フィルム又はシートの製造装置及び製造方法
【課題】ダイのリップ口への異物の付着を十分に低減し、優れた品質のフィルム又はシートを製造すること。
【解決手段】本発明の装置は、フィルム又はシートを製造するためのものであり、押出機と、ダイと、押出機とダイとを連通する流路と、流路の途中に設けられ、流路が複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度合流する構成を有し、流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構とを備える。上記樹脂置換機構は、ダイに向けて溶融樹脂をＺ方向に移送する位置に、流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有する。第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している。
【解決手段】本発明の装置は、フィルム又はシートを製造するためのものであり、押出機と、ダイと、押出機とダイとを連通する流路と、流路の途中に設けられ、流路が複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度合流する構成を有し、流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構とを備える。上記樹脂置換機構は、ダイに向けて溶融樹脂をＺ方向に移送する位置に、流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有する。第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイから溶融樹脂を押し出してフィルム又はシートを製造するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出機から供給される溶融樹脂をフィードパイプを通じてダイへ移送し、ダイから溶融樹脂を押し出すことによって樹脂フィルム（厚み５〜５００μｍ程度）又は樹脂シート（厚み５００μｍ〜５０ｍｍ程度）が製造される。複数の押出機から一つのダイに溶融樹脂を供給することにより、多層フィルム又は多層シートを製造することも可能である。下記特許文献１には、複数の流路を有する装置を用いて多層フィルムを製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２７８３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一定の期間にわたって樹脂フィルム又は樹脂シートの成形を行うと、樹脂の劣化物や添加剤の凝集物などの異物がダイのリップ口に付着することがある。異物がリップ口に付着する現象は当該分野において「メヤニ」と称される。異物が一旦リップ口に付着すると、成形時間の経過とともに当該箇所に異物が蓄積し、これが溶融樹脂と接触したり、成形品に混入したりする。
【０００５】
リップ口に蓄積した異物は成形品の品質低下の原因となることから、添加剤処方を改良したり、樹脂の滑りを良くするためにリップ口に特殊メッキを施したりする対策が講じられてきた。しかしながら、従来の技術ではリップ口への異物の付着を十分に低減することができず、更なる改良が求められていた。
【０００６】
本発明は、ダイのリップ口への異物の付着を十分に低減でき、優れた品質のフィルム又はシートを製造できる装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
押出機から流路を通じてダイへと溶融樹脂を移送する場合、流路の壁面近傍は溶融樹脂の流速が低いため、当該領域に滞留が生じやすい。本発明者らは、溶融樹脂の滞留によって流路内に生じた異物（樹脂の劣化物や添加剤の凝集物）がダイのリップ口に付着することに着目した。本発明者らは、流路の壁面近傍における滞留によって異物が発生したとしても、これをリップ口に蓄積させない手法について検討した。その結果、溶融樹脂をダイに導入する直前に、流路の壁面近傍を流れてきた溶融樹脂と、流路の中央部を流れた溶融樹脂とを置換することより、リップ口への異物付着を十分に低減できることを見出し、以下の発明を完成させた。
【０００８】
本発明の装置は、フィルム又はシートを製造するためのものであり、溶融樹脂を移送するための押出機と、押出機からの溶融樹脂をフィルム状又はシート状にするためのダイと、押出機とダイとを連通する流路と、流路の途中に設けられ、流路が複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度合流する構成を有し、流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構とを備える。ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、上記樹脂置換機構は、ダイに向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に、流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有する。第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している。
【０００９】
上記装置は、流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れてきた樹脂とを樹脂置換機構によって置換することができる。流路の中央部を流れてきた樹脂には滞留を起因とする異物が含まれている可能性が低い。ダイに溶融樹脂を導入するに先立ち、異物の含有量が少ない樹脂が流路の壁面近傍を流れるようにすることで、リップ口に異物が付着しにくくなり、高品質のフィルム又はシートを安定的に製造できる。
【００１０】
本発明は、単層フィルム又は単層シートの製造装置に限らず、多層フィルム又は多層シートの製造装置も提供する。すなわち、本発明は、多層フィルム又は多層シートの製造装置であって、溶融樹脂をそれぞれ移送するための複数の押出機と、複数の押出機からの溶融樹脂をフィルム状又はシート状にするためのダイと、複数の押出機とダイとをそれぞれ連通する複数の流路と、複数の流路のうち少なくとも多層フィルム又は多層シートの最外層をなす溶融樹脂を移送する流路の途中に設けられ、当該流路が複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度合流する構成を有し、当該流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構とを備える装置を提供する。ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、上記樹脂置換機構は、ダイに向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に、当該流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有する。第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している。
【００１１】
多層フィルム又は多層シートを製造するための上記装置は、流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れた樹脂とを樹脂置換機構によって置換することができる。これにより、ダイのリップ口に異物が付着しにくくなり、高品質の多層フィルム又は多層シートを安定的に製造できる。特に、多層フィルム又は多層シートを製造するプロセスにおいては、リップ口に異物が蓄積すると多層フィルム又は多層シートの最外層に欠陥が生じやすい。このため、最外層をなす溶融樹脂を移送する流路に少なくとも上記樹脂置換機構を設けることが品質向上及び歩留まり向上に有効である。
【００１２】
なお、上記特許文献１（特開平４−２７８３２４号公報）には多層フィルムの製造装置に関する発明が記載されているが、当該発明は本発明とは解決すべき課題が明らかに異なる。また、特許文献１の図面には、複数の流路を備えた装置が図示されているものの、当該文献は流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れた樹脂とを置換するというような技術的思想を開示するものではない。
【００１３】
本発明の方法は、フィルム又はシートを製造するためのものであり、押出機からダイに流路を通じて溶融樹脂を供給する工程と、ダイから溶融樹脂を押し出してフィルム又はシートを成形する工程とを備える。ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、上記流路の途中には、複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度一つの流路となって溶融樹脂をダイに向けてＺ方向に移送し、流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構が設けられている。樹脂置換機構が少なくとも有する第１及び第２の分岐路に溶融樹脂を導入することにより、第１及び第２の分岐路内の溶融樹脂は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように流れてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流する。
【００１４】
上記方法においては、樹脂置換機構が流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れた樹脂とを置換する。これにより、ダイのリップ口に異物が付着しにくくなり、高品質のフィルム又はシートを安定的に製造できる。
【００１５】
本発明は、単層フィルム又は単層シートの製造方法に限らず、多層フィルム又は多層シートの製造方法も提供する。すなわち、本発明は、多層フィルム又は多層シートの製造方法であって、複数の押出機からダイに複数の流路を通じて溶融樹脂をそれぞれ供給する工程と、ダイから溶融樹脂を押し出して多層フィルム又は多層シートを成形する工程とを備える方法を提供する。ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、複数の流路のうち少なくとも多層フィルム又は多層シートの最外層をなす溶融樹脂を移送する流路の途中には、複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度一つの流路となって溶融樹脂をダイに向けてＺ方向に移送し、当該流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構が設けられている。樹脂置換機構が少なくとも有する第１及び第２の分岐路に溶融樹脂を導入することにより、第１及び第２の分岐路内の溶融樹脂は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように流れてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流する。
【００１６】
多層フィルム又は多層シートを製造するための上記方法においては、樹脂置換機構が流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れた樹脂とを置換する。これにより、ダイのリップ口に異物が付着しにくくなり、高品質の多層フィルム又は多層シートを安定的に製造できる。特に、多層フィルム又は多層シートを製造するプロセスにおいては、リップ口に異物が蓄積すると多層フィルム又は多層シートの最外層に欠陥が生じやすい。このため、最外層をなす溶融樹脂を移送する流路に少なくとも上記樹脂置換機構を設けて樹脂を置換することが品質向上及び歩留まり向上に有効である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダイのリップ口への異物の付着を十分に低減でき、優れた品質のフィルム又はシートを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る多層フィルム又は多層シートの製造装置の好適な実施形態を示す模式図である。
【図２】多層フィルム又は多層シートの製造用のＴダイの内部構造を示す断面図である。
【図３】図１に示す装置が備える樹脂置換機構の構成を示す模式図である。
【図４】樹脂置換機構の分岐部の構成を示す斜視図である。
【図５】樹脂置換機構の分岐部の構成を示す断面図である。
【図６】樹脂置換機構の第１の再配置部の構成を示す斜視図である。
【図７】樹脂置換機構の第２の再配置部の構成を示す斜視図である。
【図８】樹脂置換機構の合流部の構成を示す斜視図である。
【図９】２つの分岐路によって溶融樹脂が置換される様子を示す模式図である。
【図１０】断面形状が円形の流路と矩形の流路とを接続するための流路の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る単層フィルム又は単層シートの製造装置の一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
＜多層フィルム又は多層シートの製造装置＞
図１に示す製造装置５０は、多層フィルム又は多層シート（以下、「多層成形体」という。）を製造するためのものである。製造装置５０は、３つの押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃからの溶融樹脂が押し出されるＴダイ５と、押出機１Ａ，１Ｂ，１ＣとＴダイ５とをそれぞれ連通する３つの流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃと、流路８Ａ，８Ｂにそれぞれ設けられた樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂとを備える。なお、流路８Ａ，８Ｂは、多層成形体２０の最外層２０Ａ，２０Ｂをなす溶融樹脂をそれぞれ移送する流路である（図２参照）。
【００２１】
押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃとしては、特に制限はないが、通常、一軸又は二軸押出機を用いることができる。具体例として、例えば一軸スクリュー押出機、同方向二軸回転スクリュー押出機、異方向二軸回転スクリュー押出機等のスクリュー押出機が挙げられる。
【００２２】
図１に示すように、ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、その幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、Ｔダイ５は、流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃを通じて供給される溶融樹脂をＹ軸方向に広げるとともにＺ方向に吐出して多層成形体２０が成形されるように設けられている。図２に示すように、Ｔダイ５のリップ口５ａから溶融樹脂をＺ軸の矢印方向に吐出することにより、多層成形体２０が成形される。多層成形体２０は、最外層２０Ａ，２０Ｂと、これらの間の中間層２０Ｃとからなる。
【００２３】
３つの流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃを出た溶融樹脂をＴダイ５に導入するためのものである。押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃを出た溶融樹脂は、温度が１５０〜５００℃程度であり、圧力が０．１〜５０ＭＰａ程度であるため、流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃはこれらの条件に耐え得る構造となっている。流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃの断面形状は、溶融樹脂の滞留を抑制する観点から円形が好ましい。
【００２４】
樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂは、図３に示す通り、流路８Ａ，８Ｂにそれぞれ設けられている。樹脂置換機構１０Ａは、流路８Ａが２つの分岐路（第１及び第２の分岐路）１２Ａ，１３Ａに分かれた後、分岐路１２Ａ，１３Ａが再度合流する構成を有し、流路８Ａを流れてきた溶融樹脂の位置を変更する機能を有する。樹脂置換機構１０Ｂもこれと同様に、流路８Ｂが２つの分岐路（第１及び第２の分岐路）１２Ｂ，１３Ｂに分かれた後、分岐路１２Ｂ，１３Ｂが再度合流する構成を有し、流路８Ｂを流れてきた溶融樹脂の位置を変更する機能を有する。第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、Ｘ軸方向に互いに近づき、かつＹ軸方向に互いに遠ざかるように延びてＸ軸方向の位置が逆転し、かつＹ軸方向に互いに近づくように延びてＹ軸方向の位置関係が一致し、その後、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流していることが好ましい。樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂは同様の構成及び機能を有するので、以下、樹脂置換機構１０Ａについて詳細に説明する。
【００２５】
樹脂置換機構１０Ａは、図３に示すように、Ｔダイ５に向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に設けられている。２つの分岐路１２Ａ，１３Ａは、流路８Ａから供給される溶融樹脂がＸ軸方向に分離するように流路８Ａから分岐している。分岐路１２Ａ，１３Ａは樹脂置換機構１０Ａの上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びている。そして、分岐路１２Ａ，１３Ａはすれ違うようにしてクロスしてＸ軸方向の位置関係が逆転し、樹脂置換機構１０Ａの下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している。樹脂置換機構１０Ａを出た溶融樹脂は、そのままＴダイ５へと供給されるようになっている。
【００２６】
図３〜８を参照しながら、樹脂置換機構１０Ａの構成について、より詳細に説明する。樹脂置換機構１０Ａは、分岐部１５Ａと、第１の再配置部１６Ａと、第２の再配置部１７Ａと、合流部１８Ａとを備え、これらがＺ軸方向の上流側から下流側に向けて配置されている。流路８Ａから供給される溶融樹脂はＺ方向に流れ、分岐部１５Ａに導入されるようになっている。
【００２７】
樹脂置換機構１０Ａは、Ｔダイ５の上流側であってＴダイ５までの距離が比較的近い位置に設けられている。この距離は、溶融樹脂の粘度や添加剤の種類にもよるが、好ましくは０〜３０ｃｍであり、より好ましくは０〜１０ｃｍである。樹脂置換機構１０ＡをＴダイ５から離れた位置に設置すると、樹脂置換機構１０ＡからＴダイ５の間の流路内においてその壁面近傍に異物の滞留が生じやすく、これがリップ口５ａに異物が蓄積する原因となりやすい。樹脂置換機構１０ＡをＴダイ５の直ぐ近くに配置する好適な手段として、樹脂置換機構１０Ａを内蔵したフィードブロックを作製し、これをＴダイ５の上流側に連結することが挙げられる。
【００２８】
分岐部１５Ａにおいて分岐路１２Ａ，１３ＡはＸ軸方向に分かれ、その後、Ｘ軸方向に互いに遠ざかるように延びている（図４，５参照）。図５を参照すると、分岐部１５Ａにおいて、分岐路１２Ａの延在方向はＸ軸の矢印方向へのベクトル成分を有し、分岐路１３Ａの延在方向はこれと反対方向へのベクトル成分を有する。
【００２９】
第１の再配置部１６Ａは、Ｘ軸方向に並んでいた分岐路１２Ａ，１３ＡをＹ軸方向に離間した状態で並ぶようにするための部分である（図６参照）。第１の再配置部１６Ａにおいて分岐路１２Ａ，１３Ａは、上流側から下流側に向けてＸ軸方向に互いに近づき且つＹ軸方向に互いに遠ざかるように延びている。
【００３０】
第２の再配置部１７Ａは、分岐路１２Ａ，１３ＡのＸ軸方向の位置関係が第１の再配置部１６Ａの上流側におけるそれと逆になるようにするための部分である（図７参照）。第２の再配置部１７Ａにおいて分岐路１２Ａ，１３Ａは、上流側から下流側に向けてＸ軸方向に互いに遠ざかり且つＹ軸方向に互いに近づくように延びている。
【００３１】
合流部１８Ａは、分岐路１２Ａ，１３Ａを合流させるための部分である。図８を参照すると、合流部１８Ａにおいて、分岐路１２Ａの延在方向はＸ軸の矢印方向と反対方向へのベクトル成分を有し、分岐路１２Ｂの延在方向はＸ軸の矢印方向へのベクトル成分を有する。
【００３２】
樹脂置換機構１０Ａを流路８Ａに設けることで、樹脂置換機構１０Ａの上流側において流路８Ａの壁面近傍を流れていた溶融樹脂と、流路８Ａの中央部を流れていた溶融樹脂とを置換することができる。これにより、図９に示す通り、樹脂置換機構１０Ａの下流側の流路内においては、異物を含有する可能性が低い溶融樹脂が流路の壁面近傍を流れ、他方、異物を含有する可能性が比較的高い溶融樹脂が流路の中央部を流れることとなる。
【００３３】
なお、図９では、説明を分かりやすくするために、樹脂置換機構１０Ａの入口においてＸ軸方向の両端の領域Ｘにのみ色を付し、Ｙ軸方向の両端の領域Ｙには色を付していない。実際は流路８Ａの壁面近傍を通過してきた溶融樹脂は、流路８Ａの内周面の全体にわたって存在する。このため、流路８Ａの壁面近傍のうち図９において色を付さなかった部分の溶融樹脂は、樹脂置換機構１０Ａでは置換されずにＴダイ５に至ることになる。しかし、この溶融樹脂から形成される部分は、多層成形体２０の成形後に耳部としてカットされる。このため、この部分に外観不良などが生じても問題とはならない。
【００３４】
上記のような溶融樹脂の置換を行うことにより、Ｔダイ５のリップ口５ａに異物が付着しにくくなり、高品質の多層成形体を安定的に製造することが可能となる。特に、リップ口５ａに異物が蓄積すると多層成形体２０の最外層２０Ａ，２０Ｂに外観不良などの不具合が生じやすいため、最外層用の溶融樹脂を移送する流路８Ａ，８Ｂに樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ設けることが品質向上及び歩留まり向上に有効である。
【００３５】
なお、樹脂置換機構１０Ａにおける分岐路の本数は、２本に限定されるものではなく、３本以上としてもよいが、当該機構の製造上の観点からして２本であることが好ましい。分岐路１２Ａ，１３Ａの断面形状は、流路８Ａの壁面近傍を流れる溶融樹脂を効果的に分断し、その後、再度合流させる観点から、矩形であることが好ましい。図１０に示す流路１９は、断面形状が円形の流路と矩形の流路とを接続するためのものである。樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂの上流側及び下流側に流路１９をそれぞれ設けることが好ましい。
【００３６】
＜多層フィルム又は多層シートの製造方法＞
製造装置５０を使用して多層成形体（多層フィルム又は多層シート）を製造する方法について説明する。本実施形態に係る方法は、押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃから流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃを通じてＴダイ５に溶融樹脂をそれぞれ供給する工程と、Ｔダイ５から溶融樹脂を押し出して多層成形体２０を成形する工程とを備える。
【００３７】
流路８Ａに設けられた樹脂置換機構１０Ａに溶融樹脂を導入することで、樹脂置換機構１０Ａの上流側において流路８Ａの壁面近傍を流れていた溶融樹脂と、流路８Ａの中央部を流れていた溶融樹脂とを置換する。より具体的には、まず、分岐路１２Ａ，１３Ａを通じてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように溶融樹脂を流す。そして、分岐路１２Ａ，１３Ａ内をそれぞれ流れる溶融樹脂のＸ軸方向の位置関係を逆転させた後、これらの溶融樹脂をＸ軸方向に互いに近づくように流して合流させる。樹脂置換機構１０Ａを通過させた溶融樹脂を、そのままＴダイ５へと供給する。なお、流路８Ａ及びこれに設けられた樹脂置換機構１０Ｂについても上記と同様である。
【００３８】
多層成形体の原料に使用する熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、例えばエチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、ブテン単独重合体、ヘキセン単独重合体、環状オレフィン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−１−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、エチレン−プロピレン−１−オクテン共重合体、エチレン−スチレン共重合体、プロピレン−スチレン共重合体、エチレン−ビニルシクロヘキサン共重合体、プロピレン−ビニルシクロヘキサン共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体などのポリオレフィン系樹脂；ポリメチルメタクリレート、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのアクリル系樹脂；ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体等のスチレン系樹脂；塩化ビニル系樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ化ビニル系樹脂；６−ナイロン、６，６−ナイロン、１２−ナイロンなどのアミド系樹脂；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などの飽和エステル系樹脂；ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、シリコーン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアクリロニトリル、セルロース誘導体、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、各種熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの架橋物や変性物などを原料として用いてもよい。上記材料は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。原料の樹脂に添加剤が適宜含有されていてもよい。
【００３９】
なお、ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、低密度ポリエチレン、線状ポリエチレン（エチレン・α−オレフィン共重合体）、高密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・１−ブテン共重合体等のポリプロピレン系樹脂、エチレン・環状オレフィン共重合体、エチレン・ビニルシクロヘキサン共重合体、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリ（ブテン−１）、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。
【００４０】
上記の樹脂から使用すべき原料を適宜選択し、これらを押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃに供給することによって、通常、厚み５〜５００μｍ程度の多層フィルム又は厚み５００μｍ〜５０ｍｍ程度の多層シートを製造する。上記製造方法によれば、溶融樹脂を樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂを通過させて樹脂の置換を行うことで、Ｔダイ５のリップ口５ａに異物が付着しにくくなり、高品質の多層成形体を安定的に製造できる。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、最外層２０Ａ，２０Ｂをなす溶融樹脂を移送する流路８Ａ，８Ｂの両方に樹脂置換機構を設ける場合を挙げたが、例えば、最外層２０Ａに異物による欠陥が生じても製品の性質上、特に問題とならない場合は、最外層２０Ｂ用の流路８Ｂのみに樹脂置換機構を設けてもよい。また、場合によっては、多層成形体２０の中間層２０Ｃ用の流路８Ｃに樹脂置換機構を設けてもよい。
【００４２】
更に上記実施形態においては、ダイとしてＴダイを備えた場合を挙げたが、Ｔダイに限定されるものではなく、環状ダイ（クロスヘッドダイ）を備えてもよい。
【００４３】
本発明に係る装置及び方法は、２層又は４層以上の多層成形体を製造するのに適用してもよい。更に図１１に示すように、本発明は単層のフィルム又はシート（単層成形体）を製造するのに適用してもよい。図１１に示す製造装置６０は、フィルム又はシートを製造するためのものであり、押出機１Ａと、Ｔダイ６と、押出機１とＴダイ６とを連通する流路８と、樹脂置換機構１０とを備える。樹脂置換機構１０は、上述の樹脂置換機構１０Ａと同様の構成を有する。製造装置６０及びこれを用いたフィルム又はシートの製造方法によれば、樹脂置換機構１０が流路８内の溶融樹脂を置換することにより、Ｔダイ６のリップ口６ａに異物が付着しにくくなり、高品質の単層成形体を安定的に製造できる。
【符号の説明】
【００４４】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…押出機、５，６…ダイ、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ …流路、１０，１０Ａ，１０Ｂ…樹脂置換機構、１２Ａ，１３Ａ…分岐路、１２Ｂ，１３Ｂ…分岐路、２０…多層成形体（多層フィルム又は多層シート）、２０Ａ，２０Ｂ…多層成形体の最外層、５０…多層成形体の製造装置、６０…単層成形体の製造装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイから溶融樹脂を押し出してフィルム又はシートを製造するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出機から供給される溶融樹脂をフィードパイプを通じてダイへ移送し、ダイから溶融樹脂を押し出すことによって樹脂フィルム（厚み５〜５００μｍ程度）又は樹脂シート（厚み５００μｍ〜５０ｍｍ程度）が製造される。複数の押出機から一つのダイに溶融樹脂を供給することにより、多層フィルム又は多層シートを製造することも可能である。下記特許文献１には、複数の流路を有する装置を用いて多層フィルムを製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２７８３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一定の期間にわたって樹脂フィルム又は樹脂シートの成形を行うと、樹脂の劣化物や添加剤の凝集物などの異物がダイのリップ口に付着することがある。異物がリップ口に付着する現象は当該分野において「メヤニ」と称される。異物が一旦リップ口に付着すると、成形時間の経過とともに当該箇所に異物が蓄積し、これが溶融樹脂と接触したり、成形品に混入したりする。
【０００５】
リップ口に蓄積した異物は成形品の品質低下の原因となることから、添加剤処方を改良したり、樹脂の滑りを良くするためにリップ口に特殊メッキを施したりする対策が講じられてきた。しかしながら、従来の技術ではリップ口への異物の付着を十分に低減することができず、更なる改良が求められていた。
【０００６】
本発明は、ダイのリップ口への異物の付着を十分に低減でき、優れた品質のフィルム又はシートを製造できる装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
押出機から流路を通じてダイへと溶融樹脂を移送する場合、流路の壁面近傍は溶融樹脂の流速が低いため、当該領域に滞留が生じやすい。本発明者らは、溶融樹脂の滞留によって流路内に生じた異物（樹脂の劣化物や添加剤の凝集物）がダイのリップ口に付着することに着目した。本発明者らは、流路の壁面近傍における滞留によって異物が発生したとしても、これをリップ口に蓄積させない手法について検討した。その結果、溶融樹脂をダイに導入する直前に、流路の壁面近傍を流れてきた溶融樹脂と、流路の中央部を流れた溶融樹脂とを置換することより、リップ口への異物付着を十分に低減できることを見出し、以下の発明を完成させた。
【０００８】
本発明の装置は、フィルム又はシートを製造するためのものであり、溶融樹脂を移送するための押出機と、押出機からの溶融樹脂をフィルム状又はシート状にするためのダイと、押出機とダイとを連通する流路と、流路の途中に設けられ、流路が複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度合流する構成を有し、流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構とを備える。ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、上記樹脂置換機構は、ダイに向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に、流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有する。第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している。
【０００９】
上記装置は、流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れてきた樹脂とを樹脂置換機構によって置換することができる。流路の中央部を流れてきた樹脂には滞留を起因とする異物が含まれている可能性が低い。ダイに溶融樹脂を導入するに先立ち、異物の含有量が少ない樹脂が流路の壁面近傍を流れるようにすることで、リップ口に異物が付着しにくくなり、高品質のフィルム又はシートを安定的に製造できる。
【００１０】
本発明は、単層フィルム又は単層シートの製造装置に限らず、多層フィルム又は多層シートの製造装置も提供する。すなわち、本発明は、多層フィルム又は多層シートの製造装置であって、溶融樹脂をそれぞれ移送するための複数の押出機と、複数の押出機からの溶融樹脂をフィルム状又はシート状にするためのダイと、複数の押出機とダイとをそれぞれ連通する複数の流路と、複数の流路のうち少なくとも多層フィルム又は多層シートの最外層をなす溶融樹脂を移送する流路の途中に設けられ、当該流路が複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度合流する構成を有し、当該流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構とを備える装置を提供する。ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、上記樹脂置換機構は、ダイに向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に、当該流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有する。第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している。
【００１１】
多層フィルム又は多層シートを製造するための上記装置は、流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れた樹脂とを樹脂置換機構によって置換することができる。これにより、ダイのリップ口に異物が付着しにくくなり、高品質の多層フィルム又は多層シートを安定的に製造できる。特に、多層フィルム又は多層シートを製造するプロセスにおいては、リップ口に異物が蓄積すると多層フィルム又は多層シートの最外層に欠陥が生じやすい。このため、最外層をなす溶融樹脂を移送する流路に少なくとも上記樹脂置換機構を設けることが品質向上及び歩留まり向上に有効である。
【００１２】
なお、上記特許文献１（特開平４−２７８３２４号公報）には多層フィルムの製造装置に関する発明が記載されているが、当該発明は本発明とは解決すべき課題が明らかに異なる。また、特許文献１の図面には、複数の流路を備えた装置が図示されているものの、当該文献は流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れた樹脂とを置換するというような技術的思想を開示するものではない。
【００１３】
本発明の方法は、フィルム又はシートを製造するためのものであり、押出機からダイに流路を通じて溶融樹脂を供給する工程と、ダイから溶融樹脂を押し出してフィルム又はシートを成形する工程とを備える。ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、上記流路の途中には、複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度一つの流路となって溶融樹脂をダイに向けてＺ方向に移送し、流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構が設けられている。樹脂置換機構が少なくとも有する第１及び第２の分岐路に溶融樹脂を導入することにより、第１及び第２の分岐路内の溶融樹脂は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように流れてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流する。
【００１４】
上記方法においては、樹脂置換機構が流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れた樹脂とを置換する。これにより、ダイのリップ口に異物が付着しにくくなり、高品質のフィルム又はシートを安定的に製造できる。
【００１５】
本発明は、単層フィルム又は単層シートの製造方法に限らず、多層フィルム又は多層シートの製造方法も提供する。すなわち、本発明は、多層フィルム又は多層シートの製造方法であって、複数の押出機からダイに複数の流路を通じて溶融樹脂をそれぞれ供給する工程と、ダイから溶融樹脂を押し出して多層フィルム又は多層シートを成形する工程とを備える方法を提供する。ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、複数の流路のうち少なくとも多層フィルム又は多層シートの最外層をなす溶融樹脂を移送する流路の途中には、複数の分岐路に分かれた後、複数の分岐路が再度一つの流路となって溶融樹脂をダイに向けてＺ方向に移送し、当該流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構が設けられている。樹脂置換機構が少なくとも有する第１及び第２の分岐路に溶融樹脂を導入することにより、第１及び第２の分岐路内の溶融樹脂は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように流れてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流する。
【００１６】
多層フィルム又は多層シートを製造するための上記方法においては、樹脂置換機構が流路の壁面近傍を流れてきた樹脂と、流路の中央部を流れた樹脂とを置換する。これにより、ダイのリップ口に異物が付着しにくくなり、高品質の多層フィルム又は多層シートを安定的に製造できる。特に、多層フィルム又は多層シートを製造するプロセスにおいては、リップ口に異物が蓄積すると多層フィルム又は多層シートの最外層に欠陥が生じやすい。このため、最外層をなす溶融樹脂を移送する流路に少なくとも上記樹脂置換機構を設けて樹脂を置換することが品質向上及び歩留まり向上に有効である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダイのリップ口への異物の付着を十分に低減でき、優れた品質のフィルム又はシートを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る多層フィルム又は多層シートの製造装置の好適な実施形態を示す模式図である。
【図２】多層フィルム又は多層シートの製造用のＴダイの内部構造を示す断面図である。
【図３】図１に示す装置が備える樹脂置換機構の構成を示す模式図である。
【図４】樹脂置換機構の分岐部の構成を示す斜視図である。
【図５】樹脂置換機構の分岐部の構成を示す断面図である。
【図６】樹脂置換機構の第１の再配置部の構成を示す斜視図である。
【図７】樹脂置換機構の第２の再配置部の構成を示す斜視図である。
【図８】樹脂置換機構の合流部の構成を示す斜視図である。
【図９】２つの分岐路によって溶融樹脂が置換される様子を示す模式図である。
【図１０】断面形状が円形の流路と矩形の流路とを接続するための流路の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る単層フィルム又は単層シートの製造装置の一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
＜多層フィルム又は多層シートの製造装置＞
図１に示す製造装置５０は、多層フィルム又は多層シート（以下、「多層成形体」という。）を製造するためのものである。製造装置５０は、３つの押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃからの溶融樹脂が押し出されるＴダイ５と、押出機１Ａ，１Ｂ，１ＣとＴダイ５とをそれぞれ連通する３つの流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃと、流路８Ａ，８Ｂにそれぞれ設けられた樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂとを備える。なお、流路８Ａ，８Ｂは、多層成形体２０の最外層２０Ａ，２０Ｂをなす溶融樹脂をそれぞれ移送する流路である（図２参照）。
【００２１】
押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃとしては、特に制限はないが、通常、一軸又は二軸押出機を用いることができる。具体例として、例えば一軸スクリュー押出機、同方向二軸回転スクリュー押出機、異方向二軸回転スクリュー押出機等のスクリュー押出機が挙げられる。
【００２２】
図１に示すように、ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、その幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、Ｔダイ５は、流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃを通じて供給される溶融樹脂をＹ軸方向に広げるとともにＺ方向に吐出して多層成形体２０が成形されるように設けられている。図２に示すように、Ｔダイ５のリップ口５ａから溶融樹脂をＺ軸の矢印方向に吐出することにより、多層成形体２０が成形される。多層成形体２０は、最外層２０Ａ，２０Ｂと、これらの間の中間層２０Ｃとからなる。
【００２３】
３つの流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃを出た溶融樹脂をＴダイ５に導入するためのものである。押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃを出た溶融樹脂は、温度が１５０〜５００℃程度であり、圧力が０．１〜５０ＭＰａ程度であるため、流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃはこれらの条件に耐え得る構造となっている。流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃの断面形状は、溶融樹脂の滞留を抑制する観点から円形が好ましい。
【００２４】
樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂは、図３に示す通り、流路８Ａ，８Ｂにそれぞれ設けられている。樹脂置換機構１０Ａは、流路８Ａが２つの分岐路（第１及び第２の分岐路）１２Ａ，１３Ａに分かれた後、分岐路１２Ａ，１３Ａが再度合流する構成を有し、流路８Ａを流れてきた溶融樹脂の位置を変更する機能を有する。樹脂置換機構１０Ｂもこれと同様に、流路８Ｂが２つの分岐路（第１及び第２の分岐路）１２Ｂ，１３Ｂに分かれた後、分岐路１２Ｂ，１３Ｂが再度合流する構成を有し、流路８Ｂを流れてきた溶融樹脂の位置を変更する機能を有する。第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、Ｘ軸方向に互いに近づき、かつＹ軸方向に互いに遠ざかるように延びてＸ軸方向の位置が逆転し、かつＹ軸方向に互いに近づくように延びてＹ軸方向の位置関係が一致し、その後、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流していることが好ましい。樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂは同様の構成及び機能を有するので、以下、樹脂置換機構１０Ａについて詳細に説明する。
【００２５】
樹脂置換機構１０Ａは、図３に示すように、Ｔダイ５に向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に設けられている。２つの分岐路１２Ａ，１３Ａは、流路８Ａから供給される溶融樹脂がＸ軸方向に分離するように流路８Ａから分岐している。分岐路１２Ａ，１３Ａは樹脂置換機構１０Ａの上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びている。そして、分岐路１２Ａ，１３Ａはすれ違うようにしてクロスしてＸ軸方向の位置関係が逆転し、樹脂置換機構１０Ａの下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している。樹脂置換機構１０Ａを出た溶融樹脂は、そのままＴダイ５へと供給されるようになっている。
【００２６】
図３〜８を参照しながら、樹脂置換機構１０Ａの構成について、より詳細に説明する。樹脂置換機構１０Ａは、分岐部１５Ａと、第１の再配置部１６Ａと、第２の再配置部１７Ａと、合流部１８Ａとを備え、これらがＺ軸方向の上流側から下流側に向けて配置されている。流路８Ａから供給される溶融樹脂はＺ方向に流れ、分岐部１５Ａに導入されるようになっている。
【００２７】
樹脂置換機構１０Ａは、Ｔダイ５の上流側であってＴダイ５までの距離が比較的近い位置に設けられている。この距離は、溶融樹脂の粘度や添加剤の種類にもよるが、好ましくは０〜３０ｃｍであり、より好ましくは０〜１０ｃｍである。樹脂置換機構１０ＡをＴダイ５から離れた位置に設置すると、樹脂置換機構１０ＡからＴダイ５の間の流路内においてその壁面近傍に異物の滞留が生じやすく、これがリップ口５ａに異物が蓄積する原因となりやすい。樹脂置換機構１０ＡをＴダイ５の直ぐ近くに配置する好適な手段として、樹脂置換機構１０Ａを内蔵したフィードブロックを作製し、これをＴダイ５の上流側に連結することが挙げられる。
【００２８】
分岐部１５Ａにおいて分岐路１２Ａ，１３ＡはＸ軸方向に分かれ、その後、Ｘ軸方向に互いに遠ざかるように延びている（図４，５参照）。図５を参照すると、分岐部１５Ａにおいて、分岐路１２Ａの延在方向はＸ軸の矢印方向へのベクトル成分を有し、分岐路１３Ａの延在方向はこれと反対方向へのベクトル成分を有する。
【００２９】
第１の再配置部１６Ａは、Ｘ軸方向に並んでいた分岐路１２Ａ，１３ＡをＹ軸方向に離間した状態で並ぶようにするための部分である（図６参照）。第１の再配置部１６Ａにおいて分岐路１２Ａ，１３Ａは、上流側から下流側に向けてＸ軸方向に互いに近づき且つＹ軸方向に互いに遠ざかるように延びている。
【００３０】
第２の再配置部１７Ａは、分岐路１２Ａ，１３ＡのＸ軸方向の位置関係が第１の再配置部１６Ａの上流側におけるそれと逆になるようにするための部分である（図７参照）。第２の再配置部１７Ａにおいて分岐路１２Ａ，１３Ａは、上流側から下流側に向けてＸ軸方向に互いに遠ざかり且つＹ軸方向に互いに近づくように延びている。
【００３１】
合流部１８Ａは、分岐路１２Ａ，１３Ａを合流させるための部分である。図８を参照すると、合流部１８Ａにおいて、分岐路１２Ａの延在方向はＸ軸の矢印方向と反対方向へのベクトル成分を有し、分岐路１２Ｂの延在方向はＸ軸の矢印方向へのベクトル成分を有する。
【００３２】
樹脂置換機構１０Ａを流路８Ａに設けることで、樹脂置換機構１０Ａの上流側において流路８Ａの壁面近傍を流れていた溶融樹脂と、流路８Ａの中央部を流れていた溶融樹脂とを置換することができる。これにより、図９に示す通り、樹脂置換機構１０Ａの下流側の流路内においては、異物を含有する可能性が低い溶融樹脂が流路の壁面近傍を流れ、他方、異物を含有する可能性が比較的高い溶融樹脂が流路の中央部を流れることとなる。
【００３３】
なお、図９では、説明を分かりやすくするために、樹脂置換機構１０Ａの入口においてＸ軸方向の両端の領域Ｘにのみ色を付し、Ｙ軸方向の両端の領域Ｙには色を付していない。実際は流路８Ａの壁面近傍を通過してきた溶融樹脂は、流路８Ａの内周面の全体にわたって存在する。このため、流路８Ａの壁面近傍のうち図９において色を付さなかった部分の溶融樹脂は、樹脂置換機構１０Ａでは置換されずにＴダイ５に至ることになる。しかし、この溶融樹脂から形成される部分は、多層成形体２０の成形後に耳部としてカットされる。このため、この部分に外観不良などが生じても問題とはならない。
【００３４】
上記のような溶融樹脂の置換を行うことにより、Ｔダイ５のリップ口５ａに異物が付着しにくくなり、高品質の多層成形体を安定的に製造することが可能となる。特に、リップ口５ａに異物が蓄積すると多層成形体２０の最外層２０Ａ，２０Ｂに外観不良などの不具合が生じやすいため、最外層用の溶融樹脂を移送する流路８Ａ，８Ｂに樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ設けることが品質向上及び歩留まり向上に有効である。
【００３５】
なお、樹脂置換機構１０Ａにおける分岐路の本数は、２本に限定されるものではなく、３本以上としてもよいが、当該機構の製造上の観点からして２本であることが好ましい。分岐路１２Ａ，１３Ａの断面形状は、流路８Ａの壁面近傍を流れる溶融樹脂を効果的に分断し、その後、再度合流させる観点から、矩形であることが好ましい。図１０に示す流路１９は、断面形状が円形の流路と矩形の流路とを接続するためのものである。樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂの上流側及び下流側に流路１９をそれぞれ設けることが好ましい。
【００３６】
＜多層フィルム又は多層シートの製造方法＞
製造装置５０を使用して多層成形体（多層フィルム又は多層シート）を製造する方法について説明する。本実施形態に係る方法は、押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃから流路８Ａ，８Ｂ，８Ｃを通じてＴダイ５に溶融樹脂をそれぞれ供給する工程と、Ｔダイ５から溶融樹脂を押し出して多層成形体２０を成形する工程とを備える。
【００３７】
流路８Ａに設けられた樹脂置換機構１０Ａに溶融樹脂を導入することで、樹脂置換機構１０Ａの上流側において流路８Ａの壁面近傍を流れていた溶融樹脂と、流路８Ａの中央部を流れていた溶融樹脂とを置換する。より具体的には、まず、分岐路１２Ａ，１３Ａを通じてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように溶融樹脂を流す。そして、分岐路１２Ａ，１３Ａ内をそれぞれ流れる溶融樹脂のＸ軸方向の位置関係を逆転させた後、これらの溶融樹脂をＸ軸方向に互いに近づくように流して合流させる。樹脂置換機構１０Ａを通過させた溶融樹脂を、そのままＴダイ５へと供給する。なお、流路８Ａ及びこれに設けられた樹脂置換機構１０Ｂについても上記と同様である。
【００３８】
多層成形体の原料に使用する熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、例えばエチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、ブテン単独重合体、ヘキセン単独重合体、環状オレフィン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−１−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、エチレン−プロピレン−１−オクテン共重合体、エチレン−スチレン共重合体、プロピレン−スチレン共重合体、エチレン−ビニルシクロヘキサン共重合体、プロピレン−ビニルシクロヘキサン共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体などのポリオレフィン系樹脂；ポリメチルメタクリレート、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのアクリル系樹脂；ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体等のスチレン系樹脂；塩化ビニル系樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ化ビニル系樹脂；６−ナイロン、６，６−ナイロン、１２−ナイロンなどのアミド系樹脂；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などの飽和エステル系樹脂；ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、シリコーン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアクリロニトリル、セルロース誘導体、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、各種熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの架橋物や変性物などを原料として用いてもよい。上記材料は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。原料の樹脂に添加剤が適宜含有されていてもよい。
【００３９】
なお、ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、低密度ポリエチレン、線状ポリエチレン（エチレン・α−オレフィン共重合体）、高密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・１−ブテン共重合体等のポリプロピレン系樹脂、エチレン・環状オレフィン共重合体、エチレン・ビニルシクロヘキサン共重合体、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリ（ブテン−１）、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。
【００４０】
上記の樹脂から使用すべき原料を適宜選択し、これらを押出機１Ａ，１Ｂ，１Ｃに供給することによって、通常、厚み５〜５００μｍ程度の多層フィルム又は厚み５００μｍ〜５０ｍｍ程度の多層シートを製造する。上記製造方法によれば、溶融樹脂を樹脂置換機構１０Ａ，１０Ｂを通過させて樹脂の置換を行うことで、Ｔダイ５のリップ口５ａに異物が付着しにくくなり、高品質の多層成形体を安定的に製造できる。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、最外層２０Ａ，２０Ｂをなす溶融樹脂を移送する流路８Ａ，８Ｂの両方に樹脂置換機構を設ける場合を挙げたが、例えば、最外層２０Ａに異物による欠陥が生じても製品の性質上、特に問題とならない場合は、最外層２０Ｂ用の流路８Ｂのみに樹脂置換機構を設けてもよい。また、場合によっては、多層成形体２０の中間層２０Ｃ用の流路８Ｃに樹脂置換機構を設けてもよい。
【００４２】
更に上記実施形態においては、ダイとしてＴダイを備えた場合を挙げたが、Ｔダイに限定されるものではなく、環状ダイ（クロスヘッドダイ）を備えてもよい。
【００４３】
本発明に係る装置及び方法は、２層又は４層以上の多層成形体を製造するのに適用してもよい。更に図１１に示すように、本発明は単層のフィルム又はシート（単層成形体）を製造するのに適用してもよい。図１１に示す製造装置６０は、フィルム又はシートを製造するためのものであり、押出機１Ａと、Ｔダイ６と、押出機１とＴダイ６とを連通する流路８と、樹脂置換機構１０とを備える。樹脂置換機構１０は、上述の樹脂置換機構１０Ａと同様の構成を有する。製造装置６０及びこれを用いたフィルム又はシートの製造方法によれば、樹脂置換機構１０が流路８内の溶融樹脂を置換することにより、Ｔダイ６のリップ口６ａに異物が付着しにくくなり、高品質の単層成形体を安定的に製造できる。
【符号の説明】
【００４４】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…押出機、５，６…ダイ、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ …流路、１０，１０Ａ，１０Ｂ…樹脂置換機構、１２Ａ，１３Ａ…分岐路、１２Ｂ，１３Ｂ…分岐路、２０…多層成形体（多層フィルム又は多層シート）、２０Ａ，２０Ｂ…多層成形体の最外層、５０…多層成形体の製造装置、６０…単層成形体の製造装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム又はシートの製造装置であって、
溶融樹脂を移送するための押出機と、
前記押出機からの溶融樹脂をフィルム状又はシート状にするためのダイと、
前記押出機と前記ダイとを連通する流路と、
前記流路の途中に設けられ、前記流路が複数の分岐路に分かれた後、前記複数の分岐路が再度合流する構成を有し、前記流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構と、
を備え、
前記ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、
前記樹脂置換機構は、前記ダイに向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に、前記流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有し、
前記第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している、製造装置。
【請求項２】
多層フィルム又は多層シートの製造装置であって、
溶融樹脂をそれぞれ移送するための複数の押出機と、
前記複数の押出機からの溶融樹脂をフィルム状又はシート状にするためのダイと、
前記複数の押出機と前記ダイとをそれぞれ連通する複数の流路と、
前記複数の流路のうち少なくとも前記多層フィルム又は前記多層シートの最外層をなす溶融樹脂を移送する流路の途中に設けられ、当該流路が複数の分岐路に分かれた後、前記複数の分岐路が再度合流する構成を有し、当該流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構と、
を備え、
前記ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、
前記樹脂置換機構は、前記ダイに向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に、当該流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有し、
前記第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している、製造装置。
【請求項３】
フィルム又はシートの製造方法であって、
押出機からダイに流路を通じて溶融樹脂を供給する工程と、前記ダイから溶融樹脂を押し出してフィルム又はシートを得る工程とを備え、
前記ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、
前記流路の途中には、複数の分岐路に分かれた後、前記複数の分岐路が再度一つの流路となって溶融樹脂を前記ダイに向けてＺ方向に移送し、前記流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構が設けられており、
前記樹脂置換機構が少なくとも有する第１及び第２の分岐路に溶融樹脂を導入することにより、前記第１及び第２の分岐路内の溶融樹脂は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように流れてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流する、製造方法。
【請求項４】
多層フィルム又は多層シートの製造方法であって、
複数の押出機からダイに複数の流路を通じて溶融樹脂をそれぞれ供給する工程と、前記ダイから溶融樹脂を押し出して多層フィルム又は多層シートを得る工程とを備え、
前記ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、
前記複数の流路のうち少なくとも前記多層フィルム又は前記多層シートの最外層をなす溶融樹脂を移送する流路の途中には、複数の分岐路に分かれた後、前記複数の分岐路が再度一つの流路となって溶融樹脂を前記ダイに向けてＺ方向に移送し、当該流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構が設けられており、
前記樹脂置換機構が少なくとも有する第１及び第２の分岐路に溶融樹脂を導入することにより、前記第１及び第２の分岐路内の溶融樹脂は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように流れてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流する、製造方法。
【請求項１】
フィルム又はシートの製造装置であって、
溶融樹脂を移送するための押出機と、
前記押出機からの溶融樹脂をフィルム状又はシート状にするためのダイと、
前記押出機と前記ダイとを連通する流路と、
前記流路の途中に設けられ、前記流路が複数の分岐路に分かれた後、前記複数の分岐路が再度合流する構成を有し、前記流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構と、
を備え、
前記ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、
前記樹脂置換機構は、前記ダイに向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に、前記流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有し、
前記第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している、製造装置。
【請求項２】
多層フィルム又は多層シートの製造装置であって、
溶融樹脂をそれぞれ移送するための複数の押出機と、
前記複数の押出機からの溶融樹脂をフィルム状又はシート状にするためのダイと、
前記複数の押出機と前記ダイとをそれぞれ連通する複数の流路と、
前記複数の流路のうち少なくとも前記多層フィルム又は前記多層シートの最外層をなす溶融樹脂を移送する流路の途中に設けられ、当該流路が複数の分岐路に分かれた後、前記複数の分岐路が再度合流する構成を有し、当該流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構と、
を備え、
前記ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、
前記樹脂置換機構は、前記ダイに向けて溶融樹脂がＺ方向に移送される位置に、当該流路から供給される溶融樹脂をＸ軸方向に分離させる第１及び第２の分岐路を少なくとも有し、
前記第１及び第２の分岐路は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように延びてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流している、製造装置。
【請求項３】
フィルム又はシートの製造方法であって、
押出機からダイに流路を通じて溶融樹脂を供給する工程と、前記ダイから溶融樹脂を押し出してフィルム又はシートを得る工程とを備え、
前記ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、
前記流路の途中には、複数の分岐路に分かれた後、前記複数の分岐路が再度一つの流路となって溶融樹脂を前記ダイに向けてＺ方向に移送し、前記流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構が設けられており、
前記樹脂置換機構が少なくとも有する第１及び第２の分岐路に溶融樹脂を導入することにより、前記第１及び第２の分岐路内の溶融樹脂は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように流れてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流する、製造方法。
【請求項４】
多層フィルム又は多層シートの製造方法であって、
複数の押出機からダイに複数の流路を通じて溶融樹脂をそれぞれ供給する工程と、前記ダイから溶融樹脂を押し出して多層フィルム又は多層シートを得る工程とを備え、
前記ダイから押し出される溶融樹脂の厚み方向をＸ軸方向とし、幅方向をＹ軸方向としたＸＹＺ直交座標系を設定した場合、
前記複数の流路のうち少なくとも前記多層フィルム又は前記多層シートの最外層をなす溶融樹脂を移送する流路の途中には、複数の分岐路に分かれた後、前記複数の分岐路が再度一つの流路となって溶融樹脂を前記ダイに向けてＺ方向に移送し、当該流路を流れる溶融樹脂の位置を変更する樹脂置換機構が設けられており、
前記樹脂置換機構が少なくとも有する第１及び第２の分岐路に溶融樹脂を導入することにより、前記第１及び第２の分岐路内の溶融樹脂は、上流側においてＸ軸方向に互いに遠ざかり、その後、互いに近づくように流れてＸ軸方向の位置関係が逆転し、下流側においてＸ軸方向に互いに近づいて合流する、製造方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３５５４６（Ｐ２０１１−２３５５４６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９３４１（Ｐ２０１０−１０９３４１）
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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