熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びエッジビード低減方法
【課題】 エッジビード現象を好適に抑制する
【解決手段】 熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ１５は、インナーディッケル１３の下流側端面１３ａが、流路１６の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、インナーディッケル１３の流路側端面１３ｂが出口１７の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、Ｃｘから出口１７の中心方向への延長線と、Ｃｙから流路１６の流れ方向Ａへの延長線との交点をＣとし、ロッド１４の幅方向に垂直な流路側端面１４ａの上流側端部をＣＲとする場合、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とする。
【解決手段】 熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ１５は、インナーディッケル１３の下流側端面１３ａが、流路１６の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、インナーディッケル１３の流路側端面１３ｂが出口１７の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、Ｃｘから出口１７の中心方向への延長線と、Ｃｙから流路１６の流れ方向Ａへの延長線との交点をＣとし、ロッド１４の幅方向に垂直な流路側端面１４ａの上流側端部をＣＲとする場合、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びこのＴダイを用いて製造される熱可塑性樹脂製フィルムのエッジビードを低減する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂製フィルムを製造する方法として、押出機にて溶融混練した熱可塑性樹脂を、押出機先端に取付けた押出成形用Ｔダイより押出成形する方法が知られている。このような方法で熱可塑性樹脂製フィルムを製造する場合、Ｔダイより押出した溶融状フィルムに、ネックイン現象やエッジビード現象が生じる。「ネックイン現象」とは、Ｔダイより押出された溶融状フィルムが、その押出速度よりも高速度でのロールで引き取られるために、フィルム幅が狭くなる現象である。「エッジビード現象」とは、ネックイン現象によりフィルムの幅が低下した分、厚さが増加する現象である。フィルムは幅と厚さのアスペクト比が高いため、ネックイン現象とエッジビード現象は、フィルムの端部のみで発生する。ネックイン現象やエッジビード現象の発生により、製品として使用可能なフィルムの幅が狭くなるという問題がある。また、端部をトリミングせずに製品を巻き取る場合、エッジビード現象の発生により製品にしわが入り外観不良となるため問題となる。
【０００３】
ネックイン現象やエッジビード現象を抑制する方法として、インナーディッケルおよびロッドが設置されている押出成形用Ｔダイを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７９９２４号公報
【特許文献２】特開２００１−２６０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１や特許文献２に記載される、インナーディッケルおよびロッドが設置されている押出成形用Ｔダイを用いて熱可塑性樹脂を溶融押出成形を行った場合でも、エッジビード現象を十分に抑制できる条件は見出されていなかった。
【０００６】
かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、エッジビード現象を好適に抑制することができる、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びエッジビード低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、エッジビード現象を抑制するには、Ｔダイに設定されるインナーディッケルの形状とロッドの位置が影響していることを見出した。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイは、溶融された熱可塑性樹脂の流路の出口の幅方向の少なくとも一方の端部から出口の中心方向に向けて設置されるインナーディッケルと、インナーディッケルより出口の下流側にインナーディッケルと平行に設置されるロッドと、を備え、出口の幅方向と平行なインナーディッケルの下流側端面が、流路の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、出口の幅方向に対して垂直であり、流路に面するインナーディッケルの流路側端部が、出口の幅方向に対して垂直方向から、出口の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、インナーディッケルの下流側端部のＣｘから出口の幅方向と平行な延長線と、インナーディッケルの流路側端部のＣｙから出口の幅方向に対して垂直な延長線との交点をＣとし、ロッドの出口の幅方向に垂直な流路側端面の上流側端部をＣＲとする場合、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とする。
【０００９】
同様に、上記課題を解決するため、本発明に係るエッジビード低減方法は、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイを用いて製造される熱可塑性樹脂製フィルムのエッジビードを低減する方法であって、溶融押出成形用Ｔダイにおいて、溶融された熱可塑性樹脂の流路の出口の幅方向の少なくとも一方の端部から前記出口の中心方向に向けてインナーディッケルを設置するステップと、インナーディッケルより出口の下流側にインナーディッケルと平行にロッドを設置するステップと、Ｔダイの流路に溶融された熱可塑性樹脂を流入するステップと、流路の出口から熱可塑性樹脂を押し出して熱可塑性樹脂製フィルムを成形するステップと、を含み、出口の幅方向と平行なインナーディッケルの下流側端面が、流路の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、出口の幅方向に対して垂直であり、流路に面するインナーディッケルの流路側端部が、出口の幅方向に対して垂直方向から、出口の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、インナーディッケルの下流側端部のＣｘから出口の幅方向と平行な延長線と、インナーディッケルの流路側端部のＣｙから出口の幅方向に対して垂直な延長線との交点をＣとし、ロッドの出口の幅方向に垂直な流路側端面の上流側端部をＣＲとする場合、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とする。
【００１０】
上記した通り、Ｔダイの流路出口から押出された樹脂は、Ｔダイ出口における速度よりも高速で回転するロールでの引取りにより、ネックイン現象とエッジビード現象が発生する。これらの現象はフィルムの端部のみで発生する。つまり、エッジビード現象は、ロールの引取りによりフィルムの端部が中央側へ引き寄せられることにより発生する。エッジビードの抑制には、フィルム端部における流速の低減が効果的である。本発明に係るＴダイ及びエッジビード低減方法によれば、インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、上記の条件式を満たすよう形成される。このため、Ｔダイの出口の幅方向の端部において、熱可塑性樹脂の流速を低減させることが可能となり、好適にエッジビードを低減させることが可能となる。また、端部をトリミングせずに製品を巻き取る場合にも、エッジビードが低減しているので製品にしわが入りにくくなり、外観不良を抑えることができる。
【００１１】
また、インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１２．０(Ｌｘ＋ＬＲ)―４１５
を満たすことが好適であり、
Ａ≦９．０(Ｌｘ＋ＬＲ)―４２０
を満たすことがさらに好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びエッジビード低減方法によれば、エッジビード現象を好適に抑制することができる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＴダイの内部の概略図である。
【図２】図１に示したインナーディッケルの形状を示す図である。
【図３】実施例におけるエッジビードの計算方法を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ０１におけるＴダイ内の流動解析処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】実施例においてＴダイ内の流動解析に用いる有限要素モデルを示す図であり、（ａ）は有限要素モデルの図であり、（ｂ）は各境界条件を個別に示した図である。
【図６】実施例においてＴダイ内の流動解析に用いるせん断粘度である。
【図７】実施例において算出されたＴダイ出口における速度の幅方向分布である。
【図８】図３のステップＳ０２におけるフィルムの流動解析処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】実施例においてフィルムの計算に用いる有限要素モデルであり、（ａ）は解析開始時の図であり、（ｂ）は解析終了時の図である。
【図１０】実施例においてフィルムの計算に用いる樹脂の粘弾性である。
【図１１】実施例１〜８及び比較例１〜９のそれぞれにおけるインナーディッケルの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
本発明は、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びこのＴダイを用いて製造される熱可塑性樹脂製フィルムのエッジビード低減方法に関するものであり、まずは、熱可塑性樹脂について説明する。
【００１６】
本発明に係る熱可塑性樹脂の種類としては、結晶性樹脂としては、ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリアミド、ポリアセタール、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、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、アイオノマー樹脂等を例示でき、非結晶性樹脂としては、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、メチルメタクリレート・スチレン共重合体、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、エチレン・ノルボルネン共重合体、エチレン−ドモン共重合体等を例示することができる。
【００１７】
中でもポリエチレンとポリプロピレンが好ましい。ポリエチレンとは、エチレンを重合して得られる樹脂であってポリエチレン結晶構造を有する熱可塑性樹脂を意味し、好ましくは、エチレンの単独重合体、エチレンの誘導体を繰り返し単位として５０重量％以上含有するエチレンと炭素原子数３〜１８のα−オレフィンとの共重合体、又はエチレンと少なくとも１種の他のモノマーとの共重合体である。該α−オレフィンとしては、プロピレン、ブテン−１，４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、デセン−１を例示することができる。該他のモノマーとしては、例えば、共役ジエン（例えばブタジエン、イソプレン）、非共役ジエン（例えば１，４ペンタジエン）、アクリル酸、アクリル酸エステル（例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル）、メタクリル酸、メタクリル酸エステル（例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル）及び酢酸ビニルが挙げられる。
【００１８】
ポリエチレンとしては、例えば超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−４−メチルペンテン−１共重合体、エチレン−ヘキセン−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体、エチレン−デセン−１共重合体等のエチレンと炭素原子数３〜１８のα−オレフィンとの共重合体、エチレンと共役ジエン（例えばブタジエン又はイソプレン）との共重合体、エチレンと非共役ジエン（例えば１，４ペンタジエン）との共重合体、エチレンとアクリル酸、メタクリル酸又は酢酸ビニル等との共重合体等が挙げられる。また、これらの樹脂を、例えばα、β−不飽和カルボン酸、その誘導体（例えばアクリル酸、アクリル酸メチル）、脂環族カルボン酸又はその誘導体（例えば無水マレイン酸）等によって変性（例えばグラフト変性）させた樹脂等が挙げられる。
【００１９】
ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレンが好ましい。低密度ポリエチレンとしては、例えば、有機過酸化物、酸素等の遊離基発生剤を使用してエチレンを高圧下でラジカル重合することによって得られる低密度ポリエチレンが挙げられる。低密度ポリエチレンの剛性を向上するために、高密度ポリエチレンを配合することも好ましい。低密度ポリエチレ１００重両部に対する、高密度ポリエチレンの好ましい配合比は、０〜９０重量部である。
【００２０】
本発明で溶融押出しする低密度ポリエチレンのＭＦＲは１〜３０ｇ／１０分であり、好ましくは２〜２０ｇ／１０分であり、特に好ましくは４〜１５ｇ／１０分である。ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ７２１０−１９９５に規定された方法において、温度１９０℃および荷重２１．１８Ｎの条件で測定される。
【００２１】
本発明で溶融押出しする低密度ポリエチレンの密度は、９１０〜９３０ｋｇ／ｍ3であり、好ましくは９１２〜９２８ｋｇ／ｍ3である。密度は、ＪＩＳ Ｋ６７６０−１９９５に記載のアニーリングを行った後、ＪＩＳ Ｋ７１１２−１９８０のうち、Ａ法に規定された方法に従って測定される。
【００２２】
本発明で溶融押出しする低密度ポリエチレンの分子量分布は３〜８であり、好ましくは５〜７である。分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法を用いて、以下の条件により、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）を測定することで求められる。
＜測定条件＞
・装置：Ｗａｔｅｒ製Ｗａｔｅｒｓ１５０Ｃ
・分離カラム：ＴＯＳＯＨ ＴＳＫｇｅｌＧＭＨ−ＨＴ
・測定温度：１４５℃
・キャリア：オルトジクロロベンゼン
・流量：１．０ｍＬ／分
・注入量：５００μＬ
・検出器：示差屈折
【００２３】
本発明で低密度ポリエチレンに配合して用いられる高密度ポリエチレンのＭＦＲは、１〜５０ｇ／１０分であり、好ましくは２〜２０ｇ／１０分である。また、高密度ポリエチレンの密度は、９３５〜９６５ｋｇ／ｍ3であり、好ましくは９４５〜９６０ｋｇ／ｍ3である。
【００２４】
ポリプロピレンとは、プロピレンを重合して得られる樹脂であって、アイソタクチックポリプロピレン結晶構造を有する熱可塑性樹脂を意味し、プロピレンの単独重合体、またはプロピレンと結晶性を失わない程度の量のエチレンおよび／または炭素原子数４〜１２のα−オレフィン等のコモノマーとの共重合体が好ましい。α−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン等が挙げられる。結晶性を失わない程度の量とはコモノマーの種類により異なるが、例えばエチレンの場合、共重合体中のエチレンから誘導される繰り返し単位の量は通常１０重量％以下、１−ブテン等の他のα−オレフィンの場合、共重合体中のα−オレフィンから誘導される繰り返し単位の量は通常３０重量％以下である。
【００２５】
好ましいポリプロピレンとしては、エチレンから誘導される繰り返し単位の量が０〜１０重量％であるプロピレンとエチレンとのブロック共重合体が用いられる。また、好ましいポリプロピレンとしては、エチレンから誘導される繰り返し単位の量が０〜１０重量％、１−ブテンから誘導される繰り返し単位の量が０〜３０重量％であるであるプロピレンとエチレンおよび１−ブテンとのランダム共重合体である。
【００２６】
上記プロピレンとエチレンとのブロック共重合体とは、下記の第一工程と第二工程とで得られる共重合体を意味する。
第一工程：エチレンから誘導される繰り返し単位の含有量が０〜３重量％である重合体部分（ａ）が全共重合体量の７０〜９０重量％となるまで、プロピレンを単独重合、またはプロピレンとエチレンとを共重合させる工程。
第二工程：第一工程で得られた重合体部分（ａ）の存在下に、エチレンから誘導される繰り返し単位の含有量が１０〜５０重量％である重合体部分（ｂ）を、プロピレンとエチレンとを共重合させて製造する工程。
【００２７】
上記ポリプロピレンは、公知の種々の触媒を使用して製造されるが、かかる触媒としてはチタン原子、マグネシウム原子およびハロゲン原子を含有する固体触媒成分を用いて得られるマルチサイト触媒や、メタロセン錯体等を用いて得られるシングルサイト触媒が挙げられる。上記ポリプロピレンは好ましくはチタン原子、マグネシウム原子およびハロゲン原子を含有する固体触媒成分を用いて得られるマルチサイト触媒を使用して製造される。
【００２８】
本発明で用いられるポリプロピレンの２３０℃におけるＭＦＲは０．３〜１００ｇ／１０分であり、好ましくは、１〜５０ｇ／１０分であり、さらに好ましくは２〜３０ｇ／１０分であり、特に好ましくは５〜１５ｇ／１０分である。ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ７２１０−１９９５に規定された方法において、温度２３０℃および荷重２１．１８Ｎの条件で測定される。
【００２９】
本発明に係る熱可塑性樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて、例えば、中和剤、酸化防止剤、熱安定剤、耐候剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、核剤、可塑剤、防曇剤、気泡防止剤、分散剤、難燃剤、抗菌剤、蛍光増白剤、塩酸吸収剤等の公知の添加剤、染料、顔料等の着色剤、酸化チタン、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等の他の成分と組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
本発明に係る熱可塑性樹脂を製造する方法としては、例えば、各成分を公知の混練機で溶融混練して樹脂組成物を製造する方法が挙げられる。混練機としては、例えば単軸混練押出機、多軸混練押出機、バンバリーミキサー、ニーダー等が挙げられる。溶融混練条件は、混練時に発生する応力、加熱温度、流動による発熱等によって樹脂の劣化が起こらない限り、特に制限されない。
【００３１】
次に、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイの構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ１５の内部を示す概略図である。本実施形態では、熱可塑性樹脂を溶融押出成形する場合に、エッジビード現象を抑制することができる。溶融押出成形方法として、Ｔダイキャストフィルム成形方法、押出ラミネート加工方法が挙げられる。
【００３２】
本実施形態では、Ｔダイ１５の流路出口１７の幅方向の少なくとも一方の端部に、インナーディッケル１３が設置されており、さらにインナーディッケル１３よりもダイ出口１７の下流側にロッド１４が設置されているＴダイ１５を用いる。特に、インナーディッケル１３が、ダイ出口１７の両端部に、ダイの中心線αを軸として対称に設置されているＴダイ１５を用いることが好ましい。
【００３３】
本実施形態は、上記のようなＴダイ１５を用い、該Ｔダイ１５に備えられたインナーディッケル１３およびロッド１４が特定の条件を満たすように保持された状態で、熱可塑性樹脂を溶融押出するものである。以下、その特定の条件について詳細に説明するが、以下の説明には図１を用いる。
【００３４】
Ｔダイ１５は、その流路出口１７の幅方向の少なくとも一方の端部に、インナーディッケル１１，１３を有する。なお図１に示すＴダイ１５は、出口１７の両端にそれぞれ、最も押出機に近い位置に設置されたインナーディッケル１１と、最もリップ開口部１７に近い位置に設置されたインナーディッケル１３の２枚のインナーディッケルを有するＴダイ１５であるが、これらインナーディッケル１１，１３の間に、さらに１枚以上のインナーディッケルを備えるＴダイも用いることができる。また、インナーディッケル１１，１３は、Ｔダイ１５内の流路１６に別体で構成された板状の部材を挿入するものであってもよいし、流路１６の内壁部と一体で構成されたものであってもよい。
【００３５】
本実施形態に係るＴダイ１５は、特にインナーディッケル１３について、流路１６に接する面の形状を特徴とするものである。図２にインナーディッケル１３を示す。インナーディッケル１３は、Ｔダイ１５の流路側の下流側形状は、例えば図２（ａ）に示すように直線であってもよいし、または図２（ｂ）に示すように曲率を有していてもよいし、曲率を有する部分と直線とを組み合わせた形状でもよい。また、インナーディッケル１３の下流側形状は単一の曲率の曲線でもよいし、複数の曲率が複合した形状であってもよい。さらに、インナーディッケル１３は窪んだ形状であっても構わない。
【００３６】
本実施形態では、インナーディッケル１３の形状が、以下の要件（ｉ）を満たすように保持されてなるＴダイ１５を用いて、上記熱可塑性樹脂を溶融押出成形する。
（ｉ）インナーディッケル１３の流路側の端面が、ダイ出口１７と平行なインナーディッケル１３の下流側端面１３ａから離れる点をＣｘとし、インナーディッケル１３の流路側の端面が、ダイ出口１７と垂直なディッケルの流路側端面１３ｂから離れる点をＣｙとし、ディッケルの下流側端面１３ａの延長線とディッケルの流路側端面１３ｂの延長線との交点をＣとし、ロッド１４の流路側端面１４ａの上端をＣＲとする場合、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘと線分ＣＣｙと線分ＣｘＣｙとで囲まれる領域の面積をＡとするとき、以下の式（１）を満たすインナーディッケル１３である。
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)−４００ （１）
【００３７】
この要件を言い換えると、まず図２に示す各位置Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃ、ＣＲ、を以下のように定義する。
・Ｃｘ：出口１７の幅方向と平行なインナーディッケル１３の下流側端面１３ａが、流路１６の上流方向に曲折し始める位置
・Ｃｙ：出口１７の幅方向と垂直で流路１６に面するインナーディッケル１３の流路側端面１３ｂが、出口１７の幅方向に対して垂直方向から、出口１７の幅方向端部の方向に曲折し始める位置
・Ｃ：インナーディッケル１３の下流側端面１３ａのＣｘから出口１７の中心α方向へ向かい、出口１７の幅方向と平行に延長した線と、インナーディッケル１３の流路側端面１３ｂのＣｙから出口１７へ向かい幅方向と垂直方向に延長した線とが交差する位置
・ＣＲ：出口１７の幅方向に対して垂直で流路に面するロッド１４の流路側端面１４ａの上流側端部
【００３８】
そして、出口１７の幅１９の方向と直交し、かつ、流路の中心軸αと直交する方向（図１，２の法線方向）から見て、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、インナーディッケル１３の下流側端部１３ａ及び流路側端部１３ｂのなす形状が、上記（１）式を満たすことが上記要件（ｉ）である。
【００３９】
前記の面積Ａは次のようにして求められる。図２（ａ）に示すようにインナーディッケル１３のＴダイ１５の流路１６側の下流側形状が直線の場合、面積Ａは、（ＬｘＬｙ）／２で求められる。一方、図２（ｂ）に示すように、インナーディッケル１３のＴダイ１５の流路１６側の下流側形状が曲線の場合を説明する。曲線部が単一の曲率からなり、曲率がＲの場合、面積Ａは、（ＬｘＬｙ）−πＲ２／４で求められる。ここで、πは円周率を表す。曲線部が複数の曲率からなる場合は、曲線部を曲率が異なる線へ分割し、各曲線ごとに計算することもできる。
【００４０】
上記の要件（１）を満たすように保持されてなるＴダイに上記熱可塑性樹脂を流入し、Ｔダイから上記熱可塑性樹脂を溶融押出成形することにより、エッジビード現象を低減して熱可塑性樹脂製フィルムを成形することができる。
【００４１】
Ｔダイ１５の流路出口１７から押出された樹脂は、Ｔダイ出口１７における速度よりも高速で回転するロール（図示せず）での引取りにより、ネックイン現象とエッジビード現象が発生する。これらの現象はフィルム１８の端部のみで発生する。つまり、エッジビード現象は、ロールの引取りによりフィルム１８の端部が中央側へ引き寄せられ、フィルム幅２０がＴダイ出口１７の幅より狭くなるため、フィルム１８の端部での厚さ２３がフィルムの中央部での厚さ２２より厚くなることにより発生する。エッジビード２３の抑制には、フィルム１８端部における流速の低減が効果的である。
【００４２】
本実施形態に係るＴダイ１５によれば、インナーディッケル１３の形状が、上記の条件式（１）を満たすよう形成される。このため、Ｔダイ１５の出口１７の幅１９の方向の端部において、熱可塑性樹脂の流速を低減することができる。この結果、好適にエッジビード２３を低減させることが可能となる。また、端部をトリミングせずに製品を巻き取る場合にも、エッジビード２３が低減しているので製品にしわが入りにくくなり、外観不良を抑えることができる。
【００４３】
本実施形態に係わるＴダイ１５には、下記式（２）を満たすような、インナーディッケル１３とロッド１４が保持されてなるＴダイ１５がさらに好ましい。式（２）を満たすことにより、エッジビード２３が３０μｍ以下に抑制される。
Ａ≦１２．０(Ｌｘ＋ＬＲ)−４１５ （２）
【００４４】
本実施形態に係わるＴダイ１５には、下記式（３）を満たすような、インナーディッケル１３とロッド１４が保持されてなるＴダイ１５がさらに好ましい。式（３）を満たすことにより、エッジビード２３が２０μｍ以下に抑制される。
Ａ≦９．０(Ｌｘ＋ＬＲ)−４２０ （３）
【００４５】
なお、上記（１）〜（３）式のいずれも、面積Ａに関するものであるので、当然ながら下限値の条件は０≦Ａである。
【００４６】
本実施形態に係わるＴダイ１５が共押出用である場合、複数の押出機を用いて多層フィルムを製造することもできる。この場合、押出機とＴダイ１５はフィードブロックなどの部品により連結される。また、各押出機には異なる上記の熱可塑性樹脂を用いることができる。この場合、インナーディッケル１３とロッド１４が、上記の要件を満たしていればよい。
【００４７】
本発明に係るＴダイ１５によって製造されるフィルムは、食品、医薬・医療品、化粧品、農業資材、産業資材、工業資材等の包装用途に用いられ得る。また、例えばアルミニウム箔、蒸着フィルム、コーティングフィルム、チューブ、パイプ等への押出ラミネートにも用いられ得る。本発明の製造方法によって得られるフィルムは、そのまま種々の用途に使用してもよいし、他のフィルムや部材と積層、または貼合して使用することができる。
【００４８】
本発明に係るＴダイ１５より得られるフィルム１８は、端部のエッジビード２３が小さいため、熱可塑性樹脂を溶融押出して、基材（図１に符号２１で示す）と押出ラミネーションするのに好適である。以下、本発明に係るＴダイ１５を押出ラミネーションに適用する場合について、詳細に説明する。
【００４９】
基材２１を構成する原料としては、樹脂、紙、金属などが挙げられる。該樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、セロハン、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、フッ素樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリブテン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、アセチルセルロースなどがあげられる。
【００５０】
基材２１はフィルムなどの形状で用いられ、単層であっても、多層であってもよい。該基材の厚さは押出ラミネーション加工が可能であればよく、好ましくは５〜３００μｍ、より好ましくは８〜２５０μｍ、さらに好ましくは１２〜２００μｍである。
【００５１】
Ｔダイ１５から押出された直後の樹脂温度は、基材２１と溶融状フィルム１８との接着性を高める観点から２5０℃以上とすることが好ましく、２８０℃以上とすることがより好ましい。また、樹脂の劣化を抑制する観点、発煙成分による冷却ロール汚染を低減する観点から３５０℃以下とすることが好ましく、３４０℃以下とすることがより好ましい。
【００５２】
溶融押出成形する際の加工速度は、生産性の観点から４０ｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。
【００５３】
基材２１と溶融状フィルム１８との接着性を高めるために、基材２１にアンカーコート処理、電子線照射処理、プラズマ処理、コロナ放電処理または火炎処理等の公知の表面処理を行ってもよい。
【００５４】
Ｔダイ１５から押出した溶融状フィルム１８は、基材２１とともにチルロールとニップロール（図示せず）によって押圧される。Ｔダイ出口１７と、チルロールとニップロールの接点との距離であるエアギャップは、基材２１と溶融状フィルム１８との接着性を得る観点から、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、ネックイン現象とエッジビード現象を抑制する観点から、２５０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【実施例】
【００５５】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
【００５６】
物性は、次の方法に従って測定した。
【００５７】
（１）密度（単位：ｋｇ／ｍ3）
ＪＩＳ Ｋ７１１２−１９８０のうち、Ａ法に規定された方法に従って測定した。なお、試料には、ＪＩＳ Ｋ６７６０−１９９５に記載のアニーリングを行った。
【００５８】
（２）メルトフローレート（ＭＦＲ、単位：ｇ／１０ｍｉｎ）
ＪＩＳ Ｋ７２１０−１９９５に規定された方法に従い、荷重２１．１８Ｎ、温度１９０℃の条件で、Ａ法により測定した。
【００５９】
（３）分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）
ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法を用いて、下記の条件により、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）を測定し、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を求めた。
＜測定条件＞
・装置：Ｗａｔｅｒ製Ｗａｔｅｒｓ１５０Ｃ
・分離カラム：ＴＯＳＯＨ ＴＳＫｇｅｌＧＭＨ−ＨＴ
・測定温度：１４５℃
・キャリア：オルトジクロロベンゼン
・流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
・注入量：５００μＬ
・検出器：示差屈折
【００６０】
（４）エッジビードＥＢ
以下に説明する流動解析により得られた、フィルムの幅方向の厚さ分布において、端部側の最も厚い位置でのフィルム厚さを、エッジビードＥＢ（−）とした。
［実施例１］
【００６１】
押出ラミネート加工のＴダイ内およびフィルムの熱流動状態を計算し、エッジビードＥＢを得た。インナーディッケルの形状の条件は、Ｌｘ＝Ｌｙ＝０ｍｍ（すなわちＡ＝０ｍｍ２）、ＬＲ＝６０ｍｍ、Ｒ＝０ｍｍとした。
【００６２】
図３を用いて本実施例における計算の手順について説明する。図３は本実施例にて行ったエッジビードの計算方法を示すフローチャートである。本発明に係る、熱可塑性樹脂のＴダイを用いた溶融押出成形方法に関して、まず、Ｔダイ内の流動解析を行った（ステップＳ０１）。計算には有限要素法に基づいた熱流動解析ソフトウェアＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２（販売元：アンシス・ジャパン株式会社）を用いた。具体的には、Ｔダイの有限要素モデルおよび計算用データを作成し、Ｔダイ内部の熱流動状態をＰｏｌｙｆｌｏｗにより計算し、ダイ出口における速度分布を得た。
【００６３】
次にフィルムの熱流動解析を行った（ステップＳ０２）。具体的にはフィルムの有限要素モデルを作成した。次にステップＳ０１で得られたダイ出口の速度分布を、フィルムの熱流動解析における入口境界条件として用いて、計算用データを作成した。そしてフィルムの熱流動状態をＰｏｌｙｆｌｏｗにより計算し、エッジビードＥＢを得た。
【００６４】
図４を用いてステップＳ０１における計算の詳細について説明する。まず、Ｔダイの流路の有限要素モデルを作成した（ステップＳ１０）。モデルの作成には、例えば、モデリングソフトウェアＧａｍｂｉｔ バージョン２．４．６（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．社製）が用いられる。幅方向および厚さ方向への対称性を考慮して、幅方向および厚さ方向における構成がそれぞれ半分となった１／４モデルとすることが好ましい。なお、この１／４モデルとしては、例えば、図５（ａ）に示されるような有限要素モデルである。図５（ａ）に示す１／４モデルでは、Ｔダイの入口断面は、幅が５０ｍｍ、高さが１６ｍｍであり、Ｔダイ出口は幅が１５００ｍｍ、ギャップが０．８ｍｍである。
【００６５】
ステップＳ１０で有限要素モデルが作成した後に、Ｔダイ内の熱流動解析用のデータファイルを作成した（ステップＳ１１）。データファイルの作成には、例えば、有限要素法に基づいた熱流動解析ソフトウェアＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．社製）が用いられる。図５（ｂ）に各境界を示した。分かりやすくするために、各境界を個別に示した。データファイルでは、以下の境界条件が設定される。
・境界１：加工機の入口に相当する。樹脂の押出量１５０ｋｇ／ｈに相当する流量として、１３２７７ｍｍ３／ｓを与えた。温度は３２０℃とした。
・境界２：ダイ出口に相当する。本境界では樹脂が完全発達流れの条件が与えられる。
・境界３：壁面に相当する。この境界では速度として０ｍ／ｓの条件を与えた。温度は３２０℃とした。
・境界４：幅方向の対称面に相当する。この境界では法線方向速度として０ｍ／ｓを、接線方向応力として０Ｐａを与え、断熱条件とした。
・境界５：厚さ方向の対称面に相当する。この境界では法線方向速度として０ｍ／ｓを、接線方向応力として０Ｐａを与え、断熱条件とした。
【００６６】
本発明の溶融押出成形方法の計算には、高圧法低密度ポリエチレン（住友化学（株）製スミカセンＣＥ３５２６、ＭＦＲ＝４．１ｇ／１０ｍｉｎ、密度＝９１８ｋｇ／ｍ3、分子量分布＝６．６、以下「ＬＤＰＥ」という）を用いた。Ｔダイ内の熱流動解析では粘性流体として扱い、流体モデルとして、Ｃａｒｒｅａｕ−Ｙａｓｕｄａモデル（以下、「ＣＹモデル」という。）を用いた。ＣＹモデルを式（４）に示す。
【数１】
ここで、η０はゼロせん断粘度を、λは特性時間を、上にドットが付いたγはせん断速度を，ａおよびｎはモデルパラメータをそれぞれ表す。η０には２８．８５Ｐａ・ｓ、λには０．２７６ｓ、ａには０．３２８４、ｎには０．１１をそれぞれ設定した。
【００６７】
また、ＣＹモデルの温度依存性モデルとして、式（５）に示すＡｒｒｈｅｎｉｕｓ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓモデルを用いた。
【数２】
ここで、Ｔは温度を、Ｔαは基準温度を、αは温度依存パラメータをそれぞれ表す。αには０．０２８８、Ｔαには１３０℃をそれぞれ与えた。このような、式（４）、（５）によって特定される低密度ポリエチレンの３２０℃におけるＣＹモデルのせん断粘度データを図６に示す。
【００６８】
そして、最後に、上述したＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２を用いて、Ｔダイ内の熱流動解析が行われる（ステップＳ１２）。Ｔダイ内熱流動解析（ステップ０１）における計算には、図５に示す有限要素モデルを用いた。境界条件として上記境界１〜４の条件を与えた。また、流体モデルとして式（４）に示すＣＹモデルを用いた。樹脂粘度の温度依存性としては、式（５）に示すＡｒｒｈｅｎｉｕｓ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓモデルを用いた。これらの条件の下に、従来技術と同様の方法を用いて計算を行った。そして、この計算によって得られるＴダイ出口における速度場から、幅方向への速度分布ｖ（ｘ）のデータを得た。図７に、このようにして算出された速度分布ｖ（ｘ）のデータを示す。速度分布ｖ（ｘ）のデータにおけるｘは幅方向への座標を表し、ダイ中心をｘの原点とする。これにより、ステップＳ０１におけるＴダイ出口における速度分布ｖ（ｘ）のデータの算出が終了し、ステップＳ０２に進む。
【００６９】
図８を用いてステップＳ０２における計算の詳細について説明する。まず、フィルムの有限要素モデルを作成した（ステップＳ２０）。モデルの作成には、例えば、モデリングソフトウェアＧａｍｂｉｔ バージョン２．４．６（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．社製）が用いられる。フィルムの厚さ方向への物理量の変化を平均化した擬３次元モデルが用いられる。また、幅方向への対称性を考慮して、幅方向における構成が半分となった１／２モデルを用いる。以上の有限要素モデルを後述の境界条件とともに図９（ａ）に示す。Ｔダイの出口幅は１５００ｍｍ、Ｔダイのギャップは０．８ｍｍ、エアギャップは１６０ｍｍに設定した。解析方法は後述するが、有限要素モデルは繰り返し計算を行い、図９（ｂ）に示すモデルへと変形させる。なお、図９（ａ）には、計算初期状態の有限要素モデルが示され、図９（ｂ）には、変形後の有限要素モデルが示されており、両図における原点Ａ（ｘ＝０，ｙ＝０）は、Ｔダイの出口の中央に相当する。
【００７０】
続いて、フィルムの熱流動解析用のデータファイルを作成した（ステップＳ２０）。計算には、有限要素法に基づいた熱流動解析ソフトウェアＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．社製）を用いた。フィルムの熱流動解析用のデータファイルには、以下の境界条件を設定した。
・境界１：ダイの出口（ｘ＝０であるｙ軸に平行な線、Inlet)に相当する。引取方向速度として、前記ステップＳ１２で得られたＴダイ出口における速度分布ｖ（ｘ）を、幅方向速度Ｖｔとして０ｍ／ｓを、ダイ出口厚さとして０．８ｍｍを、樹脂温度として３２０℃をそれぞれ与えた。
・境界２：フィルムの端部（Free Surface）に相当する。自由表面として扱い、法線方向速度Ｖｎとして０ｍ／ｓが、法線方向応力Ｆｎとして０Ｐａが、また、断熱条件をそれぞれ与えた。
・境界３：フィルムをチルロールで引取る位置（Outlet）に相当する。引取方向速度Ｖｎとして２ｍ／ｓを、幅方向応力Ｆｔとして０Ｐａを、また、断熱条件をそれぞれ与えた。
・境界４：フィルムの幅方向の対称線（Axis of symmetry）に相当する。幅方向速度Ｖｎとして０ｍ／ｓを、引取方向応力Ｆｔとして０Ｐａを、また、断熱条件をそれぞれ与えた。また、フィルム表面全体において、熱流速ｆ＝２０Ｗ／（ｍ２）を与えた。
【００７１】
ステップＳ０２における計算では、ＬＤＰＥを粘弾性流体として扱った。粘弾性モデルとして、Ｐｈａｎ−Ｔｈｉｅｎ／Ｔａｎｎｅｒモデル（以下、「ＰＴＴモデル」という。）を用いた。ＰＴＴモデルは、例えば、Ｐｈａｎ−Ｔｈｉｅｎ、Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｒｈｅｏｌｏｇｙ、２２巻、２５９〜２８３頁（１９７８年）に記載されている。ＰＴＴモデルを式（６）に示す。
【数３】
ここで、ηは粘度を、τは異方性応力テンソルを、Ｄは変形速度テンソルを、λは緩和時間を、ξ及びεは非線形パラメータを表す。△はｌｏｗｅｒ−ｃｏｎｖｅｃｔｅｄ時間微分を、▽はｕｐｐｅｒ−ｃｏｎｖｅｃｔｅｄ時間微分をそれぞれ表す。本実施形態で用いたＰＴＴモデルのパラメータを表１に示す。
【表１】
【００７２】
また、ＰＴＴモデルの温度依存性モデルとして、式（７）に示すＡｒｒｈｅｎｉｕｓモデルを用いた。
【数４】
ここで、Ｔは温度を、Ｔ０は摂氏温度の絶対温度への換算値を、Ｔαは基準温度を、αは温度依存パラメータをそれぞれ表す。本実施形態では、Ｔαとして１３０℃を、αとして６０００をそれぞれ与えた。ステップＳ２２の計算において、式（７）に示したｈ（Ｔ）は、式（６）に示したＰＴＴモデルの粘度ηおよび緩和時間λに乗じて、温度依存性が考慮される。本ステップＳ２１で得た、１３０℃におけるＰＴＴモデルの粘弾性データを図１０に示す。実線がＰＴＴモデル、シンボルが測定値を表す。ＬＤＰＥの物性値として、密度ｄ＝７３５ｋｇ／ｍ３、熱伝導度ｋ＝０．１８Ｗ／ｍ・Ｋ、比熱Ｃｐ＝３０００Ｊ／（ｋｇ・℃）に設定した。
【００７３】
ＬＤＰＥの粘弾性の測定には、回転型レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社、ＡＲＥＳ）を用いて、複素粘度η*、貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ’’を測定した。試料のフィクスチャーとして直径が２５ｍｍの平行円盤を用いた。粘弾性は温度が１３０〜１９０℃、角周波数が０．０１〜１００ｒａｄ／ｓの範囲で測定した。得られた粘弾性は、Ｃｏｘ−Ｍｅｒｚの経験則に従い、角周波数をせん断速度に単位換算して用いた。一軸伸長粘度の測定にはキャピラリー型レオメータ（Ｂｏｈｌｉｎ社、Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ ＲＨ７）を用いた。図１０には、このような測定によって求められた、ＬＤＰＥの１３０℃における粘弾性データをシンボルで示した。
【００７４】
続いて、ステップＳ２０で作成した有限要素モデルと、ステップＳ２１で作成したデータを用いて、有限要素法を用いて解析し、該解析によってフィルムのエッジビードＥＢを算出した（ステップＳ２２）。具体的には、上述したＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２により、図９に示す有限要素モデルを用いて計算を行った。境界条件としては、ステップＳ２１における境界１〜４の条件を与えた。また、流体も出るとしては、式（６）に示すＰＴＴモデルを用いた。ＰＴＴモデルのパラメータとして、表１に示す値を与えた。ＬＤＰＥの温度依存性モデルとしては、式（７）に示すＡｒｒｈｅｎｉｕｓモデルを用いた。また、ＬＤＰＥの物性値として、上記物性値を与えた。これらの有限要素モデル、流体モデル、温度依存性モデルおよび物性値を用いて、与えられた境界条件の下に、従来同様の解析方法によって有限要素計算を行った。計算初期は、境界３における引取速度Ｖｎとして、境界１と同一の値が与え、境界３の引取速度Ｖｎの値を大きくしながら繰り返し計算を行った。有限要素モデルは、計算を繰り返すごとに境界条件を満足するように変形させ、図９（ｂ）に示されるような最終的なフィルムの形状が得られるようにした。このような解析の実行により、フィルムにおける速度、応力、温度、厚さを得た。また、フィルム端部のロールとの接点からエッジビードＥＢを算出した。以上の計算で得られた、実施例１のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００７５】
以上、本実施形態によれば、ディッケル形状によるダイ出口での速度分布への影響を考慮したフィルムの熱流動解析を行った。このため、エッジビードを精度よく計算できた。そして、要件（１）を満たすような溶融押出成形方法を行うことにより、エッジビードＥＢを低減することが可能である。
【００７６】
〔実施例２〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝２０ｍｍ、ＬＲ＝４０ｍｍ、Ｌｙ＝２５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例２のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００７７】
〔実施例３〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝６０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例３のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００７８】
〔実施例４〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝６０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例４のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００７９】
〔実施例５〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝６０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例５のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８０】
〔実施例６〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝４５ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝８ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例６のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８１】
〔実施例７〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝５０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例７のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８２】
〔実施例８〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝１０ｍｍ、ＬＲ＝５０ｍｍ、Ｌｙ＝１０ｍｍ、Ｒ＝１０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例８のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８３】
〔比較例１〕
実施例１におけるディッケル形状を、ＬＲ＝０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例１のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８４】
〔比較例２〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝４０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝２５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例２のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８５】
〔比較例３〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝６０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝２５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例３のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８６】
〔比較例４〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝３５ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例４のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８７】
〔比較例５〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝４０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例５のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８８】
〔比較例６〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝１０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１０ｍｍ、Ｒ＝１０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例６のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８９】
〔比較例７〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝１５ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１５ｍｍ、Ｒ＝１５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例７のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００９０】
〔比較例８〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝２０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝２０ｍｍ、Ｒ＝２０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例８のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００９１】
〔比較例９〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝２５ｍｍ、ＬＲ＝３５ｍｍ、Ｌｙ＝２５ｍｍ、Ｒ＝２５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例９のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００９２】
上述の実施例１〜８及び比較例１〜９のそれぞれにおけるインナーディッケルの形状を図１１に示す。
【００９３】
表２に、実施例１〜８及び比較例１〜９のＬｘ、ＬＲ、Ｌｙ、Ｒ、ＥＢ（μｍ）を示す。
【表２】
【００９４】
表２に示すとおり、実施例１〜８におけるエッジビードは１２〜３４μｍである。これに対し、比較例１〜１０におけるエッジビードは４０〜８０μｍであり実施例よりも著しく大きくなった。このように、本発明によれば、エッジビードＥＢを低減させ、エッジビード現象を好適に抑制できることが確認された。
【００９５】
次に、表３に、実施例１〜８及び比較例１〜９の面積Ａ（ｍｍ２）、（１）式右辺（１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)−４００）の計算値、（２）式右辺（１２．０(Ｌｘ＋ＬＲ)−４１５）の計算値、（３）式右辺（９．０(Ｌｘ＋ＬＲ)−４２０）の計算値、ＥＢ（μｍ）を示す。また、表３では、式（１）〜（３）の条件を満たしている各式の右辺の計算値を、太字及び下線で示し、これらを太枠で囲んで示している。
【表３】
【００９６】
表３に示すように、全ての実施例が（１）式の条件を満たしていることが確認された。また、実施例１〜４，７〜８は、（２）式の条件を満たしており、これらの実施例におけるエッジビードは１２〜２９μｍであるので、式（２）を満たすことにより、エッジビードが３０μｍ以下に抑制されることが確認された。さらに、実施例１，８は、（３）式の条件を満たしており、これらの実施例におけるエッジビードは１２，１９μｍであるので、式（３）を満たすことにより、エッジビードが２０μｍ以下に抑制されることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明に係る熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイはエッジビードを低減することができるため、キャストフィルム成形や押出ラミネート加工等に好適に適用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１３…インナーディッケル、１３ａ…インナーディッケルの下流側端面、１３ｂ…インナーディッケルの流路側端面、１４…ロッド１４ａ…ロッドの流路側端面、１５…溶融押出成形用Ｔダイ、１６…Ｔダイの流路、１７…Ｔダイ出口、１９…Ｔダイ出口の幅。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びこのＴダイを用いて製造される熱可塑性樹脂製フィルムのエッジビードを低減する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂製フィルムを製造する方法として、押出機にて溶融混練した熱可塑性樹脂を、押出機先端に取付けた押出成形用Ｔダイより押出成形する方法が知られている。このような方法で熱可塑性樹脂製フィルムを製造する場合、Ｔダイより押出した溶融状フィルムに、ネックイン現象やエッジビード現象が生じる。「ネックイン現象」とは、Ｔダイより押出された溶融状フィルムが、その押出速度よりも高速度でのロールで引き取られるために、フィルム幅が狭くなる現象である。「エッジビード現象」とは、ネックイン現象によりフィルムの幅が低下した分、厚さが増加する現象である。フィルムは幅と厚さのアスペクト比が高いため、ネックイン現象とエッジビード現象は、フィルムの端部のみで発生する。ネックイン現象やエッジビード現象の発生により、製品として使用可能なフィルムの幅が狭くなるという問題がある。また、端部をトリミングせずに製品を巻き取る場合、エッジビード現象の発生により製品にしわが入り外観不良となるため問題となる。
【０００３】
ネックイン現象やエッジビード現象を抑制する方法として、インナーディッケルおよびロッドが設置されている押出成形用Ｔダイを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７９９２４号公報
【特許文献２】特開２００１−２６０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１や特許文献２に記載される、インナーディッケルおよびロッドが設置されている押出成形用Ｔダイを用いて熱可塑性樹脂を溶融押出成形を行った場合でも、エッジビード現象を十分に抑制できる条件は見出されていなかった。
【０００６】
かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、エッジビード現象を好適に抑制することができる、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びエッジビード低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、エッジビード現象を抑制するには、Ｔダイに設定されるインナーディッケルの形状とロッドの位置が影響していることを見出した。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイは、溶融された熱可塑性樹脂の流路の出口の幅方向の少なくとも一方の端部から出口の中心方向に向けて設置されるインナーディッケルと、インナーディッケルより出口の下流側にインナーディッケルと平行に設置されるロッドと、を備え、出口の幅方向と平行なインナーディッケルの下流側端面が、流路の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、出口の幅方向に対して垂直であり、流路に面するインナーディッケルの流路側端部が、出口の幅方向に対して垂直方向から、出口の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、インナーディッケルの下流側端部のＣｘから出口の幅方向と平行な延長線と、インナーディッケルの流路側端部のＣｙから出口の幅方向に対して垂直な延長線との交点をＣとし、ロッドの出口の幅方向に垂直な流路側端面の上流側端部をＣＲとする場合、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とする。
【０００９】
同様に、上記課題を解決するため、本発明に係るエッジビード低減方法は、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイを用いて製造される熱可塑性樹脂製フィルムのエッジビードを低減する方法であって、溶融押出成形用Ｔダイにおいて、溶融された熱可塑性樹脂の流路の出口の幅方向の少なくとも一方の端部から前記出口の中心方向に向けてインナーディッケルを設置するステップと、インナーディッケルより出口の下流側にインナーディッケルと平行にロッドを設置するステップと、Ｔダイの流路に溶融された熱可塑性樹脂を流入するステップと、流路の出口から熱可塑性樹脂を押し出して熱可塑性樹脂製フィルムを成形するステップと、を含み、出口の幅方向と平行なインナーディッケルの下流側端面が、流路の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、出口の幅方向に対して垂直であり、流路に面するインナーディッケルの流路側端部が、出口の幅方向に対して垂直方向から、出口の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、インナーディッケルの下流側端部のＣｘから出口の幅方向と平行な延長線と、インナーディッケルの流路側端部のＣｙから出口の幅方向に対して垂直な延長線との交点をＣとし、ロッドの出口の幅方向に垂直な流路側端面の上流側端部をＣＲとする場合、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とする。
【００１０】
上記した通り、Ｔダイの流路出口から押出された樹脂は、Ｔダイ出口における速度よりも高速で回転するロールでの引取りにより、ネックイン現象とエッジビード現象が発生する。これらの現象はフィルムの端部のみで発生する。つまり、エッジビード現象は、ロールの引取りによりフィルムの端部が中央側へ引き寄せられることにより発生する。エッジビードの抑制には、フィルム端部における流速の低減が効果的である。本発明に係るＴダイ及びエッジビード低減方法によれば、インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、上記の条件式を満たすよう形成される。このため、Ｔダイの出口の幅方向の端部において、熱可塑性樹脂の流速を低減させることが可能となり、好適にエッジビードを低減させることが可能となる。また、端部をトリミングせずに製品を巻き取る場合にも、エッジビードが低減しているので製品にしわが入りにくくなり、外観不良を抑えることができる。
【００１１】
また、インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１２．０(Ｌｘ＋ＬＲ)―４１５
を満たすことが好適であり、
Ａ≦９．０(Ｌｘ＋ＬＲ)―４２０
を満たすことがさらに好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びエッジビード低減方法によれば、エッジビード現象を好適に抑制することができる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＴダイの内部の概略図である。
【図２】図１に示したインナーディッケルの形状を示す図である。
【図３】実施例におけるエッジビードの計算方法を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ０１におけるＴダイ内の流動解析処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】実施例においてＴダイ内の流動解析に用いる有限要素モデルを示す図であり、（ａ）は有限要素モデルの図であり、（ｂ）は各境界条件を個別に示した図である。
【図６】実施例においてＴダイ内の流動解析に用いるせん断粘度である。
【図７】実施例において算出されたＴダイ出口における速度の幅方向分布である。
【図８】図３のステップＳ０２におけるフィルムの流動解析処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】実施例においてフィルムの計算に用いる有限要素モデルであり、（ａ）は解析開始時の図であり、（ｂ）は解析終了時の図である。
【図１０】実施例においてフィルムの計算に用いる樹脂の粘弾性である。
【図１１】実施例１〜８及び比較例１〜９のそれぞれにおけるインナーディッケルの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
本発明は、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ及びこのＴダイを用いて製造される熱可塑性樹脂製フィルムのエッジビード低減方法に関するものであり、まずは、熱可塑性樹脂について説明する。
【００１６】
本発明に係る熱可塑性樹脂の種類としては、結晶性樹脂としては、ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリアミド、ポリアセタール、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、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、アイオノマー樹脂等を例示でき、非結晶性樹脂としては、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、メチルメタクリレート・スチレン共重合体、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、エチレン・ノルボルネン共重合体、エチレン−ドモン共重合体等を例示することができる。
【００１７】
中でもポリエチレンとポリプロピレンが好ましい。ポリエチレンとは、エチレンを重合して得られる樹脂であってポリエチレン結晶構造を有する熱可塑性樹脂を意味し、好ましくは、エチレンの単独重合体、エチレンの誘導体を繰り返し単位として５０重量％以上含有するエチレンと炭素原子数３〜１８のα−オレフィンとの共重合体、又はエチレンと少なくとも１種の他のモノマーとの共重合体である。該α−オレフィンとしては、プロピレン、ブテン−１，４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、デセン−１を例示することができる。該他のモノマーとしては、例えば、共役ジエン（例えばブタジエン、イソプレン）、非共役ジエン（例えば１，４ペンタジエン）、アクリル酸、アクリル酸エステル（例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル）、メタクリル酸、メタクリル酸エステル（例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル）及び酢酸ビニルが挙げられる。
【００１８】
ポリエチレンとしては、例えば超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−４−メチルペンテン−１共重合体、エチレン−ヘキセン−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体、エチレン−デセン−１共重合体等のエチレンと炭素原子数３〜１８のα−オレフィンとの共重合体、エチレンと共役ジエン（例えばブタジエン又はイソプレン）との共重合体、エチレンと非共役ジエン（例えば１，４ペンタジエン）との共重合体、エチレンとアクリル酸、メタクリル酸又は酢酸ビニル等との共重合体等が挙げられる。また、これらの樹脂を、例えばα、β−不飽和カルボン酸、その誘導体（例えばアクリル酸、アクリル酸メチル）、脂環族カルボン酸又はその誘導体（例えば無水マレイン酸）等によって変性（例えばグラフト変性）させた樹脂等が挙げられる。
【００１９】
ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレンが好ましい。低密度ポリエチレンとしては、例えば、有機過酸化物、酸素等の遊離基発生剤を使用してエチレンを高圧下でラジカル重合することによって得られる低密度ポリエチレンが挙げられる。低密度ポリエチレンの剛性を向上するために、高密度ポリエチレンを配合することも好ましい。低密度ポリエチレ１００重両部に対する、高密度ポリエチレンの好ましい配合比は、０〜９０重量部である。
【００２０】
本発明で溶融押出しする低密度ポリエチレンのＭＦＲは１〜３０ｇ／１０分であり、好ましくは２〜２０ｇ／１０分であり、特に好ましくは４〜１５ｇ／１０分である。ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ７２１０−１９９５に規定された方法において、温度１９０℃および荷重２１．１８Ｎの条件で測定される。
【００２１】
本発明で溶融押出しする低密度ポリエチレンの密度は、９１０〜９３０ｋｇ／ｍ3であり、好ましくは９１２〜９２８ｋｇ／ｍ3である。密度は、ＪＩＳ Ｋ６７６０−１９９５に記載のアニーリングを行った後、ＪＩＳ Ｋ７１１２−１９８０のうち、Ａ法に規定された方法に従って測定される。
【００２２】
本発明で溶融押出しする低密度ポリエチレンの分子量分布は３〜８であり、好ましくは５〜７である。分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法を用いて、以下の条件により、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）を測定することで求められる。
＜測定条件＞
・装置：Ｗａｔｅｒ製Ｗａｔｅｒｓ１５０Ｃ
・分離カラム：ＴＯＳＯＨ ＴＳＫｇｅｌＧＭＨ−ＨＴ
・測定温度：１４５℃
・キャリア：オルトジクロロベンゼン
・流量：１．０ｍＬ／分
・注入量：５００μＬ
・検出器：示差屈折
【００２３】
本発明で低密度ポリエチレンに配合して用いられる高密度ポリエチレンのＭＦＲは、１〜５０ｇ／１０分であり、好ましくは２〜２０ｇ／１０分である。また、高密度ポリエチレンの密度は、９３５〜９６５ｋｇ／ｍ3であり、好ましくは９４５〜９６０ｋｇ／ｍ3である。
【００２４】
ポリプロピレンとは、プロピレンを重合して得られる樹脂であって、アイソタクチックポリプロピレン結晶構造を有する熱可塑性樹脂を意味し、プロピレンの単独重合体、またはプロピレンと結晶性を失わない程度の量のエチレンおよび／または炭素原子数４〜１２のα−オレフィン等のコモノマーとの共重合体が好ましい。α−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン等が挙げられる。結晶性を失わない程度の量とはコモノマーの種類により異なるが、例えばエチレンの場合、共重合体中のエチレンから誘導される繰り返し単位の量は通常１０重量％以下、１−ブテン等の他のα−オレフィンの場合、共重合体中のα−オレフィンから誘導される繰り返し単位の量は通常３０重量％以下である。
【００２５】
好ましいポリプロピレンとしては、エチレンから誘導される繰り返し単位の量が０〜１０重量％であるプロピレンとエチレンとのブロック共重合体が用いられる。また、好ましいポリプロピレンとしては、エチレンから誘導される繰り返し単位の量が０〜１０重量％、１−ブテンから誘導される繰り返し単位の量が０〜３０重量％であるであるプロピレンとエチレンおよび１−ブテンとのランダム共重合体である。
【００２６】
上記プロピレンとエチレンとのブロック共重合体とは、下記の第一工程と第二工程とで得られる共重合体を意味する。
第一工程：エチレンから誘導される繰り返し単位の含有量が０〜３重量％である重合体部分（ａ）が全共重合体量の７０〜９０重量％となるまで、プロピレンを単独重合、またはプロピレンとエチレンとを共重合させる工程。
第二工程：第一工程で得られた重合体部分（ａ）の存在下に、エチレンから誘導される繰り返し単位の含有量が１０〜５０重量％である重合体部分（ｂ）を、プロピレンとエチレンとを共重合させて製造する工程。
【００２７】
上記ポリプロピレンは、公知の種々の触媒を使用して製造されるが、かかる触媒としてはチタン原子、マグネシウム原子およびハロゲン原子を含有する固体触媒成分を用いて得られるマルチサイト触媒や、メタロセン錯体等を用いて得られるシングルサイト触媒が挙げられる。上記ポリプロピレンは好ましくはチタン原子、マグネシウム原子およびハロゲン原子を含有する固体触媒成分を用いて得られるマルチサイト触媒を使用して製造される。
【００２８】
本発明で用いられるポリプロピレンの２３０℃におけるＭＦＲは０．３〜１００ｇ／１０分であり、好ましくは、１〜５０ｇ／１０分であり、さらに好ましくは２〜３０ｇ／１０分であり、特に好ましくは５〜１５ｇ／１０分である。ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ７２１０−１９９５に規定された方法において、温度２３０℃および荷重２１．１８Ｎの条件で測定される。
【００２９】
本発明に係る熱可塑性樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて、例えば、中和剤、酸化防止剤、熱安定剤、耐候剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、核剤、可塑剤、防曇剤、気泡防止剤、分散剤、難燃剤、抗菌剤、蛍光増白剤、塩酸吸収剤等の公知の添加剤、染料、顔料等の着色剤、酸化チタン、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等の他の成分と組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
本発明に係る熱可塑性樹脂を製造する方法としては、例えば、各成分を公知の混練機で溶融混練して樹脂組成物を製造する方法が挙げられる。混練機としては、例えば単軸混練押出機、多軸混練押出機、バンバリーミキサー、ニーダー等が挙げられる。溶融混練条件は、混練時に発生する応力、加熱温度、流動による発熱等によって樹脂の劣化が起こらない限り、特に制限されない。
【００３１】
次に、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイの構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る、熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイ１５の内部を示す概略図である。本実施形態では、熱可塑性樹脂を溶融押出成形する場合に、エッジビード現象を抑制することができる。溶融押出成形方法として、Ｔダイキャストフィルム成形方法、押出ラミネート加工方法が挙げられる。
【００３２】
本実施形態では、Ｔダイ１５の流路出口１７の幅方向の少なくとも一方の端部に、インナーディッケル１３が設置されており、さらにインナーディッケル１３よりもダイ出口１７の下流側にロッド１４が設置されているＴダイ１５を用いる。特に、インナーディッケル１３が、ダイ出口１７の両端部に、ダイの中心線αを軸として対称に設置されているＴダイ１５を用いることが好ましい。
【００３３】
本実施形態は、上記のようなＴダイ１５を用い、該Ｔダイ１５に備えられたインナーディッケル１３およびロッド１４が特定の条件を満たすように保持された状態で、熱可塑性樹脂を溶融押出するものである。以下、その特定の条件について詳細に説明するが、以下の説明には図１を用いる。
【００３４】
Ｔダイ１５は、その流路出口１７の幅方向の少なくとも一方の端部に、インナーディッケル１１，１３を有する。なお図１に示すＴダイ１５は、出口１７の両端にそれぞれ、最も押出機に近い位置に設置されたインナーディッケル１１と、最もリップ開口部１７に近い位置に設置されたインナーディッケル１３の２枚のインナーディッケルを有するＴダイ１５であるが、これらインナーディッケル１１，１３の間に、さらに１枚以上のインナーディッケルを備えるＴダイも用いることができる。また、インナーディッケル１１，１３は、Ｔダイ１５内の流路１６に別体で構成された板状の部材を挿入するものであってもよいし、流路１６の内壁部と一体で構成されたものであってもよい。
【００３５】
本実施形態に係るＴダイ１５は、特にインナーディッケル１３について、流路１６に接する面の形状を特徴とするものである。図２にインナーディッケル１３を示す。インナーディッケル１３は、Ｔダイ１５の流路側の下流側形状は、例えば図２（ａ）に示すように直線であってもよいし、または図２（ｂ）に示すように曲率を有していてもよいし、曲率を有する部分と直線とを組み合わせた形状でもよい。また、インナーディッケル１３の下流側形状は単一の曲率の曲線でもよいし、複数の曲率が複合した形状であってもよい。さらに、インナーディッケル１３は窪んだ形状であっても構わない。
【００３６】
本実施形態では、インナーディッケル１３の形状が、以下の要件（ｉ）を満たすように保持されてなるＴダイ１５を用いて、上記熱可塑性樹脂を溶融押出成形する。
（ｉ）インナーディッケル１３の流路側の端面が、ダイ出口１７と平行なインナーディッケル１３の下流側端面１３ａから離れる点をＣｘとし、インナーディッケル１３の流路側の端面が、ダイ出口１７と垂直なディッケルの流路側端面１３ｂから離れる点をＣｙとし、ディッケルの下流側端面１３ａの延長線とディッケルの流路側端面１３ｂの延長線との交点をＣとし、ロッド１４の流路側端面１４ａの上端をＣＲとする場合、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘと線分ＣＣｙと線分ＣｘＣｙとで囲まれる領域の面積をＡとするとき、以下の式（１）を満たすインナーディッケル１３である。
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)−４００ （１）
【００３７】
この要件を言い換えると、まず図２に示す各位置Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃ、ＣＲ、を以下のように定義する。
・Ｃｘ：出口１７の幅方向と平行なインナーディッケル１３の下流側端面１３ａが、流路１６の上流方向に曲折し始める位置
・Ｃｙ：出口１７の幅方向と垂直で流路１６に面するインナーディッケル１３の流路側端面１３ｂが、出口１７の幅方向に対して垂直方向から、出口１７の幅方向端部の方向に曲折し始める位置
・Ｃ：インナーディッケル１３の下流側端面１３ａのＣｘから出口１７の中心α方向へ向かい、出口１７の幅方向と平行に延長した線と、インナーディッケル１３の流路側端面１３ｂのＣｙから出口１７へ向かい幅方向と垂直方向に延長した線とが交差する位置
・ＣＲ：出口１７の幅方向に対して垂直で流路に面するロッド１４の流路側端面１４ａの上流側端部
【００３８】
そして、出口１７の幅１９の方向と直交し、かつ、流路の中心軸αと直交する方向（図１，２の法線方向）から見て、線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、インナーディッケル１３の下流側端部１３ａ及び流路側端部１３ｂのなす形状が、上記（１）式を満たすことが上記要件（ｉ）である。
【００３９】
前記の面積Ａは次のようにして求められる。図２（ａ）に示すようにインナーディッケル１３のＴダイ１５の流路１６側の下流側形状が直線の場合、面積Ａは、（ＬｘＬｙ）／２で求められる。一方、図２（ｂ）に示すように、インナーディッケル１３のＴダイ１５の流路１６側の下流側形状が曲線の場合を説明する。曲線部が単一の曲率からなり、曲率がＲの場合、面積Ａは、（ＬｘＬｙ）−πＲ２／４で求められる。ここで、πは円周率を表す。曲線部が複数の曲率からなる場合は、曲線部を曲率が異なる線へ分割し、各曲線ごとに計算することもできる。
【００４０】
上記の要件（１）を満たすように保持されてなるＴダイに上記熱可塑性樹脂を流入し、Ｔダイから上記熱可塑性樹脂を溶融押出成形することにより、エッジビード現象を低減して熱可塑性樹脂製フィルムを成形することができる。
【００４１】
Ｔダイ１５の流路出口１７から押出された樹脂は、Ｔダイ出口１７における速度よりも高速で回転するロール（図示せず）での引取りにより、ネックイン現象とエッジビード現象が発生する。これらの現象はフィルム１８の端部のみで発生する。つまり、エッジビード現象は、ロールの引取りによりフィルム１８の端部が中央側へ引き寄せられ、フィルム幅２０がＴダイ出口１７の幅より狭くなるため、フィルム１８の端部での厚さ２３がフィルムの中央部での厚さ２２より厚くなることにより発生する。エッジビード２３の抑制には、フィルム１８端部における流速の低減が効果的である。
【００４２】
本実施形態に係るＴダイ１５によれば、インナーディッケル１３の形状が、上記の条件式（１）を満たすよう形成される。このため、Ｔダイ１５の出口１７の幅１９の方向の端部において、熱可塑性樹脂の流速を低減することができる。この結果、好適にエッジビード２３を低減させることが可能となる。また、端部をトリミングせずに製品を巻き取る場合にも、エッジビード２３が低減しているので製品にしわが入りにくくなり、外観不良を抑えることができる。
【００４３】
本実施形態に係わるＴダイ１５には、下記式（２）を満たすような、インナーディッケル１３とロッド１４が保持されてなるＴダイ１５がさらに好ましい。式（２）を満たすことにより、エッジビード２３が３０μｍ以下に抑制される。
Ａ≦１２．０(Ｌｘ＋ＬＲ)−４１５ （２）
【００４４】
本実施形態に係わるＴダイ１５には、下記式（３）を満たすような、インナーディッケル１３とロッド１４が保持されてなるＴダイ１５がさらに好ましい。式（３）を満たすことにより、エッジビード２３が２０μｍ以下に抑制される。
Ａ≦９．０(Ｌｘ＋ＬＲ)−４２０ （３）
【００４５】
なお、上記（１）〜（３）式のいずれも、面積Ａに関するものであるので、当然ながら下限値の条件は０≦Ａである。
【００４６】
本実施形態に係わるＴダイ１５が共押出用である場合、複数の押出機を用いて多層フィルムを製造することもできる。この場合、押出機とＴダイ１５はフィードブロックなどの部品により連結される。また、各押出機には異なる上記の熱可塑性樹脂を用いることができる。この場合、インナーディッケル１３とロッド１４が、上記の要件を満たしていればよい。
【００４７】
本発明に係るＴダイ１５によって製造されるフィルムは、食品、医薬・医療品、化粧品、農業資材、産業資材、工業資材等の包装用途に用いられ得る。また、例えばアルミニウム箔、蒸着フィルム、コーティングフィルム、チューブ、パイプ等への押出ラミネートにも用いられ得る。本発明の製造方法によって得られるフィルムは、そのまま種々の用途に使用してもよいし、他のフィルムや部材と積層、または貼合して使用することができる。
【００４８】
本発明に係るＴダイ１５より得られるフィルム１８は、端部のエッジビード２３が小さいため、熱可塑性樹脂を溶融押出して、基材（図１に符号２１で示す）と押出ラミネーションするのに好適である。以下、本発明に係るＴダイ１５を押出ラミネーションに適用する場合について、詳細に説明する。
【００４９】
基材２１を構成する原料としては、樹脂、紙、金属などが挙げられる。該樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、セロハン、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、フッ素樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリブテン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、アセチルセルロースなどがあげられる。
【００５０】
基材２１はフィルムなどの形状で用いられ、単層であっても、多層であってもよい。該基材の厚さは押出ラミネーション加工が可能であればよく、好ましくは５〜３００μｍ、より好ましくは８〜２５０μｍ、さらに好ましくは１２〜２００μｍである。
【００５１】
Ｔダイ１５から押出された直後の樹脂温度は、基材２１と溶融状フィルム１８との接着性を高める観点から２5０℃以上とすることが好ましく、２８０℃以上とすることがより好ましい。また、樹脂の劣化を抑制する観点、発煙成分による冷却ロール汚染を低減する観点から３５０℃以下とすることが好ましく、３４０℃以下とすることがより好ましい。
【００５２】
溶融押出成形する際の加工速度は、生産性の観点から４０ｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。
【００５３】
基材２１と溶融状フィルム１８との接着性を高めるために、基材２１にアンカーコート処理、電子線照射処理、プラズマ処理、コロナ放電処理または火炎処理等の公知の表面処理を行ってもよい。
【００５４】
Ｔダイ１５から押出した溶融状フィルム１８は、基材２１とともにチルロールとニップロール（図示せず）によって押圧される。Ｔダイ出口１７と、チルロールとニップロールの接点との距離であるエアギャップは、基材２１と溶融状フィルム１８との接着性を得る観点から、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、ネックイン現象とエッジビード現象を抑制する観点から、２５０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【実施例】
【００５５】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
【００５６】
物性は、次の方法に従って測定した。
【００５７】
（１）密度（単位：ｋｇ／ｍ3）
ＪＩＳ Ｋ７１１２−１９８０のうち、Ａ法に規定された方法に従って測定した。なお、試料には、ＪＩＳ Ｋ６７６０−１９９５に記載のアニーリングを行った。
【００５８】
（２）メルトフローレート（ＭＦＲ、単位：ｇ／１０ｍｉｎ）
ＪＩＳ Ｋ７２１０−１９９５に規定された方法に従い、荷重２１．１８Ｎ、温度１９０℃の条件で、Ａ法により測定した。
【００５９】
（３）分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）
ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法を用いて、下記の条件により、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）を測定し、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を求めた。
＜測定条件＞
・装置：Ｗａｔｅｒ製Ｗａｔｅｒｓ１５０Ｃ
・分離カラム：ＴＯＳＯＨ ＴＳＫｇｅｌＧＭＨ−ＨＴ
・測定温度：１４５℃
・キャリア：オルトジクロロベンゼン
・流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
・注入量：５００μＬ
・検出器：示差屈折
【００６０】
（４）エッジビードＥＢ
以下に説明する流動解析により得られた、フィルムの幅方向の厚さ分布において、端部側の最も厚い位置でのフィルム厚さを、エッジビードＥＢ（−）とした。
［実施例１］
【００６１】
押出ラミネート加工のＴダイ内およびフィルムの熱流動状態を計算し、エッジビードＥＢを得た。インナーディッケルの形状の条件は、Ｌｘ＝Ｌｙ＝０ｍｍ（すなわちＡ＝０ｍｍ２）、ＬＲ＝６０ｍｍ、Ｒ＝０ｍｍとした。
【００６２】
図３を用いて本実施例における計算の手順について説明する。図３は本実施例にて行ったエッジビードの計算方法を示すフローチャートである。本発明に係る、熱可塑性樹脂のＴダイを用いた溶融押出成形方法に関して、まず、Ｔダイ内の流動解析を行った（ステップＳ０１）。計算には有限要素法に基づいた熱流動解析ソフトウェアＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２（販売元：アンシス・ジャパン株式会社）を用いた。具体的には、Ｔダイの有限要素モデルおよび計算用データを作成し、Ｔダイ内部の熱流動状態をＰｏｌｙｆｌｏｗにより計算し、ダイ出口における速度分布を得た。
【００６３】
次にフィルムの熱流動解析を行った（ステップＳ０２）。具体的にはフィルムの有限要素モデルを作成した。次にステップＳ０１で得られたダイ出口の速度分布を、フィルムの熱流動解析における入口境界条件として用いて、計算用データを作成した。そしてフィルムの熱流動状態をＰｏｌｙｆｌｏｗにより計算し、エッジビードＥＢを得た。
【００６４】
図４を用いてステップＳ０１における計算の詳細について説明する。まず、Ｔダイの流路の有限要素モデルを作成した（ステップＳ１０）。モデルの作成には、例えば、モデリングソフトウェアＧａｍｂｉｔ バージョン２．４．６（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．社製）が用いられる。幅方向および厚さ方向への対称性を考慮して、幅方向および厚さ方向における構成がそれぞれ半分となった１／４モデルとすることが好ましい。なお、この１／４モデルとしては、例えば、図５（ａ）に示されるような有限要素モデルである。図５（ａ）に示す１／４モデルでは、Ｔダイの入口断面は、幅が５０ｍｍ、高さが１６ｍｍであり、Ｔダイ出口は幅が１５００ｍｍ、ギャップが０．８ｍｍである。
【００６５】
ステップＳ１０で有限要素モデルが作成した後に、Ｔダイ内の熱流動解析用のデータファイルを作成した（ステップＳ１１）。データファイルの作成には、例えば、有限要素法に基づいた熱流動解析ソフトウェアＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．社製）が用いられる。図５（ｂ）に各境界を示した。分かりやすくするために、各境界を個別に示した。データファイルでは、以下の境界条件が設定される。
・境界１：加工機の入口に相当する。樹脂の押出量１５０ｋｇ／ｈに相当する流量として、１３２７７ｍｍ３／ｓを与えた。温度は３２０℃とした。
・境界２：ダイ出口に相当する。本境界では樹脂が完全発達流れの条件が与えられる。
・境界３：壁面に相当する。この境界では速度として０ｍ／ｓの条件を与えた。温度は３２０℃とした。
・境界４：幅方向の対称面に相当する。この境界では法線方向速度として０ｍ／ｓを、接線方向応力として０Ｐａを与え、断熱条件とした。
・境界５：厚さ方向の対称面に相当する。この境界では法線方向速度として０ｍ／ｓを、接線方向応力として０Ｐａを与え、断熱条件とした。
【００６６】
本発明の溶融押出成形方法の計算には、高圧法低密度ポリエチレン（住友化学（株）製スミカセンＣＥ３５２６、ＭＦＲ＝４．１ｇ／１０ｍｉｎ、密度＝９１８ｋｇ／ｍ3、分子量分布＝６．６、以下「ＬＤＰＥ」という）を用いた。Ｔダイ内の熱流動解析では粘性流体として扱い、流体モデルとして、Ｃａｒｒｅａｕ−Ｙａｓｕｄａモデル（以下、「ＣＹモデル」という。）を用いた。ＣＹモデルを式（４）に示す。
【数１】
ここで、η０はゼロせん断粘度を、λは特性時間を、上にドットが付いたγはせん断速度を，ａおよびｎはモデルパラメータをそれぞれ表す。η０には２８．８５Ｐａ・ｓ、λには０．２７６ｓ、ａには０．３２８４、ｎには０．１１をそれぞれ設定した。
【００６７】
また、ＣＹモデルの温度依存性モデルとして、式（５）に示すＡｒｒｈｅｎｉｕｓ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓモデルを用いた。
【数２】
ここで、Ｔは温度を、Ｔαは基準温度を、αは温度依存パラメータをそれぞれ表す。αには０．０２８８、Ｔαには１３０℃をそれぞれ与えた。このような、式（４）、（５）によって特定される低密度ポリエチレンの３２０℃におけるＣＹモデルのせん断粘度データを図６に示す。
【００６８】
そして、最後に、上述したＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２を用いて、Ｔダイ内の熱流動解析が行われる（ステップＳ１２）。Ｔダイ内熱流動解析（ステップ０１）における計算には、図５に示す有限要素モデルを用いた。境界条件として上記境界１〜４の条件を与えた。また、流体モデルとして式（４）に示すＣＹモデルを用いた。樹脂粘度の温度依存性としては、式（５）に示すＡｒｒｈｅｎｉｕｓ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓモデルを用いた。これらの条件の下に、従来技術と同様の方法を用いて計算を行った。そして、この計算によって得られるＴダイ出口における速度場から、幅方向への速度分布ｖ（ｘ）のデータを得た。図７に、このようにして算出された速度分布ｖ（ｘ）のデータを示す。速度分布ｖ（ｘ）のデータにおけるｘは幅方向への座標を表し、ダイ中心をｘの原点とする。これにより、ステップＳ０１におけるＴダイ出口における速度分布ｖ（ｘ）のデータの算出が終了し、ステップＳ０２に進む。
【００６９】
図８を用いてステップＳ０２における計算の詳細について説明する。まず、フィルムの有限要素モデルを作成した（ステップＳ２０）。モデルの作成には、例えば、モデリングソフトウェアＧａｍｂｉｔ バージョン２．４．６（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．社製）が用いられる。フィルムの厚さ方向への物理量の変化を平均化した擬３次元モデルが用いられる。また、幅方向への対称性を考慮して、幅方向における構成が半分となった１／２モデルを用いる。以上の有限要素モデルを後述の境界条件とともに図９（ａ）に示す。Ｔダイの出口幅は１５００ｍｍ、Ｔダイのギャップは０．８ｍｍ、エアギャップは１６０ｍｍに設定した。解析方法は後述するが、有限要素モデルは繰り返し計算を行い、図９（ｂ）に示すモデルへと変形させる。なお、図９（ａ）には、計算初期状態の有限要素モデルが示され、図９（ｂ）には、変形後の有限要素モデルが示されており、両図における原点Ａ（ｘ＝０，ｙ＝０）は、Ｔダイの出口の中央に相当する。
【００７０】
続いて、フィルムの熱流動解析用のデータファイルを作成した（ステップＳ２０）。計算には、有限要素法に基づいた熱流動解析ソフトウェアＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．社製）を用いた。フィルムの熱流動解析用のデータファイルには、以下の境界条件を設定した。
・境界１：ダイの出口（ｘ＝０であるｙ軸に平行な線、Inlet)に相当する。引取方向速度として、前記ステップＳ１２で得られたＴダイ出口における速度分布ｖ（ｘ）を、幅方向速度Ｖｔとして０ｍ／ｓを、ダイ出口厚さとして０．８ｍｍを、樹脂温度として３２０℃をそれぞれ与えた。
・境界２：フィルムの端部（Free Surface）に相当する。自由表面として扱い、法線方向速度Ｖｎとして０ｍ／ｓが、法線方向応力Ｆｎとして０Ｐａが、また、断熱条件をそれぞれ与えた。
・境界３：フィルムをチルロールで引取る位置（Outlet）に相当する。引取方向速度Ｖｎとして２ｍ／ｓを、幅方向応力Ｆｔとして０Ｐａを、また、断熱条件をそれぞれ与えた。
・境界４：フィルムの幅方向の対称線（Axis of symmetry）に相当する。幅方向速度Ｖｎとして０ｍ／ｓを、引取方向応力Ｆｔとして０Ｐａを、また、断熱条件をそれぞれ与えた。また、フィルム表面全体において、熱流速ｆ＝２０Ｗ／（ｍ２）を与えた。
【００７１】
ステップＳ０２における計算では、ＬＤＰＥを粘弾性流体として扱った。粘弾性モデルとして、Ｐｈａｎ−Ｔｈｉｅｎ／Ｔａｎｎｅｒモデル（以下、「ＰＴＴモデル」という。）を用いた。ＰＴＴモデルは、例えば、Ｐｈａｎ−Ｔｈｉｅｎ、Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｒｈｅｏｌｏｇｙ、２２巻、２５９〜２８３頁（１９７８年）に記載されている。ＰＴＴモデルを式（６）に示す。
【数３】
ここで、ηは粘度を、τは異方性応力テンソルを、Ｄは変形速度テンソルを、λは緩和時間を、ξ及びεは非線形パラメータを表す。△はｌｏｗｅｒ−ｃｏｎｖｅｃｔｅｄ時間微分を、▽はｕｐｐｅｒ−ｃｏｎｖｅｃｔｅｄ時間微分をそれぞれ表す。本実施形態で用いたＰＴＴモデルのパラメータを表１に示す。
【表１】
【００７２】
また、ＰＴＴモデルの温度依存性モデルとして、式（７）に示すＡｒｒｈｅｎｉｕｓモデルを用いた。
【数４】
ここで、Ｔは温度を、Ｔ０は摂氏温度の絶対温度への換算値を、Ｔαは基準温度を、αは温度依存パラメータをそれぞれ表す。本実施形態では、Ｔαとして１３０℃を、αとして６０００をそれぞれ与えた。ステップＳ２２の計算において、式（７）に示したｈ（Ｔ）は、式（６）に示したＰＴＴモデルの粘度ηおよび緩和時間λに乗じて、温度依存性が考慮される。本ステップＳ２１で得た、１３０℃におけるＰＴＴモデルの粘弾性データを図１０に示す。実線がＰＴＴモデル、シンボルが測定値を表す。ＬＤＰＥの物性値として、密度ｄ＝７３５ｋｇ／ｍ３、熱伝導度ｋ＝０．１８Ｗ／ｍ・Ｋ、比熱Ｃｐ＝３０００Ｊ／（ｋｇ・℃）に設定した。
【００７３】
ＬＤＰＥの粘弾性の測定には、回転型レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社、ＡＲＥＳ）を用いて、複素粘度η*、貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ’’を測定した。試料のフィクスチャーとして直径が２５ｍｍの平行円盤を用いた。粘弾性は温度が１３０〜１９０℃、角周波数が０．０１〜１００ｒａｄ／ｓの範囲で測定した。得られた粘弾性は、Ｃｏｘ−Ｍｅｒｚの経験則に従い、角周波数をせん断速度に単位換算して用いた。一軸伸長粘度の測定にはキャピラリー型レオメータ（Ｂｏｈｌｉｎ社、Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ ＲＨ７）を用いた。図１０には、このような測定によって求められた、ＬＤＰＥの１３０℃における粘弾性データをシンボルで示した。
【００７４】
続いて、ステップＳ２０で作成した有限要素モデルと、ステップＳ２１で作成したデータを用いて、有限要素法を用いて解析し、該解析によってフィルムのエッジビードＥＢを算出した（ステップＳ２２）。具体的には、上述したＰｏｌｙｆｌｏｗ バージョン３．１２．２により、図９に示す有限要素モデルを用いて計算を行った。境界条件としては、ステップＳ２１における境界１〜４の条件を与えた。また、流体も出るとしては、式（６）に示すＰＴＴモデルを用いた。ＰＴＴモデルのパラメータとして、表１に示す値を与えた。ＬＤＰＥの温度依存性モデルとしては、式（７）に示すＡｒｒｈｅｎｉｕｓモデルを用いた。また、ＬＤＰＥの物性値として、上記物性値を与えた。これらの有限要素モデル、流体モデル、温度依存性モデルおよび物性値を用いて、与えられた境界条件の下に、従来同様の解析方法によって有限要素計算を行った。計算初期は、境界３における引取速度Ｖｎとして、境界１と同一の値が与え、境界３の引取速度Ｖｎの値を大きくしながら繰り返し計算を行った。有限要素モデルは、計算を繰り返すごとに境界条件を満足するように変形させ、図９（ｂ）に示されるような最終的なフィルムの形状が得られるようにした。このような解析の実行により、フィルムにおける速度、応力、温度、厚さを得た。また、フィルム端部のロールとの接点からエッジビードＥＢを算出した。以上の計算で得られた、実施例１のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００７５】
以上、本実施形態によれば、ディッケル形状によるダイ出口での速度分布への影響を考慮したフィルムの熱流動解析を行った。このため、エッジビードを精度よく計算できた。そして、要件（１）を満たすような溶融押出成形方法を行うことにより、エッジビードＥＢを低減することが可能である。
【００７６】
〔実施例２〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝２０ｍｍ、ＬＲ＝４０ｍｍ、Ｌｙ＝２５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例２のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００７７】
〔実施例３〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝６０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例３のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００７８】
〔実施例４〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝６０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例４のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００７９】
〔実施例５〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝６０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例５のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８０】
〔実施例６〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝４５ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝８ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例６のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８１】
〔実施例７〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝５０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例７のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８２】
〔実施例８〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝１０ｍｍ、ＬＲ＝５０ｍｍ、Ｌｙ＝１０ｍｍ、Ｒ＝１０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、実施例８のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８３】
〔比較例１〕
実施例１におけるディッケル形状を、ＬＲ＝０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例１のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８４】
〔比較例２〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝４０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝２５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例２のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８５】
〔比較例３〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝６０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝２５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例３のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８６】
〔比較例４〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝３５ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例４のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８７】
〔比較例５〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝４０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例５のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８８】
〔比較例６〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝１０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１０ｍｍ、Ｒ＝１０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例６のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００８９】
〔比較例７〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝１５ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝１５ｍｍ、Ｒ＝１５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例７のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００９０】
〔比較例８〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝２０ｍｍ、ＬＲ＝０ｍｍ、Ｌｙ＝２０ｍｍ、Ｒ＝２０ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例８のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００９１】
〔比較例９〕
実施例１におけるディッケル形状を、Ｌｘ＝２５ｍｍ、ＬＲ＝３５ｍｍ、Ｌｙ＝２５ｍｍ、Ｒ＝２５ｍｍに変えて実施例１と同様に計算した。以上の計算で得られた、比較例９のエッジビードＥＢを表２に示す。
【００９２】
上述の実施例１〜８及び比較例１〜９のそれぞれにおけるインナーディッケルの形状を図１１に示す。
【００９３】
表２に、実施例１〜８及び比較例１〜９のＬｘ、ＬＲ、Ｌｙ、Ｒ、ＥＢ（μｍ）を示す。
【表２】
【００９４】
表２に示すとおり、実施例１〜８におけるエッジビードは１２〜３４μｍである。これに対し、比較例１〜１０におけるエッジビードは４０〜８０μｍであり実施例よりも著しく大きくなった。このように、本発明によれば、エッジビードＥＢを低減させ、エッジビード現象を好適に抑制できることが確認された。
【００９５】
次に、表３に、実施例１〜８及び比較例１〜９の面積Ａ（ｍｍ２）、（１）式右辺（１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)−４００）の計算値、（２）式右辺（１２．０(Ｌｘ＋ＬＲ)−４１５）の計算値、（３）式右辺（９．０(Ｌｘ＋ＬＲ)−４２０）の計算値、ＥＢ（μｍ）を示す。また、表３では、式（１）〜（３）の条件を満たしている各式の右辺の計算値を、太字及び下線で示し、これらを太枠で囲んで示している。
【表３】
【００９６】
表３に示すように、全ての実施例が（１）式の条件を満たしていることが確認された。また、実施例１〜４，７〜８は、（２）式の条件を満たしており、これらの実施例におけるエッジビードは１２〜２９μｍであるので、式（２）を満たすことにより、エッジビードが３０μｍ以下に抑制されることが確認された。さらに、実施例１，８は、（３）式の条件を満たしており、これらの実施例におけるエッジビードは１２，１９μｍであるので、式（３）を満たすことにより、エッジビードが２０μｍ以下に抑制されることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明に係る熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイはエッジビードを低減することができるため、キャストフィルム成形や押出ラミネート加工等に好適に適用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１３…インナーディッケル、１３ａ…インナーディッケルの下流側端面、１３ｂ…インナーディッケルの流路側端面、１４…ロッド１４ａ…ロッドの流路側端面、１５…溶融押出成形用Ｔダイ、１６…Ｔダイの流路、１７…Ｔダイ出口、１９…Ｔダイ出口の幅。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイであって、
溶融された前記熱可塑性樹脂の流路の出口の幅方向の少なくとも一方の端部から前記出口の中心方向に向けて設置されるインナーディッケルと、
前記インナーディッケルより前記出口の下流側に前記インナーディッケルと平行に設置されるロッドと、を備え、
前記出口の幅方向と平行な前記インナーディッケルの下流側端面が、前記流路の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、
前記出口の幅方向に対して垂直であり、前記流路に面する前記インナーディッケルの流路側端部が、前記出口の幅方向に対して垂直方向から、前記出口の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、
前記インナーディッケルの下流側端部の前記Ｃｘから前記出口の幅方向と平行な延長線と、前記インナーディッケルの流路側端部の前記Ｃｙから前記出口の幅方向に対して垂直な延長線との交点をＣとし、
前記ロッドの前記出口の幅方向に垂直な流路側端面の上流側端部をＣＲとする場合、
線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、
前記インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とするＴダイ。
【請求項２】
前記インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１２．０(Ｌｘ＋ＬＲ)―４１５
を満たすことを特徴とする、請求項１に記載のＴダイ。
【請求項３】
前記インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦９．０(Ｌｘ＋ＬＲ)―４２０
を満たすことを特徴とする、請求項２に記載のＴダイ。
【請求項４】
熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイを用いて製造される熱可塑性樹脂製フィルムのエッジビードを低減する方法であって、
前記溶融押出成形用Ｔダイにおいて、溶融された前記熱可塑性樹脂の流路の出口の幅方向の少なくとも一方の端部から前記出口の中心方向に向けてインナーディッケルを設置するステップと、
前記インナーディッケルより前記出口の下流側に前記インナーディッケルと平行にロッドを設置するステップと、
前記Ｔダイの流路に溶融された前記熱可塑性樹脂を流入するステップと、
前記流路の出口から前記熱可塑性樹脂を押し出して前記熱可塑性樹脂製フィルムを成形するステップと、を含み、
前記出口の幅方向と平行な前記インナーディッケルの下流側端面が、前記流路の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、
前記出口の幅方向に対して垂直であり、前記流路に面する前記インナーディッケルの流路側端部が、前記出口の幅方向に対して垂直方向から、前記出口の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、
前記インナーディッケルの下流側端部の前記Ｃｘから前記出口の幅方向と平行な延長線と、前記インナーディッケルの流路側端部の前記Ｃｙから前記出口の幅方向に対して垂直な延長線との交点をＣとし、
前記ロッドの前記出口の幅方向に垂直な流路側端面の上流側端部をＣＲとする場合、
線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、
前記インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とする、エッジビード低減方法。
【請求項１】
熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイであって、
溶融された前記熱可塑性樹脂の流路の出口の幅方向の少なくとも一方の端部から前記出口の中心方向に向けて設置されるインナーディッケルと、
前記インナーディッケルより前記出口の下流側に前記インナーディッケルと平行に設置されるロッドと、を備え、
前記出口の幅方向と平行な前記インナーディッケルの下流側端面が、前記流路の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、
前記出口の幅方向に対して垂直であり、前記流路に面する前記インナーディッケルの流路側端部が、前記出口の幅方向に対して垂直方向から、前記出口の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、
前記インナーディッケルの下流側端部の前記Ｃｘから前記出口の幅方向と平行な延長線と、前記インナーディッケルの流路側端部の前記Ｃｙから前記出口の幅方向に対して垂直な延長線との交点をＣとし、
前記ロッドの前記出口の幅方向に垂直な流路側端面の上流側端部をＣＲとする場合、
線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、
前記インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とするＴダイ。
【請求項２】
前記インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１２．０(Ｌｘ＋ＬＲ)―４１５
を満たすことを特徴とする、請求項１に記載のＴダイ。
【請求項３】
前記インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦９．０(Ｌｘ＋ＬＲ)―４２０
を満たすことを特徴とする、請求項２に記載のＴダイ。
【請求項４】
熱可塑性樹脂の溶融押出成形用Ｔダイを用いて製造される熱可塑性樹脂製フィルムのエッジビードを低減する方法であって、
前記溶融押出成形用Ｔダイにおいて、溶融された前記熱可塑性樹脂の流路の出口の幅方向の少なくとも一方の端部から前記出口の中心方向に向けてインナーディッケルを設置するステップと、
前記インナーディッケルより前記出口の下流側に前記インナーディッケルと平行にロッドを設置するステップと、
前記Ｔダイの流路に溶融された前記熱可塑性樹脂を流入するステップと、
前記流路の出口から前記熱可塑性樹脂を押し出して前記熱可塑性樹脂製フィルムを成形するステップと、を含み、
前記出口の幅方向と平行な前記インナーディッケルの下流側端面が、前記流路の上流方向に曲折し始める位置をＣｘとし、
前記出口の幅方向に対して垂直であり、前記流路に面する前記インナーディッケルの流路側端部が、前記出口の幅方向に対して垂直方向から、前記出口の端部の方向に曲折し始める位置をＣｙとし、
前記インナーディッケルの下流側端部の前記Ｃｘから前記出口の幅方向と平行な延長線と、前記インナーディッケルの流路側端部の前記Ｃｙから前記出口の幅方向に対して垂直な延長線との交点をＣとし、
前記ロッドの前記出口の幅方向に垂直な流路側端面の上流側端部をＣＲとする場合、
線分ＣＣｘの長さをＬｘとし、線分ＣＣｙの長さをＬｙとし、線分ＣｘＣＲの長さをＬＲとし、線分ＣＣｘ、線分ＣＣｙ及び線分ＣｘＣｙで囲まれる領域の面積をＡとするとき、
前記インナーディッケルの下流側端部及び流路側端部のなす形状が、
Ａ≦１４．５(Ｌｘ＋ＬＲ)―４００
を満たすことを特徴とする、エッジビード低減方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２４５７３８（Ｐ２０１１−２４５７３８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０８６５（Ｐ２０１０−１２０８６５）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【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１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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