JPH0732443A - 多層複合フィルム又はシート成形用フィードブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各層の厚みや粘度を異にする多層複合フィル
ムやシートの積層成形時における合流部での剪断応力に
起因する不安定な流れを解消して、安定した厚みのフィ
ルムやシートを得る。 【構成】 フラットダイを用いる共押出法により多層の
複合フィルム又はシートを成形するためのフィードブロ
ック９の内、フラットダイのフィードポートと連通する
合流樹脂流路方向に斜交して合流する隣合う樹脂流路
１，２の合流点に仕切板７等の樹脂流路調整機構を持っ
たフィードブロックにおいて、流路調整機構の直後に剪
断応力緩和用のスリット板８を設けたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は単相樹脂フィルム成形フ
ラットダイを用いて多層の複合フィルム又はシートを成
形する共押出成形法に好適なダイ上流部に設けられる多
層複合フィルム又はシート成形用フィードブロックに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】多層樹脂フィルムを成形するに当り、異
なった樹脂素材を別々の押出機から同時に押出し、溶融
状態で積層して、複合フィルムとする方法は、従来から
共押出法として良く知られている。この場合、ダイに積
層数相当のマニホールドを設けてダイ内で夫々の樹脂素
材を拡幅層状化した後に積層して、フィルム又はシート
（以下フィルムと云う）として取り出すか、又は夫々マ
ニホールドに独立して連通するダイスリットより夫々の
樹脂素材のフィルムを取り出した後、接着するかによ
り、夫々前者はマルチマニホールド法、後者はマルチス
ロット法として知られている。しかしこれ等の複合フィ
ルムの成形法は、４〜５層以上の多層成形には不向きで
あることから、単相用ダイのフィードポートに複数の層
状樹脂素材を供給して、この部分で夫々の層状樹脂の併
合を行なった後に単一のマニホールドとダイスリットを
介して多層の複合樹脂を得る共押出法（コ・イクストル
ジョン）がある。これはコンバイニングアダプタ法（ダ
イ前接着）と称され、多層フィルム成形法として最も一
般的に行なわれている。

【０００３】このコンバイニングアダプタ法を用いた従
来の二層フィルム成形法の例を図６〜図７に示す。図６
〜図７において、フラットダイ２１にはマニホールド２
３が設けられ、ダイ２１のフィードポート２４から流入
した溶融樹脂はマニホールド２３で拡幅されてダイスリ
ット２０より押出され、フィルム状の樹脂成形品２４を
得る。またダイ２１の上流部にはフィードブロック（又
はラミナーフローディストリビュータとも云う）２２が
付設され、積層数に応じた樹脂流路２７及び２６が設け
られる。これ等は合流して合流路２５を形成し、ダイ２
１のフィードポート２４に連通する。樹脂流路２７及び
２６の入口は、夫々図示しない押出機の吐出口に接続さ
れ、夫々溶融樹脂Ａ，Ｂが供給される。樹脂流路２７及
び２６より供給された溶融樹脂Ａ，Ｂは、合流路２５内
では夫々層状になって流れ、この時互いに接着された状
態でマニホールド２３に圧送されてここで拡幅され、更
にダイスリット２０内を圧送される過程で所定厚みに成
形されてダイ外に引き出され、図７に示す如く樹脂Ａ，
Ｂよりなる樹脂層１２４ａ，１２４ｂで構成される幅
Ｗ、厚さｔの複合樹脂フィルム１２４を得る。また樹脂
ＡとＢを用いて、樹脂Ｂを樹脂Ａでサンドイッチしたよ
うな３層の積層フィルムを得る場合には、例えば図１０
の如くフィードブロック２２の樹脂流路２６ａを樹脂流
路２６と共に、樹脂流路２７の両側に設けてやれば良
い。

【０００４】このような手法により多層複合フィルムを
得ることは夫々の溶融樹脂の合流点での粘度が等しい場
合は容易であったが、粘度が異なる場合には、合流後の
樹脂界面が波状に変動する不安定現象や、合流後の樹脂
流路２５が長くなると低粘度樹脂層が高粘度樹脂層を包
み込む現象が現われ、結果として成形品の積層不良（厚
み方向及び長さ方向）を引き起こしがちであった。この
状態を２層フィルム成形の場合について図８〜図９に示
す。図８(a) は合流後の樹脂界面の不安定現象を、図８
(b) は合流路における低粘度樹脂層が高粘度樹脂層を包
み込む現象を、図９(a) は成形品の厚さ方向断面の積層
状態を、図９(b) は成形品の長さ方向の積層状態を、夫
々樹脂Ａの粘度ηＡが樹脂Ｂの粘度ηＢより大なる場合
について模式的に示したものである。なお、図８(a) で
は、樹脂層Ａと樹脂層Ｂの境界面を示すが、境界面２８
は不安定な状態を呈している。

【０００５】かかる不具合を防ぐために、従来も特公昭
５９−１３９６８号公報において多層プラスチックフィ
ルム又はシート成形用ダイアダプタが提出された。な
お、この公報においては２層フィルム成形の場合を例に
開示している。これを図１１を用いて説明すると、アダ
プタ本体１０１に対向する複数の樹脂通路１０２，１０
３及びこれらに直交するように合流樹脂流路１０４を設
け、これらの交差部に対照的に傾斜された移行面１０
５，１０５’を設ける。また本体１０１にはこの傾斜移
行面１０５，１０５’に対応する傾斜面を先端部に形成
された圧力差調整弁１０６を合流樹脂流路１０４内に、
その方向に対して直角方向に移動自在に設け、圧力調整
弁１０６の中心平面を貫いて仕切板１００を軸方向に移
動自在に取付け、この仕切板１００の先端部分は合流樹
脂流路１０４内に突出するようにする。

【０００６】かくして図１１では、樹脂通路１０２，１
０３から流入する樹脂を圧力調整弁１０６による流量調
整と剛性の高い仕切板１００を合流樹脂流路１０４内に
出し入れして、樹脂の組合せに対応して突出する長さを
調整することにより、合流部での境界の乱れや、低粘度
樹脂が高粘度樹脂を包み込む現象を改善しようというも
のであり、有効な方法と言える。しかしながらかかる構
成には以下に述べる点で改善の余地が残されていた。即
ち、溶融樹脂Ａ，Ｂの一方の層の厚みを薄くしていく
と、一方の流路は狭くなるが流速は等しいままであるた
め、壁面及び仕切板近傍の樹脂は狭くなった分図１２の
流速分布が示すように剪断応力が大きくなる。この状態
のまま合流すると合流後は仕切板近傍、即ち境界面近傍
の樹脂は図１３の流速分布が示すように仕切板内で受け
た剪断応力とは方向の異なる剪断応力を受けることにな
る。この合流前後で剪断応力が大きくなることに起因し
て不安定流れが発生し、層の厚みが不安定となって樹脂
が流れることになってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
従来の各層の厚みや粘度を異にする多層複合フィルム又
はシートの成形時の各層の合流部において、層が薄くな
った時に作用する剪断力によって不安定な流れが発生す
ると云う課題を有効に解決し、前記多層複合フィルム又
はシートの積層成形時における合流部での剪断応力に起
因する不安定な流れを解消して、安定した厚みのフィル
ムやシートを得ることのできるフィードブロックを提供
しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、フラ
ットダイを用いる共押出法により多層の複合フィルム又
はシートを成形するためのフィードブロックの内、フラ
ットダイのフィードポートと連通する合流樹脂流路方向
に斜交して合流する隣合う樹脂流路の合流点に樹脂流路
調整機構を持ったフィードブロックにおいて、流路調整
機構の直後に剪断応力緩和用のスリット板を設けてなる
もので、これを課題解決のための手段とするものであ
る。また本発明は、前記樹脂流路調整機構は、樹脂流
量、樹脂粘度によって合流後の樹脂流路を手動及び自動
で分割調整できる仕切板を有してなるもので、これを課
題解決のための手段とするものである。

【０００９】

【作用】本発明においては前記手段を備えているため、
従来のものが流路調整機構を持つフィードブロックでは
薄い層の仕切板近傍の樹脂は高剪断応力を受けた状態で
合流し、合流後はこれまで受けていた方向とは逆向きの
高剪断応力を受けて急激な変化によって合流後に不安定
流れが発生していたのに対し、本発明においては流路調
整機構の仕切板の下流直後に薄い層の２倍前後の併合流
ができる位置にスリット板を設けることにより、薄い層
において仕切板近傍の高剪断応力を受けた樹脂はスリッ
ト板内で合流した時剪断応力を殆ど受けないか、若しく
は僅かに受ける状態に緩和されて境界面が安定した併合
流となる。その後スリット板を出た所で再び合流する
が、併合流の層は２倍前後と広くなっていること、スリ
ット面の樹脂は合流後高剪断応力が発生する位置からず
れた位置で合流すること及び合流する樹脂は同一のもの
であること等により不安定流れの発生はなく、均一な層
を持つ樹脂流れとなる。

【００１０】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１〜図２は本発明の実施例を示す。図１はフィー
ドブロックの断面図、図２は図１のＡ〜Ａ断面図であ
る。図１、図２においてフィードブロック全体は図示し
ない外部に接着されたヒータにより加熱されると共に、
樹脂流路１，２には図示しない押出機より溶融樹脂が供
給され、溶融樹脂が合流する部分の流路幅は合流後の樹
脂流路３の流路幅と同一の幅を持つ構造となっている。
また樹脂流路１，２に供給される溶融樹脂の量及び粘度
に応じて樹脂流路４，５の厚みを可変とするブロック６
があり、樹脂流路３には流路を仕切るための仕切板７が
ブロック６に固定されており、流路４，５の厚みの変化
に応じて流路３を分割している。８はスリット板で、仕
切板７の下流直後に位置し、同仕切板７と壁面９'(図１
では樹脂ａの側の壁面９ａ')間の２倍以上の距離の位置
にセットされており、同スリット板８はフィードブロッ
ク９の外側に設けられたブロック１０，１１に取付けら
れ、ボルト１２，１３，１４，１５によって樹脂流路３
の厚み方向に移動調整できる構造となっている。

【００１１】次に前記実施例の作用について説明する
と、一方の樹脂流路１より少量の溶融樹脂ａを流し、他
方の樹脂流路２より多量の溶融樹脂ｂを流す。また樹脂
流路４，５の厚み及び樹脂流路３における仕切板７の位
置は、仕切板７の出口における樹脂ａ，ｂの流速が等し
くなるようにブロック６の位置を調整することにより決
められている。またスリット板８の位置は、仕切板７の
位置が適宜手段によって手動及び自動にて決まった時点
で仕切板７の位置に対応して樹脂内の剪断応力を緩和す
るような位置に調整される。前記状態で樹脂が流れる時
の図１の樹脂流路３の断面Ｂ〜Ｂ、Ｃ〜Ｃ、Ｄ〜Ｄ、即
ち仕切板７、スリット板８及びスリット板８下流での樹
脂の流速分布は、それぞれ図３、図４及び図５に示す。
図３乃至図５で分かるように薄い層、即ち樹脂流路３の
仕切板７近傍の樹脂は、図４で示すように剪断応力を殆
ど受けない安定した境界面１６を形成した状態となり、
合流による不安定流は発生せず、スリット板８を元の薄
い層の２倍以上の厚さの層となって流れて行き、スリッ
ト板８を出た所で再び合流する。図５で示すように、ス
リット板８近傍の樹脂は高剪断応力発生位置よりずれた
位置で合流をするので、不安定流の発生はなく均一な層
を持つ樹脂流れとなる。またスリット板８直後における
合流は、同一樹脂の合流であることも不安定流れを発生
させない一因である。

【００１２】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明による
と、樹脂合流部に設けた流路調整装置の下流に流路を分
割調整できるスリット板を設けたので、樹脂の溶融粘度
差の大きい場合の組合せや流量の差がある組合せにおい
ても、溶融樹脂の合流部に高剪断応力を生じることがな
いため、合流部での樹脂層の乱れを阻止し、安定した状
態の併合流を得ることができる。従って成形品である多
層複合フィルム又はシートの厚薄精度の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るフィードブロックの断面
図である。

【図２】図１のＡ〜Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ〜Ｂ断面における溶融樹脂の流速分布
図である。

【図４】図１のＣ〜Ｃ断面における溶融樹脂の流速分布
図である。

【図５】図１のＤ〜Ｄ断面における溶融樹脂の流速分布
図である。

【図６】フラットダイとフィードブロックによる従来の
複合フィルムの成形状態を示す説明図である。

【図７】図６の平面断面図である。

【図８】従来のフィードブロックにおける合流部の作用
の説明図である。

【図９】従来の成形品の断面及び流れ方向の積層状態説
明図である。

【図１０】従来の図８とは異なるフィードブロックにお
ける合流部の断面図である。

【図１１】従来提案された多層プラスチックフィルム又
はシート成形用アダプタの断面図である。

【図１２】図１１のＥ〜Ｅ断面における溶融樹脂の流速
分布図である。

【図１３】図１１のＦ〜Ｆ断面における溶融樹脂の流速
分布図である。

【符号の説明】

１，２，３，４，５ 樹脂流路 ６ ブロック ７ 仕切板 ８ スリット板 ９ フィードブロック １６ 安定した境界面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 知己 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱 重工業株式会社名古屋機器製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フラットダイを用いる共押出法により多
   層の複合フィルム又はシートを成形するためのフィード
   ブロックの内、フラットダイのフィードポートと連通す
   る合流樹脂流路方向に斜交して合流する隣合う樹脂流路
   の合流点に樹脂流路調整機構を持ったフィードブロック
   において、流路調整機構の直後に剪断応力緩和用のスリ
   ット板を設けたことを特徴とする多層複合フィルム又は
   シート成形用フィードブロック。
2. 【請求項２】 前記樹脂流路調整機構は、樹脂流量、樹
   脂粘度によって合流後の樹脂流路を手動及び自動で分割
   調整できる仕切板を有することを特徴とする請求項１記
   載の多層複合フィルム又はシート成形用フィードブロッ
   ク。