JP5434002B2 - 積層シートの製造装置および製造方法 - Google Patents

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。

今日、複数種類のシート材料をシートの厚み方向に積層した多層構造をもつ多層フィルムの用途は光学用途へと広がりつつある。この光学用途に使用される多層フィルムは、各シート材料の層の厚み分布がその多層フィルムの光学特性を決定するため、非常に高い積層精度が要求される。ここで、多層フィルムが複数種類のシート材料を積層して形成された積層シートから得られるため、多層フィルムの積層精度は積層シートの積層精度に大きく依存する。

積層シートの製造装置および製造方法としては、複数種類（とくに２種類）のシート材料（典型的には溶融樹脂など。）を各マニホールドに供給し、各マニホールドに供給されたシート材料を複数のスリットを通して分流することにより複数の層をもつ積層体を形成し、この積層体を積層シートの幅方向（以下、幅方向と称する）に延びるスリット間隙を有する口金から吐出し、積層シートを形成する方法が知られている。そして、口金から吐出された積層シートは固化され、そのまま、あるいは、延伸等の後処理が施され、多層フィルムとなる。（積層シートを固化したものを以下、多層フィルムという。）
次に、この積層シートの製造装置の典型的な例を紹介する。図１は、典型的な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である。積層シートの製造装置は、図１に示すように、シート材料Ａ、Ｂを供給するシート材料導入管１、２、シート材料導入管１、２により供給されたシート材料Ａ、Ｂを交互に多数積層した積層体を形成する多層積層装置３、積層体を下流側に導く導管４、導管４からの積層体の幅と厚みを所定の値に調整し、調整された積層体を吐出し、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、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、多層フィルムとなる。

ここで、上記多層積層装置３の典型的な例を紹介する。図２は、典型的な多層積層装置のシート材料等が通り得る内部空間のみを表示したものの部分斜視図である。多層積層装置３は、図２に示すように、シート材料Ａ、Ｂを供給するシート材料導入路２１、２２、シート材料導入路２１、２２により供給されたシート材料Ａ、Ｂを積層シートの積層方向（以下、積層方向）に均一に分配するマニホールド２３、２４、マニホールド２３、２４からのシート材料Ａ、Ｂを所定の層数に分ける多数の細孔２５、２６の列、各細孔２５、２６からのシート材料Ａ、Ｂを下流側に導く多数のスリット２７、２８の列、各スリット２７、２８からのシート材料Ａ、Ｂを交互に多数積層した積層体を形成する積層完了部２９からなる。

しかし、本発明者らの知見によると、従来の積層シートの製造装置を用いて２種類のシート材料（シート材料Ａおよびシート材料Ｂ）を交互に多数積層した光学用途向けの積層シートの形成を試みたところ、口金５の幅方向への拡幅による急激な流れの変化によって、形成された積層シートからは各層の厚みが幅方向に対して一様ではない多層フィルムが得られる場合があることが判明した。図９は、従来の積層シートの製造装置を用いて製造された多層フィルムの断面図である。多層フィルム４０は、図９に示すように、シート材料Ａの層４１とシート材料Ｂの層４２からなる。この多層フィルム４０の断面を観察すると、層４１、４２は、共に幅方向の中央部では表層に近い層ほど厚みが薄く、幅方向の端部では表層に近い層ほど厚みが厚くなる傾向があることがわかる。つまり、各層の厚みは幅方向に対して一様ではなく、積層精度が低い。そのため、従来の積層シートの製造装置では、光学用途に使用される多層フィルムに必要とされる積層精度を十分に満足する積層シートの形成は困難である場合があった。

このような状況において、本出願人らは、特許文献１において、各層の厚みが幅方向に対して一様となる多層積層装置３の技術を開示している。図３は、本出願人が特許文献１で提案した積層シートの製造装置において用いられる多層積層装置のシート材料等が通り得る内部空間のみを表示したものの部分斜視図である。図３に示した多層積層装置３の基本構成は、図２に示した多層積層装置３とほぼ同じであるが、図２の細孔２５、２６に対応するものがなく、スリット２７、２８の上部が斜めに構成されている点で異なっている。図３に示した多層積層装置３は、スリットの上部が斜めに構成されることによってシート材料の幅方向における流量ムラを解消し、各層の厚みを幅方向に対して一様にすることができるというものである。しかしながら、積層精度が厳しく要求される光学用途においては、さらなる積層精度が求められていた。

本発明者らの知見によると、図９に示すような現象が起きる原因の１つとして以下のようなことが考えられる。流体が流路内を流れる際、流体の流速分布は流路方向に対して垂直な断面形状によって異なってくる。つまり、流路方向に対して垂直な断面形状が流路方向に対して変化することによって、流路の流路方向に対して垂直な方向（つまり、幅方向や積層方向）にも流体の流れが生じることとなる。例えば図１の典型的な積層シートの製造装置を例にとると、口金は幅方向に対して急激に拡幅し、その後積層方向に対して縮小する。ゆえに、口金によって、流路の断面形状が急激に変化し、積層体の表層付近は幅方向の両端部に向かって流れる。このように発生した積層体の流れによって、幅方向の中央部の表層薄膜化が発生、各層の厚みが幅方向に対して一様ではなくなり、積層精度が低くなるものと考えられる。

ところで、本発明の好ましい形態と一見すると似ているように見える技術として、特許文献２に開示されている積層シートの製造装置がある。

特許文献２には、積層シートの幅方向の両端部を安価な樹脂にすることによってコストを削減する方法が開示されている。図１８は、特許文献２のマルチマニホールドダイの幅方向に対して垂直な断面図であり、図１９は、図１８のＨ−Ｈ線の断面、つまり特許文献２のマルチマニホールドダイの積層方向に対して垂直な断面図である。マルチマニホールドダイ７０は、図１８、１９に示すように、樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを供給する樹脂流路７１〜７３、樹脂流路７１〜７３により供給された樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを幅方向に均一に分配するマニホールド７４〜７６、マニホールド７４〜７６からの樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを下流側に導くスリット７７〜７９、スリット７７〜７９からの樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを積層して積層体を形成する積層完了部８０、樹脂流路７１を流れる樹脂Ａを分流する樹脂流路８１、樹脂流路８１からの樹脂Ａをエッジ部として積層体の幅方向の両端部に付加する合流部８２、合流部８２により形成された積層体を吐出して積層シートを形成するスリット８３からなる。マルチマニホールドダイ７０を用いて積層シートを形成することによって、その後の工程で切除する部分を安価な樹脂Ａだけで形成されたエッジ部のみにすることができ、高価な樹脂Ｂ、Ｃの使用量を減らし、コストを削減することができるというものである。

しかし、本発明者らの知見によると、特許文献２のような従来の積層シートの製造装置は、生産時のコスト削減を目的とした技術であり、各層の厚みを幅方向に対して一様にするような技術的思想は開示されていないことから、積層精度の点については光学用途に耐えるレベルには達していない。これは、このような技術が、層数が数層、つまり一層あたり数十μｍの厚みをもつ層の制御を対象としているためで、光学用途フィルムのように層数が数百層、つまり一層あたり数十ｎｍの厚みをもつ層を制御するという課題が存在しないからである。
特開２００６−１２３５４１号公報 特開平６−９１７１９号公報

本発明の目的は、積層体の幅方向の端部に適正な断面形状をしたエッジ部を形成することにより、複雑な制御装置を必要とせず、各層の厚みが幅方向に対して一様で、高精度に積層された積層シートを容易に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。

上記目的を達成するため、本発明によれば、複数種類のシート材料を前記種類の数よりも多い数の層として積層方向に積層した第１の積層体を形成する多層積層装置と、流路方向に沿って流れる前記第１の積層体の幅方向の端部のうち少なくとも一方にエッジ材料をエッジ部として付加した第２の積層体を形成する合流部を有するエッジ部付加装置と、前記第２の積層体をシート状に成形する口金とを備えた積層シートの製造装置であって、前記合流部における前記エッジ材料の流路の流路方向に対して垂直な断面形状を前記積層方向に１０等分する直線で分割した各領域の面積を前記積層方向の中央部から前記積層方向の端部へ向かってＳｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）としたとき、式（１）および式（２）の関係を共に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。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記断面形状において、式（３）の関係を満足する積層シートの製造装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記口金内の流路において、流入部の前記幅方向寸法をＷ１、流出部の前記幅方向寸法をＷ２とすると、５＜Ｗ２／Ｗ１＜５０である積層シートの製造装置が提供される。

また、本発明の別の形態によれば、複数種類のシート材料を前記種類の数よりも多い数の層として積層方向に積層した第１の積層体を形成し、合流部において流路方向に沿って流れる前記第１の積層体の幅方向の端部のうち少なくとも一方にエッジ材料をエッジ部として付加した第２の積層体を形成し、口金により前記第２の積層体をシート状に成形する積層シートの製造方法であって、前記合流部として前記エッジ材料の流路の流路方向に対して垂直な断面形状が、前記断面形状を積層方向に１０等分する直線で分割した各領域の面積を積層方向の中央部から積層方向の端部へ向かってＳｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）としたとき、式（１）および式（２）の関係を共に満足するもの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。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記第１の積層体の層数が５０層以上３０００層以下である積層シートの製造方法が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記エッジ材料の粘度が前記シート材料のいずれかの粘度と等しいかまたは小さいことを特徴とする積層シートの製造方法が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、フィルムの厚みが１μｍ以上６００μｍ以下かつ、層数が５０層以上３０００層以下かつ、積層精度が０．００２以下であることを特徴とする多層フィルムが提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、フィルムの厚みが１μｍ以上６００μｍ以下かつ、層数が５０層以上３０００層以下かつ、積層ムラが０．２０以下であることを特徴とする多層フィルムが提供される。

本発明において、「シート材料」とは、第１の積層体を構成する材料をいう。シート材料としては、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、などを溶媒に溶かすか溶融するなどして流動化したもの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。また、第１の積層体を構成するシート材料としては、上記のうちから２〜１０種類を選んで用いるのが好ましい。

また、本発明において、「積層体」とは、押出し機から押出されてから、口金から吐出されるまでの間で、複数種類のシート材料を多数の層として積層方向に積層したシート材料をいう。

また、本発明において、「第１の積層体」とは、多層積層装置によって形成された積層体をいう。第１の積層体の層数は５０層以上３０００層以下が好ましい。

また、本発明において、「エッジ材料」とは、第１の積層体の幅方向の端部のうち少なくとも一方にエッジ部として付加する材料をいう。エッジ材料としては、上記のようなシート材料として用いることができる材料を用いることができる。また、エッジ材料は、第１の積層体を構成する複数種類のシート材料のうちいずれかと同じ材料でもよい。

また、本発明において、「エッジ部」とは、第２の積層体のうちエッジ材料によって構成された部分をいう。

また、本発明において、「第２の積層体」とは、エッジ部付加装置にて第１の積層体の幅方向の端部のうち少なくとも一方にエッジ材料をエッジ部として付加した積層体をいう。

また、本発明において、「積層シート」とは幅と厚みが調整され、口金から吐出された積層体をいう。

また、本発明において、「流路方向」とは、流路内における第１または第２の積層体の主な流れ方向をいう。

また、本発明において、「積層方向」とは、流路内における第１または第２の積層体が積層シートに成形されたときに、積層シートの厚み方向と一致する方向をいう。

また、本発明において、「幅方向」とは、流路内における第１または第２の積層体が積層シートに成形されたときに、積層シートの幅方向と一致し、かつ流路方向と積層方向に対して垂直な方向をいう。

また、本発明において、流路方向、積層方向、および幅方向は、第１または第２の積層体が流れている流路形状によって変化する。

また、本発明において、「合流部」とは、エッジ部付加装置にて第１の積層体が流れる流路とエッジ材料が流れる各流路が合流する点（以下、合流点という）を含む部位をいう。なお、合流部のエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状とは、合流点を合流点における積層方向寸法の１／５０の寸法分、上流に上がった部分における流路方向に対して垂直な断面の形状をいう。

また、本発明において、多層積層装置とエッジ部付加装置を１つの積層装置として構成してもよい。

また、本発明において、口金内の流路における流入部の幅方向寸法Ｗ１とは、流入部、つまり幅方向に拡幅する前の幅方向寸法をいい、また、口金内の流路における流出部の幅方向寸法Ｗ２とは、流出部、つまり幅方向に拡幅された後の幅方向寸法をいう。また、Ｗ２／Ｗ１とは、口金内の流路が幅方向に拡幅する拡幅比を意味する。

また、本発明において、エッジ材料の粘度がシート材料のいずれかの粘度より等しいかまたは小さいこと好ましい。これにより、エッジ材料は口金の壁面による摩擦を和らげる効果が顕著になるからである。

また、本発明において、塗液の粘度は、レオメータ（レオテック社製 ＲＣ２０）を用いて、ＪＩＳ Ｚ８８０３の規格に従い測定する。その際、測定条件である温度および剪断速度は、実際の口金内と同等の温度および剪断速度を用いることとする。

また、本発明において、「フィルムの厚み」とは、多層フィルムの幅方向にほぼ等分に１０区分する点において測定したフィルムの厚みの平均値をいう。

また、本発明において、「積層精度」とは、多層フィルムの幅方向にほぼ等分に１０区分する点において、各層の厚みの標準偏差をとり、この各層の標準偏差の平均値をフィルムの厚みで割ったものをいう。

また、本発明において、「積層ムラ」とは、多層フィルムの幅方向にほぼ等分に１０区分する点において、各層の厚みの最大値から最小値を引いて最小値で割った値を算出し、この各層の値の平均値をいう。

また、本発明において、「積層精度」や「積層ムラ」の算出する際に用いた各層の厚みは、透過型電子顕微鏡（（株）日立製作所製ＨＵ−１２型）を用い、フィルムの断面を３０００〜４００００倍に拡大観察し、断面写真を撮影して測定した。ここで、測定に使用するフィルムは多層フィルムの幅が４００ｍｍ以上のものが好ましい。また、用いる樹脂の組み合わせによっては適当な染色技術を用いてコントラストを高めて、測定してもよい。

本発明に係る積層シートの製造装置および製造方法では、積層体の幅方向の端部に適正な断面形状をしたエッジ部を形成することにより、複雑な制御装置を必要とせず、各層の厚みが幅方向に対して一様で、高精度に積層された積層シートを製造することが出来る。

以下に本実施形態について詳細に述べるが、本発明は以下の実施例を含む実施形態に限定されるものではない。

図４〜図８、図１２〜図１４および図２０は本実施形態の積層シートの製造装置に関する図である。なお、各図において、従来の技術と同じ用途および機能を有している部材については、同じ符号を有している場合がある。

本実施形態では、複数種類（とくに２種類）のシート材料を各マニホールドに供給し、各マニホールドに供給されたシート材料を複数のスリットを通して分流することにより複数の層をもつ第１の積層体を形成し、またエッジ材料をマニホールドに供給し、マニホールドに供給されたエッジ材料を第１の積層体の幅方向の端部のうち少なくとも一方にエッジ部として付加した第２の積層体を形成し、この第２の積層体を幅方向に延びるスリット間隙を有する口金から吐出し、積層シートを形成する。

次に、この本実施形態の積層シートの製造装置の基本構成を説明する。図４は、本実施形態の積層シートの製造装置の概略斜視図である。本実施形態の積層シートの製造装置の基本構成は、図１に示された積層シートの製造装置の基本構成とほぼ同じであるが、シート材料導入管１０およびエッジ部付加装置１１が付与されていることと、その内部構造とに特徴を有する。すなわち、本実施形態の積層シートの製造装置は、図４に示すように、シート材料Ａ、Ｂを供給するシート材料導入管１、２、シート材料導入管１、２により供給されたシート材料Ａ、Ｂを交互に多数積層した第１の積層体を形成する多層積層装置３、エッジ材料を供給するエッジ材料導入管１０、エッジ材料導入管１０により供給されたエッジ材料を第１の積層体の幅方向の端部にエッジ部として付加した第２の積層体を形成するエッジ部付加装置１１、第２の積層体を下流側に導く導管４、導管４からの第２の積層体の幅と厚みを所定の値に調整し、調整された第２の積層体を吐出し、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、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、多層フィルムとなる。

ここで、本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積層装置３は、従来技術である図２に示す構成のものを用いることもできるし、また、各層の厚みを幅方向に対して一様にするためには、図３に示す構成のものを用いることも好ましい。

また、ここで、本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ部付加装置１１の基本構成を説明する。図５は、本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ部付加装置のシート材料等が通り得る内部空間のみを表示したものの部分斜視図である。エッジ部付加装置１１は、図５に示すように、多層積層装置３で形成された第１の積層体を下流側に導く流路３１、エッジ材料を供給するエッジ材料導入路３２、エッジ材料導入路３２により供給されたエッジ材料を幅方向に均一に分配するマニホールド３３、マニホールド３３からのエッジ材料を流路３１に導く流路３４、３５、流路３４、３５からのエッジ材料を第１の積層体の幅方向の端部にエッジ部として付加した第２の積層体を形成する合流部３６からなる。

そこで、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、合流部３６におけるエッジ材料の流路３４、３５の流路方向に対して垂直な断面形状を積層方向に１０等分する直線で分割した各領域の面積を積層方向の中央部から積層方向の両端部へ向かってＳｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）としたとき、式（１）および式（２）の関係を共に満足させることにより、各層の厚みが幅方向に対して一様で、高精度に積層された積層シートが得られることを見出した。

ここで、このような構成の一例を以下に説明する。図６は、図５のＩ−Ｉ線の断面、つまり本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ部付加装置の合流部における流路方向に対して垂直な断面図である。また、図７は、図６の上記断面形状、つまり本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の概略図である。図７において、破線は上記断面形状を積層方向に１０等分するものであり、そしてその破線で分割した各領域の面積を積層方向の中央部から積層方向の端部に向かってＳｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）としている。図６、７の上記面積は、式（１）および式（２）の関係を共に満足しており、上記構成の一例である。

ここで、図６，図７に示すような構成、すなわち、式（１）および式（２）の関係を共に満足させることの技術的意味を以下に説明する。まず、式（１）および式（２）の関係を共に満足しない場合、すなわち、エッジ材料の各流路の断面形状が長方形である場合について、そのような断面形状を有する積層シートの製造装置を用いて製造された多層フィルムを説明する。

図１０は、エッジ材料の各流路の断面形状が長方形である積層シートの製造装置を用いて製造された多層フィルムの断面図である。多層フィルム５０は、図１０に示すように、シート材料Ａの層５１、シート材料Ｂの層５２、エッジ材料のエッジ部５３からなる。この多層フィルム５０を観察すると、従来の積層シートの製造装置の問題点として説明したように、口金の幅方向への拡幅による影響を受け、積層体の表層付近が幅方向の中央部から両端部へ流れることによる幅方向の中央部の表層薄膜化が発生するため、各層の厚みが幅方向に対して一様ではなく、積層精度が低い積層シートができる場合がある。このように幅方向に対して層の厚みの変化が存在する多層フィルムは、その厚み変化により目標とする波長の光の反射率が低下したり目標以外の光も反射したりする不良品となる。

これに対して、本実施形態の積層シートの製造装置、すなわち、式（１）および式（２）の関係を共に満足するような積層シートの製造装置を用いて形成された積層シートからは、積層精度が高い多層フィルムを製造することができる。図１１は、本実施形態の積層シートの製造装置を用いて製造された多層フィルムの断面図である。多層フィルム６０は、図１１に示すように、シート材料Ａの層６１、シート材料Ｂの層６２、エッジ材料のエッジ部６３からなる。この多層フィルム６０を観察すると、層６１、６２は、共に幅方向に対して一様な厚みであり、図９の従来の積層シートの製造装置を用いて製造された多層フィルムに比べ、積層精度が非常に高い。このように積層精度が非常に高くなるのは、次のような理由による。すなわち、まず、合流部において、あらかじめエッジ材料を幅方向の両端部に、積層方向の両端部の方が積層方向の中央部より多めになるように流入させておき、第２の積層体のうち第１の積層体であった部分（以下、多層部とする）の積層方向の両端部の層の厚みを積層方向の中央部の厚みより厚くさせておく。その後、導管を通過した第２の積層体は、口金によって、流路の断面形状が急激に変化し、第２の積層体の表層付近の流体は幅方向の両端部に向かって流れることになるが、あらかじめ多層部の表層付近の積層方向の両端部の層の厚みを積層方向の中央部の厚みより厚くさせているため、たとえ第２の積層体の表層付近の流体が幅方向の両端部に流れたとしても、あらかじめ厚くした分と両端部に流れ出る分が相殺し、結果的に、口金から吐出された積層シートの幅方向の厚みは図１１に示すように一様となるのである。

なお、図６においては、エッジ材料の各流路の断面形状が、積層方向の両端部において幅方向の端部側に大きくなっている例を示したが、この断面形状は、幅方向の中央部側に大きくなっているものでもよく、効果としては同じものが得られるのである。

また、本発明者らは、上記断面形状において、さらに、式（３）の関係を満足する範囲が好ましいことを見出した。このような範囲とすることにより、口金から吐出された積層シートの積層方向の厚みをより一様にすることができるのである。

ここで、グラフを用いて上記範囲を説明する。図８は、図７の上記面積のグラフ、つまり本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状を分割した各領域の面積のグラフである。図８において、縦軸はＳｎ／Ｓ１（ｎ＝１，２，３，４，５）、横軸はｎを表し、破線はそれぞれ、式（４）、式（５）を表す。この図８の色のついた部分が、式（１）、式（２）および式（３）の範囲を表す。

次に、上記範囲に含まれるよう構成できるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の例を説明する。

図１２は、後述の実施例などと同様に、本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の概略図である。この断面形状は積層方向の中央部を中心に積層方向に対して対称形となっており、積層方向の両端部での幅方向寸法ＬＥは等しく、積層方向の中央部の幅方向寸法ＬＣはＬＥより小さく、積層方向の中央部を中心に積層方向寸法ＨＣの範囲内の幅方向寸法はＬＣと等しく、すべて直線で形成されている。また、ＨＡは断面形状全体の積層方向寸法を表す。

図１３は、図１２とは異なる本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の概略図である。この断面形状は積層方向の中央部を中心に積層方向に対して対称形ではなく、積層方向の両端部での幅方向寸法ＬＥ１、ＬＥ２は等しくなく、曲線も含めて形成されている。

図１４は、図１２および図１３とは異なる本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の概略図である。この断面形状は曲線も含めて形成されており、積層方向の中央部での幅方向寸法はほぼゼロである。

ここで、これらエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状は、使用する口金や製膜条件などによって適正な形状にする必要がある。

また、本実施形態の積層シートの製造装置において用いられる口金は、５＜Ｗ２／Ｗ１＜５０の範囲にすることが好ましい。図２０は、本実施形態の積層シートの製造装置において用いられる口金の積層方向に対して垂直な断面図である。Ｗ２／Ｗ１の値が５未満の場合、口金の壁面や拡幅による影響が小さいため、各層の厚み変化も小さくなり、エッジ材料を積層する必要性が低い。また、Ｗ２／Ｗ１の値が５０以上の場合、口金の壁面や拡幅による影響が非常に大きいため、各層の厚み変化も大きくなり、表層部を積層するだけでは積層精度を十分に高めることが困難である。より好ましくは、１０＜Ｗ２／Ｗ１＜３０である。

また、本実施形態の積層シートの製造装置によって、フィルムの厚みが１μｍ以上６００μｍ以下かつ、層数が５０層以上３０００層以下かつ、積層精度が０．００２以下である多層フィルムを得ることができる。より好ましい形態では、積層精度は０．００１以下である。

また、本実施形態の積層シートの製造装置によって、フィルムの厚みが１μｍ以上６００μｍ以下かつ、層数が５０層以上３０００層以下かつ、積層ムラが０．２０以下である多層フィルムを得ることができる。より好ましい形態では、積層ムラは０．１５以下である。

［実施例１］
本実施形態、すなわち図４に示す積層シートの製造装置および図３に示す多層積層装置３を用いて、実際に多層フィルムを製造し積層精度を評価した結果を説明する。本実施形態における具体的な多層フィルムの製造方法は以下の通りである。
（１）シート材料：シート材料Ａ；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂（東レ（株）製熱可塑性樹脂Ｆ２０Ｓ）、シート材料Ｂ；シクロヘキサンジメタノール共重合ＰＥＴ（イーストマン社製熱可塑性樹脂ＰＥＴＧ６７６３）、エッジ材料；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂（東レ（株）製熱可塑性樹脂Ｆ２０Ｓ）
（２）仕込み：各シート材料およびエッジ材料を乾燥後、押出機に供給。押出機は２８０℃に設定し、ギヤポンプ、フィルターを介した後、各シート材料を多層積層装置に供給し積層、またエッジ材料をエッジ部付加装置に供給し付加させた。
（３）多層積層装置：各層に対応するスリット間隙；Ａ層０．７５ｍｍ、Ｂ層０．６ｍｍ、（ともに加工精度０．０１ｍｍ）スリット幅２６ｍｍ、スリット長１８ｍｍを設定し、Ａ層１０１層、Ｂ層１００層からなるスリットから上記樹脂を吐出させ、目標積層比はＡ：Ｂ＝２：１となるようにし、両表層部分がＡ層となるようにした。なお、積層完了部２９の流路断面形状は長方形である。
（４）エッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状：図１２に示すような断面形状を形成するようにエッジ部付加装置を加工した。各寸法は表１に示した通りである。なお、流路３１の断面形状は幅方向寸法７６ｍｍ、積層方向寸法３２ｍｍの長方形である。
（５）吐出：エッジ部付加装置でエッジ部付加完了後、導管を経た積層体をＴダイに供給しシート状に押出した後、静電印加（直流電圧８ｋＶ）にて表面温度２５℃に保たれたキャスティングドラム上で急冷固化し、成形した。
（６）表面処理：成形した未延伸フィルムをロールで搬送し、コーティング装置において、未延伸フィルムの両面に空気中でコロナ放電処理を施し、濡れ張力を５５ｍＮ／ｍとし、その処理面にガラス転移温度Ｔｇ１８℃のポリエステル樹脂／Ｔｇ８２℃のポリエステル樹脂／平均粒径１００ｎｍのシリカ粒子からなる積層形成膜を塗布し、透明、易滑、易接着層を形成した。
（７）熱処理：続いて逐次二軸延伸機に導き、９５℃の熱風で予熱後、縦方向（フィルム長手方向）および横方向（フィルム幅方向）にそれぞれ３．５倍に延伸した。さらに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、室温まで除冷後巻き取った。

結果を表１に示す。また、図１５は、実施例１における多層フィルムの幅方向の端部と幅方向の中央部のシート材料Ａからなる各層とシート材料Ｂからなる各層の測定された厚み分布を示すグラフである。図１５において、横軸は層番号、縦軸は層の厚みを表し、シート材料Ａとシート材料Ｂに分けて示している。図１５に示すように、多層フィルムの各層の厚みが幅方向に対して一様であることがわかる。
［実施例２］
図１２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。結果を表１に示す。
［実施例３］
図１２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。結果を表１に示す。この断面形状は請求項３の条件を満足する形状である。
［実施例４］
図１２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。結果を表１に示す。この断面形状は請求項３の条件を満足する形状である。
［比較例１］
図１２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。この断面形状は長方形である。結果を表１に示す。また、図１６は、比較例１における多層フィルムの幅方向の端部と幅方向の中央部のシート材料Ａからなる各層とシート材料Ｂからなる各層の測定された厚み分布を示すグラフである。図１６において、横軸は層番号、縦軸は層の厚みを表し、シート材料Ａとシート材料Ｂに分けて示している。図１６に示すように、多層フィルムの各層の厚みが、幅方向の中央部では表層に近いほど薄く、幅方向の両端部では表層に近いほど厚いことがわかる。また、この多層フィルムは図１０に示すような層構成となる。
［比較例２］
図１２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。この流路の断面形状は、積層方向の中央部での幅方向寸法よりも積層方向の両端部での幅方向寸法の方が小さい形状である。結果を表１に示す。

図１７は、各実施例および比較例におけるＳｎ／Ｓ１の値をプロットした図８のグラフである。図１７において、△は実施例１、２、○は実施例３，４、□は比較例１、２を示す。また、色のついた部分は、式（１）、式（２）および式（３）の範囲を表す。これらの実施例の結果、表１と図１７から、実施例１、２、３、４、つまりエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状が、積層方向の両端部での幅方向寸法よりも積層方向の中央部での幅方向寸法の方が小さい形状である場合、高い積層精度の多層フィルムを形成する。その上、実施例３、４、つまりエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状が、式（３）の関係を満足する形状である場合、より高い積層精度の多層フィルムを形成する。

本発明により製造される積層シートは、複数種類のシート材料をその種類の数よりも多い数の層として積層方向に積層し、その幅方向の端部のうち少なくとも一方にエッジ材料をエッジ部として付加した後、固化して形成されたものである。本発明によれば、各層の厚みが幅方向に対して一様で、高精度に積層された積層シートが、容易に製造出来る。

典型的な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。 典型的な多層積層装置のシート材料等が通り得る内部空間のみを表示したものの部分斜視図。 特許文献１の積層シートの製造装置において用いられる多層積層装置のシート材料等が通り得る内部空間のみを表示したものの部分斜視図。 本実施形態の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。 本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ部付加装置のシート材料等が通り得る内部空間のみを表示したものの部分斜視図。 本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ部付加装置の合流部の流路方向に対して垂直な断面図。 本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の概略図。 本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状を分割した各領域の面積のグラフ。 従来の積層シートの製造装置を用いて製造された多層フィルムの断面図。 エッジ材料の各流路の断面形状が長方形である積層シートの製造装置を用いて製造された多層フィルムの断面図。 本実施形態の積層シートの製造装置を用いて製造された多層フィルムの断面図。 本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の概略図。 本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の概略図。 本実施形態の積層シートの製造装置において用いられるエッジ材料の各流路の流路方向に対して垂直な断面形状の概略図。 実施例１における多層フィルムの幅方向の端部と幅方向の中央部のシート材料Ａからなる各層とシート材料Ｂからなる各層の測定された厚み分布を示すグラフ。 比較例１における多層フィルムの幅方向の端部と幅方向の中央部のシート材料Ａからなる各層とシート材料Ｂからなる各層の測定された厚み分布を示すグラフ。 各実施例および比較例におけるＳｎ／Ｓ１の値をプロットした図８のグラフ。 特許文献２のマルチマニホールドダイの幅方向に対して垂直な断面図。 特許文献２のマルチマニホールドダイの積層方向に対して垂直な断面図。 本実施形態の積層シートの製造装置において用いられる口金の積層方向に対して垂直な断面図。

符号の説明

１：シート材料Ａが供給されるシート材料導入管
２：シート材料Ｂが供給されるシート材料導入管
３：多層積層装置
４：導管
５：口金
６：積層シート
７：キャスティングドラム
１０：エッジ材料が供給されるエッジ材料導入管
１１：エッジ部付加装置
２１、２２：シート材料導入路
２３、２４：マニホールド
２５、２６：細孔
２７、２８：スリット
２９：積層完了部
３１：第１の積層体の流路
３２：エッジ材料導入路
３４、３５：エッジ材料の流路
３６：合流部
４０：エッジ部を有さない多層フィルム
４１：シート材料Ａの層
４２：シート材料Ｂの層
５０、６０：エッジ部を有する多層フィルム
５１、６１：シート材料Ａの層
５２、６２：シート材料Ｂの層
５３、６３：エッジ部
７０：マルチマニホールド
７１〜７３、８１：樹脂流路
７４〜７６：マニホールド
７７〜７９、８３：スリット
８０：積層完了部
８２：合流部

Claims (6)

1. 複数種類のシート材料を前記種類の数よりも多い数の層として積層方向に積層した第１の積層体を形成する多層積層装置と、流路方向に沿って流れる前記第１の積層体の幅方向の端部のうち少なくとも一方にエッジ材料をエッジ部として付加した第２の積層体を形成する合流部を有するエッジ部付加装置と、前記第２の積層体をシート状に成形する口金とを備えた積層シートの製造装置であって、前記合流部における前記エッジ材料の流路の流路方向に対して垂直な断面形状を前記積層方向に１０等分する直線で分割した各領域の面積を前記積層方向の中央部から前記積層方向の端部へ向かってＳｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）としたとき、式（１）の関係を満足することを特徴とする積層シートの製造装置。
   

   
2. 前記断面形状において、式（３）の関係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。
   

   
3. 前記口金内の流路において、流入部の前記幅方向寸法をＷ１、流出部の前記幅方向寸法をＷ２とすると、５＜Ｗ２／Ｗ１＜５０であ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. 複数種類のシート材料を前記種類の数よりも多い数の層として積層方向に積層した第１の積層体を形成し、合流部において流路方向に沿って流れる前記第１の積層体の幅方向の端部のうち少なくとも一方にエッジ材料をエッジ部として付加した第２の積層体を形成し、口金により前記第２の積層体をシート状に成形する積層シートの製造方法であって、前記合流部として前記エッジ材料の流路の流路方向に対して垂直な断面形状が、前記断面形状を積層方向に１０等分する直線で分割した各領域の面積を積層方向の中央部から積層方向の端部へ向かってＳｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）としたとき、式（１）の関係を満足するものを用いることを特徴とする積層シートの製造方法。
   

   
5. 前記第１の積層体の層数が５０層以上３０００層以下であることを特徴とする請求項４に記載の積層シートの製造方法。
6. 前記エッジ材料の粘度が前記シート材料のいずれかの粘度と等しいかまたは小さいことを特徴とする請求項４または５に記載の積層シートの製造方法。

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