KR101841787B1

KR101841787B1 - 복적층체의 제조 방법 및 그 제조 장치, 복적층체

Info

Publication number: KR101841787B1
Application number: KR1020127033384A
Authority: KR
Inventors: 시몬 가나이; 도시유키 젠토; 고타 도미야마; 히로미치 나카타
Original assignee: 주식회사 쿠라레
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2018-03-23
Also published as: JP5763628B2; EP2578377B1; CN103003049A; US20130065015A1; EP2578377A4; KR20130050942A; CN103003049B; EP2578377A1; JPWO2011148585A1; US9381694B2; WO2011148585A1

Abstract

본 발명의 복적층체의 제조 방법은, 적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류를 상하로 2 분할하고, 분할된 적층류를 유동 방향을 향하여 반대 방향으로 유도하고, 이어서, 양자를 유동 방향의 중심을 향하여 유도하고, 좌우 방향으로 인접하여 재배치해서 합류시키는 공정 1 (L 유로) 과, 적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류를 상하로 2 분할하고, 분할된 적층류를 유동 방향을 향하여 상기와는 반대 방향으로 유도하고, 이어서, 양자를 유동 방향의 중심을 향하여 유도하고, 좌우 방향으로 인접하여 재배치해서 합류시키는 공정 2 (R 유로) 를 가지며, 상기 공정 1 (L 유로) 및 상기 공정 1 (R 유로) 를 이 순서로 적어도 3 공정 이상 교대로 반복한다. 이 방법에 의하면, 양 단부의 층의 소실이 억제되고, 층의 두께 불균일 혹은 종배열의 붕괴가 억제되어, 보다 균일성이 우수한 복적층체를 제조할 수 있다.

Description

복적층체의 제조 방법 및 그 제조 장치, 복적층체 {MANUFACTURING METHOD FOR MULTI-LAYERED BODY, MANUFACTURING EQUIPMENT FOR SAME, AND MULTI-LAYERED BODY}

본 발명은, 용융 유동성과 경화성을 갖는 고분자 재료로 이루어지는 복적층체, 그 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이의 편광판 보호 필름, 광학 보상 필름 등, 광의 제어를 이용한 광학 필름을 중심으로, 그 밖에, 배리어 성능의 향상을 목적으로 한 패키지의 고기능성 필름 용도에 대한 전개가 이루어지고 있다.

예를 들어, 굴절률이 높은 층과 낮은 층을 교대로 다수 적층하면, 이들의 층간에서의 광 간섭에 의해, 특정 파장의 광을 선택적으로 반사 또는 투과하는 광학 간섭 필름이 된다. 이와 같은 적층 필름은, 선택적으로 반사 또는 투과하는 광의 파장 영역을 가시광 영역으로 함으로써, 예를 들어, 반사형의 편광판이나 발색 필름, 금속 광택을 갖는 필름, 혹은 반사 미러 필름 등의 용도로 확산되고 있다. 또한, 근적외를 선택적으로 커트하도록 하면, 일사 커트용의 창부착용 필름으로도 이용할 수 있어, 복적층 필름은, 향후, 다방면 용도에 대한 전개가 기대되고 있다.

상기의 복적층 필름은, 복층 압출 성형 기술을 이용하여, 필름의 두께 방향으로 횡적층화함으로써 형성된다 (특허문헌 1, 2). 이 복층 압출 성형 기술은, 여러 가지의 열가소성 재료를, 여러 가지 압출 성형기로부터, 복층 매니폴드 다이, 복수층 피드 블록, 및 필름 다이로 통과시켜, 개개의 흐름을 피드 블록 중에서 융합하고, 그리고 적층하여 다이 중에 넣어 적층체를 형성한다.

예를 들어, 특허문헌 1 의 단락 [0010] 에는, 1 또는 2 이상의 재료의 별개의 중첩층으로 이루어지는 제 1 흐름은 분할되어 복수의 지류가 되고, 이들 지류는, 재차 방향을 결정하고 또 재차 위치 결정되어, 제각기 대칭으로 확장 및 수축되고, 각 지류의 흐름에 대한 저항은 독립적으로 조절되고, 지류는 중첩 상태로 재차 합류되고, 1 또는 2 이상의 재료의 매우 다수의 별개의 중첩층이, 소정의 구배 또는 그 밖의 분포 상태로 배분된 제 2 흐름이 형성되는 것이 기재되어 있다. 한편, 특허문헌 2 에는, 적어도 2 종류의 열가소성 수지층으로 이루어지고, 적층수가 2 층 이상인 복층 적층 필름의 적층간 편차를 작게 하기 위해서 유로 각 부의 치수가 소정의 관계를 만족시키는 구조를 갖는 적층 장치를 사용하는 복층 적층 필름의 제조 방법이 기재되어 있다.

그러나, 특허문헌 1 및 2 에 관련된 제조 방법은, 횡방향으로 배향하는 층의 적층이기 때문에, 층의 두께 불균일이 생겨 층의 균일화를 도모할 수 없다는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해서, 또, 복적층 필름의 용도의 다양화에 수반하여, 필름의 두께 방향으로 적층화한 복적층 필름의 제조 방법과는 상이한, 새로운 제조 방법 및 제조 장치가 검토되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 3 에 있어서, 초기에 2 층 이상의 점성의 고분자 유체를 분할하여 재배치시키고, 그리고 재결합함으로써, 종방향으로 배향된 복적층체의 제조 방법과 그 제조 장치가 제안되어 있다. 구체적으로는, 특허문헌 3 에는, 적어도 제 1 경화성 유체의 제 1 흐름과 제 2 경화성 유체의 제 2 흐름을 제공하는 것, 제 1 유체와 제 2 유체로 이루어지는 유체의 복합류를 공급하기 위해서 제 1 흐름과 제 2 흐름을 복합하는 것, 복합류를, 분기류의 각각이 제 1 유체와 제 2 유체로 이루어지는 복수의 분기류로 분할하는 것, 분기류를 서로 횡방향으로 인접하도록 배치하는 것, 그리고, 종방향으로 배향된 복층 적층체를 제공하기 위해서 복수의 횡방향으로 인접된 흐름을 융합시키는 것을 포함하는 종방향으로 배향된 복층 적층체의 제조 방법이 기재되어 있다. 이 양태에 있어서, 제 1 흐름을 제 1 유체의 2 개의 흐름으로 분할하는 것, 그리고 그래서 제 1 흐름과 제 3 흐름을 제공하기 위해서 제 1 유체의 2 개의 흐름과 제 2 흐름을 결합하는 것으로 이루어지는 제 2 흐름을 결합하는 것을 포함하는 방법에 대해 기재되어 있다.

그러나, 특허문헌 3 에 관련된 제조 방법은, 상하 분할, 좌우 배열을 반복하는 배열화 기구이며, 장치 전체 길이의 단축을 위해서 상하 분할로부터 좌우 배열까지의 유로가 짧은 기구이기 때문에, 분할과 배열의 횟수 증가에 따라, 얻어진 종배열품의 좌우 양 단부의 층이 소실되는 것에 의한 층의 두께 불균일이나 종배열의 붕괴를 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 특허문헌 3 의 FIG.7 에 기재된 장치에서는, 본 명세서에서 규정하는 L2/L1 이 0.58 이다.

즉, 본 명세서의 도 4 의 비교예 1－2 ∼ 1－5, 도 10 및 도 11 의 비교예 2－1 및 비교예 2－4 에 나타내는 바와 같이, 분할, 분기, 재배치 및 합류를 시키는 본 장치 내의 유로를 흐르는 적층류에 국소적인 유속 불균일이 생기고, 그 결과, 분할, 분기, 재배치, 합류를 반복할 때마다 그 불균일의 영향이 커져, 적층 단면의 흐트러짐, 층의 수직성의 저하가 생긴다는 문제점이 있었다. 상기의 불량 부분에 있어서는, 한 번 적층체에 생기면, 분할, 재배치를 반복할 때마다, 불량 부분의 비율은 증가되고, 최종적으로 얻어지는 복적층체 중에 포함되는 불량 부분의 비율이 매우 증가되어, 성능에 악영향이 생긴다는 문제점이 있었다.

일본 공개특허공보 평4－278324호 일본 공개특허공보 2005－349681호 WO 제2010/017271호

상기의 제조 방법/제조 장치에 있어서는, 분할, 분기, 재결합을 시키는 장치 내의 유로를 흐르는 적층류에 국소적인 유속 불균일이 생기고, 게다가, 분할, 재결합을 반복할 때마다, 불균일의 영향이 증대되어 적층 단면의 흐트러짐이 생기기 쉽고, 그 결과, 복적층화된 복적층체에는 층의 두께 불균일 혹은 층의 수직성의 저하 등의 불량 부분이 발생하고 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 양 단부의 층의 소실이 억제되어 층의 두께 불균일 혹은 종배열의 붕괴가 억제되어 보다 균일성이 우수한 복적층체를 제조하는 것이 가능한 복적층체의 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관련된 제 1 복적층체의 제조 방법은,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류를, 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 1 적층류, 하부의 적층류를 제 2 적층류로 하고, 상기 제 1 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 상기 제 2 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 이어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 하방향으로, 상기 제 2 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하고, 그 후, 상기 제 1 적층류와 상기 제 2 적층류를 좌우 방향으로 인접하여 재배치해서 합류시키는 공정 1 (L 유로) 과,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류를, 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 3 적층류로 하고, 하부의 적층류를 제 4 적층류로 하고, 상기 제 3 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 상기 제 4 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 이어서, 상기 제 3 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 하방향으로, 상기 제 4 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하고, 그 후, 상기 제 3 적층류와 상기 제 4 적층류를 좌우 방향으로 인접하여 재배치해서 합류시키는 공정 2 (R 유로) 를 가지며,

상기 공정 1 (L 유로), 상기 공정 2 (R 유로) 를 이 순서로, 적어도 3 공정 이상, 교대로 반복하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 제 2 복적층체의 제조 방법은,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류를, 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 1 적층류, 하부의 적층류를 제 2 적층류로 하고, 상기 제 1 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 상기 제 2 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 이어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 하방향으로, 상기 제 2 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하고, 그 후, 상기 제 1 적층류와 상기 제 2 적층류를 좌우 방향으로 인접하여 재배치해서 합류시키는 공정 2 (R 유로) 와,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류를, 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 3 적층류, 하부의 적층류를 제 4 적층류로 하고, 상기 제 3 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 상기 제 4 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 이어서, 상기 제 3 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 하방향으로, 상기 제 4 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하고, 그 후, 상기 제 3 적층류와 상기 제 4 적층류를 좌우 방향으로 인접하여 재배치해서 합류시키는 공정 1 (L 유로) 을 가지며,

상기 공정 2 (R 유로), 상기 공정 1 (L 유로) 을 이 순서로 적어도 3 공정 이상, 교대로 반복하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 제 3 복적층체의 제조 방법은,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류를 형성하고,

분할점에 있어서, 상기 적층류를 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 1 적층류로 하고, 하부의 적층류를 제 2 적층류로 하고,

분기점에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 상기 제 2 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고,

중간점에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 하방향으로, 상기 제 2 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하고,

합류점에 있어서, 상기 제 1 적층류와 상기 제 2 적층류를 좌우에 인접하여 재배치해서 합류시키는 복적층체의 제조 방법으로서,

상기 적층류의 상기 폭과 상기 두께 중 긴 쪽의 길이를 L1 로 하고, 상기 분기점으로부터 상기 합류점까지의 유동 진행 방향의 길이를 L2 로 했을 때, 상기 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류가, L2/L1 ≥ 1.1 의 관계를 만족시키는 것이다.

본 발명에 관련된 제 4 복적층체의 제조 방법은,

분기점에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 상기 제 2 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고,

중간점에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 하방향으로, 상기 제 2 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하고,

본 발명에 관련된 제 5 복적층체의 제조 방법은,

분할점 (A2) 에 있어서, 상기 적층류를 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 1 적층류로 하고, 하부의 적층류를 제 2 적층류로 하고,

분기점 (B2) 에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 상기 제 2 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고,

중간점 (C2) 에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 하방향으로, 상기 제 2 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하고,

합류점 (D2) 에 있어서, 상기 제 1 적층류와 상기 제 2 적층류를 좌우에 인접하여 재배치해서 합류시키는 제 1 공정과,

분할점 (E2) 에 있어서, 상기 재배치 합류된 상기 적층류를 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 3 적층류로 하고, 하부의 적층류를 제 4 적층류로 하고,

분기점 (F2) 에 있어서, 상기 제 3 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 상기 제 4 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고,

중간점 (G2) 에 있어서, 상기 제 3 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 하방향으로, 상기 제 4 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하고,

합류점 (H2) 에 있어서, 상기 제 3 적층류와 상기 제 4 적층류를 좌우에 인접하여 재배치해서 합류시키는 제 2 공정을 구비하는 복적층체의 제조 방법으로서,

상기 적층류의 상기 폭과 상기 두께 중 긴 쪽의 길이를 L1 로 하고, 상기 분기점 (B2) 으로부터 상기 합류점 (D2), 및/또는 상기 분기점 (F2) 으로부터 상기 합류점 (H2) 까지의 유동 진행 방향의 길이를 L2 로 했을 때, 상기 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류가, L2/L1 ≥ 1.1 의 관계를 만족시키는 것이다.

본 발명에 관련된 제 6 복적층체의 제조 방법은,

분기점 (B2) 에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 상기 제 2 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고,

중간점 (C2) 에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 하방향으로, 상기 제 2 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하고,

분기점 (F2) 에 있어서, 상기 제 3 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 상기 제 4 적층류를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고,

중간점 (G2) 에 있어서, 상기 제 3 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 우측 하방향으로, 상기 제 4 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하고,

본 발명에 관련된 제 1 복적층체의 제조 장치는,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류를, 상하로 2 분할하는 분할 플레이트와,

상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 좌방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 우방향으로 유도하는 유로와, 이어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 우측 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트 (L 유로) 와,

상기 배열 플레이트 (L 유로) 로 좌우 방향으로 배열시킨 적층류를 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트를 구비하는 1 세트의 L 유로형 플레이트와,

상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 우방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 좌방향으로 유도하는 유로와, 이어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 좌측 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트 (R 유로) 와,

상기 배열 플레이트 (R 유로) 로 좌우 방향으로 배열시킨 적층류를 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트를 구비하는 1 세트의 R 유로형 플레이트를,

교대로 2 세트 이상 배치시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 제 2 복적층체의 제조 장치는,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류를, 분할점에 있어서 상하로 2 분할하는 분할 플레이트와,

분기점에 있어서, 상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 좌방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 우방향으로 유도하는 유로와, 중간점에 있어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 우측 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트 (L 유로) 와,

상기 배열 플레이트 (L 유로) 로 좌우에 배열시킨 적층류를, 합류점에 있어서, 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트를 구비하는 1 세트의 L 유로형 플레이트로서,

상기 적층류의 상기 폭과 상기 두께 중 긴 쪽의 길이를 L1 로 하고, 상기 분기점으로부터 상기 합류점까지의 유동 진행 방향의 길이를 L2 로 했을 때,

상기 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류가, L2/L1 ≥ 1.1 의 관계를 만족시키는 것이다.

본 발명에 관련된 제 3 복적층체의 제조 장치는,

분기점에 있어서, 상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 우방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 좌방향으로 유도하는 유로와, 중간점에 있어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 좌측 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트 (R 유로) 와,

상기 배열 플레이트 (R 유로) 로 좌우에 배열시킨 적층류를, 합류점에 있어서, 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트를 구비하는 1 세트의 R 유로형 플레이트로서,

본 발명에 관련된 제 4 복적층체의 제조 장치는,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류를, 분할점 (A2) 에 있어서 상하로 2 분할하는 분할 플레이트와,

분기점 (B2) 에 있어서, 상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 좌방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 우방향으로 유도하는 유로와,

중간점 (C2) 에 있어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 우측 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트 (L 유로) 와,

상기 배열 플레이트 (L 유로) 로 좌우에 배열시킨 적층류를, 합류점 (D2) 에 있어서, 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트를 구비하는 1 세트의 L 유로형 플레이트와,

적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 적층류를, 분할점 (E2) 에 있어서 상하로 2 분할하는 분할 플레이트와,

분기점 (F2) 에 있어서, 상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 우방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 좌방향으로 유도하는 유로와,

중간점 (G2) 에 있어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 좌측 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트 (R 유로) 와,

상기 배열 플레이트 (R 유로) 로 좌우에 배열시킨 적층류를, 합류점 (H2) 에 있어서, 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트를 구비하는 1 세트의 R 유로형 플레이트를, 교대로 2 세트 이상 배치시킨 복적층체의 제조 장치로서,

본 발명에 관련된 복적층체는, 상기의 본 발명에 관련된 제 1 ∼ 제 6 복적층체의 제조 방법 중 어느 것에 의해 제조된 것이다.

본 발명에 의하면, 복적층체를 형성시키는 유로 내에서 발생하는 국소적인 유속 불균일이 작아 적층에 흐트러짐이 잘 생기지 않게 되고, 그 결과, 양 단부의 층의 소실이 억제되어 층의 두께 불균일 혹은 종배열의 붕괴를 저감시킬 수 있음과 함께, 양 단부의 층폭의 두께가 감소되지 않아, 층의 균일화를 실현할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 복적층체의 제조 장치의 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 복적층체의 제조 장치의 모식도이다.
도 3 은, 1 세트의 플레이트 (LME) 의 모식도이다.
도 4 는, 실시예 1－2 와 비교예 1－2 ∼ 1－5 에 관련된 복적층체의 사진이다.
도 5 는, 실시예 1－3 과 비교예 1－6 에 관련된 복적층체의 사진이다.
도 6 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 복적층체의 제조 장치의 모식도이다.
도 7 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 복적층체의 제조 장치의 모식도이다.
도 8 은, 특허문헌 3 의 FIG.7 에 상당하는 L2/L1 = 0.58 의 L 유로의 각 포지션에 있어서의 적층류의 유속 분포를 나타내는 도면이다.
도 9 는, L2/L1 = 2.0 의 L 유로의 각 포지션에 있어서의 적층류의 유속 분포를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 실시예 2－1, 비교예 2－1 에 관련된 복적층체의 단면 사진이다.
도 11 은, 실시예 2－4, 비교예 2－4 에 관련된 복적층체의 단면 사진이다.
도 12 는, 1 세트의 플레이트 (LME) 의 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 설명의 명확화를 위해, 이하의 기재 및 도면은, 적절히 생략 및 간략화가 이루어져 있다. 각 도면에 있어서 동일한 구성 또는 기능을 갖는 구성 요소 및 상당 부분에는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다. 또한, 본 발명에 있어서의 상, 하, 좌, 우, 종 및 횡은 도면의 기재에 기초하고 있지만, 도면에 기재된 양태를 유동 방향의 둘레로 임의의 각도로 회전시켜 상, 하, 좌, 우, 종 및 횡이 도면의 기재와 상이한 양태도 본 발명에 포함된다.

(실시형태 1)

이하, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 복적층체를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

본 발명자들은, 유속 불균일이 작고, 층의 두께 불균일 혹은 종배열의 붕괴를 저감시킬 수 있는 복적층체에 대해 예의 검토를 실시했다. 특히, 층의 배열화 기구가 층 구조의 안정화에 영향을 미치는 것을 확인하고, 동일 방향에 의한 배열은 분할수 증가에 따라, 양 단부의 층이 소실되고, 중앙층의 형상이 붕괴되는 점에 착안하여, 층의 두께 불균일이나 배열의 붕괴, 양 단부의 층의 소실을 일으키지 않는 복적층체에 대해 검토를 거듭했다.

그 결과, 본 발명자들은 적층류를 분할한 후, 배열을 좌우 교대로 하는 배열 구조를 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

도 1 및 도 2 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 복적층체의 제조 장치의 모식도이다.

도 1 에 나타내는 일련의 공정과 도 2 에 나타내는 일련의 공정을 거쳐, 본 실시형태에 관련된 복적층체가 제조된다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 적층류의 분할 조작을 분할 기구 (11) 에 의해 실시하고, 적층류의 분기 조작을 분기 기구 (12) 에 의해 실시하고, 적층류의 재배치를 재배치 합류 기구 (13) 에 의해 실시하고, 합류 조작을 안정 기구 (14) 에 의해 실시한다.

상기의 분할 기구 (11), 분기 기구 (12), 재배치 합류 기구 (13), 안정 기구 (14) 의 각각에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 적어도 2 개의 용융 수지, 즉, 2 층 이상의 유체가 세로로 배열된 수지류를 이 장치에 통과시킨다. 분할 기구 (11) 에 있어서는, 분할점 (A1) 에서, 적층류 (P1) 를 종방향에 대해 직교 방향으로, 즉 상하로 2 분할하고, 상부의 적층류를 제 1 적층류 (P2) 로 하고, 하부의 적층류를 제 2 적층류 (P3) 로 하는 분할 조작이 실시된다. 분할 기구 (11) 로 분할된 적층류 (P2, P3) 는, 분기 기구 (12) 에 있어서, 수지 분할점 (A1) 과 유동 방향의 중간점 (B1) 을 연결하는 선을 기준으로, 적층류 (P2) 를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 적층류 (P3) 를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도함으로써 분기된다. 이것이 분기 조작이다. 다음으로, 분기된 적층류 (P2, P3) 는, 재배치 합류 기구 (13) 에 있어서, 적층류 (P2) 를 합류점 (C1) 으로, 유동 방향의 중심을 향하여, 우측 하방향으로 유도하고, 적층류 (P3) 를 합류점 (C1) 으로, 유동 방향의 중심을 향하여, 좌측 상방향으로 유도함으로써, 적층류 (P2, P3) 를 좌우 방향으로 인접하여 재배치가 실시되고, 적층류 (P4) 가 형성된다. 이 때, 적층류 (P2, P3) 는, 좌우 방향, 상하 방향 모두, 중심으로 유도되는 것이 바람직하다. 그 후, 재배치 합류된 적층류 (P4) 는, 안정 기구 (14) 에 있어서 합류 조작이 실시된다.

이 일련의 공정 1 (도 1 참조) 을 좌회전 유로 (이하, L 유로라고 한다) 로 한다.

이어서, 상기의 L 유로에 의해 얻어진 적층류 (P4) 를, 도 2 와 같이 교체함으로써, 적층수를 늘려 간다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 도 1 의 분할 기구 (11), 분기 기구 (12), 및 재배치 합류 기구 (13) 및 안정 기구 (14) 로 제조된 적층류 (P4) 를 도입한다.

도 2 에 나타내는 분할 기구 (21) 의 분할점 (D1) 에서, 적층류 (P4) 를 종방향에 대해 직교 방향으로, 즉 상하로 2 분할하여, 제 3 적층류 (P5), 제 4 적층류 (P6) 를 형성하는 분할 조작이 실시된다. 분할 기구 (21) 로 분할된 적층류 (P5, P6) 는, 분기 기구 (22) 에서, 수지 분할점 (D1) 과 유동 방향의 중간점 (E1) 을 연결하는 선을 기준으로, 제 3 적층류 (P5) 를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 제 4 적층류 (P6) 를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도함으로써 분기 된다. 이것이 분기 조작이다. 다음으로, 분기된 적층류 (P5, P6) 는, 재배치 합류 기구 (23) 에 있어서, 적층류 (P5) 를 합류점 (F1) 으로, 유동 방향의 중심을 향하여, 좌측 하방향으로 유도하고, 적층류 (P6) 를 합류점 (F1) 으로, 유동 방향의 중심을 향하여, 우측 상방향으로 유도함으로써, 적층류 (P5, P6) 를 좌우 방향으로 인접하여 재배치가 실시되고, 적층류 (P7) 가 형성된다. 이 때, 적층류 (P5, P6) 는, 좌우 방향, 상하 방향 모두, 중심으로 유도되는 것이 바람직하다. 그 후, 재배치 합류된 적층류 (P7) 는, 안정 기구 (24) 에 있어서 합류 조작이 실시된다.

이 일련의 공정 2 (도 2 참조) 를 우회전 유로 (이하, R 유로라고 한다) 로 한다.

L 유로와 R 유로를 조합한 공정에 의해 적층수를 늘려감으로써, 종래 복적층체를 형성시키는 유로 형상 내에서 발생하고 있던 국소적인 유속 불균일을 작게 하는 것이 가능해져, 적층에 흐트러짐이 잘 생기지 않고, 각 층의 두께의 불균일이 저감된다. 즉, 분할·배열의 조작을 반복함으로써, 더욱 복층 적층시키는 것이 가능해진다.

도 3 에, 1 세트의 플레이트의 모식도를 나타낸다.

분할 플레이트와 배열 플레이트와 병렬 플레이트를 1 세트로 한 장치 (이하, LME 라고 한다), 즉, L 유로를 갖는 1 세트의 플레이트와, R 유로를 갖는 1 세트의 플레이트를 교대로 조합시킨 2 세트 이상을 배치시켜 복적층체의 제조 장치가 형성된다.

도 1 ∼ 3 을 참조하면서, LME (Layer Multiplying Element) 의 각 플레이트를 사용한 복적층체의 제조 방법에 대해 설명한다.

먼저, L 유로를 갖는 1 세트의 플레이트에 대해 설명한다.

분할 플레이트는, 적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류 (P1) 를 상하로 2 분할한다. 배열 플레이트 (L 유로) 는, 상기의 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류 (제 1 적층류 ： P2) 를 좌방향으로 유도하는 유로와, 하부의 적층류 (제 2 적층류 ： P3) 를 우방향으로 유도하는 유로와, 이어서, 제 1 적층류 (P2) 를 중심을 향하여 우측 하방향으로 유도하는 유로와, 제 2 적층류 (P3) 를 중심을 향하여 좌측 상방향으로 유도하는 유로를 갖는다. 병렬 플레이트는, 상기의 배열 플레이트로 좌우 방향으로 배열시킨 적층류 (P2, P3) 를 재배치하여 P4 로서 합류한다.

다음으로, R 유로를 갖는 1 세트의 플레이트에 대해 설명한다.

분할 플레이트는, 적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류 (P4) 를 상하로 2 분할한다. 배열 플레이트 (R 유로) 는, 상기의 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류 (제 3 적층류 ： P5) 를 우방향으로 유도하는 유로와, 하부의 적층류 (제 4 적층류 ： P6) 를 좌방향으로 유도하는 유로와, 이어서, 제 3 적층류 (P5) 를 중심을 향하여 좌측 하방향으로 유도하는 유로와, 제 4 적층류 (P6) 를 중심을 향하여 우측 상방향으로 유도하는 유로를 갖는다. 병렬 플레이트는, 상기의 배열 플레이트로 좌우 방향으로 배열시킨 적층류 (P5, P6) 를 P7 로서 재배치하여 합류한다.

이 L 유로를 갖는 1 세트의 플레이트와, R 유로를 갖는 1 세트의 플레이트를 교대로 조합시킨 2 세트 이상을 배치시켜 복적층체의 제조 장치를 형성한다.

여기서, 분할 플레이트, 배열 플레이트, 병렬 플레이트를 1 세트로 한 장치의 세트수와 배열수의 관계는 하기 식 (1) 이 된다.

층 배열수 = 2^n＋1＋ 1 (1)

(여기서, n 은 LME 의 세트수를 나타낸다)

다음으로, 도 3 을 참조하면서, LME 의 각 플레이트에 대해 설명한다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 분할 플레이트 (25) 는, 적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시킨 적층류가 도입되는 측의 면에, 단면 형상이 직사각형인 1 개의 개구부를 가짐과 함께, 분할 플레이트의 상기 반대측의 면 (유출면) 에, 상하 방향으로 소정 간격을 두고 배열하여 형성된 단면 형상이 직사각형인 2 개의 개구부 (28) 를 갖는다. 또, 배열 플레이트 (26) 는, 상기의 분할 플레이트에 인접하는 측의 면에, 분할 플레이트의 유출면과 동일 형상의 2 개의 개구부를 가짐과 함께, 상기의 분할 플레이트에 인접하는 측과는 반대측의 면 (유출면) 에, 좌우 방향으로 소정 간격을 두고 배열하여 형성된 단면 형상이 직사각형인 2 개의 개구부 (29) 를 갖는다. 또한, 병렬 플레이트 (27) 는, 상기의 배열 플레이트에 인접하는 측의 면에, 배열 플레이트의 유출면과 동일 형상의 2 개의 개구부를 가짐과 함께, 상기의 배열 플레이트에 인접하는 측과는 반대측의 면 (유출면) 에, 단면 형상이 직사각형인 1 개의 개구부 (30) 를 갖는다.

또한, 이들 플레이트의 형상, 플레이트에 형성되는 개구부의 형상, 크기는 특별히 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 두께 불균일에 의한 불량 부분이 저감되는 점에서, 분할, 재결합을 반복할 때마다 발생하기 시작하는 층의 소실이 저감된다. 이 때문에, 교대로 배치된 양질인 적층의 수를 종래와 비교하여 2 배, 4 배로 늘리는 것이 가능해진다. 또, 본 실시형태의 L 유로와 R 유로를 갖는 복적층체의 제조 장치를 사용함으로써, 층 두께의 불균일 정도를 작게 한 적층 구조체를 제조할 수 있다.

여기서, 적층을 늘려가는 공정의 조합으로서는, L 유로와 R 유로를 적어도 3 세트 이상 교대로 조합하여 적층을 늘려가는 공정이며, 바람직하게는 L 유로, R 유로를 L 유로/R 유로/L 유로/R 유로/···, 혹은 R 유로/L 유로/R 유로/L 유로/···로 순서대로 교대로 조합하는 공정이다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 층의 편차를 방지하고, 층의 두께를 균일화할 수 있다는 효과가 얻어진다.

(실시형태 2)

이하, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 복적층체를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

본 발명자들은, 유속 불균일이 작아 적층에 흐트러짐이 잘 생기지 않고, 층의 기울기를 저감시킬 수 있는 복적층체에 대해 예의 검토를 실시했다. 특히, 단유로이면서 급격한 만곡의 유로를 가지고 있는 배열 부분에서 수지의 유속이 빨라지고 있음과 함께, 층의 경사가 생기는 점에 착안하여, 유로 내의 적층류의 흐름을 순조롭게 하기 위해서 분할 후의 배열 부분의 유로의 장로화 (長路化) 에 의한 층의 수직성 향상에 대한 영향에 관하여 검토를 거듭했다.

그 결과, 본 발명자들은, 장유로 배열에서는 동일 방향 배열에 비하여, 종배열의 중요 요소가 되는 층의 수직성이 비약적으로 향상되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

도 6 및 도 7 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 복적층체의 제조 장치의 모식도이다.

도 6 에 나타내는 일련의 공정에 의해, 본 실시형태에 관련된 복적층체를 제조한다. 즉, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 적층류의 분할 조작을 분할 기구 (11) 에 의해 실시하고, 적층류의 분기 조작을 분기 기구 (12) 에 의해 실시하고, 적층류의 재배치를 재배치 합류 기구 (13) 에 의해 실시하고, 합류 조작을 안정 기구 (14) 에 의해 실시한다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 적어도 2 개의 용융 수지, 즉, 2 층 이상의 유체가 세로로 배열된 적층류를 본 실시형태의 제조 장치에 통과시킨다. 분할 기구 (11) 에 있어서는, 분할점 (A2) 에서, 적층류 (P1) 를 상하 방향으로 2 분할하고, 상부의 적층류를 제 1 적층류 (P2) 로 하고, 하부의 적층류를 제 2 적층류 (P3) 로 하는 분할 조작이 실시된다. 분할 기구 (11) 로 분할된 적층류 (P2, P3) 는, 분기 기구 (12) 에 있어서, 분기점 (B2) 에서, 분할점 (A2) 과 유동 방향의 중간점 (C2) 을 연결하는 선을 기준으로, 적층류 (P2) 를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도하고, 적층류 (P3) 를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도함으로써 분기된다. 이것이 분기 조작이다. 다음으로, 분기된 적층류 (P2, P3) 는, 재배치 합류 기구 (13) 에 있어서, 중간점 (C2) 에서, 적층류 (P2) 를 합류점 (D2) 으로, 유동 방향의 중심을 향하여, 우방향으로 유도하고, 적층류 (P3) 를 합류점 (D2) 으로, 유동 방향의 중심을 향하여, 좌방향으로 유도함으로써, 적층류 (P2, P3) 를 좌우에 인접한 재배치가 이루어져, 적층류 (P4) 가 형성된다. 이 때, 적층류 (P2, P3) 는, 좌우 방향, 상하 방향 모두 중심으로 유도되는 것이 바람직하다. 그 후, 재배치 합류된 적층류 (P4) 는, 합류점 (D2) 에서 안정 기구 (14) 에 있어서, 합류 조작이 실시된다.

이 일련의 공정 10 (도 6 참조) 을 좌회전 유로 (이하, L 유로라고 한다) 로 하면, L 유로를 반복하여 실시함으로써, 적층수를 늘려갈 수 있다.

한편, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 적어도 2 개의 용융 수지, 즉, 2 층 이상의 유체가 세로로 배열된 적층류를 본 실시형태의 제조 장치에 통과시킨다. 분할 기구 (21) 에 있어서는, 분할점 (E2) 에서, 적층류 (P4) 를 상하 방향으로 2 분할하고, 상부의 적층류를 제 1 적층류 (P5) 로 하고, 하부의 적층류를 제 2 적층류 (P6) 로 하는 분할 조작이 실시된다. 분할 기구 (21) 로 분할된 적층류 (P5, P6) 는, 분기 기구 (22) 에 있어서, 분기점 (F2) 에서, 분할점 (E2) 과 유동 방향의 중간점 (G2) 을 연결하는 선을 기준으로, 적층류 (P5) 를 유동 방향을 향하여 우방향으로 유도하고, 적층류 (P6) 를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도함으로써 분기된다. 이것이 분기 조작이다. 다음으로, 분기된 적층류 (P5, P6) 는, 재배치 합류 기구 (23) 에 있어서, 중간점 (G2) 에서, 적층류 (P5) 를 합류점 (H2) 으로, 유동 방향의 중심을 향하여, 좌방향으로 유도하고, 적층류 (P6) 를 합류점 (H2) 으로, 유동 방향의 중심을 향하여, 우방향으로 유도함으로써, 적층류 (P5, P6) 를 좌우에 인접한 재배치가 실시되어 적층류 (P7) 가 형성된다. 이 때, 적층류 (P5, P6) 는, 좌우 방향, 상하 방향 모두 중심으로 유도되는 것이 바람직하다. 그 후, 재배치 합류된 적층류 (P7) 는, 합류점 (H2) 에서 안정 기구 (14) 에 있어서, 합류 조작이 실시된다.

이 일련의 공정 20 (도 7 참조) 을 우회전 유로 (이하, R 유로라고 한다) 로 한다.

또, 분기 기구 (12) 로부터 재배치 기구 (13), 또는 분기 기구 (22) 로부터 재배치 기구 (23) 에 관련된 유로 형상은, 굴곡된 형상을 사용하고 있지만, 그 밖에 만곡 형상을 사용해도 되고, 그 형상은 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태의 복적층체의 제조 방법은, 도입된 적층류의 직사각형 단면 형상의 폭 (W), 두께 (H2), 및 분기점 (B2), 합류점 (D2) 의 위치 관계가, 하기 식 (2) 를 만족시키는 L 유로 형상, 또는 R 유로 형상으로 형성된다.

L2/L1 ≥ 1.1 (2)

(L1 은, 상기 폭 (W) 과 상기 두께 (H2) 중 긴 쪽 (직사각형 이외의 경우에는 장경 또는 장축) 의 길이이고, L2 는, 상기 분기점 (B2) 또는 (F2) 로부터 상기 합류점 (D2) 또는 (H2) 까지의 유동 진행 방향에 있어서의 길이이다)

본 실시형태에서는, L1 과 L2 의 관계가, L2/L1 ≥ 1.1 일 때에 유로 내의 유속 분포차가 작아지는 점에서, 수직성의 저하를 방지할 수 있다. 1.1 미만이면 유로 내의 유속 분포차가 커지는 점에서 층류가 흐트러지고, 적층 상태가 붕괴되므로 바람직하지 않다. 또 장치의 대형화에 수반하여 고비용이 되기 때문에, 1.1 ≤ L2/L1 ≤ 5 인 것이 바람직하다. L1, L2 의 크기는 이론적으로는 무한하지만, 사용하는 압출기의 사양, 성능, 사용하는 유로 형상 금형의 절삭 가공 한계 등에 의해, L1, L2 는 임의의 크기, 한계치가 부여된다.

또한, 분기 기구 (12) 로부터 재배치 기구 (13), 혹은 분기 기구 (22) 로부터 재배치 기구 (23) 에 관련된 유로 형상은 굴곡된 형상이 되는데, 그 굴곡 각도 R 은 수지 유동 방향의 상면에서 보아 40 도 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 굴곡 각도가 40 도 이하이면, 유속 분포의 최대 유속이 장치의 내측으로 치우치는 것이 완화된다.

다음으로, 1 세트의 플레이트에 대해 설명한다. 도 12 에 1 세트의 플레이트의 모식도를 나타낸다.

1 세트의 플레이트란, 분할 플레이트와 배열 플레이트와 병렬 플레이트를 1 세트로 한 장치 [이하, LME (Layer Multiplying Element) 라고 한다］를 말한다.

L 유로를 갖는 1 세트의 플레이트와, R 유로를 갖는 1 세트의 플레이트를 단독 혹은 조합하여 배치시켜 복적층체의 제조 장치를 형성한다.

먼저, L 유로를 갖는 1 세트의 플레이트에 대해 설명한다. 분할 플레이트는, 적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 적층류 (P1) 를, 종방향에 대해 수직 방향, 즉 상하로 2 분할한다. 배열 플레이트 (L 유로) 는, 상기의 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류 (제 1 적층류 ： P2) 를 좌방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류 (제 2 적층류 ： P3) 를 우방향으로 유도하는 유로와, 이어서, 제 1 적층류 (P2) 를 중심을 향하여 우방향으로 유도하는 유로와 제 2 적층류 (P3) 를 중심을 향하여 좌방향으로 유도하는 유로를 갖는다. 병렬 플레이트는, 상기의 배열 플레이트로 좌우에 배열시킨 적층류 (P2, P3) 를 재배치하여 P4 로서 합류한다.

분할 플레이트는, 적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 적층류 (P4) 를, 종방향에 대해 수직 방향, 즉 상하로 2 분할한다. 배열 플레이트 (R 유로) 는, 상기의 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류 (제 3 적층류 ： P5) 를 우방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류 (제 4 적층류 ： P6) 를 좌방향으로 유도하는 유로와, 이어서, 제 3 적층류 (P5) 를 중심을 향하여 좌방향으로 유도하는 유로와 제 4 적층류 (P6) 를 중심을 향하여 우방향으로 유도하는 유로를 갖는다. 병렬 플레이트는, 상기의 배열 플레이트로 좌우에 배열시킨 적층류 (P5, P6) 를 재배치하여 P7 로서 합류한다.

상기의 L 유로를 갖는 1 세트의 플레이트 혹은 R 유로를 갖는 1 세트의 플레이트를 단독으로 사용하여, 복적층체의 제조 장치를 형성한다. 또, L 유로를 갖는 1 세트의 플레이트와, R 유로를 갖는 1 세트의 플레이트를 교대로 조합한 2 세트 이상을 배치시켜 복적층체의 제조 장치를 형성하는 것도 가능하다.

여기서, 분할 플레이트, 배열 플레이트, 병행 플레이트를 1 세트로 한 장치의 세트수와 배열수의 관계는 하기 식 (3) 이 된다.

층 배열수 = 2^n＋1＋ 1 (3)

(여기서, n 은 LME 의 세트수를 나타낸다)

이어서, 도 12 를 참조하면서, LME 의 각 플레이트에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.

도 12 에 나타내는 바와 같이, 분할 플레이트 (25) 는, 적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 적층류가 도입되는 측의 면에, 단면 형상이 직사각형인 1 개의 개구부를 가짐과 함께, 분할 플레이트의 상기 반대측의 면 (유출면) 에, 상하 방향으로 소정 간격을 두고 배열하여 형성된 단면 형상이 직사각형인 2 개의 개구부 (28) 를 갖는다. 또, 배열 플레이트 (26) 는, 상기의 분할 플레이트에 인접하는 측의 면에, 분할 플레이트의 유출면과 동일 형상의 2 개의 개구부를 가짐과 함께, 상기의 분할 플레이트에 인접하는 측과는 반대측의 면 (유출면) 에, 좌우 방향으로 소정 간격을 두고 배열하여 형성된 단면 형상이 직사각형인 2 개의 개구부 (29) 를 갖는다. 또한, 병렬 플레이트 (27) 는, 상기의 배열 플레이트에 인접하는 측의 면에, 배열 플레이트의 유출면과 동일 형상의 2 개의 개구부를 가짐과 함께, 상기의 배열 플레이트에 인접하는 측과는 반대측의 면 (유출면) 에, 단면 형상이 직사각형인 1 개의 개구부 (30) 를 갖는다.

다음으로, L 유로 내에 있어서의 적층류의 유속 분포에 대해 설명한다.

도 8 은, 분할 기구 (11), 분기 기구 (12), 재배치 기구 (13), 안정 기구 (14) 의 각 포지션에 있어서, 기구 입구에 있어서의 적층류 (P2, P3) 의 유속 분포를 나타내는 이미지도이다.

적층류 (P1) 는 분할 기구 (11) 의 분할점 (A2) 에서 상하로 분할되고, 그 중의 하나인 적층류 (P2) 는 상방으로 흐르는 점에서, 분할 직후의 포지션 (1) 에서는, 점성의 영향에 의해 금형 (플레이트) 벽면 상측과 하측 사이에 속도차를 발생한다.

이 때문에, 적층류의 유속 분포는 중심 부분에 최대 유속이 있는데, 적층류 (P2) 는 상방으로 이동하면서 폭방향으로 압축하여 두께 방향으로 확산되는 형상이 되고, 분기 기구 (12) 에 의해 좌방향으로 굴곡된다. 따라서, 분기 기구 (12) 에 도입될 때에는, 포지션 (2) 에서 나타내는 바와 같이, 적층류의 유속 분포는 좌우의 중심에서 어긋나 유로의 만곡측으로 빠른 유속 분포가 치우치게 된다.

또, 적층류 (P2) 는, 분기 기구 (12) 에서 분기점 (B2) 으로부터, 수지 분할점 (A2) 과 유동 방향의 중간점 (C2) 을 연결하는 선을 기준으로, 적층류 (P2) 를 유동 방향을 향하여 좌방향으로 유도되고, 재배치 기구 (13) 에 우측 하방향으로 굴곡된다. 이 때문에, 단면 내의 유속 분포에 크게 영향을 미쳐, 적층류 (P2) 는 재배치 기구 (13) 에 도입될 때에는, 포지션 (3) 에서 나타내는 바와 같이, 적층류의 유속 분포의 최대 유속은 장치의 내측에 치우치게 된다.

분기된 적층류 (P2) 는, 재배치 기구 (13) 에서, 유동 방향의 중간점 (C2) 과 합류점 (D2) 을 연결하는 선을 기준으로, 합류점 (D2) 에 우측 하방향으로 유도되는 점에서, 단면 내의 유속 분포에 크게 영향을 미친다. 그 결과, 적층류 (P2) 는, 합류 기구에 도입되는 포지션 (4) 에서 나타내는 바와 같은 유속 분포가 된다.

이 때, 각 포지션에서의 유속 분포가 직사각형 단면 형상의 좌우에서 변화가 크고, 국소적으로 유속이 빠른 분포를 취하면, 형성되는 종방향으로 배향된 적층체의 층의 수직성은 크게 저하된다. 예를 들어, 특허문헌 3 에 기재된 유로 형상은, 기재 도면에서 L1 과 L2 의 관계가 L2/L1 = 0.58 이기 때문에, 유로 형상에서는 유속 분포차가 커져, 층의 수직성이 악화되는 현상이 일어난다.

그러나, 본 실시형태에 있어서, L1 과 L2 의 관계가, L2/L1 = 2.0 인 경우, 도 9 에 나타내는 유속 분포도가 된다. 도 9 는, L2/L1 = 2.0 인 L 유로의 각 포지션에 있어서의 적층류의 유속 분포를 나타내는 도면이다.

이 때, 유속 분포의 스케일은 도 8 을 기준으로 하고, 도 9 에 있어서는, 도 8 의 유속 분포와 비교하여, 포지션 (2), 포지션 (3) 으로부터 분명한 바와 같이, 유로 내의 유속 분포차가 작아지므로, 수직성의 저하를 방지할 수 있다. 또, L1, L2 의 크기는 이론적으로는 무한하지만, 사용하는 압출기의 사양, 성능, 사용하는 유로 형상 금형의 절삭 가공 한계에 의해, 임의의 크기, 한계치가 부여된다. 장치의 대형화에 따라 막대한 투자가 필요하여 고비용이 되기 때문에, 바람직하게는 L2/L1 은 L2/L1 ≤ 5 이다.

(수지)

본 발명에 있어서 사용되는 수지는, 용융 유동성이 있고, 경화성이 있는 고분자 재료를 사용할 수 있는데, 그 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 고분자 재료로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 ； 폴리스티렌과 같은 폴리 방향족 비닐 ； 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 아크릴 수지 ； 폴리비닐알코올 ； 염화비닐 수지 ； 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6－나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 ； 나일론 6, 나일론 66 과 같은 폴리아미드 ； 폴리비스페놀 A 카보네이트와 같은 폴리카보네이트 ； 폴리옥시메틸렌 ； 폴리술폰 ； 시클로올레핀계 수지 ； 불소 수지 ； 폴리디메틸실록산 등의 실리콘계 수지 등의 열가소성 수지 등의 단독 중합체 혹은 이들의 공중합체, 예를 들어, 아크릴·스티렌계 공중합체, 에틸렌·비닐알코올 공중합체를 주성분으로 하는 수지 등을 들 수 있다. 또, 이들을 2 종 이상 조합한 혼합물이어도 된다.

폴리에스테르 공중합체를 사용하는 경우, 그 공중합 성분은 디카르복실산 성분이거나 글리콜 성분이어도 되며, 디카르복실산 성분으로서는, 예를 들어 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르복실산 등과 같은 방향족 디카르복실산 ； 아디프산, 아젤라산, 세바크산, 데칸디카르복실산 등과 같은 지방족 디카르복실산 ； 시클로헥산디카르복실산과 같은 지환족 디카르복실산 등을 들 수 있고, 글리콜 성분으로서는, 예를 들어, 부탄디올, 헥산디올 등과 같은 지방족 디올 ； 시클로헥산디메탄올과 같은 지환족 디올 등을 들 수 있다.

또, 엘라스토머로서는, 천연 고무, 이소프렌 고무, 폴리아미드계·올레핀계·스티렌계·우레탄계 등의 열가소성 엘라스토머, 혹은, 이들의 조합을 들 수 있다.

또한, 에폭시계 수지, 페놀계 수지, 우레탄계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지 등의 열경화성 수지, 다관능 아크릴계 수지 등의 광 경화성 수지를 들 수 있다.

상기의 수지 중에서도, 수지간에 용융 점도차에 의한 영향이 적은 것이 바람직하다.

또, 이들 수지는 필요에 따라, 예를 들어, 가소제, 프로세스 오일, 액체, 활제, 광 안정제, 난연제, 교착 방지제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 발포제, 광 개시제, 방담제, 안료, 대전 방지제, 블로킹제 등의 유기 혹은 무기의 첨가제를 단독이거나, 혹은, 2 종 이상을 조합하여 함유할 수 있다.

(복적층체)

상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법/제조 장치를 사용함으로써, 종방향으로 배열된 층의 수직성이 우수한 복적층체를 제조할 수 있다.

실시예

본 발명을 이하에 나타내는 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 이것은 본 발명을 전혀 한정하는 것은 아니다.

이하, 본 발명에 관련된 각종 측정 방법에 대해 설명한다.

＜적층수·적층의 두께＞

적층체의 층 구성은, 정밀 저속 절단기 (11－1180 ： 뷰러사 제조) 를 사용하여, 적층 구조가 단면에 표출되도록 단편 (폭 방향-두께 방향 단면) 을 잘라내고, 미크로톰 (REM－700 ： 다이와 코키 공업사 제조) 을 사용하여, 자른 단편의 표면의 평탄화를 실시했다. 그리고, 자른 샘플은, 편광 현미경 (BX50 ： 올림푸스사 제조) 및 컬러 레이저 현미경 (VK－9500 ： 키엔스사 제조) 에 의해 광학 현미경 관찰을 실시했다.

＜층 두께의 편차 정도＞

압출기로부터 압출된 수지 A, B 의 토출량이 동일한 경우, 층 두께의 편차 정도는, 각 층의 두께를 측정하고, 그 전체 층에 있어서의 두께의 편차를 백분율로 나타냈다.

층 두께의 편차 정도는, 하기 식 (4) 로 산출했다.

층 두께의 편차 정도 = 전체 층의 표준 편차/층의 평균 두께 (4)

상기 식 (4) 에 있어서, 층의 평균 두께란, 적층체의 각 층의 중앙부에서, 적어도 3 지점 이상에서 측정한, 동일한 수지로 이루어지는 각 층의 두께의 평균치를 말한다. 단부의 층은, 이론적으로 단부 이외의 층의 절반의 두께가 되는 점에서, 양 단부의 층은 2 배한 값을 사용한다.

층의 평균 두께는, 하기 식 (5) 로 산출했다.

층의 평균 두께 = (d1 × 2 ＋ d2 ＋····＋ d(N－1) ＋ dN)/N (5)

(여기서, N 은 3 이상의 정수이며, dN 은 N 번째의 층의 평균 두께를 나타낸다)

또, 전체 층의 표준 편차란, 적층 구조체의 각 층 (d1) 으로부터 dN 의 두께와 층의 평균 두께의 값을 평균으로 하여 구한 표준 편차의 값을 말한다.

＜층의 수직성＞

층의 각도란, 각 층의 상하 표면의 중점을 연결한 선과, 각 층의 상하 표면 일방의 면에 있어서, 중점을 연결한 선의 교점의 각도를 말한다.

층의 각도가 90 도에 가까울수록, 그 적층체의 수직성이 유지되고 있는 것을 나타내고 있다. 수직성의 효과 확인은, 유동 방향에 대해 적층체의 우단부층으로부터 3 층째에서 3 층까지의 평균치, 적층체의 중앙 3 층의 평균치, 유동 방향에 대해서 적층체의 좌단부층으로부터 3 층째에서 3 층까지의 평균치에 의해 결정했다.

(실시예 1－1)

복적층체에 사용하는 수지 재료로서, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 A 로 하고, 군청의 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 B 로 했다. 수지 A 및 수지 B 는, 하룻동안 80 ℃ 에서 건조시킨 후, 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 에 공급했다.

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로와 L2/L1 = 0.58 의 R 유로만을 교대로, 즉, L 유로/R 유로/L 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

이로써, 폭 3 ㎜ × 길이 30 ㎜ 의 수지 구조체 중에, 폭방향으로 수지 A 의 층과 수지 B 의 층이, 교대로 17 층 적층된 적층 구조체를 제조했다.

상기의 적층 구조체는, 단면을 잘라내어 각 층의 폭을 측정했다. 그 측정치를 표 1 에 나타낸다.

(실시예 1－2)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로와 L2/L1 = 0.58 의 R 유로를 교대로, 즉, L 유로/R 유로/L 유로/R 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

이로써, 폭 3 ㎜ × 길이 30 ㎜ 의 수지 구조체 중에, 폭방향으로 수지 A 의 층과 수지 B 의 층이, 교대로 33 층 적층된 적층 구조체를 제조했다.

상기의 적층 구조체는, 단면을 잘라내어 각 층의 폭을 측정했다. 그 측정치를 표 2 에 나타낸다.

(실시예 1－3)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로와 L2/L1 = 0.58 의 R 유로를 교대로, 즉, L 유로/R 유로/L 유로/R 유로/L 유로/R 유로로 조합한 플레이트를 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

이로써, 폭 3 ㎜ × 길이 30 ㎜ 의 수지 구조체 중에, 폭방향으로 수지 A 의 층과 수지 B 의 층이, 교대로 129 층 적층된 구조체를 제조했다.

상기의 구조체는 단면의 관찰을 실시했다. 그 측정치를 표 3 에 나타낸다.

(비교예 1－1)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로와 L2/L1 = 0.58 의 R 유로를 교대로, 즉, L 유로/L 유로/L 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

(비교예 1－2)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로만을, 즉, L 유로/L 유로/L 유로/L 유로로 조합한 플레이트를 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

이로써, 폭 3 ㎜ × 길이 30 ㎜ 의 수지 구조체 중에, 폭방향으로 수지 A 의 층과 수지 B 의 층이, 교대로 33 층 적층된 구조체를 제조했다.

상기의 적층 구조체는, 단면을 잘라내어 각 층의 폭을 측정했다. 이 때 얻어진 측정치를 표 2 에 나타낸다.

본 비교예는, 종래의 동일 방향 배열 방식의 조합에 의한 것이다.

(비교예 1－3)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜ 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로와 L2/L1 = 0.58 의 R 유로를, L 유로/R 유로/R 유로/L 유로로 조합한 플레이트를 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

(비교예 1－4)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로와 L2/L1 = 0.58 의 R 유로를, L 유로/L 유로/R 유로/R 유로로 조합한 플레이트를 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

(비교예 1－5)

복적층체에 사용하는 재료로서, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 A 로 하고, 군청의 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 B 로 했다. 수지 A 및 수지 B 는, 하룻동안 80 ℃ 에서 건조시킨 후, 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 에 공급했다.

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로와 L2/L1 = 0.58 의 R 유로를, L 유로/L 유로/L 유로/R 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

(비교예 1－6)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로만을, 즉, L 유로/L 유로/L 유로/L 유로/L 유로/L 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

이로써, 폭 3 ㎜ × 길이 30 ㎜ 의 수지 구조체 중에, 폭방향으로 수지 A 의 층과 수지 B 의 층이 교대로 125 층 적층된 구조체를 제조했다.

상기의 적층 구조체는, 단면의 관찰을 실시했다. 이 결과, 얻어진 층수를 표 3 에 나타낸다.

이상의 결과로부터, LME 를 조합하여 17 층 적층한 적층 구조체에 대해, L 유로/R 유로/L 유로로 교대로 조합한 실시예 1－1 과, L 유로/L 유로/L 유로와, L 유로만을 조합한 비교예를 검토하면, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1－1 에서는 층의 편차 정도가 매우 낮아지고 있다.

다음으로, LME 의 조합 방법을 변경하여 33 층 적층된 적층 구조체에 대해, 실시예 1－2 와 비교예 1－2 ∼ 1－5 를 검토한다.

도 4 에, LME 의 조합 방법을 변경한 실시예 1－2, 비교예 1－2 ∼ 1－5 에 관련된 복적층체의 사진을 나타낸다.

종래의 동일 방식 배열의 조합인 비교예 1－2 와, L 유로와 R 유로를 조합한 실시예 1－2, 비교예 1－3 ∼ 1－5 와 비교하면, 후자는 모두 최외층의 층이 분명히 존재하고 있는 것을 알 수 있었다.

또, 실시예 1－2 와 비교예 1－3 ∼ 1－5 를 비교하면, 도 4 에 보여지는 바와 같이, 비교예 1－4 나 비교예 1－5 에서는 국소적으로 층이 얇아져 있는 것을 확인했다. 도 4 의 비교예 1－5 의 중심부의 층이 매우 얇아져 있는 지점은, LME 3 세트째 통과 후에 형성된 층 배열의 흐트러짐 (최외층의 소실 현상) 이 4 세트째의 LME 에서의 분할·배열로 배열품 내부에 편입되었기 때문에 생겼다고 생각된다.

또, 비교예 1－4 에서는, 좌로부터 9 층째, 24 층째의 층이 얇아져 있는 점에서, LME 2 세트째 통과 후에 형성된 층의 흐트러짐이 3 세트째, 4 세트째의 LME 통과로 배열품 내부에 포함된 것으로 생각된다. 이 층이 흐트러졌다고 생각되는 지점을 조합 순서와 비교하여 생각하면, 비교예 1－5 에서는, L 유로/L 유로/L 유로/R 유로, 비교예 1－3 에서는, L 유로/L 유로/R 유로/R 유로로 흘러 온 지점에서 생기고 있는 것을 알 수 있다.

이들은, 연속하여 동일 방향으로 배열되어 있던 층류를, 다음에 교대로 조합하여 배열 방향이 반대의 방향으로 흘렀을 때에 생기고 있고, 이 현상을 비교예 1－2, 비교예 1－5 를 이용하여 생각하면, 이하와 같이 추정할 수 있다. 즉, 동일 방향으로 수지가 흐를 때마다, 수지의 소실 지점은 커지는 점에서, 한 번, 단부층의 상하의 표층 폭이 치우친 구조가 형성되면, 추가로 분할·배열을 반복하면 이하의 현상이 생기는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 1－2 에서는, 양 단부의 층의 소실이 증가되고, 한편, 비교예 1－5 에서는, 중앙부에 얇은 층이 생기게 되는 점에서, 배열 상태에의 붕괴가 생기게 된다고 생각된다.

또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 비교예 1－3 에서는, 13 층째의 하부, 21 층째의 상부의 층이 얇아져 있는 지점이 존재하는 것을 알 수 있다. 비교예 1－3 에서 보여지는 층이 얇아져 있는 지점은, 발생 지점에 대해 세트수를 되돌아가면서 검토하면, 1 세트 통과 후에 생겼다고 알 수 있다. 이 지점은, LME 1 세트 통과 후에 보여지는, 층류가 오른쪽으로 기울어짐으로써 생기는 단부의 상하층의 폭이 다른 지점과 일치하고, 폭이 좁아지고 있는 지점이 각각의 4 세트째에서 층이 얇아지고 있다. 그리고, 1 세트째에서의 배열 상태의 영향으로 4 세트째에서 얇은 층이 조금 존재하게 되는 것을 알 수 있다.

이들 결과로부터, 실시예 1－2 의 조합이 양 단부의 층의 소실 저감에 가장 유리한 효과를 갖는 조합이라고 생각된다.

다음으로, 실시예 1－2, 실시예 1－3 에 있어서의 교호 배열의 결과에 대해 보면, L 유로와 R 유로를 교대로 조합함으로써, 분할·배열 후에 있어서의 단부 층의 상하의 층폭의 편향이 평균화됨으로써, 양 단부의 층의 소실 저감 효과가 얻어졌다고 추정할 수 있다.

그 결과, 양 단부의 층의 소실을 억제하고, 또한 층폭의 균일성을 유지하기 위해서는, LME 내의 층류의 기울기를 보다 완화시키는 것이 중요해지는 점에서, LME 의 구성은, 실시예 1－2, 실시예 1－3 과 같이, L 유로와 R 유로를 교대로 조합하는 것이 바람직하다.

이상의 결과로부터, 비교예 1－2 ∼ 1－6 과 같은 배열 방식에 의한 제조 방법에 있어서는, 양 단부의 층이 감소되어, LME 의 세트수가 증가할 때마다, 단부 및 중앙부의 층이 소실되었다. 또, 비교예 1－6 에서는, 성형 이론 층수 129 층 중, 125 층밖에 확인할 수 없었다.

이것에 대해, 실시예 1－2 ∼ 1－3 과 같은 L 유로와 R 유로를 교대로 배열하는 교호 배열 방식에 의한 제조 방법에 있어서는, LME 의 세트수를 증가시켜도, 최외층의 층을 분명히 확인할 수 있고, 최단부, 중앙부의 층의 소실을 전혀 확인할 수 없었다.

이상의 결과로부터, 비교예 1－2 ∼ 1－6 의 배열 방식에 의한 제조 방법에 있어서는, 층류의 기울기에 의해 생기는 양 단부의 상하 표층에 보여지는 층폭의 차이가, 최단부, 중앙부의 층의 소실 원인이라고 추정할 수 있다. 이에 대하여, 실시예 1－2 ∼ 1－3 의 교호 배열 방식에 의한 제조 방법에 있어서는, 층류의 기울기에 의해 생기는 양 단부의 상하 표층에 보여지는 층폭의 차이가 완화되어 극단적으로 단부의 층이 적어지는 일 없이 층폭이 평균화됨으로써, 분할·배열을 반복해도 최단부의 층 소실이 일어나기 어렵다는 효과가 얻어지고 있다고 생각된다.

이상 설명한 바와 같이, 실시예 1－1 ∼ 1－3 의 복적층체의 제조 방법 및 제조 장치에 있어서는, 유로 형상 내에서 생기는 국소적인 유속 불균일을 작게 할 수 있어, 적층에 흐트러짐이 잘 생기지 않고, 각 층의 두께의 불균일을 저감시킬 수 있다. 또한, 두께 불균일에 의한 불량 부분이 저감되는 점에서, 분할, 분기, 재배치 합류를 반복할 때마다 발생하는 층의 소실이 저감되어 양질인 교대로 배치된 적층의 층수를, 종래와 비교하여 2 배, 4 배로 늘리는 것이 가능해진다.

(실시예 2－1)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 2.0 의 L 유로를 L 유로/L 유로/L 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용하여, 복적층 압출 성형기에 도입했다.

이로써, 두께 3 ㎜ × 폭 30 ㎜ 의 압출 성형체 중에, 폭방향으로 수지 A 의 층과 수지 B 의 층이, 교대로 17 층 적층된 복적층체를 제조했다.

상기의 복적층체는, 단면을 잘라내어 각 층의 폭을 측정했다. 그 측정치를 표 4 에 나타낸다.

(실시예 2－2)

복적층체에 사용하는 수지 재료로서, 전단 속도 의존의 점도를 가지는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 A, 수지 B 모두에 사용했다.

수지 A 및 수지 B 는, 각각 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 설정하고, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 2.0 의 L 유로를 사용하여 시뮬레이션 [유동 해석 소프트 「POLYFLOW」(안세스·재팬사 제조)] 에 의한 유동 해석을 실시했다.

상기의 시뮬레이션에서 얻어진 결과로부터, 각 층의 수직성을 상기 기재 방법으로 측정했다. 시뮬레이션은 유로의 대칭성으로부터 편측만의 수직성을 측정하고, 얻어진 측정치는 동일 조건의 실측치인 실시예 2－1 과 잘 일치했다. 결과를 표 5 에 나타낸다.

(실시예 2－3)

수지 A 및 수지 B 는, 각각 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 설정하고, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 1.32 의 L 유로를 사용하여 시뮬레이션에 의한 유동 해석을 실시했다.

상기의 시뮬레이션에서 얻어진 결과로부터, 각 층의 수직성을 상기 기재 방법으로 측정했다. 시뮬레이션은 유로의 대칭성으로부터 편측만의 수직성을 측정하고, 얻어진 측정치를 표 5 에 나타낸다.

(실시예 2－4)

복적층체에 사용하는 재료로서 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 A 로 하고, 군청의 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 B 로 했다. 수지 A 및 수지 B 는, 하룻동안 80 ℃ 에서 건조시킨 후, 수지 A 및 수지 B 를 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 에 공급했다.

수지 A 및 수지 B 는, 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프로 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 2.0 의 L 유로를 L 유로/R 유로/L 유로/R 유로/L 유로/R 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용하여, 복적층 압출 성형기에 도입했다.

이로써, 두께 3 ㎜ × 폭 30 ㎜ 의 압출 성형체 중에, 폭방향으로 수지 A 의 층과 수지 B 의 층이 교대로 129 층 적층된 복적층체를 제조했다.

상기의 복적층체로부터 잘라내어 얻어진 단면도를 도 11 에 나타낸다.

(비교예 2－1)

수지 A 및 수지 B 를 각각 압출기로, 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프에 의해, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로를, L 유로/L 유로/L 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

상기의 복적층체는, 단면을 잘라내어 각 층의 수직성을 측정했다. 측정치를 표 4 에 나타낸다.

(비교예 2－2)

수지 A 및 수지 B 는, 각각 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 설정하고, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.98 의 L 유로를 사용하여 시뮬레이션에 의한 유동 해석을 실시했다.

(비교예 2－3)

수지 A 및 B 는, 각각 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 설정하고, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.49 의 L 유로를 사용하여 시뮬레이션에 의한 유동 해석을 실시했다.

(비교예 2－4)

복적층체에 사용하는 수지 재료로서 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 A 로 하고, 군청의 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA, 파라펫 GF ： 쿠라레사 제조) 를 수지 B 로 했다. 수지 A, 수지 B 는, 하룻동안 80 ℃ 에서 건조시킨 후, 수지 A 및 수지 B 를 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 에 공급했다.

수지 A 및 수지 B 는, 각각 압출기 (PSV 형 22 ㎜： 플라엔지사 제조) 로 온도 235 ℃ 의 용융 상태로 하고, 기어 펌프로 토출비가 수지 A/수지 B = 1/1 이 되도록 계량하면서, 적층 유입구로부터 L2/L1 = 0.58 의 L 유로를, L 유로/L 유로/L 유로/L 유로/L 유로/L 유로로 조합한 금형 (플레이트) 을 사용한 복적층 압출 성형기에 도입했다.

이로써, 두께 3 ㎜ × 폭 30 ㎜ 의 압출 성형체 중에, 폭방향으로 수지 A 의 층과 수지 B 의 층이 교대로 적층된 복적층체를 제조했다.

상기의 복적층체로부터 자른 단면도를 도 11 에 나타낸다.

이상의 결과로부터, 도 8 의 유로와 도 9 의 장유로를 비교하면, 상하로 분할된 수지는, 배열 플레이트 만곡부 (도 6 의 B2 점, 도 7 의 E2 점) 까지는, 거의 종배열의 층이 유지되는 상태로 유동하는 것을 알 수 있다.

배열 플레이트 만곡부 (도 6 의 B2 점, 도 7 의 E2 점) 이후는, 도 8 의 유로에서는, 종배열의 층이 기울기를 갖는 유동으로 변화되고 있는 것에 대해, 도 9 의 유로에서는, 종배열의 층의 기울기에 큰 변화는 보이지 않는 것을 알 수 있다.

또한, 도 8 의 유로 및 도 9 의 유로 모두 배열 플레이트부에 있어서 유속이 빨라지는 경향이 있는데, 도 8 의 유로는 급격하게 유속이 증대되고 있는 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 배열 플레이트부의 유로 길이를 연장화함으로써, 유속의 변화가 완만해져 유속의 불균일이 억제되고 있다고 생각된다.

도 12 에 나타내는 1 세트의 플레이트 (LME) 를 조합한 플레이트에 있어서, 배열 상태를 비교하면, 도 9 의 장유로 배열 방식에서는, 도 8 의 배열 방식에 비해 배열의 수직성이 향상되었다. 또, 양 단부층에 대해서는, 도 8 의 유로와 도 9 의 유로에서는, 거의 차이가 없이 양 단부층이 소실되는 경향이 있었다.

이들 결과로부터, 각 층의 기울기가 생기는 현상은, 배열 플레이트부의 형상이 영향을 미치고 있다고 추정할 수 있다. 따라서, 층의 수직성을 유지하기 위해서는 층류를 급격하게 변화시키지 않는 유로의 설계가 중요한 것이 명확해졌다.

실시예 2－4 와 비교예 2－4 의 복적층체의 단면 사진으로부터, 실시예 2－4 의 교호 장유로 배열 방식에서는, 수직성이 향상되고, 거의 배열이 정돈되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 층의 수직성을 유지한 채 양 단부의 층의 소실을 억제하는 효과가 얻어진다.

이상 기술한 바와 같이, 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이 유로 길이를 연장시킴으로써, 도 8 의 유로와 비교하여, 배열 플레이트부에 있어서의 급격한 유속의 변화를 저감시킬 수 있고, 층의 경사를 억제하여 종배열의 수직성을 향상시킬 수 있다.

또, 복적층체를 형성시키는 유로 형상 내에서 생기는 국소적인 유속 불균일, 압력 분포가 작아져, 적층에 흐트러짐이 잘 생기지 않고, 각 층의 기울기가 저감되어 종방향으로 배향된 층의 수직성을 유지한 복적층체를 얻는 것이 가능해진다.

또한, 층의 수직성 저하에 의한 불량 부분이 저감되는 점에서, 분할, 분기 재배치, 합류를 반복할 때마다 발생하기 시작하는 층의 소실이 저감되어 수직성을 유지하면서 양질인 교대로 배치된 적층의 층수를, 종래와 비교하여 2 배, 4 배로 늘리는 것이 가능해진다.

이 출원은, 2010 년 5 월 25 일에 출원된 일본 출원 특허출원2010－119395호, 및 2010 년 6 월 3 일에 출원된 일본 출원 특허출원2010－127789호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 전부를 여기에 받아들인다.

산업상 이용가능성

본 발명의 복적층체의 제조 방법 및 그 제조 장치는, 액정 디스플레이의 편광판 보호 필름 및 광학 보상 필름 등의 광의 제어를 이용한 광학 필름 등의 고기능성 필름 등의 제조에 바람직하게 적용할 수 있다.

1 : L 유로의 전체 공정
11 : L 유로의 분할 기구
12 : L 유로의 분기 기구
13 : L 유로의 재배치 합류 기구
14 : L 유로의 안정 기구
A1 : L 유로의 분할 기구의 분할점
B1 : L 유로의 유동 방향의 중간점
C1 : L 유로의 재배치 합류 기구의 합류점
A2 : L 유로의 분할 기구의 분할점
B2 : L 유로의 유동 방향의 분기점
C2 : L 유로의 유동 방향의 중간점
D2 : L 유로의 재배치 합류 기구의 합류점
P1 : 적층류
P2 : L 유로의 분할 기구로 상방향으로 분할된 적층류
P3 : L 유로의 분할 기구로 하방향으로 분할된 적층류
P4 : L 유로의 재배치 합류 기구로 합류된 적층류
2 : R 유로의 전체 공정
21 : R 유로의 분할 기구
22 : R 유로의 분기 기구
23 : R 유로의 재배치 합류 기구
24 : R 유로의 적층류 안정 기구
25 : 분할 플레이트
26 : 배열 플레이트
27 : 병행 플레이트
28 : 개구부
29 : 개구부
30 : 개구부
D1 : R 유로의 분할 기구의 분할점
E1 : R 유로의 유동 방향의 중간점
F1 : R 유로의 재배치 합류 기구의 합류점
D2 : R 유로의 분할 기구의 분할점
E2 : R 유로의 유동 방향의 분기점
F2 : R 유로의 유동 방향의 중간점
G2 : R 유로의 재배치 합류 기구의 합류점
P5 : R 유로의 분할 기구로 상방향으로 분할된 적층류
P6 : R 유로의 분할 기구로 하방향으로 분할된 적층류
P7 : R 유로의 재배치 합류 기구로 합류된 적층류

Claims

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적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류를 형성하고,
분할점에 있어서, 상기 적층류를 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 1 적층류로 하고, 하부의 적층류를 제 2 적층류로 하고,
분기점에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향 및 우방향의 어느 일방인 제 1 방향으로 유도하고, 상기 제 2 적층류를 유동 방향을 향하여 상기 좌방향 및 상기 우방향의 어느 타방인 제 2 방향으로 유도하고,
중간점에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 상기 제 2 방향 또한 하방향으로, 상기 제 2 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 상기 제 1 방향 또한 상방향으로 유도하고,
합류점에 있어서, 상기 제 1 적층류와 상기 제 2 적층류를 좌우에 인접하여 재배치해서 합류시키는 복적층체의 제조 방법으로서 :
하기 식 (X) 로 나타내는 관계가 만족되고 :
L2/L1 ≥ 1.1 (X) ;
상기 적층류의 상기 폭을 L1 로 하고 ; 또
상기 분기점으로부터 상기 합류점까지의 유동 진행 방향의 길이를 L2 로 하는, 복적층제의 제조 방법.
삭제
제 4 항에 있어서,
적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류를 형성하고,
분할점 (A2) 에 있어서, 상기 적층류를 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 1 적층류로 하고, 하부의 적층류를 제 2 적층류로 하고,
분기점 (B2) 에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향을 향하여 좌방향 및 우방향의 어느 일방인 제 1 방향으로 유도하고, 상기 제 2 적층류를 유동 방향을 향하여 상기 좌방향 및 상기 우방향의 어느 타방인 제 2 방향으로 유도하고,
중간점 (C2) 에 있어서, 상기 제 1 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 상기 제 2 방향 또한 하방향으로, 상기 제 2 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 상기 제 1 방향 또한 상방향으로 유도하고,
합류점 (D2) 에 있어서, 상기 제 1 적층류와 상기 제 2 적층류를 좌우에 인접하여 재배치해서 합류시키는 방법 (1) 과,
분할점 (E2) 에 있어서, 상기 재배치 합류된 상기 적층류를 상하로 2 분할하고, 분할된 상부의 적층류를 제 3 적층류로 하고, 하부의 적층류를 제 4 적층류로 하고,
분기점 (F2) 에 있어서, 상기 제 3 적층류를 유동 방향을 향하여 상기 제 2 방향으로 유도하고, 상기 제 4 적층류를 유동 방향을 향하여 상기 제 1 방향으로 유도하고,
중간점 (G2) 에 있어서, 상기 제 3 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 상기 제 1 방향 또한 하방향으로, 상기 제 4 적층류를 유동 방향의 중심을 향하여 상기 제 2 방향 또한 상방향으로 유도하고,
합류점 (H2) 에 있어서, 상기 제 3 적층류와 상기 제 4 적층류를 좌우에 인접하여 재배치해서 합류시키는 방법 (2) 를 구비하는 복적층체의 제조 방법으로서,
적어도 상기 방법 (1) 및 상기 방법 (2) 의 어느 것에 있어서 상기 식 (X) 로 나타내는 상기 관계가 만족되는, 복적층체의 제조 방법.
삭제
제 6 항에 있어서,
상기 방법 (1) 및 상기 방법 (2) 를 교대로 반복하는 것을 특징으로 하는, 복적층체의 제조 방법.
제 4 항, 제 6 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 L2/L1 이, 1.1 ≤ L2/L1 ≤ 5 인 것을 특징으로 하는, 복적층체의 제조 방법.
삭제
삭제
적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류를, 분할점에 있어서 상하로 2 분할하는 분할 플레이트와,
분기점에 있어서, 상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 좌방향 및 우방향의 어느 일방인 제 1 방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 상기 좌방향 및 상기 우방향의 어느 타방인 제 2 방향으로 유도하는 유로와, 중간점에 있어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 상기 제 2 방향 또한 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 상기 제 1 방향 또한 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트와,
상기 배열 플레이트로 좌우에 배열시킨 적층류를, 합류점에 있어서, 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트를 구비하고,
하기 식 (X) 로 나타내는 관계가 만족되고 :
L2/L1 ≥ 1.1 (X) ;
상기 적층류의 상기 폭을 L1 로 하고 ; 또
상기 분기점으로부터 상기 합류점까지의 유동 진행 방향의 길이를 L2 로 하는, 복적층체의 제조 장치.
삭제
제 12 항에 있어서,
제 1 유로형 플레이트의 세트와 제 2 유로형 플레이트의 세트의 페어가 교대로 2 개 이상 배치되어 있고,
상기 제 1 유로형 플레이트의 세트는 :
적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 소정의 폭과 두께를 갖는 적층류를, 분할점 (A2) 에 있어서 상하로 2 분할하는 분할 플레이트와 ;
분기점 (B2) 에 있어서, 상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 좌방향 및 우방향의 어느 일방인 제 1 방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 좌방향 및 우방향의 어느 타방인 제 2 방향으로 유도하는 유로와, 중간점 (C2) 에 있어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 상기 제 2 방향 또한 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 상기 제 1 방향 또한 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트와 ;
상기 배열 플레이트로 좌우에 배열시킨 적층류를, 합류점 (D2) 에 있어서, 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트 ; 를 구비하고,
상기 제 2 유로형 플레이트의 세트는 :
적어도 2 개의 용융 수지를 종방향으로 배열하여 인접시켜 형성한 적층류를, 분할점 (E2) 에 있어서 상하로 2 분할하는 분할 플레이트와 ;
분기점 (F2) 에 있어서, 상기 분할 플레이트로 분할된 상부의 적층류를 상기 제 2 방향으로 유도하는 유로와 하부의 적층류를 상기 제 1 방향으로 유도하는 유로와, 중간점 (G2) 에 있어서, 상기 상부의 적층류를 중심을 향하여 상기 제 1 방향 또한 하방향으로 유도하는 유로와 상기 하부의 적층류를 중심을 향하여 상기 제 2 방향 또한 상방향으로 유도하는 유로를 갖는 배열 플레이트와 ;
상기 배열 플레이트로 좌우에 배열시킨 적층류를, 합류점 (H2) 에 있어서, 재배치하여 합류하는 병렬 플레이트 ; 를 구비하고,
적어도 상기 제 1 유로형 플레이트의 세트 및 상기 제 2 유로형 플레이트의 세트의 어느 것에 있어서 상기 식 (X) 로 나타내는 상기 관계가 만족되는, 복적층체의 제조 장치.
제 12 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 L2/L1 이, 1.1 ≤ L2/L1 ≤ 5 인 것을 특징으로 하는, 복적층체의 제조 장치.
제 4 항, 제 6 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 복적층체의 제조 방법에 의해 제조된 것인, 복적층체.