JPWO2014142034A1 - ダイス、及び複層フィルムの製造方法 - Google Patents
ダイス、及び複層フィルムの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
すなわち、本発明は以下の通りである。
前記ダイスが、
第一層形成用の溶融樹脂を供給されうる第一マニホールドと、
前記第一マニホールドから下流へ伸びる第一流路と、
第二層形成用の溶融樹脂を供給されうる第二マニホールドと、
前記第二マニホールドから下流へ延びる第二流路と、
前記第一流路及び前記第二流路が合流する合流部と、
前記合流部から下流へ延びる合流流路と、
前記合流流路の下流に形成されて、前記合流部で合流した前記第一層形成用の溶融樹脂及び前記第二層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出しうるリップ部とを備え、
前記第一流路が、調整流路部を備え、
前記リップ部の隙間の大きさに対する前記調整流路部の隙間の大きさの比が、3.0以下である、ダイス。
〔2〕 前記調整流路部の温度を調整できるヒーターを備える、〔1〕記載のダイス。
〔3〕 前記調整流路部の隙間の大きさが、前記第一流路の前記調整流路部の直ぐ上流の部分の隙間の大きさよりも小さい、〔1〕又は〔2〕記載のダイス。
〔4〕 前記調整流路部の隙間の大きさを調整できる流路隙間制御部を備える、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載のダイス。
〔5〕 前記第一流路が、前記第一マニホールドとの接続部分にプリランドを備え、
前記プリランドの隙間の大きさは、前記第一流路の前記プリランドの直ぐ下流の部分の隙間の大きさよりも小さく、
前記調整流路部の隙間の大きさが、前記プリランドの隙間の大きさよりも小さい、〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載のダイス。
〔6〕 前記第一層が、前記複層フィルムの最外層である、〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載のダイス。
〔7〕 前記ダイスが、第三層形成用の溶融樹脂を供給されうる第三マニホールドと、前記第三マニホールドから下流へ延びる第三流路とを備え、
前記合流部に、前記第三流路が合流し、
前記リップ部が、前記第三層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出しうる、〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載のダイス。
〔8〕 〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載のダイスを用いて、第一層及び第二層を備える複層フィルムを製造する複層フィルムの製造方法であって、
前記第一マニホールドに前記第一層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第二マニホールドに前記第二層形成用の溶融樹脂を供給すること、及び、
前記リップ部から前記第一層形成用の溶融樹脂及び前記第二層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出させること、を含む、複層フィルムの製造方法。
〔9〕 〔7〕記載のダイスを用いて、第一層、第二層及び第三層を備える複層フィルムを製造する複層フィルムの製造方法であって、
前記第一マニホールドに前記第一層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第二マニホールドに前記第二層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第三マニホールドに前記第三層形成用の溶融樹脂を供給すること、及び、
前記リップ部から前記第一層形成用の溶融樹脂、前記第二層形成用の溶融樹脂及び前記第三層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出させること、を含む、複層フィルムの製造方法。
〔10〕 前記第一層の厚みと前記第二層の厚みとの比が、1/25以上1/10以下である〔8〕又は〔9〕記載の製造方法。
本発明の複層フィルムの製造方法によれば、層の厚み精度に優れる複層フィルムを製造できる。
図1は、本発明の一実施形態に係るダイス10を、第一流路の幅方向に対して垂直な平面で切った断面を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、本発明の第一実施形態に係るダイス10はダイス本体100を備える。このダイス本体100は、例えば、ダイス鋼、ステンレス鋼(SUS)などで構成しうる。ダイス鋼としては、例えば、SKD系熱間ダイス鋼(熱伝導率:約30W/m℃)等を用いうる。また、ステンレス鋼としては、例えば、SUS420J2(熱伝導率:約25W/m℃)等を用いうる。
第一供給路110は、ダイス本体100の外部に開口した流路部分である。この第一供給路110には、押出機等の樹脂供給装置によって第一層形成用の溶融樹脂が供給されうるようになっている。そして、第一供給路110は、ダイス10の外部から供給される溶融樹脂を取り込み、取り込んだ溶融樹脂を第一マニホールド120に送るようになっている。
また、図2に示すように、第一マニホールド120は、流路幅方向の端部に近い位置ほど下流に下がるように形成されている。これにより、第一マニホールド120に供給された溶融樹脂を、効率よく、流路幅方向の端部にまで行き渡らせることができるようになっている。
第二供給路210は、ダイス本体100の外部に開口した流路部分である。この第二供給路210には、押出機等の樹脂供給装置によって第二層形成用の溶融樹脂が供給されうるようになっている。そして、第二供給路210は、ダイス10の外部から供給される溶融樹脂を取り込み、取り込んだ溶融樹脂を第二マニホールド220に送るようになっている。
第三供給路310は、ダイス本体100の外部に開口した流路部分である。この第三供給路310には、押出機等の樹脂供給装置によって第三層形成用の溶融樹脂が供給されうるようになっている。そして、第三供給路310は、ダイス10の外部から供給される溶融樹脂を取り込み、取り込んだ溶融樹脂を第三マニホールド320に送るようになっている。
図1に示すように、上述した第一流路130、第二流路230及び第三流路330は、合流部410で合流している。また、この合流部410の下流には、合流部410から下流に延びるように、合流流路420が接続されている。これにより、第一流路130を流れた第一層形成用の溶融樹脂、第二流路230を流れた第二層形成用の溶融樹脂、及び第三流路330を流れた第三層形成用の溶融樹脂は、合流部410で合流し、いずれも層状になって合流流路420を流れるようになっている。また、本実施形態においては、図1に示すように、第一流路130、第二流路230及び第三流路330は、図中右側からこの順に並んで設けられている。そのため、合流流路420を流れる際、第一層形成用の溶融樹脂、第二層形成用の溶融樹脂、及び第三層形成用の溶融樹脂は、流路深さ方向において、この順に並んだ状態で流れるようになっている。
本実施形態にかかるダイス10は、第一調整流路部133の隙間の大きさを調整できる流路隙間制御部500を備える。この流路隙間制御部500は、チョークバー510及び調整ボルト520を備える。
図4に示すように、調整ボルト520の外径D520は、好ましくは10mm以上、より好ましくは14mm以上であり、好ましくは30mm以下、より好ましくは24mm以下である。調整ボルト520の外形D520を前記範囲の下限値以上にすることにより、ボルト強度を高くできる。また、上限値以下にすることにより、調整ボルト520が螺合されるチョークバー510の強度を高くできる。
本発明の一実施形態にかかるダイス10は以上のように構成されている。このダイス10を用いて複層フィルムを製造する場合は、下記のように、溶融押し出し法による製造方法を実施しうる。
また、第二マニホールド220に供給された溶融樹脂は、第二マニホールド220において流路幅方向に拡げられた後、第二流路230に送られる。第二流路230に送られた溶融樹脂は、第二プリランド231を含む第二流路230を通って、合流部410に送られる。
さらに、第三マニホールド320に供給された溶融樹脂は、第三マニホールド320において流路幅方向に拡げられた後、第三流路330に送られる。第三流路330に送られた溶融樹脂は、第三プリランド331及び第三調整流路部333を含む第三流路330を通って、合流部410に送られる。
合流流路420を流れた溶融樹脂は、その層状態を保ったまま、リップ部430から連続的に吐出される。
そして、吐出された溶融樹脂が冷却されて硬化することにより、複層フィルムが得られる。
図5に示すように、上述した製造方法により、樹脂により形成された第一層810、第二層820及び第三層830をこの順に備える複層フィルム800が得られる。この複層フィルム800においては、前記のように、最外層である第一層810及び第三層830の厚み精度が高くなっている。また、第一層810及び第三層830の厚み精度が高くなっていることにより、第一層810及び第三層830の厚みムラを原因とした厚みムラが第二層820において抑制されるので、第一層810及び第三層830に挟まれた第二層820の厚み精度も高くなっている。したがって、上述した実施形態により、第一層810、第二層820及び第三層830のいずれにおいても厚み精度に優れた複層フィルム800を得ることができる。
本発明は上述した実施形態に限定されず、更に変更して実施してもよい。
例えば、ダイス本体100の内部に、ヒーターとして、第一供給路110、第一マニホールド120及び第一流路130に沿って設けられた電気ヒーター;第二供給路210、第二マニホールド220及び第二流路230に沿って設けられた電気ヒーター;第三供給路310、第三マニホールド320及び第三流路330に沿って設けられた電気ヒーター;を設けてもよい。これらの電気ヒーターの形状は特に限定されず、例えば、板状、円柱状等が挙げられる。円柱状の電気ヒーターを用いる場合、その電気ヒーターの直径は、15mm〜25mmが好ましい。また、板状の電気ヒーターを用いる場合、その電気ヒーターの厚みは、15mm〜25mmが好ましい。
上述した複層フィルムが備える層は、いずれも、樹脂により形成される。このような樹脂としては、通常、熱可塑性樹脂を用いる。
熱可塑性樹脂としては、固有複屈折が正の樹脂を用いてもよく、固有複屈折が負の樹脂を用いてもよく、固有複屈折が正の樹脂と固有複屈折が負の樹脂とを組み合わせて用いてもよい。中でも、複数の層を組み合わせて多様な光学特性を得る観点では、複層フィルムの第一層又は第二層の一方を固有複屈折が正の樹脂で形成し、他方を固有複屈折が負の樹脂で形成することが好ましい。また、一般に固有複屈折が負の樹脂よりも固有複屈折が正の樹脂の方が機械的強度に優れるので、第一層及び第二層のうち厚みが薄い層を、固有複屈折が正の樹脂で形成することが好ましい。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
(複層フィルムに含まれる層の平均厚みの測定方法)
複層フィルムを平坦な状態に配置し、干渉式膜厚計(大塚電子社製 FE−2900)をTD方向に走査することで、複層フィルムに含まれる各層の厚みを測定した。TD方向の測定間隔は5mmとした。そして、各測定地点での層の厚みの平均値をその層の平均厚みとした。
前記のように測定した各層の複数の測定地点での厚みのうち、最大値と最小値を選び、その最大値と最小値との差を計算した。求めた最大値と最小値との差を、その層の平均厚みで割って、幅方向における厚みムラの大きさを求めた。この厚みムラが小さいほど、その層の厚み精度が優れていることを表す。
調整ボルトに埋め込まれた電気ヒーターを用いて、TD方向全域に対する中央部30%の領域において、第一調整流路部及び第三調整流路部の温度を30℃高くしたこと以外は、各実施例及び比較例と同様の操作を行った。
こうして得られた複層フィルムに含まれる層の平均厚みを測定した。得られた値から、下記の式により、第一調整流路部及び第三調整流路部の温度を30℃高くしたことによる中央部30%の領域における平均厚みの増加率Iを計算した。ここで、T0は、各実施例及び比較例での中央部30%の領域における層の平均厚みを表す。また、T30は、各実施例及び比較例よりも第一調整流路部及び第三調整流路部の温度を30℃高くした場合の、中央部30%の領域における層の平均厚みを表す。
I=(T0−T30)/T0×100(%)
第一層形成用の熱可塑性樹脂及び第三層形成用の熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート樹脂(Chi Mei社製「ワンダーライトPC−115」、ガラス転移温度140℃)のペレットを用意した。
また、第二層形成用の熱可塑性樹脂として、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂(NovaChemicals社製「DylarkD332」、ガラス転移温度135℃)のペレットと、ポリメチルメタクリレート樹脂(旭化成社製「デルペット80NH」、ガラス転移温度110℃)のペレットとを、重量比85:15で混合したペレットを用意した。
また、第二層形成用として、前記のスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂のペレット及びポリメチルメタクリレート樹脂のペレットを混合したペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた第二の一軸押出機に投入して、溶融させた。
さらに、第三層形成用として、前記のポリカーボネート樹脂のペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた第三の一軸押出機に投入して、溶融させた。
得られた複層フィルムに含まれる層の平均厚み及び幅方向における厚みムラを、上述した要領で測定した。また、上述した要領により、第一調整流路部及び第三調整流路部の温度を30℃高くした場合の層の平均厚みの増加率Iを測定した。
ダイスにおいて、リップ部の隙間の大きさALに対する第一調整流路部の隙間の大きさAC1の比AC1/ALを、1.4に変更した。また、リップ部の隙間の大きさALに対する第三調整流路部の隙間の大きさAC3の比AC3/ALを、1.6に変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムを製造し、評価した。
第一層及び第三層を形成するポリカーボネート樹脂の押出量を変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムを製造し、評価した。
ダイスにおいて、リップ部の隙間の大きさALに対する第一調整流路部の隙間の大きさAC1の比AC1/ALを、3.2に変更した。また、リップ部の隙間の大きさALに対する第三調整流路部の隙間の大きさAC3の比AC3/ALを、3.2に変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムを製造し、評価した。
ダイスにおいて、リップ部の隙間の大きさALに対する第一調整流路部の隙間の大きさAC1の比AC1/ALを、6に変更した。また、リップ部の隙間の大きさALに対する第三調整流路部の隙間の大きさAC3の比AC3/ALを、6に変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムを製造し、評価した。
前記の実施例及び比較例の結果を、表1に示す。表1において、PCとはポリカーボネート樹脂を示し、St−Maとはスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂及びポリメチルメタクリレート樹脂の混合樹脂を示す。
溶融押し出し法による複層フィルムの製造においては、一般に、各層の厚みを精密に制御することが求められる。従来の押出技術においては、各樹脂の流量及び粘度に応じてダイスのマニホールド及びプリランドを設計することにより、各層の厚みを均一にしようと試みることが一般的であった。しかし、実際の工業生産の現場では、設計どおりに樹脂が流れることは稀である。また、樹脂の温度のわずかなバラツキがあれば、層の厚みは均一にならないことが多い。
100 ダイス本体
110 第一供給路
120 第一マニホールド
130 第一流路
131 第一プリランド
132 第一流路の第一プリランドの直ぐ下流の部分
133 第一調整流路部
134 第一流路の第一調整流路部の直ぐ上流の部分
135 第一流路の第一調整流路部よりも下流の部分
210 第二供給路
220 第二マニホールド
230 第二流路
231 第二プリランド
232 第二流路の第二プリランドの直ぐ下流の部分
310 第三供給路
320 第三マニホールド
330 第三流路
331 第三プリランド
332 第三流路の第三プリランドの直ぐ下流の部分
333 第三調整流路部
334 第三流路の第三調整流路部の直ぐ上流の部分
410 合流部
420 合流流路
430 リップ部
500,600 流路隙間制御部
510,610 チョークバー
520,620 調整ボルト
530,630 電気ヒーター
700 リップ調整ボルト
800 複層フィルム
810 第一層
820 第二層
830 第三層
Claims (10)
- 第一層及び第二層を備える複層フィルムを製造するためのダイスであって、
前記ダイスが、
第一層形成用の溶融樹脂を供給されうる第一マニホールドと、
前記第一マニホールドから下流へ伸びる第一流路と、
第二層形成用の溶融樹脂を供給されうる第二マニホールドと、
前記第二マニホールドから下流へ延びる第二流路と、
前記第一流路及び前記第二流路が合流する合流部と、
前記合流部から下流へ延びる合流流路と、
前記合流流路の下流に形成されて、前記合流部で合流した前記第一層形成用の溶融樹脂及び前記第二層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出しうるリップ部とを備え、
前記第一流路が、調整流路部を備え、
前記リップ部の隙間の大きさに対する前記調整流路部の隙間の大きさの比が、3.0以下である、ダイス。 - 前記調整流路部の温度を調整できるヒーターを備える、請求項1記載のダイス。
- 前記調整流路部の隙間の大きさが、前記第一流路の前記調整流路部の直ぐ上流の部分の隙間の大きさよりも小さい、請求項1又は2記載のダイス。
- 前記調整流路部の隙間の大きさを調整できる流路隙間制御部を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のダイス。
- 前記第一流路が、前記第一マニホールドとの接続部分にプリランドを備え、
前記プリランドの隙間の大きさは、前記第一流路の前記プリランドの直ぐ下流の部分の隙間の大きさよりも小さく、
前記調整流路部の隙間の大きさが、前記プリランドの隙間の大きさよりも小さい、請求項1〜4のいずれか一項に記載のダイス。 - 前記第一層が、前記複層フィルムの最外層である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のダイス。
- 前記ダイスが、第三層形成用の溶融樹脂を供給されうる第三マニホールドと、前記第三マニホールドから下流へ延びる第三流路とを備え、
前記合流部に、前記第三流路が合流し、
前記リップ部が、前記第三層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出しうる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のダイス。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載のダイスを用いて、第一層及び第二層を備える複層フィルムを製造する複層フィルムの製造方法であって、
前記第一マニホールドに前記第一層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第二マニホールドに前記第二層形成用の溶融樹脂を供給すること、及び、
前記リップ部から前記第一層形成用の溶融樹脂及び前記第二層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出させること、を含む、複層フィルムの製造方法。 - 請求項7記載のダイスを用いて、第一層、第二層及び第三層を備える複層フィルムを製造する複層フィルムの製造方法であって、
前記第一マニホールドに前記第一層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第二マニホールドに前記第二層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第三マニホールドに前記第三層形成用の溶融樹脂を供給すること、及び、
前記リップ部から前記第一層形成用の溶融樹脂、前記第二層形成用の溶融樹脂及び前記第三層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出させること、を含む、複層フィルムの製造方法。 - 前記第一層の厚みと前記第二層の厚みとの比が、1/25以上1/10以下である請求項8又は9記載の製造方法。
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