JP7215138B2 - フィードブロック、多層押出成形品の製造方法、及び多層押出成形品の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィードブロック、多層押出成形品の製造方法、及び多層押出成形品の製造装置に関する。

多層構造の樹脂押出成形品を製造する装置として、フィードブロック方式の装置が知られている。フィードブロック方式とは、押出機より複数種の溶融樹脂をフィードブロックに供給し、フィードブロック内で溶融樹脂を積層させてから、単層型Ｔダイに送り込んで拡幅して、多層押出成形品を得る装置の方式である。フィードブロック方式におけるフィードブロックとしては、例えば、フィードブロックが有する各樹脂の流路の合流部にベイン部材を設けて、ベイン部材の回動により流路形状を変更できるようにしたフィードブロックが知られている（特許文献１）。また、合流部付近にヒータを設けたフィードブロックも知られている（特許文献２）。

特許第６０９４２８２号公報 特開平１１－３０９７７０号公報

マルチマニホールド方式とは、複数種の溶融樹脂をダイのマルチマニホールドに供給して拡幅し、ダイのリップの直前で積層させて、多層押出成形品を得る装置の方式である。マルチマニホールド方式の装置は、構造が複雑であるために、調整、分解及び組立に時間を要する。そのため、樹脂の種類を簡便に変更できない。
一方、フィードブロック方式では、マルチマニホールド方式と比較して構造が単純である。そのため、樹脂の種類をマルチマニホールド方式と比較して簡便に変更することができる。

さて、多層押出成形品における各層の膜厚を均一にすることを目的として、特許文献１記載のフィードブロックは、前記のとおりベイン部材により流路形状を変更できるように構成されている。しかし、特許文献１のフィードブロックでは、粘度が異なる樹脂により製造する場合、異なる構成の多層押出成形品を製造する場合など、製造条件を切り替える場合には、通常生産ラインを停止して、フィードブロックの調整をしなければならない。
特許文献２記載のフィードブロックには、ヒータが設けられているが、かかるヒータは、合流部付近を全幅に亘って加熱するものであり、幅方向における複数箇所を独立して加熱するものではないため、多層押出成形品の幅方向における厚みのバラツキを低減するためにヒータの温度調整をすることが容易ではない。

したがって、簡便に樹脂の種類を変更でき、多層押出成形品の幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる、フィードブロック；簡便に樹脂の種類を変更でき、多層押出成形品の幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる、多層押出成形品の製造方法；及び簡便に樹脂の種類を変更でき、多層押出成形品の幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる、多層押出成形品製造装置；が求められている。

本発明者は、前記課題を解決するべく、鋭意検討した。その結果、本発明者は、フィードブロックに、複数のヒータを特定の配置で設けることにより、前記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下を提供する。

［１］ 溶融樹脂材料の複数の流路を合流させ、前記溶融樹脂材料を、複数の層を有する平坦な流出物として流出させるフィードブロックであって、
前記複数の流路を規定する複数の流路部と、
前記複数の流路部の下流端において前記複数の流路部と連結し、前記流路を合流させ一つの合流流路を構成する合流部と、
前記流路部の近傍に配置される複数のヒータと
を含み、
前記複数の流路部のそれぞれは、その下流において、上流よりも前記流路の幅が広い、前記合流部と接続される拡幅部を含み、
前記拡幅部の一以上のそれぞれにおいては、その幅方向に並ぶ複数の加熱箇所が規定され、
前記複数のヒータは、前記複数の加熱箇所のそれぞれに配置される、フィードブロック。
［２］ 前記流路部として、第１外側流路部と、内側流路部と、第２外側流路部とを含み、
前記第１外側流路部は、その前記拡幅部として第１外側拡幅部を含み、
前記内側流路部は、その前記拡幅部として内側拡幅部を含み、
前記第２外側流路部は、その前記拡幅部として第２外側拡幅部を含み、
前記第１外側拡幅部及び前記第２外側拡幅部は、前記内側拡幅部よりも外側に配置され、
前記複数のヒータとして、前記第１外側拡幅部を加熱する複数の第１ヒータと、前記第２外側拡幅部を加熱する複数の第２ヒータとを含み、
前記複数の第１ヒータは、前記第１外側拡幅部の前記複数の加熱箇所のそれぞれに配置され、
前記複数の第２ヒータは、前記第２外側拡幅部の前記複数の加熱箇所のそれぞれに配置されている、
［１］記載のフィードブロック。
［３］ 外側に配置された前記拡幅部のそれぞれにおいて、前記複数の加熱箇所が３つ以上規定されている、
［１］又は［２］に記載のフィードブロック。
［４］ 多層押出成形品の製造方法であって、
溶融樹脂材料を、複数の押出機から［１］～［３］のいずれか１項に記載のフィードブロックの、前記複数の流路部へ供給する工程（Ａ）、
前記溶融樹脂材料を前記フィードブロックに通し、複数の層を有する平坦な流出物とする工程（Ｂ）、
前記流出物を単層型Ｔダイに供給し、前記単層型Ｔダイから押し出す工程（Ｃ）を含み、
前記工程（Ｂ）は、
前記拡幅部の幅方向に並ぶ前記複数の加熱箇所を、前記複数のヒータにより独立して加熱する工程（Ｂ１）を含む、多層押出成形品の製造方法。
［５］ 製造された多層押出成形品の、少なくとも一つの層の厚みを、前記多層押出成形品の幅方向に並ぶ複数箇所において計測する工程（Ｄ）と、
前記工程（Ｄ）で計測された少なくとも一つの層の厚みに基づき、前記工程（Ｂ１）における前記拡幅部の幅方向に並ぶ前記複数の加熱箇所の加熱条件を調整する工程（Ｅ）とを更に含む、
［４］に記載の多層押出成形品の製造方法。
［６］ ３層押出成形品の製造方法であって、
前記工程（Ａ）では、前記溶融樹脂材料を、前記複数の押出機から請求項２に記載のフィードブロックの、前記第１外側流路部と、前記内側流路部と、前記第２外側流路部とへ供給し、
前記工程（Ｂ）では、前記第１外側拡幅部及び前記第２外側拡幅部における、幅方向に並ぶ前記複数の加熱箇所を独立して加熱する、
［４］又は［５］に記載の多層押出成形品の製造方法。
［７］ 前記第１外側流路部を流れる第１溶融樹脂材料の前記第１外側流路部の下流端における流速Ｖ１と、前記第２外側流路部を流れる第２溶融樹脂材料の前記第２外側流路部の下流端における流速Ｖ２とが、４ｃｍ／ｓ以下である、［６］に記載の多層押出成形品の製造方法。
［８］ 前記流速Ｖ１と前記流速Ｖ２との平均流速Ｖ_ａｖｅ（ｃｍ／ｓ）、及び、前記内側流路部を流れる第３溶融樹脂材料の前記内側流路部の下流端における流速Ｖ_ｉｎ（ｃｍ／ｓ）が、下記式（１）を満たす、［６］又は［７］に記載の多層押出成形品の製造方法。
０．３＜Ｖ_ａｖｅ／Ｖ_ｉｎ＜６．５ （１）
［９］ ［１］～［３］のいずれか１項に記載のフィードブロックと、
前記フィードブロックの下流端に接続される単層型Ｔダイと、
前記単層型Ｔダイから押し出される多層押出成形品の少なくとも一つの層の厚みを、前記多層押出成形品の幅方向に並ぶ複数箇所において計測する計測部と、
前記計測部が計測した、前記少なくとも一つの層の厚みに基づいて、前記フィードブロックの前記複数のヒータの温度を制御する温度制御部とを含む、多層押出成形品の製造装置。

本発明によれば、簡便に樹脂の種類を変更でき、多層押出成形品の幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる、フィードブロック；簡便に樹脂の種類を変更でき、多層押出成形品の幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる、多層押出成形品の製造方法；及び、簡便に樹脂の種類を変更でき、多層押出成形品の幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる、多層押出成形品製造装置を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るフィードブロックを概略的に示す、斜め方向からの透視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るフィードブロックを概略的に示す、縦断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るフィードブロックを概略的に示す、側面透視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る多層押出成形品の製造装置を模式的に説明する概略図である。

以下、本発明について実施形態及び例示物を示して詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。

以下の説明において、「長尺」のフィルムとは、幅に対して、５倍以上の長さを有するフィルムをいい、好ましくは１０倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するフィルムをいう。フィルムの長さの上限は、特に制限は無く、例えば、幅に対して１０万倍以下としうる。

以下の説明において、要素の方向が「平行」、「垂直」及び「直交」とは、別に断らない限り、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±３°、±２°又は±１°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。

フィルムにおいて幅方向とは、通常フィルムの搬送方向と直交する方向をいう。

［１．フィードブロックの概要］
本発明の一実施形態に係るフィードブロックは、溶融樹脂材料の複数の流路を合流させ、溶融樹脂材料を、複数の層を有する平坦な流出物として流出させるものである。

［１．１．溶融樹脂材料］
フィードブロックに供給される樹脂材料の種類は、特に限定されない。樹脂材料の例としては、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、脂環式構造を有する重合体を含む樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。これらの中でも、脂環式構造を有する重合体を含む樹脂が好ましい。脂環式構造を有する重合体を含む樹脂は、通常流動性が良好なので、膜厚のバラツキの小さい厚み精度の良好なフィルムを製造できる。また、脂環式構造を有する重合体を含む樹脂は、通常吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れたフィルムを製造できる。

脂環式構造を有する重合体の例としては、ノルボルネン構造を含有する単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物；ノルボルネン構造を含有する単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物；単環の環状オレフィン単量体の重合体又はその水素添加物；環状共役ジエン単量体の重合体又はその水素添加物；及び、ビニル脂環式炭化水素単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物（例、芳香環を含む不飽和結合が水素化された水素添加物）が挙げられる。

これらの中でも、良好な製膜性、優れた機械的強度、優れた耐熱性、及び優れた透明性の観点から、ノルボルネン構造を含有する単量体の開環重合体の水素添加物又は開環共重合体の水素添加物；ノルボルネン構造を含有する単量体の付加重合体の水素添加物又は付加共重合体の水素添加物が好ましい。

樹脂材料は、結晶性であってもよいし、非晶性であってもよい。

樹脂材料は、重合体の他に、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の、各種の添加剤を含んでいてもよい。

樹脂材料が含みうる紫外線吸収剤の例としては、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系紫外線吸収剤等の、有機紫外線吸収剤が挙げられる。

トリアジン系紫外線吸収剤の具体例としては、２－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－５－［（へキシル）オキシ］－フェノール、及び２，４－ビス（２－ヒドロキシ－４－ブトキシフェニル）－６－（２，４－ジブトキシフェニル）－１，３，５－トリアジンが挙げられる。

ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の具体例としては、２，２’－メチレンビス（４－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）－６－（２Ｈ－ベンゾトリアゾール－２－イル）フェノール）、２－（２’－ヒドロキシ－３’－ｔｅｒｔ－ブチル－５’－メチルフェニル）－５－クロロベンゾトリアゾール、及び２，４－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－６－（５－クロロベンゾトリアゾール－２－イル）フェノールが挙げられる。

ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の具体例としては、２，２’－ジヒドロキシ－４，４’－ジメトキシベンゾフェノン、及び２，２’，４，４’－テトラヒドロキシベンゾフェノンが挙げられる。

これらの中でも、特に２，２’－メチレンビス（４－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）－６－（２Ｈ－ベンゾトリアゾール－２－イル）フェノール）が好ましい。

樹脂材料に紫外線吸収剤を含有させる方法としては、特に限定はなく、例えば、紫外線吸収剤をあらかじめ樹脂材料中に配合しておく方法；紫外線吸収剤を高濃度に含有するマスターバッチを用いる方法；紫外線吸収剤を押出機に直接供給し、紫外線吸収剤と重合体とを溶融混練する方法が挙げられる。

［１．２．実施形態］
以下に本発明の一実施形態に係るフィードブロックを、図１～図３を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るフィードブロックを概略的に示す、斜め方向からの透視図である。
図２は、本発明の一実施形態に係るフィードブロックを概略的に示す、縦断面図である。図２は、図１における方向Ｄ１に垂直な面で、フィードブロックを切断した際の断面図を示している。
図３は、本発明の一実施形態に係るフィードブロックを概略的に示す、側面透視図である。

フィードブロック１００は、二種の、溶融樹脂材料Ａ及び溶融樹脂材料Ｂを、三層を有する平坦な流出物として流出させるための構造を有する。

フィードブロック１００には、溶融樹脂材料Ａを供給する配管１００１と、溶融樹脂材料Ｂを供給する配管１００２が接続されている。配管１００１には、フィードブロック１００の内部に備えられた配管１０１が接続されている。配管１０１の一端は、フィードブロック１００の側面に開口しており、図示しないフランジを介して配管１００１が接続されている。配管１０１の他端は、二方向に分岐する分岐部１０２が接続されている。分岐部１０２には、第１外側流路部１１０ａと第２外側流路部１１０ｂとが接続されている。したがって、配管１０１に供給された溶融樹脂材料Ａは、分岐部１０２において第１外側流路部１１０ａと第２外側流路部１１０ｂとに分配されて、第１外側流路部１１０ａと第２外側流路部１１０ｂとを流れるようになっている。第１外側流路部１１０ａを流れる溶融樹脂材料Ａ（第１溶融樹脂材料）と、第２外側流路部１１０ｂとを流れる溶融樹脂材料Ａ（第２溶融樹脂材料）が互いに同じ流量となるように、第１外側流路部１１０ａと第２外側流路部１１０ｂとは対称な形に構成されている。

第１外側流路部１１０ａは、分岐部１０２と接続される、管状である管状部１１１ａと、管状部１１１ａと接続される第１外側拡幅部１１２ａとから構成されている。第１外側拡幅部１１２ａは、フィードブロック１００の底面と平行な断面が、図１における方向Ｄ１と平行な長手方向を有する略矩形状である。管状部１１１ａの直径よりも、第１外側拡幅部１１２ａの長手方向における寸法は大きい。したがって、第１外側流路部１１０ａは、下流の第１外側拡幅部１１２ａにおいて、上流の管状部１１１ａよりも流路の幅が広くなっている。管状部１１１ａは、第１外側拡幅部１１２ａの、長手方向における略中央部において第１外側拡幅部１１２ａと接続している。

第２外側流路部１１０ｂは、分岐部１０２と接続される、管状である管状部１１１ｂと、管状部１１１ｂと接続される第２外側拡幅部１１２ｂとから構成されている。第２外側拡幅部１１２ｂは、フィードブロック１００の底面と平行な断面が、図１における方向Ｄ１と平行な長手方向を有する略矩形状である。管状部１１１ｂの直径よりも、第２外側拡幅部１１２ｂの長手方向における寸法は大きい。したがって、第２外側流路部１１０ｂは、下流の第２外側拡幅部１１２ｂにおいて、上流の管状部１１１ｂよりも流路の幅が広くなっている。管状部１１１ｂは、第２外側拡幅部１１２ｂの、長手方向における略中央部において第２外側拡幅部１１２ｂと接続している。

配管１００２には、フィードブロック１００の内部に備えられた内側流路部１２０が接続されている。内側流路部１２０の一端は、フィードブロック１００の側面に開口しており、図示しないフランジを介して配管１００２が接続されている。したがって、配管１００２から供給された溶融樹脂材料Ｂは、内側流路部１２０を流れるようになっている。

内側流路部１２０は、管状である管状部１２１と、管状部１２１と接続される内側拡幅部１２２とから構成されている。内側拡幅部１２２は、フィードブロック１００の底面と平行な断面が、図１における方向Ｄ１と平行な長手方向を有する略矩形状である。管状部１２１の直径よりも、内側拡幅部１２２の長手方向における寸法は大きい。したがって、内側流路部１２０は、下流の内側拡幅部１２２において、上流の管状部１２１よりも流路の幅が広くなっている。管状部１２１は、内側拡幅部１２２の、長手方向における略中央部において内側拡幅部１２２と接続している。

第１外側流路部１１０ａの下流端１１３ａ（即ち、第１外側拡幅部１１２ａの下流端）、第２外側流路部１１０ｂの下流端１１３ｂ（即ち、第２外側拡幅部１１２ｂの下流端）、及び内側流路部１２０の下流端１２３（即ち、内側拡幅部１２２の下流端）には、第１外側流路部１１０ａと、内側流路部１２０と、第２外側流路部１１０ｂとを合流させる、合流部１３０が連結されている。合流部１３０は、フィードブロック１００の底面と平行な断面が、図１における方向Ｄ１と平行である長手方向を有する略矩形状である。

第１外側流路部１１０ａの下流端１１３ａ、第２外側流路部１１０ｂの下流端１１３ｂ、及び内側流路部１２０の下流端１２３はそれぞれ、方向Ｄ１と平行な長手方向を有する略矩形状の断面を有している。

下流端１１３ａは、下流端１２３の短手方向（方向Ｄ１と垂直な方向）の一方の側に隣接するように配置され、下流端１１３ｂは、他方の側に隣接するように配置されている。したがって、第１外側拡幅部１１２ａ及び第２外側拡幅部１１２ｂは、内側拡幅部１２２よりも、方向Ｄ１と垂直な方向において外側になるように配置されている。

合流部１３０は、その下流端にフィードブロック１００の底面において開口する開口部１３１を備える。開口部１３１は、方向Ｄ１と平行である長手方向を有する略矩形状である。開口部１３１は、後述する単層型Ｔダイの、樹脂受け入れ口と接続される。

別の実施形態では、開口部は単層型Ｔダイの樹脂受け入れ口の形状に応じた他の形状となっている。例えば、開口部は、略円形状、略楕円形状であってもよい。この場合の合流部は、通常、断面が略矩形状から開口部の形状に次第に変化するように形成される。

第１外側流路部１１０ａの近傍、詳細には、第１外側拡幅部１１２ａの下流端１１３ａに隣接して、５つのヒータ１４０ａが配置され、第１外側拡幅部１１２ａの幅方向（長手方向）に並ぶ５つの加熱箇所ｈ１を加熱するようになっている。すなわち、５つのヒータ１４０ａは、５つの加熱箇所ｈ１に対応して配置されている。５つの加熱箇所ｈ１は、詳細には第１外側拡幅部１１２ａの下流端１１３ａの近傍、好ましくは下流端１１３ａに規定されている。５つの加熱箇所ｈ１は、互いに等間隔に規定されている。また、第２外側流路部１１０ｂの近傍、詳細には、第２外側拡幅部１１２ｂの下流端１１３ｂに隣接して、５つのヒータ１４０ｂが配置され、第２外側拡幅部１１２ｂの幅方向（長手方向）に並ぶ５つの加熱箇所ｈ２を加熱するようになっている。すなわち、５つのヒータ１４０ｂは、５つの加熱箇所ｈ２に対応して配置されている。５つの加熱箇所ｈ２は、詳細には第２外側拡幅部１１２ｂの下流端１１３ｂの近傍、好ましくは下流端１１３ｂに規定されている。５つの加熱箇所ｈ２は、互いに等間隔に規定されている。

本実施形態では、ヒータ１４０ａは、加熱箇所ｈ１に接しておらず加熱箇所ｈ１と一定の間隔を空けて配置されており、またヒータ１４０ｂは加熱箇所ｈ２に接しておらず加熱箇所ｈ２と一定の間隔を空けて配置されている。ヒータ１４０ａと加熱箇所ｈ１との間隔及びヒータ１４０ｂと加熱箇所ｈ２との間隔は、ヒータ１４０ａ及びヒータ１４０ｂの加熱能力、フィードブロック１００を形成する材料の熱伝導率等の特性により、適宜定められる。

別の実施形態では、ヒータは、加熱箇所ｈ１又は加熱箇所ｈ２に接していてもよい。
また別の実施形態では、ヒータは、内側拡幅部１２２の幅方向に並ぶ複数の加熱箇所に配置されていてもよい。
また別の実施形態では、第１外側拡幅部１１２ａ、第２外側拡幅部１１２ｂ、及び内側拡幅部１２２から選ばれる一以上の拡幅部に対して、それぞれ３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上、７つ以上、８つ以上、９つ以上、又は１０つ以上の加熱箇所が規定されていてもよい。
また別の実施形態では、拡幅部の幅方向に並ぶ複数の加熱箇所は、互いに等間隔に規定されていなくてもよく、例えば、拡幅部の幅方向における中心線に対して対称に規定されていてもよい。

５つのヒータ１４０ａには、配線１４１ａがそれぞれ接続され、また５つのヒータ１４０ｂには、配線１４１ｂがそれぞれ接続され、すべてのヒータ１４０ａ、１４０ｂが互いに独立して、加熱箇所ｈ１、ｈ２を加熱できるようになっている。

フィードブロック１００を用いて製造された、多層押出フィルムの各層（第１外側流路部１１０ａに対応する樹脂材料Ａの層、内側流路部１２０に対応する樹脂材料Ｂの層、第２外側流路部１１０ｂに対応する樹脂材料Ａの層）における、幅方向の厚み分布を測定し、その結果に基づいて、ヒータ１４０ａ及びヒータ１４０ｂの温度調整を行うことにより、各流路部の下流端を流れる、合流部１３０において合流する前の各溶融樹脂材料の幅方向における温度分布を変化させることができる。これにより各溶融樹脂材料の幅方向における粘度分布を変化させうる。例えば、多層押出フィルムにおけるある層の厚みが幅方向において不均一である場合、厚みが薄い部分に対応する加熱箇所を加熱するヒータの温度調整を行うことにより、加熱箇所近傍を流れる溶融樹脂材料の粘度を下げる。または、厚みが厚い部分に対応する加熱箇所を加熱するヒータの温度調整を行うことにより、加熱箇所近傍を流れる溶融樹脂材料の粘度を上昇させる。このように、各流路部の下流端を流れる溶融樹脂材料の幅方向における粘度分布を変化させることにより、多層押出フィルムの各層の厚みのバラツキを簡便に低減できる。

多層押出フィルムの各層における、幅方向の厚み分布は、後述するように、分光膜厚計などの装置によりインラインで自動に測定してもよく、多層押出フィルムを切断し、断面を光学顕微鏡などで観察することなどにより測定してもよい。

別の実施形態では、フィードブロックは、二種の材料を、二層を有する平坦な流出物として流出させる構成を有するものであってもよく、三種の材料を、三層を有する平坦な流出物として流出させる構成を有するものであってもよい。

別の実施形態では、フィードブロックは、合流部に、特許第６０９４２８２号公報に示されるようなベイン部材を備えていてもよい。

［２．多層押出成形品の製造装置］
本発明の一実施形態に係る多層押出成形品の製造装置は、フィードブロックと、フィードブロックの下流端に接続される単層型Ｔダイと、単層型Ｔダイから押し出される多層押出成形品の少なくとも一つの層の厚みを、前記多層押出成形品の幅方向に並ぶ複数箇所において計測する計測部と、計測部が計測した、少なくとも一つの層の厚みに基づいて、フィードブロックの前記複数のヒータの温度を制御する温度制御部とを含む。

以下に、本発明の一実施形態に係る多層押出成形品の製造装置を、図１～３に、更に図４を用いて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る多層押出成形品の製造装置を模式的に説明する概略図である。本実施形態の製造装置１０００は、樹脂材料Ａからなる第１スキン層、樹脂材料Ｂからなるコア層、及び樹脂材料Ａからなる第２スキン層をこの順で備える、二種三層構造を有する押出フィルムを製造する装置である。

製造装置１０００は、溶融樹脂材料Ａをフィードブロック１００に供給する第１の供給系１１００と、溶融樹脂材料Ｂをフィードブロック１００に供給する第２の供給系１２００とを備える。第１の供給系１１００は、ペレット状の樹脂材料Ａが投入されるホッパ１１０１、ホッパ１１０１に投入された樹脂材料Ａを加熱し、溶融混練する押出機１１０２、押出機１１０２より送り出された溶融樹脂材料Ａを定量し供給するギヤポンプ１１０３、及び、溶融しない異物などを除去する濾過器１１０４を備えている。第２の供給系１２００も、第１の供給系１１００と同様に、ペレット状の樹脂材料Ｂが投入されるホッパ１２０１、押出機１２０２、ギヤポンプ１２０３、及び、濾過器１２０４を備えている。
第１の供給系１１００から供給される溶融樹脂材料Ａは、フィードブロック１００に接続された配管１００１を流れ、フィードブロック１００の配管１０１に供給される。
第２の供給系１２００から供給される溶融樹脂材料Ｂは、フィードブロック１００に接続された配管１００２を流れ、フィードブロック１００の管状部１２１に供給される。

フィードブロック１００の下流端には、単層型Ｔダイ１３００が接続されている。単層型Ｔダイ１３００の形状としては、特に限定はなく、例えば、ストレートマニホールド形状、フィッシュテール形状、及びコートハンガー形状が挙げられる。中でも、膜厚のバラツキが低減された多層押出フィルムを製造する観点から、単層型Ｔダイ１３００は、コートハンガー形状であることが好ましい。単層型Ｔダイ１３００は、リップ部１３０１を備える。リップ部１３０１は、多層押出フィルムにダイラインが発生することを抑制する観点から、炭化タングステンなどの硬質材料で形成されていることが好ましく、更にクロムメッキなどの処理により表面が平滑であることが好ましい。

単層型Ｔダイ１３００のリップ部１３０１から押し出された３層のフィルム状の流出物Ｆ１は、まずキャストロール１４０１、次いで冷却ロール１４０２、次いで冷却ロール１４０３により冷却されて、フィルムＦ２となる。フィルムＦ２は、テンションロール１４０４、テンションロール１４０５、テンションロール１４０６、駆動ロール１４０７ａ、１４０７ｂにより搬送され、巻き取りロール１４０８に巻き取られ、長尺のフィルムを巻き回したフィルムロールが製造される。

テンションロール１４０６と駆動ロール１４０７ａ、１４０７ｂとの間には、フィルムＦ２が有する層（コア層、第１スキン層、第２スキン層のうちの少なくとも一層）の厚みを、フィルムＦ２の幅方向に並ぶ複数箇所においてインラインで計測する計測部１５００が設けられている。計測部１５００で計測されたフィルムの層の厚み値は、配線１５０１を通じて温度制御部１６００に送られる。計測部１５００としては、例えば分光膜厚計を含む装置を用いうる。

温度制御部１６００は、フィルムの層の厚み値に基づいて、ヒータ１４０ａ及びヒータ１４０ｂの温度を設定し、配線１４１ａ及び配線１４１ｂを通じて、ヒータ１４０ａ及びヒータ１４０ｂの温度を制御する。温度制御部１６００としては、パーソナルコンピュータなどの、汎用装置を用いうる。

製造装置１０００は、延伸装置（例、一軸延伸装装置、二軸延伸装置、斜め延伸装置など）、裁断装置などの装置を更に備えていてもよい。

製造装置１０００は、フィードブロック１００を備えることにより、多層押出フィルムの幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる。

［３．多層押出成形品の製造方法］
本実施形態の多層押出成形品の製造方法は、前記一実施形態に係るフィードブロック１００を用いて行われる。
本実施形態の製造方法は、下記工程（Ａ）、工程（Ｂ）、及び工程（Ｃ）を含み、任意に、更に工程（Ｄ）及び工程（Ｅ）を含む。

［３．１．工程（Ａ）］
工程（Ａ）では、溶融樹脂材料を、複数の押出機からフィードブロック１００の複数の流路部へ供給する。より詳細には、溶融樹脂材料Ａを、押出機からフィードブロック１００の第１外側流路部１１０ａ及び第２外側流路部１１０ｂへ供給し、溶融樹脂材料Ｂを、押出機からフィードブロック１００の内側流路部１２０へ供給する。

［３．２．工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）は、工程（Ａ）の後に行われる。工程（Ｂ）では、溶融樹脂材料を、フィードブロック１００に通し、複数の層を有する平坦な流出物とする。より詳細には、溶融樹脂材料Ａ及び溶融樹脂材料Ｂをフィードブロック１００に通し、樹脂材料Ａからなる層、樹脂材料Ｂからなる層、及び樹脂材料Ａからなる層をこの順で有する平坦な流出物とする。

工程（Ｂ）は、フィードブロック１００の拡幅部の幅方向に並ぶ複数の加熱箇所を、複数のヒータにより独立して加熱する工程（Ｂ１）を含む。より詳細には、工程（Ｂ１）では、第１外側拡幅部１１２ａの幅方向に並ぶ複数の加熱箇所ｈ１を、複数のヒータ１４０ａにより独立して加熱し、第２外側拡幅部１１２ｂの幅方向に並ぶ複数の加熱箇所ｈ２を、複数のヒータ１４０ｂにより独立して加熱する。

工程（Ｂ）では、第１外側流路部１１０ａを流れる第１溶融樹脂材料（本実施形態では、溶融樹脂材料Ａ）の第１外側流路部１１０ａの下流端１１３ａにおける流速Ｖ１と、第２外側流路部１１０ｂを流れる第２溶融樹脂材料（本実施形態では、溶融樹脂材料Ａ）の第２外側流路部１１０ｂの下流端１１３ｂにおける流速Ｖ２とが、０ｃｍ／ｓより大きく４ｃｍ／ｓ以下であることが好ましい。流速Ｖ１は、より好ましくは３ｃｍ／ｓ以下であり、更に好ましくは２ｃｍ／ｓ以下であり、流速Ｖ２は、より好ましくは３ｃｍ／ｓ以下であり、更に好ましくは２ｃｍ／ｓ以下である。流速Ｖ１及び流速Ｖ２を、前記範囲内に収めることにより、効果的に多層押出フィルムの幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる。

流速Ｖ１及びＶ２は、それぞれ実測してもよいし、それぞれ、フィードブロック１００に供給される第１溶融樹脂材料（本実施形態では溶融樹脂材料Ａ）の流量と下流端１１３ａの断面積とから、及び第２溶融樹脂材料（本実施形態では溶融樹脂材料Ａ）の流量と下流端１１３ｂの断面積とから、計算により算出してもよい。
流速Ｖ１及びＶ２は、フィードブロック１００に供給される溶融樹脂材料Ａの流量を調整することによって調整できる。

流速Ｖ１と流速Ｖ２との平均流速Ｖ_ａｖｅ（ｃｍ／ｓ）、及び、内側流路部１２０を流れる第３溶融樹脂材料（本実施形態では、溶融樹脂材料Ｂ）の内側流路部１２０の下流端１２３における流速Ｖ_ｉｎ（ｃｍ／ｓ）が、下記式（１）を満たすことが好ましい。平均流速Ｖ_ａｖｅ及び流速Ｖ_ｉｎが、下記式（１）を満たすことにより、膜厚の調整がより容易となり、効果的に多層押出フィルムの幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できる。

０．３＜Ｖ_ａｖｅ／Ｖ_ｉｎ＜６．５ （１）

Ｖ_ａｖｅ／Ｖ_ｉｎの値は、好ましくは０．３より大きく、より好ましくは０．４以上、更に好ましくは０．５以上であり、好ましくは６．５より小さく、より好ましくは６以下、更に好ましくは５以下である。

ここで、流速Ｖ_ｉｎは、実測してもよいし、フィードブロック１００に供給される第３溶融樹脂材料（本実施形態では溶融樹脂材料Ｂ）の流量と下流端１２３の断面積とから、計算により算出してもよい。

［３．３．工程（Ｃ）］
工程（Ｃ）は、工程（Ｂ）の後に行われる。工程（Ｃ）では、フィードブロック１００から流出した流出物を、単層型Ｔダイに供給し、単層型Ｔダイから押し出す。単層型Ｔダイとしては、前記製造装置１０００が備える単層型Ｔダイ１３００と同様のものを用いうる。

［３．４．工程（Ｄ）］
工程（Ｄ）では、製造された多層押出成形品の少なくとも一つの層の厚みを、多層押出成形品の幅方向に並ぶ複数箇所において計測する。より詳細には、製造された多層押出フィルムの、樹脂材料Ａからなる層（第１外側流路部１１０ａに対応する第１スキン層及び第２外側流路部１１０ｂに対応する第２スキン層）の厚みを、多層押出フィルムの幅方向に並ぶ複数箇所において計測する。計測手段は特に限定されない。厚みは、分光膜厚計などの装置によりインラインで自動に測定してもよく、多層押出フィルムを切断し、断面を光学顕微鏡などで観察することなどにより測定してもよい。

［３．５．工程（Ｅ）］
工程（Ｅ）は、工程（Ｄ）の後に行われる。工程（Ｅ）では、工程（Ｄ）で計測された少なくとも一つの層の厚みに基づき、工程（Ｂ１）における拡幅部の幅方向に並ぶ前記複数の加熱箇所の加熱条件を調整する。より詳細には、工程（Ｄ）で計測された、樹脂材料Ａからなる層（第１外側流路部１１０ａに対応する第１スキン層及び第２外側流路部１１０ｂに対応する第２スキン層）の厚みに基づき、工程（Ｂ１）における、第１外側拡幅部１１２ａの幅方向に並ぶ複数の加熱箇所ｈ１及び第２外側拡幅部１１２ｂの幅方向に並ぶ複数の加熱箇所ｈ２の加熱条件を調整する。加熱箇所ｈ１の加熱条件は、ヒータ１４０ａの温度を制御することにより調整できる。加熱箇所ｈ２の加熱条件は、ヒータ１４０ｂの温度を制御することにより調整できる。

工程（Ｅ）の後、工程（Ｄ）に戻り、工程（Ｅ）及び工程（Ｄ）が繰り返されてもよい。

［３．６．任意の工程］
本実施形態の製造方法は、前記工程（Ａ）～（Ｄ）以外に、任意の工程を備えていてもよい。任意の工程の例としては、多層押出フィルム（多層押出成形品）を、延伸（例、一軸延伸、二軸延伸、斜め延伸）する工程、及び多層押出フィルムを裁断する工程が挙げられる。

［４．多層押出成形品の好適な用途］
本発明のフィードブロックを用いて製造された多層押出成形品は、幅方向の厚みのバラツキが低減されているので、例えば、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルム、透明導電フィルムなどの光学フィルムの素材として好適に使用できる。

以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。

以下の説明において、量を表す「部」は、別に断らない限り、重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。

［実施例１～実施例６］
（樹脂材料Ａの準備）
樹脂材料Ａとして、熱可塑性樹脂である、環状オレフィン重合体を含むシクロオレフィン樹脂（日本ゼオン社製「ゼオノア」、ガラス転移温度１２３℃）のペレットを用意した。

（樹脂材料Ｂの準備）
添加剤として、紫外線吸収剤（ＡＤＥＫＡ社製「ＬＡ－３１ＲＧ」）を用意した。前記のシクロオレフィン樹脂９０重量部及び紫外線吸収剤１０部を二軸押出機にて溶融混練し、押出したストランドをペレタイザーで成形して、熱可塑性樹脂である、ペレット状の樹脂材料Ｂを得た。

（多層押出フィルムの製造）
多層押出フィルムとしての多層光学フィルムを、フィードブロック１００を備える、図４に示す製造装置１０００を用いて製造した。
第１の供給系１１００により、溶融樹脂材料Ａをフィードブロック１００の第１外側流路部１１０ａ及び第２外側流路部１１０ｂに供給した。また第２の供給系１２００により、溶融樹脂材料Ｂをフィードブロック１００の内側流路部１２０に供給した。
ここで、溶融樹脂材料Ａ及び溶融樹脂材料Ｂのフィードブロック１００への供給量は、流速Ｖ１、流速Ｖ２、及び流速Ｖ_ｉｎが、表１に示す値となるように調整した。
また、第１外側流路部１１０ａの近傍に配置された５つのヒータ１４０ａ及び第２外側流路部１１０ｂの近傍に配置された５つのヒータ１４０ｂの温度を、表１に示すとおりに調製した。ここで、５つのヒータ１４０ａに対して、図１において手前にある順にａ１からａ５までの番号を付し、ヒータａ１～ａ５としている。また、５つのヒータ１４０ｂに対して、図１において手前にある順にｂ１からｂ５までの番号を付し、ヒータｂ１～ｂ５としている。

次いで、フィードブロック１００から単層型Ｔダイ１３００に、溶融樹脂材料Ａ及び溶融樹脂材料Ｂの層を有する流出物を供給した。これにより、単層型Ｔダイ１３００には、溶融樹脂材料Ｂの層と、溶融樹脂材料Ｂの層の両面上及び幅方向の両側に配された溶融樹脂材料Ａの層が充填された。

次いで、単層型Ｔダイ１３００のリップ部１３０１から、溶融樹脂材料Ａと溶融樹脂材料Ｂとをフィルム状に押し出し、キャストロール１４０１、冷却ロール１４０２及び冷却ロール１４０３で冷却して、光学フィルムとしてのフィルムＦ２を得た。押出条件は、ダイリップの間隙を０．５ｍｍ、単層型Ｔダイの幅を１７００ｍｍ、フィードブロック１００に供給される溶融樹脂材料Ａ及び溶融樹脂材料Ｂの温度をそれぞれ２６０℃、キャストロール１４０１の温度を１００℃、冷却ロール１４０２及び冷却ロール１４０３の温度を９０℃とした。

フィルムＦ２を、幅方向に切断し、切断面を光学顕微鏡（オリンパス社製「ＢＸ５１」）により観察し、各層の界面を観察することにより第１スキン層と第２スキン層との総膜厚（スキン層総膜厚）を計測した。計測点は幅方向に１００ｍｍ間隔とした。計測されたスキン層総膜厚の中で、最大の膜厚と最小の膜厚との差を、すべての計測点におけるスキン層総膜厚の平均で割り、１００を乗ずることにより、膜厚バラツキ度（％）を求めた。膜厚バラツキ度（％）が小さいほど、溶融樹脂材料Ａにより形成された、第１スキン層及び第２スキン層の幅方向における膜厚のバラツキが低減されている。結果を表１に示す。

［比較例１］
特許第６０９４２８２号公報記載の合流装置のように、ベイン部材を備えるが、ヒータを流路部近傍に備えていないフィードブロックＣ１を準備した。フィードブロック１００の代わりにフィードブロックＣ１を用いた以外は製造装置１０００と同じ構成の製造装置を用いて、樹脂材料Ａ及び樹脂材料Ｂから光学フィルムを製造した。製造に際しては、第１スキン層及び第２スキン層の幅方向における膜厚のバラツキがなるべく小さくなるように、フィードブロックＣ１のベイン部材を調整した。また、溶融樹脂材料Ａが流れる２つの流路部の下流端における流速の平均Ｖ_ａｖｅと、溶融樹脂材料Ｂが流れる流路部の下流端における流速Ｖ_ｉｎを、表１に示すように調整した。
製造した光学フィルムについて、実施例同様にして膜厚バラツキ度（％）を求めた。結果を表１に示す。

［比較例２］
ヒータ１４０ａ及びヒータ１４０ｂを備えていない以外は、フィードブロック１００と同様の構成を有するフィードブロックＣ２を準備した。フィードブロック１００の代わりにフィードブロックＣ２を用いた以外は製造装置１０００と同じ構成の製造装置を用いて、樹脂材料Ａ及び樹脂材料Ｂから光学フィルムを製造した。製造に際しては、溶融樹脂材料Ａが流れる２つの流路部の下流端における流速の平均Ｖ_ａｖｅと、溶融樹脂材料Ｂが流れる流路部の下流端における流速Ｖ_ｉｎを、表１に示すように調整した。
製造した光学フィルムについて、実施例同様にして膜厚バラツキ度（％）を求めた。結果を表１に示す。

［表の説明］
下記表において、各記号は下記の意味を表す。
Ｖ１：第１外側流路部の下流端における溶融樹脂材料Ａの流速
Ｖ２：第２外側流路部の下流端における溶融樹脂材料Ａの流速
Ｖ_ａｖｅ：流速Ｖ１と流速Ｖ２との平均流速
Ｖ_ｉｎ：内側流路部の下流端における溶融樹脂材料Ｂの流速

以上の結果によれば、実施例１～６において製造された光学フィルムの幅方向における膜厚バラツキ度は、比較例２において製造された光学フィルムの幅方向における膜厚バラツキ度より小さく、フィードブロック１００によれば、幅方向における膜厚のバラツキを低減できることが分かる。

また、実施例１～６において製造された光学フィルムの幅方向における膜厚バラツキ度は、比較例１と同等以上であり、フィードブロック１００によれば、ベイン部材を有する複雑な構造のフィードブロックＣ１と同等以上に、幅方向における膜厚のバラツキを低減できることが分かる。したがって、フィードブロック１００によれば、簡便に幅方向における幅方向のバラツキを低減できることが分かる。

以上の結果は、本発明のフィードブロックが、簡便に樹脂の種類を変更でき、多層押出成形品の幅方向における膜厚のバラツキを簡便に低減できることを示す。

１００ ：フィードブロック
１０１ ：配管
１０２ ：分岐部
１１０ａ ：第１外側流路部
１１０ｂ ：第２外側流路部
１１１ａ ：管状部
１１１ｂ ：管状部
１１２ａ ：第１外側拡幅部
１１２ｂ ：第２外側拡幅部
１１３ａ ：下流端
１１３ｂ ：下流端
１２０ ：内側流路部
１２１ ：管状部
１２２ ：内側拡幅部
１２３ ：下流端
１３０ ：合流部
１３１ ：開口部
１４０ａ ：ヒータ（第１ヒータ）
１４０ｂ ：ヒータ（第２ヒータ）
１４１ａ ：配線
１４１ｂ ：配線
１０００ ：製造装置
１１００ ：第１の供給系
１２００ ：第２の供給系
１３００ ：単層型Ｔダイ
１５００ ：計測部
１５０１ ：配線
１６００ ：温度制御部
ｈ１ ：加熱箇所
ｈ２ ：加熱箇所

Claims (8)

1. 溶融樹脂材料の複数の流路を合流させ、前記溶融樹脂材料を、複数の層を有する平坦な流出物として流出させるフィードブロックであって、
   前記複数の流路を規定する複数の流路部と、
   前記複数の流路部の下流端において前記複数の流路部と連結し、前記流路を合流させ一つの合流流路を構成する合流部と、
   前記流路部の近傍に配置される複数のヒータと
   を含み、
   前記複数の流路部のそれぞれは、その下流において、上流よりも前記流路の幅が広い、前記合流部と接続される拡幅部を含み、
   前記流路部として、第１外側流路部と、内側流路部と、第２外側流路部とを含み、
   前記第１外側流路部は、その前記拡幅部として第１外側拡幅部を含み、
   前記内側流路部は、その前記拡幅部として内側拡幅部を含み、
   前記第２外側流路部は、その前記拡幅部として第２外側拡幅部を含み、
   前記第１外側拡幅部及び前記第２外側拡幅部は、前記内側拡幅部よりも外側に配置され、
   前記第１外側拡幅部の下流端に、前記第１外側拡幅部の幅方向に並ぶ複数の加熱箇所が規定され、
   前記第２外側拡幅部の下流端に、前記第２外側拡幅部の幅方向に並ぶ複数の加熱箇所が規定され、
   前記複数のヒータとして、前記第１外側拡幅部を加熱する複数の第１ヒータと、前記第２外側拡幅部を加熱する複数の第２ヒータとを含み、
   前記複数の第１ヒータは、前記第１外側拡幅部の前記複数の加熱箇所のそれぞれに配置され、
   前記複数の第２ヒータは、前記第２外側拡幅部の前記複数の加熱箇所のそれぞれに配置されている、
   フィードブロック。
2. 前記第１外側拡幅部及び前記第２外側拡幅部のそれぞれにおいて、前記複数の加熱箇所が３つ以上規定されている、
   請求項１に記載のフィードブロック。
3. 多層押出成形品の製造方法であって、
   溶融樹脂材料を、複数の押出機から請求項１又は２に記載のフィードブロックの、前記複数の流路部へ供給する工程（Ａ）、
   前記溶融樹脂材料を前記フィードブロックに通し、複数の層を有する平坦な流出物とする工程（Ｂ）、
   前記流出物を単層型Ｔダイに供給し、前記単層型Ｔダイから押し出す工程（Ｃ）を含み、
   前記工程（Ｂ）は、
   前記拡幅部の幅方向に並ぶ前記複数の加熱箇所を、前記複数のヒータにより独立して加熱する工程（Ｂ１）を含む、多層押出成形品の製造方法。
4. 製造された多層押出成形品の、少なくとも一つの層の厚みを、前記多層押出成形品の幅方向に並ぶ複数箇所において計測する工程（Ｄ）と、
   前記工程（Ｄ）で計測された少なくとも一つの層の厚みに基づき、前記工程（Ｂ１）における前記拡幅部の幅方向に並ぶ前記複数の加熱箇所の加熱条件を調整する工程（Ｅ）とを更に含む、
   請求項３に記載の多層押出成形品の製造方法。
5. ３層押出成形品の製造方法であって、
   前記工程（Ａ）では、前記溶融樹脂材料を、前記複数の押出機から請求項１又は２に記載のフィードブロックの、前記第１外側流路部と、前記内側流路部と、前記第２外側流路部とへ供給し、
   前記工程（Ｂ）では、前記第１外側拡幅部及び前記第２外側拡幅部における、幅方向に並ぶ前記複数の加熱箇所を独立して加熱する、
   請求項３又は４に記載の多層押出成形品の製造方法。
6. 前記第１外側流路部を流れる第１溶融樹脂材料の前記第１外側流路部の下流端における流速Ｖ１と、前記第２外側流路部を流れる第２溶融樹脂材料の前記第２外側流路部の下流端における流速Ｖ２とが、４ｃｍ／ｓ以下である、請求項５に記載の多層押出成形品の製造方法。
7. 前記第１外側流路部を流れる第１溶融樹脂材料の前記第１外側流路部の下流端における流速Ｖ１と前記第２外側流路部を流れる第２溶融樹脂材料の前記第２外側流路部の下流端における流速Ｖ２との平均流速Ｖ_ａｖｅ（ｃｍ／ｓ）、及び、前記内側流路部を流れる第３溶融樹脂材料の前記内側流路部の下流端における流速Ｖ_ｉｎ（ｃｍ／ｓ）が、下記式（１）を満たす、請求項５又は６に記載の多層押出成形品の製造方法。
   ０．３＜Ｖ_ａｖｅ／Ｖ_ｉｎ＜６．５ （１）
8. 請求項１又は２に記載のフィードブロックと、
   前記フィードブロックの下流端に接続される単層型Ｔダイと、
   前記単層型Ｔダイから押し出される多層押出成形品の少なくとも一つの層の厚みを、前記多層押出成形品の幅方向に並ぶ複数箇所において計測する計測部と、
   前記計測部が計測した、前記少なくとも一つの層の厚みに基づいて、前記フィードブロックの前記複数のヒータの温度を制御する温度制御部とを含む、多層押出成形品の製造装置。

Images