JP3562086B2 - 熱可塑性樹脂押出用フラットダイ及びシート状物製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂押出用フラットダイに関する。さらに詳しくは、ダイからの押出シートをフィルムを成形する際、シートの押出成形時においてフィルムの厚みむらを小さくすることのできる熱可塑性樹脂押出用フラットダイと、それを用いたシート状物製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂フィルムを製造するにあたり、厚み均一性は重要な基本品質である。例えば熱可塑性樹脂としてポリエステルを例にとると、ポリエステルフィルムはその優れた特性のため、磁気記録媒体用ベースフィルム、コンデンサなどの電気絶縁用途、プリンターリボンなどのＯＡ用途など、様々な工業用途で用いられているが、これらの用途ではフィルムの厚みについて高度な寸法精度が要求されている。従って、フィルムの厚みむらを小さく抑えることは極めて重要なことである。
【０００３】
図１は、二軸延伸する場合の熱可塑性樹脂フィルムの製造装置を示している。図において、熱可塑性樹脂フィルムの製造装置は、樹脂供給装置９０と、熱可塑性樹脂押出用フラットダイのダイ本体１と、キャスティングドラム９４と、フィルム送り装置９５と、フィルム長手方向延伸装置９６と、フィルム巾方向延伸装置９７と、フィルム搬送装置９８と、フィルム巻取装置９９とから構成されている。
【０００４】
厚みむらが生じる原因としては、樹脂供給装置９０から供給された熱可塑性樹脂をダイ本体１から溶融押出してキャスティングドラム９４上にシート状に押出する際の吐出量の変動、ダイ本体１とキャスティングドラム９４との間の樹脂の膜振動、キャスティングドラム９４の回転むら、さらに、フィルム長手方向延伸装置９６での延伸の際のロールの温度むらや回転むら、また、フィルム巾方向延伸装置９７での延伸の際の装置内の温度むらや風速むらなどがある。
【０００５】
そこで従来から厚みむら改善のために種々の方法が提案されている。例えば、溶融樹脂シートを冷却固化するキャスティングドラムの回転むらを抑える方法（特開昭５５−９３４２０号公報）や、溶融樹脂をキャスティングドラム上に静電気力で密着させる際に、静電気力を受け易いように樹脂を改質する方法（特開昭５９−９１１２１号公報）が提案されているが、いずれも効果が十分でない。
【０００６】
また、ダイ本体１とキャスティングドラム９４との間の樹脂の膜振動を抑えるために、熱可塑性樹脂の押出粘度を下げて、熱可塑性樹脂の溶融温度を高める方法（特願平６−７０７８９号公報）が提案されている。また、厚みむらを低減する目的以外ではあるが、同様に熱可塑性樹脂を一旦溶融温度以上に加熱してから、溶融温度以下再結晶温度以上に冷却して押出す方法（特開平４−３４７６１７号公報）が提案されている。しかし、本発明者らの検討では、熱可塑性樹脂の吐出量が小さい場合はこれらの方法は有効であるが、実際の生産ラインのような高い吐出量に適用した場合、熱可塑性樹脂内の熱伝導が律則となり十分に熱可塑性樹脂を冷却できないことが明らかになった。なお、後者（特開平４−３４７６１７号公報）においては、複数の樹脂を積層構成にする記載があるが、機能性を持たせるために異なる熱可塑性樹脂を積層するためのものであり、複数の押出機を必要とする構成である。さらに、本発明者らの検討では、熱可塑性樹脂の押出温度を下げることにより、シート状物にすじ状の厚み斑が発生しやすくなり、著しくシート状物の品質を悪化させるという問題点が存在することが明らかとなった。
【０００７】
さらに、一般に熱可塑性樹脂を融点以下で押し出す方法としては、例えば、特公昭５３−１１９８０号公報、特公昭５３−１９６２５号公報、特公平１−５５０８７号公報を挙げることができる。しかし、これらの方法はサーキュラーダイを用いるものであり、サーキュラダイの場合、円筒状に吐出されるため、端が無く融点以下に冷却しても流れを乱しにくいが、フラットダイを用いた場合、端の方が先に固化しやすく、流れを乱しやすいという問題がある。また、これらの公報は、ダイのランド部以前に熱可塑性樹脂を融点以下に冷却し、冷却の済んだ樹脂をランド部に供給する構成を取っており、さらに言えば、サーキュラダイ内部で融点以下に冷却して、熱可塑性樹脂を固化させてから、ランド部に供給してせん断をかけながら押し出すものである。そのため、非常に高い押出圧力を必要とし、通常の押出機では押出が困難であり、高圧力用の特殊な押出機を必要とするものであり、押出安定性に劣るものである。さらに、フラットダイ本体への負荷が大きく、変形、耐久性低下の原因になる。また、このように固化した熱可塑性樹脂を広幅に拡幅することは困難を極め、拡幅できたとしても、流れのむらから厚み精度の悪いものとなってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このようにフィルムの厚みむらを改善する要求は強く、そのために種々の改善方法が提案されてきたが、その効果はまだ十分ではない。本発明の目的は、このような要求に対し、厚み精度の優れたフィルムの製造を可能とする押出用フラットダイを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的に沿う本発明の熱可塑性樹脂押出用フラットダイは、溶融した熱可塑性樹脂をスリット部からシート状に押し出すフラットダイであって、
前記フラットダイに送られる前に融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に加熱溶融された熱可塑性樹脂を、前記フラットダイのマニホールド部内でフラットダイ巾方向に拡幅するまで前記Ｔｍｅ以上の温度に保温する保温用ヒータと、
フラットダイのランド部の少なくとも一方に設けられ、前記熱可塑性樹脂をＴｍｅ未満で、かつ、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の温度に冷却する、少なくとも１つの冷却手段と、
を備えたことを特徴とするものからなる。
【００１０】
上記フラットダイは、上記冷却手段を設けたスリット部近傍のランド部に、温度を測定するための少なくとも１つの温度測定センサーを備え、前記冷却手段には、前記温度測定センサーの測定結果に基づき前記熱可塑性樹脂の温度を制御するための温度コントローラユニットを接続することが好ましい。上記冷却手段は、前記ランド部の熱可塑性樹脂接触面から５０ｍｍ以内に設けることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以内である。
【００１１】
さらに、本発明に係る熱可塑性樹脂押出用フラットダイは、溶融した熱可塑性樹脂をスリット部からシート状に押し出すフラットダイであって、
熱可塑性樹脂をフラットダイ巾方向に拡幅するための少なくとも２つのマニホールド部と、
前記フラットダイに送られる前に融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に加熱溶融された熱可塑性樹脂を、前記各マニホールド部内でフラットダイ巾方向に拡幅するまで前記Ｔｍｅ以上の温度に保温する保温用ヒータと、
前記各マニホールド部に接続された分岐スリット部と、該分岐スリット部が合流し前記熱可塑性樹脂をフラットダイから最終的に押し出すための合流スリット部からなるスリット部と、
前記スリット部を構成するフラットダイのランド部の少なくとも一方に設けられ、前記熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ未満で、かつ、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上に冷却する、少なくとも１つの冷却手段と、
を備えたことを特徴とするものからなる。
【００１２】
上記フラットダイでは、前記合流スリット部に、前記熱可塑性樹脂をフラットダイ巾方向に流し得るサブマニホールド部を備えると好ましい。さらに、前記フラットダイの巾方向に対する前記サブマニホールド部の断面積が、前記マニホールド部の断面積の総和の５０％より小さいことと好ましい。さらに、フラットダイから押し出した熱可塑性樹脂のシート状物のフラットダイ巾方向における厚み斑を修正するために、前記熱可塑性樹脂をフラットダイから押し出すためのスリット部の出口部の間隙を変化させ得るリップ可撓部高さをＳとし、該出口部に至るスリット部のランド部長さをＬ_２ とすると、Ｌ_２ ＜３×Ｓを満たすことが好ましい。
【００１３】
さらに、前記スリット部を流れる熱可塑性樹脂をフラットダイ巾方向にｎ等分した場合の区分巾当たりの各流量をｑｉ （ｉ＝１，‥，ｎ）とし、ｎ等分の区分巾当たりの平均流量をｑ０ とすると、均一指数Ｕを、

で定義し、前記サブマニホールド部に流入する前のスリット部のそれぞれを流れる熱可塑性樹脂の均一指数をＵ_１ で示し、さらに、前記熱可塑性樹脂をフラットダイから最終的に押し出す部分に位置するスリット部を流れる熱可塑性樹脂の均一指数をＵ_２ で示すと、
前記均一指数Ｕ_１ が０．３０以下であり、かつ、前記均一指数Ｕ_２ が０．０５以下を満たす前記マニホールド部の形状、前記サブマニホールド部の形状、および、前記スリット部の形状を有することが好ましい。
【００１４】
さらに、前記熱可塑性樹脂のフラットダイ入口部の圧力が、２５Ｎ／ｍｍ^２ 以下であることが好ましい。上記フラットダイでも、上記冷却手段を設けたスリット部近傍のランド部に、温度を測定するための少なくとも１つの温度測定センサーを備え、前記冷却手段には、前記温度測定センサーの測定結果に基づき前記熱可塑性樹脂の温度を制御するための温度コントローラユニットを接続することが好ましい。上記冷却手段は、前記ランド部の熱可塑性樹脂接触面から５０ｍｍ以内に設けることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以内である。
【００１５】
さらに、本発明に係る熱可塑性樹脂押出用フラットダイは、溶融した熱可塑性樹脂をスリット部からシート状に押し出すフラットダイであって、
前記フラットダイに送られる前に融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に加熱溶融された熱可塑性樹脂を、前記フラットダイのマニホールド部内でフラットダイ巾方向に拡幅するまで前記Ｔｍｅ以上の温度に保温する保温用ヒータと、
前記熱可塑性樹脂をＴｍｅ未満、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の温度に冷却する冷却手段を内部に有し、ランド部を構成するダイの部材に接するように設けられた冷却アダプターと、
を備えたことを特徴とするものからなる。
【００１６】
このフラットダイにおいても、上記スリット部近傍のランド部に、温度を測定するための少なくとも１つの温度測定センサーを備え、前記冷却手段には、前記温度測定センサーの測定結果に基づき前記熱可塑性樹脂の温度を制御するための温度コントロールユニットを接続することが好ましい。
【００１７】
ここで、上記冷却手段は、たとえば、ダイ巾方向に熱媒体が通過し得る少なくとも１つの孔から構成され、また、上記ランド部を構成するダイの部材には、少なくとも１本のヒートパイプを設けることが好ましく、さらに、前記ヒートパイプの少なくとも一端に、冷却手段を連結すればより好ましいものとなる。
【００１８】
また、前記押出用フラットダイには、前記温度測定センサーと、前記温度コントロールユニットを接続した前記冷却手段とを一対にして、ダイ巾方向に少なくとも２つ配置されており、該温度コントロールユニットには、フラットダイ巾方向についてフラットダイから押し出した熱可塑性樹脂のシート状物の厚みを測定する厚さ計と、該厚さ計より得られたシート状物の厚みデータを基にシート状物の厚みむらに対応する位置の該温度コントロールユニットを制御するための制御信号を演算する演算部とを接続することが好ましい。
【００１９】
上記冷却手段としては、例えば、前記熱可塑性樹脂が前記ランド部を流れる方向と実質的に同じ方向に熱媒体が通過可能な少なくとも１つの孔から構成される。
【００２０】
さらに、本発明に係るフラットダイでは、前記マニホールド部を構成するダイ部材と、ランド部を構成するダイ部材との間に断熱部を設けることが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明に係る熱可塑性樹脂押出用フラットダイは、前記熱可塑性樹脂をフラットダイから最終的に押し出す部分に位置するスリット部の出口部近傍に、前記フラットダイから押し出した熱可塑性樹脂の厚み方向に表面から全厚みの３０％以内において、より好ましくは１０％以内において、融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に熱可塑性樹脂を加熱するための加熱用ヒータを設けることが好ましい。より好ましい温度は、Ｔｍｅ＋１０℃以内である。
【００２２】
また、本発明に係る熱可塑性樹脂押出用フラットダイは、熱可塑性樹脂と接する部分の表面粗さが、ＪＩＳ規格（Ｂ−０６０１）で１Ｓ以下であることが好ましく、さらに、０．２Ｓ以下であればより好ましいものとなる。
【００２３】
さらに、本発明に係る熱可塑性樹脂押出用フラットダイは、前記熱可塑性樹脂をフラットダイから最終的に押し出す部分に位置するスリット部出口部の稜線部の断面形状が、曲率半径５０μｍ以下の丸みを有する形状に形成されていることが好ましく、さらに、曲率半径１０μｍ以下であればより好ましいものとなる。
【００２４】
また、本発明に係るシート状物製造方法では、前記フラットダイから熱可塑性樹脂を押出開始前は、前記温度センサーにより測定された温度が溶融終了温度（Ｔｍｅ）以上になるように温度設定しており、前記フラットダイから熱可塑性樹脂を押出開始後は、前記温度測定センサーにより測定された温度がＴｍｅ未満で、かつ、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の温度に熱可塑性樹脂を冷却することを特徴とする方法からなる。
【００２５】
さらに、本発明に係るシート状物製造方法では、前記フラットダイからの熱可塑性樹脂の押出量が所定の運転条件時は、つまり、押出量が予め定められた範囲内にあるときは、前記温度測定センサーにより測定された熱可塑性樹脂の温度がＴｍｅ未満で、かつ、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上になるように熱可塑性樹脂を冷却し、一方、前記熱可塑性樹脂の押出量が所定の運転条件以下（上記範囲未満）の場合には、前記温度センサーにより測定された熱可塑性樹脂の温度が溶融終了温度（Ｔｍｅ）以上になるように熱可塑性樹脂を加熱することを特徴とする方法からなる。
【００２６】
本発明者らは鋭意研究の結果、キャストフィルム（キャストシート）の厚みむらの原因は、ほとんどが熱可塑性樹脂樹脂をシート状に押し出す際のダイと冷却ドラム間の膜振動であるということを突き止めた。本発明は、熱可塑性樹脂を適切に低温化することにより高剛性化して膜振動を抑え、厚みむらを顕著に改善したフィルムを得るためのフラットダイを提供するものである。
【００２７】
本発明における融解終了温度（Ｔｍｅ）、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）はＤＳＣによって決定することができる。ＤＳＣとは熱分析で通常用いられる示差走査熱量測定法のことであり、物質の融解、結晶化、相転移、熱分解等の状態変化を伴う吸熱、発熱を測定する方法である。ＤＳＣにて熱可塑性樹脂の昇温時の融解温度、降温時の結晶化温度を測定する場合、公知の方法を用いることができるが、ここで注意する点は測定時の昇温、冷却速度である。例えば、融解温度を測定する場合、昇温速度が高すぎると融解温度は高温側にずれてしまう。逆に昇温速度が低すぎると、融解温度は低温側にずれてしまう。実際の押出条件を選定する上で、好適な昇温温速度としては、通常１０〜３０℃／分である。
【００２８】
本発明においては、熱可塑性樹脂はＤＳＣにおける融解時の吸熱ピークの終了温度（Ｔｍｅ）以上に加熱して溶融状態にする必要がある。この工程は通常、押出機内で行われる。樹脂温度が融解時の吸熱ピークの開始温度（Ｔｍｂ）以下であれば樹脂は流動性がほとんどなく、押出できない。また、樹脂温度がＴｍｂより高くてもＴｍｅ未満であれば未溶融物が残るため、そのままではフィルタの目詰まり、成形後のフィルムの異物欠点等が生じるため好ましくない。従って樹脂の加熱溶融は未溶融物のない完全な溶融状態にするためにＴｍｅ以上、好ましくは（Ｔｍｅ＋１０℃）以上の温度で行う必要がある。
【００２９】
本発明におけるフラットダイとしては、特に限定はされないが、例えば、澤田慶司著「プラスチックの押出成形とその応用」（誠文堂新光社）に説明されているような、内部に円筒状の溝（マニホールド）を有するマニホールドダイ、魚の尾のような形状をしたフィッシュテールダイ、その中間の形状をしたコートハンガーダイのいずれでもよい。フラットダイは、通常、溶融樹脂を巾方向に拡げるダイホッパーと呼ばれる部分と、樹脂を巾方向に拡げた後、目的の形状に整形する最終部分であり、かつ、一定のスリット間隙を有する平行部分であるスリット部を形成するランド部と呼ばれる部分から構成される。樹脂はこのスリット部を通過した直後に冷却ドラム上に押し出される。この際、シート状の溶融樹脂を、静電気を印加することによりドラム上に密着させて急冷固化する方法が好ましく用いられる。
【００３０】
従来の熱可塑性樹脂の押出成形によるシート状物の製造方法では、押出機内において、融点以上に加熱溶融された樹脂は、フィルター、ギヤポンプ等を連結するパイプ中を通りフラットダイに送られる。フラットダイに送られた樹脂は、フラットダイ内で目的の形状に形成された後、押し出される。この押出の際の樹脂温度は、通常、融解終了温度（Ｔｍｅ）以上である。これに対し本発明では、樹脂は融解終了温度（Ｔｍｅ）未満、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の温度にまで冷却される。そして、この冷却はフラットダイ内部のランド部で行われることが必要である。もし、冷却が、熱可塑性樹脂がフラットダイに入る以前に行われると、粘度の上昇、流動性の悪化が生じてしまい、その結果、押出異常や流れ異常が生じたり、押出機、フィルター、ギアポンプに負荷をかけすぎ、変形または寿命の低下を引き起こすので好ましくない。また、フラットダイ中でも、熱可塑性樹脂をフラットダイ巾方向に拡幅するマニホールド部で冷却を行うことは、樹脂が目的の形に成形される過程であり、温度むら、流れ異常を生じる原因となるため、好ましくない。特に、フラットダイでは樹脂の流路長が巾方向において異なるため、冷却時間の違いから熱履歴が均一でなくなり、巾方向の温度むらが生じたりするため、成形性が悪化したり、十分な厚みむら改善効果が得られないばかりか、逆に厚みむらが悪くなる場合もあるため、上記のような熱可塑性樹脂をフラットダイ巾方向に拡幅するマニホールド部での冷却は好ましくない。これに対し、冷却をフラットダイのランド部で行うことは、樹脂が巾方向に拡大され、押し出される形状に成形された後での冷却となり、均一な冷却が可能となる。ランド部はダイ中で最も間隙の狭い部分であり、熱交換率が高く、効果的な冷却を行うために好適な部位である。また、樹脂は、冷却後すぐに押し出されるため、粘度上昇に伴う濾圧上昇や押出異常も最小限に抑えることができる。
【００３１】
本発明において、スリット部での樹脂の冷却はＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上で行う必要がある。溶融状態にある樹脂をＴｍｅ未満に冷却しても短時間では固化しない、いわゆる過冷却の液相状態を保つことができる。この状態の樹脂は粘度が高く、ランド部から押し出された後のダイと冷却ドラム間の膜振動や外乱に対して安定であり、長手方向の厚みむらの小さなシートやフィルムを得ることができる。樹脂を高粘度化するためには、高分子量化する方法、増粘剤を添加する方法も考えられる。しかしながら、これらの方法はもはや違う樹脂となってしまうため好ましくない。これに対し、本発明のダイを用いることは、現行のフィルムの製造に用いている樹脂、装置がそのまま使え、しかも厚みむらの少ないフィルムが得られるという点で優れている。また、冷却は樹脂の降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の温度までにとどめる必要がある。Ｔｃｂよりも低い温度になると樹脂は結晶化し始め、押し出されたフィルムの表面荒れ、押出異常、流れむらを生じたり、経時で固化し、押出不可能となるおそれがあるため好ましくない。ダイのランド部を上記所定範囲内の温度に設定することで、製品の品質を低下させることなく、厚み均一性に優れたフィルムを得ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図２に、本発明の一実施態様に係る熱可塑性樹脂押出用フラットダイを示す。図において、熱可塑性樹脂押出用フラットダイは、主に、ダイ本体１と、ダイ保温用ヒータ２と、冷却手段３とから構成されている。ダイ本体１は、図１に示した樹脂供給装置９０に連結されており、この樹脂供給装置９０には、押出機９１、フィルター９２ａ、９２ｂ、ギアポンプ９３、および、それぞれを連結するパイプが必要に応じて適宜配備される。樹脂供給装置９０内の熱可塑性樹脂は、押出異常や流れ異常を防ぐため、ヒーター等により温度をＴｍｅ以上に昇温する必要がある。
【００３３】
そして、樹脂供給装置９０から供給された熱可塑性樹脂は、まずダイ本体１の内部に設けられたマニホールド部１０に流入する。そして、マニホールド部１０内でダイ本体１の巾方向に拡幅後、スリット部１１を通過することでフィルム状（シート状）に成形され、押し出される。その際、マニホールド部１０内を流動する熱可塑性樹脂は、ダイ保温用ヒータ２により温度をＴｍｅ以上に保温する。ダイ保温用ヒータ２の設置場所としては、スリット部１１の樹脂は温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却させる必要があるため、マニホールド部１０近傍のみを保温する位置が好ましい。
【００３４】
次に、温度がＴｍｅ以上の熱可塑性樹脂は、スリット部１１を通過する際に冷却手段３により温度がＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却される。この場合、熱可塑性樹脂の供給量、温度が既知であり、また、ダイ本体１の設定温度も既知であれば、冷却手段３は、経験的、または、計算値に基づき予め定められた冷却能力に設定すればよい。しかしながら、より高精度に熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却するには、図３に示すように、温度測定センサー４をスリット部１１近傍のランド部１３に設け、温度測定センサー４により得られた温度測定結果を温度コントロールユニット５に伝送し、温度コントロールユニット５内で変換した制御信号を基に、熱可塑性樹脂の温度が所定のＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上になるように冷却手段３をコントロールする。熱可塑性樹脂の温度の測定については、直接樹脂を測定できれば好ましいが、一般には品質を悪化させるため、温度測定センサー４はスリット部１１近傍のランド部１３内に備える。また、冷却手段３は、ランド部のポリマ接触面から５０ｍｍ以内、より好ましくは２０ｍｍ以内であれば効率よく樹脂を冷却することができる。また、ダイ巾方向の厚みむらを調整するフィルム厚み調整手段１４を併設すれば、より厚み精度の良好なフィルムを得ることができる。
【００３５】
図２、図３では、スリット部１１を形成するランド部１２、１３について、ランド部１３に冷却手段３を、また、ランド部１２にフィルム厚み調整手段１４を設けたが、これらは特に限定するものではなく、冷却手段３は、ランド部１２、１３の両方に設けてもよく、またランド部１２のみに設けてもよい。フィルム厚み調整手段１４を配置する場合は、公知の調整方法、例えば、ボルトを回転させることでスリット間隙を変化させる方式、また、スリット間隙調整ボルト等の熱膨張を利用してスリット間隙を調整する方式、さらに、ヒータで熱可塑性樹脂を加熱し、樹脂粘度を変化させる方式を用いることができる。
【００３６】
図１５に、本発明の別の実施態様を示す。図１５は、厚みの厚いシート状物の生産、または、製膜速度の高速化に対応するため、熱可塑性樹脂の吐出量を増加させても、樹脂温度を効率良くＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却できるフラットダイを提供するものである。
【００３７】
例えば図２のフラットダイで、熱可塑性樹脂の温度を効率良くＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却するには、冷却手段３と熱可塑性樹脂接液部までのダイ内部の熱伝導と、熱可塑性樹脂接液部での熱伝達と、熱可塑性樹脂間の熱伝導とを充分に行う必要がある。本発明者らによる鋭意検討の結果、そのうち特に熱可塑性樹脂間の熱伝導の効率化、高速化がポイントであり、そのため、熱可塑性樹脂の吐出量を増加させても効率よく樹脂温度を所定の温度まで冷却させるには、スリット部の間隙を狭くし、スリット部のランド長を長くする必要がある。しかしながら、本発明のフラットダイでは、熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却するため、樹脂粘度が本来大幅に増加し、その結果、フラットダイ内部の圧力も大幅に増加する。そのため、スリット部の間隙を狭くし、ランド長を長くすれば、さらに、フラットダイ内部の圧力が増加し、実際の生産条件における許容範囲を越え、実際の生産に使用できないものとなる。
【００３８】
そこで、図１５のフラットダイは、これらの問題を解消するためのものであり、マニホールド部１０ａ、１０ｂを少なくとも２つ設けることで、スリット部１１ａ、１１ｂ（分岐スリット部）での樹脂の流速を低下させ、かつ、冷却手段３を複数（図１５では、３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ）設けることで効率よく冷却することができ、さらに、フラットダイ内部の圧力も実際の生産条件における許容範囲内にすることができる。フラットダイ内部の許容圧力としては、フラットダイ入口部で、２５Ｎ／ｍｍ^２ 以下が好ましく、この２５Ｎ／ｍｍ^２ 以下を満たすマニホールド部の形状、マニホールド部の数、スリット部の間隙、スリット部のランド長さを決定すればよい。ここで、マニホールド部１０ａ、１０ｂに熱可塑性樹脂を供給する方法としては、フラットダイに熱可塑性樹脂を流入させ、その後流路を分岐することで各マニホールド部１０ａ、１０ｂに熱可塑性樹脂を供給してもよいし、また、フラットダイに熱可塑性樹脂を流入させる前に流路を分岐し、各マニホールド部１０ａ、１０ｂに熱可塑性樹脂を供給してもよい。図１５における１１ａａは、分岐スリット部１１ａ、１１ｂが合流した合流スリット部であり、ここから最終的に熱可塑性樹脂が押し出される。
【００３９】
さらに、図１６に本発明の別の実施態様を示す。図２と図１５において、フィルム厚み調整手段１４が同一仕様で、同一の操作方法で同一の操作量を行った場合、マニホールド部からスリット部出口までのランド長が長い図１５のフラットダイの方が、スリット部での圧力変化の割合が小さくなるため、その結果、熱可塑性樹脂の押出量の変化の割合も小さく、すなわち、シート状物の厚み調整がしにくいフラットダイと言える。そこで、図１６に示すように、複数のスリット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃが合流した後のスリット部１１ａａに、サブマニホールド部１０ａａを設けることで、前記熱可塑性樹脂はフラットダイ巾方向に容易に流れ得るものとなる。その結果、図１６のフラットダイは、実質図２のマニホールド部とスリット部と同様に前記熱可塑性樹脂がフラットダイ巾方向に容易に流れ得るため、図１６のフラットダイは、フラットダイ巾方向においても図２のフラットダイと同様な厚み調整が可能となる。なお、サブマニホールド部１０ａａ内の熱可塑性樹脂は、事前にスリット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃで、略均一に温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却しているため、サブマニホールド部１０ａａ内をフラットダイ巾方向に流れても、実質熱可塑性樹脂の温度差を招くこと無く、即ち製品の品質を低下させることなくシート状物の成形が可能となる。つまり、図１６のフラットダイでは、熱可塑性樹脂を効率良く冷却できるため、シート状物の長手方向の厚みむらの原因となる熱可塑性樹脂の膜振動を防止でき、かつ、フラットダイ巾方向の厚み調整も容易なため、優れた厚み精度のシート状物が得られるフラットダイと言える。
【００４０】
ここで、図１６のフラットダイの巾方向の垂直断面において、サブマニホールド部１０ａａの断面積が、マニホールド部１０ａ、１０ｂ、１０ｃの断面積の総和に比べ、５０％より小さく、より好ましくは３０％より小さければ、サブマニホールド部１０ａａで熱可塑性樹脂の必要以上の滞留を招くこと無くシート状物を得ることが可能となる。さらに、合流スリット部のランド長さをＬ_２ とし、サブスリット部の間隙を変化させるリップ可撓部高さをＳとすると、Ｌ_２ ＜３×Ｓであれば、シート状物の厚み調整が容易であり、さらに好ましい。
【００４１】
図１６では、さらにスリット部、および、合流スリット部を流れる熱可塑性樹脂をダイ巾方向に等分にｎ等分した場合の区分巾当たりの各流量をｑｉ （ｉ＝１，‥，ｎ）とし、ｎ等分した場合の区分巾当たりの平均流量をｑ０ とすると、均一指数Ｕを下記式で定義し、

スリット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれを流れる熱可塑性樹脂の均一指数Ｕ_１ が、０．３０以下を満たすマニホールド部１０ａ、１０ｂ、１０ｃの形状と前記スリット部１１ａ、１１ｂ、１１ｃの形状であり、かつ、熱可塑性樹脂をフラットダイから押し出すためのスリット部１１ａａを流れる熱可塑性樹脂の均一指数Ｕ_２ が、０．０５以下を満たす前記サブマニホールド部１０ａａの形状と熱可塑性樹脂をフラットダイから押し出すためのスリット部１１ａａの形状であることが好ましい。
【００４２】
本発明のフラットダイでは、複数のマニホールド部を有するものの熱可塑性樹脂は１種類であり、最終的には熱可塑性樹脂はサブマニホールド部で合流するため、合流前のスリット部では概略の均一性とし、サブマニホールド部を流れることで合流後は所定の均一性を保つことが可能となる。
【００４３】
一方で、高度な厚み精度のシート状物が必要な場合には、複数のスリット部出口までに熱可塑性樹脂の温度をそれぞれＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却を完了し、複数のスリット部からサブマニホールド部に流入した熱可塑性樹脂の温度を均一にすれば、すなわち、樹脂粘度も均一となり、シート状物の厚み調整も容易に行うことが可能となる。
【００４４】
図４に、本発明の別の実施態様を示す。冷却手段３を内部に設けた冷却アダプター６３をスリット部１１近傍のランド部１２に接触させ冷却する。この方法では、既存のダイをほとんど改造すること無しに厚み精度の優れたフィルムを得ることができる。冷却手段３は、経験的に、または計算値に基づき予め定められた冷却能力に設定すればよいが、より高精度に熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却するには、図５に示すように、ランド部１２のスリット部近傍に設けた温度測定センサー４により測定された温度データを、温度コントロールユニット５に伝送し、温度コントロールユニット５で変換した制御信号により、冷却手段３をコントロールする。冷却アダプター６３の材質は熱伝導性のよいアルミニウム、銅等が好ましく、また、形状もダイ本体と接触面積が大きい方が効果的であり、さらに、接触面の密着性も、冷却アダプター６３とランド部１２の間に、公知の高伝熱性の物質を塗布すれば、より冷却性を向上できる。また、ダイ巾方向の厚みむらを調整するフィルム厚み調整手段１４を併設すれば、より厚み精度の良好なフィルムを得ることができる。
【００４５】
図５では、冷却アダプター６３をランド部１２のみに設置する例を示したが、さらに、ランド部１３もランド部１２と同様な形状にし、冷却アダプターを設ければ、より効率よく冷却できる。フィルム厚み調整手段１４は、公知の調整方式を適宜備えればよい。また、冷却アダプター６３は、図６に示すようにランド部１３に冷却手段３ｂを備えた方式（図２または図３に示した方式）と併用でき、熱可塑性樹脂の押出量が多い時、さらに、樹脂温度が高い時に効率よく冷却できる。つまり、冷却アダプター６３内の冷却手段３ａと、ランド部１３内に埋設した冷却手段３ｂを併用し、それらを温度測定センサー４ａ、４ｂを介して温度コントロールユニット５ａ、５ｂで制御する。
【００４６】
冷却手段３の一実施態様として、図７にダイ巾方向に熱媒体を通過し得る少なくとも１つ以上の孔２０ａ、２０ｂを配置したものを示す。孔２０ａ、２０ｂは、ランド部１２、１３の少なくとも一方に、スリット部１１の近傍に配置している。孔２０ａ、２０ｂには、図８に示すようにダイの一端から熱媒体を流入し、孔２０ａ、２０ｂを通過する熱媒体により樹脂を冷却する。図８の例では、温度測定センサー４により測定された温度データを温度コントロールユニット５に伝送し、温度コントロールユニット５で変換した制御信号を用いてコントロールバルブ２１により通過する熱媒体の流量をコントロールする。その結果、スリット部の樹脂を所定の温度まで冷却できる。また、図９に示すように少なくとも１本以上のヒートパイプ６１ａ、６１ｂを併設すれば、ランド部１２、１３を均一に冷却でき、その結果、樹脂も均一冷却できるので好ましい。さらに、図１０に示すようにヒートパイプ６１ａ、６１ｂの一端に、それぞれ冷却手段６２ａ、６２ｂを併設すればさらに効果的である。熱媒体としては、空気、水等各種の気体、液体を使用条件に合わせて用いることができる。
【００４７】
なお、図８では熱媒体をダイの一端から流入する例を示したが、熱媒体の流入位置は、ダイ巾方向の任意の位置から流入してもよく、例えば、ダイの巾が広く、ダイ巾方向で温度むらが生じる場合には、図７に示す孔２０ａと孔２０ｂへの熱媒体の流入位置を、ダイの互いに異なる一端よりそれぞれ流入させれば温度むらを減少できる。さらに、孔２０ａ、２０ｂのそれぞれの孔について、ダイの両端より相互に流入させればさらに均温化が図れる。また、図８では、熱媒体の流量をコントロールする例を示したが、熱媒体の温度をコントロールしてスリット部の樹脂を所定の温度まで冷却してもよい。
【００４８】
図１１に示す例では、さらに、図８に示した熱媒体を通過し得る少なくとも１つ以上の孔２０ａ、２０ｂがダイ巾方向に少なくとも２分割以上に分割された構成とされ（孔２０ｃ、２０ｄ）、それぞれの孔２０ｃ、２０ｄを通過される熱媒体について、温度測定センサー４ｃ、４ｄにより測定された温度データを温度コントロールユニット５ｃ、５ｄに伝送し、温度コントロールユニット５ｃ、５ｄで変換した制御信号により、コントロールバルブ２１ｃ、２１ｄで通過する熱媒体の流量をそれぞれコントロールする。
【００４９】
また、図１１では、熱媒体が通過し得る孔２０ｃ、２０ｄがダイ巾方向に２分割（以上）とされ、それぞれの孔に対応する位置の樹脂温度を測定し、個別に熱媒体の流量を制御できるため、スリット部を冷却する際、ダイの巾方向の温度むらが抑制でき、その結果、とくに巾方向に均質なフィルムを得ることができる。なお、図１１は、ダイ巾方向に２分割の例を示したが、さらに分割数を増やせば効果的である。
【００５０】
図１２は、本発明の別の実施態様を示している。冷却手段をダイ巾方向に５つ配置した例であり、冷却手段３１、３２、３３、３４、３５にはそれぞれ温度測定センサー４１、４２、４３、４４、４５を配置し、温度コントロールユニット５１、５２、５３、５４、５５を接続している。さらに、温度コントロールユニットには、ダイ１から押し出されたシートから後の工程によって成形されたフィルムの巾方向の厚みを測定するフィルム厚さ計７と、フィルム厚さ計７により得られたデータを基にフィルム厚みむらに対応する位置の温度コントロールユニットを制御するための計算機である演算部６を接続している。
【００５１】
また、図１２では、樹脂温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上の範囲内に冷却することで、フィルム長手方向の厚みむらの小さなフィルムを得ることができることに加え、樹脂温度をダイ巾方向においてＴｍｅとＴｃｂの間で変化させることで樹脂に粘度差を発生させ、その粘度差を利用して樹脂の押出量を調整し、フィルム巾方向の厚みむらの小さいフィルムをも得ることができるものである。具体的には、まず、樹脂温度がＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上の範囲内となるように、温度測定センサー４１〜４５により測定された温度データを温度コントロールユニット５１〜５５に伝送し、温度コントロールユニット５１〜５５で変換した制御信号により冷却手段３１〜３５をコントロールする。一方、フィルム厚さ計７で測定したフィルム巾方向の厚みむら測定結果に基づき、例えば、フィルム厚みが厚いところは、対応する位置の温度コントロールユニットに、現行の制御信号に加え樹脂温度がＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上の範囲内で冷却手段の冷却能力をさらに増大させるように演算部６により制御信号を伝送し、その結果、樹脂の粘度を大きくすることでスリット部を通過する流量を減少させ、フィルム厚みを薄くする。逆に、フィルム厚みが薄いところは冷却手段の冷却能力を減少させ、フィルム厚みを厚くするものである。
【００５２】
図１３は、図１２の冷却手段の一実施態様を示している。冷却手段として、熱媒体が通過し得る孔２２ａ、２２ｂを熱可塑性樹脂がランド部を流れる方向と実質的に同じ方向に設けており、それぞれの孔２２ａ、２２ｂには、温度測定センサー４ａ、４ｂにより測定された温度データを温度コントロールユニット５ａ、５ｂに伝送し、温度コントロールユニット５ａ、５ｂで変換した制御信号により、コントロールバルブ２１ａ、２１ｂを通過する熱媒体の流量をコントロールする。
【００５３】
ここで、孔２２ａ、２２ｂを樹脂がランド部を流れる方向と同様の向きに設ける理由は、孔２２ａ、２２ｂは前述の通りフィルム巾方向の厚みむらを調整する機能が必要なため、当然ながら巾方向の孔の設置数は密であるほど厚みむら調整は高精度にできる。そのため、図８、図１１に示した様にダイ巾方向に熱媒体を通過し得る孔に比べ、図１３の示す様に樹脂がランド部を流れる方向と同様の向きに設ける方が、冷却手段をダイ巾方向において構造上密に配置でき、また、熱可塑性樹脂がスリット部を流れる際に効率よく冷却できる。
【００５４】
図１３には、熱媒体を通過し得る孔をランド部１２、１３の両方に設ける例を示したが、冷却能力に余裕がある場合にはどちらか一方でもよく、また、ダイ巾方向の厚みむらを調整する公知のフィルム厚み調整手段１４を併設すれば、より厚み精度の良好なフィルムを得ることができる。なお、図示していないが、孔２２ａ、２２ｂのそれぞれをダイ巾方向に多数設けた際、孔と孔の間に、例えば、スリットの様な断熱部を設ければ、ダイ巾方向について樹脂の温度差をつけやすくなり、さらに効果的にダイ巾方向の厚みむらを小さくすることができる。
【００５５】
図１４に、本発明の別の実施態様を示す。本発明では前述の通り、マニホールド部を流動する熱可塑性樹脂温度はＴｍｅ以上に保つ必要があり、一方、スリット部に流入した樹脂は、温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上まで冷却する必要がある。そのため、ダイ本体のマニホールド部とスリット部の間で温度差を設けることは極めて重要となる。そこで、図１４に示すようにマニホールド部１０を構成する部材とランド部１２、１３を構成する部材との間に断熱部６０ａ、６０ｂをダイ全巾に渡って設けると、マニホールド部近傍とスリット部近傍との間で熱流を遮断できるため、マニホールド部の熱可塑性樹脂の温度を容易にＴｍｅ以上に保温できると共に、スリット部の熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上に容易に冷却することができる。
【００５６】
断熱部６０ａ、６０ｂは、ダイ本体部材を切削することでスリット部を形成するものや、該スリット部に外部よりエア等の冷媒を流し、強制冷却しても効果的である。また、公知のガラスウール、ロックウール等の断熱材をスリット部に組み込んでもよい。
【００５７】
図１７に、本発明の別の実施態様を示す。本発明の熱可塑性樹脂は、温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上に冷却するため、熱可塑性樹脂の種類によっては、シート状物にすじ状の厚み斑が発生しやすくなる。この場合の対策としては、前記フラットダイから熱可塑性樹脂を押し出すスリット部出口近傍に、前記フラットダイから押し出した熱可塑性樹脂の厚み方向で、表面からの厚みが全厚みの３０％以内において、より好ましくは１０％以内において、融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に熱可塑性樹脂を加熱するための加熱用ヒータ８０を設けると好ましい。この場合、熱可塑性樹脂表面の温度はＴｍｅ以上になるため、膜振動は全厚みをＴｍｅ以下にする場合に比べ多少大きくなるが、シート状物の製品品質を低下させることなく生産が可能となる。
【００５８】
また、シート状物のすじ状の厚み斑対策として、さらに鋭意検討した結果、前記フラットダイの熱可塑性樹脂と接する部分の表面粗さを、ＪＩＳ規格（Ｂ−０６０１）で１Ｓ以下、より好ましくは、０．２Ｓ以下にするとシート状物のすじ状の厚み斑が激減し、その結果、生産性が大巾に向上することが可能となった。
【００５９】
さらに、図１８に本発明の別の実施態様を示す。図１８に示すように、熱可塑性樹脂を押し出すためのスリット部出口部の稜線部（ランド部１２、１３の断面における下端角部）の断面形状を示すＲ寸法を、曲率半径で５０μｍ以下、より好ましくは半径で１０μｍ以下にするとシート状物のすじ状の厚み斑がさらに減少し、シート状物の品質、生産性がさらに向上することが判明した。
【００６０】
また、本発明のシート状物の製造方法としては、実際に熱可塑性樹脂をフラットダイから押し出しを開始する際には、熱可塑性樹脂の押出量は生産安定時に比べ少ないため、冷却手段の運転条件が生産安定時の運転条件時と同一設定では、熱可塑性樹脂はＴｃｂ以下となり固化する場合がある。そこで、固化を防止するため、溶融した熱可塑性樹脂を前記フラットダイから押し出しを開始する前までは、前記温度センサーにより測定された温度がＴｍｅ以上になるように温度設定しており、一方、熱可塑性樹脂が前記フラットダイから押し出しを開始した後には、熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上に冷却すれば、熱可塑性樹脂が固化すること無く安定してシート状物を得ることができるという知見を得た。
【００６１】
さらに、実際の生産において、シート状物の破れ等で前記フラットダイからの熱可塑性樹脂の押出量が生産安定時の運転条件（つまり、予め定められた所定の範囲）より低下することがあるが、この場合に冷却手段の運転条件が生産安定時の運転条件と同一設定では、熱可塑性樹脂はＴｃｂ以下となり、固化する場合がある。そこで、熱可塑性樹脂の押出量が、生産安定時の運転条件以下の場合は、冷却手段を調整し、熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ以上にすれば、安定して生産を継続することができる。
【００６２】
なお、本発明における熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド樹脂、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、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、その他、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレスルファイド樹脂などを用いることができる。また、これらの樹脂はホモポリマーの樹脂であってもよく、結晶性が損なわれない範囲で共重合またはブレンドであってもよい。また、これらの樹脂の中に、公知の各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、無機粒子が添付されてもよい。
【００６３】
【実施例】
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。
なお、本発明による効果を評価するための、各種物性値は以下の評価方法により求めた。
（１）熱特性
マックサイエンス社製示差走査熱量計ＤＳＣ３１００を用いて、サンプルを５ｍｇを３００℃で５分間溶融保持し、液体窒素で急冷固化した後、室温から昇温速度２０℃／分で昇温した。その時観測される融解吸熱ピークの開始温度をＴｍｂ、ピーク温度をＴｍ、ピーク終了温度をＴｍｅとした。また、サンプル５ｍｇを３００℃で５分間溶融保持した後、降温速度２０℃／分で降温した。この際観測される降温時結晶化発熱ピークの開始温度をＴｃｂ、ピーク温度をＴｃ、ピーク終了温度をＴｃｅとした。
【００６４】
（２）フィルム厚みむら
アンリツ社製フィルムシックネステスタＫＧ６０１Ａおよび電子マイクロメータＫ３０６Ｃを用い、縦方向に３０ｍｍ巾、１０ｍ長にサンプリングしたフィルムを連続的に厚みを測定する。１０ｍ長での厚み最大値Ｔｍａｘ（μｍ）、最小値Ｔｍｉｎ（μｍ）から、
Ｒ＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ
を求め、Ｒと１０ｍ長の平均厚みＴａｖｅ（μｍ）から
厚みむら（％）＝（Ｒ／Ｔａｖｅ）×１００
として求めた。
【００６５】
実施例１、２、比較例１、２
熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレートを使用して、ダイ巾１５０ｍｍ、ランド長１００ｍｍ、スリット間隙１ｍｍの熱可塑性樹脂用ダイを用いて冷却テストした。ＤＳＣを用いてこのポリエチレンテレフタレートの熱特性を測定したところ、Ｔｍｂ：２４０℃、Ｔｍ：２５５℃、Ｔｍｅ：２６８℃、Ｔｃｂ：２０３℃、Ｔｃ：１８８℃、Ｔｃｅ：１７４℃であった。冷却手段としては、スリット部から１０ｍｍのところに直径７ｍｍの空孔を計１８個ダイ巾方向にあけ、熱媒体としては２５℃の空気を使用した。そして、スリット部近傍のランド部に測定抵抗体を埋設し、温度コントロールユニットを介して、空気の流量をコントロールバルブで制御した。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】

【００６７】
表１に示す通り、ポリエチレンテレフタレートの温度を比較例１のＴｍｅ以上に対し、実施例１、２のＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上にすれば、得られたフィルムの厚みむらが顕著に改善した。なお、Ｔｃｂ以下の温度では、経時で樹脂が固化し、フィルムを得ることができなかった。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱可塑性樹脂押出用フラットダイによれば、ダイのマニホールド部では熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ以上に保温しておき、ダイのスリット部に流入後、熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ未満、Ｔｃｂ以上に冷却して押し出すため、厚みむらが顕著に改善された熱可塑性樹脂フィルムを得ることができる。しかも、樹脂の冷却は、押出機からダイ出口までの長いメルトラインの中で、ダイのランド部のみで行うため、既存ダイの小改造で済み、また、押出機やフィルターなどに必要以上の負荷をかけずに済むという利点や、さらにシート状物のすじ状の厚み斑や、また、オリゴマーが発生しにくいという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱可塑性樹脂フィルム製造装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図３】冷却手段の別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図４】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図５】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図６】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図７】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図８】図７の熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略正面図である。
【図９】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図１０】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略正面図である。
【図１１】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略正面図である。
【図１２】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略正面図である。
【図１３】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図１４】冷却手段のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図１５】本発明の別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの概略縦断面図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施態様を示す熱可塑性樹脂押出用フラットダイの部分概略縦断面図である。
【符号の説明】
１ ダイ本体
２ ダイ保温用ヒータ
３ 冷却手段
４ 温度測定センサー
５ 温度コントロールユニット
６ 演算部
７ フィルム厚さ計
１０ マニホールド部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ マニホールド部
１０ａａ サブマニホールド部
１１ スリット部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ スリット部（分岐スリット部）
１１ａａ 合流スリット部
１２、１３ ランド部
１４ フィルム厚み調整手段
２０ 孔
２１ コントロールバルブ
６０ａ、６０ｂ 断熱部
６１ ヒートパイプ
６２ 冷却手段
６３ 冷却アダプター
８０ａ、８０ｂ 加熱用ヒータ
９０ 樹脂供給装置
９４ キャスティングドラム
９５ フィルム送り装置
９６ フィルム長手方向延伸装置
９７ フィルム巾方向延伸装置
９８ フィルム搬送装置
９９ フィルム巻取装置

Claims (21)

1. 溶融した熱可塑性樹脂をスリット部からシート状に押し出すフラットダイであって、
   前記フラットダイに送られる前に融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に加熱溶融された熱可塑性樹脂を、前記フラットダイのマニホールド部内でフラットダイ巾方向に拡幅するまで前記Ｔｍｅ以上の温度に保温する保温用ヒータと、
   フラットダイのランド部の少なくとも一方に設けられ、前記熱可塑性樹脂をＴｍｅ未満で、かつ、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の温度に冷却する、少なくとも１つの冷却手段と、
   を備えたことを特徴とする熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
2. 溶融した熱可塑性樹脂をスリット部からシート状に押し出すフラットダイであって、
   熱可塑性樹脂をフラットダイ巾方向に拡幅するための少なくとも２つのマニホールド部と、
   前記フラットダイに送られる前に融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に加熱溶融された熱可塑性樹脂を、前記各マニホールド部内でフラットダイ巾方向に拡幅するまで前記Ｔｍｅ以上の温度に保温する保温用ヒータと、
   前記各マニホールド部に接続された分岐スリット部と、該分岐スリット部が合流し前記熱可塑性樹脂をフラットダイから最終的に押し出すための合流スリット部からなるスリット部と、
   前記スリット部を構成するフラットダイのランド部の少なくとも一方に設けられ、前記熱可塑性樹脂の温度をＴｍｅ未満で、かつ、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上に冷却する、少なくとも１つの冷却手段と、
   を備えたことを特徴とする熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
3. 前記合流スリット部に、前記熱可塑性樹脂をフラットダイ巾方向に流し得るサブマニホールド部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
4. 前記サブマニホールド部の断面積が、前記マニホールド部の断面積の総和の５０％より小さいことを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
5. フラットダイから押し出した熱可塑性樹脂のシート状物のフラットダイ巾方向における厚み斑を修正するために、前記熱可塑性樹脂をフラットダイから押し出すためのスリット部の出口部の間隙を変化させ得るリップ可撓部高さをＳとし、該出口部に至るスリット部のランド部長さをＬ_２ とすると、
   Ｌ_２ ＜３×Ｓ
   を満たす請求項２ないし４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
6. 前記スリット部を流れる熱可塑性樹脂をフラットダイ巾方向にｎ等分した場合の区分巾当たりの各流量をｑｉ （ｉ＝１，‥，ｎ）とし、ｎ等分の区分巾当たりの平均流量をｑ０ とすると、均一指数Ｕを、
   

   

   で定義し、前記サブマニホールド部に流入する前のスリット部のそれぞれを流れる熱可塑性樹脂の均一指数をＵ_１ で示し、さらに、前記熱可塑性樹脂をフラットダイから最終的に押し出す部分に位置するスリット部を流れる熱可塑性樹脂の均一指数をＵ_２ で示すと、
   前記均一指数Ｕ_１ が０．３０以下であり、かつ、前記均一指数Ｕ_２ が０．０５以下を満たす前記マニホールド部の形状、前記サブマニホールド部の形状、および、前記スリット部の形状を有することを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
7. 前記熱可塑性樹脂のフラットダイ入口部の圧力が、２５Ｎ／ｍｍ^２ 以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
8. 前記冷却手段が、前記ランド部の熱可塑性樹脂接触面から５０ｍｍ以内の位置に設けられている、請求項１ないし７のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
9. 溶融した熱可塑性樹脂をスリット部からシート状に押し出すフラットダイであって、
   前記フラットダイに送られる前に融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に加熱溶融された熱可塑性樹脂を、前記フラットダイのマニホールド部内でフラットダイ巾方向に拡幅するまで前記Ｔｍｅ以上の温度に保温する保温用ヒータと、
   前記熱可塑性樹脂をＴｍｅ未満、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の温度に冷却する冷却手段を内部に有し、ランド部を構成するフラットダイの部材に接するように設けられた冷却アダプターと、
   を備えたことを特徴とする熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
10. 融解終了温度（Ｔｍｅ）未満、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の冷却された前記熱可塑性樹脂の温度を測定するための少なくとも１つの温度測定センサーを前記フラットダイ内部に備えており、前記冷却手段には、前記温度測定センサーの測定結果に基づき前記熱可塑性樹脂の温度を制御するための温度コントロールユニットが接続されている、請求項１ないし９のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
11. 前記冷却手段が、フラットダイ巾方向に熱媒体が通過可能な少なくとも１つの孔からなる、請求項１ないし１０のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
12. フラットダイ内部に少なくとも１本のヒートパイプが設けられている、請求項１ないし１１のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
13. 前記ヒートパイプの少なくとも一端に冷却手段が連結されている、請求項１２に記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
14. 前記フラットダイには、前記温度測定センサーと、前記温度コントロールユニットが接続された前記冷却手段とを一対にして、フラットダイ巾方向に少なくとも２つ配置されており、
    該温度コントロールユニットには、フラットダイ巾方向についてフラットダイから押し出した熱可塑性樹脂のシート状物の厚みを測定する厚さ計と、該厚さ計より得られたシート状物の厚みデータを基にシート状物の厚みむらに対応する位置の該温度コントロールユニットを制御するための制御信号を演算する演算部とが接続されている、請求項１０に記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
15. 前記冷却手段が、前記熱可塑性樹脂が前記ランド部を流れる方向と実質的に同じ方向に熱媒体が通過可能な少なくとも１つの孔である、請求項１４に記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
16. 前記マニホールド部を構成するフラットダイ部材と、前記ランド部を構成するフラットダイ部材との間に断熱部が設けられている、請求項１ないし１５のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
17. 前記熱可塑性樹脂をフラットダイから押し出すスリット部の出口部近傍に、前記フラットダイから押し出した熱可塑性樹脂の厚み方向に表面から全厚みの３０％以内において、融解終了温度（Ｔｍｅ）以上に熱可塑性樹脂を加熱するための加熱用ヒータを設けたことを特徴とする、請求項１ないし１６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
18. 前記フラットダイにおいて、熱可塑性樹脂と接する部分の表面粗さが、ＪＩＳ規格（Ｂ−０６０１）で１Ｓ以下であることを特徴とする、請求項１ないし１７のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
19. 前記フラットダイにおいて、前記熱可塑性樹脂をフラットダイから最終的に押し出す部分に位置するスリット部出口部の稜線部の断面形状が、曲率半径５０μｍ以下の丸みを有する形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載の熱可塑性樹脂押出用フラットダイ。
20. 請求項１０、１４または１５に記載のフラットダイを用いて熱可塑性樹脂を押し出すに際し、フラットダイから熱可塑性樹脂を押出開始前は、前記温度センサーにより測定された温度が溶融終了温度（Ｔｍｅ）以上になるように温度設定しており、前記フラットダイから熱可塑性樹脂を押出開始後は、前記温度測定センサーにより測定された温度がＴｍｅ未満で、かつ、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上の温度になるように熱可塑性樹脂を冷却することを特徴とするシート状物製造方法。
21. 請求項１０、１４または１５に記載のフラットダイを用いて熱可塑性樹脂を押し出すに際し、フラットダイからの熱可塑性樹脂の押出量が予め定められた範囲内にあるときは、前記温度測定センサーにより測定された熱可塑性樹脂の温度が溶融終了温度（Ｔｍｅ）未満で、かつ、降温時結晶化開始温度（Ｔｃｂ）以上になるように熱可塑性樹脂を冷却し、
    前記熱可塑性樹脂の押出量が前記範囲未満の場合には、前記温度センサーにより測定された熱可塑性樹脂の温度がＴｍｅ以上になるように熱可塑性樹脂を加熱することを特徴とするシート状物製造方法。

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