押出成形部分構造体２６ａおよび同時押出成形部分構造体２６ｂは、ともに同時押出成形構造体を構成し、該同時押出成形構造体は、本発明によれば、分割部材２８により部分構造体２６ａ、２６ｂに分割される。この点において、分割部材２８の細長い部分２８ａは、分割することによりマニホールド３０ａ、３０ｂを画定し、分割することにより合流準備チャネル３４ａ、３４ｂを画定し、分割することにより合流チャネル４６ａ、４６ｂを画定する。さらに、分割プレートの細長い部分２８ａは、マニホールド３０ａ、合流準備チャネル３４ａ、および合流チャネル４６ａの側壁３２ａと、マニホールド３０ｂ、合流準備チャネル３４ｂ、および合流チャネル４６ｂの側壁（図示せず）を提供する。

さらに、分割部材は、アーム２８ｂを含み、それは、成形インサート２ａ、２ｂの間を延び、それらに隣接して配置される。このように、アーム２８は、細長い部分２８ａに概ね垂直に向けられて示されており、マニホールド４０ａ、４０ｂを隔て、成形インサート２ａ、２ｂの合流準備チャネル４４ａ、４４ｂを隔て、マニホールド４０ａおよび合流準備チャネル４４ａの側壁３２ｂと、マニホールド４０ｂおよび合流準備チャネル４４ｂの側壁（図示せず）とを提供する。

分割部材は、取り外し可能な分割プレートであることが好ましい。同様に、流れ形成インサート２ａ、２ｂは、装置１０の本体から取り外し可能であることが好ましい。しかしながら、取り外し可能であることは、有用な分割部材または有用な流れ形成構造体に必要な特徴ではない。

分割部材は、横断方向の流れの方向に対して、同時押出成形構造体内の概ね中央に配置されると有利である。その結果、分割することによって、横断方向の流れの方向に相互に概ね等しい同時押出成形部分構造体２６ａ、２６ｂが作り出され、例えば、横断方向の流れの方向に相互に概ね等しいマニホールド３０ａ、３０ｂと、同様に横断方向の流れの方向に相互に概ね等しいチャネル４６ａ、４６ｂを含む。

引き続き図２を参照し、さらに図３を参照すると、横に並んだチャネル４６ａ、４６ｂは、フローシーケンサー５０と、さらに詳細には、図示したように、入口５２ａ、５２ｂから、フローシーケンサー５０のフローシーケンスチャネル５４ａ、５４ｂに流体連通している。フローシーケンスチャネル５４ａ、５４ｂは、入口５２ａ、５２ｂにおける同一平面で横に並んだ向きから、相対的な方向を相互に変化させて、界面生成チャネル５３を形成するように相互に近づき、積み重ねられた向きになる。後述するように、フローシーケンサーは、分割プレート２８およびインサート２ａ、２ｂのように、装置１０の本体内のキャビティ内に取り外し可能に挿入可能であることが好ましい。

さらに図１と、ｘ、ｙおよびｚが相互に概ね垂直に向けられて図示されたｘ−ｙ−ｚ座標系とを参照すると、シーケンサー５０の入口５２ａ、５２ｂにおいて、概ね長方形に成形された層状の流れ１２、２２は、ｘ軸に沿って横に並べて配置されると都合がよい。フローシーケンサー内では、被成形流れ１２、２２は、それぞれ、概ね主な流れのまたはｚ方向に流れ、界面１４、２４は、ｘ軸、したがって概ねｙ軸に垂直に配列される。本発明によれば、被成形流れは、概ねｚ方向に流れながら、フローシーケンスチャネル５４ａ、５４ｂによりシーケンサー５０内において、ｘ軸に沿った横並びの向きから、’７８８特許の図１の支流のように、被成形流れ１２が第１の平面を画定し、かつ被成形流れ２２がｙ軸に沿って第２の平面を画定する積み重ねられた向きへ、向きが変更され連続して流される。お気づきのように、主な流れの方向は、ｚ方向、と定義され、したがってｚ方向、ならびにｘ軸およびｙ軸は、主な流れの方向が変更されることで変更される。ｘ軸およびｙ軸に沿って、流れ１２、２２の両方を新しい方向に向けることが示されているが、唯一の流れをｘ軸およびｙ軸に沿って新しい方向に向けることで十分足り得ることを、当業者は理解するだろう。

引き続き図１から図３を参照すると、シーケンサー５０の界面生成チャネル５３内において、新しい方向に向けられ溶融積層に適切な形状にされる流れ１２、２２は、ｘ−ｙ−ｚ座標系のｘ−ｚ平面により画定される主な面に沿って結合されて、積層成形複合材６２に、連続し概ね平坦な界面６４が生成され、この複合材６２は、ｙ方向に積み重ねられて成形された層からなる。シュレンク他の先行技術とは異なり、層状の流れ１２、２２に共通の層状の原料流れがないので、積層成形複合材６２は、層状の原料流れを分割することに依存せずに形成される。

図１に示すように、流れ２２は、被積層成形複合材６２の体積または質量のうち、流れ１２が占める体積または質量よりも相対的により多くの割合を占めると都合がよい。前述したように、相対的な体積または質量のスループットにより、相対的な体積または質量を調節可能である。都合がよいことに、押出成形機の出力が、流れＡ、Ｂに対するよりも流れＣ、Ｄに対して相対的に多く用いられて、その結果、界面生成チャネル５３内において溶融積層により積層成形される複合材６２が成形される、被積層流れ１２、２２の流量は、実質的に異なる。望ましい場合、相対的な体積または質量の流量を用いて、被積層成形複合材６２において、被成形流れ２２の体積または質量よりも、被成形流れ１２の体積または質量を相対的により大きくするか、またはその逆にするか、あるいは複合材６２における割合を実質的に等しくすることができる。被成形流れ１２、２２は、実質的に相互に幅が一致し、流れ１２の縁と流れ２２の縁とは、界面６４を形成するときに一直線に並べることができると都合がよい。

図２を再度参照すると、その後、被積層成形複合材６２は、フローシーケンサーから寸法変更チャネル５５を通って流されて、この寸法変更チャネル５５は、接続チャネル５６に通じ、この接続チャネル５６は、装置１０の出口スロット５７で終わる。さらに詳細には、図３をさらに参照すると、界面生成チャネル５３は、フローシーケンサーの出口スロット５８から、次にチャネル５５内へ通じ、このチャネル５５は、適宜流れの幅を広げるように相互に対向して配置された壁５９を含み、被積層成形複合材６２は、装置１０から出る前に幅を広げられる。複合材６２の幅が相対的に広げられることによって、下流のダイに対する複合材６２の幅の比が小さくなる。

その後、本発明によれば、被積層成形複合材６２は、装置１０から直接または迂回して適切な通常の下流押出ダイ内へ流され、そこから、図１に示した多層シート製品６９が出てくる。望ましい場合、複合材６２は、下流の押出ダイへ入る前に、同様に成形された１つまたはそれ以上の同様の流れと合流させることができる。引き続き図１を参照すると、シート６９は、厚さＴより幅が大きく、シートの幅は、一般に、押出ダイ内において処理することにより広げられ、また、フローシーケンサー５０内において生成される界面６４は、シート幅のＷと概ね平行である。有用な押出ダイに関して、ディンター他への米国特許第４，４２６，３４４号明細書の図１に注目し、図１は、全体として下流の押出ダイを示し、ディンター他のこの態様は、参照によってこの説明に組み込まれる。しかしながら、新たに形成される界面とその前に形成された界面とが概ね相互に垂直であるディンター他の図２に示した製品とは異なって、流れを新しい方向に向けた後に生成される界面６４は、その前に形成された界面１４、２４と概ね平行である。

したがって、本発明によれば、変形または歪みが減少した、よって性能が改善された層を含む多層複合製品が、本発明により得られる。さらに、本発明では支流を使用する必要がないので、さらに層構成が変更された複合製品が得られる。シュレンク他の先行技術では、Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂの層構成を有し組み合わされた構造が、結果として生じるのに対して、例えば、シート製品６９の４つの層は、相互に特性が異なり、したがって、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄとして表わすことができる。さらには、装置３１０の実施形態により示すように、界面の生成には、少なくとも、層の総数を二倍にする必要はない。さらに、本発明が、マイクロレイヤ同時押出成形に適用された場合、改善された好結果を得られる。

合流チャネル４６ａおよび接続チャネル５６内にある矢印は、流れ１２、２２が形成され、被積層成形複合材６２が装置１０から出ていくまでの流体の流れの主な方向を示す。サイドプレート（図示せず）が、同時押出成形構造体２６、ならびにフローシーケンサー５０および下流のチャネル５６を含む、装置１０の残りの露出された構造体を囲む。

一般的に言って、層状の原料流れを分割しないことと合わせて（分割は、シュレンク他による先行技術により教示されている）、被積層成形流れの寸法または形状のどんな変更も、最小限にすることが好ましい。しかしながら、特定のプロセスまたは製品要件を満たすのに適切に、被積層成形流れの寸法を変更可能であることを、当業者は理解するだろう。したがって、被積層成形流れ１２、２２の一方または両方の寸法の操作は、界面６４を形成する前に行うことができる。さらに、被積層成形複合材６２の形状は、特定のプロセスまたは製品の要件を満たすように変更可能である。一般には、被積層成形流れが装置１０から出た後に、前に示したように、厚さおよび／または幅の変更が行われることになる。したがって、要件によって異なるが、フローチャネルの外形の変更により、被積層成形流れの操作を最小限にすることができる。

図３および図４を参照すると、フローシーケンサー５０は、プレート面８５、８６、８７、８８にそれぞれ示すように、表面チャネル８０、８１、８２、８３を有する複数のプレート７６、７７、７８のアセンブリであることが好ましく、それらは、フローシーケンスチャネル５４ａ、５４ｂ、およびチャネル５４ａ、５４ｂの入口５２ａ、５２ｂを形成するように結合する。したがって、入口５２ａおよびチャネル５４ａは、プレート７７の面８７に入口チャネル部９０と合流促進チャネル部９１とを含む表面チャネル８２と、プレート７８の対向した面８８の対向した表面チャネル８３とによって、提供される。同様に、入口５２ｂおよびチャネル５４ｂは、プレート７６の面８５の表面チャネル８０と、プレート７７の対向した面８６に、入口チャネル部９２と合流促進チャネル（または出口チャネル）部９３とを含む対向した表面チャネル８１とによって、提供される。

引き続き図３および図４を参照すると、フローシーケンサーの界面生成チャネル５３および出口スロット５８は、プレート７７の対向した側壁９４（図４に図示）により部分的に形成される。プレート７６、７７、７８とその表面チャネルとを相互に配列させるための配列ピンおよび対応する孔（図示せず）が設けられることが好ましい。

図５を参照すると、本発明によって、幅ｗを有する界面１１４を含む第１の５つの層の溶融積層成形品１１２が、原料流れから成形される。同様に、幅ｗ”を有する界面１２４を含む第２の５つの層の溶融積層成形品１２２が、原料流れから成形される。

図６に関して、装置１１０は、主として図２の装置１０とは、以下の点において異なるものとして示されている。すなわち、まず、同時押出成形部分構造体１２６ａ、および同時押出成形部分構造体１２６ｂが、ともに５つの層の溶融積層品１１２、１２２を形成するための同時押出成形構造体を構成し、この目的のために、成形インサートの３つの追加のセット（これらのうち、成形インサート１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａのみを示す）を含む点と、流れが同時押出成形構造体に入ると、分割部材１２８が複数の原料流れを分割する点とにおいて異なる。成形インサート１０２ａ、１０２ｂなどのこれらのインサート、およびフローシーケンサー１５０は、装置１１０から取り外し可能であることが好ましい。前述したように、分割部材は、横断方向の流れの方向に対して、同時押出成形構造体内の概ね中央に配置されることが好ましい。

図６では、成形インサート１０３ａ、１０３ｂ、１０５ａのほとんどの特徴は、これらのインサートが、他の成形インサートと同様に、装置１１０の本体内のキャビティー内に配置されていることを強調するために、点線で示している。図２に関して、前に出てきた特徴および他の態様のいくつかは、すでに説明した。したがって、同様の部分は、同様の番号で指定し、装置１１０の説明を短縮しているので、装置１０に対する前の説明を参照するとよい。

給送チャネル１１５、１１６、１１７、１１８、１１９は、押出機（図示せず）と、装置１１０の同時押出成形構造体との間を接続すると都合がよく、それによって、原料流れＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥが、ここに示すように、それぞれ同時押出成形構造体に入る。原料流れは、相互に流動学的に異なり得ることが好ましい。しかしながら、いずれにしても、流れＢおよびＣは、流れＡとは異なることが好ましく、また、流れＤおよびＥは、それぞれ流れＢおよびＣとは異なることが好ましい。

原料流れＡが、給送チャネル１１５から押出成形構造体内へ流れると、流れＡは、分割部材１２８の細長い部分１２８ａの分割壁１３６ａで分割される。さらに、図７も参照すると、概ねＴ字状の分割部材１２８および細長い部分１２８ａが、さらにはっきりと示されている。その後、流れＡは、分割され、合流準備チャネル１３４ａ内にある矢印により示した、流れＡの流れる主な方向に対して概ね横断方向にマニホールド１３０ａ、１３０ｂ内を広がり、合流準備チャネル１３４ａ、１３４ｂに入る。

引き続き図６および図７を参照すると、原料流れＢが、給送チャネル１１６から同時押出成形構造体内へ流れると、流れＢは、分割部材の第１のクロスバー１４３ａのアーム１２８ｂの分割壁１３６ｂにより分割される。その後、分割された流れＢは、成形インサート１０２ａ、１０２ｂのマニホールド１４０ａ、１４０ｂ内を、合流準備チャネル１４４ａ、１４４ｂ内にある矢印により示した流れＢの流れの主な方向に対して概ね横断方向に広がり、合流準備チャネル１４４ａ、１４４ｂに入る。

アーム１２８ｂは、成形インサート１０２ａと１０２ｂとの間を延び、それらに隣接して配置されている。このように、アーム１２８ｂは、マニホールド１４０ａ、１４０ｂを隔て、成形インサートの合流準備チャネル１４４ａ、１４４ｂを隔て、さらにマニホールド１４０ａおよび合流準備チャネル１４４ａの側壁１３２ｂ、ならびにマニホールド１４０ｂおよび合流チャネル１４４ｂの側壁（図示せず）を提供する。マニホールド１４０ａ、１４０ｂの側壁は、分割壁１３６ｂを提供するように合わさる。

同様に、原料流れＣが同時押出成形構造体内へ給送チャネル１１７から流れると、流れＣは、分割部材のクロスバー１４３ａの対向したアーム１２８ｃの分割壁１３６ｃにより分割される。その後、分割された流れＣは、成形インサート１０３ａ、１０３ｂのマニホールド１４２ａ、１４２ｂ内を、合流準備チャネル１４４ａ、１４４ｂ内にある矢印により示した流れの方向に対して概ね横断方向に広がり、合流準備チャネル１３８ａ、１３８ｂに入る。

アーム１２８Ｃは、成形インサート１０３ａ、１０３ｂの間を延び、それらに隣接して配置されている。このように、アーム１２８Ｃは、マニホールド１４２ａ、１４２ｂを隔て、成形インサートの合流準備チャネル１３８ａ、１３８ｂを隔て、またさらに、マニホールド１４２ａおよび合流準備チャネル１３８ａの側壁１３２ｃと、マニホールド１４２ｂおよび合流準備チャネル１３８ｂの側壁（図示せず）を提供する。マニホールド１４２ａ、１４２ｂの側壁は、分割壁１３６ｃを提供するようにくぼんでいる。

同様に、原料流れＤおよびＥは、給送チャネル１１８、１１９を通って装置１１０の同時押出成形構造体に入り、これらの給送チャネルは、入口チャネルを介して各流れ成形インサートの各マニホールドと連通している。図６には、成形インサート１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａと、入口チャネル１２７ａ、１２７ｂと、マニホールド１３１ａ、１３１ｂ、１３５ａとのみを示し、成形インサート１０４ｂに関連して示されているような成形インサート、入口チャネル、およびマニホールドは示していない。

図６および図７を再び参照すると、原料流れＤが、給送チャネル１１８から同時押出成形構造体内へ流れると、流れＤは、分割部材の第２のクロスバー１４３ｂのアーム１２８ｄの分割壁１３６Ｄにより分割される。その後、分割された流れＤは、入口チャネル１２７ａ、１２７ｂを通って、成形インサート１０４ａ、１０４ｂのマニホールド１３１ａ、１３１ｂ内を、合流準備チャネル１４４ａ、１４４ｂ内にある矢印により示した流れの方向に対して概ね横断方向に広がり、次いで、各合流準備チャネルに入る（合流準備チャネル１４５ａは一部分のみを示す）。

アーム１２８ｄは、成形インサートの間を延び、それらに隣接して配置される。結果として、アーム１２８ｄは、成形インサートの、入口チャネル１２７ａ、１２７ｂを隔て、マニホールド１３１ａ、１３１ｂを隔て、合流準備チャネルを隔てる。さらに、アーム１２８ｄは、入口チャネル１２７ａの側壁１３３ｄと、マニホールド１３１ａおよび合流準備チャネル１４５ａの側壁１３２ｄと、入口チャネル１２７ｂの側壁（図示せず）と、マニホールド１３１ｂおよびその合流準備チャネル（図示せず）の側壁（図示せず）とを提供する。入口チャネルの側壁は、分割壁１３６ｄを提供するようにくぼんでいる。第１のクロスバーのように、クロスバー１４３ｂは、分割部材の細長い部分１２８ａに対して概ね垂直を向くように示している。

同様に、原料流れＥは、給送チャネル１１９から、同時押出成形構造体の各成形インサート（インサート１０５ａの一部分のみ図示）へ流れ、分割部材の対向するアーム１２８ｅの分割壁１３６ｅにより分割される。その後、分割された流れＥは、各入口チャネルを通って、その後に、各マニホールド（マニホールド１３５ａの一部分のみ図示）内を、合流準備チャネル１４４ａ、１４４ｂ内にある矢印により示された流れの方向に対して概ね横断方向に広がり、各合流準備チャネル（合流準備チャネル１４１ａの一部分のみを図示）に入る。

分割された流れＡ、ＢおよびＣが、同時押出成形部分構造体１２６ａの合流準備チャネル１３４ａ、１４４ａ、１３８ａを出て、合流チャネル１４６ａ内で合流すると、形成された流れは、各々、チャネル１３４ａの幅ｗに一致する幅を有することが好ましく、合流すると、幅ｗに一致する幅の層界面を含む、３層に成形される溶融積層物を形成する。それの下流において、分割された流れＤおよびＥは、同時押出成形部分構造体１２６ａの合流準備チャネル１４５ａ、１４１ａを出て、共通のチャネル１４６ａ内において、予め形成された３層の溶融積層物と合流すると、形成された流れＤ、Ｅもまた、それぞれ、チャネル１３４ａの幅ｗに一致する幅を有し、合流すると、５層の溶融積層物１１２（図５に示す）を形成し、この溶融積層物１１２は、同様に幅ｗを有する界面１１４を含んでいる。

同様に、分割された流れＡ、ＢおよびＣは、同時押出成形部分構造体１２６ｂの合流準備チャネル１３４ｂ、１４４ｂ、１３８ｂを出て、合流チャネル１４６ｂ内において合流し、形成された流れは、各々、チャネル１３４ｂの幅ｗ’に一致する幅を有することが好ましく、合流すると、幅ｗ’に一致する幅の界面を含み、３層に成形される溶融積層物を形成する。それの下流において、分割された流れＤおよびＥは、同時押出成形部分構造体１２６ｂの各合流準備チャネル（図示せず）を出て、共通のチャネル１４６ｂ内において、予め成形された３層の溶融積層物と合流し、この溶融積層物は、幅ｗ’に一致する幅を有する界面を含み、形成された流れＤおよびＥもまた、各々、チャネル１３４ｂの幅ｗ’に一致する幅を有し、合流すると、５層の溶融積層物１２２（図５に示す）を形成し、それは、同様に幅ｗ’を有する界面１２４を含んでいる。

図６から理解可能であるように、同時押出成形部分構造体１２６ａのマニホールドは、幅ｗを有する同時押出成形部分構造体１２６ａの合流準備チャネルから出る流れを提供することが好ましい。同様に、同時押出成形部分構造体１２６ｂのマニホールドは、幅ｗ’を有する各合流準備チャネルから出る流れを提供することが好ましい。しかしながら、幅ｗまたはｗ’は、例えば、その代わりに、マニホールドの下流において、各合流準備チャネルの流れの幅を広くするか狭くすることにより提供される。

図５を再度参照すると、形状が定められた５層の流れ１１２、１２２は、各々、厚さｔを有し、その厚さｔは、各界面１１４、１２４に概ね垂直である。望ましい場合には、被成形流れ１１２、１２２は、（示すように）厚さよりも幅の方を大きくするか、正方形にするか、幅よりも厚さの方を大きくすることができる。望ましい場合、流れ１１２、１２２の層の相対的な体積または質量は、相対的な体積または質量の流量を変更することにより変更可能である。いずれにしても、本発明によれば、流れ１１２、１２２は、後の溶融積層に適切な形状にされる。

したがって、本発明の好ましい実施形態によれば、幅ｗを有して連続し概ね平坦な界面１１４を含む、５層に成形される流れ１１２は、同様に幅ｗを有する、被成形流れを合流させることにより形成され、また、幅ｗ’を有して連続し概ね平坦な界面１２４を含む、５層に成形される流れ１２２は、同様に幅ｗ’を有する、被成形流れを合流させることにより形成される。本実施形態では複数の原料流れが分割されているので、流れ１１２、１２２は、同一の層順序を有する。望ましい場合、原料流れの入力について、図２に示したのと同様の実施形態に装置１１０を変更することによって、流れ１１２、１２２の層順序を相違させることが可能となり、この場合、層状の流れ１１２を形成するように合流される流れは、層状の流れ１２２を形成するように合流される流れと同じ構成、または異なる構成にすることができる。さらにそのような場合、押出機の出力における相違を利用して、成形される、次に形成される１０層の複合材中において、５層に成形される流れの相対的な体積または質量を変更可能である。

図５およびそこに示したｘ−ｙ−ｚ座標系と、図６との両方を参照すると、フローシーケンサー１５０の入口１５２ａ、１５２ｂにおいて、溶融積層に適切な形状にされた層状の流れ１１２、１２２は、ｘ軸に沿って並べて配置されると都合がよい。フローシーケンサー内において、界面１１４、１２４を概ｘ軸と整列させて、被成形流れを、それぞれ、概ね、主な流れの方向またはｚ方向に流す。本発明によれば、流れ１２、２２に関して上に述べたように、被成形流れは、フローシーケンサー１５０内において、被成形流れがｙ軸に沿って間隔を置いて配置される異なる面を画定する、積み重ねられた向きに、向きを変更され、溶融積層されて、ｙ方向に積み重ねられた成形層からなる１０層に成形される複合材１６２に、連続し、概ね平坦な界面１６４が生成される。その後、被積層成形複合材１６２は、幅または厚さを変更せずに、フローシーケンサーから、装置１１０の出口スロット１５７で終わる接続チャネル１５６を通って流すと都合がよい。接続チャネル１５６内にある矢印は、流れ１１２、１２２の形成により、流体が、装置１１０から、被積層成形複合材１６２の出口へ流れる主な方向を示す。

図５に示すように、被成形流れ１１２、１２２は、被積層成形複合材１６２の体積と実質的に等しい体積を占める。しかしながら、成形インサートを取り外し可能であることによって、例えば、合流準備チャネル用流路の長さがそれぞれ長いかまたは短い１つまたはそれ以上の代わりの成形インサートを使用することにより、相対的な流量を変更可能であることが好ましい。したがって、例えば、成形インサート１０２ａ、１０３ａ、１０４ａ、１０５ａは、合流準備チャネル路の長さが相対的に短い成形インサートと交換可能であり、その結果、被成形流れ１１２は、被積層成形複合材１６２の体積または質量に対して、被成形流れ１２２よりも相対的に大きな体積を占めることになる。この利点は、同様に、層状の流れ１１２、１２２のいずれかまたは両方における流れＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの相対的な流れ体積を調節するために利用可能であり、それによって、望ましい場合、いずれかまたは両方の層状の流れは、層の厚さを相違させて、また一層の厚みに勾配を持たせて生成可能である。

本発明によれば、また図１および図２の実施形態に関して説明したように、被積層成形複合材１６２は、装置１１０から直接または迂回して適切な通常の下流の押出ダイ内へ流されて、そこから多層シート製品が出てくる。シート製品６９と同様に、この多層シート製品は、厚さより幅が大きく、また、流れを変更した結果生成される界面は、シートの幅と概ね平行である。

図８に関して、図６の装置１１０と異なる装置２１０が示されており、その相違点は、主に、同時押出成形部分構造体２２６ａと、同時押出成形部分構造体２２６ｂとが、ともに、７層の流れを形成するための同時押出成形構造体を構成し、この目的のために、成形インサートの追加の２つのセットを含んでいる点と、分割部材２２８が、第３のクロスバー２４３ｃを含んでいる点と、装置２１０が、薄膜層成形インサート２０８、２０９をさらに含んでいるという点とである。他のインサートと同様のこれらのインサート、およびフローシーケンサー２５０は、装置２１０の本体のキャビティ内に取り外し可能に挿入されることが好ましい。図面では、これらのインサート、およびフローシーケンサー２５０は、これらの特徴に関する図を分かりやすくするために実線で示しており、装置２１０のフローキャビティは、省略しているか、または点線で示している。前と同様に、分割部材２２８は、横断方向の流れの向きに対して、同時押出成形構造体内の概ね中央に配置されることが好ましく、その結果、同時押出成形部分構造体２２６ａ、２２６ｂが、横断方向の流れの向きに相互に概ね等しくなる。

装置１０および１１０に関して、これらおよび他の態様のいくつかは、すでに説明した。したがって、同様の部分は、同様の番号で指定し、装置２１０の説明は、省略して記載し、装置１０および１１０に関する前の説明を参照可能である。

給送チャネル２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１は、押出機（図示せず）と、装置２１０の同時押出成形構造体との間を接続すると都合がよく、それによって、原料流れＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧは、図示したように、それぞれ同時押出成形構造体に入る。原料流れは、相互に流動学特性が異なることが好ましいが、いずれにしても、流れＢおよびＣは、流れＡと異なり、流れＤおよびＥは、流れＢおよびＣとそれぞれ異なり、流れＦおよびＧは、流れＤおよびＥとそれぞれ異なることが好ましい。

装置１１０と同様に、チャネル２４４ａの幅ｗと一致する幅を有し５層に外形が定められる溶融積層物は、合流チャネル２４６ａ内において、同時押出成形部分構造体２２６ａの適切な合流準備チャネルを出て幅ｗに一致する幅を有する被成形流れから、成形され、また、チャネル２４４ｂの幅ｗ’に一致する幅を有し５層に外形が定められる溶融積層物は、合流チャネル（図示せず）内において、同時押出成形部分構造体２２６ｂの適切な合流準備チャネルを出て幅ｗ’に一致する幅を有する被成形流れから、成形される。しかしながら、後述するように、他の層を追加する。

原料流れＦおよびＧは、給送チャネル２２０、２２１を通って装置２１０の同時押出成形構造体に入り、これらの給送チャネルは、入口チャネル２１１を介して各流れ成形インサートの各マニホールドと連通している。流れ成形インサート２０６ａ、２０６ｂ、２０７ａと、入口チャネル２１１ａ、２１１ｂと、マニホールド２２５ａ、２２９ａとのみを、全体または部分的に示す。入口チャネル２１１ａのような入口チャネル（図示せず）は、インサート２０７ａのマニホールド２２９ａに通じており、入口チャネル２１１ｂは、マニホールド２２５ａのようなマニホールド（図示せず）に通じており、入口チャネル２１１ａのような入口チャネル（図示せず）は、インサート（図示せず）のマニホールド２２５ａのようなマニホールド（図示せず）に通じている。

原料流れＦが、給送チャネル２２０から同時押出成形構造体内へ流れると、流れＦは、分割部材２２８の第３のクロスバー２４３ｃのアーム２２８ｆの分割壁２３６ｆにより分割される。その後、分割された流れＦは、入口チャネル２１１ａ、２１１ｂを通って流れ、成形インサート２０６ａ、２０６ｂの各マニホールド（マニホールド２２５ａの一部分のみを示す）内を横断方向に広がり、各合流準備チャネル（合流準備チャネル２３９ａの一部分のみを示す）に入る。

アーム２２８ｆが、成形インサート２０６ａ、２０６ｂの間を延びそれらに隣接して配置される。このように、アーム２２８ｆは、成形インサートの、入口チャネル２１１ａ、２１１ｂを隔て、マニホールドを隔て、合流準備チャネルを隔てる。さらに、アーム２２８ｆは、入口チャネル２１１ａの側壁２３３ｆ、および入口チャネル２１１ｂの側壁（図示せず）を提供する。入口チャネルの側壁は、分割壁２３６ｆを提供するようにくぼんでいる。

同様に、原料流れＧは、分割部材のクロスバー２４３ｃの対向したアーム（図示せず）の各分割部により分割される。その後、分割された流れＧは、各入口チャネルと通り、各成形インサート（成形インサート２０７ａの一部分のみを示す）の各マニホールド（マニホールド２２９ａの一部分のみを示す）内を横断方向に広がり、各合流準備チャネル（合流準備チャネル２３７ａの一部分のみを示す）に入る。

分割された流れＦおよびＧが、同時押出成形部分構造体２２６ａの合流準備チャネル２３９ａ、２３７ａから出て、共通のチャネル２４６ａ内において、予め成形された５層の溶融積層物と合流すると、被成形流れＦ、Ｇは、各々、合流準備チャネル２４４ａの幅ｗに一致する幅を有し、合流すると、７層の溶融積層物を形成し、それは、同様に幅が幅ｗに一致する界面を含んでいる。分割された流れＦおよびＧが、同時押出成形部分構造体２２６ｂの対応の合流準備チャネルから出て、各共通のチャネル内において、合流準備チャネル２４４ｂの幅ｗ’に幅が一致する、予め成形された５層の溶融積層物と合流すると、被成形流れＦ、Ｇは、各々、チャネル２４４ｂの幅ｗ’と一致する幅を有し、合流すると、同様に幅が幅ｗ’に一致する界面を含む７層の溶融積層物を形成する。

したがって、本発明の好ましい実施形態によれば、幅ｗを有し連続し概ね平坦な界面を含む、外形が定められる７層の溶融積層物が、同様に幅ｗを有して成形される流れを合流させることによって成形され、また、幅ｗ’を有し連続し概ね平坦な界面を含む外形が定められる７層の溶融積層物は、同様に幅ｗ’を有して成形される流れを合流させることによって成形される。本実施形態では原料流れが分割されているので、７層の溶融積層物は、同一の層順序を有する。望ましい場合、原料流れの入力に関して図２に示した実施形態と類似するように装置２１０を変更することによって、７層の溶融積層物の層順序を相違させることができ、また、そのような場合、７層の溶融積層物の１つを成形するように合流される複数の流れは、複数の流れの構成を、他の７層の溶融積層物を成形するように合流される流れと同じにするかまたは相違させることができる。さらにそのような場合、押出機の出力を相違させると、結果として１４層に積層成形される複合材中における７層の溶融積層物の相対的な体積または質量を変更することができる。望ましい場合、７層の溶融積層物中の層の相対的な体積または質量は、相対的な体積または質量流量を変更することにより変更可能である。

引き続き図８を参照し、かつ図１と類似することにより、フローシーケンサー２５０の入口（入口２５２ａ（のみを示す）では、概ね長方形に形成された２つの７層の流れは、ｘ軸に沿って横に並べて配置されると都合がよい。シーケンサー２５０内では、各流れが概ねｚ方向であり、界面がｘ軸と概ね平行であり、本発明に係る７層の流れは、流れ１２、２２に関して前述したように向きを変更されるとともに、連続し概ね平坦な界面の境界がｙ方向に被成形層を積み重ねて成形される１４層の複合材内に生成されるように溶融積層される。その後、被積層成形複合材の幅は、装置１０の場合のように、寸法変更チャネル２５５内において広げられる。

給送チャネル２６０、２６１は、装置２１０の押出機（図示せず）とマニホールド２６３、２６５との間を接続し、それによって、流れＳおよびＴが、それぞれ装置２１０に入り、図示したように、１４層に成形され接続チャネル２５６を出る複合材に薄膜層が加えられると都合がよい。薄膜層は、一般に、プロセスおよび／または製品の機能性に役立つように選択される。各マニホールド内では、流れＳおよびＴが、各下流合流準備チャネル２６６、２６７の主な流れの方向に概ね横断方向に広がる。合流準備チャネル２６７の主な流れの方向を矢印で示す。流れＳおよびＴは、マニホールドから、各合流準備チャネル２６６、２６７に入る。１４層の複合材が、接続チャネル２５６から流れるとともに、被成形流れＳおよびＴが、合流準備チャネル２６６、２６７から流れて結合チャネル２６８内で合流すると、被成形流れは、複合材と幅が一致するとともに、合流すると同様の幅で１６層に成形される複合材を形成すると好都合である。

その後、本発明によれば、結果として生じた複合材は、装置２１０から、出口スロット２５７を通って流れ、前の実施形態におけるように、適切な通常の下流押出ダイ内へ直接または迂回して流され、そこから、多層シート製品が出てくる。シート製品６９と同様に、このシート製品は、厚さより幅の方が大きく、また、フローシーケンサー内に生成された界面は、シート幅と概ね平行である。接続チャネル２５６および結合チャネル２６８内にある矢印は、第１の層状の流れが形成されてから、装置２１０から１６層の複合材が出るまでの主な流れの方向を示す。

図９を参照すると、被成形溶融積層流れ３１２は、概ね正方形または長方形の断面を有し、かつ寸法ｗを有する界面３１４を含んで、原料流れから成形される。さらに成形されるのは、それぞれ寸法ｗ’、ｗ”を有する被成形流れ３１３、３２３である。これらの寸法は、以後幅と呼ぶと好都合である。さらに図９に示したのは、被成形流れが、それぞれ、寸法ｔを有し、それは、厚さと呼ぶと好都合である。

図１０を参照すると、かなりの点で、図２の装置１０とは異なる装置３１０を示しており、すなわち、第２の分割部材３２８’を含む点と、フローシーケンサー３５０が、３つのフローシーケンスチャネル３５４ａ、３５４ｂ、３５４ｃと、フローシーケンサー３５０の下流に位置し、流れを方向付け順番を整えて結合する界面生成チャネル３６０とを含む点とにおいて異なっている。さらに、装置３１０には、第２の流れ成形インサートがない。

装置１０と同様に、分割部材３２８は、細長い部分３２８ａと、細長い部分に概ね垂直に向けられたものとして示すアーム３２８ｃとを含んでいる。分割部材３２８’は、アームがないが、分割部材３２８の細長い部分と概ね平行に配置されることが好ましい。有利なことに、分割部材３２８’、および分割部材３２８の細長い部分は、概ね横断方向の流れの方向に間隔を置いて配置されて、その結果、装置３１０の流れ形成構造体３２７が、横断方向の流れの方向に、概ね等しい３つの部分に分割される。このように、合流準備チャネル３３４と、流れ形成構造体３２７の接続チャネル３７０、３７０’とを出る流れは、実質的に同じ幅となり得、フローシーケンサー３５０に入る流れは、同様に実質的に相互に幅が一致し得る。

フローシーケンサー３５０の入口３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃは、合流チャネル３４６および接続チャネル３７０、３７０’からの流れを受け入れ、それらの中を、成形される単層の流れ３１３、３２３が流れる。したがって、シーケンサー３５０は、チャネル３６０内において被積層成形複合材を形成する準備のために、被溶融積層成形流れと、一対の被成形単層の流れとを方向づけ順番を整える。

図２に関して既に、これらおよび他の態様のいくつかを説明した。したがって、同様の部分は、同様の番号で示して、装置３１０の説明を短縮しているので、装置１０に関する前の説明箇所を参照するとよい。装置３１０は、追加の流れ形成インサートを含めてそれと適合するように変更可能であり、また、分割部材３２８、３２８’は、１つまたはそれ以上のクロスバーまたはアームを追加することにより適切に変更可能である。

成形構造体３２７は、幅ｗ、ｗ’、ｗ”を有する被成形流れを形成する。給送チャネル３１５、３１６、３１７、３１８は、押出機（図示せず）と、成形構造体３２７および流れ形成インサート３０３とを接続すると都合がよい。原料流れＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、これらの給送チャネルを通って成形構造体３２７およびインサート３０３に入る。インサート３０３は、幅が幅ｗと一致する被成形流れを形成することが好ましい。一般には、原料流れは、異なった流れが製品内において相互に隣り合うように、相違することになる。

流れＡは、給送チャネル３１５から成形構造体３２７のマニホールド３３０ａ内へ流れ、接続チャネル３７０内の矢印により示した流れＡの流れの主な方向に概ね横断方向にマニホールド内を広がり、その後合流準備チャネル３３４に入る。同様に、流れＢおよびＣは、給送チャネル３１６、３１７から成形構造体３２７のマニホールド３３０ｂ、３３０ｃ内へ流れ、接続チャネル３７０内にある矢印により示した流れの方向に概ね横断方向にマニホールド内を広がり、接続チャネル３７０、３７０’に入る。

同様に、流れＤは、給送チャネル３１８から成形インサート３０３内へ流れる。特に、流れＤは、マニホールド３４２に入り、流れＤの流れの主な方向に概ね横断方向にマニホールド内を広がり、その後インサートの合流準備チャネル３３８に入る。分割部材３２８のアーム３２８ｃは、好ましくは流れ形成インサートの内側に隣接して配置され、このように、インサートのマニホールドおよび合流準備チャネルの側壁３３２ｃを提供する。

同時押出成形構造体３２６は、流れＡおよびＤの成形および合流の準備をし、形成構造体３２７のマニホールド３３０ａおよび合流準備チャネル３３４と、流れ成形インサートにより提供される流れ形成チャネルと、合流チャネル３４６とを含んでいる。流れＡおよびＤが、合流準備チャネル３３４、３３８から出て、合流チャネル３４６内において合流すると、形成された流れは、各々、チャネル３３４の幅ｗに一致する幅を有することが好ましく、合流すると、被成形溶融積層流れ３１２を形成し、この流れは、同様に幅ｗを有する層界面３１４を含んでいる。流れＤよりも流れＡの押出機の出力を相対的に大きくし、その結果、流れＡ、Ｄが溶融積層物３１２を形成する時の流量は、実質的に相違し、したがって、図９に示すように、Ｄ層よりＡ層の量の方が相対的に多いことを特徴とする。

さらに図９および図９に示したｘ−ｙ−ｚ座標系を参照すると、フローシーケンサー３５０の入口３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃにおいて、溶融積層のために適切な形状にされる流れ３１２、３１３、３２３は、ｘ軸に沿って横に並べて配置されると都合がよい。フローシーケンサー内において、被成形流れは、それぞれ、概ね主な流れの方向またはｚ方向に流れ、ｘ軸は、概ね幅ｗ、ｗ’、ｗ”と整列している。本発明によれば、被成形流れは、シーケンサー３５０内において方向付けられ順番を整えられて、その結果、溶融積層の前に、選択された、ｙ軸に沿って積み重ねられた向きになる。流れ３１２、３２３の方向のみが変更されて、方向の変更は、ｘ軸とｙ軸の両方に沿って行われると好都合である。流れが、フローシーケンサー３５０からチャネル３６０内へ流れると、被成形流れは、ｘ−ｚ面により定められる主な面に沿って、チャネル３６０内に溶融積層されて、ｙ方向に積み重ねられて成形される層から、積層成形される複合材３６２内に、連続し概ね平坦な界面３６４が生成される。

図９に示すように、被積層成形流れ３１２は、被積層成形複合材３６２の体積の最も多くを占め、流れ３１３は、その体積より少ない割合を占め、流れ３２３は、その体積の最も少ない割合を占め、それにより、層の厚みに勾配が生じる。前と同様に、相対的な体積または質量は、流れの相対的な体積または質量のスループットにより調節可能である。流れＢ、Ｃよりも流れＡ、Ｄに対する押出機の出力を相対的により大きくし、かつ流れＣよりも流れＢの押出機の出力を相対的に大きくすると都合がよい。

フローシーケンサー３５０は、フローシーケンスチャネルを形成するように結合する表面チャネル（図示せず）を備えた、複数のプレート３７５、３７６、３７７、３７８のアセンブリであることが好ましい。当業者は、図４の詳細と比較することにより、シーケンサー３５０のフローシーケンスチャネルの構成に適切な、表面チャネルの形状、位置および向きを、容易に理解するだろう。

その後、本発明によれば、積層成形された複合材３６２は、出口スロット３５７から装置３１０を出ていき、前の実施形態におけるように、適切な通常の下流の押出ダイ内へ直接または迂回して流され、そこから、図９に示した、幅が広げられた多層シート製品３６９が出てくる。シート製品６９と同様に、シート製品３６９は、厚さＴより幅Ｗが大きく、また、流れの向きが変更された後に生成される界面は、シート幅および予め形成された界面３１４と概ね平行である。チャネル３６０および３７０内にある矢印は、被積層成形複合材３６２が、装置３１０を出るまでの流体の流れの主な方向を示す。

すでに示したように、被積層成形複合材は、下流の押出ダイに入る前に他の流れと合流させることができる。そのような場合、フローシーケンサーを取り外し可能であることが特に好ましい場合がある。例えば、Ｃ／Ｂ／Ｄ／Ａの層順序を有する同様の複合材を有する複合材３６２を合流させる代わりに、フローシーケンサー３５０を取り外し、フローシーケンサーを１８０度回転させてフローシーケンサーを再挿入することによって、Ｃ／Ｂ／Ｄ／Ａ／Ｄ／Ａ／Ｂ／Ｃの層順序を有する整合のとれた塊を製造可能である。

図１１を参照すると、かなりの点で図１０の装置３１０と異なる装置４１０を示し、それは、マニホールド４３０ａ、４３０ｂと位置がずらされたマニホールド４３１と、チャネル４４６、４７０と位置がずらされた接続チャネル４７１と、入口４５２ａ、４５２ｂと位置がずらされた入口４５２ｃとを含んでいる点で異なる。したがって、フローシーケンサー４５０の入口４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃは、もはや横に並んではいないが、本発明の目的のために、概ね横に並べている。さらに、チャネル４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃの流れの順序を相違させた構成を示す。さらに、装置４１０は、第２の分割部材がなく、したがって、装置４１０の流れ形成構造体４２７は、取り外し可能な分割プレートにより、横断方向の流れの方向に、概ね等しい、３つではなく２つの部分へ分割されることが好ましい。

しかしながら、他の態様は、フローシーケンサー４５０内において流れの向きを変更した後、界面生成チャネル４６０内において溶融積層することを含めて、類似している。これらおよび他の態様のいくつかは、既に説明した。したがって、同様の部分は、同様の番号で示しており、装置１０および３１０に関する前の関連説明を参照するとよい。

望ましい場合、図１１の実施形態は、さらに、入口４５２ａが、入口４５２ｂと位置がずらされ入口４５２ｃと対向した向きになるように変更可能である。そのような場合、本発明の目的のために、フローシーケンサーの入口４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃは、入口４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃの位置を相互に３つの平行な面にずらしたとしても、相互に概ね横に並べられていることになる。したがって、本発明の目的のための「概ね横に並ぶ」ということは、フローシーケンサー入口が、同一平面になくても、ずらされた各面が整列していれば、横に並んだ構成になるということを意味する。

本発明を詳細にかつ好ましい実施形態を参照して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定められた本発明の範囲を逸脱せずに他の変更および変形を行うことができることは明らかだろう。

本発明によって、被積層成形流れの相対的な向きを変更し、被成形積層複合材を生成するようにそれらの流れを溶融積層させ、その後多層複合製品を生成することを示す図である。 本発明に係る好ましい装置であって、図を簡略化するために実線で示した流体の流れ用の殆どの構造体を有し、図１に示した方法に関して有用である装置の斜視図である。 簡略化のために実線で示したフローキャビティを有する、図２の装置のフローシーケンサーの詳細な図である。 図３のフローシーケンサーの構成要素を示す拡大図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に関連する図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に関連する図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に関連する図である。 別の好ましい実施形態の斜視図である。 さらに別の好ましい実施形態に関連する図である。 さらに別の好ましい実施形態に関連する図である。 さらに他の好ましい実施形態の斜視図である。

Claims (7)

1. 層状の原料流れの分割とは無関係である多層複合製品の製造装置（１０）であって、
   同時押出成形構造体と、
   分割部材（２８）と、
   を備え、
   前記同時押出成形構造体は、前記分割部材（２８）により、第１の同時押出成形部分構造体（２６ａ）と、第２の同時押出成形部分構造体（２６ｂ）とに分割され、
   前記第１の同時押出成形部分構造体（２６ａ）は、第１の合流チャネル（４６ａ）と流体連通して横断方向の流れを提供する第１のマニホールド（４０ａ）を含む、第１の流れ形成チャネルを備え、前記分割部材（２８）が前記第１の流れ形成チャネルの壁部分（３２ｂ）を形成し、
   前記第２の同時押出成形部分構造体（２６ｂ）は、第２の合流チャネル（４６ｂ）と流体連通して横断方向の流れを提供する第２のマニホールド（３０ｂ）を含む、第２の流れ形成チャネルを備え、
   前記装置（１０）は、さらに、
   前記同時押出成形構造体の第１の合流チャネル（４６ａ）および第２の合流チャネル（４６ｂ）の下流にそれらと流体連通して、相互に第１の流れの向きと第２の流れの向きとを相対的に変更するための手段（５０）であって、界面生成チャネル（５３）と流体連通した、第１のフローシーケンスチャネルへの第１の入口（５２ａ）、および第２のフローシーケンスチャネル（５４ｂ）への第２の入口（５２ｂ）を含む手段（５０）を備える多層複合製品製造装置。
2. 層状の原料流れの分割とは無関係である多層複合製品の製造装置（３１０）であって、
   第１の流れ形成構造体（３２７）と、
   合流チャネル（３４６）と流体連通して横断方向の流れを提供する第１のマニホールド（３４２）を含む第１の流れ形成チャネルと、
   分割部材（３２８）と、
   を備え、
   前記分割部材（３２８）は前記第１の流れ形成チャネルの壁部分（３３２ｃ）を形成し、
   前記第１の流れ形成構造体（３２７）は、第２の流れ形成チャネルおよび第３の流れ形成チャネルを備えるように、前記分割部材（３２８）により分割され、
   前記第２の流れ形成チャネルは、前記合流チャネル（３４６）と流体連通して横断方向の流れを提供する第２のマニホールド（３３０ａ）を含み、
   前記第３の流れ形成チャネルは、接続チャネル（３７０）と流体連通し、
   同時押出成形構造体（３２６）が、前記第１の流れ形成チャネル、前記第２の流れ形成チャネル、および前記合流チャネル（３４６）により形成されており、
   前記装置（３１０）は、さらに、
   前記合流チャネル（３４６）、および前記第３の流れ形成チャネルの前記接続チャネル（３７０）の下流にそれらと流体連通して、第１の流れと第２の流れとを相互に相対的に向きを変更するための手段（３５０）であって、界面生成チャネル（３６０）と流体連通し、概ね横に並べて配置されている、第１のフローシーケンスチャネル（３５４ａ）への第１の入口（３５２ａ）、および第２のフローシーケンスチャネル（３５４ｂ）への第２の入口（３５２ｂ）を有する手段（３５０）を備える多層複合製品製造装置。
3. 前記分割部材（２８、３２８）は、プレートである、請求項１または２に記載の装置。
4. 第１の流れ成形インサート（２ａ、３０３）は、横断方向の流れを提供する第１のマニホールド（４０ａ、３４２）を備え、前記横断方向の流れは、幅方向を画定し、第１の入口（５２ａ、３５２ａ）および第２の入口（５２ｂ、３５２ｂ）は、前記幅方向に概ね並べて配置されている請求項１から３のいずれかに記載の装置。
5. 前記入口（５２ａ、５２ｂ、３５２ａ、３５２ｂ）は、相互に同一平面に配置される請求項１から４のいずれかに記載の装置。
6. 前記分割部材（２８、３２８）は、プレートであり、前記プレート、第１の流れ成形インサート（２ａ、３０３）、および相対的な流れの方向を変更する手段（５０、３５０）は、前記装置内に別々に取り外し可能に配置される請求項４に記載の装置。
7. 追加の分割部材（３２８’）をさらに備え、前記第１の流れ形成構造体（３２７）は、第４の流れ形成チャネルを備えるように前記追加の分割部材（３２８’）によりさらに分割され、前記追加の分割部材（３２８’）は、前記第３の流れ形成チャネルと前記第４の流れ形成チャネルとの間に配置される請求項２に記載の装置。

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